PL227338B1 - Sposób przetwarzania biomas w paliwo odnawialne i urzadzenie do przetwarzania biomas w paliwo odnawialne - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazków jest sposób przetwarzania w paliwo odnawialne biomas, w szczególności biomas poprodukcyjnych pochodzenia roślinnego lub zwierzęcego oraz urządzenie do przetwarzania biomas w paliwo odnawialne.

Znane są różnego rodzaju sposoby i urządzenia do przetwarzania biomas poprodukcyjnych w paliwo odnawialne.

Znane są sposoby przetwarzania biomasy w paliwo odnawialne, tzw. toryfikacji, przebiegające zasadniczo w trzech etapach: suszenia wstępnego, zgazowania i pirolizy. Proces ten może być przeprowadzany w specjalnie do tego przygotowanym reaktorze, piecu opadowym, analizatorze termograwimetrycznym - TGA lub kotle ze złożem fluidalnym. Znane są dwa sposoby doprowadzania ciepła do reaktora: pierwszy ze sposobów zakłada pośrednie, przeponowe dostarczanie ciepła poprzez takie nośniki energii jak olej, woda lub para wodna, czy spaliny (reaktory pośrednie), drugi sposób, w którym ciepło jest przekazywane bezpośrednio do biomasy od gazu reaktorowego (suszarnie fluidalne, zgazowarki) lub spalin (reaktory bezpośrednie). Proces ten przeprowadzany jest w warunkach beztlenowych, w temperaturze około 200 do 300°C, pod ciśnieniem bliskim ciśnieniu atmosferycznemu. Technologie te są technologiami znanymi z prób laboratoryjnych i były dotychczas określane w piśmiennictwie jako „bardzo bliskie komercjalizacji” tym niemniej niedostępne w zastosowaniach komercyjnych z uwagi na osiągany niewystarczający stopień uwęglenia biomasy (S. Szufa, Metody wstępnego przygotowania biomasy do współspalania z węglem w kotłach energetycznych, cz. 1, Technika Chłodnicza i Klimatyzacyjna 2011, nr 8, s. 365-369).

Z polskiego opisu patentowego nr PL 102 394 znane jest urządzenie służące do otrzymywania węgla drzewnego z odpadów lignocelulozowych, takich jak trociny, pestki, zrębki drewna twardego, łupiny orzechów, itp. Urządzenie to jest wielostrefowym piecem, którego konstrukcja oparta jest na konstrukcji zmodyfikowanego pieca Herreshoffa, stanowiącym pionową cylindryczną wielopółkową retortę, zaopatrzoną w mieszadło napędzane z centralnie umieszczonego wału, ogrzewanej przeponowo i bezprzeponowo energią dostarczaną z zewnątrz, przy czym retorta ta jest podzielona przegrodami na trzy strefy - wytlewania, żarzenia i chłodzenia. Każda z tych stref posiada dwie komory. Przegrody, które dzielą zarówno strefy jak i komory są dwuścienne i połączone ze sobą szeregowo. W ten sposób tworzą one kanał dla wymuszonego obiegu medium grzewczego.

Z polskiego opisu patentowego nr PL 179 990 znane jest urządzenie służące do pirolizy odpadów stałych, zawierające piec obrotowy, przed którym znajduje się zespół podgrzewania wstępnego materiałów stałych połączony z piecem obrotowym za pomocą szczelnego obracalnego łącza. Zespół podgrzewania wstępnego ma postać poziomej rury, wewnątrz której umieszczony jest kanał transportowy odpadów stałych zasilany zasobnikiem. Zespół podgrzewania wstępnego posiada dwie strefy podgrzewania zaopatrzone w powłoki grzewcze. W pierwszej strefie odpady są podgrzewane do temperatury od 50°C do 150°C. W drugiej strefie temperatura osiąga od 100°C do 500°C. Po podgrzaniu odpady grawitacyjne zasilają nachylony piec obrotowy, tworząc na jego dolnej strefie złoże, które przesuwa się w wyniku jego obrotów w kierunku nachylenia pieca. W piecu obrotowym odpady są przetwarzane w temperaturze od 150°C do 900°C., a najkorzystniej 400-600°C.

