PT90915B

PT90915B - Processo para a carbonizacao de madeira pare a producao de carvao de madeira

Info

Publication number: PT90915B
Application number: PT90915A
Authority: PT
Inventors: Hans-Jurgen Weiss; Jorg Schmalfeld; Ingo Dreher; Johannes Arnhold
Original assignee: Metallgesellschaft Ag
Priority date: 1988-06-21
Filing date: 1989-06-20
Publication date: 1994-12-30
Also published as: ZA894719B; US4935099A; GR3004116T3; CA1311708C; AU2584988A; BR8902985A; EP0347972A1; PT90915A; AU603490B2; DE3820913A1; EP0347972B1; ES2029371T3; DE58900691D1

Description

DESCRIÇÃO

DA

PATENTE DE INVENÇÃO

N.°

915

REQUERENTE:

EPÍGRAFE:

METALLGE SELLSCHAFT AKTIENGESELLSCHAFT,alemã, com sede em Reuterweg 14, D-6000 Frankfurt am Main, República Federal da Alemanha.

PROCESSO PARA A CARBONIZAÇAO DE MADEIRA PARA A PRODUÇÃO DE CARVÃO DE MADEIRA

INVENTORES: Dr.-Ing.Hans-Jurgen Weiss, Dr.-Ing. Jõrg

Schmalfeld, Dr.-Ing. Ingo Dreher e Dipl.-Ing.Johannes Arnhold.

Reivindicação do direito de prioridade ao abrigo do artigo 4.° da Convenção de Paris de 20 de Março de 1883.

República Federal da Alemanha, em 21 de Junho de 1988, sob o n^s. P 38 20 913.6.

INPI. MOO. 113 RF 10732

AL1C-ESELLSGHAFT AKDIEKGSSELLSCHAFT

PROCESSO PARA A OAR3OKIZAQÃO DE MADEIRA PARA A PRODUÇÃO DE

CARVÃO DE MADEIRA

A presente invenção diz respeito a um processo para a carbonização de madeira em leito móvel num reactor de cuba, percorrido por uma corrente de gases de arrastamento quentes, para a produção de carvão de madeira.

A invenção tem como objectivo realizar a carbonização de maneira económica e o mais possível limpa para o meio ambiente. De acordo ccm a presente invenção, isso consegue-se retirando um gás de carbonização que contem os gases e os vapores produzidos pela carbonização da extremi dade superior do reactor de cuba e conduzindo directumente estes gases para uma câmara de combustão, fazendo arder o gás extraído numa primeira secção da câmara de combustão com ar numa proporção desde inferior à esteqrionefrica atá à estequiometrica, a temperaturas compreendidas entr* Por e 1250-0, retirando da primeira secção uma te dos gases da combustão, arrefecendo-os a temperaturas de cerca de a 900^uC e alimentando-os como gas de lavo:gem ao reactor de cuba e, numa segunda sec;ão da câmara de combustão, queimando completamente o gas de descarga com alimentação de ar numa quantidade superior a quantidade estequiometrica. υ gás de descarga retirado superiormente do reactor de cuba e conduzido sem arrefecimento e evitando assim a formação de condensados para a câmara de combustão.

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Outras propriedades características do processo são esclarecidas com o auxilio do desenho anexo

A madeira em pedaços a ser carbonizada, que usual mente contém um teor de humidade compreendido entre 15 e 30^ em peso ou mais, provém de uma tremonha de alimentação (l) e é alimentada por meio de uma tubagem (2) ao reactor de cuba (3)» que, subsequentemente, é também designado na presente memória descritiva como reactor de carbonização.

No reactor, a madeira constitui um leito de material a granel ou um leito móvel que se desloca lentamente para baixo. A carbonização efectua-se em contacto directo com gases de lavagem quentes, que vêm da canalização (4) e são alimentados aproximadamente na zona média do reactor com temperaturas de 450° a 900°0. Por acção da corrente as cendente dos gases de lavagem, a madeira é carbonizada e seca na zona superior do reactor. 0 gás de descarga assim obtido, que consiste em gás de lavagem e gás de carbonização e vapores de carbonização, é retirado da extremidade superior do reactor (3) através da tubagem (6) e alimentam -se os gases de saída a uma câmara de combustão (7). Para evitar a condensação na tubagem (6), pode ser conveniente adicionar uma corrente parcial dos gases de lavagem quentes através da tubagem (5).

