NO327839B1 - Fremgangsmate ved fremstilling av trepellets og pellets derav - Google Patents

Fremgangsmate ved fremstilling av trepellets og pellets derav Download PDF

Info

Publication number
NO327839B1
NO327839B1 NO20085249A NO20085249A NO327839B1 NO 327839 B1 NO327839 B1 NO 327839B1 NO 20085249 A NO20085249 A NO 20085249A NO 20085249 A NO20085249 A NO 20085249A NO 327839 B1 NO327839 B1 NO 327839B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
pellets
reactor
wood
mass
steam
Prior art date
Application number
NO20085249A
Other languages
English (en)
Other versions
NO327839B3 (no
NO20085249A (no
Inventor
Arne Johannes Gronn
Original Assignee
Glommen Skog Ba
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=41217475&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=NO327839(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Glommen Skog Ba filed Critical Glommen Skog Ba
Priority to NO20085249A priority Critical patent/NO327839B1/no
Priority to NZ593489A priority patent/NZ593489A/xx
Priority to KR1020117016388A priority patent/KR101525648B1/ko
Priority to RU2011129312/04A priority patent/RU2518068C2/ru
Priority to LTEP09744786.6T priority patent/LT2373767T/lt
Priority to JP2011540623A priority patent/JP2012512270A/ja
Priority to BRPI0923508A priority patent/BRPI0923508A8/pt
Priority to TR2018/15603T priority patent/TR201815603T4/tr
Priority to ES09744786.6T priority patent/ES2693144T3/es
Priority to PL09744786T priority patent/PL2373767T3/pl
Priority to PCT/NO2009/000346 priority patent/WO2010071440A1/en
Priority to CN2009801506183A priority patent/CN102245748A/zh
Priority to PT09744786T priority patent/PT2373767T/pt
Priority to UAA201108872A priority patent/UA104011C2/ru
Priority to AU2009327630A priority patent/AU2009327630C1/en
Priority to KR1020157002909A priority patent/KR101526840B1/ko
Priority to CA2746998A priority patent/CA2746998C/en
Priority to EP09744786.6A priority patent/EP2373767B1/en
Priority to CN201611224622.8A priority patent/CN106929117A/zh
Publication of NO327839B1 publication Critical patent/NO327839B1/no
Publication of NO20085249A publication Critical patent/NO20085249A/no
Publication of NO327839B3 publication Critical patent/NO327839B3/no
Priority to US13/159,233 priority patent/US10570349B2/en
Priority to ZA2011/04425A priority patent/ZA201104425B/en
Priority to JP2014196287A priority patent/JP6255325B2/ja
Priority to JP2016212221A priority patent/JP2017075318A/ja
Priority to JP2017155758A priority patent/JP2018059051A/ja
Priority to US16/751,044 priority patent/US20200157448A1/en

Links

Classifications

    • 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

  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
  • Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)

Abstract

Det er tilveiebrakt en fremgangsmåte ved fremstilling av trepellets av materiale omfattende trevirke i form av flis eller liknende partikler. Fremgangsmåten omfatter å: føre materialet, dersom det har en relativ fuktighet over 20 masse-%, til et tørketrinn og tørke det til en relativ fuktighet på 0-20 masse-%; føre materialet, eventuelt via et mellomlagringstrinn, til et 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 ligning; avlaste trykket i reaktoren i minst ett trinn; og pelletere det behandlede materialet, eventuelt etter at det er blandet med trevirke.

