RU2781529C2 - Device for production of solid fuel from biomass and method for production of solid fuel - Google Patents
Device for production of solid fuel from biomass and method for production of solid fuel Download PDFInfo
- Publication number
- RU2781529C2 RU2781529C2 RU2020115196A RU2020115196A RU2781529C2 RU 2781529 C2 RU2781529 C2 RU 2781529C2 RU 2020115196 A RU2020115196 A RU 2020115196A RU 2020115196 A RU2020115196 A RU 2020115196A RU 2781529 C2 RU2781529 C2 RU 2781529C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- biomass
- solid fuel
- output
- carbonization furnace
- Prior art date
Links
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 title claims abstract description 68
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 title claims abstract description 61
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 15
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 69
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 claims description 36
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 24
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 19
- 238000010000 carbonizing Methods 0.000 claims description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 2
- 229920001707 polybutylene terephthalate Polymers 0.000 description 38
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 30
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 28
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 15
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 11
- 230000035852 Tmax Effects 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 6
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 6
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 6
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 6
- 240000008528 Hevea brasiliensis Species 0.000 description 5
- 229920002531 Rubberwood Polymers 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 5
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N oxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 5
- 241000218657 Picea Species 0.000 description 4
- 235000008331 Pinus X rigitaeda Nutrition 0.000 description 4
- 241000018646 Pinus brutia Species 0.000 description 4
- 235000011613 Pinus brutia Nutrition 0.000 description 4
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 4
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 4
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 4
- 241000220479 Acacia Species 0.000 description 3
- 235000010643 Leucaena leucocephala Nutrition 0.000 description 3
- 235000008577 Pinus radiata Nutrition 0.000 description 3
- 241000218621 Pinus radiata Species 0.000 description 3
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 241000219495 Betulaceae Species 0.000 description 2
- 241000123611 Dipterocarpaceae Species 0.000 description 2
- 241000218652 Larix Species 0.000 description 2
- 235000005590 Larix decidua Nutrition 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 235000018185 birch Nutrition 0.000 description 2
- 235000018212 birch Nutrition 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 2
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 238000004939 coking Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 1
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory Effects 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 238000004642 transportation engineering Methods 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 238000003911 water pollution Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретение The technical field to which the invention belongs
Настоящее изобретение относится к устройству для получения твёрдого топлива из биомассы и к способу получения твёрдого топлива из биомассы.The present invention relates to a device for producing solid fuel from biomass and to a method for producing solid fuel from biomass.
Уровень техники State of the art
В прошлом, в Патентном документе 1, проводили полукарбонизацию (полукоксование) путем формования под давлением при нагревании измельченной в порошок (пылевидной, пульверизованной) биомассы, и таким образом, получали биококс, имеющий отличную прочность. In the past, in
Список цитирования Citation list
Патентная литератураPatent Literature
Патентный документ 1: Опубликованный патент Японии № 4088933Patent Document 1: Japanese Patent Published No. 4088933
Краткое изложение изобретения Brief summary of the invention
Техническая проблема Technical problem
Для твёрдого топлива важно подавить генерирование тепла (саморазогревание) при обращении с ним, но в вышеупомянутом Патентном документе 1 не описана проблема саморазогревания и решение этой проблемы. For a solid fuel, it is important to suppress the generation of heat (self-heating) when handling it, but the above-mentioned
Настоящее изобретение выполнено для решения вышеуказанной проблемы, и The present invention has been made to solve the above problem, and
цель настоящего изобретения заключается в разработке твёрдого топлива из биомассы, в котором саморазогревание подавлено.the purpose of the present invention is to develop a solid biomass fuel in which self-heating is suppressed.
Решение проблемы Solution
Настоящее изобретение отличается тем, что устройство включает в себя: карбонизационную печь для карбонизации сформованного блока биомассы, чтобы получить твёрдое топливо из биомассы; калькулятор выхода для расчета выхода твёрдого топлива из биомассы и/или датчик температуры для измерения температуры карбонизационной печи; и регулятор для управления источником тепла карбонизационной печи; где регулятор управляет источником тепла на основе соотношения между (i) характеристикой саморазогревания твёрдого топлива из биомассы и (ii) выхода и/или температурой карбонизационной печи.The present invention is characterized in that the apparatus includes: a carbonizing furnace for carbonizing a molded biomass block to produce a solid fuel from the biomass; yield calculator for calculating the yield of solid fuel from biomass and/or temperature sensor for measuring carbonization furnace temperature; and a regulator for controlling the heat source of the carbonization furnace; where the controller controls the heat source based on the relationship between (i) the self-heating characteristic of the solid biomass fuel and (ii) the output and/or temperature of the carbonization furnace.
Преимущества изобретенияBenefits of the Invention
Согласно настоящему изобретению, разработано твёрдое топливо из биомассы, в котором подавлено саморазогревание. According to the present invention, a biomass solid fuel in which self-heating is suppressed has been developed.
Краткое описание чертежейBrief description of the drawings
Фигура 1 представляет собой схему технологического процесса, иллюстрирующую процесс получения продукта из исходного материала биомассы с использованием устройства для получения твёрдого топлива по настоящему изобретению.Figure 1 is a process flow diagram illustrating a process for obtaining a product from a biomass feedstock using the apparatus for producing solid fuels of the present invention.
На Фигуре 2 показана схема, иллюстрирующая один вариант осуществления конфигурации системы производственного устройства настоящего изобретения.Figure 2 is a diagram illustrating one embodiment of the system configuration of the manufacturing device of the present invention.
Фигура 3 представляет собой график, демонстрирующий соотношение между характеристикой саморазогревания и выходом твёрдого топлива, когда в качестве исходного материала используется каучуконосное дерево.Figure 3 is a graph showing the relationship between self-heating performance and solid fuel yield when rubber wood is used as a raw material.
Фигура 4 представляет собой график, демонстрирующий соотношение между характеристикой саморазогревания и выходом твёрдого топлива, когда в качестве исходного материала используется акация. Figure 4 is a graph showing the relationship between self-heating performance and solid fuel yield when acacia is used as a raw material.
Фигура 5 представляет собой график, демонстрирующий соотношение между характеристикой саморазогревания и выходом твёрдого топлива, когда в качестве исходного материала используется древесина из вида Dipterocarpaceae.Figure 5 is a graph showing the relationship between self-heating performance and solid fuel yield when wood from the Dipterocarpaceae species is used as a raw material.
Фигура 6 представляет собой график, демонстрирующий соотношение между характеристикой саморазогревания и выходом твёрдого топлива, когда в качестве исходного материала используется сосна Pinus radiata.Figure 6 is a graph showing the relationship between self-heating performance and solid fuel yield when Pinus radiata pine is used as a raw material.
