NO20141130L

NO20141130L - Process of producing pellets and briquettes

Info

Publication number: NO20141130L
Application number: NO20141130A
Authority: NO
Inventors: Arne Johannes Grønn
Original assignee: Zilkha Biomass Fuels I Llc
Priority date: 2014-09-18
Filing date: 2014-09-18
Publication date: 2010-12-03

Abstract

Det er tilveiebrakt en fremgangsmåte ved fremstilling av trepellets eller briketter ab trevirkemateriale i form av flis eller lignende partikler, særpreget ved å :valgfritt føre materialet, dersom det har en relativ fuktighet på 20-30 masse %; føre materialet, eventuelt via et mellomlagringstrinn, til en varmebehandlingstrinn og oppvarme materialet til 180-235 ° C ved tilførsel av damp i en reaktor; holde materialet i reaktoren ved den oppnådde temperaturen i en tilstrekkelig tid til å mykne materialet og frigjøre lignin; avlaste trykket i reaktoren i minst ett trinn, og; ; pelletere eller brikettere det behandlede materialet. Oppfinnelsen vedrører også pellets eller briketter fremstilt ved fremgangsmåten.A process is provided for the production of wood pellets or briquettes of wood material in the form of wood chips or similar particles, characterized in that: optionally the material is fed, if it has a relative humidity of 20-30% by mass; passing the material, optionally via an intermediate storage stage, to a heat treatment step and heating the material to 180-235 ° C by supplying steam in a reactor; keeping the material in the reactor at the temperature obtained for a sufficient time to soften the material and release lignin; relieve the pressure in the reactor in at least one step, and; ; pellets or briquettes the treated material. The invention also relates to pellets or briquettes made by the process.

Description

Den foreliggende oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for fremstilling av trepellets og trebrikketer med trevirke som råstoff. The present invention relates to a method for the production of wood pellets and wood briquettes with wood as raw material.

I de senere år har det vært en stadig økende fokusering på miljø og spesielt på utslipp av "fossilt" CO2. Internasjonalt foregår det derfor en sterk satsing på overgang fra fossile energikilder (olje, gass, kull og koks) til biologiske eller fornybare energikilder for å redusere utslippene av "fossilt" CO2. In recent years, there has been an ever-increasing focus on the environment and especially on emissions of "fossil" CO2. Internationally, there is therefore a strong focus on transitioning from fossil energy sources (oil, gas, coal and coke) to biological or renewable energy sources in order to reduce emissions of "fossil" CO2.

Brenselpellets av tre er en av de raskest voksende former for bioenergi. Trepellets og - briketter har også en rekke andre anvendelsesområder, men det vanligste bruksområdet er som brenselpellets. Trepellets produseres i dag i betydelige volumer i et stort antall fabrikker, særlig i Europa og Nord-Amerika. Wood fuel pellets are one of the fastest growing forms of bioenergy. Wood pellets and briquettes also have a number of other areas of application, but the most common area of use is as fuel pellets. Wood pellets are today produced in significant volumes in a large number of factories, particularly in Europe and North America.

Råvarene er først og fremst sagflis, med typisk partikkelstørrelse mindre enn 3 mm og en typisk relativ fuktighet på 50-55 masse-%, samt råvarer som er restprodukter fra høvlerier, møbelfabrikker osv., med en typisk relativ fuktighet i området 10-18 masse-%<.>The raw materials are primarily sawdust, with a typical particle size of less than 3 mm and a typical relative humidity of 50-55 mass-%, as well as raw materials that are residual products from planing mills, furniture factories, etc., with a typical relative humidity in the range of 10-18 mass -%<.>

Mekanisk prosessMechanical process

Hovedtrekkene i den mest vanlige metode for produksjon av pellets, som er en mekanisk prosess med finmaling og komprimering, er som følger: The main features of the most common method of producing pellets, which is a mechanical process with fine grinding and compaction, are as follows:

TørkingDrying

Råvarer med et relativt fuktighetsinnhold over 18-20 masse-% blir tørket før pelletering. Dette utgjør mesteparten av råvarene, som for det meste i dag er sagflis. Tørkingen skjer oftest i trommeltørker hvor man fører inn råvarene, og injiserer røykgasser fra et forbrenningsanlegg med flis/bark e.l. som brensel, og det skjer en direkte tørking basert på røykgasser. Flere typer tørker er imidlertid i bruk, også lavtemperatur-tørker. Raw materials with a relative moisture content above 18-20% by mass are dried before pelletizing. This makes up most of the raw materials, which are mostly sawdust today. Drying most often takes place in drum dryers where the raw materials are brought in, and flue gases from an incineration plant with chips/bark etc. are injected. as fuel, and direct drying takes place based on flue gases. However, several types of dryers are in use, including low-temperature dryers.

MalingPaint

Neste trinn er mekanisk finmaling av råvarene, ned til en typisk partikkelstørrelse mindre enn 2 mm. Dette skjer oftest i en slagmølle (hammer mill, hammarkvarn). The next step is mechanical grinding of the raw materials, down to a typical particle size of less than 2 mm. This most often happens in an impact mill (hammer mill, hammarkvarn).

PelleteringPelleting

Materialet føres deretter til pelletspresser, hvor pelleteringen typisk skjer ved at materialet presses gjennom sylindriske hull i en ringmatrise, og det komprimerte materialet som kommer ut blir kuttet til pellets. The material is then taken to pellet presses, where the pelleting typically takes place by the material being pressed through cylindrical holes in a ring matrix, and the compressed material that comes out is cut into pellets.

KjølingCooling

De nyproduserte pellets, som holder en høy temperatur og har en myk konsistens, blir deretter ført til en kjøler, som er en beholder hvor det føres luft gjennom, slik at man oppnår en kontrollert nedkjøling av pellets, og man reduserer samtidig volumet av finandeler. Ut fra kjøleren kommer så ferdige pellets. The newly produced pellets, which maintain a high temperature and have a soft consistency, are then taken to a cooler, which is a container through which air is passed, so that a controlled cooling of the pellets is achieved, and the volume of fine parts is reduced at the same time. Finished pellets then come out of the cooler.

For pellets som er produsert på denne måten blir ofte volumet av finandeler (støv) høyere enn ønskelig, særlig etter transport og håndtering. Tidligere ble det derfor i en viss grad tilsatt bindemidler under pelleteringen, gjerne lignosulfonater, biprodukt fra treforedling. Dette gir imidlertid en uønsket tilførsel av kjemikalier. For pellets produced in this way, the volume of fine particles (dust) is often higher than desired, especially after transport and handling. In the past, binders were therefore added to a certain extent during pelleting, usually lignosulfonates, a by-product from wood processing. However, this results in an unwanted supply of chemicals.

US 4,502,227 og GB 2 402 398 beskriver tørking og pelletering av trepelleter. US 4,502,227 and GB 2,402,398 describe the drying and pelletizing of wood pellets.

Briketter fremstilles av samme råstoffer som pellets. Mens pellets har en typisk diameter på 6, 8 eller 12 mm og lengde 10-20 mm, så er briketter større, med typisk diameter 50 mm, og lengde fra 20 mm og oppover til 300 mm. Briketter fremstilles ikke i ringmatriser, men i egne brikettpresser hvor råvarene blir komprimert. Briketter har typisk lavere volumvekt enn pellets. Briquettes are made from the same raw materials as pellets. While pellets have a typical diameter of 6, 8 or 12 mm and a length of 10-20 mm, briquettes are larger, with a typical diameter of 50 mm, and lengths from 20 mm upwards to 300 mm. Briquettes are not produced in ring dies, but in separate briquette presses where the raw materials are compressed. Briquettes typically have a lower volume weight than pellets.