Z polskiego opisu patentowego nr PL 204 294 znane jest urządzenie do autotermicznej, pirolitycznej karbonizacji biomasy i stałych paliw odpadowych, zwłaszcza do produkcji węgla aktywnego, energii i gazów. W skład urządzenia wchodzą zbiorniki na biomasę i paliwa odpadowe, urządzenia do rozdrabniania i segregacji materiałów wkładowych, zasobniki dla świeżej mieszanki wkładowej, położony w poziomie reaktor z umiejscowioną w nim poziomo cylindryczną retortą posiadającą przenośnik śrubowy o stałym skoku i połączoną z jednej strony z zasobnikiem świeżej mieszanki, z drugiej zaś strony przechodzącą w poziomo położony szczelny pojemnik do przyjęcia produktów reakcji. W poziomo położonym reaktorze umiejscowione są palnik i wentylator. Pozioma cylindryczna retorta posiada w górnej części, na całej długości wzdłuż komory spalania reaktora otwory skierowane do górnej części komory spalania dla wyprowadzania mieszanki gazów powstających w retorcie. Mieszanka ta jest spalana w niedomiarze powietrza. Wydostający się z reaktora gaz palny i gaz zbierający się w poziomo położonej retorcie mogą zostać później wykorzystane do procesów przemysłowych przy zastosowaniu skruberów do oczyszczania gazów.

Z japońskiego opisu zgłoszeniowego nr JP 2009 138 089 znane jest urządzenie do przeprowadzania wieloetapowego procesu karbonizacji, którego przebieg ma zapobiegać nadmiernemu nagrzewaniu mieszanki. Urządzenie zawiera piec zaopatrzony w umieszczone w zespole jedna nad drugą

PL 227 338 B1 retorty wyposażone w przenośniki o stałym skoku tworzące ciąg technologiczny służący przemieszczaniu mieszanki w komorze za pomocą przenośników ślimakowych, gdzie mieszanka ta jest ogrzewana za pomocą gorących gazów przepływających przez komorę.

Z japońskiego opisu zgłoszeniowego nr JP2002 241 760 znane jest urządzenie do karbonizacji biomasy zawierające obrotowy cylinder zewnętrzny umieszczony w pozycji poziomej lub pochylonej, mechanizm obrotowy dla cylindra obrotowego zewnętrznego, wewnętrzny cylinder umieszczony w obrotowym cylindrze wewnętrznym, śruby umieszczonej wewnątrz cylindra wewnętrznego służącej przenoszeniu odpadów wewnątrz cylindra wewnętrznego, oraz palnika służącego wyrzutowi paliwa gazowego gazu do komory spalania umieszczonej pomiędzy cylindrem wewnętrznym i zewnętrznym. Odpady dostarczane do cylindra wewnętrznego są wysyłane wzdłuż cylindra przez śrubę, ogrzewane, suszone przenoszone się z wewnętrznego cylindra do komory spalania, gdzie dokonywana jest ich karbonizacja przy użyciu paliwa gazowego.

Z amerykańskiego opisu patentowego nr US 5 711 235 znany jest przenośnik do transportu odpadów mający kosz zasypowy przyłączony bocznie do kanału transportowego. W kanale transportowym leży ustawiony wzdłuż niego, napędzany silnikiem podajnik ślimakowy. Kanał transportowy uchodzi do obudowy reaktora pirolitycznego, który pracuje na przykład z wykorzystaniem metody wytlewania. Zespól złożony z podajnika ślimakowego i kanału transportowego jest w sposób rozłączny zamocowany na obudowie i usuwany z niej za pomocą urządzenia jezdnego.

Z japońskiego opisu zgłoszeniowego nr JP 2000 346 561 znane jest rozwiązanie mające na celu polepszenie efektywności dekompozycji odpadów poprzez zmniejszenie zawartości gazu w otrzymywanych w wyniku przetwarzania substancjach stałych. W rozwiązaniu tym materiał podlegający przetwarzaniu jest wprowadzany przez otwór zasypowy do komory, w której jest przemieszczany przy użyciu podajnika śrubowego.