Фигура 7A представляет собой график, демонстрирующий соотношение между характеристикой саморазогревания и выходом твёрдого топлива, когда в качестве исходного материала используется смесь лиственницы, ели и березы.Figure 7A is a graph showing the relationship between self-heating performance and solid fuel yield when a mixture of larch, spruce and birch is used as the starting material.
Фигура 7B представляет собой график, демонстрирующий соотношение между характеристикой саморазогревания и выходом твёрдого топлива, когда в качестве исходного материала используется смесь ели, сосны и пихты.Figure 7B is a graph showing the relationship between self-heating performance and solid fuel yield when a mixture of spruce, pine and fir is used as the raw material.
Фигура 8 является схемой регулирования технологического процесса по варианту осуществления 1.Figure 8 is a process control diagram of
Фигура 9 представляет собой схему регулирования технологического процесса по варианту осуществления 2.Figure 9 is a process control diagram of
Фигура 10 является схемой регулирования технологического процесса по варианту осуществления 3.Figure 10 is a process control diagram of
Описание вариантов осуществления Description of Embodiments
Варианты осуществления Embodiments
Общая конфигурацияGeneral configuration
На Фигуре 1 показана схема технологического процесса для получения твёрдого топлива из исходного материала биомассы (в последующем называется PBT), который необязательно является сортированным и охлажденным продуктом. Исходный материал биомассы подвергается дроблению и измельчению в порошок (пульверизации) на стадии 110, и затем формуется в форме гранул на стадии формования 120 (в последующем называется WP), и в последующем нагревается на стадии нагревания 130. На стадии формования 120 не добавляется связующий материал, такой как связующее, и формование осуществляется просто путем сжимания и прессования измельченной в порошок биомассы. Твёрдое топливо из биомассы (в последующем называется PBT), полученное после стадии нагревания 130, становится продуктом, который может быть подвергнут классифицированию и охлаждению на стадии 140 в случае необходимости.Figure 1 shows a process flow diagram for producing solid fuel from biomass feedstock (hereinafter referred to as PBT), which is optionally a graded and chilled product. The biomass raw material is crushed and pulverized (pulverized) in
Сформованный продукт ненагретой биомассы (Белая гранула: в последующем называется WP), который получен сразу после прохода через стадию формования 120, обладает низкой прочностью и легко разрушается во время обращения с ним, поскольку измельченная в порошок биомасса просто сформована под давлением. Кроме того, она набухает и разрушается в результате поглощения воды.The molded unheated biomass product (White granule: hereinafter referred to as WP), which is obtained immediately after passing through the
Поэтому в настоящем изобретении, сформованный продукт биомассы (WP) нагревают от 150 до 400 °C (карбонизация при низкой температуре) на стадии нагревания 130 (вращающаяся печь 2), чтобы получить твёрдое топливо из биомассы, имеющее прочность и водостойкость, при сохранении формы сформованного продукта (Гранулирование до высушивания: в последующем называется PBT). Для вышеуказанной стадии дробления и измельчения в порошок 110, стадии формования 120 и стадии нагревания 130, могут быть использованы стадии производства твёрдого топлива из биомассы, описанные в международной заявке № PCT/JP2015/78552. Therefore, in the present invention, the molded biomass product (WP) is heated from 150 to 400°C (low temperature carbonization) in the heating step 130 (rotary kiln 2) to obtain a biomass solid fuel having strength and water resistance while maintaining the shape of the molded product (Granulation before drying: hereinafter referred to as PBT). For the above crushing and powdering
Фигура 2 является схемой конфигурации одного варианта осуществления системы для стадии нагревания 130. Устройство для получения твёрдого топлива из биомассы настоящего изобретения включает в себя загрузочный бункер 1, вращающуюся печь 2 в качестве карбонизационной печи и регулятор 3. WP, находящийся на хранении в загрузочном бункере 1, поступает во вращающуюся печь 2 и нагревается с получением PBT (твёрдое топливо из биомассы). Полученный PBT транспортируется с использованием конвейера 5.Figure 2 is a diagram of the configuration of one embodiment of the system for the
В одном варианте осуществления настоящего изобретения, вращающаяся печь 2 является печью с внешним типом нагревания, причем нагретый газ из внешнего источника тепла 6 поступает из входного патрубка 21 на внешней стороне корпуса печи 20 и выходит из выходного патрубка 22, и таким образом, происходит косвенное нагревание. Регулятор 3 контролирует внешний источник тепла 6, чтобы надлежащим образом изменять температуру нагретого газа во входном патрубке 21 (температура на входе нагретого газа Tgin) и регулирует температуру вращающейся печи 2. Показанная на Фигуре 2 вращающаяся печь имеется противоточная система, в которой поток нагреваемого объекта (PBT) и поток нагретого газа направлены противоположно друг другу. Однако прямоточная система также может быть использована. Концентрация кислорода во вращающейся печь 2 регулируется на уровне 10% или ниже.In one embodiment of the present invention, the
Измерительный прибор 31 для измерения количества сырья, измеряющий количество V1 сырья WP, предусмотрен выше по потоку от вращающейся печи 2, и измерительный прибор 32 для измерения количества продукта, измеряющий количество V2 продукта PBT, предусмотрен ниже по потоку от вращающейся печи 2. Измеренное количество V1 сырья WP и количество V2 продукта PBT выводятся в регулятор 3, и калькулятор выхода 3a рассчитывает выход Y во вращающейся печи 2 (стадия нагревания 130). В настоящем изобретении выход Y означает выход твёрдого вещества (равен массовому выходу).A raw material
Количество V1 сырья WP и количество V2 продукта PBT можно определить путем расчета с использованием объёмной плотности WP и PBT, которые измерены заранее, и изменения объема в течение заданного времени, или можно определить путем измерения массы твёрдого топлива. Измерительный прибор 31, измеряющий количество сырья, и измерительный прибор 32, измеряющий количество продукта могут соответствующим образом изменяться согласно соответствующим способам.The amount V1 of the raw material WP and the amount V2 of the product PBT can be determined by calculation using the bulk density WP and PBT measured in advance and the change in volume over a given time, or can be determined by measuring the mass of the solid fuel. The raw
Датчик температуры 41 предусмотрен внутри корпуса 20 вращающейся печи 2 с целью измерения температуры T1 внутри вращающейся печи. Датчик температуры 42 предусмотрен на выходе из вращающейся печи 2 с целью измерения температуры Т2 на выходе вращающейся печи (то есть, температуры PBT, сразу после его производства). Значения T1, а также T2 выводятся в регулятор 3. В одном варианте осуществления настоящего изобретения температуру вращающейся печи 2 можно определить на основе только одного значения температуры T1 внутри вращающейся печи и температуры Т2 на выходе вращающейся печи. При использовании одной температуры T1 внутри вращающейся печи, датчик температуры 42 может отсутствовать в промышленном устройстве. При использовании только температуры T2 на выходе вращающейся печи, датчик температуры 41 может отсутствовать в промышленном устройстве. A
