NO154969B - Fremgangsmaate for fremstilling av brensel, saerlig til bruk i hvirvelbrennere, samt anvendelse av samme. - Google Patents

Abstract

Brensel, særlig til bruk i hvirvelbrennere, fremstilles på en slik måte at det males opp i et første trinn til et pulver eller granulat med partikkelstørrelse opp til 15 mm, at dette pulver eller granulat tørkes til et fuktighetsinnhold på maksimum 15%, fortrinnsvis maksimum 10%, og at dette tørkede pulver males opp i et annet trinn til en gjennomsnittlig partikkelstørrelse på 100-900 ym, fortrinnsvis maksimum 700 ym. Dette brensel med en gjennomsnittlig partikkelstørrelse på under 900 ym og med et fuktighetsinnhold på maksimum 8% benyttes som brensel i kjeler, varmtvannsberedere, varmluftsberedere, indre forbrenningsmotorer o.l.

Description

Denne oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for fremstilling av brensel, særlig til bruk i hvirvelbrennere, samt anvendelse av samme.

Tre og ved har vært brukt i lang tid som brensel både i industrien og husholdningene. Man har kuttet veden i forskjel-lige størrelser, så som kubber (oppdelt tømmer) og flis, og forsøk har også vært gjort for å benytte slike avfallsprodukter som sagmel til brensel. Undersøkelser har vist at det vil bli et stort overskudd av løvtre i form av tømmer med dårlig bonitet fra uttynnede områder og fra rydninger og også fra slike som kalles buskaser eller kratt. Brenning av slik ved i form av flis, såkalt grønn flis, er blitt satt i gang, men synes ikke å skape noe marked for grønnflisen (flis av ferskt tremateriale).

I US-patentskrift 3 064 592 er en fremgangsmåte beskrevet for fremstilling av brensel fra fuktig bark. Barken deles opp i småstykker og utsettes deretter for skyve- og presskrefter for tørking til omtrent 50-70% fuktighet. Det delvis tørkede materiale males opp i en skivemølle. Det oppmalte barkmateriale kan blandes med trefibermateriale. Friksjonen i skivemøllen bevirker ikke bare oppmaling, men også ytterligere tørking av materialet på grunn av friksjonsvarme. US-patent 3 859 935 beskriver en prosess for forbrenning av partikkelformet materiale i en kombinasjonsbrenner for olje/gass og faste stoffer i partikkelformet tilstand. Plast og ved er nevnt som partikkelformet materiale. US-patent 3 938 965 beskriver en prosess for fremstilling av partikkelformet brensel fra fuktig tremateriale som tørkes til omtrent 15% fuktighet og forkulles for dannelse av trekull som oppmales til en partikkelstørrelse mellom 16

mesh og 80 mesh. Det partikkelformede trekullmateriale brukes til brensel eller til fremstilling av andre brenselformer så

som briketter.

Man har nå overaskende nok funnet at tremel i rå tilstand med gjennomsnittlig partikkelstørrelse på omtrent 100-900 ym, fortrinnsvis 300-700 um kan forbrennes med meget god virkningsgrad i hvirvelbrennere i likhet med dem som benyttes til olje-fyring Hensikten med denne oppfinnelse er å tilveiebringe en fremgangsmåte for fremstilling av slikt brensel, og fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen utmerker seg ved at ved eller tre males opp i et første trinn til et pulver eller granulat med partikkelstørrelse opp til 15 mm, at det resulterende granulat tørkes til et fuktighetsinnhold på maksimalt 15% og at det tørkede granulat males opp i et annet trinn til en gjennomsnittlig partikkelstørrelse på 100-900 pm og med et fuktighetsinnhold på mindre enn 8%. Fortrinnsvis fortsetter tørkingen i det første trinn til maksimalt 10% fuktighet er igjen etter den første oppmalingsoperasjonen. Etter den andre oppmalingsoperasjonen fortsettes tørkingen fortrinnsvis til fuktigheten er 2-5%. Partiklene males opp til en gjennomsnittlig partikkel-størrelse som fortrinnsvis ligger mellom 300-700 pm og helst mellom 200-400 y m. En riktig betegnelse for et slikt brensel-materiale er trepulver.

Oppfinnelsen omfatter også anvendelsen av trepulver fremstilt etter den omtalte fremgangsmåte, med gjennomsnittlig partikkelstørrelse under 900 ym, fortrinnsvis under 700 y m,

og med et fuktighetsinnhold på maksimum 8% som brensel i kjeler, varmtvannsberedere, varmluftberedere samt for motorer med indre forbrenning. Pulveret har fortrinnsvis en bulktetthet på maksimalt 350 kg/m 3 og derfor høy effektiv varmeverdi i forhold til volumet sammenlignet med vanlig brenselved.

