KR20120061945A - Method and system for producing pellets from biomass in a pellet press for use as fuel in fireplaces - Google Patents
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Abstract
본 발명은 난로 내에 연료로서 사용하기 위해 펠릿화 프레스(8) 내의 바이오매스(1)로부터 펠릿(9)을 제조하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 목적은 종래 기술에 비교하여 에너지 절약 및 더 에너지에 관하여 비용 효율적인 방식으로 펠릿을 제조하는 것이다. 본 발명에 따른 방법에서, 바이오매스(1)는 셀룰로오스 및/또는 리그노셀룰로오스 파이버, 칩 또는 파편으로 이루어지고, 건조기(2) 내에서 제조 프로세스의 도중에 가열 및 건조되고, 건조기 공기로부터 분리되고, 바이오매스(1)는 펠릿화 프레스(8)에 공급되고, 바이오매스(1)의 온도는 건조기(2)와 펠릿화 프레스(8) 사이의 처리 영역(23) 내에서 고온 공기를 사용하여 가열되거나 본질적으로 유지되고, 처리 영역(23)은 적어도 하나의 부가의 방법 단계를 수행하기 위해 운반 경로의 적어도 부분 및/또는 적어도 하나의 추가의 디바이스를 포함하고, 고온 공기의 온도는 적어도 65℃를 초과한다.The present invention relates to a system and method for producing pellets (9) from biomass (1) in pelletizing presses (8) for use as fuel in a stove. It is an object of the present invention to produce pellets in a cost effective manner in terms of energy savings and more energy compared to the prior art. In the process according to the invention, the biomass 1 consists of cellulose and / or lignocellulosic fibers, chips or debris, is heated and dried in the process of the manufacturing process in the dryer 2 and separated from the dryer air, The biomass 1 is fed to the pelletizing press 8, and the temperature of the biomass 1 is heated using hot air in the treatment region 23 between the dryer 2 and the pelletizing press 8. Or essentially maintained, the treatment region 23 comprises at least a portion of the conveying path and / or at least one further device for carrying out at least one additional method step, wherein the temperature of the hot air is at least 65 ° C. Exceed.
Description
본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 난로에 연료로서 사용하기 위해 펠릿화 프레스 내에서 펠릿을 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing pellets in a pelletizing press for use as fuel in a stove according to the preamble of
또한, 본 발명은 청구항 17의 전제부에 따른 난로에 연료로서 사용하기 위해 펠릿화 프레스 내에서 바이오매스로부터 펠릿을 제조하기 위한 설비에 관한 것이다.The invention also relates to a plant for producing pellets from biomass in a pelletizing press for use as fuel in a stove according to the preamble of
미세 재료 또는 압축 및/또는 용융 재료로부터, 그래뉼(granule)이라고도 또한 지칭되는 펠릿을 생산하는 것은 오래전부터 이미 알려져 있다. 조개탄 프레스는 하나 또는 양자 모두가 매트릭스로 구성되어 있는, 두 개의 롤러 사이에서 재료를 압착하고, 이를 연소를 위한 조개탄으로 성형한다. 플라스틱 산업 또는 동물 사료를 처리하는 산업에서, 압출기 및 천공 디스크에 의한 펠릿화와, 선택적인, 하류 절단 장치의 사용이 널리 알려져 있다. 바람직하게는 나무, 나무 조각, 톱밥 등 같은 절단된 바이오매스로부터 난로의 연료로서 사용하기 위한 펠릿을 생산하는 것도 또한 이미 널리 알려져 있으며, 특히 유럽에서, 기후 보호를 위한 선구적 기술로서 재생 에너지원의 분야에서 전파되고 있다. 제조 공정에는 특정 표준이 적용되며, 따라서, 생산된 펠릿은 특정 내마모성(공압 수송을 위해)을 가져야 하며, 연소 과정에서 유독성 또는 환경적으로 유해한 활성 성분을 방출하지 않아야 한다. 저품질 펠릿은 종종 이물질(윤활제, 착색제,...)을 포함한다.It has long been known to produce pellets, also called granules, from fine or compacted and / or molten materials. Briquette presses squeeze the material between two rollers, one or both consisting of a matrix, and shape it into briquettes for combustion. In the plastics industry or in the processing of animal feed, pelleting by extruders and perforated discs and the use of optional, downstream cutting devices are widely known. It is also already well known to produce pellets for use as fuel for stoves from cut biomass such as wood, wood chips, sawdust and the like, particularly in Europe, as a pioneering technology for climate protection. It is spreading in the field. Certain standards apply to the manufacturing process, and therefore the pellets produced must have certain wear resistance (for pneumatic transport) and must not release toxic or environmentally harmful active ingredients during the combustion process. Low quality pellets often contain foreign matter (lubricants, colorants, ...).