Регулятор 3 регулирует температуру нагретого газа на входе 21 (температура входящего нагретого газа). Используется известный способ регулирования температуры нагретого газа. В этом способе регулирование температуры входящего нагретого газа Tgin осуществляется на основе, по меньшей мере, одного параметра, выбранного из выхода Y, температуры T1, и температуры T2. В варианте осуществления 1, описанном ниже, регулирование осуществляется на основе выхода Y. В варианте осуществления 2, регулирование осуществляется на основе температуры (температур) T1 и/или T2. В варианте осуществления 3, регулирование осуществляется на основе (i) выхода Y и (ii) температуры T1 и/или T2.The
Регулирование характеристики саморазогреванияAdjustment of the self-heating characteristic
При обращении с твёрдым топливом необходимо решить проблему уменьшения генерирования тепла (саморазогревания) во время хранения и транспортировки. В качестве показателя характеристики саморазогревания известен тест характеристики саморазогревания, описанный в "UNITED NATIONS Recommendations on the TRANSPORT OF DANGEROUS GOODS: Manual of Test и Criteria: 5th revised Edition: Test method for Саморазогревания substances" (Рекомендации ООН по транспорту опасных товаров: Справочник по испытаниям и критериям: 5е переработанное издание: Метод испытания для саморазогревающихся веществ), и подробности для твёрдого топлива изложены ниже. When handling solid fuels, it is necessary to solve the problem of reducing heat generation (self-heating) during storage and transportation. As an indicator of self-heating performance, the self-heating performance test described in "UNITED NATIONS Recommendations on the TRANSPORT OF DANGEROUS GOODS: Manual of Test and Criteria: 5 th revised Edition: Test method for Self-heating substances" is known. Tests and Criteria: 5th revised edition: Test method for self-heating substances), and details for solid fuels are given below.
Образец загружают в контейнер из нержавеющей стали (куб с длиной стороны 100 мм) и контейнер подвешивают внутри термостатируемого шкафа при температуре 140 °C, и температуру материала непрерывно измеряют в течение 24 часов. Наивысшую температуру твёрдого топлива определяют как “максимально достижимую температуру”. Материал, который воспламеняется или в котором наблюдается повышение температуры до 200°C или выше определяется как саморазогревающий материал.The sample is loaded into a stainless steel container (cube with a side length of 100 mm) and the container is hung inside an oven at a temperature of 140 °C, and the temperature of the material is measured continuously for 24 hours. The highest temperature of a solid fuel is defined as the “maximum achievable temperature”. A material that ignites or exhibits a temperature rise of 200°C or more is defined as a self-heating material.
Характеристику саморазогревания твёрдого топлива из биомассы можно контролировать путем регулирования выхода Y и/или температуры вращающейся печи 2, которая будет находиться в заданном диапазоне, как описано в следующих вариантах осуществления 1 - 3.The self-heating performance of the biomass solid fuel can be controlled by adjusting the output Y and/or the temperature of the
Вариант осуществления 1: регулирование по выходуEmbodiment 1: output control
На Фигурах 3 - 7B и в Таблице 1, приведенных ниже, показана взаимосвязь между максимально достижимой температурой образца, при проведении вышеуказанного испытания характеристики саморазогревания, и выходом Y (также называется "Выход твёрдого вещества Y") для PBT, с использованием в качестве необработанного материала различных биомасс. Выход Y представляет собой величину, рассчитанную по формуле (100 × сухая масса после нагревания / сухая масса до нагревания) (%). На Фигуре 3 показана взаимосвязь между выходом твёрдого вещества и максимально достижимой температурой PBT с использованием каучуконосного дерева в качестве исходного материала. Figures 3 to 7B and Table 1 below show the relationship between the maximum achievable sample temperature when performing the above self-heating performance test, and Y yield (also referred to as "Y solid Y yield") for PBT using as raw material various biomasses. Yield Y is the value calculated by the formula (100 × dry weight after heating / dry weight before heating) (%). Figure 3 shows the relationship between solids yield and the maximum achievable PBT temperature using rubber wood as a starting material.
Оценка на основе указанных показателей демонстрирует определенную взаимосвязь между выходом Y и характеристикой саморазогревания (повышение температуры в вышеуказанном испытании) PBT. Например, на Фигуре 3 и в Таблице 1 установлено, что, когда выход Y равен или превышает нижний предел величины Yмин (приблизительно больше чем 76,8% и 83,4% или меньше), максимально достижимая температура в испытании характеристики саморазогревания снижается до значения меньше, чем 200°C.Evaluation based on these indicators shows a certain relationship between the Y yield and the self-heating performance (temperature rise in the above test) of PBT. For example, in Figure 3 and Table 1, when the output Y is equal to or exceeds the lower limit of the Ymin value (more than about 76.8% and 83.4% or less), the maximum achievable temperature in the self-heating performance test is reduced to less than 200°C.
Таким образом, возможно получение PBT, имеющего пониженную температуру саморазогревания, путем назначения нижнего предела величины Yмин для выхода Y как заданного порогового значения и регулирования температуры нагретого газа таким образом, чтобы выход Y был равен или превышал это значение нижнего предела Yмин. Поскольку выход Y снижается с увеличением температуры вращающейся печи 2 (стадия нагревания 130), устанавливается, что температура вращающейся печи 2 является слишком высокой, если выход Y меньше, чем значение нижнего предела. Поэтому принимается решение, что температура нагретого газа на входе Tgin должна быть снижена.Thus, it is possible to obtain a PBT having a lower self-heating temperature by setting the lower limit value Ymin of the output Y as a predetermined threshold value and adjusting the temperature of the heated gas so that the output Y is equal to or greater than this lower limit value Ymin. Since the output Y decreases with increasing temperature of the rotary kiln 2 (heating step 130), it is determined that the temperature of the
Кроме того, в Таблице 1, ниже, показана взаимосвязь между повышением температуры, вызванным саморазогреванием твёрдого топлива, и количеством летучего вещества (в сухой беззольной массе) в твёрдом топливе. Другими словами, при малом содержании летучего вещества (в сухой беззольной массе) в твёрдом топливе максимально достижимая температура в испытании характеристики саморазогревания становится выше, это указывает на то, что эффект саморазогревания возрастает. Поэтому при осуществлении выбора значения Yмин можно принимать во внимание количество летучего вещества (в сухой беззольной массе).In addition, Table 1 below shows the relationship between the temperature increase caused by self-heating of solid fuels and the amount of volatile matter (in dry ash-free mass) in solid fuels. In other words, when the volatile content (dry ashless mass) of the solid fuel is low, the maximum achievable temperature in the self-heating performance test becomes higher, indicating that the self-heating effect is increasing. Therefore, when choosing the Ymin value, the amount of volatile matter (in dry ash-free mass) can be taken into account.