Rozwiązania ze stanu techniki gwarantują po części jedynie pracę w procesie pirolizy często periodyczną w cyklach przetwarzania biomasy od zasypu do opróżnienia urządzenia sięgających nawet 5 dni. Sposoby i urządzenia przeznaczone do stosowania w trybie pracy ciągłej mają natomiast tą wadę, że zwęglanie biomasy z ich zastosowaniem wymaga przetwarzania biomasy w stosunkowo wysokich temperaturach, sięgających powyżej 300°C, niezbędnych dla przemian pirolitycznych biomasy, a niejednokrotnie wymagają również długiego czasu przebywania biomasy w strefie reakcji (co uzyskiwane jest w drodze przetrzymywania biomasy w strefie reakcji, bądź wydłużania drogi jej przejścia przez strefę reakcji) lub też pracują one według zasady hydrotermalnej karbonizacji przy zastosowaniu katalizatorów. To nie tylko zmniejsza wydajność całego urządzenia, lecz także pociąga za sobą konieczność intensywnego schładzania końcowego produktu - węgla. Większość z tych sposobów i urządzeń wykazuje małą sprawność energetyczną. Powstający z ich zastosowaniem stały produkt może też nie spełniać wymogów prawnych dotyczących paliwa odnawialnego określonych w Ramowej Konwencji Narodów Zjednoczonych w Sprawie Zmian Klimatu, dyrektywach Unii Europejskiej, w szczególności dyrektywy 2001 /77/WE oraz ustawach ( w szczególności ustawy o odpadach z dnia 27 kwietnia 2001 r.) oraz rozporządzeniach podustawowych do tych ustaw.

Celem wynalazków jest dostarczenie sposobu i urządzenia do wytwarzania paliwa odnawialnego z biomas pochodzenia roślinnego i zwierzęcego, które w trybie pracy ciągłej i bez zastosowania wody i katalizatorów umożliwi uzyskanie większej sprawności energetycznej, a powstający stały produkt spełni wymagania stawiane dla stałego paliwa odnawialnego w odpowiednich aktach prawnych.

W sposobie przetwarzania według wynalazku biomasa zostaje wstępnie posegregowana w celu zgrubnej eliminacji zanieczyszczeń, rozdrobniona, przesiana i poddana wstępnemu osuszeniu w sposób znany ze stanu techniki. Tak przygotowana biomasa jest następnie przetwarzana w urządzeniu zawierającym generator energii, którego część stanowi co najmniej jedna cylindryczna retorta z umieszczonym w tej retorcie współosiowo przenośnikiem ślimakowym w ten sposób, że biomasa jest kierowana do przestrzeni zasypowej generatora, a następnie przemieszczana w retorcie przy użyciu przenośnika i jednocześnie poddawana ciągłemu mieszaniu w połączeniu z suszeniem, ogrzewaniem oraz prażeniem biomasy bez dostępu tlenu. Generator energii połączony jest z instalacją rozgrzewającą, z którą połączony jest wentylator powietrza świeżego. Znana ze stanu techniki instalacja rozgrzewająca służąca do zainicjowania autotermicznego procesu prażenia biomasy składa się z palnika na dowolne paliwo wraz z wymaganą instalacją doprowadzającą, z walcowej metalowej komory spalania z metalową walcową obudową, w której wnętrzu przepływa powietrze, wdmuchiwane przez wentylator powietrza. Przepływające powietrze ogrzewa się wewnątrz komory, tworzącej cylindryczną metalową obudowę. Powietrze pobiera ciepło od metalowej ściany walcowej obudowy komory

PL 227 338 B1 spalania palnika olejowego lub gazowego. Gorące powietrze miesza się ze spalinami z palnika olejowego lub gazowego i wpada stycznie do wewnętrznej ceramicznej ściany generatora energii tworząc wirowy ruch gorącej mieszanki powietrznej. Mieszanka omywa retortę i wewnętrzną ścianę ceramiczną generatora energii przesuwając się jednocześnie w kierunku tylnej części generatora energii.