Description

Den foreliggende oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for fremstilling av trepellets med trevirke som råstoff, samt pellets fremstilt ved fremgangsmåten.
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.
Brenselpellets av tre er en av de raskest voksende former for bioenergi. Trepellets 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.
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-%.
Mekanisk prosess
Hovedtrekkene i den mest vanlige metode for produksjon av pellets, som er en mekanisk prosess med finmaling og komprimering, er som følger:
Tørking
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.
Maling
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).
Pelletering
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.
Kjøling
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.
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.
US 4,502,227 og GB 2 402 398 beskriver tørking og pelletering av trepelleter.
Dampeksplosjon
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.
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 ikke gir tilstrekkelig kraft i dampeksplosjonen.
Videre har det vært observert at friksjonen mellom materialet og reaktorens utblåsings-rør 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.
Man har dessuten i følge kjent teknikk benyttet 2 tørketrinn for forsikre seg om at fordelingen av fuktighet i materialet p.g.a. kondens etter tømming er jevn nok for pelletering.
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, forsvin-ner eller oksideres enten i ettertørkingen eller under oppvarmingen i pelleteringen. Med fremgangsmåtene fra kjent teknikk er dette tørrstofftapet på flere prosent.
Foreliggende oppfinnelse
I følge oppfinnelsen er det således tilveiebrakt en fremgangsmåte ved fremstilling av trepellets av trevirkemateriale, særpreget ved å: (a) føre materialet, dersom det har en relativ fuktighet over 20 masse-%, til et
tørketrinn og tørke det til en relativ fuktighet på 0-20 masse-%,
(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 1-12 minutter for å
mykne materialet og frigjøre lignin,
(d) avlaste trykket i reaktoren i minst ett trinn, og
(e) pelletere det behandlede materialet, eventuelt etter at det er blandet med trevirke.
Trevirkematerialet kan være i form av flis, spon eller lignende partikler.
Foretrukne utførelser av fremgangsmåten fremgår av de uselvstendige kravene.
Tørking
Materialet som skal benyttes, kan være forhåndstørket eller inneha en relativ fuktighet under 20 masse-%, og sålede ikke behøve tørking. Hvis ikke tørkes det 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 0-20%, mot 30-45% i kjent teknikk og man har overvunnet viktige motforestillinger i teknikken, som fortsatt eksisterer. Den reduserte fuktigheten i materialet med-fører lavere dampforbruk i reaktoren, noe som gir lavere produksjonskostnader. Den relative fuktigheten på materialet som går inn i reaktoren, er fortrinnsvis på omtrent 5-15 masse%.
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, (tørking før dampeksplosjon og tørking før materialet går inn i pelletspressen), som gir vesentlig lavere investeringskostnader enn om man bruker to tørketrinn som tidligere.
Varmebehandling
Ved å begrense temperatuirntervallet forbehandlingen til 180-235 °C, i mot-setning 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.
Oppholdstiden i reaktoren er fordelaktig 1-12 minutter.
Trykkavlasting
Avlastingen av trykket i reaktoren skjer enten ved:
(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.
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.
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.
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.
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.
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.
Pelletering
Til slutt pelleteres det behandlede materialet, eventuelt etter at det er blandet med annet trevirke, for eksempel 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.
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.
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 med 2% og lavere fuktighet som har de samme gode bindeegenskaper som andre kjente pellets fremstilt av dampeksplodert trevirke. Oppfinnelsen vedrører således også slike pellets, særpreget ved at de er fremstilt ifølge oppfinnelsen og at de inneholder en relativ fuktighet på 5 masse% eller mindre, fortrinnsvis 2 masse% eller mindre
Dagens pellets med 8% fuktighet har et energiinnhold 4,8 MWh/tonn mens pellets 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. Oppfinnelsen vedrører således også slike pellets, særpreget ved at de har et energiinnhold på 5,0 MWh/tonn eller mer, fortrinnsvis 5,2 MWh/tonn eller mer.