특히 대규모 산업 설비에서, 난로에 사용하기 위한 펠릿이 제조를 위한 설비 계획 동안, 적용되는 에너지에 기인한 비용 요인이 특히 문제가 된다. 펠릿의 제조는 매우 미소한 에너지를 소비하는 것이 바람직하며, 그 이유는 통상적으로 재생가능한 에너지원(오일/가스 연소, 발전소)으로부터는 이러한 에너지 소비가 발생되지 않기 때문이다. 또한, 각 개별 플랜트 부품(무거운 재료 분리기, 건조 장치, 연삭 장치, 사이클론 또는 펠릿화 프레스)이 전체 설비에 비용 효율적이고 최적으로 통합될 수 있는 경우가 드물기 때문에, 특히 틈새 제조자(niche producer)로부터의 복수의 구매된 개별 플랜트 부품으로부터 대규모 설비를 구성하는 것도 문제가 된다. 기존 설비에서, 칩은 매우 강도 높게 건조되었으며, 그래서, 칩은 펠릿화 이전에 증기를 사용하여 가열될 수 있다. 그 이유는 칩이 건조기로부터 펠릿화까지의 수송 동안, 또는 칩의 처리를 위한 추가 장치에서뿐만 아니라 특히 사일로(silo) 내에서의 보관 동안, 건조 공정을 통해 얻어진 온도의 대부분을 소실한다는 것이다. 급속 생산 공정 동안, 따라서, 응축 증기가 칩을 축축해지게 할 뿐만 아니라 또한 칩의 급속한 온도 상승을 유발하기 때문에, 펠릿화 프레스 이전에 칩을 예열하기 위해 증기가 사용된다. 그러나, 펠릿화 이전의 칩의 공지된 습도 레벨은 많지 않으며, 12중량% 습도가 통상적이고, 그래서, 칩은 증기 처리에 의한 칩 습도가 2 내지 4% 증가하는 경우에 8 내지 10 중량%까지 건조되어야만 한다. 칩의 과도한 건조 및 증기의 생성은 매우 많은 양의 에너지를 필요로 한다.Especially in large industrial plants, cost factors due to the energy applied are particularly problematic during the plant planning for the manufacture of pellets for use in the stove. The manufacture of pellets preferably consumes very little energy, since such energy consumption typically does not arise from renewable energy sources (oil / gas burning, power plants). In addition, each individual plant part (heavy material separator, drying unit, grinding unit, cyclone or pelletizing press) is rarely cost-effective and optimally integrated into the entire plant, especially from niche producers. It is also problematic to construct a large plant from a plurality of purchased individual plant parts. In existing installations, the chips have been dried very intensely, so that the chips can be heated using steam prior to pelletization. The reason is that the chip loses most of the temperature obtained through the drying process, during transport from the dryer to the pelletization, or not only in further equipment for the treatment of the chip, but especially during storage in silos. During the rapid production process, therefore, steam is used to preheat the chip prior to the pelletizing press, as the condensation vapor not only moistens the chip but also causes a rapid temperature rise of the chip. However, the known humidity levels of the chips prior to pelletization are not high and 12 wt% humidity is typical, so the chips are dried to 8 to 10 wt% when the chip humidity is increased by 2 to 4% by steam treatment. Should be. Excessive drying of the chips and generation of steam require very large amounts of energy.
본 발명의 목적은 바이오매스, 바람직하게는 칩 형태의 나무 덩어리가 종래 기술에 비해 에너지를 절약하고, 에너지에 관하여 비용 효율적인 방식으로 펠릿으로 압축될 수 있는, 방법 및 설비를 제공하는 것을 포함한다.It is an object of the present invention to provide a method and an apparatus in which wood masses, preferably in chip form, save energy compared to the prior art and can be compacted into pellets in a cost effective manner with respect to energy.
방법을 위한 목적의 성취는 건조기 내에서 제조의 도중에 바이오매스를 가열 및 건조하고, 가열 및 건조된 바이오매스는 건조기 공기로부터 분리되고, 바이오매스는 펠릿화 프레스에 공급되고, 건조기와 펠릿화 프레스 사이의 처리 영역 내에서의 바이오매스의 온도는 고온 공기를 사용하여 가열되거나 실질적으로 유지되고, 처리 영역은 적어도 하나의 부가의 방법 단계를 수행하기 위해 운반 경로의 적어도 부분 및/또는 적어도 하나의 추가의 디바이스를 포함하고, 고온 공기의 온도는 적어도 65℃를 초과하는, 방법을 포함한다.The accomplishment of the object for the method is to heat and dry the biomass during manufacture in a dryer, the heated and dried biomass is separated from the dryer air, the biomass is fed to a pelletizing press, and between the dryer and the pelletizing press The temperature of the biomass in the treatment zone of is heated or substantially maintained using hot air, the treatment zone being at least a portion of the conveying path and / or at least one additional step for carrying out at least one additional method step. And a device, wherein the temperature of the hot air exceeds at least 65 ° C.
