SE1051301A1 - A method of controlling a steam dryer, a steam dryer and a bioenergy combination, and the use of the method. - Google Patents
A method of controlling a steam dryer, a steam dryer and a bioenergy combination, and the use of the method. Download PDFInfo
- Publication number
- SE1051301A1 SE1051301A1 SE1051301A SE1051301A SE1051301A1 SE 1051301 A1 SE1051301 A1 SE 1051301A1 SE 1051301 A SE1051301 A SE 1051301A SE 1051301 A SE1051301 A SE 1051301A SE 1051301 A1 SE1051301 A1 SE 1051301A1
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- steam
- drying
- dryer
- circulation system
- steam dryer
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 81
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 296
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 201
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims abstract description 53
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 37
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 23
- 239000002023 wood Substances 0.000 claims description 19
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 12
- 239000003415 peat Substances 0.000 claims description 7
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 6
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 5
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 2
- 239000011368 organic material Substances 0.000 claims description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 23
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 31
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 15
- 230000006870 function Effects 0.000 description 10
- 239000013590 bulk material Substances 0.000 description 9
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 8
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 6
- 241000283011 Rangifer Species 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 3
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 3
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241000711969 Chandipura virus Species 0.000 description 2
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000010986 on-line near-infrared spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 239000010902 straw Substances 0.000 description 2
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000003466 anti-cipated effect Effects 0.000 description 1
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 1
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 1
- 239000003077 lignite Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000011236 particulate material Substances 0.000 description 1
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000010801 sewage sludge Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 150000003505 terpenes Chemical class 0.000 description 1
- 235000007586 terpenes Nutrition 0.000 description 1
- 239000003039 volatile agent Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B21/00—Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects
- F26B21/06—Controlling, e.g. regulating, parameters of gas supply
- F26B21/12—Velocity of flow; Quantity of flow, e.g. by varying fan speed, by modifying cross flow area
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B21/00—Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects
- F26B21/06—Controlling, e.g. regulating, parameters of gas supply
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Drying Of Solid Materials (AREA)
Abstract
Uppfinningen avser ett förfarande för reglering av en àngtork som har ett slutetcirkulationssystem varvid torkànga cirkuleras i cirkulationssystemet med en turbomaskin, ett material torkas genom värmeöverföring från torkångan, materialet separeras fråntorkångan, att åtminstone en parameter hos torkångan och/eller en parameter hos materialetmäts,och att den cirkulerande torkångans massflöde regleras i förhållande till den uppmättaparametern eller de upmätta parametrarna. Uppfinningen avser även en àngtork (1) för torkning av material (2) som regleras enligtförfarandet innefattar ett slutet cirkulationssystem (3), en turbomaskin (5) som är kopplad tillcirkulationssystemet (3)för genererande av ett flöde av torkànga (15) genomcirkulationssystemet,ett torkutrymme (6) som är kopplat till cirkulationssystemet därmaterialet (2) torkas genom värmeöverföring från varm torkànga (15), åtminstone envärmeväxlare (7) som är kopplad till cirkulationssystemet (3) för värmning av torkångan , en separationsanordning (8) som är kopplad till cirkulationssystemet för separerande av dettorkade materialet från torkångan, en mätanordning (M) för mätning av åtminstone enparameter hos torkångan och/eller en parameter hos materialet, och ett styr- ochreglersystem (14) för reglering av den cirkulerande torkångans massflöde i förhållande tillden uppmätta parametern eller de uppmätta parametrarna. Uppfinningen avser även ett bioenergikombinat samt användning av förfarandet vid torkningav olika material. Publiceras med Fig. 1. The invention relates to a method for controlling a steam dryer having an end circulation system in which drying steam is circulated in the circulation system with a turbo engine, a material is dried by heat transfer from the drying steam, the material is separated from the drying steam, at least one parameter of the drying steam and / or a parameter of material is measured. the mass flow of the circulating drying steam is regulated in relation to the measured parameter or parameters. The invention also relates to a steam dryer (1) for drying materials (2) controlled according to the method comprises a closed circulation system (3), a turbo engine (5) connected to the circulation system (3) for generating a flow of drying steam (15) through the circulation system, a drying space (6) connected to the circulation system where the material (2) is dried by heat transfer from hot drying steam (15), at least one heat exchanger (7) connected to the circulation system (3) for heating the drying steam, a separation device (8) connected to the circulation system for separating the dried material from the drying steam, a measuring device (M) for measuring at least one parameter of the drying steam and / or a parameter of the material, and a control and regulating system (14) for controlling the mass flow of the circulating drying steam relative to the measured parameter or the measured parameters. The invention also relates to a bioenergy combination and to the use of the process in the drying of various materials. Published with Fig. 1.