DampeksplosjonSteam explosion

Fra NO 320971/EP 1776440 er det kjent en fremgangsmåte der råvarene først blir tørket ned til en relativ fuktighet på 30 - 45 masse%, deretter ført til en reaktor som blir tilført damp inntil materialet holdes ved 200 - 300<0>C i tilstrekkelig tid til at materialet mykner, hvoretter det skjer en trykkavlasting i minst to trinn, slik at materialet "dampeksploderes". Da defibreres materialet og lignin frigjøres. Deretter går materialet til et nytt tørketrinn, hvorpå materialet eventuelt pelleteres. Denne fremgangsmåten er den produksjonsmetoden som benyttes kommersielt i dag. From NO 320971/EP 1776440, a method is known in which the raw materials are first dried down to a relative humidity of 30 - 45 mass%, then taken to a reactor which is supplied with steam until the material is kept at 200 - 300<0>C for a sufficient time for the material to soften, after which a pressure relief occurs in at least two stages, so that the material is "steam exploded". The material is then defibrated and lignin is released. The material then goes to a new drying stage, after which the material is possibly pelletised. This method is the production method that is used commercially today.

En viktig grunn til at man har fortsatt å benytte denne teknikken er at man innen fagområdet er av den oppfatning at det må være "tilstrekkelig restfuktighet" i materialet for at det kan defibreres i trykkbeholderen, angitt som 30-45%, og dermed at det ikke er nok fuktighet for defibrering ved lavere fuktigheter. I NO 320971/EP 1776440 utrykkes det at det selv ved relativ fuktighet på 30-45% i henhold til oppfinnelsen, mot tradisjonelt 45-65%, fortsatt er tilstrekkelig restfuktighet for defibrering ved trykkreduksjon. Det har således vært antatt i teknikken at for lav fuktighet, dvs. under 30 % ikke gir tilstrekkelig kraft i dampeksplosjonen. An important reason why this technique has continued to be used is that within the field it is of the opinion that there must be "sufficient residual moisture" in the material for it to be defibrated in the pressure vessel, stated as 30-45%, and thus that the is not enough moisture for defibration at lower humidities. In NO 320971/EP 1776440 it is expressed that even with a relative humidity of 30-45% according to the invention, against traditionally 45-65%, there is still sufficient residual moisture for defibration by pressure reduction. It has thus been assumed in the technique that humidity that is too low, i.e. below 30%, does not provide sufficient power in the steam explosion.

Videre har det vært observert at friksjonen mellom materialet og reaktorens utblåsingsrør øker ved lavere fuktighet, og fra praktiske erfaringer er det under testkjøringer med materialer tørrere enn 30% ved fabrikk oppstått problemer med å tømme reaktorene. Furthermore, it has been observed that the friction between the material and the reactor's exhaust pipe increases at lower humidity, and from practical experience, during test runs with materials drier than 30% at the factory, problems have arisen with emptying the reactors.

Man har dessuten i følge kjent teknikk benyttet 2 tørketrinn, både ett før og ett etter dampeksplosjon, for forsikre seg om at fordelingen av fuktighet i materialet p.g.a. kondens etter tømming av reaktoren er jevn nok for pelletering. Furthermore, in accordance with known technology, 2 drying stages have been used, both one before and one after the steam explosion, to ensure that the distribution of moisture in the material due to condensation after emptying the reactor is uniform enough for pelleting.

Ved temperaturintervallene som benyttes i fremgangsmåtene over starter det etter kort tid dessuten en viss hydrolysering av det organiske materialet og et tap av tørrstoff som er uønsket, ettersom det som hydrolyseres, og dermed energiinnholdet i dette, forsvinner eller oksideres enten i ettertørkingen eller under oppvarmingen i pelleteringen. Med fremgangsmåtene fra kjent teknikk er dette tørrstofftapet på flere prosent. At the temperature intervals used in the methods above, a certain hydrolysis of the organic material and a loss of dry matter also starts after a short time, which is undesirable, as what is hydrolysed, and thus the energy content thereof, disappears or is oxidized either during post-drying or during heating in the pelleting. With the methods from known technology, this dry matter loss is several percent.

Generell beskrivelse av oppfinnelsenGeneral description of the invention

I følge oppfinnelsen er det således tilveiebrakt en Fremgangsmåte ved fremstilling av trepellets eller briketter av trevirkemateriale i form av flis eller lignende partikler, særpreget ved å: (a) føre materialet, dersom det har en relativ fuktighet over 30 masse-%, til et According to the invention, a method for the production of wood pellets or briquettes of wood material in the form of chips or similar particles is thus provided, characterized by: (a) bringing the material, if it has a relative humidity above 30% by mass, to a

tørketrinn og tørke det til en relativ fuktighet på 0-30 masse-%,dryer stage and dry it to a relative humidity of 0-30% by mass,

(b) føre materialet, eventuelt via et mellomlagirngstrinn, til et varmebehandlingstrinn og oppvarme materialet til 180-235 °C ved tilførsel av damp i en reaktor, (c) holde materialet i reaktoren ved den oppnådde temperaturen i en tilstrekkelig tid (b) lead the material, possibly via an intermediate storage step, to a heat treatment step and heat the material to 180-235 °C by supplying steam in a reactor, (c) keep the material in the reactor at the achieved temperature for a sufficient time

til å mykne materialet og frigjøre lignin,to soften the material and release lignin,

(d) avlaste trykket i reaktoren i minst ett trinn, og(d) relieve the pressure in the reactor in at least one step, and

(e) pelletere eller brikettere det behandlede materialet.(e) pelletizing or briquetting the treated material.

Foretrukne utførelser av fremgangsmåten ifølge oppfinneslen fremgår av de uselvstendige kravene, der den i et aspekt vedrører en fremgangsmåte hvori dampen som tilføres reaktoren er overopphetet umettet damp som ytterligere reduserer fuktigheten av materialet under varmebehandlingen, fortrinnsvis i området 1-5, mer foretrukket 4-5 og mest foretrukket omtrent 5 prosentenheter relativ fuktighet av materialet. For eksempel tilføres den overopphetete umettete dampen til reaktoren ved rundt 350 °C og omtrent 20 bar. Preferred embodiments of the method according to the invention appear from the independent claims, where it relates in one aspect to a method in which the steam supplied to the reactor is superheated unsaturated steam which further reduces the moisture of the material during the heat treatment, preferably in the range 1-5, more preferably 4-5 and most preferably about 5 percentage units relative humidity of the material. For example, the superheated unsaturated steam is fed to the reactor at about 350 °C and about 20 bar.

Eventuelt kan det behandlete materialet i et trinn (d2) mellom trinn (d) og (e), også tømmes fra reaktoren og tas imot i en mottakstank eller syklon hvor dampen skilles fra massen, slik at minst mulig kondensat fra dampen blir med som fuktighet videre i prosessen eller produktet. Videre kan det behandlete materialet blandes med trevirke i et trinn (d3) mellom trinn (d) og (e), fortrinnsvis etter det eventuelle trinnet (d2). Optionally, the treated material in a step (d2) between steps (d) and (e) can also be emptied from the reactor and received in a receiving tank or cyclone where the steam is separated from the mass, so that the least possible condensate from the steam is included as moisture further in the process or product. Furthermore, the treated material can be mixed with wood in a step (d3) between steps (d) and (e), preferably after the possible step (d2).