설비를 위한 목적의 성취는 바이오매스를 건조 및 가열하기 위한 설비에서, 건조기 공기를 분리하기 위한 에어로크를 갖는 건조기가 제조 방향에서 펠릿화 프레스 이전에 배열되고, 적어도 하나의 처리 영역이 에어로크와 펠릿화 프레스 사이에서 설비 내에 배열되고 건조기와 펠릿화 프레스 사이에 바이오매스를 운반하기 위한 적어도 하나의 운반 수단 및/또는 적어도 하나의 추가의 방법 단계를 수행하기 위한 적어도 하나의 디바이스가 이 처리 영역에 배열되고, 본질적으로 65℃ 초과의 고온 공기를 가열하고 그리고/또는 제공하기 위한 적어도 하나의 가열 디바이스가 처리 영역과 관련하여 배열되고, 가열 디바이스는 고온 공기를 공급하기 위해 추가의 방법 단계를 수행하기 위한 운반 수단 및/또는 디바이스와 적어도 1회 작동적으로 연결되는 것이다.The accomplishment of the object for the plant is that in a plant for drying and heating the biomass, a dryer having an aerolock for separating the dryer air is arranged before the pelletizing press in the manufacturing direction, and the at least one treatment zone is combined with the aerolock. At least one conveying means and / or at least one device for carrying out at least one further method step for conveying the biomass between the dryer and the pelletizing press are arranged in the installation between the pelletizing presses And at least one heating device for heating and / or providing hot air above essentially 65 ° C. is arranged in connection with the treatment area, the heating device performing additional method steps for supplying hot air. Operatively connected at least once with a means and / or device for to be.
본 발명에 따른 방법 순서는 전체 제조 방법이 에너지에 관하여 최적화된 방식으로 수행되고 처리될 바이오매스의 에너지에 관하여 비용 효과적인 온도 증가가 회피되거나 또는 예를 들어 온도 증가를 위해 증기를 사용하는 바이오매스를 습윤하는 것, 수 퍼센트만큼 바이오매스 수분을 동시에 증가시키는 것 및 이후에 펠릿화를 위해 바이오매스의 요구 건조도를 생성하기 위해 바이오매스를 건조하는 것과 같은 불필요한 고에너지 방법 수단이 회피되기 때문에, 대규모 산업 설비에서 전력 소비의 높은 절약 잠재성을 유리하게 성취한다.The process sequence according to the invention is carried out in such a way that the entire manufacturing process is carried out in an optimized manner with respect to energy and that cost effective temperature increases with respect to the energy of the biomass to be treated are avoided or for example biomass using steam for temperature increase. Because large amounts of unnecessary high energy methods such as wetting, simultaneously increasing biomass moisture by a few percent, and drying the biomass to produce the required dryness of the biomass for subsequent pelletization are avoided, It advantageously achieves the high saving potential of power consumption in industrial installations.
이를 위해, 바이오매스는 추가의 방법 단계를 수행하기 위해 그 운반 경로 및/또는 추가의 디바이스를 따라 건조기 이후에 고온 공기에 의해 유리하게 가열된다. 추가의 디바이스는 이하에 처리 영역(건조기와 펠릿화 프레스 사이)이라 칭한다. 대응 운반 경로 및/또는 디바이스는 주위 또는 낮은 온도와 관련하여 충분히 절연되는 것이 유리하다. 고온 증기 건조기 또는 플래시 건조기가 바람직하게는 기본 건조 방법을 위해 사용된다. 그러나, 드럼 건조기는 높은 출구 온도 및/또는 높은 처리량에 기인하여 특히 바람직하다. 드럼 건조기 또는 플래시 건조기 또는 고온 증기 건조기가 통상적으로 통상적인 벨트 건조기보다 10도 높은 바이오매스의 온도를 가질 수 있다.To this end, the biomass is advantageously heated by hot air after the dryer along its conveying path and / or further device to carry out further method steps. Further devices are referred to below as treatment zones (between the dryer and the pelletizing press). It is advantageous for the corresponding transport path and / or device to be sufficiently insulated with respect to ambient or low temperatures. Hot steam dryers or flash dryers are preferably used for the basic drying method. However, drum dryers are particularly preferred due to their high outlet temperature and / or high throughput. Drum dryers or flash dryers or hot steam dryers can typically have a temperature of
건조된 바이오매스가 펠릿화 프레스를 위해 준비되는, 처리 영역은 바람직하게는 건조기와 펠릿화 프레스 사이에 유리한 방식으로 설정된다. 요구된 또는 바람직한 준비가 예를 들어, 무거운 재료 분리기, 그라인딩 디바이스, 분류 디바이스, 물 스프레이 디바이스, 펠릿화 프레스를 위한 투여 디바이스, 운반 디바이스 등을 통해 행해질 수 있다. 모든 이들 디바이스에서, 바이오매스의 온도는 통상적으로 물론 특히 설비의 시동 작업시에 상당히 감소된다. 통상의 설비는 이 목적으로 펠릿화 프레스 전에 증기 발생 디바이스를 갖고, 이는 에너지에 관하여 비용 효과적인 방식으로 재차 펠릿화될 수 있는 온도로 바이오매스를 상승시킨다. 그러나, 증기 발생은 일반적으로 또한 바이오매스의 수분 함량을 증가시키고, 따라서 예측시에 건조기가 이 증가된 수분 함량 미만으로 더 강렬하게 바이오매스를 건조해야 한다. 본 발명은 이 특정 에너지 비용이 특히 건조기와 펠릿화 프레스 사이의 처리 영역의 특정 디자인을 통해, 더 이상 2회 완료되지 않는 특성을 유리하게 갖는다. 펠릿화 프레스 내에서 펠릿화를 더 용이하게 하기 위해, 펠릿화 프레스에 앞서 바이오매스에 물을 인가하는 것이, 바람직하게는 물로 바이오매스를 스프레이하는 것이 충분하다. 물은 물론 이와 관련하여 예열되고, 바람직하게는 60℃ 초과의 온도를 갖는다. 바이오매스는 바람직하게는 고온 공기를 사용하여 운반되고 그리고/또는 필요에 따라 처리 디바이스 내로 도입되거나 처리 디바이스를 통해 안내된다. 바이오매스와 접촉하게 되는 기계 요소의 최적의 온도 제어에 추가하여, 온도를 유지하거나 바이오매스의 온도를 증가시키는 것이 가능하다. 복수의 측정 및 조절 디바이스가 바람직하게는 에너지에 관하여 최적 방식으로 고온 공기의 온도 또는 고온 공기 공급의 제어 또는 조절 및 온도 제어를 설정하기 위해, 설비 내에 위치된다. 