PL234449B1 - Urządzenie do wytwarzania toryfikatu z biomasy - Google Patents

Abstract

Urządzenie do wytwarzania toryfikatu z biomasy, charakteryzuje się tym, że zawiera przenośniki strunowe (1), pod którymi znajduje się komora grzewcza (2) i komora schładzania (3) z umieszczonym w nich korpusem (4) przenośnika ślimakowego (5) mającego w górnej części otwory (6). Komora grzewcza połączona jest z kolektorem wydechowym silnika spalinowego agregatu prądotwórczego (7), a komora schładzania połączona jest z wentylatorem (8). W koszu zasypowym (9) przenośnika ślimakowego jest czujnik wilgotności (10) połączony z elementem sterującym (11), który za pośrednictwem falownika (12) połączony jest z silnikiem elektrycznym (13) przenośnika ślimakowego. W koszu zasypowym jest również czujnik tlenu (14) i pierścień dozujący za pomocą sterownika (18) gaz szlachetny z butli (19). Komora grzewcza i komora schładzania zamknięte są pokrywą (16) mającą otwory (17). Pod wylotem najniżej położonego przenośnika strunowego znajduje się kosz zasypowy (9) przenośnika ślimakowego.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do wytwarzania toryfikatu z biomasy.

Znane jest urządzenie do wytwarzania toryfikatu z biomasy w postaci bębna rotacyjnego. Biomasa przemieszcza się w bębnie nachylonym pod kątem, a bęben jest ogrzewany spalinami ze spalania paliwa gazowego lub ciekłego. Zasadniczą wadą tego rozwiązania jest konieczność spalania paliwa oraz obecność tlenu w bębnie, który sprzyja gazyfikacji procesu.

Innym rozwiązaniem jest przenośnik ślimakowy mający cylindryczny korpus, w którym ślimak przesuwa ogrzewaną biomasę. Przenośnik ślimakowy znacząco ogranicza dostęp tlenu do biomasy, lecz wymaga doprowadzenia do jego wnętrza medium grzewczego. Podgrzanie medium grzewczego odbywa się poza układem, co wpływa na obniżenie sprawności wymiany ciepł a.

Znane są suszarnie przemysłowe, w których biomasa jest podgrzewana i następuje proces toryfikacji. Z uwagi na występowanie dużej ilości tlenu w komorze suszarniczej proces ten może odbywać się w niskich temperaturach.

Urządzenie do wytwarzania toryfikatu z biomasy według wynalazku, posiadające zespół suszarniczy i przenośnik ślimakowy z cylindrycznym korpusem, charakteryzuje się tym, że zawiera przenośniki strunowe, pod którymi znajduje się komora grzewcza i komora schładzania z umieszczonym w nich korpusem przenośnika ślimakowego. Korpus ma w górnej części otwory. Komora grzewcza połączona jest z kolektorem wydechowym silnika spalinowego agregatu prądotwórczego. Korzystnym jest gdy agregat prądotwórczy stanowi część składową instalacji biogazowni. Komora schładzania połączona jest z wentylatorem. W koszu zasypowym przenośnika ślimakowego jest czujnik wilgotności połączony z elementem sterującym, który za pośrednictwem falownika połączony jest z silnikiem elektrycznym przenośnika ślimakowego. W koszu zasypowym jest również czujnik tlenu i pierścień dozujący gaz szlachetny cięższy od powietrza. Komora grzewcza i komora schładzania zamknięte są pokrywą mającą otwory. Kosz zasypowy przenośnika ślimakowego znajduje się pod wylotem najniżej położonego przenośnika strunowego. Urządzenie zawiera sterownik połączony z czujnikiem tlenu, pierścieniem dozującym gaz szlachetny oraz butlą z tym gazem.

Biomasa transportowana na przenośnikach strunowych spada do kosza zasypowego przenośnika ślimakowego, który przemieszcza biomasę przez komorę grzewczą a następnie przez komorę schładzania. Komora grzewcza i część przenośnika ślimakowego znajdująca się w niej ogrzewane są przez spaliny z silnika spalinowego agregatu prądotwórczego. W cylindrycznym korpusie odbywa się ogrzewanie oraz prażenie biomasy i zachodzi proces toryfikacji. Powstająca para wodna i torgaz przedostają się przez otwory w korpusie do komory grzewczej, a następnie ze spalinami ogrzewają biomasę znajdującą się na przenośnikach strunowych. Czujnik wilgotności z a pośrednictwem elementów sterujących reguluje obroty silnika elektrycznego napędzającego ślimak i uzależnia prędkość przesuwania się biomasy od stopnia jej wilgotności. Natomiast czujnik tlenu przekazuje informacje do sterownika, który dozuje do pierścienia znajdującego się na dnie leja zasypowego gaz odcinający dostęp powietrza do przenośnika ślimakowego.

Urządzenie do wytwarzania toryfikatu według wynalazku umożliwia stosowanie biomasy o dużej wilgotności bez konieczności wstępnego osuszania. Urządzenie zapewnia przeprowadzenie procesu toryfikacji w wysokiej temperaturze, bez ograniczeń w rodzaju stosowanej biomasy. Komora grzewcza zasilana jest ciepłem odpadowym pochodzącym ze spalin z agregatu generującego energię elektryczną.