Description
'lO 15 20 30 35 Förfarandet för reglering av en ångtork som har ett slutet cirkulationssystem enligt uppfinningen utmärks främst av att torkànga cirkuleras i cirkulationssystemet med en turbomaskin, ett material torkas genom värmeöverföring från torkångan, materialet separeras från torkångan, att åtminstone en parameter hos torkångan och/eller en parameter hos materialet mäts, och att den cirkulerande torkångans massflöde regleras i förhållande till den uppmätta parametern eller de uppmätta parametrarna. 'lO 15 20 30 35 The method for controlling a steam dryer having a closed circulation system according to The invention is mainly characterized by drying steam being circulated in the circulation system with a turbomachine, a material is dried by heat transfer from the drying steam, the material is separated from the dryer, that at least one parameter of the dryer and / or one parameters of the material are measured, and that the mass flow of the circulating drying steam is regulated in relation to the measured parameter or parameters.
Det material som lämnar ångtorken skall ha torkats ner till en förutbestämd fukthalt.The material leaving the steam dryer must have been dried down to a predetermined moisture content.
Den fukt som skall drivas ut ur materialet för att nå det förutbestämda torkresultatet vid torkningen definieras som ångtorkens torklast. Materialets fukthalt varierar beroende på materialets egenskaper och årstiderna och därmed varierar även torklasten. Ängtorken har en torkkapacitet som är beroende av energin som tillförs den cirkulerande torkångan.The moisture to be expelled from the material to reach the predetermined drying result at drying is defined as the drying load of the steam dryer. The moisture content of the material varies depending on the properties of the material and the seasons and thus the drying load also varies. The steam dryer has a drying capacity that depends on the energy supplied to the circulating drying steam.
Den cirkulerande torkångans massflöde har inverkan på torkkapaciteten med avseende på utdriven mängd fukt fràn det inmatade materialet.The mass flow of the circulating drying steam has an effect on the drying capacity with respect to expelled amount of moisture from the fed material.
Det är fördelaktigt att reglera den cirkulerande torkångans massflöde i förhållande till en uppmätt parameter hos torkångan och/eller en parameter materialet i enlighet med förfarandet. Om den uppmätta parameterns värde är för högt ijämförelse med ett förutbestämt börvärde för parametern regleras den cirkulerande torkångans massflöde adaptivt på ett sådant sätt att parameterns värde sänks och vice versa. Ängtorken har en optimal arbetspunkt för torkkapaciteten och den cirkulerande torkångans massflöde i varje drittsfall av torklast. Genom att reglera en ångtork som har ett slutet cirkulationssystem enligt förfarandet anpassas ångtorkens torkkapacitet till torklasten. Då arbetar ångtorken vid torkkapacitetens optimala arbetspunkt med avseende på energiförbrukningen. Detta innebär att det önskade torkresultatet, en viss materialfukthalt, uppnås med så låg energiförbrukning som möjligt.It is advantageous to regulate the mass flow of the circulating drying steam in relation to one measured parameters of the dryer and / or a parameter material according to procedure. If the value of the measured parameter is too high in comparison with one predetermined setpoint for the parameter is regulated the mass flow of the circulating drying steam adaptive in such a way that the value of the parameter is lowered and vice versa. The steam dryer has an optimal working point for the drying capacity and the circulating drying steam mass flow in each drought case of dry cargo. By regulating a steam dryer that has an end circulation system according to the method, the drying capacity of the steam dryer is adapted to the drying load. Then the steam dryer operates at the optimum operating point of the drying capacity with respect to energy consumption. This means that the desired drying result, a certain material moisture content, achieved with as low energy consumption as possible.