목표는 통상의 주위 온도의 방향에서 하향으로, 건조기의 출구 온도가 바람직하게는 60℃ 초과인, 건조기 이후의 바이오매스의 본질적인 온도 레벨을 변경하지 않고, 실질적으로 65℃ 초과의 온도에서 펠릿화 프레스 내에 바이오매스를 운반하는 것이다. 이 조치는 특히 처리 영역 내의 대응 디바이스 및/또는 디바이스 자체의 가열 디바이스의 절연에 의해 지지되어야 하는 것이다.The treatment zone, where the dried biomass is prepared for the pelletizing press, is preferably set in an advantageous manner between the dryer and the pelletizing press. The required or preferred preparation can be done, for example, via heavy material separators, grinding devices, sorting devices, water spray devices, dosing devices for pelletizing presses, conveying devices and the like. In all these devices, the temperature of the biomass is usually significantly reduced, of course, especially in the startup operation of the plant. Conventional installations have a steam generating device before the pelletizing press for this purpose, which raises the biomass to a temperature that can be pelletized again in a cost effective manner with respect to energy. However, steam generation generally also increases the water content of the biomass, and therefore the dryer must predict the biomass more intensely below this increased water content, as predicted. The present invention advantageously has the property that this particular energy cost is no longer completed twice, in particular through the specific design of the treatment zone between the dryer and the pelletizing press. To facilitate pelletization in the pelletizing press, it is sufficient to apply water to the biomass prior to the pelletizing press, preferably to spray the biomass with water. The water is of course preheated in this regard and preferably has a temperature above 60 ° C. The biomass is preferably conveyed using hot air and / or introduced into or guided through the processing device as needed. In addition to optimal temperature control of the mechanical elements that come into contact with the biomass, it is possible to maintain the temperature or increase the temperature of the biomass. A plurality of measuring and regulating devices are preferably located in the installation in order to set the temperature control or the control or regulation of the hot air supply or the temperature of the hot air in an optimal manner with respect to energy. The goal is to downward in the direction of the usual ambient temperature, without changing the intrinsic temperature level of the biomass after the dryer, where the outlet temperature of the dryer is preferably above 60 ° C., and the pelletizing press at substantially above 65 ° C. It is to carry the biomass in. This measure is in particular to be supported by the insulation of the corresponding device in the processing area and / or the heating device of the device itself.
특히 바람직한 실시예에서, 고온 공기 순환이 방법 단계(예를 들어, 그라인딩, 구분, 분류, 가열)를 성취하기 위한 적어도 하나의 디바이스, 고온 공기를 위한 가열 디바이스 및 바이오매스로부터 고온 공기를 분리하기 위한 사이클론을 포함하는 처리 영역으로서 제공된다. 제어 및 조절 디바이스와 같은 공지된 설비 요구, 신선한 공기 공급, 고온 공기 정화 등이 특히 전체 에너지에 관한 절약에서 필요하거나 적당하면 설비 요구 또는 사양에 따라 당 기술 분야의 숙련자에 의해 추가될 수 있다.In a particularly preferred embodiment, the hot air circulation comprises at least one device for achieving a method step (eg grinding, dividing, classifying, heating), a heating device for hot air and for separating hot air from the biomass. It is provided as a treatment area containing a cyclone. Known plant requirements, such as control and conditioning devices, fresh air supply, hot air purification, and the like can be added by those skilled in the art, depending on the plant requirements or specifications, especially if they are necessary or suitable in terms of savings on overall energy.
에너지 최적화의 도중에, 고온 공기 대신에 고온 공기-수증기 혼합물을 사용하는 것이 적당하거나 심지어 필요할 수 있는데, 이는 특히 바이오매스의 가열 중에 더 양호한 열전달을 허용한다. 이 경우에, 물론, 펠릿화 프레스 이전의 물의 인가 또는 스프레이는 생략될 수 있고, 또는 이에 따라 스로틀링(throttle)된다.During energy optimization, it may be appropriate or even necessary to use a hot air-vapor mixture instead of hot air, which allows for better heat transfer, especially during the heating of the biomass. In this case, of course, the application or spraying of the water before the pelletizing press can be omitted or throttled accordingly.