Materialet kan i en utførelse tørkes til en relativ fuktighet på 2-12 masse-% før det går til reaktoren i trinn (b) og oppholdstiden i reaktoren kan være 1-12 minutter. In one embodiment, the material can be dried to a relative humidity of 2-12% by mass before it goes to the reactor in step (b) and the residence time in the reactor can be 1-12 minutes.

I en utførelse kan den siste trykkavlastingen av reaktoren skje plutselig ved dampeksplosjon slik at materialet defibreres, mens i en annen kan trykkavlastingen av reaktoren også skje sakte uten dampeksplosjon. In one embodiment, the last depressurization of the reactor can occur suddenly by a steam explosion so that the material is defibrated, while in another, the depressurization of the reactor can also occur slowly without a steam explosion.

Materialet kan være grove partikler, fortrinnsvis celluloseflis, foretrukket med en lengde på omtrent 25 mm. Materialet også kan være finfordelt før reaktortrinnet, fortrinnsvis i form av sagflis eller mer finfordelt materiale, foretrukket med en lengde på mindre enn 3 mm. The material can be coarse particles, preferably cellulose chips, preferably with a length of approximately 25 mm. The material can also be finely divided before the reactor stage, preferably in the form of sawdust or more finely divided material, preferably with a length of less than 3 mm.

Eventuelt kan det innblandede trevirket har en fuktighet mindre enn 18 masse-% og/eller ha en typisk partikkelstørrelse mindre enn 2 mm. Optionally, the mixed wood may have a moisture content of less than 18% by mass and/or have a typical particle size of less than 2 mm.

I et annet aspekt vedrører oppfinneslen en fremgangsmåte som over der fremgangsmåten omfatter ett ytterligere trinn ved å: (f) føre pelletsene eller brikettene til en kjøler, hvor det føres luft gjennom for en kontrollert nedkjøling av pellets eller briketter hvori volumet av finandeler reduseres. In another aspect, the invention relates to a method as above where the method comprises one further step by: (f) leading the pellets or briquettes to a cooler, where air is passed through for a controlled cooling of the pellets or briquettes in which the volume of fine parts is reduced.

I enda et annet aspekt vedrører oppfinnelsen pellets eller briketter som er fremstilt som beskrevet over. Pelletsene eller brikettene kan inneholde en relativ fuktighet på 5 masse% eller mindre, fortrinnsvis 2 masse% eller mindre, og evt. ha et energiinnhold på 5,0 MWh/tonn eller mer, fortrinnsvis 5,2 MWh/tonn eller mer. In yet another aspect, the invention relates to pellets or briquettes produced as described above. The pellets or briquettes can contain a relative humidity of 5 mass% or less, preferably 2 mass% or less, and possibly have an energy content of 5.0 MWh/tonne or more, preferably 5.2 MWh/tonne or more.

TørkingDrying

Materialet som skal benyttes, kan være forhåndstørket eller inneha en relativ fuktighet under 30 masse-%, og således ikke behøve tørking. Hvis fuktigheten er over 30% tørkes materialet som et trinn i selve prosessen. Materialet som mates inn i reaktoren har således en vesentlig lavere fuktighet enn det som tidligere er benyttet i kjent teknikk. Foreliggende oppfinnelse angir et fuktighetsinnhold etter tørking på 0-30%, mot 30-45% i kjent teknikk og man har overvunnet viktige motforestillinger i teknikken som forklart innledningsvis og som fortsatt eksisterer. Den reduserte fuktigheten i materialet medfører lavere dampforbruk i reaktoren, noe som gjr lavere produksjonskostnader. Den relative fuktigheten på materialet som går inn i reaktoren, er fortrinnsvis på omtrent 2-12 masse%. The material to be used can be pre-dried or have a relative humidity below 30% by mass, and thus do not need drying. If the humidity is above 30%, the material is dried as a step in the process itself. The material that is fed into the reactor thus has a significantly lower humidity than that previously used in known technology. The present invention indicates a moisture content after drying of 0-30%, compared to 30-45% in the known technique and one has overcome important objections in the technique which were explained at the beginning and which still exist. The reduced humidity in the material results in lower steam consumption in the reactor, which results in lower production costs. The relative humidity of the material entering the reactor is preferably approximately 2-12% by mass.

Ved å tørke materialet ned til området ifølge oppfinnelsen blir det såpass lite kondens at problemene med ujevnheter i fuktighetsfordeling i forhold til pelletering nevnt over elimineres. Derved kan man utføre tørking i ett trinn (kun før dampeksplosjon) i stedet for ved to trinn som i kjent teknikk, (som omfatter tørking før dampeksplosjon og tørking før materialet går inn i pelletspressen), som gir vesentlig lavere investeringskostnader enn om man bruker to tørketrinn som tidligere. By drying the material down to the area according to the invention, there is so little condensation that the problems with unevenness in moisture distribution in relation to pelleting mentioned above are eliminated. Thereby, drying can be carried out in one step (only before steam explosion) instead of two steps as in the known technique, (which includes drying before steam explosion and drying before the material enters the pellet press), which results in significantly lower investment costs than if you use two drying step as before.

For å redusere fuktigheten i sluttproduktet kan man eventuelt tørke det prosesserte materialet ytterligere ned etter dampeksplosjon, noe som primært er aktuelt hvis fuktighetsinnholdet inn i reaktoren er i øvre halvdel av intervallet 0-30 masse-%. In order to reduce the moisture in the final product, the processed material can possibly be further dried after a steam explosion, which is primarily applicable if the moisture content entering the reactor is in the upper half of the range 0-30 mass-%.

Noe av tørkingen kan skje ved at man i stedet for tørr mettet damp injiserer overhetet (umettet) damp i reaktoren, slik som for eksempel etter trinn (d) av fremgangsmåten over. Dette vil medføre at fuktigheten i materialet fordamper inntil dampen er blitt mettet, og at fuktigheten i materialet etter prosessering i reaktoren blir lavere enn om man kun hadde injisert mettet damp. Some of the drying can take place by injecting superheated (unsaturated) steam into the reactor instead of dry saturated steam, such as, for example, after step (d) of the method above. This will cause the moisture in the material to evaporate until the steam has become saturated, and that the moisture in the material after processing in the reactor will be lower than if only saturated steam had been injected.

VarmebehandlingHeat treatment

Ved å begrense temperaturintervallet for behandlingen til 180-235 °C, i motsetning til de kjente intervaller på 200-300 °C, unngår man også uønskede reaksjoner i materialet som oppstår over 235 °C og man holder seg dessuten innenfor driftsmessige optimale temperaturer, i forhold til energiforbruk og særlig produksjon av damp. By limiting the temperature interval for the treatment to 180-235 °C, in contrast to the known intervals of 200-300 °C, you also avoid unwanted reactions in the material that occur above 235 °C and you also stay within operationally optimal temperatures, in relation to energy consumption and especially the production of steam.

Oppholdstiden i reaktoren er fordelaktig i området 1-12 minutter. The residence time in the reactor is advantageously in the range of 1-12 minutes.