Gazy powstałe w procesie przetwarzania biomasy odprowadzane są z retorty, produkt stały reakcji jest natomiast przenoszony i zsypywany do komory beztlenowej, gdzie jest dalej kondycjonowany, a następnie przenoszony poza komorę, składowany i poddawany dalszym czynnościom w celu jego wprowadzenia do obrotu handlowego. Może on w ramach tych dalszych czynności być przechowywany w zbiorniku dobowym, rozdrabniany w urządzeniu rozdrabniającym, peletyzowany, suszony, pakowany i konfekcjonowany.

Retorta, w której przetwarzana jest biomasa może mieć zachowując swoje walory użytkowe długość L od 5 do 8 m, przy czym poszczególne inne części urządzenia powinny mieć wymiary pozostające w określonych proporcjach do tego podstawowego wymiaru. W retorcie osadzony jest współosiowo ruchomy wał przenośnika mający styczny i suwliwy do ścian retorty lemiesz, przy czym lemiesz ten ma zmienny skok. Skok lemiesza wzrasta w strefie reakcji retorty od pomiędzy 0,03 a 0,05 L do pomiędzy 0,07 a 0,09 L na długości strefy retorty od 0,1 do 0,4 L oraz od pomiędzy 0,07 a 0,09 L do pomiędzy 0,3 a 0,35 L na długości strefy retorty od 0,4 do 0,95 L. Taka konstrukcja lemiesza umożliwia modyfikację prędkości przemieszczania się biomasy i produktów jej przetwarzania w obrębie retorty w ten sposób, że wydłużenie skoku lemiesza powoduje dłuższe przetrzymanie biomasy w określonych partiach retorty przy jednoczesnym zwiększeniu intensywności jej mieszania. W strefie zsypu retorty na jej długości od 0,9 do 1,0 L. lemiesz jest nawinięty na wał przenośnika przeciwbieżnie.

Biomasa przetwarzana jest w retorcie tak, że przenośnik ślimakowy jest zasypywany przez zasyp u jednego końca retorty biomasą będąc obracanym z prędkością od 1 do 40 obr/min dla przemieszczania biomasy przez strefę reakcji retorty, gdzie biomasa będąc ciągle mieszaną jest suszona i częściowo zgazowywana na odcinku retorty od 0,3 do 0,6 L, a następnie prażona na odcinku retorty od 0,6 do 1,0 L w temperaturze od 220 do 299°C. Temperatura wewnątrz retorty utrzymywana jest poprzez automat w oparciu o odczyty temperatury prowadzone w wewnętrznej przestrzeni generatora oraz dane o szybkości posuwu w retorcie przetwarzanej biomasy. Mieszanka gazów i powietrza powstająca w retorcie w toku przetwarzania biomasy jest z retorty odprowadzana przy użyciu instalacji przyłączonej do retorty poprzez co najmniej jeden otwór ujścia w ścianie retorty na odcinku od 0,25 L do 0,95 L, gdzie suma pól prześwitów otworów ujścia wynosi nie więcej niż 0,8 pola prześwitu retorty co umożliwia utrzymanie w retorcie nadciśnienia min. 20 Pa, tak aby do wnętrza retorty nie było tłoczone powietrze, co mogłoby skutkować zapłonem prażonej biomasy. Energia pochodząca z mieszanki może być w sposób znany ze stanu techniki (np. przy wykorzystaniu instalacji wody technologicznej pracującej w obiegu zamkniętym zawierającej wymiennik woda/spaliny) odzyskana i wykorzystana do celów nie związanych z przetwarzaniem biomasy lub też wykorzystana do podgrzania i osuszenia biomasy w urządzeniu. Następnie, produkt stały prażenia jest wyprowadzany przez ujście retorty i właz zaizolowany do komory beztlenowej, gdzie przebywa w atmosferze beztlenowej przez 2 do 5 minut w temperaturze poniżej 300°C, a następnie otrzymane paliwo jest wyprowadzane z komory beztlenowej przez zsyp paliwa odnawialnego.