더욱이, 물은 바이오매스로의 공급 전에 또는 공급 중에 65℃ 초과, 바람직하게는 80℃ 초과, 특히 바람직하게는 90℃의 온도로 가열된다. 바람직한 실시예에서, 인가된 물은 복사 에너지에 의해 바이오매스 상에서 대안적으로 또는 추가적으로 가열될 수 있다. 마이크로파 에미터가 바람직하게는 이 목적으로 배열되고, 이는 물 스프레이와 펠릿화 프레스 사이의 운반 중에 물 또는 바이오매스를 가열한다. 고온 공기의 온도는 가열 디바이스를 사용하여 특히 바람직하게 설정되고, 가열 디바이스는 공급 공기로서 신선한 공기 및/또는 적어도 하나의 고온 공기 복귀 라인으로부터의 예열된 공기 및/또는 펠릿화 프레스 이후의 펠릿 냉각기의 폐열로부터 직접 또는 열교환기로부터 예열된 공기를 사용한다. 건조기, 바람직하게는 바이오매스로부터 건조기 공기를 분리하기 위한 에어로크 디바이스를 갖는 드럼 건조기와 펠릿화 프레스 사이의 처리 영역에서, 복수의 방법 단계가 펠릿화를 위해 바이오매스를 준비하거나 영향을 미치기 위해 필요할 수 있다. 금속, 돌덩이 등으로부터 펠릿화 프레스 자체를 위한 안전 양태가 또한 고려되어야 한다. 이 목적으로, 예를 들어, 무거운 재료를 분리하기 위한 무거운 재료 분리기 및/또는 바이오매스를 초핑하기 위한 그라인딩 디바이스 및/또는 바이오매스로부터 고온 공기를 분리하기 위한 사이클론이 펠릿화 프레스 이전에 필요할 수 있다. 바이오매스로부터 고온 공기의 분리는 설비의 전체 에너지 절약을 증가시키기 위해 필요할 수 있다. 이는 처리 영역에서, 고온 공기가 본질적으로 폐회로에서 가열 디바이스를 경유하여 안내되면, 특히 유리하다. 이 회로는 제어 및 조절 양태에서 상당한 장점을 제공한다. 물론, 회로는 선택적인 사일로 및/또는 펠릿화 프레스 자체를 경유하여 또한 팽창될 수 있고, 따라서 펠릿화 프레스 후에, 바람직하게는 펠릿 건조기 내에서 여전히 따뜻한 고온 공기가 바람직하게는 고온 공기 복귀 라인 또는 열 교정 유닛을 경유하여 재차 가열 디바이스로 열교환기를 경유하여 안내된다. 처리 영역의 회로 내의 고온 공기는 규칙적으로 교환되고 그리고/또는 적어도 부분적으로 필터링되고, 대응 배기 공기는 필요하다면, 배기 공기 정화 디바이스, 예를 들어 습식 전기 집진기(WESP) 및/또는 재생 열 산화기(RTO)를 경유하여 환경 규제에 따라 안내된다.Furthermore, the water is heated to a temperature above 65 ° C., preferably above 80 ° C., particularly preferably 90 ° C. before or during the feed to the biomass. In a preferred embodiment, the applied water can alternatively or additionally be heated on the biomass by radiant energy. Microwave emitters are preferably arranged for this purpose, which heats the water or biomass during transport between the water spray and the pelletizing press. The temperature of the hot air is particularly preferably set using a heating device, the heating device being of the pellet cooler after preheated air and / or pelletizing press from fresh air and / or at least one hot air return line as feed air. Use preheated air directly from waste heat or from a heat exchanger. In the treatment area between the drum dryer and the pelletizing press having an aerolock device for separating the dryer air from the dryer, preferably from the biomass, a plurality of process steps are necessary to prepare or influence the biomass for pelletization. Can be. Safety aspects for the pelletizing press itself from metals, lumps and the like should also be considered. For this purpose, for example, a heavy material separator for separating heavy materials and / or a grinding device for chopping the biomass and / or a cyclone for separating hot air from the biomass may be needed before the pelletizing press. . Separation of hot air from the biomass may be necessary to increase the overall energy savings of the installation. This is particularly advantageous if, in the treatment area, hot air is guided via the heating device essentially in a closed circuit. This circuit offers significant advantages in terms of control and regulation. Of course, the circuit can also be expanded via an optional silo and / or the pelletizing press itself, so that, after the pelletizing press, still hot hot air is still preferred in the pellet dryer, preferably hot air return line or heat. Via the calibration unit it is again guided via the heat exchanger to the heating device. The hot air in the circuit of the treatment area is regularly exchanged and / or at least partially filtered, and the corresponding exhaust air is, if necessary, an exhaust air purification device, for example a wet electrostatic precipitator (WESP) and / or a regenerative thermal oxidizer ( Guided by environmental regulations via RTO.
