NO20110041A1 - Fremgangsmate og apparatur for fremstilling av torrifisert lignocelluloseholdig materiale - Google Patents

Fremgangsmate og apparatur for fremstilling av torrifisert lignocelluloseholdig materiale Download PDF

Info

Publication number
NO20110041A1
NO20110041A1 NO20110041A NO20110041A NO20110041A1 NO 20110041 A1 NO20110041 A1 NO 20110041A1 NO 20110041 A NO20110041 A NO 20110041A NO 20110041 A NO20110041 A NO 20110041A NO 20110041 A1 NO20110041 A1 NO 20110041A1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
lingocellulose
steam
containing material
line
temperature
Prior art date
Application number
NO20110041A
Other languages
English (en)
Inventor
Goran Lundgen
Anders Nordin
Ingemar Olofsson
Original Assignee
Bio Energy Dev North Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bio Energy Dev North Ab filed Critical Bio Energy Dev North Ab
Publication of NO20110041A1 publication Critical patent/NO20110041A1/no

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B53/00Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
    • C10B53/02Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form of cellulose-containing material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L5/00Solid fuels
    • C10L5/40Solid fuels essentially based on materials of non-mineral origin
    • C10L5/44Solid fuels essentially based on materials of non-mineral origin on vegetable substances
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L9/00Treating solid fuels to improve their combustion
    • C10L9/08Treating solid fuels to improve their combustion by heat treatments, e.g. calcining
    • C10L9/083Torrefaction
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26DRYING
    • F26BDRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B3/00Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
    • F26B3/18Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by conduction, i.e. the heat is conveyed from the heat source, e.g. gas flame, to the materials or objects to be dried by direct contact
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10Biofuels, e.g. bio-diesel
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Drying Of Solid Materials (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte og et apparat for fremstilling av torrifisert lingocelluloseholdig materiale. Finfordelt lingocelluloseholdige materiale utsettes i følgende rekkefølge; tørking, oppvarming til minst 200°C i fravær av oksygen (selve torrifiseringsprosessen) og kjøling til en temperatur fortrinnsvis under 130°C. Både tørkeinnretningen (3) som torrifiseringskammeret (4) er mantlete, noe som gjør det mulig å utføre både tørking og torrifisering med damp ved overtrykk ved anvendelse av indirekte oppvarming som resulterer i at oppvarmingsmediet ikke kontamineres i løpet av sitt driftskretsløp. Oppvarmingsdampen trekkes ut i en dampturbin som er en del av et kraft-/varmeverk eller en dampkjele, og forlater systemet fortrinnsvis i form av kondensvann (32). Både inntaket (2) og uttaket (5) av det lingocelluloseholdige materialet fra tørkeinnretning (3) skjer gasstett, og det samme gjelder for torrifiseringskammeret (4) som imidlertid i sin uttaksende kan være åpent koplet til en gasstett kjøleinnretning (7). l løpet av tørkingen det lingocelluloseholdige materialet fordamper gasser, hovedsakelig vanndamp, som føres til en kondensor (12). Reaktorgass som dannes i løpet av torrifiseringsprosessen mates (24) til en forbrenningsovn (23) tilført forbrenningsluft (22).