С другой стороны, чрезмерно высокое значение выхода Y означает, что температура вращающейся печи 2 является низкой, и по поэтому карбонизация PBT становится недостаточной, приводя к таким проблемам, как прочность, водостойкость, и загрязнение отработанной воды во время хранения PBT (смотрите вышеуказанную заявку PCT/JP2015/78552). Следовательно, верхний предел величины Yмакс выхода Y задается заранее, и если величина Y превышает Yмакс, принимается решение о повышении температуры нагретого газа на входе, то есть, температуры Tgin.On the other hand, an excessively high output value of Y means that the temperature of the
В одном варианте осуществления, Yмакс можно определить на основе водостойкости, когда твёрдое топливо погружают в воду (независимо от того, может ли сохраняться форма гранулы или нет при погружении в воду). Твёрдое топливо, которое не может сохранить форму гранулы после погружения в воду, может разрушаться дождевой водой, или тому подобным, когда топливо хранится на открытом воздухе, что приводит к проблемам при обращении с ним. Таким образом, предпочтительно, чтобы твёрдое топливо сохраняло форму гранулы, даже в случае погружения в воду твёрдого топлива. Как показано ниже в Таблице 1, в случае, когда выход Y является слишком высоким (то есть, температура нагревания при производстве PBT является слишком низкой), невозможно сохранение взаимного связывания или адгезии между измельченными в порошок частицами биомассы, и гранула разрушается в случае погружения в воду твёрдого топлива. Следовательно, величина Yмакс может определяться таким образом, чтобы при максимальном выходе твёрдое топливо не разрушалось при погружении в воду (другими словами, твёрдое топливо обладает водостойкостью). Кроме того, величина Yмакс может определяться с учетом значения механической долговечности после погружения в воду твёрдого топлива. Если выход превышает величину Yмакс, то повышается температура нагретого газа на входе Tgin, и таким образом, может быть получено твёрдое топливо из биомассы с улучшенной водостойкостью. In one embodiment, Ymax can be determined based on water resistance when the solid fuel is immersed in water (regardless of whether the pellet shape can be maintained or not when immersed in water). Solid fuel that cannot retain its pellet shape after being immersed in water may be destroyed by rainwater or the like when the fuel is stored outdoors, resulting in handling problems. Thus, it is preferable that the solid fuel retains its pellet shape, even when the solid fuel is immersed in water. As shown in Table 1 below, in the case where the yield of Y is too high (that is, the heating temperature in the production of PBT is too low), the mutual bonding or adhesion between the powdered biomass particles cannot be maintained, and the granule is destroyed when immersed in solid fuel water. Therefore, the value of Ymax can be determined in such a way that, at maximum output, the solid fuel does not break down when immersed in water (in other words, the solid fuel is water resistant). In addition, the value of Ymax can be determined taking into account the value of mechanical durability after immersion in water of solid fuel. If the output exceeds the Ymax value, then the temperature of the heated gas at the inlet Tgin rises, and thus a solid biomass fuel with improved water resistance can be obtained.
Величина Yмакс для PBT может определяться на основе химического потребления кислорода (ХПК) при погружении в воду и/или индекса измельчаемости Hardgrove (HGI), или тому подобного, дополнительно или вместо вышеуказанных критериев на основе водостойкости твёрдого топлива. Химическое потребление кислорода означает величину ХПК, найденную в соответствии со стандартом JIS K0102 (2010)-17 для образца воды погружения для определения ХПК, полученную согласно сообщению Японского Агентства по окружающей среде №13 "(A) Способ определения металлов или тому подобного, содержащихся в промышленных сточных водах", 1973. Когда выход Y является слишком высоким (то есть, температура нагревания при производстве PBT является слишком низкой), величина ХПК становится высокой, и таким образом, во время хранения PBT на открытом воздухе могут возникать проблемы, такие как увеличение элюирования органического вещества, в том числе смолистого компонента под действием дождевой воды или тому подобного. Поэтому, например, когда исходный материал биомассы представляет собой каучуконосное дерево, можно определить Yмакс как максимальный выход при значении ХПК предпочтительно равном 1000 мг/л или меньше. Если выход превышает величину Yмакс, то принимается решение, что температура нагретого газа на входе Tgin должна быть повышена, и таким образом, можно получить твёрдое топливо из биомассы с пониженным значением ХПК.The Ymax value for PBT may be determined based on chemical oxygen demand (COD) when immersed in water and/or Hardgrove Grindability Index (HGI) or the like, in addition to or instead of the above criteria based on the water resistance of the solid fuel. Chemical oxygen demand means the COD value found in accordance with JIS K0102 (2010)-17 for COD immersion water sample obtained according to Japan Environment Agency Publication No. 13 "(A) Method for detecting metals or the like contained in industrial waste water", 1973. When the output Y is too high (that is, the heating temperature in the production of PBT is too low), the COD value becomes high, and thus, during outdoor storage of PBT, problems such as an increase in eluting organic matter including a resinous component by rainwater or the like. Therefore, for example, when the raw material of the biomass is a rubber tree, Ymax can be defined as the maximum yield at a COD value of preferably 1000 mg/l or less. If the yield exceeds the Ymax value, then it is decided that the temperature of the heated gas at the inlet Tgin should be increased, and thus a solid biomass fuel with a reduced COD value can be obtained.
В некоторых случаях, например, когда твёрдое топливо получают с использованием акации или Pinus radiata в качестве исходного материала, как показано ниже в Таблице 1, когда температура нагревания является сравнительно низкой, ХПК может повышаться во время нагревания. Предположительно это вызвано тем, что смолистый компонент в исходном материале не подвергается испарению из-за относительно низкой температуры нагревания, и смолистый компонент легче элюируется из-за разложения целлюлозы и тому подобного путем карбонизации.In some cases, for example, when a solid fuel is produced using acacia or Pinus radiata as a starting material, as shown in Table 1 below, when the heating temperature is relatively low, COD may increase during heating. This is presumably because the tar component in the raw material does not undergo evaporation due to the relatively low heating temperature, and the tar component is more easily eluted due to the decomposition of cellulose and the like by carbonization.