Oppfinnelsen medfører også flere fordeler sammenliknet med mekanisk produksjon av trepellets. Fordelene i forhold til mekanisk prosess for produksjon av pellets 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, 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 uten å øke elektrisitetsforbruket.
En videre stor fordel i forhold til pellets fremstilt med mekanisk produksjon er at pellets fremstilt i henhold til oppfinnelsen er meget lite hygroskopiske. Mekanisk fremstilte pellets absorberer fuktighet så lett at de må lagres og håndteres tørt. Kommer slike pellets i kontakt med vann vil de miste sin pelletsform og gå tilbake til å bli en form for trepulver eller sagflis. Pellets i henhold til oppfinnelsen derimot kan 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 som et supplerende brensel i kullforbrenningsanlegg, kan man med denne type pellets 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.
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 pelletsfabrikker som i dag verken bruker dampeksplosjon eller høytemperaturbehandling med damp før pelletering.
Detaljert beskrivelse av oppfinnelsen
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-%.
En fordelaktig fremgangsmåte i følge oppfinnelsen omfatter følgende trinn:
(a) Råvarer/materialer med relativ fuktighet over 20 masse-% blir tørket ned til en relativ fuktighet på 0 - 20 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.
(c) Deretter holdes denne temperaturen i 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.
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 får likevel en mykere konsistens og en karakteristisk brunfarve. Brunfarven skyldes at ligninet har blitt mykt opp og delvis frigjort gjennom oppholdet i det temperatuirntervall som er nevnt ovenfor.
Massen 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. 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. (e) 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. (f) De nyproduserte trepelletsene, 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 trepellets.
I den foreliggende oppfinnelse kan man optimalisere prosessen i reaktor på flere måter. De grunnleggende sammenhenger er at: - Øker man temperaturen, så kan man redusere oppholdstiden, senker man temperaturen, så må man øke oppholdstiden. Ved å øke temperaturen kan man dermed øke kapasiteten gjennom kortere oppholdstid. - Desto lavere inngående fuktighet, desto lavere dampforbruk, desto lavere energiforbruk og kortere fylletid for damp, dermed desto høyere produksj onskapasitet. - Øker man partikkelstørrelsen, så må man øke temperaturen og/eller oppholdstiden.
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.
Fordelene i forhold til mekanisk prosess for produksjon av pellets 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 produsert fra rent mekanisk finmalt trevirke er imidlertid så stor at dette gir en tilstrekkelig kvalitetsøkning i forhold til store deler pelletsmarkedet. 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 pelletspressene, 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 pellets uten å øke elektrisitetsforbruket.
Det optimale blandingsforhold av dampeksplodert/varmebehandlet masse og annet tre i pellets avhenger av flere forhold, som gjeme 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 pelletsen 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.
Konsistensen av den dampeksploderte/varmedbehandlete massen virker også inn på pelletskvaliteten, 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 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.
I den foreliggende fremgangsmåten er fuktigheten i råvarene når de går inn i reaktor for å dampeksploderes/varmebehandles vesentlig lavere (0-20 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.
I den foreliggende oppfinnelsen er det kun ett tørketrinn. Massen trengs ikke å tørkes før den går til pelletering. To tørketrinn betyr vesentlig høyere investeringskostnader enn om man bruker ett tørketrinn som i den foreliggende oppfinnelse. Når samme tørkekapasitet skal fordeles på to tørker, er investeringskostnadene betydelig høyere enn for en tørke som har den samlede kapasitet alene.
I den foreliggende oppfinnelse kan man alternativt foreta trykkavlastningen slik at man far 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.
Den fremgangsmåten som er tilveiebrakt i følge den foreliggende oppfinnelse kan innpasses i eksisterende pelletsfabrikker som er basert på mekanisk finmaling og pelletering 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. Skal 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. Man kunne heller ikke i praksis benyttet samme tørke for råvarer som skulle dampeksploderes og den del av råvarene som eventuelt skulle finmales mekanisk, siden kravet til relativ fuktighet etter tørken er vidt forskjellig i de to tilfellene.