Description

Oppfinnelses område
Den foreliggende oppfinnelsen vedrør en viss teknikk for behandling av lingocelluloseholdig materiale eller med andre ord biomasse. Teknikken kalles normalt torrifisering (engelsk: "torrefication"). Andre navn på teknikken er gassifisering og retifisering ( engelsk: " retificatio<n>" V Selve teknikken utgjør en kraftig oppvarming av et fortrinnsvis helt tørt materiale uten tilsiktet tilstedeværelse av oksygen. Ved oppvarming av materialet mister den vekt siden enkelte deler av de organiske materialene blir omvandlet til gassform, noe som normalt betegnes som reaktorgass. Hvor mye vekt material mister, som er samme som hvor mye reaktorgass som skapes, avhenger av graden av oppvarming av materialet, dvs. hvor mye energi som tilføres materialet. Behandlingstemperaturen avhenger av det ønskede sluttprodukt. Normal behandlingstemperatur ligger innenfor intervallet 200-320 °C og en passende behandlingstemperatur regnes av mange for å være innenfor intervallet 270-300 °C. Vektreduksjonen kan ligge mellom 20-30%.
Til tross for dette vekttapet, som i seg selv ikke er positivt, har det torrifiserte materialet flere fordeler, hvorav noen er svært viktige, sammenlignet med utgangsmaterialet. En naturlig fordel er at varmeverdien, dvs. energitettheten, er høyere i det torrifiserte materialet. Den store fordelen med torrifisert materiale er at det er lett prosesserbart / lett håndterbart. Materialet kan brukes til mange formål. Et eksempel er at materialet kan brukes til brensel i forskjellige sammenhenger. Et annet eksempel er at materialet kan gassifiseres i spesielle reaktorer hvor de verdifulle gassene karbonmonoksid og hydrogen skapes. Fra disse kjemikaliene kan ytterligere kjøretøybrensler produseres ved bruk av katalysatorteknikker slik som metanol, etanol, diesel (syntetisk) o.s.v. Selvfølgelig er det også mulig å produsere en rekke andre verdifulle kjemikalier fra disse gassene, kjemikalier som i dag produseres fra ikke-fornybare råvarer som naturolje og naturgass. Det viktigste eksemplet på materialets lette prosesserbarhet kan være at det er relativt enkelt å male det til partikler, eksempel kuler eller korn, av lik størrelse. I prinsipp er det ikke mulig å produsere slike partikler fra et ikke-torrifisert lingocelluloseholdig materiale av ulik utstrekning. En ytterligere svært viktig egenskap for torrifiserte materialer er dets ufølsomhet for fuktighet, dvs. vann. Torrifisert materiale har en naturlig fuktighet på 2 til 3 %, og det er nesten umulig å endre dette fuktighetsinnhold uavhengig av hvordan materialet er håndtert, dvs. materialet er i prinsippet vannavstøtende. Materialet påvirkes derfor ikke av vær og vind, lagringsbetingelser etc.
Enhver kjent biomasse og enhver kjent lingocelluloseholdig materiale kan brukes som utgangsmaterialer. Slike materialer kan komme fra skogen eller fra jordbruk eller fra ethvert annet felt hvor biomassen produseres eller eksisterer. Et relativt billig materiale som er godt nok som utgangsmateriale er såkalt grot, dvs. grener og tretopper. Også nåler fra trær kan bli brukt, forutsatt at de blir samlet i store mengder. Det er ikke en veldig høy etterspørsel av dette råstoffet i andre aktive bransjer. Det fins et stort antall gjenvinningsfelt for produkter som har biomasse som utgangspunkt, hvilke produkter kan brukes som utgangsmaterialer. Det er kjennetegnende for torrifiseringsteknikken at det i ene enden av produksjonsprosessen kan mates inn et ekstremt skrint materiale (en evaluering som er utført av andre aktører på biomassemarkedet), mens det i den andre enden kan opprettholdes et produkt av høy kvalitet.
Bakgrunnsteknikk
Så vidt vi vet eksisterer det ikke noe kommersielt fullskalaanlegg for framstilling av torrifiserte lingocelluloseholdig materialer i bruk i dag, i hvert fall ikke innenfor Europas grenser.
Pilotanlegg for torrifisering av lingocelluloseholdig materialer har eksistert og eksisterer muligens fortsatt. Videre er det i litteraturen presentert forslag til fremgangsmåter og apparater for torrifisering av biomasse.
I det svenske patentskriftet 500 058 (9100998-5) og den tilsvarende internasjonale patentsøknaden WO 92/17744 er det beskrevet en metode for retifisering_(= torrifisering) av bilmateriale. Sammendraget av den svenske Patentskriften 500 058 lyder som følger: " Method for heat treatment ofbiomaterial, for example wood- chips, timber and the like in a plant including a treatment container, which forms a closed system with an external circulation conduit connected to the opposite ends thereof via an inlet and an outlet, wherein the biomaterial is introduced in and after treatment is removedfrom the treatment chamber through at least one opening with sluice, which prevents air penetration into the system, and wherein the system during operation is kept substantially filled with steam close to atmospheric pressure, which steam is brought to circulate in the system through the circulation conduit and the treatment chamber, and wherein that part of the steam that corresponds to the moisture expelledfrom the biomaterial is drained and condensed, wherein the steam through indirect heat transfer from a heat carrier at the inlet into the treatment chamber is kept at a temperature of at least 260 °C, that is somewhat above the desired treatment temperature, and wherein gases exhaustedfrom the material are collected and burnt for heating of the heat carrier. "
Det karakteristiske trekket for denne torrifiserings- eller varmebehandlingsmetoden er at tørkningen av biomaterialet, samt torrifiseringen av denne, utføres i ett og samme trinn. Et helt tørt utgangsmaterial kan ikke bli torrifisert i følge denne metoden siden man er avhengig av vann som er naturlig i utgangsmaterialet for å skape behandlings- eller varmemediet, dvs. overopphetet damp. En ulempe med torrifisering av biomasse på denne måten er at store mengder generert organiske gasser blandes med dampen og disse gassene må skilles etterpå, noe som skjer i et kondenseringstrinn hvor vanndampen er overført til skittent kondensert vann, og ikke-kondenserbare gasser av organisk opphav er overført til en kjel for forbrenning. En annen ulempe med denne patenterte metode er at problemet med kjøling av det torrifiserte materialet ikke er løst på en god måte. I patentspesifikasjonen er den foretrukne kjøling sprinkling av vann over materialet.
I den internasjonale patentsøknaden WO 03/014644 er det beskrevet en fremgangsmåte og apparat for varmebehandling av organiske materialer. I sammendraget er følgende uttalt: " A method ofprocessing organic material comprises heating the organic material to a temperature exceeding 100°C in an atmosphere comprising at least one of superheated steam, a hot inert gas, hot air and hot process gases and subsequently cooling the heated organic material in an atmosphere comprising at least one of superheated steam and an inert gas. Also described are processing apparatuses for use in performing the method."
I den tilsvarende europeiske patentsøknad 1 415 119 har metoden blitt begrenset og metodekravet har følgende ordlyd: " A method ofprocessing organic material comprising heating the organic material within a processing enclosure ( 2) heating the organic material to a temperature exceeding 100°C in an atmosphere comprising at least one of superheated steam, a hot inert gas, and hot process gases, by re- circulating the said at least one of superheated steam, a hot inert gas, and hot process gases through a recirculation path, heater means ( 7) being provided to heat the gases passing along the recirculation path, valve means being provided to allow the replacement or substitution of gases and venting means being provided to allow the venting of gases,characterized in thatthe heater means comprises indirect heater means, and by cooling means also being providedfor the subsequent cooling of the heated organic materials solid residues in an atmosphere comprising at least one of superheated steam and an inert gas."