본 발명의 교시는 기본적으로 건조기 내에서의 건조와 펠릿화 사이의 바이오매스의 냉각이 가능한 한 많이 감소되거나 심지어 방지되는 것을 언급한다. 설비 유형 또는 방법 유형에 따라, 바이오매스의 가열은 심지어 특히 바이오매스가 여전히 펠릿화 프레스 이전의 사일로 내에 저장되면, 하나 이상의 펠릿화 프레스 내로 바이오메스의 적절한 분배 또는 동요를 보장하기 위해 제공될 수 있다. 정의에 따르면, 사일로로부터의 저장 및 배출은 또한 처리 영역과 관련된 방법 단계로서 고려될 수 있다. 바이오매스는 바람직하게는 65℃ 초과의 온도에서 펠릿화 프레스에 도달해야 하고, 처리 영역 내의 고온 공기는 이에 따라 설정되어야 한다. 바이오매스의 온도의 디자인 또는 조절을 위한 추가의 제안은 물론, 처리 영역 및 이용된 바이오매스 자체에서 방법 단계를 수행하기 위해 사용된 디바이스에 의존한다. 각각의 디바이스 또는 운반 경로를 절연하기 위한 가능성은 또한 부분적으로는 설비의 설계자에 의한 디자인의 문제이고, 따라서 당 기술 분야의 숙련자에 대해 특정 경우에 설명될 수 없다. 그러나, 바이오매스는 또한 바람직하게는 고온 공기로 적어도 둘러싸이고 또는 대응적으로 운반 중에 공압식으로 운반된다.The teachings of the present invention basically state that the cooling of the biomass between drying and pelletization in the dryer is reduced or even prevented as much as possible. Depending on the type of equipment or method type, heating of the biomass may be provided to ensure proper distribution or agitation of the biomass into one or more pelletizing presses, especially if the biomass is still stored in silos prior to the pelletizing press. . By definition, storage and discharge from silos can also be considered as method steps associated with the treatment area. The biomass should preferably reach the pelletizing press at a temperature above 65 ° C. and the hot air in the treatment zone should be set accordingly. Further proposals for the design or control of the temperature of the biomass, as well as the device used to perform the method steps in the treatment area and the biomass itself used, are dependent. The possibility to insulate each device or transport path is also partly a matter of design by the designer of the installation and therefore cannot be described in certain cases for those skilled in the art. However, the biomass is also preferably at least enclosed in hot air or correspondingly conveyed pneumatically during delivery.
바이오매스가 65℃에서 펠릿화 프레스에 도달하는 사양을 지지하기 위해, 적어도 실질적으로 65℃ 초과의 온도(T1)에서 바이오매스가 드럼 건조기를 떠날 필요가 있을 수 있다. 이어서, 바이오매스는 적어도 하나의 무거운 재료 분리기를 통해 고온 공기에 의해 추가의 방법 단계에서 운반되고 그리고/또는 그라인딩 디바이스를 통해 안내되고 초핑되어야 한다. 바이오매스의 가능하게는 필요한 가열을 위해, 특히 70 내지 80℃의 온도의 고온 공기를 사용하여, 고온 공기의 온도를 증가시키고, 적어도 하나의 무거운 재료 분리기를 통해 바이오매스를 운반하고 동시에 이를 가열하고 그리고/또는 그라인딩 디바이스를 통해 안내하고, 초핑하고, 가열할 필요가 있을 수 있다. 대안적으로 또는 이전의 방법 단계와 조합하여, 적어도 하나의 사일로 및/또는 사일로와 관련된 배출 디바이스에서, 바이오매스에 고온 공기, 특히 65℃ 초과의 온도에서 고온 공기를 인가하는 것이 또한 유리할 수 있다. 에너지를 절약하기 위해, 바이오매스가 그라인딩 디바이스 및/또는 무거운 재료 분리기 이후에 추가의 방법 단계에서 사이클론 내에서 고온 공기로부터 분리될 필요가 또한 있을 수 있고, 바이오매스의 불충분하게 초핑된 부분은 그라인딩 디바이스로 복귀되고 그리고/또는 분리된 고온 공기는 고온 공기 복귀 라인을 경유하여 가열 디바이스로 공급된다. 건조기의 시작 온도에 따라, 운반 수단, 무거운 재료 분리기, 그라인딩 디바이스, 사일로 및/또는 사이클론을 위한 고온 공기를 적어도 바이오매스의 온도로 가열하는 것이 에너지에 관하여 적당하다.In order to support the specification that the biomass reaches the pelletizing press at 65 ° C., it may be necessary for the biomass to leave the drum dryer at a temperature T 1 at least substantially above 65 ° C. The biomass must then be carried in further process steps by hot air through at least one heavy material separator and / or guided and chopped through the grinding device. For possibly necessary heating of the biomass, in particular using hot air at a temperature of 70 to 80 ° C., the temperature of the hot air is increased, the biomass is conveyed through at least one heavy material separator and simultaneously heated And / or it may be necessary to guide, chop, and heat through the grinding device. Alternatively or in combination with previous method steps, it may also be advantageous to apply hot air to the biomass, especially hot air at temperatures above 65 ° C., in at least one silo and / or discharge device associated with the silo. In order to save energy, it may also be necessary for the biomass to be separated from the hot air in the cyclone in a further method step after the grinding device and / or the heavy material separator, and insufficiently chopped portions of the biomass may be And / or separated hot air is supplied to the heating device via a hot air return line. Depending on the starting temperature of the dryer, it is appropriate for energy to heat the hot air for the conveying means, heavy material separator, grinding device, silo and / or cyclone at least to the temperature of the biomass.
본 발명의 요지의 추가의 유리한 수단 및 디자인은 종속 청구항 및 이하의 도면의 설명에 개시된다.Further advantageous means and designs of the subject matter of the present invention are disclosed in the dependent claims and the description of the following figures.