Biomasa przetwarzana jest w urządzeniu według wynalazku w trybie pracy ciągłej. Biomasa przemieszczana jest w retorcie, a następnie produkt stały prażenia przenoszony jest z retorty do komory beztlenowej, gdzie jest kondycjonowany jednocześnie opadając na dno komory w miarę, gdy gotowe paliwo odnawialne jest wyprowadzane z komory beztlenowej przez zsyp paliwa odnawialnego, a jednocześnie produkt stały prażenia nie przestaje być zsypywany do komory beztlenowej.

W sposobie przetwarzania według wynalazku retorta może mieć korzystnie wewnętrzną średnicę φ1 = 0,044 L.

W sposobie przetwarzania według wynalazku wał przenośnika może mieć korzystnie zewnętrzną średnicę φ2 = 0,018 L.

W sposobie przetwarzania według wynalazku skok lemiesza może na długości retorty od 0,1 do 0,4 L wzrastać korzystnie arytmetycznie od 0,04 L do 0,08 L.

W sposobie przetwarzania według wynalazku skok lemiesza może na długości retorty od 0,4 do 0,95 L wzrastać geometrycznie od 0,08 do 0,32 L.

W sposobie przetwarzania według wynalazku skok lemiesza może w strefie zasypu retorty na jej długości od 0,0 do 0,1 L wynosić 0,04 L.

PL 227 338 B1

W sposobie przetwarzania według wynalazku skok lemiesza może w strefie zsypu retorty na jej długości od 0,95 do 1,0 L wynosić pomiędzy 0,01 a 0,02 L.

W sposobie przetwarzania według wynalazku, jeżeli biomasą jest biomasa miękka, w szczególności słoma, miskantus lub EFB, przenośnik może być obracany korzystnie z prędkością od 10 do 40 obr/min.

W sposobie przetwarzania według wynalazku, jeżeli biomasą jest biomasa twarda, w szczególności wierzba energetyczna, ścinki drewna lub PKS przenośnik może być obracany korzystnie z prędkością od 5 do 30 obr/min.

Urządzenie do przetwarzania biomas w paliwo odnawialne składa się z połączonego z komorą beztlenową generatora zawierającego co najmniej jedną cylindryczną retortę z osadzonym współosiowo wałem przenośnika mającym styczny i suwliwy do ścian retorty lemiesz. Retorta generatora ma długość L od 5 do 8 m, zaś lemiesz jest lemieszem o zmiennym skoku, tak, że skok lemiesza wzrasta w strefie reakcji retorty od pomiędzy 0,03 a 0,05 L do pomiędzy 0,07 a 0,09 L na długości retorty od 0,1 do 0,4 L oraz od pomiędzy 0,07 a 0,09 L do pomiędzy 0,3 a 0,35 L na długości retorty od 0,4 do 0,95 L. W strefie zsypu retorty na jej długości od 0,95 do 1,0 L lemiesz jest nawinięty na wał przenośnika przeciwbieżnie. W retorcie na jej odcinku od 0,25 L do 0,95 L jest co najmniej jeden otwór ujścia instalacji do odprowadzania produktów gazowych reakcji, gdzie suma pól prześwitów otworów ujścia wynosi nie więcej niż 0,8 pola prześwitu retorty. Retorta ma u ujścia właz zaizolowany komory beztlenowej.

W urządzeniu według wynalazku retorta może mieć korzystnie wewnętrzną średnicę φ1 = 0,044 L.

W urządzeniu według wynalazku wał przenośnika może mieć korzystnie zewnętrzną średnicę φ2 = 0,018 L.

W urządzeniu według wynalazku skok lemiesza może na długości retorty od 0,1 do 0,4 L wzrastać korzystnie arytmetycznie od 0,04 L do 0,08 L.

W urządzeniu według wynalazku skok lemiesza może na długości retorty od 0,4 do 0,95 L wzrastać geometrycznie od 0,08 do 0,32 L.

W urządzeniu według wynalazku skok lemiesza może w strefie zasypu retorty na jej długości od 0,0 do 0,1 L wynosić 0,04 L.

W urządzeniu według wynalazku skok lemiesza może w strefie zsypu retorty na jej długości od 0,95 do 1,0 L wynosić pomiędzy 0,01 a 0,02 L.