TrvkkavlastingTruck unloading

Avlastingen av trykket i reaktoren skjer enten ved:The pressure in the reactor is relieved either by:

(1) at den siste trykkavlastning skjer plutselig slik at det oppnås en dampeksplosjon, der materialet defibreres og lignin frigjøres, eller (2) en jevn trykkavlastning der trykkavlastningen i seg selv ikke fører til defibrering av materialet, men der lignin likevel frigjøres på grunn av at materialet har vært oppvarmet tilstrekkelig lenge ved temperatuirntervall som er nevnt ovenfor, 180-235 °C. (1) that the last pressure relief occurs suddenly so that a steam explosion is achieved, where the material is defibrated and lignin is released, or (2) a steady pressure relief where the pressure relief itself does not lead to defibration of the material, but where lignin is nevertheless released due to that the material has been heated for a sufficiently long time at the temperature interval mentioned above, 180-235 °C.

Fremgangsmåte (2) er mest aktuell når materialet er relativt finfordelt før behandling i reaktor (som f.eks. sagflis, med typisk lengde mindre enn 3 mm, eller enda mer finfordelt materiale), mens fremgangsmåte (1) er å foretrekke når man har grovere partikler, (som f.eks. celluloseflis, med typisk lengde på omtrent 25 mm). Dette skyldes at med fremgangsmåte (1) trenger man ikke mekanisk finmaling etter behandlingen i reaktor selv om råvarene er på størrelse med celluloseflis. Men benytter man fremgangsmåte (2) så bør råvarene være mer finfordelt enn celluloseflis for at materialet skal gå direkte til pelletering uten en ytterligere mekanisk oppmaling. Method (2) is most relevant when the material is relatively finely divided before treatment in the reactor (such as sawdust, with a typical length of less than 3 mm, or even more finely divided material), while method (1) is preferable when you have coarser particles, (such as cellulose chips, with a typical length of about 25 mm). This is because with method (1) there is no need for mechanical fine grinding after treatment in the reactor, even if the raw materials are the size of cellulose chips. However, if method (2) is used, the raw materials should be more finely divided than cellulose chips so that the material goes directly to pelleting without further mechanical grinding.

Selv om defibreringen som skjer i fremgangsmåte (2) er mindre kraftig enn i kjent teknikk, ved å benytte et materiale med lavere restfuktighet, er den likevel tilstrekkelig for pelletering. Although the defibration that takes place in method (2) is less powerful than in the known technique, by using a material with a lower residual moisture, it is still sufficient for pelleting.

Er materialet tilstrekkelig finfordelt på forhånd oppnår man med fremgangsmåte (1) forøvrig et tilstrekkelig godt resultat ved å foreta en så jevn trykkavlastning i reaktor at man ikke har en dampeksplosjon, men kun en varmebehandling av materialet med damp i reaktor. If the material is sufficiently finely divided in advance, method (1) otherwise achieves a sufficiently good result by carrying out such an even pressure relief in the reactor that there is no steam explosion, but only a heat treatment of the material with steam in the reactor.

Defibrering ved dampeksplosjon er bare én av parameterne som har vesentlig betydning for å gjøre materialet velegnet for pelletering. Forsøk viser at økning i temperatur og særlig i oppholdstid ikke bare gjør det lettere å defibrere materiale ved dampeksplosjonen, men at det gjør materialet mykere og gir mer frigitt lignin også uten dampeksplosjon, som derved gjør materialet mer egnet for pelletering. Defibration by steam explosion is only one of the parameters that is of significant importance in making the material suitable for pelletizing. Experiments show that an increase in temperature and especially in residence time not only makes it easier to defibrate material during the steam explosion, but that it makes the material softer and gives more released lignin even without a steam explosion, which thereby makes the material more suitable for pelletizing.

Utformingen av reaktoren og utstyr i tilknytning til denne muliggjør tømming ved lav fuktighet i materialet. Det er fullt mulig å utstyre reaktoren slik at den kan tømmes endog uten en plutselig trykkavlastning (dampeksplosjon) i siste trinn. The design of the reactor and associated equipment enables emptying at low humidity in the material. It is entirely possible to equip the reactor so that it can be emptied even without a sudden pressure relief (steam explosion) in the last stage.

Pelletering - briketteringPelleting - briquetting

Til slutt pelleteres det behandlede materialet, eventuelt etter at det er blandet med annet trevirke, for eksempel med ikke-dampeksplodert trevirke. Det innblandede trevirket har fordelaktig en fuktighet som ikke er høyere enn 18 masse- % og en typisk partikkelstørrelse som ikke er større enn 2 mm. Alternativt kan man i stedet for pelletering brikettere det behandlede materialet i en brikettpresse. Finally, the treated material is pelletized, possibly after it has been mixed with other wood, for example with non-steam-exploded wood. The incorporated wood advantageously has a moisture content of no higher than 18% by mass and a typical particle size of no greater than 2 mm. Alternatively, instead of pelletizing, the treated material can be briquetted in a briquette press.

Ved å benytte foreliggende oppfinnelse fører den tidlige og vesentlige reduksjonen i fuktighet til at hydrolyseringen av det organiske materialet som følge av varme, starter senere og er svakere enn i de kjente fremgangsmåtene. Således reduserer foreliggende oppfinnelse tap av tørrstoff som er et problem innen kjent teknikk. By using the present invention, the early and significant reduction in moisture causes the hydrolysis of the organic material as a result of heat to start later and is weaker than in the known methods. Thus, the present invention reduces the loss of dry matter, which is a problem in the prior art.

I dag er vanlig fuktighet i pellets 8-10%, og det foreligger i praksis ikke pellets med fuktighet under 5%. Dette skyldes at det ved pelletering uten at ligninet i materialet er blitt frigjort, i vesentlig grad krever at det er en viss fuktighet. Ved hjelp av foreliggende oppfinnelse kan det oppnås pellets eller briketter med 2% og lavere fuktighet som har de samme gode bindeegenskaper som andre kjente pellets fremstilt av dampeksplodert trevirke. Today, the usual moisture content in pellets is 8-10%, and in practice there are no pellets with a moisture content below 5%. This is because pelleting without the lignin in the material having been released essentially requires a certain amount of moisture. With the help of the present invention, pellets or briquettes with 2% and lower moisture can be obtained which have the same good binding properties as other known pellets made from steam-exploded wood.

Dagens pellets med 8% fuktighet har et energiinnhold 4,8 MWh/tonn mens pellets eller briketter oppnådd i foreliggende oppfinnelse med 2% fuktighet har et energiinnholdet 5,2 MWh/tonn, og ved 5% fuktighet er energiinnholdet 5,0 MWh/tonn. Dette er en vesentlig fordel i transport og lagringssammenheng, samt at man kan oppnå høyere effekt i forbrenningsanlegg, p.g.a. av høyere konsentrasjon av energi i brennkammeret. Today's pellets with 8% moisture have an energy content of 4.8 MWh/tonne, while pellets or briquettes obtained in the present invention with 2% moisture have an energy content of 5.2 MWh/tonne, and at 5% moisture the energy content is 5.0 MWh/tonne . This is a significant advantage in terms of transport and storage, as well as the fact that higher efficiency can be achieved in combustion plants, due to of higher concentration of energy in the combustion chamber.