En ångtork av ovan nämnt slag tillförs termisk energi för att torka materialet samt mekanisk energi för att driva turbomaskinen samt andra ingående mekaniska element. Genom att reglera en ångtork som har ett slutet cirkulationssystem enligt förfarandet minskar främst turbomaskinens energiförbrukning. l hittills kända torkanläggningar överskrider ångtorkens torkkapacitet torklasten, och ingen anpassning av torkkapaciteten genomförs, vilket resulterar i stora energiförluster.A steam dryer of the type mentioned above is supplied with thermal energy to dry the material as well as mechanically energy to power the turbomachine and other mechanical components. By regulating a steam dryer having a closed circulation system according to the procedure is mainly reduced the energy consumption of the turbomachine. In hitherto known drying plants, the drying capacity of the steam dryer exceeds the drying load, and no adaptation of the drying capacity is carried out, which results in large energy losses.
Det är fördelaktigt att mätningen av parametern hos torkångan och/eller parametern hos materialet genomförs kontinuerlig vid drift av ångtorken. lO 15 20 30 35 Exempelvis mäts torkängans temperatur i cirkulationssystemet före inmatning av materialet och/eller efter separation av torkängan fràn materialet, eller så mäts materialets fukthalt före inmatningen i ångtorken och/eller efter utmatningen från ångtorken. Även materialets volym eller vikt eller materialets massflöde kontrolleras. Genom att kontinuerligt mäta en eller flera av dessa parametrar ökar möjligheten till effektiv reglering av àngtorken.It is advantageous that the measurement of the parameter of the dryer and / or the parameter of the material is carried out continuously during operation of the steam dryer. lO 15 20 30 35 For example, the temperature of the drying boot in the circulation system is measured before feeding the material and / or after separation of the drying boot from the material, or the moisture content of the material is measured before the input in the steam dryer and / or after the output from the steam dryer. Also the volume of the material or weight or the mass flow of the material is controlled. By continuously measuring one or more of these parameters increases the possibility of effective control of the steam dryer.
Enligt en utföringsform av förfarandet mäts torkängans temperatur i anslutning till att materialet separeras från torkångan i separationsanordningen. Torkångans temperatur i denna position i cirkulationssystemet benämns härefter torkängans returtemperatur.According to an embodiment of the method, the temperature of the drying boot is measured in connection with the material is separated from the drying steam in the separation device. Drying temperature in this position in the circulation system is hereinafter referred to as the return temperature of the drying boot.
Undersökningar har visat att torkängans returtemperatur även kan användas som indikation på materialets slutliga fukthalt efter àngtorken. Om returtemperaturen är lägre än ett förutbestämt värde så är materialet otillräckligt torkat och materialets fukthalt är för hög. Mer energi måste tillföras ångtorken för att uppnå önskat torkresultat. Därav följer att om returtemperaturen är högre än ett förutbestämt värde sä är materialets fukthalt lägre än önskat efter àngtorken. Dä kan energitillförseln minskas till ångtorken för att optimal energiförbrukning skall erhållas.Studies have shown that the return temperature of the drying boot can also be used as an indication on the final moisture content of the material after the steam drying. If the return temperature is lower than one predetermined value, the material is insufficiently dried and the moisture content of the material is too high. More energy must be supplied to the steam dryer to achieve the desired drying result. It follows that if the return temperature is higher than a predetermined value so the moisture content of the material is lower than desired after the steam dryer. Then the energy supply to the steam dryer can be reduced to optimal energy consumption shall be obtained.
Enligt en utföringsform av förfarandet mäts materialets fukthalt före torkning i àngtorken.According to one embodiment of the method, the moisture content of the material is measured before drying in the steam dryer.
Mätningen av materialets fukthalt görs företrädesvis vid materlalinmatningen till àngtorken.The measurement of the moisture content of the material is preferably made during the material feed to the steam dryer.
Enligt en utföringsform av förfarandet mäts materialets fukthalt efter torkning i àngtorken.According to an embodiment of the method, the moisture content of the material is measured after drying in the steam dryer.
Mätningen av materialets fukthalt görs företrädesvis vid materialutmatningen från àngtorken.The measurement of the moisture content of the material is preferably made during the material discharge from the steam dryer.