En prosess hvor fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen benyttes omtales nærmere nedenfor.

Prosessen utføres fortrinnsvis på en slik måte at flis som transporteres til et anlegg for utførelse av prosessen eller som produseres på stedet på i og for seg kjent måte males opp etter lagring eller direkte, f.eks. i en rotasjonskuttemølle eller hammermølle. Flisen kan være av en hvilken som helst type ved, f.eks. ved fra løvtrær, så som bjerk, asp eller ved fra nåletrær, f.eks. gran, furu eller blandinger derav, med vanlig flisstørrelse, f.eks. en tykkelse på omtrent 5 mm og en lengde på omtrent 30 mm. Fuktighetsinnholdet i flisen er f.eks. i området 30-65%. Det er hensiktsmessig at fuktighetsinnholdet i flisen er omtrent 30%, hvilket kan oppnås ved stabling i skogen før transport til oppmalingsanlegg eller ved fortørking i en automatisk tørker hvor flisen lagres før oppmaling. Tørke-energi innspares ved dette lave fuktighetsinnhold.

Møllen for denne første oppmaling er fortrinnsvis utstyrt med magnetisk separator og separatorer for materiale som er tyngre enn flis, såsom grov sand, glass, ikke magnetiske metal-ler o.l. Ved denne første oppmaling oppmales flisen til et pulver eller granulat med partikkelstørrelse opp til 15 mm (foran-dret fra "5" til "15") idet materiale med større partikkelstør-relse returneres til møllen og med en partikkelstørrelse under 15 mm overføres til et tørkeanlegg, eventuelt med en mellomlig-gende lagringsbeholder for utjevning av produksjonen i male- og tørkeanlegget.

Produktet fra den første maleprosess har omtrent samme fuktighetsinnhold som innkommende flis, dvs. omtrent 30-6 5%. Tørking kan f.eks. finne sted i en trommel med f.eks. varm luft, røkgasser og eventuelt tilført sekundærluft, og røkgassene kan avledes fra en kjele som fyres med tremel. Kjelen behøver bare å bestå av en brenner og et forbrenningskammer, men bør være så godt isolert at varmetapene blir så små som mulig. Hvis det oppmalte produkt har et minste fuktighetsinnhold på 30%, er det så fuktig at det ikke vil oppstå noen problemer med eksplosjon eller antennelse selv om røkgassene skulle inneholde glødende eller brennende partikler når de kommer til innløpet av tørke-trommelen. Det er hensiktsmessig å innstille røkgasstemperatu-ren (tørkelufttemperaturen)på 550-850°C bl.a. avhengig av fuktighetsinnholdet og partikkelstørrelsen av utgangsmaterialet. For oppnåelse av best mulig virkningsgrad bør temperaturen for de utstrømmende gasser være lavest mulig, f.eks. ned til omtrent 55°C. Det er mulig å styre hele tørkeprosessen ved hjelp av en termostat.

Tilstrømningsgassene etter tørkeanordningen kan renses

og frigjøres bl.a.for støv og andre faste partikler, f.eks. ved hjelp av sykloner og/eller ved vasking med vann (scrubber) hvor automatisk varmegjenvinning finner sted. I betraktning av risi-koen for eksplosjon av dette støv og støvets antennelighet bør utblåsningspaneler og automatisk brannslukkeutstyr være anordnet i forbindelse med disse sykloner og dessuten på alle utsatte steder i hele prosessen.

Det tørkede produkt fra tørkeanlegget kan lagres i be-holdere, slik at det tilveiebringes en buffert for det følgende oppmalingstrinn. De møller som benyttes i det andre oppmalingstrinn kan være utført analoge med de som ble brukt i det første oppmalingstrinn,men siktåpningene er mindre. Passende siktåp-ninger er slike at partikler med en størrelse på opp til 0,700 mm tilveiebringes. Hvis produktet skal benyttes til motorer med indre forbrenning, burde siktåpningene velges mindre, f.eks. opp til 0,300 mm. Produktet tørkes ytterligere ved friksjonsvarme som dannes i møllene og det oppnås et tørt produkt (tremel) med fuktighetsinnhold på omtrent 2-5%. Produktet transporteres fra dette andre oppmalingstrinn til en beholder for ferdig fremstilt pulver.

Ferdigproduktet kan selvfølgelig benyttes direkte i et anlegg som befinner seg nær stedet for pulverfremstillingen, f. eks. for fyring av dampkjeler og varmtvannsberedere. Pulveret er imidlertid lett transporterbart, f.eks. i tankvogner. På

denne måte er det mulig å plassere anlegget for fremstilling av trepulver på et sted som er hensiktsmessig for produksjonen, mens stedet for forbruket kan være anordnet mer hensiktsmessig for anvendelsen, dvs. f.eks. for produksjon av elektrisk kraft eller for varme for oppvarmingsformål.

