PL65613B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Zgloszenie ogloszono: 31.08.1971 0pis patentowy opublikowano: 26.10.1974 65613 KI. lOa, 38/01 MKP ClOb, 53/02 .''.'-•ii- 5 ' ' ' i Wspóltwórcy wynalazku: Bogumil Perzynski, Ryszard Babicki, Lech Raczynski, Jerzy Freyer Wlasciciel patentu: Instytut Technologii Drewna,1 (Polska) Sposób termicznego rozkladu drewna i/lub innych materialów lignocelulozowych oraz urzadzenie do stosowania tego sposobu 1 Przedmiotem wynalazku jest sposób ciaglego termicznego rozkladu drewna i jego odpadów i/lub innych materialów lignocelulozowych, w tym ksylitów, pestek owocowych, od¬ padów po ekstrakcji garbników, bagassy, w celu otrzymania wegli drzewnych, generatorowych, zarzonych lub wegli 5 aktywowanych i niektórych gazów jako produktów rozkla¬ du, oraz urzadzenie do stosowania tego sposobu.Znany jest sposób ciaglego termicznego rozkladu drewna w retorcie Lambiotfa. Drewno podgrzewa sie w tej retorcie bezprzeponowo za pomoca goracych produktów spalania io gazów niekondensujacych. Proces ten jest przeznaczony przede wszystkim do produkcji kwasu .octowego i metanolu.Powazna wada tego procesu jest miedzy innymi to, ze wystepuja w nim trudnosci w utrzymaniu niskiej zawartosci tlenu wewnatrz retorty. Do procesu tego wymagany jest \s surowiec drzewny w postaci szczap, odpowiadajacych wymaganiom dla surowca przeznaczonego do chemicznego przerobu.Do zweglenia odpadów drewna znany jest proces fluidal¬ ny, proces w retorcie slimakowej, proces w retorcie pionowej 20 o przekroju prostokatnym lub owalnym ogrzewanej przeponowo i bezprzeponowo oraz proces w piecu Herreshoffa.Wada procesu fluidalnego jest to, ze wystepuja w nim powazne trudnosci w wylapywaniu pylu weglowego zawie- 25 szonego w powietrzu, a otrzymanie dalszych produktów, takich jak kwas octowy, metanol i smola z gazów wytlewni- czych jest prawie niemozliwe.W procesie odbywajacym sie w retorcie slimakowej ogrzewanie diewna odbywa sie systemem przeponowym. 30 Wystepuja tu powazne trudnosci w uszczelnieniu retorty oraz w doborze meterialów do konstrukcji slimakowej retorty.Retorta pionowa o przekroju prostokatnym lub owalnym ma równoczesnie ogrzewanie przeponowe i bezprzeponowe, jednak bardzo duza grubosc warstwy zweglanego materialu stwarza powazne trudnosci w sterowaniu procesem.Powstajace w czasie rozkladu produkty gazowe ulegaja spalaniu ijedynym produktem koncowym jest wegiel drzewny.W piecu Herreshoffa stosuje sie przeciwpradowy ruch gazów w stosunku do ruchu masy produktu stalego. Ogrze¬ wanie odbywa sie systemem bezprzeponowym. Ciagly prze¬ plyw gazów nie pozwala na dokladne ustalenie parametrów procesu.Wada wspólna wszystkich wyzej wymienionych znanych procesów jest to, ze prowadzenie kontroli i sterowanie, zachodzacych procesów jest utrudnione. Ponadto ze wzgledu na konstrukcje retort lub pieców odbiór wszystkich lotnych skladników powstalych podczas termicznego rozkladu jest wspólny, przeto rozdzial tak uzyskanej mieszaniny skladni¬ ków lotnych wymaga zastosowania skomplikowanych procesów i drogiej aparatury.Celem wynalazku jest wyeliminowanie wyzej opisanych wad. Dla osiagniecia tego celu postawiono sobie zadanie opracowania procesu, w którym termiczny rozklad drewna odbywalby sie w warunkach kontrolowanych podczas calego czasu trwania pirolizy, i w którym produkty rozkladu drewna pochodzace z poszczególnych okresów pirolizy bylyby kierowane oddzielnie do dalszego przerobu.Wedlug wynalazku zadanie to rozwiazano w ten sposób. 65 6133 ze surowiec przeprowadza sie przez kilka oddzielonych od siebie przeponami stref, przy czym lotne produkty odbiera sie z kazdej strefy oddzielnie, a produkt, staly traktuje sie ewentualnie w jednej lub kilku strefach srodkami aktywuja¬ cymi Dzieki takiemu rozwiazaniu mozna w poszczególnych strefach utrzymywac wymagane parametry wytlewania, a stad mozna uzyskac produkt koncowy o zadanych wlasciwosciach. Odbieranie substancji lotnych z kazdej strefy oddzielnie pozwala na znacznie latwiejsze ich rozdzielania i na uzyskanie czystszych produktów.Urzadzenie do stosowania sposobu wedlug wynalazkujest wielopólkowym piecem zaopatrzonym w mieszadlo, system przeponowego ogrzewania materialu oraz przegrody dzielace go na strefy, przy czym przegrody te sa zaopatrzone w prze¬ pusty, zwlaszcza szczelnie zamykane, sluzace do przeprowa¬ dzania zweglanego materialu z jednej strefy pieca do drugiej.Przepusty miedzystrefowe