Oppfinnelsen medfører også flere fordeler sammenliknet med mekanisk produksjon av trepellets og briketter. Fordelene i forhold til mekanisk prosess for produksjon av pellets og briketter ligger i høyere kvalitet og høyere kapasitet. Høyere kvalitet består i at den behandlete massen har bindeegenskaper som langt overgår de tidligere oppnådde masser og de forbedrede bindeegenskaper i pelletsen fører til lavere volum av finandeler (støv), og en bedre holdfasthet. Høyere kapasitet i pelletspressene eller prikettpresse, ved samme elektisitetsforbruk, oppnås fordi massen i foreliggende oppfinnelse får en mykere konsistens og lettere lar seg pelletere enn mekanisk finmalt tre, og man kan også øke bulkvekten av pellets og briketter uten å øke elektrisitetsforbruket. The invention also entails several advantages compared to mechanical production of wood pellets and briquettes. The advantages compared to mechanical processes for the production of pellets and briquettes lie in higher quality and higher capacity. Higher quality consists in the fact that the treated mass has binding properties that far exceed the previously achieved masses and the improved binding properties in the pellets lead to a lower volume of fine parts (dust), and a better holding strength. Higher capacity in the pellet presses or briquette press, with the same electricity consumption, is achieved because the pulp in the present invention has a softer consistency and can be pelletized more easily than mechanically finely ground wood, and the bulk weight of pellets and briquettes can also be increased without increasing the electricity consumption.

En videre stor fordel i forhold til pellets og briketter fremstilt med mekanisk produksjon er at produktene fremstilt i henhold til foreliggende oppfinnelse er meget lite hygroskopiske. Mekanisk fremstilte pellets og briketter absorberer fuktighet så lett at de må lagres og håndteres tørt. Kommer de i kontakt med vann vil de miste sin form og går tilbake til å bli en form for trepulver eller sagflis. Pellets og briketter i henhold til oppfinnelsen kan derimot håndteres og lagres uten at kontakt med vann eller fuktighet er et problem, de beholder sin form og trekker bare til seg vann i meget liten grad, og kun etter lang tid. Dette betyr rent praktisk bl.a. at der man bruker trepellets og/eller briketter som et supplerende brensel i kullforbrenningsanlegg, kan man med typen pellets og briketter ifølge oppfinnelsen bruke de samme lager- og transportfasiliteter som man allerede har for kull. Med mekanisk fremstilte pellets må man derimot anskaffe separate fasiliteter for å sikre tørr håndtering under lagring og transport. For pelletsfabrikkene betyr foreliggende oppfinnelse tilsvarende at lagerfasilitetene kan gjøres langt billigere enn i dag. A further great advantage compared to pellets and briquettes produced with mechanical production is that the products produced according to the present invention are very little hygroscopic. Mechanically produced pellets and briquettes absorb moisture so easily that they must be stored and handled dry. If they come into contact with water, they will lose their shape and return to a form of wood powder or sawdust. Pellets and briquettes according to the invention, on the other hand, can be handled and stored without contact with water or moisture being a problem, they retain their shape and only absorb water to a very small extent, and only after a long time. In practical terms, this means i.a. that where wood pellets and/or briquettes are used as supplementary fuel in coal combustion plants, with the type of pellets and briquettes according to the invention, the same storage and transport facilities as you already have for coal can be used. With mechanically produced pellets, on the other hand, separate facilities must be acquired to ensure dry handling during storage and transport. For the pellet factories, the present invention correspondingly means that the storage facilities can be made much cheaper than today.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer således en forbedret fremgangsmåte som oppnår et forbedret produkt som angitt over. Fremgangsmåten som er tilveiebrakt i følge den foreliggende oppfinnelsen kan innpasses i eksisterende pellets- eller brikettfabrikker som i dag verken bruker dampeksplosjon eller høytemperaturbehandling med damp før pelletering. The present invention thus provides an improved method which achieves an improved product as stated above. The method provided according to the present invention can be adapted to existing pellet or briquette factories which today neither use steam explosion nor high-temperature treatment with steam before pelleting.

Detaljert beskrivelse av eksempelutførelserDetailed description of example designs

Under følger beskrivelse av eksempelutførelser som ikke er ment å begrense omfanget av oppfinnelsen. Below follows a description of exemplary embodiments which are not intended to limit the scope of the invention.

Råvarene kan være all slags flis og spon av trevirke. Råvarer som ikke har vært verken kunstig eller naturlig tørket, har vanligvis en relativ fuktighet på 45-55 masse-%, naturlige tørkede råvarer har en typisk relativ fuktighet på 28-35 masse-%. The raw materials can be all kinds of wood chips and shavings. Raw materials that have not been either artificially or naturally dried usually have a relative humidity of 45-55 mass-%, naturally dried raw materials have a typical relative humidity of 28-35 mass-%.

En fordelaktig fremgangsmåte i følge oppfinnelsen omfatter følgende trinn:An advantageous method according to the invention includes the following steps:

(a) Råvarer/materialer med relativ fuktighet over 30 masse-% blir tørket ned til en relativ fuktighet på 0 - 30 masse-%. Dette skjer typisk som direkte tørking i trommeltørke hvor røykgasser injiseres, men andre tørkemetoder kan også anvendes. (b) Råvarene føres så, eventuelt etter mellomlagring, fra tørketrinnet eller direkte til en reaktor hvor råvarene (materialet) varmebehandles, eventuelt dampeksploderes. Dette skjer ved at etter at råvarene er ført inn i reaktoren, lukkes fylleventilen for flis og det blir injisert damp i reaktoren inntil temperaturen er kommet opp i 180 - 235 °C, og ved et trykk på for eksempel 20 bar. (a) Raw materials/materials with a relative humidity above 30% by mass are dried down to a relative humidity of 0 - 30% by mass. This typically occurs as direct drying in a drum dryer where flue gases are injected, but other drying methods can also be used. (b) The raw materials are then taken, possibly after intermediate storage, from the drying stage or directly to a reactor where the raw materials (the material) are heat treated, possibly steam exploded. This happens by the fact that after the raw materials have been fed into the reactor, the filling valve for chips is closed and steam is injected into the reactor until the temperature has reached 180 - 235 °C, and at a pressure of, for example, 20 bar.

Normalt benyttes mettet vanndamp i tørketrinnet med en temperatur i området angitt over. Imidlertid er det i foreliggende oppfinnelse funnet at dersom dampen som tilføres reaktoren er overopphetet (umettet) damp, kan fuktigheten av materialet ytterligere reduserer under selve varmebehandlingen. Normally, saturated steam is used in the drying stage with a temperature in the range indicated above. However, in the present invention it has been found that if the steam supplied to the reactor is superheated (unsaturated) steam, the moisture content of the material can further decrease during the heat treatment itself.

(c) Deretter holdes denne temperaturen og trykket i 1 - 12 min.(c) This temperature and pressure are then maintained for 1 - 12 min.

(d) Så utføres en trykkreduksjon i ett eller flere trinn. I den siste trykkreduksjon reduseres trykket til atmosfærisk trykk, og det behandlete materialet tømmes ut av reaktoren. (d) A pressure reduction is then carried out in one or more stages. In the last pressure reduction, the pressure is reduced to atmospheric pressure, and the treated material is discharged from the reactor.