Det bør bemerkes at når det gjelder kjøling av det behandlede materialet så skjer dette ikke indirekte men derimot direkte og nærmere bestemt ved hjelp av overopphetet damp eller en inert gass som flyter rundt materialpartiklene.
Patentsøknaden presenterer en åpenbar svakhet, nemlig at det ikke finnes noen informasjon om verken egnede temperaturer eller selve behandlingstemperaturene. Igjen og igjen er det gjentatt at materialet skal være oppvarmet til en temperatur over 100°C, men en spesifikasjon i tillegg til denne informasjon fins ikke beskrevet. I patentkravene er det obligatorisk å kjøle det behandlede materialet. Dersom en behandlingstemperatur på 105°C (som per definisjon overstiger 100°C) er valgt så bør det ikke være behov for en kjøling, siden det ved denne temperaturen ikke fins noen fare for selvantennelse av det behandlede materialet. Enda verre er mangelen på informasjon av maksimum temperatur i behandlingen. Ved svært høye behandlingstemperaturer blir i det minste i stor utstrekning det organiske utgangsmaterialet ødelagt.
I den tredje internasjonale patentsøknaden WO 2005/056 723 beskrives ytterligere en metode og et system for torrifisering av råmaterialet. Metodens hovedkrav i denne patentsøknaden har følgende ordlyd: " Methodfor the production of solids from raw materials using torrefaction, wherein; a) raw material is subjected to an elevated temperature in a reactor in an atmosphere that has a low oxygen content or contains no oxygen, in that b) the raw material is brought into heat- exchanging contact with a gaseous medium at a temperature higher than the torrefaction temperature of the raw material, solid Juel and
reaction gas being produced,
c) wherein at least part of the reaction gas isfed to a condensation chamber in which said reaction gas is at least partially cooled such that at least some of the condensable components
in the torrefaction gas condense and are dischargedfrom said condensation chamber separately from the non- condensed torrefaction gases and at least part of the condensate obtained is combusted by adding gas containing oxygen,characterized in thatsaid treatment at elevated temperature comprises a torrefaction treatment at 200°C- 320°C, the reaction gas comprises torrefaction gas and said raw material is fed continuously to said reactor and product is discharged continuously therefrom."
I denne metoden er det avgjørende at dannede organiske gasser, også benevnt som reaktorgass, som er dannet ved torrifiseringen av det tørre materialet, er utblåst fra torrifiseringskammeret og ført til en kondensator, hvor minst en del av denne gassen er brakt til å kondensere slik at et energirikt organisk kondensat dannes. Dette kondensat blir brukt som hovedenergikilde og er ført til en forbrenningsovn hvor en svært varm og derfor energirik røykgass dannes. Energien i denne røykgassen brukes til å drive hele prosessen for framstillingen av det torrifiserte materialet. Selv om det er mulig å anvende ekstra drivstoff anbrakt til nevnte forbrenningsovn, er formålet å bruke nevnte organiske kondensat som den eneste energikilden.
Til tross for det faktum at det i det ovennevnte hovedmetodekrav ikke er nevnt noe om kjøling av det torrifiserte materialet så inneholder alle utførelsene av oppfinnelsen som vist i patentsøknadens figurer et kjøletrinn. Det fins ikke én spesiell kjølingsteknikk, men flere ulike kan anvendes. Hvis det torrifiserte materialet ikke er kjølt, men det i stedet tillates å komme i direkte kontakte med atmosfærisk luft ved for eksempel romtemperatur, så vil oksygenet i luften føre til at materialet vil begynne å brenne, noe som vanligvis kalles selvtenning.
Oppsummering av oppfinnelsen
Teknisk problem
Som det fremgår av det ovenstående har ulike forslag til fremstilling av torrifisert materiale fra råmaterialer i form av biomasse og lingocelluloseholdig materialer blitt presentert, for eksempel i patentlitteraturen. Til tross for dette er det et behov for alternative fremstillingsmetoder for torrifiserte materialer. Spesielt er det behov for en fremstillingsmetode som fungerer i praksis og som er kostnadseffektiv. Metoden og apparatet må være tilpasset det faktum at råmaterialet kan variere fra gang til gang, både når det gjelder for eksempel type av råmaterial og vanninnhold, dvs. fuktinnhold, i ett og samme materiale.
Løsningen
Den foreliggende oppfinnelsen løser disse problemene og er knyttet til en metode for framstilling av torrifiserte lingocelluloseholdig materialer, omfattende at oppløst lingocelluloseholdig materiale, ved hjelp av en komprimert og luftborttrengende matningsinnretning, er anbrakt til en gasstett, mantlet, tørkeinnretning, hvor minst hoveddelen av vannet inneholdende i det lingocelluloseholdig materialet er drevet bort og fjernet fra innretningen i dampform, der bortdrivingen er forårsaket av at det faktum at temperaturen inne i tørkeinnretningen er minst 100°C, og at det lingocelluloseholdig materialet etter tørkningen, dvs. etter vannfjerningen, under gasstette forhold er matet inn i en hovedsakelig oksygenfri, mantlet tørkekammer, hvor det lingocelluloseholdig materialet under påvirkning av en temperatur innenfor intervallet 200-320°C, fordelaktig 270-300°C, er forvandlet til torrifiserte lingocelluloseholdig materialer under samtidige utslipp av brennbare, organiske gasser, hvorpå det torrifiserte lingocelluloseholdig materialet ved omkring behandlingstemperaturen og i fravær av inntrengende gasser er brakt til en kjøleinnretning, hvor temperaturen av det torrifiserte lingocelluloseholdig materialet senkes med minst 100°C, fordelaktig minst 150°C, hvorpå det torrifiserte lingocelluloseholdig materialet mates ut fra kjøleinnretningen for å bli oppsamlet ved atmosfæretrykk og omkringliggende temperatur, muligvis etter eventuell ytterligere kjøling, og omfattende at de frigjorte organisk brennbare gassene føres inn fra innsiden av det mantlete torrifiseringskammeret til en ovn, hvor de forbrennes under generering av energirik røykgass, kjennetegnet ved at, som en ekstern energibærer for metoden er det brukt damp ved overtykk, som føres inn i mantlet av torrifiseringskammeret ved en temperatur overstigende torrifiseringstemperaturen og ført til å passere gjennom mantlet for å forlate det mantlete torrifiseringskammeret ved en temperatur under torrifiseringstemperaturen for videre transport inn i mantlet av tørkeinnretningen og passering gjennom dette mantlet for å avgi nødvendig energi til fjerning av vann fra nylig tilført lingocelluloseholdig materiale, noe som fører til at dette mediet vil forlate mantlet av tørkeinnretningen intakt som damp med forholdsviss lav temperatur eller forlate mantlet i kondensert form, dvs. som vann, med en temperatur ved eller noe under 100°C, som samles opp.
Som det fremgår av beskrivelsen ovenfor omfatter framstillingsprosessen for torrifisert materiale, som senere blitt utsatt for eksempelvis knusing/maling slik at materiale er konvertert til et finkornet pulver, tre prosesstrinn; først et tørkningstrinn og etterpå selve torrifiseringstrinnet og til slutt et kjøletrinn. Alle disse behandlingstrinn vil bli beskrevet i mer detalj senere i denne publikasjonen.
Energiuttagelsesstedet, dvs. der varmedampen under overtykk hentes, kan ha ulike egenskaper. Fortrinnsvis er det lokalisert en eller annen plass langs en dampturbin som genererer elektrisk strøm, og som tilhører en kraft/varmeanlegg. Et annet alternativ er en dampkjele. Det finnes ulike typer av dampkjeler. En dampkjele som er fyrt med biobrensel er foretrukket. I siste instans kan en elektrisk kjele tolereres, særlig hvis den er drevet med grønn elektrisitet.
