NL1018536C1

NL1018536C1 - Inrichting en werkwijze voor het drogen van biomassa.

Info

Publication number: NL1018536C1
Application number: NL1018536A
Authority: NL
Inventors: Alexander Laurentiu Wittendorp
Original assignee: Alexander Laurentiu Wittendorp
Priority date: 2001-07-13
Filing date: 2001-07-13
Publication date: 2003-01-14

Description

Inrichting en werkwijze voor het drogen van biomassa

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het drogen van biomassa zoals mest of voedermiddelen, 5 omvattende een droogruimte waarin te drogen biomassa wordt ondergebracht, verwarmingsmiddelen voor het verwarmen van de biomassa en ventilatiemiddelen voor het afvoeren van vocht.

10 Bekende inrichtingen hebben onder andere als nadeel dat veel energie moet worden toegevoerd voordat de biomassa een acceptabel vochtgehalte heeft, dat wil zeggen een zodanig laag vochtgehalte dat het als droog produkt kan worden verhandeld.

15

De onderhavige uitvinding is gebaseerd op de inventieve gedachte dat in de bio-industrie vaak voldoende warmte voorhanden is, maar dat de temperatuur te laag is om een produkt voldoende te drogen. De inrichting volgens de 20 uitvinding komt aan dit bezwaar tegemoet en heeft als kenmerk, dat de droogruimte een althans in hoofdzaak buisvormige droogkamer omvat, dat de verwarmingsmiddelen zijn ingericht om een buitenzijde van de droogkamer te verwarmen en dat de ventilatiemiddelen een pomp omvatten, 25 voor het in een gebruikstoestand handhaven van een onderdruk in de droogkamer. Met een op deze wijze uitgevoerde droogkamer kan ook bij lage temperaturen een voldoende droging worden verkregen. Als de buitenzijde van de droogkamer met behulp van restwarmte bijvoorbeeld op een 30 temperatuur van 55 graden Celsius kan worden gehouden, dan kan met een onderdruk van 150 millibar in de droogkamer worden volstaan om water effectief te laten koken, waardoor het droogproces optimaal verloopt en weinig energie verbruikt, terwijl een druk van 150 millibar met betrekkelijk 35 eenvoudige pompmiddelen kan worden gerealiseerd.

101 8536*.

2

Een gunstige uitvoeringsvorm van de inventieve inrichting heeft als kenmerk, dat de buisvormige droogkamer aan een eerste uiteinde is voorzien van een inlaatorgaan voor het aan de droogkamer toevoeren van biomassa en aan een tweede 5 uiteinde is voorzien van een uitlaatorgaan voor het afvoeren van althans nagenoeg droge massa, zodanig dat het droogproces althans nagenoeg continu verloopt.

Een verdere gunstige uitvoeringsvorm heeft als kenmerk, dat 10 de buisvormige droogkamer is voorzien van een transport-orgaan, voor het in een gebruikstoestand althans nagenoeg continu transporteren van biomassa van het eerste uiteinde naar het tweede uiteinde. Bij voorkeur wordt daarbij de warmte toegevoerd volgens het tegenstroomprincipe, zodat de 15 temperatuur in de buisvormige droogkamer het hoogst is nabij het tweede uiteinde.

Een gunstige uitvoeringsvorm volgens een verder aspect van de uitvinding heeft als kenmerk, dat het transportorgaan 20 een in de buisvormige droogkamer geplaatste spiraalveer omvat, die over althans nagenoeg de gehele lengte van de buisvormige droogkamer verloopt en een motor, voor het in een gebruikstoestand doen roteren van de spiraalveer. De spiraalveer transporteert de biomassa effectief en laat de 25 buisvormige droogkamer toch maximaal open. Een belangrijk bijkomend voordeel van de spiraalveer is dat hij zelflossend is; mocht hij vast komen te zitten dan zal door het draaien van de motor de diameter van de spiraalveer afnemen en de kracht op de veer toenemen, waardoor hij 30 vanzelf los schiet. Een verder bijkomend voordeel is dat de warmtegeleiding in de spiraalveer helpt bij het verspreiden en transporteren van warmte.

Een verdere gunstige uitvoeringsvorm heeft als kenmerk, dat 35 een draad, waaruit de spiraalveer is vervaardigd, in 1018536' 3 doorsnede althans nagenoeg rechthoekig is. Een dergelijk uitgevoerde veer krabt de drogende biomassa van de wand, waardoor de droging wordt bevorderd en waardoor de warmteweerstand van de wand niet zal toenemen tengevolge 5 van aankoekende massa.