W urządzeniu według wynalazku we włazie zaizolowanym może być zamocowany czujnik odczytu stopnia zapełnienia stałym produktem prażenia strefy zsypu retorty.

Przedmiot wynalazku został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój retorty, zaś fig. 2 - przekrój komory beztlenowej.

W przykładowym sposobie przetwarzania według wynalazku biomasa zostaje wstępnie posegregowana w celu zgrubnej eliminacji zanieczyszczeń, rozdrobniona, przesiana i poddana wstępnemu osuszeniu w sposób znany ze stanu techniki. Tak przygotowana biomasa jest następnie przetwarzana w urządzeniu zawierającym generator energii A, którego część stanowi cylindryczna retorta 1 z umieszczonym w tej retorcie 1 współosiowo przenośnikiem ślimakowym w ten sposób, że biomasa jest kierowana do przestrzeni zasypowej generatora energii A, a następnie przemieszczana w retorcie 1 przy użyciu przenośnika i jednocześnie poddawana ciągłemu mieszaniu w połączeniu z suszeniem, ogrzewaniem oraz prażeniem biomasy bez dostępu tlenu. Retorta 1 generatora A ma długość 6 m i wewnętrzną średnicę 25 cm. Lemiesz 3 jest lemieszem o zmiennym skoku, tak, że skok lemiesza 3 ma w strefie zasypu retorty (I) 24 cm i wzrasta w strefie reakcji retorty (II, III) od początkowych 21 cm do 42 cm na długości retorty od 60 cm do 240 cm (II) oraz od 42 cm do 210 cm na długości retorty od 240 do 570 cm (III). W strefie zsypu retorty na jej długości od 570 do 600 cm (IV) lemiesz 3 jest nawinięty na wał przenośnika 2 przeciwbieżnie i ma skok 6 cm. Wał przenośnika 2 ma średnicę 8 cm. W retorcie 1 są umieszczone w jej sklepieniu na odcinku od 180 cm do 520 cm co 10 cm, nie pokazane na rysunku, otwory o średnicy każdy 6 mm, po trzy w rzędach biegnących poprzecznie do osi komory przy czym środkowy otwór rzędu umieszczony jest w najwyższym punkcie sklepienia, zaś dwa pozostałe pobocznie do niego w odległości kątowej 12° każdy, stanowiące każdy ujście instalacji do odprowadzania produktów gazowych reakcji.

Biomasa przetwarzana jest w retorcie 1 tak, że przenośnik ślimakowy jest zasypywany przez zasyp 4 u jednego końca retorty 1 biomasą miękką będąc obracanym z prędkością 15 obr/min. Biomasa, będąc ciągle mieszaną, jest suszona i częściowo zgazowywana na odcinku retorty 1 od 180 do 360 cm, a następnie prażona na odcinku retorty 1 od 360 do 600 cm w temperaturze 280°C, a na6

PL 227 338 B1 stępnie produkt stały prażenia jest wyprowadzany przez ujście retorty 5 i właz zaizolowany 6 do komory beztlenowej (B), gdzie przebywa w atmosferze beztlenowej przez 5 minut w temperaturze poniżej 300°C, a następnie otrzymane paliwo jest wyprowadzane z komory beztlenowej B przez zsyp paliwa odnawialnego 7 i z pomocą zespołu podajników transportowane do urządzenia rozdrabniającego, następnie do urządzenia peletyzującego, a potem do urządzenia pakującego, które konfekcjonuje gotowy produkt.