Materialet har da blitt endret til en brunfarvet "tremasse" med en vesentlige mykere konsistens enn det inngående materialet (råvarene). Hvis den siste trykkreduksjonen skjer som et plutselig trykkfall er dette en dampeksplosjon i tradisjonell forstand. Hvis det siste trykkfallet skjer jevnt og forsiktig er det ingen dampeksplosjon som defibrerer materialet, men materialet far likevel en mykere konsistens og en karakteristisk brunfarve. Brunfarven skyldes at ligninet har blitt mykt opp og delvis frigjort gjennom oppholdet i det The material has then been changed to a brown colored "wood pulp" with a significantly softer consistency than the input material (the raw materials). If the last pressure reduction occurs as a sudden pressure drop, this is a steam explosion in the traditional sense. If the last pressure drop occurs evenly and carefully, there is no steam explosion that defibrates the material, but the material still has a softer consistency and a characteristic brown colour. The brown color is due to the lignin having been softened and partially released during the stay in it

temperatuirntervall som er nevnt ovenfor.temperature range mentioned above.

(d2) Eventuelt kan det behandlete materialet som tømmes fra reaktor tas imot i en mottakstank eller syklon hvor dampen skilles fra massen, slik at minst mulig kondensat fra dampen blir med som fuktighet videre i prosessen eller produktet. (d2) Optionally, the treated material that is emptied from the reactor can be received in a receiving tank or cyclone where the steam is separated from the mass, so that as little as possible condensate from the steam is included as moisture in the process or product.

(d3) Materialet blir så eventuelt blandet med tørkede råvarer som er blitt malt i en slagmølle ned til en partikkelstørrelse egnet for pelletering. Det eventuelt innblandede trevirket har fordelaktig en fuktighet som ikke er høyere enn 18 masse-% og en typisk partikkelstørrelse som ikke er større enn 2 mm. Denne blandingsmassen, eller eventuelt ublandet materiale, blir så ført til pelletering eller brikket. (e) Materialet (blandingsmassen, eller eventuelt ublandet materiale) føres deretter til pellets- og/eller briketteringspresser, hvor pelleteringen typisk skjer ved at materialet presses gjennom sylindriske hull i en ringmatrise, og det komprimerte materialet som kommer ut blir kuttet til pellets, eller materialet kan alternativt presses til briketter i brikettpresse. (f) De nyproduserte trepelletsene eller brikettene, som holder en høy temperatur og har en myk konsistens, blir fortrinnsvis deretter ført til en kjøler, som er en beholder hvor det føres luft gjennom, slik at man oppnår en kontrollert nedkjøling av pellets/briketter, og man reduserer samtidig volumet av (d3) The material is then possibly mixed with dried raw materials that have been ground in an impact mill down to a particle size suitable for pelletizing. The possibly mixed wood advantageously has a moisture content that is not higher than 18% by mass and a typical particle size that is not larger than 2 mm. This mixed mass, or any unmixed material, is then taken to pelleting or chipping. (e) The material (mixed mass, or possibly unmixed material) is then fed to pellet and/or briquetting presses, where the pelleting typically takes place by pressing the material through cylindrical holes in a ring die, and the compressed material that comes out is cut into pellets, or the material can alternatively be pressed into briquettes in a briquette press. (f) The newly produced wood pellets or briquettes, which maintain a high temperature and have a soft consistency, are preferably then taken to a cooler, which is a container through which air is passed, so that a controlled cooling of the pellets/briquettes is achieved, and at the same time the volume is reduced

finandeler. Ut fra kjøleren kommer så ferdige trepellets/briketter.financial shares. Finished wood pellets/briquettes then come out of the cooler.

I den foreliggende oppfinnelse kan man optimalisere prosessen i reaktoren på flere måter. De grunnleggende sammenhenger er at: - Øker man temperaturen i reaktoren eller overoppheter dampen, så kan man redusere oppholdstiden. Senker man temperaturen, så må man øke oppholdstiden. Ved å øke temperaturen eller overopphete dampen kan man dermed øke kapasiteten gjennom kortere oppholdstid. - Desto lavere inngående fuktighet, desto lavere dampforbruk, og desto lavere energiforbruk og kortere fylletid for damp, dermed desto høyere produksjonskapasitet. - Øker man partikkelstørrelsen, så må man øke temperaturen og/eller oppholdstiden. In the present invention, the process in the reactor can be optimized in several ways. The basic connections are that: - If you increase the temperature in the reactor or overheat the steam, you can reduce the residence time. If you lower the temperature, you must increase the residence time. By increasing the temperature or superheating the steam, the capacity can thus be increased through a shorter residence time. - The lower the incoming humidity, the lower the steam consumption, and the lower the energy consumption and shorter filling time for steam, thus the higher the production capacity. - If you increase the particle size, you must increase the temperature and/or residence time.

De optimale behandlingsbetingelser er ulike for de ulike treslag. Det forekommer også lokale variasjoner (bl.a. ut fra vekstforhold) innenfor de enkelte treslag, noe som fører til at optimeringen av prosessbetingelser gir best resultat når den foretas for den enkelte fabrikk. The optimal treatment conditions are different for the different types of wood. There are also local variations (based on growth conditions, among other things) within the individual types of wood, which means that the optimization of process conditions gives the best results when it is carried out for the individual factory.

Fordelene i forhold til mekanisk prosess for produksjon av pellets og briketter ligger i høyere kvalitet og høyere kapasitet. Høyere kvalitet består i at den dampeksploderte/ varmebehandlete massen har naturlige bindeegenskaper som langt overgår de bindeegenskaper trevirket har når det komprimeres mekanisk uten forutgående dampeksplosjon. Dette skyldes at cellulose, hemicellulose og lignin i noen grad er frigjort. De beste bindeegenskaper oppnås når man pelleterer dampeksplodert masse uten innblanding av ikke-dampeksplodert masse. Økningen i bindeegenskaper for pellets produsert av en blanding av mekanisk finmalt trevirke og dampeksplodert/ varmebehandlet masse i forhold til pellets eller briketter produsert fra rent mekanisk finmalt trevirke er imidlertid så stor at dette gir en tilstrekkelig kvalitetsøkning i forhold til store deler pellets/brikett-markedet. De forbedrede bindeegenskaper fører til et lavere volum av finandeler, og en bedre holdfasthet. Dette er et av de mest sentrale kvalitetskriterier for pellets. Høyere kapasitet i pellets- og brikettpressene, ved samme elektrisitetsforbruk, oppnås fordi dampeksplodert masse har en mykere konsistens og lettere lar seg pelletere enn mekanisk finmalt tre, og man kan også øke bulkvekten av pelletsene og brikettene uten å øke elektrisitetsforbruket. The advantages compared to mechanical processes for the production of pellets and briquettes lie in higher quality and higher capacity. Higher quality consists in the fact that the steam-exploded/heat-treated mass has natural binding properties that far exceed the binding properties of wood when compressed mechanically without prior steam explosion. This is because cellulose, hemicellulose and lignin have been released to some extent. The best binding properties are achieved when pelletizing steam-exploded pulp without mixing in non-steam-exploded pulp. However, the increase in binding properties for pellets produced from a mixture of mechanically finely ground wood and steam-exploded/heat-treated pulp compared to pellets or briquettes produced from purely mechanically finely ground wood is so great that this provides a sufficient increase in quality compared to large parts of the pellet/briquette market . The improved binding properties lead to a lower volume of fin parts, and a better holding strength. This is one of the most central quality criteria for pellets. Higher capacity in the pellet and briquette presses, with the same electricity consumption, is achieved because steam-exploded pulp has a softer consistency and is easier to pellet than mechanically finely ground wood, and you can also increase the bulk weight of the pellets and briquettes without increasing electricity consumption.