Een verdere gunstige uitvoeringsvorm heeft als kenmerk, dat het inlaatorgaan en het uitlaatorgaan zodanig zijn uitgevoerd dat bij de toevoer en/of de afvoer van biomassa 10 althans nagenoeg geen buitenlucht tot de buisvormige droogkamer wordt toegelaten, waardoor steeds een voldoende lage druk in de buisvormige droogkamergewaarborgd is. Het inlaatorgaan en het uitlaatorgaan kunnen bijvoorbeeld zijn uitgevoerd als een kombinatie van een worm, die de biomassa 15 compactificeert en een klep, waarmee de gecompactificeerde biomassa periodiek wordt toegelaten of als een plunjerpomp in kombinatie met een sproeier als de biomassa in vloeibare vorm wordt aangeleverd.

20 Een gunstige uitvoeringsvorm volgens een verder aspect van de uitvinding heeft als kenmerk, dat tussen de buisvormige droogkamer en de pomp een gaswasser is opgenomen, waarmee ammoniak kan worden verwijderd, zodat deze ammoniak niet in het condenswater belandt dat achter de pomp vrijkomt.

25

De uitvinding heeft tevens betrekking op een werkwijze voor het drogen van biomassa zoals mest of voedermiddelen, waarbij de biomassa in een droogruimte wordt ondergebracht en verwarmd en waarbij vrijkomend vocht wordt afgevoerd. De 30 inventieve werkwijze heeft als kenmerk, dat de biomassa in een buisvormige droogkamer wordt gebracht en deze vervolgens doorloopt, dat de buisvormige droogkamer vanaf de buitenzijde wordt verwarmd en dat tijdens het drogen in de buisvormige droogkamer een onderdruk wordt gerealiseerd. 35 Het voordeel van de werkwijze is dat de biomassa bij een 101 8536 ' 4 betrekkelijk lage temperatuur kan worden gedroogd, waardoor het mogelijk wordt dit drogen met behulp van beschikbare restwarmte te doen plaatsvinden en waardoor bovendien minder energie wordt gebruikt.

5

Een gunstige realisatie van de inventieve werkwijze heeft als kenmerk, dat de biomassa althans nagenoeg continu aan de buisvormige droogkamer wordt toegevoerd en door de buisvormige droogkamer wordt gevoerd, zodanig dat een 10 continu droogproces kan worden gerealiseerd.

De uitvinding zal nu nader worden toegelicht aan de hand van de volgende figuren, waarbij: 15 Fig. 1 een mogelijke uitvoeringsvorm van een droger volgens de uitvinding weergeeft;

Fig. 2 een mogelijke uitvoeringsvorm van een inlaatorgaan weergeeft;

Fig. 3 een mogelijke uitvoeringsvorm van een 20 uitlaatorgaan weergeeft;

Fig. 4 een mogelijke uitvoeringsvorm van een gaswasser weergeeft.

Fig. 1 geeft een mogelijke uitvoeringsvorm van een droger 25 volgens de uitvinding weer, bestaande uit een buisvormige droogkamer 1, voorzien van een inlaatorgaan 2 waarmee te drogen biomassa in de buisvormige droogkamer kan worden gebracht en een uitlaatorgaan 3 om gedroogde massa af te voeren. In buisvormige droogkamer 1 wordt de massa 30 verplaatst met behulp van een spiraalveer 4 die in een gebruikstoestand met behulp van een motor 5 ronddraait rond zijn lengteas. Door een buis 6 wordt via een medium, bijvoorbeeld warme lucht of warm water, warmte toegevoerd en over de hele lengte van buisvormige droogkamer 1 35 verdeeld. Het medium heeft een temperatuur van 50-60 graden 1018536^ 5 celsius, een temperatuur waarbij de biomassa zonder additionele maatregelen nauwelijks droogt. Daarom is buisvormige droogkamer 1 voorzien van een aansluiting 7 voor een luchtpomp, waarmee de luchtdruk in buisvormige 5 droogkamer 1 zodanig kan worden verlaagd dat bij de temperatuur van het medium het aanwezige water gaat koken en dan via aansluiting 7 kan worden afgezogen. Om de lage druk voortdurend te kunnen handhaven zijn inlaatorgaan 2 en uitlaatorgaan 3 zodanig uitgevoerd dat bij het aanvoeren of 10 afvoeren van biomassa vrijwel geen omgevingslucht in buisvormige droogkamer 1 kan doordringen.