Dampen ved overtrykk kan allerede ved utgangsstedet ha den temperaturen som er nødvendig for indirekte oppvarming av lingocelluloseholdig materialet inne i torrifiseringskammeret, hvilken damptemperatur overskrider 200°C og er under 340°C, fordelaktig overskrider 280°C og er under 320°C. Den tappede avdampen trenger ikke nødvendigvis å ha en temperatur så høyt som nevnt ovenfor, men i stedet kan den tappede avdampen varmes opp på vei til torrifiseringskammeret slik at de ovenfor nevnte høye temperaturer oppnås. Temperaturøkningen kan skje gjennom indirekte varmeveksling hvor det energiavgivende mediet omfattes av avgasser fra forbrenningsovnen. Avgassenes energiinnhold er så høy at det ovenfor nevnte uttapping av energi kun er en brøkdel av det totale energiinnholdet. Derfor føres røykgassene/avgassene videre til en varmeveksler, hvori sirkulerende varmtvann slik som fjernvarmtvann strømmer i store mengder. Varmeutvekslingen foregår indirekte. Når avgassene har sluppet ut i all vesentlighet alt energiinnhold er de matet inn i omgivelsene gjennom en trakt. Det er ikke nødvendig å lede hele avgasstrørnmen gjennom den ovenfor nevnte varmeveksleren hvor det varmeabsorberende mediet omfattes av damp ved overtrykk, men i stedet er til og med fordelaktig å dele opp avgasstrørnmen i to deler, hvorav én del føres rundt den nevnte varmeveksleren.
I saken hvor den uttappede dampen ved overtrykk allerede fra starten har en høy nok temperatur er det totale energiinnholdet i avgassene benyttet for indirekte varmevekslingen med nevnte sirkulerende varmtvann slik som fjernvarmtvann. Etterpå føres avgassene via en trakt ut til omgivelsene.
Veien til den nevnte overtrykksdampen gjennom det første torrifiseringstrinnet og så gjennom tørketrinnet har blitt beskrevet over. Denne beskrevne veien trengs ikke å følges slavisk, men i stedet er det fullt mulig å dele opp dampen som forlater torrifiseringskammeret og går i retning mot tørkeinnretningen i to strømmer, idet den ene føres til tørkeinnretningen mens den andre føres til en varmevekslingsinnretning hvor energien indirekte overføres til det sirkulerende varmtvannet, eksempelvis fjernvarmtvannet, hvilken dampstrøm i løpet av / etter energiavgivelsen kondenseres til kondensvann som gjenvinnes.
Når det gjelder tørketrinnet er det fortrukket å holde temperaturen så lav som mulig forutsatt at vannet er drevet ut av det lingocelluloseholdig materialet slik som vanndamp, dvs. tørkningen bør skje ved 100°C eller noen grader over for å minimere utslippet av organiske gasser fra det lingocelluloseholdig materialet, samtidig som vannet blir drevet ut som damp. Selv om utslippet av organiske gasser ved de nevnte lave temperaturer er liten er de faktisk der og det må tas hensyn til. Den utslipte vanndampen med en liten andel av organiske damper føres til en kondensator, hvor kjølemediet omfatter sirkulerende varmtvann, eksempelvis fjernvarmtvann, for dannelsen av kondensvann med en temperatur noe over temperaturen til det sirkulerende kjølevannet, hvilket kondensvann føres til et oppsamlingspunkt. Nevnte organiske gasser kondenseres nesten sammen med vanndampen, og derfor er disse gassene fjernet fra kondensatoren og blandet med atmosfæreluft, hvilken blanding med hovedsakelig luft mates til ovnen etter indirekte varmeveksling for å brukes som forbrenningsluft.
Den avsluttende kjølingen av det torrifiserte materialet kan utføres på flere ulike måter. En måte er å la materialet passere gjennom en innretning av typen mantelkjøleskrue med komprimering, hvor et kjølemedium transporteres i motsatt retning av de framløpende og i økende grad komprimerte torrifiserte lingocelluloseholdig materiale gjennom en ytre mantel og/eller gjennom en indre mantel i kjøleskruens senter. Ved innløpet og i begynnelsen av kjøleskruen er det torrifiserte materialet til en viss grad omgitt av reaktorgass. Men etter hvert som komprimeringsgraden øker så forskyves reaktorgassen mot innløpet, og i enden av skruen er all reaktorgass forskjøvet og samtidig fungerer det komprimerte materialet som en gassbarriere mot omgivelsene. Nevnte plugg av torrifisert materiale er matet ut på enhver kjent måte fra kjøleskruen og samlet i for eksempel en oppsamlingsbeholder. Når det torrifiserte materialet forlater nevnte kjøletrinn eller noe annet kjøletrinn så bør dets temperatur ligge under 130°C. Dette for å forhindre selvantenning av materiale. Ethvert kjent kjølemedium kan anvendes for utførelsen av det ovenfor beskrevne kjølingsarbeidet omfattende både gasser og væsker. Det er fordelaktig å benytte en varmebestandig olje. Når kjølemediet etter kjølingsarbeidet forlater kjøleskruen så ledes mediet til en varmevekslingsinnretning hvor kjølemediets opptatte energi indirekte overføres til den ovenfor nevnte forbrenningsluft som føres til ovnen, hvorpå kjølemediet ved sin utgangstemperatur returneres til kjøleskruen i den ende hvor det kjølte torrifiserte lingocelluloseholdig materialet er utstøtt.
Ingen ytterligere kjøling av det torrifiserte materialet er nødvendig, men i stedet kan det ferdigbehandlede, innsamlede materialet med en temperatur under 130°C ligge for å tilpasse seg omgivelsestemperaturen, eksempelvis romtemperatur. Imidlertid har det samlede materialet et betydelig energiinnhold siden dets temperatur kan overstige 100°C og til og med være så høy som 130°C, og derfor er det foretrukket å gjøre bruk av en del av denne energien.
Eksempelvis kan det relativt varme torrifiserte materialet passere gjennom en varmevekslingsinnretning hvor energi indirekte overføres til atmosfæreluft, hvilken oppvarmet luft blandes inn i forbrenningsluften, dvs. tilføres ovnen. Temperaturen på det torrifiserte materialet kan senkes til under 50°C med dette ekstra kjøletrinnet.
Den foreliggende oppfinnelsen er også relatert til et apparat for fremstilling av torrifisert lingnocelluloseholdig material, omfattende en komprimerende og luftfortrengende innretning som benyttes for å tilføre finfordelt lingnocelluloseholdig materiale til en gasstett, mantlet tørkeinnretning, hvor det gjennom mantelen strømmer vanndamp motstrøms retningen til det lingocelluloseholdig materialet, og som har en avgassrør anbrakt inne i kjøleinnretningen gjennom hvilket gasser, især damp, som er drevet bort fra det lingocelluloseholdig materialet strømmer, etterfulgt av, langs det lingocelluloseholdig materialets transportretning, et mantlet torrifiseringskammer som er gasstett i alle fall vis-a-vis tørkeinnretningen, hvilket kammer på den ene side har et innløpsrør / -ledning anbrakt ved mantelen / kappen for ekstern oppvarmingsdamp ved overtrykk og et uttaksrør / -ledning anbrakt ved mantelen / kappen for oppvarmingsdamp ved redusert overtrykk, idet uttaksrørets ende er anbrakt i mantelen på tørkeinnretningen, og på den andre side et rør anbrakt inne i kammeret gjennom hvilket de organiske gasser som er drevet ut av det lingocelluloseholdig materialet, dvs. reaktorgassene, strømmer, og den motsatt beliggende ende av nevnte rør er anbrakt i eller tilgrensende til en forbrenningsovn tilveiebrakt med et rør for forbrenningsluft, etterfulgt av, langs med transportretningen til det lingocelluloseholdig material, en kjøleinnretning som på en åpen eller gasstett måte er koplet til torrifiseringskammeret, hva hvilken kjøleinnretning det torrifiserte og kjølte lingocelluloseholdig materialet mates ut til atmosfæretrykk og omgivelsestemperatur, kjennetegnet av at tilførselsrøret / -ledningen for den eksterne oppvarmingsdampen ved overtrykk i den motsatte ende er koplet til en energiinnsamlingsinnretning og at ved enden av systemet for oppvarmingsdampen, dvs. i mantelen av tørkeinnretningen, ved enden av tørkeinnretningen hvor nylig tilført lingnocelluloseholdig materiale føres inn, er det anbrakt en ledning / et rør anbrakt gjennom hvilket det strømmer enten hovedsakelig damp uten overtrykk eller kondensert damp i form av kondensvann.