Enligt en utföringsform av förfarandet mäts materialets fukthalt i anslutning till separationsanordningen före utmatningen av materialet frän àngtorken. Mätningen av materialets fukthalt görs företrädesvis just invid materialutmatningssanordningen, exempelvis en cellmatare kopplad till separationsanordningen. Åntorkens torklast i en drifttldpunkt beräknas som funktion av mängden fukt i materialet som skall förångas vid torkningen för att uppnå den önskade fukthalten hos materialet efter torkning. Mängden fukt som skall förångas beräknas baserat pä materialets fukthalt före torken, den förutbestämda önskade fukthalten hos materialet efter torken samt materialets massflöde.According to an embodiment of the method, the moisture content of the material is measured in connection with the separation device before discharging the material from the steam dryer. The measurement of the moisture content of the material is preferably made right next to the material discharge device, for example a cell feeder connected to the separation device. The drying load of the dryer at an operating point is calculated as a function of the amount of moisture in the material should be evaporated during drying to achieve the desired moisture content of the material after drying. The amount of moisture to be evaporated is calculated based on the moisture content of the material before the dryer, the predetermined desired moisture content of the material after the dryer and the material mass flow.
Det är känt att massflödet hos en ånga som transporteras genom ett rör definieras enligt m=pxVxA (kg/s) 10 15 20 25 30 35 där V är ångans medelhastighet A är rörets tvärsnittsarea p är àngans densitet och bestäms ur sambandet p = P / (R x T) för en ideal gas. där P är àngtryck T är torkàngans absolut temperatur Fl är gaskonstant Det är känt att ångans densitet och mättnadstemperatur ökar vid ökande àngtryck.It is known that the mass flow of a steam transported through a pipe is defined according to m = pxVxA (kg / s) 10 15 20 25 30 35 where V is the average velocity of the steam A is the cross-sectional area of the pipe p is the density of the steam and is determined from the relation p = P / (R x T) for an ideal gas. where P is a pressure T is the absolute temperature of the drying steam Fl is a gas constant It is known that the density and saturation temperature of the steam increase with increasing steam pressure.
Tryck och temperatur för beräkning av torkàngans densitet mäts i samma position i àngtorken. Det är fördelaktigt att mäta torkàngans tryck och temperatur efter avtappningsledningen och före turbomaskinen.Pressure and temperature for calculating the density of the drying steam are measured in the same position in steam dryer. It is advantageous to measure the pressure and temperature of the dryer after the drain line and before the turbomachine.
Det har visat sig var mycket framgångsrikt att utgå från detta samband vid regleringen av en ångtork med ett slutet cirkulationssystem av tidigare nämnt slag. Energiförbrukningen sjunker och därmed sjunker även driftskostnaderna. Kontrollen på torkprocessen förbättras och kvaliteten på det torkade materialet blir jämnare.It has been shown to be very successful to start from this connection in the regulation of one steam dryer with a closed circulation system of the previously mentioned kind. Energy consumption is falling and thus operating costs also fall. The control of the drying process is improved and the quality of the dried material becomes smoother.
Utifrån ovan angivna samband framgår att de viktigaste parametrarna vid regleringen av den cirkulerande torkàngans massflöde är àngtrycket och torkàngans medelhastighet.Based on the above relationships, it appears that the most important parameters in the regulation of it circulating drying mass mass flow is the steam pressure and the average speed of the drying steam.
Turbomaskinen i àngtorken genererar ett flöde av torkànga genom cirkulationssystemet. Den cirkulerande torkàngans hastighet i cirkulationssystemet varieras genom förändring av turbomaskinens varvtal.The turbomachine in the steam dryer generates a flow of drying steam through the circulation system. The the speed of the circulating drying steam in the circulation system is varied by changing the turbomachine speed.