Veer 4 transporteert op een op zich bekende wijze massa van inlaatorgaan 2 naar uitlaatorgaan 3·. Door zijn open .

15 structuur vormt hij nauwelijks een beletsel voor vrijkomende waterdamp, die via aansluiting 7 wordt weggepompt..Omdat de drogende biomassa bij voorkeur aankoekt tegen de binnenzijde van buisvormige droogkamer 1, is een verdere taak van veer 4 het van de wand krabben van 20 de aangekoekte massa. Daarom wordt veer 4 bij voorkeur vervaardigd uit staaldraad met een rechthoekige doorsnede. Een verder voordeel van de toegepaste veer is dat hij zelflossend is, omdat de diameter van de veer afneemt als hij ergens vast dreigt te raken.

25

Aansluiting 7 is nabij uitlaatorgaan 3 geplaatst, omdat daar de massa droog is en er dan geen kans bestaat dat de opening wordt dichtgesmeerd. Aansluiting 7 is zeer ruim uitgevoerd, zodat de snelheid van afgevoerde waterdamp laag 30 is en ér geen droge massa kan worden meegenomen. Afgepompte damp wordt via een ruime buis naar een gaswasser 8 gevoerd, vervolgens naar een luchtpomp 9 en tenslotte naar een op zich bekende condensor 10, waaruit water loopt dat direct aan het riool kan worden toegevoerd of nog een verder 101 853 6« 6 reinigingsproces kan ondergaan, bijvoorbeeld een op zich bekend omgekeerd osmoseproces.

Fig. 2 geeft een mogelijke uitvoeringsvorm van een 5 inlaatorgaan 2 weer, bestaande uit in trechter 11, die met te drogen biomassa kan worden gevuld, een compactificator bestaande uit een vijzel 12 met een progressieve spoed, aangedreven door een motor 13. Als aanvoer van nieuwe biomassa gewenst is in buisvormige droogkamer 1, laat men 10 motor 13 draaien en opent vervolgens een schuifklep 14 met behulp van een klepsturing 15. Daarbij wordt gecompacti-ficeerde massa via een opening 16 in buisvormige droogkamer 1 geperst door vijzel 12 en gezogen vanwege de onderdruk in buisvormige droogkamer 1, terwijl er vrijwel omgevingslucht 15 naar binnen kan dringen.

Als de biomassa in vloeibare vorm wordt aangeleverd, kan men in plaats van een vijzel met voordeel gebruik maken van een plunjerpomp en de vloeistof als een nevel in buis-20 vormige droogkamer 1 spuiten. Op die wijze verkrijgt de te drogen materie een groot oppervlak en zal het droogproces sneller verlopen. Men kan zo in één werkgang de vloeistof omzetten in een droge stof.

25 Verder is het mogelijk de biomassa vóór te verwarmen, zodat het indampingsproces direct begint als de biomassa in buisvormige droogkamer 1 wordt gebracht. Daarbij kan met voordeel gebruik worden gemaakt van de warmte die vrijkomt in condensor 10, waarin een tegenstroom warmtewisselaar kan 30 worden geplaatst, zodanig dat de in het condenswater aanwezige warmte door de biomassa kan worden opgenomen.

Fig. 3 geeft een mogelijke uitvoeringsvorm van een uitlaat-orgaan 3 weer, bestaande uit een valkoker 17 waarin een 35 eerste schuifklep 18 en een tweede schuifklep 19 zijn opge- 101 8536 7 nomen, voorzien van respectievelijk klepsturingen 20 en 21. Schuifklep 18 wordt periodiek geopend, waardoor er droge massa in valkoker 17 terecht komt. Bevat valkoker 17 voldoende massa om een zak te vullen, dan wordt schuifklep 5 18 geblokkeerd en kan schuifklep 19 worden geopend, waarna de droge massa in een rond een produktuitlaat 22 geplaatste zak kan worden opgevangen. Vervolgens wordt schuifklep 19 gesloten en wordt schuifklep 18 omzichtig geopend, zodat de tussen de schuifkleppen aanwezige lucht op een 10 gecontroleerde wijze kan worden verwijderd.