Индекс измельчаемости Hardgrove (HGI) соответствует стандарту JIS M 8801, причем более высокий индекс твёрдого топлива указывает на лучшую измельчаемость. Когда выход Y является слишком высоким (иными словами, температура нагревания при производстве PBT является слишком низкой), индекс HGI становится маленьким, что может затруднять применение материала в качестве топлива. Следовательно, когда исходный материал биомассы представляет собой, например, каучуконосное дерево, можно определить Yмакс как максимальный выход при предпочтительном значении HGI, равном 20 или больше. Если выход превышает значение Yмакс, то принимается решение, что температура нагретого газа на входе Tgin должна быть повышена, и таким образом, может быть получено твёрдое топливо из биомассы с повышенным индексом HGI.The Hardgrove Grindability Index (HGI) complies with JIS M 8801, with a higher solid fuel index indicating better grindability. When the Y yield is too high (in other words, the heating temperature in PBT production is too low), the HGI index becomes small, which may make it difficult to use the material as a fuel. Therefore, when the starting material of the biomass is, for example, a rubber tree, Ymax can be defined as the maximum yield with a preferred HGI value of 20 or more. If the output exceeds the Ymax value, then it is decided that the temperature of the heated gas at the inlet Tgin should be increased, and thus a solid biomass fuel with an increased HGI index can be obtained.
Как описано выше, путем регулирования температуры нагретого газа на входе Tgin таким образом, чтобы она находилась в диапазоне Yмин≤ Y ≤ Yмакс, возможно получение топлива PBT, имеющего желательные свойства.As described above, by adjusting the temperature of the heated inlet gas Tgin so that it is in the range of Ymin ≤ Y ≤ Ymax, it is possible to obtain a PBT fuel having desirable properties.
На Фигурах 4 - 7B демонстрируется взаимосвязь между выходом твёрдого вещества и максимально достижимой температурой PBT, с использованием следующих исходных материалов, соответственно. Используемым исходным материалом является акация для Фигуры 4, древесина, относящаяся к виду Dipterocarpaceae для Фигуры 5, сосна Pinus radiata для Фигуры 6, смесь 50 масс.% лиственницы, 45 масс.% ели и 5 масс.% берёзы для Фигуры 7A, и смесь 30 масс.% ели, 45 масс.% сосны и 25 масс.% пихты для Фигуры 7B. Аналогично, в случае указанных исходных материалов, когда выход Y был равен или превышал заданное значение, максимально достижимая температура в испытании характеристики саморазогревания снижалась до величины меньше, чем 200 °C. Таким образом, аналогично случаю на Фигуре 3, где каучуконосное дерево используется в качестве исходного материала, возможно снижение показателя саморазогревания PBT путем осуществления регулирования заданного значения нижнего предела Yмин для выхода Y. Верхний предел значения выхода Y определяется, например, на основе показателей водостойкости при погружении PBT в воду, ХПК (химическое потребление кислорода) при погружении в воду и/или HGI (индекс измельчаемости Hardgrove) топлива PBT и тому подобного, при рассмотрении прочности и водостойкости PBT, загрязнения отработанной воды и тому подобного, как в случае каучуконосного дерева. Таким же образом, в случае использования исходного материала биомассы, отличающегося от рассмотренных, может быть осуществлен соответствующий контроль с использованием взаимосвязи между выходом и максимально достижимой температурой. Figures 4-7B show the relationship between solids yield and maximum achievable PBT temperature using the following starting materials, respectively. The starting material used is acacia for Figure 4, wood belonging to the species Dipterocarpaceae for Figure 5, Pinus radiata pine for Figure 6, a mixture of 50 wt.% larch, 45 wt.% spruce and 5 wt.% birch for Figure 7A, and a mixture 30 wt.% spruce, 45 wt.% pine and 25 wt.% fir for Figure 7B. Similarly, in the case of these starting materials, when the yield Y was equal to or greater than the set value, the maximum achievable temperature in the self-heating performance test was reduced to less than 200 °C. Thus, similar to the case in Figure 3, where rubber wood is used as the raw material, it is possible to reduce the self-heating index of PBT by adjusting the set value of the lower limit value Ymin for the output Y. The upper limit value of the output Y is determined, for example, based on the immersion water resistance PBT to water, COD (Chemical Oxygen Demand) when immersed in water, and/or HGI (Hardgrove Grindability Index) of PBT fuel and the like, when considering the strength and water resistance of PBT, waste water contamination and the like, as in the case of rubber tree. In the same way, in the case of using a biomass starting material different from those considered, appropriate control can be carried out using the relationship between the yield and the maximum achievable temperature.
Фигура 8 представляет собой схему регулирования технологического процесса по варианту осуществления 1. В первом варианте осуществления регулирование температуры вращающейся печи 2 осуществляется на основе выхода Y топлива PBT, как описано выше.Figure 8 is a flow control diagram of
На стадии S11 рассчитывают выход Y.In step S11, the yield Y is calculated.
На стадии S12 определяют, является ли рассчитанный выход Y меньше, чем значение нижнего предела Yмин. Если ответ Да, то выход Y является низким, и температура вращающейся печи 2 считается слишком высокой, и таким образом, принимается решение, что температура нагретого газа на входе Tgin должна быть снижена на стадии S16. Если ответ Нет (отрицательный), то поток направляется на стадию S13.In step S12, it is determined whether the calculated output Y is less than the value of the lower limit Ymin. If the answer is Yes, then the output Y is low and the temperature of the
На стадии S13 определяют, является ли выход Y больше, чем верхний предел значения Yмакс. Если ответ Да, то выход Y является высоким, температура вращающейся печи 2 считается слишком низкой, и таким образом, принимается решение, что температура нагретого газа на входе Tgin должна быть повышена на стадии S14. Если ответ Нет, это соответствует условию Yмин ≤ Y ≤ Yмакс, и температура вращающейся печи 2 считается подходящей, и таким образом, на стадии S15 поддерживается температура нагретого газа на входе Tgin.In step S13, it is determined whether the output Y is greater than the upper limit value Ymax. If the answer is Yes, then the output Y is high, the temperature of the
Поток в первом варианте осуществления может быть осуществлен периодически и многократно, как в случае известного автоматического регулирования, или может повторяться в случае необходимости.The flow in the first embodiment may be carried out intermittently and repeatedly, as in the case of known automatic control, or may be repeated if necessary.
Вариант осуществления 2: Регулирование температуры в карбонизационной печиEmbodiment 2: Temperature control in carbonization furnace
В Таблице 1 приведены значения выхода PBT, температуры нагревания на стадии нагревания 130, максимально достижимой температуры при испытании характеристики саморазогревания и тому подобное для различных биомасс в качестве исходного материала.Table 1 lists the output of PBT, the heating temperature in the
Таблица 1Table 1
*сух.: в сухом состоянии*dry: dry
**daf: сухая беззольная масса**daf: dry ashless mass
В Таблице 1, механическую долговечность (DU) после погружения в воду определяют на основе следующего уравнения, в соответствии с Сельскохозяйственным стандартом США, ASAE S 269,4 и Стандартом Германии для каждого твёрдого топлива, погруженного в воду в течение 168 часов.In Table 1, the mechanical durability (DU) after immersion in water is determined based on the following equation, in accordance with the US Agricultural Standard, ASAE S 269.4, and the German Standard for each solid fuel immersed in water for 168 hours.