Det optimale blandingsforhold av dampeksplodert/varmebehandlet masse og annet tre i pellets/briketter avhenger av flere forhold, som gjerne er ulike for hver enkelt fabrikk. Hvilket treslag man bruker betyr mye, og råvaretilgangen for fabrikken i det hele. Forholdet mellom kostnader for elektrisitet og den termiske energi man bruker i reaktorprosessen er også viktig, fordi den delen som blandes med dampeksplodert masse blir finmalt i slagmølle på forhånd, noe som krever elektrisk energi. Det er også av stor betydning hvilket marked produktene skal leveres til, kvalitetsøkningens relative betydning kan være ulik. For noen markeder vil ingen innblanding være optimalt, dvs. at man bare bruker dampeksplodert masse og/eller bare varmebehandlet masse, for andre markeder kan en innblanding på 20-25% være optimalt. I andre tilfeller kan det anvendes kun 10-20 masse-% dampeksplodert/varmebehandlet masse og 80-90 masse-% ikke-dampeksplodert trevirke. The optimal mixing ratio of steam-exploded/heat-treated pulp and other wood in pellets/briquettes depends on several conditions, which are often different for each individual factory. The type of wood you use matters a lot, and the supply of raw materials for the factory as a whole. The relationship between electricity costs and the thermal energy used in the reactor process is also important, because the part that is mixed with steam-exploded mass is finely ground in an impact mill in advance, which requires electrical energy. It is also of great importance which market the products are to be delivered to, the relative importance of the quality increase can be different. For some markets, no admixture will be optimal, i.e. that you only use steam-exploded pulp and/or only heat-treated pulp, for other markets an admixture of 20-25% may be optimal. In other cases, only 10-20 mass-% steam-exploded/heat-treated pulp and 80-90 mass-% non-steam-exploded wood can be used.

Konsistensen av den dampeksploderte/varmedbehandlete massen virker også inn på pellets/brikettkvaliteten, og dermed hva som er optimale blandingsforhold. Partikkelstørrelsen for råvarene/materialet når det går inn i reaktoren er avgjørende for om massen blir et brunt pulver, som når inngående råvare er sagflis, eller om massen har en konsistens mer lik tørr revet torv, med lengre fiberbunter som er myke. Pellets/briketter fra den siste type masse gir enda bedre egenskaper med hensyn til liten andel finandeler enn dampeksplodert masse fra sagflis. For å lage denne type masse må den inngående råvare i reaktoren være langt større en typisk partikkelstørrelse for sagflis, og noen treslag er bedre egnet enn andre for å fremstille slik masse. The consistency of the steam-exploded/heat-treated mass also affects the pellet/briquette quality, and thus what are the optimal mixing conditions. The particle size of the raw materials/material when it enters the reactor is decisive for whether the mass becomes a brown powder, as when the incoming raw material is sawdust, or whether the mass has a consistency more similar to dry shredded peat, with longer fiber bundles that are soft. Pellets/briquettes from the latter type of pulp give even better properties with regard to the small proportion of fine particles than steam-exploded pulp from sawdust. To make this type of pulp, the raw material in the reactor must be far larger than a typical particle size for sawdust, and some types of wood are better suited than others for producing such pulp.

I den foreliggende fremgangsmåten er fuktigheten i råvarene når de går inn i reaktor for å dampeksploderes/varmebehandles vesentlig lavere (0-30 masse%) enn den fremgangsmåtene fra kjent teknikk (30 -45 masse%). Dette fører til at dampforbruket i reaktoren som er nødvendig for å varme opp materialet til den angitte temperatur er lavere, noe som gir lavere produksjonskostnader. Lavere dampbehov gir også kortere fylletid og trykkreduksjonstid for damp, noe som igjen gir et større antall porsjoner eller batcher pr. tidsenhet. Dette innebærer høyere produksjonskapasitet i en reaktor av en gitt størrelse. In the present method, the moisture in the raw materials when they enter the reactor to be steam exploded/heat treated is significantly lower (0-30 mass%) than in the methods from known technology (30-45 mass%). This means that the steam consumption in the reactor, which is necessary to heat the material to the specified temperature, is lower, which results in lower production costs. Lower steam requirements also result in shorter filling time and pressure reduction time for steam, which in turn results in a larger number of portions or batches per unit of time. This implies a higher production capacity in a reactor of a given size.

I den foreliggende oppfinnelsen er det fortrinnsvis kun ett valgfritt tørketrinn avhengig av massens opprinnelige fuktighet og massen trenger ikke å tørkes før den går til pelletering. Eventuelt kan imidlertid massen tørkes ytterligere i henhold til foreliggende oppfinnelse ved å benytte overhetet (umettet) damp i reaktoren under varmebehandlingen, i stedet for mettet damp som er vanlig ved slik varmebehandling. In the present invention, there is preferably only one optional drying step depending on the original moisture of the pulp and the pulp does not need to be dried before it is pelletized. Optionally, however, the mass can be dried further in accordance with the present invention by using superheated (unsaturated) steam in the reactor during the heat treatment, instead of saturated steam which is usual for such heat treatment.

Ved å benytte umettet overopphetet damp i reaktoren under varmebehandlingen vil vann bli trukket ut av materialet og temperaturen på atmosfæren i reaktoren reduseres for å oppnå likevektsforhold. Det kan således tilføres overopphetet damp ved betingelser og mengder som resulterer i det samme temperaturområdet (180-235 °C) i reaktoren for varmebehandlingen som er nødvendig for prosesseringen som beskrevet tidligere. Slike betingelser kan for eksempel være umettet vanndamp på rundt 350 °C, ved 20 bar. I praksis oppnår man på denne måten en fuktighetsreduksjon i råvarene på typisk inntil 5 prosentenheter. Det vil si at materiale som lastes i reaktoren med en relativ fuktighet på 20 % vil kunne reduseres til 15 %, og likeledes at dersom materiale med relativ fuktighet 12 % mates i reaktoren kan fuktigheten av dette materialet reduseres ned mot 7 %, ved å injisere overopphetet damp i reaktoren. By using unsaturated superheated steam in the reactor during the heat treatment, water will be extracted from the material and the temperature of the atmosphere in the reactor will be reduced to achieve equilibrium conditions. Superheated steam can thus be supplied at conditions and amounts that result in the same temperature range (180-235 °C) in the reactor for the heat treatment that is necessary for the processing as described earlier. Such conditions can be, for example, unsaturated water vapor at around 350 °C, at 20 bar. In practice, a moisture reduction in the raw materials of typically up to 5 percentage units is achieved in this way. This means that material loaded into the reactor with a relative humidity of 20% can be reduced to 15%, and likewise that if material with a relative humidity of 12% is fed into the reactor, the humidity of this material can be reduced to 7% by injecting superheated steam in the reactor.

Foreliggende oppfinnelse gjør det således mulig å oppnå ekstremt tørt materiale for pelettering eller brikettering, og derved ekstremt tørre pellets eller briketter. Alternativt kan teknikken med overopphetet damp for vannreduksjonen av materialet i reaktoren utnyttes for å redusere temperaturen eller tiden i tørketrinnet før varmebehandlingen for å oppnå samme produkt med samme egenskaper som beskrevet tidligere. Avhengig av om man tilfører mer, mindre eller samme mengde energi med den overopphetete dampen, kan forkjellige resultater og produkter oppnås. The present invention thus makes it possible to obtain extremely dry material for pelletizing or briquetting, and thereby extremely dry pellets or briquettes. Alternatively, the technique of superheated steam for the water reduction of the material in the reactor can be used to reduce the temperature or time in the drying step before the heat treatment to obtain the same product with the same properties as described previously. Depending on whether one adds more, less or the same amount of energy with the superheated steam, different results and products can be obtained.