Ovenfor er de deler av apparatet beskrevet som er absolutt nødvendige for å kunne utføre oppfinnelsen. For å optimalisere oppfinnelsen både i et miljøaspekt samt i et kostnadseffektivitetsaspekt bør apparatet kompletteres med følgende deler: Den avløpsledning som løper fra tørkeinnretningen og som under tørkningen inneholder de utdrevne gassene, isæTdamp, skal koples til en kondensator, hvorifra det med unntak av innløps- og utløpsledningen kondensorens kjølemedium, løper to ledninger, en hovedledning for transport av kondensvann til en oppsamlingsbeholder, og en sideledning gjennom hvilken det ikke strømmer kondensert organiske gasser og transporteres til en forbrenningsluftsinnretning. Fra nevnte innretning løper en ledning som er koplet til forbrenningsovnen, hvilken ledning på veien passerer gjennom en varmeveksler hvor varmen opptas av forbrenningsluften og varmen avgis indirekte av det oppvarmede kjølemediet som føres i en ledningskrets gjennom denne varmeveksleren og kjøleinnretningen.
Videre løper en avgassledning fra forbrenningsovnen til en trakt. På veien passerer avgassledningen en varmeveksler, hvor alt av den nyttige avgassenergien indirekte overføres til sirkulerende varmtvann, eksempelvis fjernvarmtvann. For å oppnå torrifisert materiale som er det etterstrebede sluttprodukt er det som forklart ovenfor nødvendig at materialet mister vekt eller, uttrykt med andre ord, at materiale blir nedbryt til viss grad noe som fører til at brennbare, energirike organiske gasser fordamper. Ved forbrenning av disse gassene benyttes energiinnholdet i gassene, noe som resulterer i for eksempel en økning i fjernvarmtvannets temperatur og verdi.
Dampledningen som løper fra det mantlete torrifiseringskammeret til den mantlete tørkeinnretningen kan tilføres en avdelningsledning som passerer gjennom en varmeveksler, der dampens energiinnhold indirekte overføres til det sirkulerende varmtvannet, eksempelvis fjernvarmtvann, idet enden av avdelningsledningen er koplet til avløpsledningen fra den mantlete tørkeinnretningen. Det ovenfor nevnte beskrivelse er en løsning på problemet at fuktighetsinnholdet i det lingocelluloseholdig materialet kan variere fra gang til gang. Dersom det ved en viss driftstid mottas materiale med et tørrhetsinnhold på 60 % og ved et annen drifttid på eksempelvis 40 % trengs det mye mindre energi for tørking i det første tilfellet enn det som er nødvendig i det andre tilfellet. Tørkeenergien reguleres som funksjon av tilførte mengde oppvarmingsdamp til tørkeinnretningen. Dersom en liten mengde oppvarmingsdamp er nødvendig for tørkning, en større del av oppvarmingsdampen som unnslipper torrifiseringskammeret kan mates gjennom avdelningsledningen og kan benyttes for oppvarming av fjernvarmtvannet. Dette beskrevne problemet er ikke oppnåelig dersom nylig tilført lingocelluloseholdig materiale til enhver tid har ett og samme tørrhetsinnhold, men dette skjer nesten aldri i realiteten.
Spørsmålet om én eller flere, eksempelvis 2, kjøleinnretninger skal benyttes for det torrifiserte materialet er først og fremst bestemt av kjølekapasiteten av den første innretningen. I tilfellet at to kjøleinnretninger anvendes kan den andre være en varmeveksler der kjølemediet er atmosfæreluft som indirekte tar opp varmen fra det torrifiserte lingocelluloseholdig materialet som er kjølt i ett trinn, der oppvarmet luft strømmer gjennom en ledning som er koplet til tidigere nevnte forbrenningsluftsledning.
Fordeler
Ved å kombinere fremstillingen av torrifisert lingocelluloseholdig materiale, som er et produkt etterspurt på markedet, med eksempelvis et fjernvarmvannsystem, ifølge oppfinnelsen, oppnås en svært kostnadseffektiv fremstilling av et slikt materiale.
Ifølge foretrukne utførelsesformer av oppfinnelsen benyttes enhver mulighet for gjenvinning av energi og også å minimere energiforbruket. Dette er spesielt synlig i tilfellet hvor damp med overtrykk hentes fra turbinen i et kraft-/ oppvarmingsverk.
Videre er både fremgangsmåten og apparatet ifølge oppfinnelsen uavhengig av hvilken type av råmateriale som benyttes, samt også kvalitetsvariasjoner, eksempelvis fuktighetsinnhold, som varierer fra tid til annen i ett og samme råmateriale.
Også fra et miljøsynspunkt er fremgangsmåten for fremstilling av torrifisert lingocelluloseholdig materiale ifølge oppfinnelsen av høy kvalitet. Eksempelvis er tørketrinnet miljøtilpasset på en optimal måte siden de organiske gassene som dannes under tørkingen av det lingocelluloseholdige materialet på den ene side tas hånd om og føres sammen med forbrenningsluften til forbrenningsovnen, og på den annen side ved at det moderat foruensede kondensvannet samles. Det fins mange tørkeapparater for lingocelluloseholdig materiale på markedet i dag som i varierende grad representerer et problem for miljøet. Dette avhenger ikke spesifikt på tørkeapparatet som sådan, men på installasjonsrfemgangsmåten og hvordan apparatet blir brukt. I tillegg til det ovenfor beskrevne, moderat forurensete kondensvann fra tørkeprosessen (som er tatt hånd om), den eneste mulige miljøpåvirkende utslipp er de brukte avgassene, hvilke utslipp slippes ut gjennom trakten.
Siden oppvarmingsdampen ikke kommer i kontakt med det forurensete lingocelluloseholdige materialet verken i torrifiseringskammeret eller i tørkeinnretningen, samt at den ikke kommer i kontakt med den forurensete reaktorgassen, er det kondenserte vannet som er dannet til slutt fra denne damp helt rent og kan gjenvinnes. Videre er varmevekslerne som er en del av dannelsen av apparaturer ifølge av oppfinnelsen benyttet i en miljømessig uanstøtelig måte.
Beskrivelse av figur
I figur 1 vises et flytskjema for en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen.
Beste utførelsesform
Nedenfor skal det beskrives en foretrukket utførelsesform av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen med henvisning til flytskjema ifølge figur 1. Med henvisning til figuren beskrives mer i detalj bestemte trinn i fremgangsmåten. Videre er visse apparatdeler kommentert i detalj.
Det lingocelluloseholdig materialet kan allerede være finfordelt når det kommer til torrifiseringsanlegget. Det er eksempelvis tilfelle dersom barnåler fra trær brukes som utgangsmateriale. Videre er det på vei å bli vanlig at eksempelvis grener og tretopper brytes ned eller flises på bestemte oppsamlingssteder ute i skogslandskapet. Det samme kan gjelde for kvister og annet ryddematerialer, dvs. små trær og busker, og også i gårdsbruk der hurtigvoksende avling slik som salix, hamp osv. dyrkes. Fra disse steder transporteres det finfordelte lingocelluloseholdig materialet, via eksempelvis lastebiler eller tog, til torrifiseringsanlegget.
Dersom det ikke finfordelt lingnocelluloseholdig materiale ankommer torrifiseringsanlegget så må materialet brytes ned på stedet (ikke vist i figuren). Det finnes flere desintegratorer, og hvilke som helst kan bli brukt.
Det finfordelte lingocelluloseholdig materialet samles i en beholder 1. Derifra føres materialet ved hjelp av en komprimerende og luftfortrengende mateinnretning 2 til en gasstett, mantlet tørkeinnretning 3. Mateinnretningen 2 kan være skrueformet, og en toppskrue er foretrukket. Materialet som innføres i tørkeinnretningen 3 er i all praktisk forstand luftfritt, hvilket er etterstrevet ettersom man vil unngå at oksygen kommer inn i systemet.