Claims (11)

1. Fremgangsmåte ved fremstilling av trepellets av trevirkemateriale, karakterisert ved å (a) føre materialet, dersom det har en relativ fuktighet over 20 masse-%, til et tørketrinn og tørke det til en relativ fuktighet på 0-20 masse-%, (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 1-12 minutter for å mykne materialet og frigjøre lignin, (d) avlaste trykket i reaktoren i minst ett trinn, og (e) pelletere det behandlede materialet, eventuelt etter at det er blandet med trevirke.
2. Fremgangsmåte i følge krav 1, der den siste trykkavlastingen av reaktoren skjer plutselig ved dampeksplosjon slik at materialet defibreres.
3. Fremgangsmåte i følge krav 2, der trevirkematerialet er grove partikler, fortrinnsvis celluloseflis, foretrukket med en lengde på omtrent 25 mm.
4. Fremgangsmåte i krav 1, der trykkavlastingen av reaktoren skjer sakte uten dampeksplosjon.
5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, der materialet er finfordelt før reaktortrinnet, fortrinnsvis i form av sagflis eller mer finfordelt materiale, foretrukket med en lengde på mindre enn 3 mm.
6. Fremgangsmåte i følge et hvilket som helst av de foregående krav, der det innblandede trevirket har en fuktighet mindre enn 18 masse-%.
7. Fremgangsmåte i følge et hvilket som helst av de foregående krav, der materialet tørkes til en relativ fuktighet på 5-15 masse-% før det går til reaktortrinnet.
8. Fremgangsmåte i følge et hvilket som helst av de foregående krav, der det innblandede trevirket har en typisk partikkelstørrelse mindre enn 2 mm.
9. Fremgangsmåte i følge et hvilket som helst av de foregående krav, der fremgangsmåten omfatter ett ytterligere trinn ved å: (f) føre pelletsene til en kjøler, hvor det føres luft gjennom for en kontrollert nedkjøling av pellets der volumet av finandeler reduseres.
10. Pellets, karakterisert ved at de er fremstilt ifølge et hvilket som helst av kravene 1-9 og at de inneholder en relativ fuktighet på 5 masse% eller mindre, fortrinnsvis 2 masse% eller mindre.
11. Pellets, karakterisert ved at de er fremstilt ifølge et hvilket som helst av kravene 1-9 og at de har et energiinnhold på 5,0 MWh/tonn eller mer, fortrinnsvis 5,2 MWh/tonn eller mer.
NO20085249A 2008-12-15 2008-12-15 Fremgangsmate ved fremstilling av trepellets og pellets derav NO327839B1 (no)

Priority Applications (25)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20085249A NO327839B1 (no) 2008-12-15 2008-12-15 Fremgangsmate ved fremstilling av trepellets og pellets derav
CN201611224622.8A CN106929117A (zh) 2008-12-15 2009-10-05 产生颗粒或压块的方法
PT09744786T PT2373767T (pt) 2008-12-15 2009-10-05 Um método para a produção de péletes ou briquetes
AU2009327630A AU2009327630C1 (en) 2008-12-15 2009-10-05 A method for the production of pellets or briquettes
RU2011129312/04A RU2518068C2 (ru) 2008-12-15 2009-10-05 Способ получения гранул или брикетов
LTEP09744786.6T LT2373767T (lt) 2008-12-15 2009-10-05 Granulių ir briketų gavimo būdas
JP2011540623A JP2012512270A (ja) 2008-12-15 2009-10-05 ペレット又はブリケットの製造方法
BRPI0923508A BRPI0923508A8 (pt) 2008-12-15 2009-10-05 Método de produção de péletes ou briquetes a partir de material contendo lignina
TR2018/15603T TR201815603T4 (tr) 2008-12-15 2009-10-05 Pelet ya da briketlerin üretimi için bir metot.
ES09744786.6T ES2693144T3 (es) 2008-12-15 2009-10-05 Un método para la producción de gránulos o briquetas
PL09744786T PL2373767T3 (pl) 2008-12-15 2009-10-05 Sposób wytwarzania pelletów lub brykietów
PCT/NO2009/000346 WO2010071440A1 (en) 2008-12-15 2009-10-05 A method for the production of pellets or briquettes
CN2009801506183A CN102245748A (zh) 2008-12-15 2009-10-05 产生颗粒或压块的方法
NZ593489A NZ593489A (en) 2008-12-15 2009-10-05 A method for the production of pellets or briquettes
UAA201108872A UA104011C2 (ru) 2008-12-15 2009-10-05 Способ получения гранул или брикетов
KR1020117016388A KR101525648B1 (ko) 2008-12-15 2009-10-05 펠릿 또는 브리켓의 생산 방법
KR1020157002909A KR101526840B1 (ko) 2008-12-15 2009-10-05 펠릿 또는 브리켓의 생산 방법
CA2746998A CA2746998C (en) 2008-12-15 2009-10-05 A method for the production of pellets or briquettes
EP09744786.6A EP2373767B1 (en) 2008-12-15 2009-10-05 A method for the production of pellets or briquettes
US13/159,233 US10570349B2 (en) 2008-12-15 2011-06-13 Method for the production of pellets or briquettes
ZA2011/04425A ZA201104425B (en) 2008-12-15 2011-06-14 A method for the production of pellets or briquettes
JP2014196287A JP6255325B2 (ja) 2008-12-15 2014-09-26 ペレット又はブリケットの製造方法
JP2016212221A JP2017075318A (ja) 2008-12-15 2016-10-28 ペレット又はブリケットの製造方法
JP2017155758A JP2018059051A (ja) 2008-12-15 2017-08-10 ペレット又はブリケットの製造方法
US16/751,044 US20200157448A1 (en) 2008-12-15 2020-01-23 Method for the production of pellets or briquettes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20085249A NO327839B1 (no) 2008-12-15 2008-12-15 Fremgangsmate ved fremstilling av trepellets og pellets derav