Przedmiot wynalazku uwidoc zniony jest w przykładzie wykonania na rysunku przedstawiającym schematycznie urządzenie do wytwarzania toryfikatu. Urządzenie zawiera przenośniki strunowe 1 usytuowane jeden pod drugim. Pod przenośnikami znajduje się komora grzewcza 2 i komora schłodzenia 3 z umieszczonym w nich cylindrycznym korpusem 4 przenośnika ślimakowego 5, który ma w górnej części otwory 6. Komora grzewcza zainstalowana jest bezpośrednio nad kolektorem wydechowym silnika spalinowego agregatu prądotwórczego 7. Agregat prądotwórczy st anowi część składową instalacji biogazowni. Komora schładzania połączona jest z wentylatorem 8. W koszu zasypowym 9 przenośnika ślimakowego jest czujnik wilgotności 10 połączony z elementem sterującym 11, który za pośrednictwem falownika 12 połączony jest z silnikiem elektrycznym 13 przenośnika ślimakowego. W koszu zasypowym jest też czujnik tlenu 14 i pierścień 15, który dozuje argon. Komora grzewcza i komora schładzania zamknięte są pokrywą 16 mającą otwory 17.

PL 234 449 B1

Kosz zasypowy przenośnika ślimakowego znajduje się pod wylotem najniżej położonego przenośnika strunowego. Urządzenie zawiera sterownik 18 połączony z czujnikiem tlenu, pierścieniem dozującym argon oraz butlą 19 z argonem.

Poferment, stanowiący biomasę odpadową z fermentacji metanowej, z kosza zasyp owego 20 doprowadzany jest równomiernie do górnego przenośnika strunowego i następnie przemieszcza się do kolejnych przenośników. Poferment transportowany na tych przenośnikach jest suszony za pomocą ciepła zawartego w torgazie wydzielającym się w procesie toryfikacji i spalin. Znacznie wysuszony poferment spada do kosza zasypowego przenośnika ślimakowego. Spaliny o podwyższonym ciśnieniu i temperaturze 400-500°C z kolektora wydechowego silnika spalinowego ogrzewają komorę grzewczą do temperatury co najmniej 350°C oraz korpus przenośnika ślimakowego w niej znajdujący się. W pierwszej fazie procesu poferment osiąga w korpusie temperaturę około 100°C, która utrzymuje się aż do odparowania z niego wody. Następnie po uzyskaniu przez poferment temperatury 200-300°C odbywa się jego prażenie przez zadany czas wynoszący kilkadziesiąt minut. Proces toryfikacji zachodzi stopniowo podczas ogrzewania oraz prażenia. Spaliny z komory grzewczej oraz torgaz przedostający się przez otwory w korpusie, przemieszczają się przez otwory w pokrywie i ogrzewają poferment znajdujący się na przenośnikach strunowych. Po opuszczeniu komory grzewczej uzyskany toryfikat przemieszcza się w korpusie przenośnika do komory schładzania. Jest tam chłodzony dla zapobieżenia zapłonu i zachowania warunków bezpieczeństwa. Przez cały okres wytwarzania toryfikatu czujnik wilgotności pofermentu, znajdujący się w koszu zasypowym dokonuje pomiary. Sygnał z czujnika przetworzony jest w elemencie sterującym i kieruje do falownika informację zmieniając częstotliwość prądu, którym zasilany jest silnik elektryczny. Prędkość obrotowa silnika zostaje dostosowana do odczytanej wilgotności pofermentu i tym samym zmienia się czas jego ekspozycji na ciepło w korpusie znajdującym się w komorze grzewczej. Proces toryfikacji polega na działaniu ciepła na poferment w środowisku beztlenowym. Dlatego w leju zasypowym jest też czujnik tlenu przekazujący informacje do sterownika zaopatrzonego w zawór, który dozuje ilość argonu podawanego z butli ciśnieniowej. Argon posiada większą gęstość od powietrza, dzięki czemu nie jest wypierany z aparatury, blokując tym samym możliwość wpływu powietrza do korpusu przenośnika. Gaz ten dozowany jest przez pierścień do dna leja zasypowego.

Wykaz oznaczeń

- przenośniki strunowe,

- komora grzewcza,

- komora schładzania,

- korpus,

- przenośnik ślimakowy,

- otwory,

- agregat prądotwórczy,

- wentylator,

- kosz zasypowy przenośnika ślimakowego,

- czujnik wilgotności,

- element sterujący,

- falownik,

- silnik elektryczny,

- czujnik tlenu,

- pierścień,

- pokrywa,

- otwory,

- sterownik,

- butla,

- kosz zasypowy.

PL 234 449 B1

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Urządzenie do wytwarzania toryfikatu z biomasy posiadające zespół suszarniczy i przenośnik ślimakowy mający cylindryczny korpus, znamienne tym, że zawiera przenośniki strunowe (1), pod którymi znajduje się komora grzewcza (2) i komora schładzania (3) z umieszczonym w nich korpusem (4) przenośnika ślimakowego (5), który ma w górnej części otwory (6), zaś komora grzewcza połączona jest z kolektorem wydechowym silnika spalinowego agregatu prądotwórczego (7), korzystnie pracującego w instalacji biogazowni, a komora schładzania połączona jest z wentylatorem (8), natomiast w koszu zasypowym (9) przenośnika ślimakowego jest czujnik wilgotności (10) połączony z elementem sterującym (11), który za pośrednictwem falownika (12) połączony jest z silnikiem elektrycznym (13) przenośnika ślimakowego, oraz w koszu zasypowym jest również czujnik tlenu (14) i pierścień (15) dozujący gaz szlachetny.
2. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że komora grzewcza (2) i komora schładzania (3) zamknięte są pokrywą (16) mającą otwory (17).
3. 3. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że pod wylotem najniżej położonego przenośnika strunowego (1) znajduje się kosz zasypowy (9) przenośnika ślimakowego.
4. 4. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zawiera sterownik (18) połączony z czujnikiem tlenu (14), pierścieniem (15) oraz butlą (19) z gazem szlachetnym cięższym od powietrza.

   PL 234 449 Β1