DU = (m1 / m0) × 100DU = (m1 / m0) × 100
В этом уравнении m0 означает массу образца до обработки вращением, m1 означает массу образца на сите после обработки вращением, где используется ситовидная пластина, имеющая круглые отверстия диаметром 3,15 мм. Термин "разрушается", указанный в Таблице, означает состояние, в котором гранулы твёрдого топлива из биомассы разрушились по той причине, что невозможно сохранение взаимного связывания или адгезии между измельченными в порошок частицами биомассы из-за погружения в воду, и измерение механической долговечности становится невозможным.In this equation, m0 is the mass of the sample before rotation, m1 is the mass of the sample on the sieve after rotation, where a sieve plate having round holes with a diameter of 3.15 mm is used. The term "destroyed" in the Table means a state in which the solid biomass fuel pellets are destroyed because the mutual bonding or adhesion between the powdered biomass particles cannot be maintained due to immersion in water, and the measurement of mechanical durability becomes impossible. .
Из Таблицы 1 следует, поскольку температура T вращающейся печи 2 (температура нагревания на стадии нагревания 130) коррелирует с характеристикой саморазогревания (и выходом Y) PBT, что в варианте осуществления 2, контроль осуществляется на основе температуры вращающейся печи 2 (в одном аспекте, внутренней температуры T1 вращающейся печи). В качестве температуры вращающейся печи 2, может быть использована температура на выходе из вращающейся печи T2, или обе температуры T1 и T2. При одновременном применении T1 и T2 может быть использовано их среднее значение.From Table 1, since the temperature T of the rotary kiln 2 (heating temperature in the heating stage 130) correlates with the self-heating characteristic (and output Y) of PBT, that in
Конкретно, наивысшая температура среди температур нагревания T1, где характеристика саморазогревания ниже, чем 200 °C, устанавливается заранее как Tмакс. Например, в случае каучуконосного дерева, когда температура нагревания составляет 250 °C или ниже, характеристика саморазогревания подавляется до значения меньше, чем 200 °C, и поэтому контроль осуществляется при значении Tмакс = 250°C. С другой стороны, когда температура нагревания T1 является слишком низкой, возникают проблемы, такие как прочность и водостойкость PBT и загрязнение отработанной воды, как описано выше. Поэтому значение нижнего предела Tмин для температуры нагревания T1 устанавливается заранее (например, Tмин =200 °C для каучуконосной древесины), и регулирование осуществляется так, чтобы выполнялось условие Tмин ≤ T1 ≤ Tмакс. Например, Tмин может быть наименьшей температурой среди температур нагревания, приводящих к топливу PBT, которое не разрушается, когда его погружают в воду, и обладает водостойкостью. Кроме того, может учитываться показатель механической долговечности после погружения в воду. В качестве альтернативы, Tмин может быть определена на основе ХПК (химическое потребление кислорода) при погружении в воду и/или HGI (показатель измельчаемости) PBT. Например, когда исходный материал биомассы представляет собой каучуконосное дерево, Tмин может быть наименьшей температурой среди температур T1, при которой показатель ХПК предпочтительно составляет 1000 мг/л или меньше. В качестве альтернативы, когда биомасса исходного материала представляет собой каучуконосное дерево, Tмин быть наименьшей температурой среди температур T1, при которой показатель HGI предпочтительно равен 20 или больше. Вариант осуществления 2 будет описан с использованием внутренней температуры T1 вращающейся печи, но вместо этого может быть использована температура T2 на выходе из вращающейся печи, или T1 и T2 могут быть использованы вместе, если это целесообразно.Specifically, the highest temperature among the heating temperatures T1, where the self-heating characteristic is lower than 200°C, is set in advance as Tmax. For example, in the case of rubber wood, when the heating temperature is 250°C or lower, the self-heating characteristic is suppressed to less than 200°C, and therefore control is carried out at Tmax = 250°C. On the other hand, when the heating temperature T1 is too low, problems such as strength and water resistance of PBT and pollution of waste water occur, as described above. Therefore, the value of the lower limit Tmin for the heating temperature T1 is set in advance (for example, Tmin =200 °C for rubber wood), and the regulation is carried out so that the condition Tmin ≤ T1 ≤ Tmax is fulfilled. For example, Tmin may be the lowest temperature among heating temperatures resulting in a PBT fuel that does not break down when immersed in water and is water resistant. In addition, a measure of mechanical durability after immersion in water can be taken into account. Alternatively, Tmin can be determined based on COD (Chemical Oxygen Demand) when immersed in water and/or HGI (Grinability Index) PBT. For example, when the biomass starting material is a rubber tree, Tmin may be the lowest temperature among the temperatures T1 at which the COD value is preferably 1000 mg/L or less. Alternatively, when the starting material biomass is a rubber tree, Tmin is the lowest temperature among the temperatures T1 at which the HGI is preferably 20 or more.
Фигура 9 представляет собой схему регулирования для второго варианта осуществления технологического процесса.Figure 9 is a control diagram for the second embodiment of the process.
На стадии S21 измеряется температура T1 внутри вращающейся печи.In step S21, the temperature T1 inside the rotary kiln is measured.
На стадии S22 определяется, является ли T1 меньше, чем значение нижнего предела Tмин. Если ответ Да, то температура вращающейся печи 2 является слишком низкой, и таким образом, принимается решение, что температура нагретого газа на входе Tgin должна быть повышена на стадии S26. Если ответ Нет, то поток направляется на стадию S23. In step S22, it is determined whether T1 is less than the lower limit value Tmin. If the answer is Yes, then the temperature of the
На стадии S23, определяется является ли T1 больше верхнего предельного значения Tмакс. Если ответ Да, то температура вращающейся печи 2 считается слишком высокой, и таким образом, принимается решение, что температура нагретого газа на входе Tgin должна быть снижена на стадии S24. Если ответ Нет, это удовлетворяет условию Tмин ≤ T1 ≤ Tмакс, температура вращающейся печи 2 является подходящей, и таким образом, температура нагретого газа на входе Tgin поддерживается на стадии S25.In step S23, it is determined whether T1 is greater than the upper limit value Tmax. If the answer is Yes, then the temperature of the
Поток во втором варианте осуществления может быть осуществлен периодически и многократно, как в случае известного автоматического регулирования, и может повторяться в случае необходимости.The flow in the second embodiment can be carried out intermittently and repeatedly, as in the case of known automatic control, and can be repeated if necessary.