사용되고 제조되는 바이오매스(1)는 폐기물로서 제재소 및 다른 제조 위치에서 발생하고, 트럭 상에서 운반되는, 칩 또는 파편으로 부분적으로 이루어진다. 대규모 산업 펠릿 제조의 경우에, 소위 초핑(chopping) 설비에 의해 칩 또는 파편으로 초핑되는 나무의 벌목된 스톡(stock)을 사용할 필요가 있다. 제 1 준비, 선택적으로 심지어 기계적 탈수 후에, 이들은 건조기(2) 내로 도입된다. 대규모 산업 펠릿 제조의 경우에, 바이오매스(1)의 고처리량 및 균일한 출구 온도(T1)에 의해 구별되는, 드럼 건조기가 바람직하게 제공된다. 드럼 실시예에서, 건조기(2)는 바람직하게는 그에 인가되는 건조기 공급 공기(11)를 갖고, 이 공기는 바람직하게는 회로 내에서 안내되고 건조기(2) 다음에 이 목적으로 건조기 사이클론(10)에 의해 바이오매스(1)로부터 분리된다. 건조기 공기는 통상적으로 건조에 기인하여 먼지가 강하게 로딩되고 심지어 오염물이 로딩되고, 건조기 공급 공기(11)의 회로 인가의 경우에(점선) 완전히 또는 부분적으로 규칙적으로 교체된다. 먼지가 농후화되어 있는 습기 있는 건조기 공기는 통상적으로 배기 공기(25)로서 환경으로 배출될 수 있기 전에, 배기 공기 정화 설비(12) 내에서 먼저 사전 정화된다.The
바이오매스(1)는 처리 영역(23) 내에서 온도(T1)에서, 전형적으로 회전형 에어로크인 에어로크(13)를 경유하여 건조기 사이클론(10)으로부터 배출되고, 처리 영역(23) 이후에 온도(T4/T4')를 갖는다. 구분, 분류, 그라인딩, 무거운 재료의 분리 등을 포함할 수 있는 방법 단계를 수행하기 위한 적어도 하나의 디바이스가 처리 영역(23) 내에 위치된다. 후자는 따라서 개략도에는 도시되어 있지 않지만, 건조기(2)와 펠릿화 프레스(8) 사이의 바이오매스(1)의 운반은 또한 사일로(6) 내의 저장과 같이 이 문맥에서 방법 단계인 것으로 고려된다. 개략도는 주로 건조기(2)와 펠릿화 프레스(8) 사이의 방법 단계를 갖는 간단화된 설비를 도시한다. 방법 순서는 연속적인 방법 화살표에 기초하여 이하와 같이 독해된다. 에어로크(13) 이후에, 바이오매스(1)는 온도(T1)에서 그라인딩 디바이스(4) 내로 운반되고, 가열 디바이스로(15)부터 온도(T2)의 고온 공기가 그라인딩 디바이스(4) 내에서 그에 인가되고, 바이오매스(1)는 이어서 바람직하게는 적어도 온도(T1)에 대응하거나 심지어 더 높은 온도(T3)를 갖고, 사이클론(5) 내로 고온 공기와 함께 전달된다. 사이클론(5)은 바이오매스(1)로부터 온도(T6)에서 고온 공기를 분리하고, 필요하다면, 온도(T2)로 재가열하기 위해 고온 공기를 가열 디바이스(15) 내로 재차 전달한다. 사이클론(5) 이후에, 바이오매스(1)는 처리 영역(23)으로부터 바람직하게는 회전형 에어로크인 에어로크(13)를 경유하여 배출되고, 60℃ 초과, 바람직하게는 65℃ 초과인 온도(T4)에서 펠릿화 프레스(8)에 공급된다. 펠릿(9)을 형성하기 위한 바이오매스(1)의 펠릿화 후에, 이들 펠릿은 펠릿 냉각기(17) 내에 저장되거나 그를 통해 안내되어 냉각된다. 온도(T7)에서 폐열(18)은 건조기(2) 이후에 바이오매스(1)의 온도(T1)를 유지하거나 심지어 가열하기 위해, 온도(T8)에서 선택적 열교환기(19)를 경유하여 가열 디바이스(15)로 재차 공급될 수 있다. 후자의 가능성은 대안적으로 또는 조합하여 사용될 수 있는 처리 영역(23)의 고온 공기의 회로의 팽창이다. 회로는 대응 요구된 신선한 공기 공급물을 갖고, 회로 내의 고온 공기는 바람직하게는 배기 공기 정화 디바이스(도시 생략) 내에서 가열 디바이스(15)의 영역에 앞서 또는 그 영역 내에서 부분적으로 또는 완전히 규칙적으로 정화되고, 배기 공기(25)로서 환경으로 배기된다.The
대안적인 예시적인 실시예에서, 사일로(6)가 관련 배출 디바이스(7)를 갖는 바이오매스(1)를 저장하는데 사용되면, 온도(T4)는 증가될 수 있거나 심지어 증가되어야 하고, 따라서 사일로(6)로부터의 저장 및 배출 중에 바이오매스(1)의 열 손실이 보상될 수 있고, 펠릿화 프레스(8) 이전의 바이오매스의 온도(T5)는 스프레이 디바이스(22)에 의한 선택적인 물 도입과 함께 사양에 대응하고 바람직하게는 60℃ 초과, 더 바람직하게는 65℃ 초과가 되게 된다.In an alternative exemplary embodiment, if the
다른 대안적인 예시적인 실시예에서, 바이오매스는 도면에 도시된 바와 같이 또는 처리 영역(23) 내의 편평한 스크린으로서 바람직하게 설계된 스크린(24)을 통해 통과할 수 있다. 혼입된 공기가 고온 공기로서 가열되고 적어도 바이오매스(1)의 온도 또는 심지어 그 이상의 온도를 가지면 여기서 또한 유리하다. 스크린(24)은 바람직하게는 모래 또는 미세 먼지를 스크리닝 배출하는 목적으로 사용된다. 유사하게, 사일로(6)의 사용 중에, 바이오매스는 이전에 온도 (T4")를, 이후에 온도(T5')를 또한 가질 수 있고, 온도(T5')는 바람직하게는 60℃ 초과, 특히 바람직하게는 65℃ 초과이다.In another alternative exemplary embodiment, the biomass may pass through the