do zweglonego materialu moga byc wykonane w postaci otworów zaopatrzonych w migaw¬ kowe przepustnice. Do ogrzewania pieca wykorzystuje sie cieplo ze spalania czesci gazów wytlewniczych. Do sporza¬ dzenia mieszanki paliwowo-powietrznej najkorzystniej jest stosowac inzektory.Przyklad wykonania urzadzenia wedlug wynalazku uwidoczniono na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie piec do termicznego rozkladu drewna w prze¬ kroju osiowym, fig. 2 - zamkniecie miedzystrefowe wraz z napedami w widoku z góry, fig. 3 - zamkniecie miedzy¬ strefowe w widoku z boku, a fig. 4 - schemat calego urza¬ dzenia.Piec do zweglania drewna lub innych materialów ligno- celulozowych ma ksztalt pionowego cylindra podzielonego przegrodami 2 na cztery strefy A, B, C, D. Wewnatrz pieca znajduja sie pólki. W kazdej ze stref sa zainstalowane pólki dwojakiego rodzaju, a mianowicie górna pólka 3 majaca w srodku (to jest w poblizu walu 4 mieszadla) pierscieniowy otwór 5, oraz dolna pólka 6 zainstalowana pod przegroda 2.Do walu 4 mieszadla sa przymocowane ramiona 7, które przegarniaja material na pólkach 3 i 6. Ramiona te, sa zao¬ patrzone w nieuwidocznione na rysunku przewody dla czynnika chlodzacego, doprowadzanego z przewodu 24 poprzez wal 4 mieszadla. Ponad piecem 1 jest zainstalowany zasobnik, który jest polaczony z pierwsza strefa A pieca za pomoca miedzystrefowego zamkniecia 9. Analogiczne zamkniecia 9 sa zainstalowane w przegrodach 2 oraz przy dolnym wylocie dla wegla. Konstrukcja miedzystrefowego zamkniecia 9 jest pokazana na fig. 2 i 3. W przegrodzie 2 i pólce 6 jest wykonany cylindryczny kanal 10 zaopatrzony u góry i na dole w migawkowe zasuwy U i 12. Zasuwy te sa poruszane pneumatycznymi silownikami 13, za posred¬ nictwem dzwigni 14.Sterowanie silownikami 13 odbywa sie za pomoca ukladu zaworów i krzywek sterujacych, poruszanych z walu 4 za posrednictwem ukladu przekladni 15. Do doprowa¬ dzenia czynnika grzewczego do pólek 3 i 6 sluza stale polaczenia z rur. Kazda ze stref A, B, C i D jest zaopatrzona w wylotowy króciec 16 dla odprowadzania lotnych pro¬ duktów rozkladu drewna.Jak to pokazano na fig. 4 krócce 16 sa polaczone poprzez. zawory z rura 18 prowadzaca do atmosfery, jak równiez z palnikami inzektorowymi 19 oraz z urzadzeniami 21 sluzacymi do wyodrebniania kondensujacych produktów destylacji. Przewody 25 dla gazów spalinowych sa polaczone z wymiennikiem ciepla, w którym nagrzewa sie czynnik grzewczy doprowadzany do pólek 3 i 6.Urzadzenie dziala w nastepujacy sposób. Z zasobnika 8 65 613 4 material zostaje zsypany na pólke 3 w strefe A pieca 1.Ramiona 7 przegarniaja go po torze spiralnym .do.srodka, gdzie poprzez otwór 5 opada na pólke 6. Na tej pól^e material zostaje przegarniety po torze spiralnym w kierunku na zewnatrz. Po otwarciu zasuwy 11 material wpada do cylindrycznego otworu 10, zamknietego z dolu zasuwa 12.Z chwila zamkniecia górnej zasuwy 11 zostaje otwarta zasuwa 12 i staly material przechodzi do strefy B. W-strefie tej oraz w dalszych strefach C i D przebieg tego materialu jest analogiczny.Ze strefy A skladniki lotne odprowadza sie prawie zawsze do atmosfery, gdyz stanowi je przede wszystkim para wodna.Substancje lotne z stref B, C oraz D odprowadza sie podczas rozruchu pieca do atmosfery, natomiast podczas normalnej pracy doprowadza sie je albo do inzektorowych palników 19, 15 albo tez kieruje sie je do kondensacji i dalszego przerobu w urzadzeniu 21. Z palników inzektorowych gazy spalinowe kieruje sie do wymiennika ciepla 20, z którego uchodza one do atmosfery. Czynnik grzewczy, a zwlaszcza powietrze przeplywajace przez wymiennik 20 przewodem 22 kieruje 20 sie do pólek 3 i 6. Do poszczególnych stref doprowadza sie czynnik grzewczy lub chlodzacy w takich ilosciach, aby utrzymywac zadana temperature, na przyklad w strefie A temperature od 105 do 160°C, w strefie B od 160 do 300°C, w strefie C od 300 do 500°C, w strefie D od 500 do 900°C.Do strefy D mozna przewodem 23 wprowadzac czynnik aktywujacy.Jest rzecza oczywista, ze nie odbiegajac od istoty wyna¬ lazku mozna zastosowac w piecu nie cztery a wiecej stref.Mozna tez zamiast pólek ogrzewajacych uzyc inny uklad grzejników, a zamiast inzektorowych palników - inne znane palniki spalajace paliwo gazowe i/lub ciekle. Mozna wreszcie zastosowac inny system zamkniec miedzystrefowych, na przyklad zasuwy o ruchu posuwistym albo przepusty labiryntowe, slimakowe lub podobne. PL PL