Det er også mulig å tørke materialet mer i reaktorene, men da må man benytte reaktorene som tørkere utover varmebehandlingen, noe som vil forlenge oppholdstid i reaktorene, og dermed redusere kapasiteten for prosessering. It is also possible to dry the material more in the reactors, but then the reactors must be used as dryers beyond the heat treatment, which will extend the residence time in the reactors, and thus reduce the capacity for processing.

Fordelen ved å kun utføre ett tørketrinn, og eventuelt oppnå ytterligere reduksjon av vanninnhold i materialet ved overopphetet damp i reaktoren, er at man unngår to klassiske tørketrinn som i kjent teknikk, der det anvendes mettet damp og to tørker som betyr vesentlig høyere investeringskostnader enn om man bruker ett tørketrinn som i den foreliggende oppfinnelse. Når samme tørkekapasitet skal fordeles på to klassiske tørkere, er investeringskostnadene dessuten betydelig høyere enn for én tørke som har den samlede kapasitet alene. Ifølge foreliggende oppfinnelse kan eventuelt også kapasiteten av den ene tørken reduseres dersom man utfører tilleggstørking i reaktoren som nevnt over, eller den totale behandlingstiden kan reduseres. The advantage of carrying out only one drying step, and possibly achieving a further reduction of water content in the material by superheated steam in the reactor, is that you avoid two classic drying steps as in the prior art, where saturated steam and two dryers are used, which means significantly higher investment costs than if one drying stage is used as in the present invention. When the same drying capacity is to be distributed between two classic dryers, the investment costs are also significantly higher than for one dryer that has the combined capacity alone. According to the present invention, the capacity of the one drying can possibly also be reduced if additional drying is carried out in the reactor as mentioned above, or the total treatment time can be reduced.

I den foreliggende oppfinnelse kan man alternativt foreta trykkavlastningen slik at man får en dampeksplosjon, eller man kan foreta trykkavlastningen så jevnt at man ikke får en dampeksplosjon, der valget mellom disse fremgangsmåter gjøres ut fra om materialet på forhånd er så finfordelt at det ikke er nødvendig å defibrere gjennom dampeksplosjon. In the present invention, you can alternatively carry out the pressure relief so that you get a steam explosion, or you can carry out the pressure relief so evenly that you don't get a steam explosion, where the choice between these methods is made based on whether the material is so finely divided in advance that it is not necessary to defibrate through steam explosion.

Den fremgangsmåten som er tilveiebrakt i følge den foreliggende oppfinnelse kan således innpasses i eksisterende pellets/brikett-fabrikker som er basert på mekanisk finmaling og pelletering eller brikettering uten andre investeringer enn i reaktor(er), dampproduksjon, mottak av massen, og håndtering av dampen som skilles fra massen, samt eventuell blanding med mekanisk finmalt tre. Skal man dampeksplodere hele råvarestrømmen, settes reaktor inn isteden for finmaling (typisk med slagmølle) i produksjonslinjen. Skal man lage en blanding kan man eventuelt ta en del av råvarene etter tørken til reaktor og en del til mekanisk finmaling, - typisk ved at større partikler tas til reaktor. The method provided according to the present invention can thus be adapted to existing pellet/briquette factories which are based on mechanical fine grinding and pelletizing or briquetting without other investments than in reactor(s), steam production, reception of the mass, and handling of the steam which is separated from the pulp, as well as any mixture with mechanically finely ground wood. If the entire raw material stream is to be steam exploded, a reactor is inserted instead of fine grinding (typically with an impact mill) in the production line. If you want to make a mixture, you can optionally take part of the raw materials after drying to the reactor and part to mechanical fine grinding, - typically by taking larger particles to the reactor.

Skulle man innpasse totrinns tørkemetoden fra kjent teknikk i eksisterende fabrikker måtte man i tillegg investert i ytterligere en tørke for tørking av massen etter dampeksplosjon, dvs. før massen pelleteres eller briketteres. Man kunne heller ikke i praksis benyttet samme tørke for råvarer som skulle dampeksploderes og den del av råvarene som eventuelt skulle finmales mekanisk, fordi kravet til relativ fuktighet etter tørken er vidt forskjellig i de to tilfellene. Således er fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse fordelaktig å implementere rent praktisk, logistikkmessig og økonomisk i eksisterende anlegg. If one were to adapt the two-stage drying method from known technology in existing factories, one would also have to invest in an additional dryer for drying the mass after a steam explosion, i.e. before the mass is pelletized or briquetted. Nor could one in practice use the same drying for raw materials that were to be steam exploded and the part of the raw materials that would eventually have to be finely ground mechanically, because the requirement for relative humidity after drying is very different in the two cases. Thus, the method according to the present invention is advantageous to implement in practical terms, logistically and economically in existing facilities.

Claims

1. Procedure for the production of wood pellets or briquettes of wood material in the form of chips or similar particles, characterized in that it includes: (a) optionally lead the material, if it has a relative humidity above 30% by mass, to a drying stage and dry it to a relative humidity of 20-30% by mass, or use a material with a humidity below 30% by mass, (b) lead the material, possibly via an intermediate storage step, to a heat treatment step and heat the material to 180-235 °C by supplying steam in a reactor, (c) maintaining the material in the reactor at the achieved temperature for a sufficient time to soften the material and release lignin; (d) relieve the pressure in the reactor in at least one step, and (e) pelletizing or briquetting the treated material.

2. Method according to claim 1, where the steam supplied to the reactor further reduces the humidity of the material during the heat treatment, preferably in the range 1-5, more preferably 4-5 and most preferably about 5 percentage units relative humidity of the material.

3. Method according to any one of the preceding claims, in which the treated material in a step (d2) between steps (d) and (e) is discharged from the reactor and received in a receiving tank or cyclone where the vapor is separated from the mass, so that as little as possible condensate from the steam is added as moisture further into the process or product.

4. Method according to any one of the preceding claims, where the treated material is mixed with wood in a step (d3) between steps (d) and (e), preferably after the optional step (d2).

5. Method according to any one of the preceding claims, where the residence time in the reactor is 1-12 minutes.

6. Method according to any one of the preceding claims, in which the last depressurization of the reactor occurs suddenly by steam explosion so that the material is defibrated.

7. A method according to any one of claims 1-5, wherein the depressurization of the reactor occurs slowly without a steam explosion.

8. Method according to any one of the preceding claims, wherein the material is coarse particles, preferably cellulose chips, preferably with a length of approximately 25 mm.

9. Method according to any one of the preceding claims, where the material is finely divided before the reactor stage, preferably in the form of sawdust or more finely divided material, preferably with a length of less than 3 mm.

10. A method according to any one of claims 4-9, wherein the incorporated wood has a moisture content of less than 18% by mass and/or has a typical particle size of less than 2 mm.

11. A method according to any one of the preceding claims, wherein the method comprises a further step of: (f) lead the pellets or briquettes to a cooler, where air is passed through for a controlled cooling of the pellets or briquettes in which the volume of fines is reduced.

12. A method according to any one of the preceding claims, wherein the method comprises a further step of: - take the material to a second drying stage.