이점쇄선에 의해 도시된 처리 영역(23)의 선택적 실시예에서, 고온 공기는 바이오매스(1)가 건조기 사이클론(10)의 에어로크(13)로부터 전달된 직후에, 그라인딩 디바이스(4)로의 경로 상에서 바이오매스(1)의 온도(T2)를 갖는 주위 공기로서 또는 운반 공기로서 바이오매스로 미리 공급될 수 있다. 점선에 의해 도시된 대안은 또한 다수의 방법 단계와 조합하여, 고온 공기의 추가의 가능한 부가의 인가를 포함할 수 있다. 이들 단계 중 하나는 건조기(2)와 빌링 디바이스(4) 사이의 무거운 재료 분리기(3)의 부가의 배열이다. 바이오매스는 대응적으로 바이오매스(1)의 큰 덩어리 또는 돌덩이, 바람직하게는 이후의 디바이스에 대해 유해한 특성을 갖는 것들을 분리하기 위해 무거운 재료 분리기로 먼저 공급된다. 그러나, 무거운 재료 분리기는 특히 바이오매스를 요동하기 위한 대량의 공기를 필요로 하고 대응적으로 고온 공기가 예열되지 않으면 바이오매스를 냉각한다. 본 발명의 교시는 여기서 특히 유리한 효과를 갖고 고온 공기가 인가되는 주위 공기를 미리 갖는 무거운 재료 분리기에 바이오매스(1)를 공급하고 그리고/또는 가열 디바이스(15)로부터 공급된 고온 공기에 의해 무거운 재료 분리기(3) 내에 공기 요동을 발생시킨다. 펠릿 냉각기(17)로부터 및/또는 고온 공기 복귀 라인(21)을 경유하여 온도(T8)를 갖는 공급 공기(14) 및/또는 재생 열/공기로서의 신선한 공기, 고온 공기를 온도(T2)로 가열하고 설정하기 위한 사이클론(5)으로부터의 고온 공기가 가열 디바이스(15)에 공급된다. 처리 영역 내에 사용된 고온 공기는 신선한 공기로 규칙적으로 교체되어야 하거나 교체될 수 있고 또는 라운드 필터(16)에 의해 부분적으로 또는 규칙적으로 필터링될 수 있다.In an optional embodiment of the
1: 바이오매스 2: 건조기
3: 무거운 재료 분리기 4: 그라인딩 디바이스
5: 사이클론 6: 사일로
7: 배출 디바이스 8: 펠릿화 프레스
9: 펠릿 10: 건조기 사이클론
11: 건조기 공급 공기 12: 배기 공기 정화 디바이스
13: 에어로크 14: 공급 공기
15: 가열 디바이스 16: 라운드 필터
17: 펠릿 냉각기 18: 폐열
19: 열교환기 20: 신선한 공기
21: 고온 공기 복귀 라인 22: 물 스프레이 디바이스
23: 처리 영역 24: 스크린
25: 배기 공기
T1: 건조기 이후의(준비 영역 전의) 바이오매스의 온도
T2: 바이오매스를 위한 고온 공기의 온도
T3: 고온 공기/바이오매스의 온도
T4: 준비 영역 이후의 바이오매스의 온도
T5: 사일로 내의 저장 후의 바이오매스의 온도
T6: 사이클론(16) 후의 고온 공기의 온도
T7: 펠릿 냉각기로부터 공기 폐열(공기)의 온도
T8: 열교환기(19) 후의 공기의 온도1: biomass 2: dryer
3: heavy material separator 4: grinding device
5: cyclone 6: silo
7: ejection device 8: pelletizing press
9: pellet 10: dryer cyclone
11: dryer supply air 12: exhaust air purification device
13: aerolock 14: supply air
15: heating device 16: round filter
17: pellet cooler 18: waste heat
19: heat exchanger 20: fresh air
21: hot air return line 22: water spray device
23: processing area 24: screen
25: exhaust air
T 1 : temperature of the biomass after the dryer (before the preparation zone)
T 2 : temperature of hot air for biomass
T 3 : temperature of hot air / biomass
T 4 : temperature of the biomass after the preparation zone
T 5 : Temperature of biomass after storage in silos
T 6 : temperature of hot air after
T 7 : temperature of air waste heat (air) from the pellet cooler
T 8 : temperature of air after the
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