Claims (4)

1. Zastrzezenia patentowe 40 l. Sposób termicznego rozkladu drewna i/lub innych materialów lignocelulozowych, znamienny tym, ze surowiec przeprowadza sie przez kilka oddzielonych od siebie stref A, B, C, D o róznej temperaturze, przy czym lotne produkty odbiera sie z kazdej strefy oddzielnie, a produkt staly traktu- 45 je sie ewentualnie w jednej lub kilku strefach znanymi w za¬ sadzie srodkami aktywujacymi

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze termiczny rozklad drewna prowadzi sie w czterech strefach (A, B, C, D); przy czym w pierwszej strefie (A) utrzymuje sie tempera- S0 ture w zakresie od 105 do 160°C korzystnie 120°C, w dru* giej strefie (B) od 160?C do 300°C korzystnie 280°C, w trzeciej strefie (C) od 300°C do 500°C korzystnie 420°C, a w czwartej strefie (D) od 500° do 900°C korzystnie 700°C.

3. Urzadzenie do stosowania tego sposobu wedlug 55 zastrz. 1, znamienne tym, ze stanowi je wielopólkowy piec (1) zaopatrzony w mieszadlo (4, 7), system przeponowego ogrzewania oraz przegrody (2) dzielace go na strefy, przy czym przegrody te sa zaopatrzone w przepusty (9), zwlasz¬ cza szczelnie zamykane, sluzace do przeprowadzania 60 zweglanego materialu z jednej strefy do drugiej.

4. Urzadzenie wedlug zastrz. 3, znamienne tym, ze prze¬ pusty (9) maja postac otworów (10) wyposazonych w migawkowe przepustnice (11, 12), zaopatrzone zwlaszcza w pneumatyczne silowniki (13) sterowane zwalu (4) & mieszadla.KI. lOa, 38/01 65613 MKP ClOb, 53/02 fig. 3 ^E ngt: JL ^ _£_ ,J_ 2_ !£. JL tli ± a X '4 ¦ / J |M;lTri-| rr *- JfV'UiLiUliiil| IrrrnTfjT LTITTTITTI Inin.iiir T -mirim tainmii —rrrTTrrr)! ¦H1 a b- i i i i 19 .'i 1 i c^J- -cb=3—- -cba- M Fig. i PL PL