Вариант осуществления 3: Контроль по выходу и температуреEmbodiment 3: Output and temperature control
Фигура 10 является схемой регулирования технологического процесса третьего варианта осуществления. В этом варианте осуществления выполняется регулирование с высокой точностью с использованием показателей выхода, а также температуры вращающейся печи 2. Хотя на Фигуре 10 описано использование внутренней температуры T1 вращающейся печи таким же образом, как во втором варианте осуществления, может быть использована температура T2 на выходе из вращающейся печи, или T1, а также T2 могут быть целесообразно использованы. При одновременном применении T1 и T2 может быть использовано их среднее значение. В варианте осуществления 3, верхнее предельное значение Yмакс и значение нижнего предела Yмин для выхода Y можно определить таким же образом, как в варианте осуществления 1, и верхнее предельное значение температуры Tмакс и нижний предел температуры Tмин можно определить таким же образом, как в варианте осуществления 2. Эти значения предварительно устанавливают в регуляторе устройства для получения твёрдого топлива из биомассы.Figure 10 is a process control diagram of the third embodiment. In this embodiment, high-precision control is performed using the output as well as the temperature of the
На стадии S31 рассчитывается выход Y.In step S31, the output Y is calculated.
На стадии S32 определяется, является ли рассчитанный выход Y меньше, чем значение нижнего предела Yмин. Если ответ Да, то выход Y является низким, и температура вращающейся печи 2 является слишком высокой, и таким образом, принимается решение, что температура нагретого газа на входе Tgin должна быть снижена на стадии S39. Если ответ Нет, то поток направляется на стадию S33.In step S32, it is determined whether the calculated output Y is less than the value of the lower limit Ymin. If the answer is Yes, then the output Y is low and the temperature of the
На стадии S33 определяется, является ли выход Y больше верхнего предельного значения Yмакс. Если ответ Да, то выход Y является высоким, и температура вращающейся печи 2 считается слишком низкой, и таким образом, принимается решение, что температура нагретого газа на входе Tgin должна быть повышена на стадии S37. Если ответ Нет, это соответствует условию Yмин ≤ Y ≤ Yмакс, и выход Y находится в соответствующем диапазоне, но с целью осуществления регулирования на основе внутренней температуры T1 вращающейся печи, поток направляется на стадию S34.In step S33, it is determined whether the output Y is greater than the upper limit value Ymax. If the answer is Yes, then the output Y is high and the temperature of the
На стадии S34, измеряется внутренняя температура T1 в печи.In step S34, the internal temperature T1 of the furnace is measured.
На стадии S35, определяется является ли T1 меньше, чем значение нижнего предела Tмин. Если ответ Да, то температура вращающейся печи 2 считается слишком низкой, и таким образом, принимается решение, что температура нагретого газа на входе Tgin должна быть повышена на стадии S37. Если ответ Нет, то поток направляется на стадию S36.In step S35, it is determined whether T1 is less than the lower limit value Tmin. If the answer is Yes, then the temperature of the
На стадии S36 определяется, является ли T1 больше, чем верхний предел значения Тмакс. Если ответ Да, то температура вращающейся печи 2 считается слишком высокой, и таким образом, принимается решение, что температура нагретого газа на входе Tgin должна быть понижена на стадии S39. Если ответ Нет, это соответствует условию Tмин≤ T1 ≤ Tмакс, и температура вращающейся печи 2 считается подходящей, и таким образом, на стадии S38 поддерживается температура нагретого газа на входе Tgin.In step S36, it is determined whether T1 is greater than the upper limit of the Tmax value. If the answer is Yes, then the temperature of the
Как описано выше, в варианте осуществления 3, даже если выход Y находится в подходящем диапазоне, температура нагретого газа на входе Tgin может регулироваться, когда внутренняя температура T1 вращающейся печи не находится в подходящем диапазоне, и поэтому улучшается точность контроля. As described above, in
Поток в третьем варианте осуществления может быть осуществлен периодически и многократно, как в случае известного автоматического регулирования, и может повторяться в случае необходимости.The flow in the third embodiment can be carried out intermittently and repeatedly, as in the case of known automatic control, and can be repeated if necessary.
Достигаемые результатыAchieved results
Будут описаны предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения и их результаты. Кроме того, предпочтительно комбинировать множество вариантов осуществления из следующих пунктов (1) - (6).The preferred embodiments of the present invention and their results will be described. In addition, it is preferable to combine a plurality of embodiments from the following items (1) to (6).
(1) Устройство для получения твёрдого топлива из биомассы включает:(1) A device for producing solid fuel from biomass includes:
карбонизационную печь (вращающаяся печь 2) для карбонизации сформованного блока биомассы для того, чтобы получить твёрдое топливо из биомассы; калькулятор выхода 3a для расчета выхода Y твёрдого топлива из биомассы и/или датчики температуры 41 и 42 для измерения температуры карбонизационной печи (T1, T2); и регулятор 3 для регулирования источника тепла 6 карбонизационной печи; причемa carbonizing furnace (rotary kiln 2) for carbonizing the molded biomass block to produce solid fuel from the biomass; output calculator 3a for calculating the yield Y of solid biomass fuel and/or
регулятор 3 регулирует источник тепла на основе взаимосвязи между (i) характеристикой саморазогревания твёрдого топлива из биомассы и (ii) выходом Y и/или температурой карбонизационной печи T1 (которая может быть T2 или обе температуры T1 и T2).the
В результате возможно получение хорошего топлива, в котором подавлено саморазогревание.As a result, it is possible to obtain a good fuel in which self-heating is suppressed.