W przykładzie wykonania urządzenie według wynalazku składa się z połączonego z komorą beztlenową B, w sposób nie pokazany na rysunku, generatora A zawierającego cylindryczną retortę 1 z osadzonym współosiowo watem przenośnika 2 mającym styczny i suwliwy do ścian retorty lemiesz 3. Retorta 1 ma długość 6 m i średnicę 25 cm. Lemiesz 3 jest lemieszem o zmiennym skoku, tak, że skok lemiesza ma w strefie zasypu retorty 24 cm i wzrasta w strefie reakcji retorty (II, III) od początkowych 21 cm do 42 cm na długości retorty od 60 cm do 240 cm (II) oraz od 42 cm do 210 cm na długości retorty od 240 do 570 cm (III). W strefie zsypu retorty na jej długości od 570 do 600 cm (IV) lemiesz 3 jest nawinięty na wał przenośnika 2 przeciwbieżnie i ma skok 6 cm. W retorcie są umieszczone w jej sklepieniu na odcinku od 180 cm do 520 cm co 10 cm, nie pokazane na rysunku, otwory o średnicy każdy 6 mm, po trzy w rzędach biegnących poprzecznie do osi komory przy czym środkowy otwór rzędu umieszczony jest w najwyższym punkcie sklepienia, zaś dwa pozostałe pobocznie do niego w odległości kątowej 12° każdy, stanowiące każdy ujście instalacji do odprowadzania produktów gazowych reakcji. Wał przenośnika 2 ma średnicę 8 cm. Retorta 1 ma u ujścia właz zaizolowany 6 komory beztlenowej B, a we włazie 6 zamocowany czujnik 7 odczytu stopnia zapełnienia stałym produktem prażenia strefy zsypu retorty (IV).

Claims (17)

1. Sposób przetwarzania biomas w paliwo odnawialne z poddaniem wstępnie posegregowanej, rozdrobnionej, przesianej i osuszonej biomasy mieszaniu z przemieszczaniem się w cylindrycznej retorcie przy użyciu przenośnika ślimakowego w połączeniu z suszeniem, ogrzewaniem oraz prażeniem biomasy bez dostępu tlenu z wydzielaniem gazów, znamienny tym, że biomasa przetwarzana jest w połączonym z komorą beztlenową (B) generatorze energii (A) zawierającym co najmniej jedną cylindryczną retortę (1) o długości L od 5 do 8 m z osadzonym współosiowo ruchomym watem przenośnika (2) mającym styczny i suwliwy do ścian retorty (1) lemiesz (3) o zmiennym skoku, tak, że skok lemiesza (3) wzrasta w strefie reakcji retorty (II, III) od pomiędzy 0,03 a 0,05 L do pomiędzy 0,07 a 0,09 L na długości strefy retorty od 0,1 do 0,4 L (II) oraz od pomiędzy 0,07 a 0,09 L do pomiędzy 0,3 a 0,35 L na długości strefy retorty od 0,4 do 0,95 L (III), zaś w strefie zsypu retorty (IV) na jej długości od 0,9 do 1,0 L lemiesz (3) jest nawinięty na wat przenośnika (2) przeciwbieżnie tak, że przenośnik jest zasypywany przez zasyp (4) biomasą będąc obracanym z prędkością od 1 do 40 obr/min dla przemieszczania biomasy przez strefę reakcji retorty (II, III), gdzie biomasa będąc ciągle mieszaną jest suszona i częściowo zgazowywana na odcinku retorty (1) od 0,3 do 0,6 L, następnie prażona na odcinku retorty (1) od 0,6 do 1,0 L w temperaturze od 220 do 299°C, produkty gazowe reakcji są odprowadzane z retorty (1) poprzez instalację przyłączona do retorty poprzez co najmniej jeden otwór ujścia na odcinku retorty (1) od 0,25 L do 0,95 L, gdzie suma pól prześwitów otworów ujścia wynosi nie więcej niż 0,8 pola prześwitu retorty, a następnie produkt stały prażenia jest wyprowadzany przez ujście retorty (5) i właz zaizolowany (6) do komory beztlenowej (B), gdzie przebywa w atmosferze beztlenowej przez 2 do 5 minut w temperaturze poniżej 300°C, a następnie otrzymane paliwo jest wyprowadzane z komory beztlenowej (B) przez zsyp paliwa odnawialnego (8).

2. Sposób przetwarzania według zastrz. 1, znamienny tym, że retorta (1) ma wewnętrzną średnicę φ1 = 0,044 L.

3. Sposób przetwarzania według zastrz. 1, znamienny tym, że wał przenośnika (2) ma zewnętrzną średnicę φ2 = 0,018 L.

4. Sposób przetwarzania wedtug zastrz. 1, znamienny tym, że na długości retorty (1) od 0,1 do 0,4 L skok lemiesza (3) wzrasta arytmetycznie od 0,04 L do 0,08 L.