En hvilken som helst mantlet tørkeinnretning 3 kan bli brukt. Disse er ofte rektangulære og plasseres liggende. Det finnes tørkeinnretninger med ulike tverrsnittsformer. Den runde formen er vanlig og er foretrukket i dette tilfelle. Videre bør tørkeinnretningen være roterbar, og den indre trommens periferi bør være tilveiebrakt med bæreinnretninger som driver det lingocelluloseholdig materialet framover under samtidig fordampning av først og fremst vann i dampform. Mantelen gjennom hvilken oppvarmingsvanndampen ved overtrykk strømmer kan være konstruert på ulike måter. I sin enkleste utforming består den av en ytre beholder plassert utenpå en indre beholder og med bare noen avstandsinnretninger med bestemt utstrekning mellom beholderne som fører til et utstrakt fritt område der oppvarmingsdampen med overtrykk strømmer. Det beskrevne mantelrom kan også ha et stort antall parallelle langsgående rør gjennom hvilke oppvarmingsdampen med overtrykk strømmer. Nevnte rør kan være plassert tilgrensende hverandre eller plassert i en avstand fra hverandre. Videre kan rørene anbringes i mer enn ett lag inne i mantelen. Det er også mulig å utelukke den indre beholderen og la fastmaterialet, dvs. det fremskridende lingocelluloseholdig materialet, komme i direkte kontakt med damprørene.
Etter avsluttet tørking av det lingocelluloseholdig materialet føres dette videre til torrifiseringskammeret 4 gjennom en mateinnretning 5. Denne kan være skrueformet og en tappskrue er foretrukket. Ethvert mantlet torrifiseringskammer kan brukes. Det som ovenfor er anført om tørkeinnretningen 3 er fullt anvendelig med torrifiseringskammeret 4, dvs. at de to objektene kan være i alle fall liknende. Siden eksempelvis en tappskrue i utgangsenden for materialet er gasstett så innmates ingen gass sammen med det tørkede lingocelluloseholdig materialet inn i torrifiseringskammeret 4. Dersom det tilfeldigvis skulle bli innesperret spormengder av gass i torrifiseringskammeret 4 så vil hoveddelen av gassen være vanndamp, hvilket medium ikke er skadelig for selve torrifiseringsprosessen. Med andre ord har verken luft eller oksygen noe tilgang til torrifiseringskammeret 4.
Det torrifiserte lingocelluloseholdig materialet mates ut gasstett fra torrifiseringskammeret 4 og føres gjennom en mateinnretning 6 til en kjøleinnretning 7. Istedenfor å bruke en separat mateinnretning 6 og en separat kjøleinnretning 7 kan man bruke kun én innretning i form av en mantlet kjøleskrue. I det tilfelle har torrifiseringskammeret en åpning i det høyre endedeksel som vender inn mot kjøleskruens materialmottaksdel. Dette betyr at det er den høyre ende av kjøleskruen, dvs. hvor det kjølte torrifiserte materialet mates ut fra systemet, som er tettende for gass både innover i kjøleskruen og i minskende grad i retning mot og omfattende torrifiseringskammerets 4 åpning i det høyre endedeksel og utover mot den omgivende atmosfære. I figuren vises det skjematisk, og med henvising til kjøleinnretningen 7, hvordan kjølingen av materialet foregår. Fra kjøleinnretningen 7 løper en ledning/rør 8 til en varmeveksler 9 og fra denne løper en ledning/rør 10. Gjennom denne ledning 10 strømmer det et temperaturstabilt kjølemedium, eksempelvis en olje, og oljen møter indirekte det varme, torrifiserte materialet og kjøler denne. Ved motsatt ende av kjøleinnretningen 7 har oljen absorbert energien eller varmen som er avgitt av det torrifiserte material, og den oppvarmete oljen forlater innretningen gjennom ledningen 8 og innføres i varmeveksleren 9 der oljens energi eller varme i sin tur indirekte opptas av forbrenningsluft med lav temperatur, hvilken temperatur derved øker før forbrenningsluften mates inn i forbrenningsovnen 23, hvilket vil bli videre kommentert separat lengre ut i teksten. I det tilfellet at kun en mantlet tappskrue brukes som både innmatingsenhet og kjøleenhet vil kjøletrinnet foregå slik beskrevet ovenfor. I en kjøleskru kan kjølemediet føres motstrøm mot det torrifiserte materialet gjennom skruens mantlete sentrum eller gjennom den omsluttende mantelen eller ved begge måter. Selv om det i figuren viser et ytterligere kjøletrinn er det helt mulig i henhold til oppfinnelsen å fullføre behandlingsprosessen etter det beskrevne kjøletrinn og la materialet mates ut til en oppsamlingsbeholder der atmosfærestryk og eksempelvis romtemperatur råder.
Gassene som fordamper ved tørkingen av det lingocelluloseholdig materialet, hovedsakelig vanndamp, forlater tørkeinnretningen 3 gjennom ledningen 11 til en kondensator 12. Det kjølende mediet i form av varmtvann ved en temperatur på eksempelvis 45°C, for eksempel tilbakeført fjernvarmtvann, føres gjennom ledning 13 til kondensatoren 12 og forlater denne i oppvarmet form gjennom ledningen 14.1 kondensatoren 12 kondenserer vanndampen til kondensvann, som gjennom ledning 15 føres til oppsamlingsbeholderen 16. Dette minimalt forurensede kondensvann er fortrinnsvis blandet inn det utstøtte vannet, som er overført til et vannrensningsanlegg. De minst flyktige gassene som forlater det lingocelluloseholdig materialet sammen med vannet i løpet av tørkeprosessen vil ikke bli kondensert i kondensatoren 12, men gjenfinnes i gassfasen som forlater kondensatoren 12 via ledningen 17 og mates til en oppsamlingsbeholder 19 for gass, inkludert forbrenningsluft (se ledning 18). Denne forbrenningsluften med et lite innehold av brennbare organiske gasser mates via ledninger 20, 21 og 22 til forbrenningsovnen 23.
Reaktorgassen dannet i løpet av den delvise nedbrytingen (eller omvandlingen) av det tørre lingocelluloseholdig materialet under torrifiseringen føres gjennom ledning 24 til ovnen 23 for forbrenning. De resulterende ytterst energirike avgassene føres gjennom ledning 25 til varmeveksleren 26 i hvilke røykgassenes energi overføres indirekte til varmtvann, eksempelvis fjernvarmtvann. Avgassene, der hoveddelen av energien er uttømt, føres gjennom ledningen 27 til trakten 28.
Oppvarmingsvanndampen ved overtrykk som er oppnådd fra energiuttaksstedet føres via ledningen 29 til mantelen på torrifiseringskammeret 4. Etter utført torrifiseringsarbeid (indirekte oppvarming av materialet) føres den oppvarmede vanndampen, som fortsatt er ved overtrykk, gjennom ledninger 30 og 31 til mantelen på tørkeinnretningen 3. Det varmende mediet forlater mantelen på tørkeinnretningen 3 enten som vanndamp av nesten ikke-eksisterende trykk eller som kondensvann gjennom ledning 32. Fra dampledningen 30 løper en omføringsledning 33, gjennom hvilken vanndamp ved overtrykk strømmer til en varmeveksler 34. Vanndampens energiinnhold overføres i varmevekslere 34 indirekte til varmtvann, eksempelvis fjernvarmtvann, som etter passage gjennom ledningen 35, varmeveksleren 26 og ledningen 36 fjernes fra systemet og eventuelt til sluttbrukere, dvs. fjernvarmekunder. Den i varmevekslere 34 uttatte oppvarmingsvanndamp føres som kondensvann gjennom ledningen 37 til ledningen 32.
Dersom man ønsker å kjøle ned det torrifiserte lingocelluloseholdige materialet ytterligere som er avkjølt i ett trinn kan det med hvilket som helst kjent transportmiddel 38 overføres til en varmeveksler 39 der avkjølingsmediet er atmosfæreluft 40, som føres til varmeveksleren 39 og oppvarmet form og mates gjennom ledningen 40 til ledningen 20, der denne oppvarmede luften blandes i den tilstedeværende forbrenningsluften. Det ferdig kjølte torrifiserte lingocelluloseholdige materialet forlater systemet som sluttprodukt gjennom en utmatingsinnretning 41. Det vanlige er, at materialet deretter brytes ned, eksempelvis ved knusing, slik at en finkoret materiale oppnås med korn av jevn størrelse og utseende, hvilket med fordel kan fylles i sekk eller pakket i større innpakninger eller lagret i løs form, etc,, i vente på sluttbruken.
Normalt trengs det ikke å tilføres støttebrensel til forbrenningsovnen 23, men slik brensel kan tilføres gjennom ledning 42. Det er også mulig at lede en svært begrenset strøm av det ferdige torrifiserte materialet gjennom mateinnretningen 43 til forbrenningsovnen 23.