Møller, tørkere og transportinnretninger som er i og for seg kjente kan benyttes. Transportinnretningene kan f.eks.være båndtransportører og kjedetransportører, men det må tas i betraktning at eksplosive blandinger av trepulver og luft unngås. Pneumatiske systemer kan benyttes under betraktning av nevnte forhold og skruetransportører kan utfylle andre systemer. Varmegjenvinning er det selvfølgelig sørget for i den grad dette er økonomisk mulig.

Forbrenningen av trepulver skjer bl.a. på en slik måte

at luft og pulver blandes ved hjelp av turbulens og former en støvsky som kan forbrenne fullstendig, idet forbrenningen finner sted i det vesentlige i likhet med hva som skjer i en oljebrenner. Det er hensiktsmessig å antenne støvskyen eller støvtåken med

en pilotbrenner for olje eller gass eller en spesiell anten-ningstråd (glødetråd).

Det er mulig å benytte slike trepulverbrennere i kjeler som nå fyres med olje. Tilsyn og kontroll av forbrenningen kan skje på samme måte som ved olje. Det vil ikke bli noen gløden-de masse og små askemengder oppstår. Problemer som er knyttet til fyring i kjeler med stoker eller rist unngås.

Produktet som er fremstilt i samsvar med oppfinnelsen, har god lagringsevne. Det vil således ikke absorbere fuktighet og vil ikke forringes biologisk og vil sikre god forbrennings-virkningsgrad. Så høye flammetemperaturer som 1200-1600°C kan oppnås under forbrenning. Bare neglisjerbare mengder giftige substanser, såsom polysykliske, aromatiske hydrokarboner, vil finnes i avgassene, forskjellig fra vanlig ved eller flisfyring. Takket være de gode muligheter for transport av trepulveret,

kan dette erstatte olje hvis transportveien fra fremstillings-stedet til forbruksstedet ikke er for lang. Videre er dette produkt fordelaktig like overfor olje og kull fordi røkgassene ikke er forsurende og syreutfelling ikke forekommer.

Ettersom størrelsen av en brenner i det vesentlige bestem-mer den maksimale partikkelstørrelse som benyttes i brennere, skal den gjennomsnittlige partikkelstørrelse av pulvermaterialet som leveres til et bestemt anlegg være innstilt etter anleggets kapasitet. Det synes nå som om gjennomsnittlig partikkelstørrel-se på opp til 70 0 ym er hensiktsmessig. I det lavere partik-kelstørrelsesområde med gjennomsnittet mellom 100 og 300 ym finnes1 det anvendelser i små brennere og først og fremst i motorer med indre forbrenning. Det er også klart at det fremstilte pulver inneholder meget små partikler og likeså større partikler, idet bare for store partikler er skilt ut. Det er også klart at veden kan bestå av andre ting enn flis. Således kan utgangsmaterialet være i form av sagmel, bakhun eller kutterspon og avfalls-materiale fra trebearbeidelsesanlegg.

Claims (7)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av brensel, særlig til bruk i hvirvelbrennere, karakterisert ved at ved eller tre males opp i et første trinn til et pulver eller granulat med partikkelstørrelse opp til 15 mm, at det resulterende granulat tørkes til et fuktighetsinnhold på maksimalt 15% og at det tørkede granulat males opp i et annet trinn til en gjennomsnittlig partikkelstørrelse på 100-900 ym og med et fuktighetsinnhold på mindre enn 8%.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at tørkingen fortsettes inntil maksimalt 10% fuktighet etter den første oppmalingsoperasjonen.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at tørkingen etter den andre oppmalingsoperasjon fortsettes inntil fuktigheten er 2-5%.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, 2 eller 3, karakterisert ved at partiklene males til en gjennomsnittlig partikkelstørrelse for det fremstilte brensel av 300-700 pm.

5. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 1-3, karakterisert ved at partiklene males til en gjennomsnittlig partikkelstørrelse for det fremstilte brensel av 200-400 ym.

6. Anvendelsen av trepulver fremstilt ved fremgangsmåten ifølge krav 1, med gjennomsnittlig partikkelstørrelse under 900 nm, fortrinnsvis under 700 ym, og med et fuktighetsinnhold på maksimum 8% som brensel i kjeler, varmtvannsberedere, varmluftberedere samt for motorer med indre forbrenning.

7. Anvendelse ifølge kra\ 6,hvor pulveret har en bulktetthet på maksimalt 350 kg/m og derfor høy effektiv varmeverdi i forhold til volumet sammenlignet med vanlig brenselved.