(2) В регуляторе 3 хранится заданное значение нижнего предела Yмин выхода Y, и когда выход меньше, чем значение нижнего предела Yмин, регулятор снижает температуру источника тепла (температура нагретого газа на входе Tgin). Поскольку существует строгая взаимосвязь между выходом и характеристикой саморазогревания, значение нижнего предела выхода, при котором характеристика саморазогревания приобретает желательное значение или меньше, устанавливается заранее, и таким образом, возможно эффективное производство путем регулирования температуры источника тепла на основе значения нижнего предела.(2)
(3) В регуляторе 3 хранится заданное значение верхнего предела температуры Tмакс карбонизационной печи, и когда температура карбонизационной печи превышает верхнее предельное значение температуры Tмакс, принимается решение, что температура источника тепла должна быть снижена. Поскольку существует строгая взаимосвязь между характеристикой саморазогревания и температурой карбонизационной печи, верхнее предельное значение температуры карбонизационной печи, при котором характеристика саморазогревания приобретает желательное значение или меньше, устанавливается заранее, и таким образом, возможно эффективное производство путем регулирования температуры источника тепла на основе верхнего предельного значения температуры.(3) In
(4) В регуляторе 3 хранится заданное значение верхнего предельного значения Yмакс выхода Y, и когда выход Y превышает верхнее предельное значение Yмакс, принимается решение, что температура источника тепла должна быть повышена. Если выход является излишне высоким, то ухудшаются характеристики PBT (прочность, водостойкость, загрязнение отработанной воды и тому подобное). Следовательно, желательное топливо PBT может быть получено путем задания верхнего предельного значения Yмакс.(4) In
(5) В регуляторе 3 хранится заданное значение нижнего предела температуры Tмин карбонизационной печи, и когда температура карбонизационной печи меньше, чем нижний предел температуры Tмин, принимается решение, что температура источника тепла должна быть повышена. Если температура карбонизационной печи является низкой, то ухудшаются характеристики PBT (прочность, водостойкость, загрязнение отработанной воды и тому подобное). Следовательно, желательное топливо PBT может быть получено путем задания нижнего предела температуры Tмин.(5)
(6) Датчики температуры 41 и 42 соответственно измеряют температуру внутри карбонизационной печи T1 и температуру на выходе из карбонизационной печи T2.(6) The
Регулирующая способность может быть усовершенствована с использованием температуры внутри карбонизационной печи (внутренняя температура печи) T1 и/или температуры (температура на выходе из печи) T2. Температура внутри карбонизационной печи T1 имеет преимущество по точности, а температура T2 на выходе имеет преимущество в том, что температура твёрдого топлива из биомассы может быть измерена непосредственно, причем могут быть достигнуты хорошие характеристики регулирования с соответствующим использованием каждой из температур или их комбинации. Например, регулирование может быть осуществлено на основе среднего значения T1 и T2.The control capacity can be improved using the temperature inside the carbonization furnace (furnace internal temperature) T1 and/or the temperature (furnace outlet temperature) T2. The temperature inside the carbonization furnace T1 has the advantage of accuracy, and the outlet temperature T2 has the advantage that the temperature of the biomass solid fuel can be measured directly, and good control performance can be achieved with the appropriate use of each of the temperatures or a combination thereof. For example, regulation may be performed based on the average of T1 and T2.
Объяснение позиций на чертежахExplanation of positions in the drawings
2 вращающаяся печь2 rotary oven
3 регулятор3 regulator
3a калькулятор выхода3a output calculator
6 источник тепла6 heat source
41, 42 датчики температуры.41, 42 temperature sensors.
Claims (20)
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017194540 | 2017-10-04 | ||
JP2017-194540 | 2017-10-04 | ||
PCT/JP2018/036715 WO2019069860A1 (en) | 2017-10-04 | 2018-10-01 | Device and method for manufacturing biomass solid fuel |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2020115196A RU2020115196A (en) | 2021-11-01 |
RU2020115196A3 RU2020115196A3 (en) | 2022-01-31 |
RU2781529C2 true RU2781529C2 (en) | 2022-10-13 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2524231C2 (en) * | 2012-06-18 | 2014-07-27 | Приватное акционерное общество "Донецксталь"-металлургический завод" | Heat processing of ash-rich and/or low-calorie solid fuel |
RU161775U1 (en) * | 2015-10-06 | 2016-05-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН) | INSTALLATION FOR TORREFICATION OF GRANULATED BIOMASS |
US20170218290A1 (en) * | 2014-10-07 | 2017-08-03 | Ube Industries, Ltd. | Biomass solid fuel |
JP2017145335A (en) * | 2016-02-18 | 2017-08-24 | 三菱重工環境・化学エンジニアリング株式会社 | Biomass Fuel Production Plant |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2524231C2 (en) * | 2012-06-18 | 2014-07-27 | Приватное акционерное общество "Донецксталь"-металлургический завод" | Heat processing of ash-rich and/or low-calorie solid fuel |
US20170218290A1 (en) * | 2014-10-07 | 2017-08-03 | Ube Industries, Ltd. | Biomass solid fuel |
RU161775U1 (en) * | 2015-10-06 | 2016-05-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН) | INSTALLATION FOR TORREFICATION OF GRANULATED BIOMASS |
JP2017145335A (en) * | 2016-02-18 | 2017-08-24 | 三菱重工環境・化学エンジニアリング株式会社 | Biomass Fuel Production Plant |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Любов В.К. и другие. Исследование процесса торрефикации древесины. Вестник Череповецкого Государственного Университета, 2017. 3(78), стр. 38-45. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2018345068B2 (en) | Device and method for manufacturing biomass solid fuel | |
US11920100B2 (en) | Process for producing solid biomass fuel | |
RU2650113C2 (en) | Process of torrefied biomass material preparation using combustible liquid | |
US9523056B2 (en) | Biomass solid fuel | |
Pulka et al. | Is the biochar produced from sewage sludge a good quality solid fuel? | |
AU2011342432A1 (en) | Coal deactivation apparatus | |
Grycová et al. | Torrefaction of biomass pellets using the thermogravimetric analyser | |
Brožek | The effect of moisture of the raw material on the properties briquettes for energy use | |
RU2781529C2 (en) | Device for production of solid fuel from biomass and method for production of solid fuel | |
Jeníček et al. | Spruce and Barley Elemental and Stochiometric Analysis Affected by the Impact of Pellet Production and Torrefaction | |
Ramos-Carmona et al. | Physicochemical characterization of torrefied wood biomass under air as oxidizing atmosphere | |
US11667863B2 (en) | Biomass solid fuel manufacturing method and biomass solid fuel manufacturing device | |
Ivanova et al. | Comparison of technologic parameters of pellets and other solid fuels produced from various raw materials. | |
Monsen et al. | Charcoal in anodes for aluminium production | |
CN105308160A (en) | Solid fuel manufacturing method and manufacturing device | |
US20240002730A1 (en) | Biomass solid fuel manufacturing device | |
Suryaningsih et al. | The analysis of ignition and combustion properties of the burning briquettes made from mixed biomass of rice husk and corn cob | |
GB2592842A (en) | Process for producing solid biomass fuel | |
JP6022259B2 (en) | Solid fuel and method for producing the same | |
CN105021793B (en) | The method and apparatus of the oxygen adsorbance of analytical unit quality semicoke and the application in active carbocoal spontaneous combustion tendency evaluation | |
Arul Kumar et al. | Mechanical, physical and chemical properties of saw dust briquette | |
KR100489679B1 (en) | Method For Producing Metallurgical Coke | |
Matin et al. | Valorizacija ljuske suncokreta nakon konvekcijskog sušenja sjemenki za proizvodnju krutog goriva | |
Larina et al. | Influence of different temperature regimes at torrefaction of chicken litter on yield and properties of products | |
Kumari et al. | WASTE MANAGEMENT USING PELLETIZATION TECHNOLOGY |