Claims (23)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av tørket lingocelluloseholdig materiale omfattende innmating av et finfordelt lingocelluloseholdig materiale ved hjelp av en komprimerende og luftfortrengende mateanordning til en gasstett, mantlet tørkeinnretning, hvor minst hoveddelen av vann rommet i det lingocelluloseholdige materialet er fordampet og fjernet fra anordningen som damp grunnet en temperatur inne i tørkeinnretningen på minst 100°C, og etter tørkning, dvs. vannfordampningen, mating av det lingocelluloseholdige materialet under gasstette forhold inn i ett i det minste hovedsakelig oksygenfritt, mantlet torrifiseringskammer, hvor det lingocelluloseholdige materialet under påvirkning av en temperatur i intervallet 200-320°C, foretrukket 270-300°C, er konvertert til torrifisert lingocelluloseholdig materiale under samtidig frigjøring av brennbare organiske gasser, hvorpå det torrifiserte lingocelluloseholdige materialet ved omkring behandlingstemperatur og i fravær av inntrengende gasser ledes til en kjøleinnretning, hvor det torrifiserte lingocelluloseholdige materialets temperatur er redusert til minst 100°C, foretrukket minst 150°C, hvorpå det torrifiserte lingocelluloseholdige materialet er sluppet ut fra kjøleinnretningen slik at det etter en eventuell ytterligere kjøling gjenvinnes ved atmosfæretrykk og omgivelsestemperatur, og omfattende at frigjorte brennbare organiske gasser er transportert fra innsiden av det mantlete torrifiseringskammer til en ovn, hvor de forbrennes under generering av energirike avgasser,karakterisert vedat det som en ekstern energibærer for fremgangsmåten er benyttet damp ved overtrykk som er introdusert inn i mantelen på torrifiseringskammeret ved en temperatur som overstiger torrifiseringstemperaturen, og som er brakt til å passere gjennom mantelen og å forlate det mantlete torrifiseringskammeret ved en temperatur under torrifiseringstemperaturen for videre transport inn i mantelen på tørkeinnretningen og passere gjennom denne mantelen frigjørende den nødvendige energien for fordampning av vann fra nylig tilført lingocelluloseholdig materiale, noe som fører til at dette mediet forlater mantelen til tørkeinnretningen intakt som damp ved forholdsvis lav temperatur eller forlater mantelen i kondensert form, dvs. som vann, med en temperatur på eller noe under 100°C, der nevnte vann er oppsamlet.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat dampen ved overtrykk allerede ved energiuttaksstedet har en temperatur som er nødvendig for den indirekte oppvarmingen av det lingocelluloseholdige materialet inne i torrifiseringskammeret, hvilken damptemperatur overstiger 200°C og er under 340°C, foretrukket overstigende 280°C og er under 320°C.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat dampen ved overtrykk på sin vei fra energiuttaksstedet til torrifiseringskammeret er utsatt for en temperaturøkende, indirekte varmeveksling, der det energiavgivende mediet omfatter avgasser fra forbrenningsovnen ledende til en damptemperatur overstigende 200°C og er under 340°C, foretrukket overstigende 280°C og under 320°C.
4. Fremgangsmåte ifølge krav 1 og 2,karakterisert vedat avgassenes energiinnhold er overført indirekte ved anvendelse kun av varmeveksling til sirkulerende varmtvann, eksempelvis fjernvarmtvann, hvoretter avgassene slippes ut gjennom en trakt.
5. Fremgangsmåte ifølge krav 1 og 3,karakterisert vedat avgassenes energiinnhold er overført indirekte ved varmeveksling, i et første trinn til den passerende dampen ved overtrykk og deretter til det sirkulerende varmtvannet, eksempelvis fjernvarmtvann, hvoretter avgassene slippes ut gjennom en trakt.
6. Fremgangsmåte ifølge krav 5,karakterisert vedat en del av avgassene på sin vei til en første varmeveksler føres rundt denne og er innført i avgasstrørnmen til en andre varmeveksler.
7. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat gasser fordampet fra det lingocelluloseholdige materialet i løpet av tørkeprosessen, hovdesakelig vanndamp, mates til en kondensor, hvor kjølemediet omfatter sirkulerende varmtvann, eksempelvis fjernvarmtvann, for dannelse av kondensvann ved en temperatur noe overstigende det sirkulerende vannets temperatur, hvilket kondensvann er transportert til et oppsamlingssted.
8. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat gassene med organisk opprinnelse, som ikke kondenseres samtidig med vanndampen, mates fra kondensoren og blandes med atmosfæreluft, hvilken blanding med en hovedsakelig innslag av atmosfæreluft etter indirekte varmeveksling er transportert til ovnen for å kunne benyttes som forbrenningsluft.
9. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat kjølingen av det torrifiserte lingocelluloseholdige materialet skjer i en anordning av type mantlet kjøleskru med komprimering, der et kjølemedium transporteres i motsatt retning som det fremskridende og i en økende grad komprimerte torrifiserte lingocelluloseholdige materiale via en ytre mantel og/eller via en indre mantel i kjøleskruens sentrum.
10. Fremgangsmåte ifølge krav 9,karakterisert vedat kjølemediet etter kjølingsarbeidet forlater kjøleskruen og mates til en varmeveksler der kjølemediets absorberte energi indirekte overføres til tidigere nevnte forbrenningsluft som føres til ovnen, hvorpå kjølemediet ved dets utgangstemperatur returneres og føres inn til kjøleskruen ved dens ende hvor det kjølte torrifiserte lingocelluloseholdige materialet mates ut.
11. Fremgangsmåte ifølge krav 9 og 10,karakterisert vedat kjølemediet omfattes av varmebestandig olje.
12. Fremgangsmåte ifølge krav 1,9,10 og 11,karakterisert vedat det kjølte torrifiserte lingocelluloseholdige materialet er utsatt for ytterligere kjøling med atmosfæreluft via indriekte varmeveksling, og at den oppvarmede atmosfæreluften blandes inn i forbrenningsluften som tilføres ovnen.
13. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat dampen ved overtrykk som forlater mantelen på torrifiseringskammeret og er på vei til den mantlede tørkeinnretningen deles i to strømmer, hvorav den ene føres til tørkeinnretningen mens den andre føres til varmeveksleren, der energi overføres indirekte til det sirkulerende varmtvannet, eksempelvis fjernvarmtvann, hvilken dampstrøm under/etter energiavgivelse kondenseres til kondensvann som oppsamles.
14. Fremgangsmåte ifølge krav 1,2 og 3,karakterisert vedat energiuttaksstedet er lokalisert et sted langs med en dampturbin som tilhører et krafWoppvarmingsverk.
15. Fremgangsmåte ifølge krav 1,2 og 3,karakterisert vedat energiuttaksstedet er en dampkjele.
16. Apparat for fremstilling av torrifisert lingocelluloseholdig materiale omfattende en komprimerende og luftfortrengende innretning (2) som ved hjelp av finfordelt lingocelluloseholdig materiale mates til en gasstett, mantlet tørkeinnretning (3), hvor det gjennom denne mantelen strømmer oppvarmingsdamp motsatt rettet det lingocelluloseholdige materialet og som har en avløpsledning (11) anordnet inne i tørkeinnretningen (3) gjennom hvilken gasser drevet ut av det lingocelluloseholdige materialets, hovedsakelig vanndamp, strømmer i transportretningen av det lingocelluloseholdig materialet, etterfulgt av et mantlet torrifiseringskammer (4) som er gasstett i det minst i forhold til tørkeinnretningen (3), hvilket kammer (4) har på den ene side en inntaksledning (29) anordnet ved mantelen for ekstern oppvarmingsdamp ved overtrykk og en utløpsledning (30) anordnet ved mantelen for oppvarmingsdamp ved redusert overtrykk, idet dens ende (31) er anordnet i mantelen på tørkeinnretningen (3), og på den andre side en ledning (24) anordnet inne i kammeret (4) gjennom hvilken ledning organiske gasser drevet ut fra det lingocelluloseholdige materialet, dvs. reaktorgass, strømmer, og hvilken lednings (24) motsatte ende er anordnet i eller tilgrensende til, en forbrenningsovn (23) tilveiebrakt med en ledning (22) for forbrenningsluft, etterfulgt av, i transportretningen av det torrifiserte lingocelluloseholdige materialet, en kjøleinnretning (7) som på en åpen eller gasstett måte er koplet til torrifiseringskammeret (4), fra hvilken kjøleinnretning (7) det torrifiserte og kjølte lingocelluloseholdige materialet er matet ut til atmosfæretrykk og omgivende temperatur,karakterisert vedat i den motsatte enden av inntaksledningen (29) for den eksterne oppvarmingsdampen ved overtrykk er koplet til en energiuttaksanordning, og at i enden av systemet for oppvarmingsdampen, dvs. i tørkeinnretningens (3) mantel, ved enden av tørkeinnretningen hvor nylig tilført lingocelluloseholdige materiale er matet inn, er det anordnet en ledning (32) gjennom hvilken det strømmer enten damp som hovedsakelig er trykkløst eller kondensert vanndamp i form av kondensvann.
17. Apparat ifølge krav 16,karakterisert vedat avløpsledning (11) som løper fra tørkeinnretningen (3) og omfatter gasser drevet ut i løpet av tørkningen, hovedsakelig vanndamp, er koplet til en kondensor (12), hvorfra det, foruten innløps- (13) og utløps- (14) ledninger for kjølemediet for kondensoren, løper to ledninger, én hovedledning (15) for transport av kondensvannet til en oppsamlingsbeholder (16) og en ekstraledning (17) gjennom hvilken ikke-kondenserte organiske gasser strømmer og er matet til en forbrenningsluftinntaksinnretning (19).
18. Apparat ifølge krav 17,karakterisert vedat en ledning (20,21,22) koplet til forbrenningsovnen løper fra nevnte forbrenningsluftinntaksinnretning (19), hvilken ledning (21) på dens vei passerer gjennom en varmeveksler (9) der varme er absorbert av forbrenningsluften, og varmen er avgitt indirekte av det oppvarmede kjølemediet som er ført inn i en ledningskrets (8,10) gjennom nevnte varmeveksler (9) og kjøleinnretningen (7).
19. Apparat ifølge krav 16,17og 18,karakterisert vedat en avgassledning (25) løper fra forbrenningsovnen (23) og på dens vei til en trakt (28) passerer gjennom en varmeveksler (26), der hele den brukbare energien i avgassen er indirekte overført til det sirkulerende varmtvannet, eksempelvis fjernvarmtvann.
20. Apparat ifølge krav 16,karakterisert vedat dampledningen (30, 31) som løper fra det mantlete torrifiseringskammeret (4) til den mantlete tørkeinnretningen (3) har en avgreningsledning (33) som passerer gjennom en varmeveksler (34), der dampens energiinnhold indirekte er overført til det sirkulerende varmtvann, eksempelvis fjernvarmtvann, hvilken avgreningslednings ende (37) er koplet til avløpsledningen (32) fra den mantlete tørkeinnretningen (3).
21. Apparat ifølge krav 16,karakterisert vedat etter den første kjøleinnretningen (7) er det anordnet en andre kjøleinnretning i form av en varmeveksler (39), der kjølemediet er atmosfæreluft, som indirekte opptar varme fra det torrifiserte lingocelluloseholdige materialet avkjølt i ett trinn, hvilken oppvarmet luft strømmer gjennom en ledning (40) som er koplet til tidigere nevnte forbrenningsluftsledning (20).
22. Apparat ifølge krav 16,karakterisert vedat en komprimerende og gassfortrengende innmatingsinnretning (5) er anordnet mellom tørkeinnretningen (3) og torrifiseringskammeret (4).
23. Apparat ifølge krav 16 og 22,karakterisert vedat den komprimerende og luft/gassfortrengende innmatingsinnretningen (2, 5) omfatter en pluggskru.
NO20110041A 2008-06-11 2011-01-11 Fremgangsmate og apparatur for fremstilling av torrifisert lignocelluloseholdig materiale NO20110041A1 (no)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0801365A SE532746C2 (sv) 2008-06-11 2008-06-11 Förfarande och apparatur för framställning av torrefierat lignocellulosamaterial
PCT/SE2009/000294 WO2009151367A1 (en) 2008-06-11 2009-06-10 Method and apparatus for the manufacture of torrefied lignocellulosic material