5. Sposób przetwarzania według zastrz. 1, znamienny tym, że na długości retorty (1) od 0,4 do 0,95 L skok lemiesza (3) wzrasta geometrycznie od 0,08 do 0,32 L.

PL 227 338 B1

6. Sposób przetwarzania według zastrz. 1, znamienny tym, że w strefie zasypu retorty (I) na jej długości od 0,0 do 0,1 L skok lemiesza (3) wynosi 0,04 L.

7. Sposób przetwarzania według zastrz. 1, znamienny tym, że w strefie zsypu retorty (IV) na jej długości od 0,95 do 1,0 L skok lemiesza (3) wynosi pomiędzy 0,01 a 0,02 L.

8. Sposób przetwarzania, według zastrz. 1, znamienny tym, że biomasą jest biomasa miękka, w szczególności słoma, miskantus lub EFB a przenośnik obracany jest z prędkością od 10 do 40 obr/min

9. Sposób przetwarzania, według zastrz. 1, znamienny tym, że biomasą jest biomasa twarda, w szczególności wierzba energetyczna, ścinki drewna lub PKS, a przenośnik obracany jest z prędkością od 5 do 30 obr/min.

10. Urządzenie do przetwarzania biomas w paliwo odnawialne składające się z połączonego z komorą beztlenową generatora energii zawierającego co najmniej jedną cylindryczną retortę z osadzonym współosiowo wałem przenośnika mającym styczny i suwliwy do ścian retorty lemiesz, znamienne tym, że retorta (1) generatora energii (A) ma długość L od 5 do 6 m, zaś lemiesz (3) jest lemieszem o zmiennym skoku, tak, że skok lemiesza (3) wzrasta w strefie reakcji retorty (II, III) od pomiędzy 0,03 a 0,05 L do pomiędzy 0,07 a 0,09 L na długości retorty (1) od 0,1 do 0,4 L oraz od pomiędzy 0,07 a 0,09 L do pomiędzy 0,3 a 0,35 L na długości retorty (1) od 0,4 do 0,95 L, w strefie zsypu retorty (IV) na jej długości od 0,95 do 1,0 L lemiesz (3) jest nawinięty na wał przenośnika (2) przeciwbieżnie na odcinku retorty (1) od 0,25 L do 0,95 L jest co najmniej jeden otwór ujścia instalacji do odprowadzania produktów gazowych reakcji, gdzie suma pól prześwitów otworów ujścia wynosi nie więcej niż 0,8 pola prześwitu retorty (1), zaś retorta (1) ma u ujścia retorty (5) właz zaizolowany (6) komory beztlenowej (B).

11. Urządzenie według zastrz. 10, znamienne tym, że retorta (1) ma wewnętrzną średnicę φ1 =

0,044 L.

12. Urządzenie według zastrz. 10, znamienne tym, że wał przenośnika (2) ma zewnętrzną średnicę φ2 = 0,018 L.

13. Urządzenie według zastrz. 10, znamienne tym, że na długości retorty (1) od 0,1 do 0,4 L skok lemiesza (3) wzrasta arytmetycznie od 0,04 L do 0,08 L.

14. Urządzenie według zastrz. 10, znamienne tym, że na długości retorty (1) od 0,4 do 0,95 L skok lemiesza (3) wzrasta geometrycznie od 0,08 do 0,32 L.

15. Urządzenie według zastrz. 10, znamienne tym, że w strefie zasypu retorty (I) na jej długości od 0,0 do 0,1 L skok lemiesza (3) wynosi 0,04 L.

16. Urządzenie według zastrz. 10, znamienne tym, że w strefie zsypu retorty (IV) na jej długości od 0,95 do 1,0 L skok lemiesza (3) wynosi pomiędzy 0,01 a 0,02 L.

17. Urządzenie według zastrz. 10, znamienne tym, że we włazie zaizolowanym (6) jest czujnik (7) odczytu stopnia zapełnienia stałym produktem prażenia strefy zsypu retorty (IV).