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO327839B3 NO327839B3 (no) 2009-10-05
NO20085249A NO20085249A (no) 2009-10-05
NO327839B1 true NO327839B1 (no) 2009-10-05

Family

ID=41217475

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20085249A NO327839B1 (no) 2008-12-15 2008-12-15 Fremgangsmate ved fremstilling av trepellets og pellets derav

Country Status (2)

Country Link
NO (1) NO327839B1 (no)
UA (1) UA104011C2 (no)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NO320971L (no) * 2004-07-08 2006-02-20 Norsk Pellets Vestmarka As Fremgangsmate for fremstilling av brenselspellets
EP1967569A1 (de) * 2007-01-16 2008-09-10 Earthfly Holding GmbH Brennstoff auf Basis von Holzkleinteilen

Also Published As

Publication number Publication date
UA104011C2 (ru) 2013-12-25
NO327839B3 (no) 2009-10-05
NO20085249A (no) 2009-10-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20200157448A1 (en) Method for the production of pellets or briquettes
CN101010417B (zh) 制造燃料芯块的方法
KR101662628B1 (ko) 펄프 가공 장비로 바이오매스 기반 연료를 생산하는 방법
KR101722698B1 (ko) 팜유 생산 부산물과 목질계 바이오매스를 이용한 화력발전소 및 제철소용 고발열량 고체연료, 그의 제조장치 및 제조방법
SE541263C2 (en) Method and system for production of fuel pellets or briquettes
NO791383L (no) Brenselpellet.
NO327839B1 (no) Fremgangsmate ved fremstilling av trepellets og pellets derav
NO20141130L (no) Fremgangsmåte ved fremstilling av pellets og briketter
NO335883B1 (no) Fremgangsmåte for fremstilling av trepellets og briketter
Andersone et al. Pelletizing of bark residue resulting from debarking of softwood trees
RU81728U1 (ru) Линия для производства гранулированного биотоплива
Ngernyen et al. Binderless solid fuel pellets from solid waste of pulp and paper industry
CZ2017736A3 (cs) Způsob výroby palivových pelet ze semen révy vinné a zařízení pro výrobu palivových pelet dle tohoto způsobu
Godoi et al. Assessing Energy Potential in Maize and Paper Agroindustrial Waste Through Recycling and Bioenergy Transformation
CZ2002885A3 (cs) Rostlinné palivo a způsob jeho výroby

Legal Events

Date Code Title Description
REER Request for administrative reevaluation of patent

Name of requester: ARBAFLAME AS

Effective date: 20110201

CHAD Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften)

Owner name: ZILKHA BIOMASS FUELS I LLC, US

CHAD Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften)

Owner name: ZILKHA BIOMASS TECHNOLOGIES LLC, US

BDEC Board of appeal decision

Free format text: PATENTSTYRETS AVGJOERELSE OPPHEVES OG SAKEN SENDES TILBAKE TIL PATENTSTYRET FOR KUNNGJOERING AV UGYLDIGHETSKJENNELSE AV PATENT NR. 327839. VED STEVNING AV 15. JULI 2014 TOK PATENTINNEHAVEREN UT SOEKSMAL MOT STATEN FOR A FA OVERPROEVD KFIRS AVGJOERELSE. DOMSSLUTNING OSLO TINGRETT, 2016.02.19: STATEN V/KLAGENEMNDA FOR INDUSTRIELLE RETTIGHETER FRIFINNES. DOMSSLUTNINGEN BLE ANKET TIL BORGARTING LAGMANNSRETT 2016.03.18. ANKEN BLE TRUKKET 2017.02.16. KJENNELSE BORGARTING LAGMANNSRETT 2017.02.27: ANKESAKEN HEVES

Filing date: 20120706

Effective date: 20140516