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NO20110041A1 true NO20110041A1 (no) 2011-01-11

Family

ID=41416923

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20110041A NO20110041A1 (no) 2008-06-11 2011-01-11 Fremgangsmate og apparatur for fremstilling av torrifisert lignocelluloseholdig materiale

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20110154684A1 (no)
EP (1) EP2300574B1 (no)
BR (1) BRPI0915208A2 (no)
CA (1) CA2725971A1 (no)
EA (1) EA018161B1 (no)
NO (1) NO20110041A1 (no)
SE (1) SE532746C2 (no)
WO (1) WO2009151367A1 (no)

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8161663B2 (en) 2008-10-03 2012-04-24 Wyssmont Co. Inc. System and method for drying and torrefaction
US8669404B2 (en) 2008-10-15 2014-03-11 Renewable Fuel Technologies, Inc. Method for conversion of biomass to biofuel
US8276289B2 (en) 2009-03-27 2012-10-02 Terra Green Energy, Llc System and method for preparation of solid biomass by torrefaction
US8449724B2 (en) * 2009-08-19 2013-05-28 Andritz Technology And Asset Management Gmbh Method and system for the torrefaction of lignocellulosic material
WO2011112526A2 (en) 2010-03-08 2011-09-15 Shulenberger Arthur M Device and method for conversion of biomass to biofuel
SE534630C2 (sv) * 2010-03-29 2011-11-01 Torkapp R Termisk Processutrustning Ab Metod och anordning för torrefiering av biomassa
DE102010036425A1 (de) * 2010-07-15 2012-01-19 Polysius Ag Vorrichtung und Verfahren zur Trocknung und Torrefizierung von wenigstens einem kohlenstoffhaltigen Stoffstrom in einem Etagenofen
US8246788B2 (en) 2010-10-08 2012-08-21 Teal Sales Incorporated Biomass torrefaction system and method
NL2006079C2 (nl) * 2011-01-27 2012-07-31 Topell Energy B V Werkwijze en inrichting voor het behandelen van biomassa.
SE1150465A1 (sv) * 2011-05-18 2012-08-21 Bioendev Ab Torrefieringsmetod innefattande att torrefieringsreaktionen kyls för att åtminstone delvis motverka en temperaturhöjning
EP2710098B1 (en) 2011-05-18 2020-03-18 Bioendev AB Method of cooling a torrefied material
WO2012158112A2 (en) 2011-05-18 2012-11-22 Bioendev Ab Method for cooling and increasing energy yield of a torrefied product
PL2710099T3 (pl) 2011-05-18 2017-03-31 Bioendev Ab Sposób monitorowania i kontroli temperatury prażenia
US9580665B2 (en) 2011-05-18 2017-02-28 Bioendev Ab Countercurrent oxygen enhanced torrefaction
DE102012013132A1 (de) * 2012-07-03 2014-01-09 Rwe Innogy Gmbh Verfahren zur Torrefizierung von Biomasse
WO2014165995A1 (en) * 2013-04-09 2014-10-16 Diacarbon Technologies Inc. Torrefaction process
US20160152911A1 (en) * 2013-07-17 2016-06-02 Torrefusion Technologies Inc. Process for Preparing Torrefied Biomass Material Using a Combustible Liquid
US9631156B2 (en) * 2013-12-03 2017-04-25 Clean Electricity Generation Uk Ltd Torrefaction/gassification system
GB2528832A (en) * 2014-06-06 2016-02-10 Glommen Skog Sa Method
RU2596683C1 (ru) * 2015-05-05 2016-09-10 Общество с ограниченной ответственностью "ПРОМЕТЕЙ" (ООО "ПРОМЕТЕЙ") Комплекс для непрерывной термообработки твердых мелких частиц, преимущественно дисперсных древесных материалов, и способы термообработки, реализуемые с помощью данного комплекса
EP3170635B1 (de) * 2015-11-18 2017-12-13 SWISS KRONO Tec AG Osb (oriented strand board)-holzwerkstoffplatte mit verbesserten eigenschaften und verfahren zu deren herstellung
WO2017133917A1 (en) * 2016-02-01 2017-08-10 Klinkenberg Zaanstad B.V. Method and installation for torrefying biomass
US10221359B2 (en) * 2016-09-20 2019-03-05 Anthony Phan Biomass treatment process and apparatus
WO2018073344A1 (en) * 2016-10-20 2018-04-26 Hsl Energy Holding Aps Plant and process for production of hot water from humid air
CN108865196B (zh) * 2018-06-30 2021-11-02 邢献军 一种生物炭制备方法
EP3771739A1 (en) * 2019-07-31 2021-02-03 CEG Technology UK Limited Method and an apparatus for dry processing hot coal and coke
EA039214B1 (ru) * 2019-12-13 2021-12-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный технический университет" Способ влажной торрефикации (карбонизации) биомассы

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3705460A (en) * 1971-01-18 1972-12-12 Peters Ag Claudius Material cooling apparatus
ATE80415T1 (de) * 1985-05-24 1992-09-15 Clerc De Bussy Le Verfahren zum erzeugen von geroestetem holz, auf diese weise hergestelltes produkt und dessen verwendung zum erzeugen von energie.
JPS63158166A (ja) * 1986-12-23 1988-07-01 Fuji Photo Film Co Ltd 帯状物の乾燥方法
FR2624876B1 (fr) * 1987-12-22 1994-03-11 Technology Exports Ltd Procede et dispositif de torrefaction de matiere ligneuse vegetale
NL9100119A (nl) * 1991-01-25 1992-08-17 Kusters Engineering Bv Werkwijze en inrichting voor het verwerken van kwik bevattend afvalmateriaal.
DE4437994C1 (de) * 1994-10-25 1996-07-04 Hoechst Ag Entgasungsvorrichtung und ihre Verwendung
US5478452A (en) * 1994-10-28 1995-12-26 Iowa State University Research Foundation, Inc. In situ isolation of volatile organic compounds from groundwater
US6651357B2 (en) * 2001-01-12 2003-11-25 Megtec Systems, Inc. Web dryer with fully integrated regenerative heat source and control thereof
US8062410B2 (en) * 2004-10-12 2011-11-22 Great River Energy Apparatus and method of enhancing the quality of high-moisture materials and separating and concentrating organic and/or non-organic material contained therein
CA2623824A1 (en) * 2005-08-19 2007-02-22 Varipower Technology Pty Ltd Method for generating power
NL1030864C2 (nl) * 2006-01-06 2007-07-09 Stichting Energie Werkwijze en inrichting voor het behandelen van biomassa.
US7942942B2 (en) * 2006-05-21 2011-05-17 Paoluccio John A Method and apparatus for biomass torrefaction, manufacturing a storable fuel from biomass and producing offsets for the combustion products of fossil fuels and a combustible article of manufacture
FR2904405B1 (fr) * 2006-07-31 2008-10-31 Inst Francais Du Petrole Procede de preparation d'une charge contenant de la biomasse en vue d'une gazeification ulterieure
US7765714B2 (en) * 2007-03-21 2010-08-03 Aeroglide Corporation Moist organic product drying system having a rotary waste heat evaporator
EP2276989A2 (en) * 2008-04-03 2011-01-26 North Carolina State University Autothermal and mobile torrefaction devices

Also Published As

Publication number Publication date
US20110154684A1 (en) 2011-06-30
EP2300574A1 (en) 2011-03-30
EA201071380A1 (ru) 2011-08-30
EP2300574B1 (en) 2013-09-04
WO2009151367A1 (en) 2009-12-17
SE532746C2 (sv) 2010-03-30
CA2725971A1 (en) 2009-12-17
SE0801365L (sv) 2009-12-12
BRPI0915208A2 (pt) 2016-02-16
EA018161B1 (ru) 2013-05-30
EP2300574A4 (en) 2012-05-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO20110041A1 (no) Fremgangsmate og apparatur for fremstilling av torrifisert lignocelluloseholdig materiale
Fagernäs et al. Drying of biomass for second generation synfuel production
JP5501644B2 (ja) バイオマス炭の製造方法およびこれに用いるバイオマス炭の製造装置
US7947155B1 (en) Process and device for the pyrolysis of feedstock
EP2430122B1 (en) A method for the thermal treatment of biomass in connection with a boiler plant
JP5529995B2 (ja) バイオマス炭の製造方法
US9562204B2 (en) Method and apparatus for pelletizing blends of biomass materials for use as fuel
WO2012074374A1 (en) Apparatus and process for the thermal treatment of biomass
WO2011041881A1 (en) Oil-impregnated torrefied biomass and related uses
Kuzmina et al. Energy efficiency analysis of reactor for torrefaction of biomass with direct heating
AU2020289604A1 (en) Production of products from biomass
CA3173561C (en) Organic waste carbonization system
JP5501643B2 (ja) バイオマス炭の製造方法およびこれに用いるバイオマス炭の製造装置
Guo et al. Pyrolysis Characteristics of Corn Stalk with Solid Heat Carrier.
JP2010254749A (ja) バイオマス炭の製造方法およびこれに用いるバイオマス炭の製造装置
JP2010222473A (ja) バイオマス炭の製造方法およびこれに用いるバイオマス炭の製造装置
EP2912150B1 (en) Method and apparatus for pelletizing blends of biomass materials for use as fuel
Jeguirim et al. Thermochemical conversion of tomato wastes
CN213475873U (zh) 一种煤粉和秸秆专用干馏装置
JP5566620B2 (ja) バイオマス炭の製造方法およびこれに用いるバイオマス炭の製造装置
Vlaskin et al. Opportunities for energy efficient solution of anthropogenic waste problem
Islam et al. A Comparative Study on the Fixed Bed Pyrolysis of Different Biomass Solid Wastes
Barbucci et al. Biomass based systems for the generation or cogeneration of electricity
CN103013549A (zh) 一种利用分级冷却法制取生物质热裂解液化油工艺
RO122207B1 (ro) Procedeu şi instalaţie de gazificare a cărbunilor şi a deşeurilor

Legal Events

Date Code Title Description
FC2A Withdrawal, rejection or dismissal of laid open patent application