Fig. 4 geeft een mogelijke uitvoeringsvorm van een gaswasser 8 weer bestaande uit een behuizing 23 die zodanig is uitgevoerd dat een onderdruk kan worden weerstaan.

15 Behuizing 23 is voorzien van een ingang 24 die is aangesloten aan aansluiting 7 van buisvormige droogkamer 1 en van een uitgang 25 die is aangesloten op luchtpomp 9. Inwendig vertakt ingang 24 zich in een groot aantal blaasmondjes 26, die de van buisvormige droogkamer 1 20 afkomstige damp naar boven blazen door een pakket van opengewerkte buizen 27. Boven het pakket van buizen is een sproeiinrichting 28 geplaatst, die een vloeistof, bestaande uit water waaraan bijvoorbeeld zwavelzuur is toegevoegd over het pakket verspreidt. Onderin vormt zich een laag 25 vloeistof 29, die met behulp van een vloeistofpomp 30 weer naar sproeiinrichting 28 wordt gevoerd. Op die wijze wordt bereikt dat de uit buisvormige droogkamer gezogen damp intens wordt vermengd met de vloeistof, waardoor in de damp aanwezige ammoniak wordt gebonden.

30

Passerende damp kan, afhankelijk van de temperatuur van de damp en de temperatuur van gaswasser 8, water toevoeren aan vloeistof 29 of juist afvoeren. Met een temperatuurregeling voor gaswasser 8 kan dit eenvoudig worden ingesteld. Het is 35 ook mogelijk gaswasser 8 thermisch te koppelen aan 1 01 8536 * 8 buisvormige droogkamer 1, waardoor er geen temperatuurverschillen zijn en er vrijwel geen water zal worden toegevoerd of afgevoerd.

1 01 853 6 *'

Claims

1. Inrichting voor het drogen van biomassa zoals mest of voedermiddelen, omvattende een droogruimte waarin te drogen 5 biomassa wordt ondergebracht, verwarmingsmiddelen voor het verwarmen van de biomassa en ventilatiemiddelen voor het afvoeren van vocht, met het kenmerk, dat de droogruimte een althans in hoofdzaak buisvormige droogkamer omvat, dat de verwarmingsmiddelen zijn ingericht om een buitenzijde van 10 de droogkamer te verwarmen en dat de ventilatiemiddelen een pomp omvatten, voor het in een gebruikstoestand handhaven van een onderdruk in de droogkamer.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat 15 de buisvormige droogkamer aan een eerste uiteinde is voorzien van een inlaatorgaan voor het aan de droogkamer toevoeren van biomassa en aan een tweede uiteinde is voorzien van een uitlaatorgaan voor het afvoeren van althans nagenoeg droge massa. 20

3. Inrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de buisvormige droogkamer is voorzien van een transportorgaan, voor het in een gebruikstoestand althans nagenoeg continu transporteren van biomassa van het eerste 25 uiteinde naar het tweede uiteinde.

4. Inrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat het transportorgaan een in de buisvormige droogkamer geplaatste spiraalveer omvat, die over althans nagenoeg de 30 gehele lengte van de buisvormige droogkamer verloopt en een motor, voor het in een gebruikstoestand doen roteren van de spiraalveer. 1018536*

5. Inrichting volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat een draad, waaruit de spiraalveer is vervaardigd, in doorsnede althans nagenoeg rechthoekig is.

6. Inrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het inlaatorgaan en het uitlaatorgaan zodanig zijn uitgevoerd dat bij de toevoer en/of de afvoer van biomassa althans nagenoeg geen buitenlucht tot de buisvormige droogkamer wordt toegelaten.

7. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat tussen de buisvormige droogkamer en de pomp een gaswasser is opgenomen.

8. Werkwijze voor het drogen van biomassa zoals mest of voedermiddelen, waarbij de biomassa in een droogruimte wordt ondergebracht en verwarmd en waarbij vrijkomend vocht wordt afgevoerd, met het kenmerk, dat de biomassa in een buisvormige droogkamer wordt gebracht en deze vervolgens 20 doorloopt, dat de buisvormige droogkamer vanaf de buitenzijde wordt verwarmd en dat tijdens het drogen in de buisvormige droogkamer een onderdruk wordt gerealiseerd.

9. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de 25 biomassa althans nagenoeg continu aan de buisvormige droogkamer wordt toegevoerd en door de buisvormige . droogkamer wordt gevoerd. 1 01 8536 '