A câmara de combustão (7) compreende duas secções ferentes. A primeitubagem (?) em uma precisamente à esa oxidação dos completamente e, caso em que existem condições de combustão di ra secção (7a) alimenta-se ar através da proporção inferior à estequiométrica até tequiométrica, de modo que nessa secção por,entes combustíveis não se realiza com

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L.________

- Jseja possível, livre ou apenas so de ser preci to, alimenta-se os gases da combustão não conteu oxigénio contêm muito pouco oxigénio livre. No caso, por exemplo, no início do funcionamencombustível adicional através da tubagem (10).

A partir da primeira secção (7a) da câmara de combustão retira-se, através da tubagem (ll), a parte necessária dos gases de combustão para realizar a carboniza ção no reactor (3), com temperaturas compreendidas entre 800° e 125O°C.

Estes gases de combustão, dependendo da tempera tura pretendida, são alimentados através de um arrefecedor de pulverização (12), que é alimentado por água que é fornecida através da tubagem (13)· Além de água fresca, pode também utilizar-se nesta operação água de descarga que se obtém no processo.

Dependendo da utilização pretendida do calor, os gases de combustão· quentes da tubagem (ll) podem também ser arrefecidos indirectamente por pre-acuecimento do ar de combustão das tubagens (8) e (9)s.te à temperatura necessária para a carbonização.

gas da combus de vapor de agua de 40 a 60% casos individuais possui uma do intervalo de 480° a 9CO°C carbonização (3) como gás de arrefecido que contém um teor em volume e de acordo com os temperatura compreendida dentro é alimentado ao reactor de lavagem, por intermédio da tubagem (4).

Na câmara de combustão (7), entram os restantes gases na segunda secção (7b) e são aí completamente queimaBAD ORIGINAL

- / _ dos com ar proveniente da canalização (9), isto é, con um excesso de oxigénio. Desta maneira, eliminam-se substancial mente os componentes que provocam perturbações. Cs gases da combustão podem, portanto, ser usualmente retirados da tuba gem (15) sem tratamento ulterior e conduzidos para a atmosfera através da chaminé (1.6).

Como alternativa, é também possivelmente conveniente pré-aquecer o ar de combustão das tubagens (δ) e (9) por permuta directa de calor com os gases de escape da tubagem (15), o que não é ilustrado no desenho.

carvão de madeira produzido no reactor de carbonização (3) e arrefecido na secção inferior do reactor. Para esse efeito, serve gás de arrefecimento, que é alimentado a temperaturas de cerca de 30 a óO°C, através da tubagem (16), que atravessa para cima o leito móvel do reactor (3), é aspirado para a tubagem (17) e é recirculado em circuito fechado através de um arrefecedor de gases por via hú mida (l8) e da tubagem (16). A água de arrefecimento provém da tubagem (19) e sai do arrefecedor através da tubagem (2C).

A agua de esgoto da tubagem (20) e parcialmente colocada à temperatura necessária compreendida entre cerca de 20° e 40°C por meio de um arrefecedor posterior (22) e alimentada em circuito fechado para trás para o arrefecedor or via húmida (l8). A água fresca é alimentada pe de gasej la tubagem (23)· Uma corrente parcial da água contém matéria sólida pode ser alimentada ao a com pulveri-ação (12) através da tubagem (13)· :oto sue

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Exemplo 1

Num sistema He processamento acordo com o desenho, madeira de eucalipto em locados, com um teor de humidade de 15% em peso, é carbonizada para se transformar em carvão de madeira com 92% em media de carbono fixo. A temperatura máxima no reactor de carbonização (3) θ igual a 65O°G.

Os seguintes dados referem-se a um quilograma de substância seca de madeira na madeira alimentada. Para o

Λ reactor (3), são alimentados através da tubagem (4) O,75m^JN (m^N = m^ nas condições normais de pressão e temperatura) de gás de lavagem quente com a temperatura de 68O°C. 0 gás de descarga, que deixa 0 reactor (3) com a temperatura máxima de 140°0, é aquecido a l80°0 por mistura de 0,12 m³N de gás de lavagem quente proveniente da tubagem (5)·

Na câmara de combustão, temperaturas de cerca de 1120°C são as prevalecentes. Ao todo, produzem-se na câmade combustão 3 m^N de gases de combustão. No arrefecedor ra ,-1 o 'ulverização (12), consome-s ef ecimenti (16) í a rua de esgoto.

um^ 1em 1 eratura ga s o„ ásPc ^.ela tubagem

1) teu a — 0 Pr: ido é ;alurgia como agent· dutor.

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Num sistema h processamento ^e acordo com o desenho, carboniza-se madeira de carvalho em pedaços, com um teor de humidade de 20% em peso, a uma temperatura máxima de 430° e produz-se nessas condições um carvão de madeira com 82% de carbono fixo em média. 0 carvão de madeira pode, por exemplo, ser utilizado para queimar em grelhas.

As temperaturas de combustão dentro da câmara de combustão são iguais a 935^0· Os dados seguintes referem-se de novo a um quilograma de substância seca da madeira utili zada como alimentação.

Na câmara de combustão, produzem-se gases de combustão numa quantidade total de 3,8 normais e alimenta-se uma corrente parcial de 1,3 m^ normais ao reactor (3) como gases de lavagem quentes, com uma temperatura de 48O°C. 0 gás de lavagem foi primeiramente arrefecido no arrefecedor de pulverização (12) com 0,23 quilogramas de água de esfi fi goto proveniente do ciclo de arreiecmento do gas. 0 gas de descarga deixa o reactor (3) com uma temperatura de cerca de 120°G e é aquecido _ror mistura de 0,24 normal íè gás de leva gem quente proveniente da tubagem (5) até l80°C. A temperatura na tubagem (16) é igual a 40°G e na tubagem (17) e a 250°

Claims

REIVINDICAÇÕES

1.- Processo para a carbonização de madeira em leito móvel num reactor de cuba atravessado por uma corrente de gás de lavagem quente, no qual se introduz a madeira por cima e a partir de cuja zona inferior se retira o carvão de madeira, caracterizado pelo facto de, pela extremidade superior do reactor de cuba, se retirar um gás que contém gases de carbonização e vapores de carbonização e se alimentar directamente esse gás a uma câmara de combustão, se queimar esse gás numa primeira secção da câmara de combustão com ar em uma proporção inferior ã estequiométrica até à proporção estequiométrica a temperaturas compreendidas entre 800° e 125O°C, da referida primeira secção da câmara de combustão se retirar uma parte dos gases de combustão, se arrefecer o gâs até temperaturas de cerca de 450° a 900°C e se alimentar ao reactor de cuba como gâs de lavagem e, numa segunda parte da câmara de combustão, se queimar completamente o gâs de

-8-, carbonização com ar alimentado numa proporção superior ã estequiométrica.
2.- Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de, na zona inferior do reactor de cuba, se arrefecer o carvão de madeira com um gás de arrefecimento que ê recirculado.
3. - Processo de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo facto de se arrefecer o gãs de combustão que foi retirado da primeira secção da câmara de combustão mediante pulverização com água.
4. - Processo de acordo com as reivindicações 2 ou 3, caracterizado pelo facto de se realizar o arrefecimento do gãs de arrefecimento que é recirculado mediante pulverização com ãgua num arrefecedor de gãs por um processo por via húmida e de a ãgua retirada do arrefecedor de gãs por um processo por via húmida ser utilizada pelo menos parcialmente para arrefecer o gãs de combusção retirado da primeira secção da câmara de combustão.
5.- Processo de acordo com a reivindicação 1 ou uma qualquer das reivindicações seguintes, caracterizado pelo facto de se misturar uma corrente parcial do gãs de lavagem com o gãs retirado do reactor de cuba.
6.- Processo de acordo com a reivindicação 1 ou uma qualquer das reivindicações seguintes, caracterizado pelo facto de se aquecer o ar de combustão por permuta indirecta de calor com os gases de combustão da câmara de combustão,