För att optimera energiförbrukningen och tillföra den mängd energi till àngtorken som är anpassad till den aktuella torklasten i en drifttidpunkt är det fördelaktigt att den cirkulerande torkàngans massflöde regleras kontinuerligt i förhållande till den eller de uppmätta parametrarna hos torkàngan och/eller materialet. Den cirkulerande torkàngans massflöde kan även regleras kontinuerligt i förhållande till den aktuella torklasten. Massflödet hos torkångan som cirkulerar i àngtorkens cirkulationssystem benämns härefter även torkàngans massflöde . 10 15 20 30 35 Enligt en utföringsform av förfarandet regleras den cirkulerande torkängans massflöde i förhållande till den uppmätta parametern eller de uppmätta parametrarna genom att: -Ett aktuellt värde för den cirkulerande torkängans massflöde vid den aktuella drifttidpunkten beräknas som funktion av torkängans tryck, torkängans temperatur, och turbomaskinens varvtal. -Ätminstone en parameter hos torkängan, exempelvis torkängans temperatur T och/eller en parameter hos materialet exempelvis materialets fukthalt F mäts vid den aktuella drifttidpunkten.To optimize energy consumption and supply the amount of energy to the steam dryer that is adapted to the current drying load at a time of operation, it is advantageous to the circulating the mass flow of the drying steam is continuously regulated in relation to the measured material (s) the parameters of the dryer and / or the material. The mass flow of the circulating drying steam can also be regulated continuously in relation to the current drying load. The mass flow of the drying steam circulating in the steam system's circulation system is hereinafter also referred to as the drying steam mass flow. 10 15 20 30 35 According to one embodiment of the method, the mass flow of the circulating drying boot is regulated in relation to the measured parameter or parameters by: -A current value for the mass flow of the circulating drying boot at the current operating time calculated as a function of the drying boot pressure, the drying boot temperature, and that of the turbocharger speed. -At least one parameter of the drying boot, for example the drying boot temperature T and / or a parameter of the material, for example the moisture content F of the material is measured at the current operating time.
-Den uppmätta parameterns värde T, , F, jämförs med ett förbestämt värde pà parametern T2 ,F2 vid önskat torkresultat och skillnaden Tg-T, , F2-F1 mellan den uppmätta parameterns värde och det förbestämda värdet på parametern beräknas.-The value of the measured parameter T,, F, is compared with a predetermined value of the parameter T2, F2 at desired drying result and the difference Tg-T,, F2-F1 between the measured parameter value and the predetermined value of the parameter is calculated.
-Den cirkulerande torkängans massflöde regleras i förhållande till den uppmätta parametern så att det absoluta värdet pà skillnaden |T2-T1|, |F2-F1| mellan parameterns värde och det förbestämda värdet på parametern minskar.-The mass flow of the circulating drying boot is regulated in relation to the measured parameter so that the absolute value of the difference | T2-T1 |, | F2-F1 | between the value of the parameter and that predetermined value of the parameter decreases.
-Den cirkulerande torkängans massflöde höjs eller sänks genom förändring av torkängans tryck och/eller fläktens varvtal. Därmed förändras àngtorkens energiförbrukning.-The mass flow of the circulating drying boot is increased or decreased by changing the drying boot pressure and / or fan speed. This changes the steam consumption's energy consumption.
I ett exempel är torkängans uppmätta returtemperatur T1= 170 ”C och den förbestämda returtemperaturen är T2=165 °C. T1 är alltså för hög, och det absoluta värdet pä skillnaden är 5 °C. Den cirkulerande torkängans massflöde sänks sä att den absoluta skillnaden minskar och returtemperaturen T1 sjunker.In one example, the measured return temperature T1 = 170 ”C and the predetermined one the return temperature is T2 = 165 ° C. T1 is thus too high, and the absolute value of the difference is 5 ° C. The mass flow of the circulating drying boot is reduced so that the absolute difference decreases and the return temperature T1 drops.
För att åstadkomma en kontinuerlig reglering av torkängans massflöde innefattar regleringen att styr- och regleringssystemet kontinuerligt upprepar metodstegen enligt vanlig förekommande reglerteknisk metodik.In order to achieve a continuous regulation of the mass flow of the drying boot, the regulation includes that the control and regulation system continuously repeats the method steps as usual existing control technology methodology.
Enligt en annan utföringsform av förfarandet regleras den cirkulerande torkängans massflöde i förhållande till torklasten som en funktion av materialets fukthalt och materialets massflöde genom att: -Ett aktuellt värde för den cirkulerande torkängans massflöde beräknas vid den aktuella drifttidpunkten som funktion av torkängans tryck, torkängans temperatur, samt turbomaskinens varvtal.According to another embodiment of the method, the mass flow of the circulating drying boot is regulated in relation to the drying load as a function of the moisture content of the material and the mass flow of the material by: -A current value for the mass flow of the circulating drying boot is calculated at the current one the operating time as a function of the drying boot pressure, the drying boot temperature, and turbomachine speed.
-Materialets fukthalt Fin mäts före inmatning till àngtorken vid den aktuella drifttidpunkten.-The moisture content of the material Fine is measured before feeding to the steam dryer at the current operating time.
-Materialets fukthalt Fu, efter utmatning från àngtorken mäts eller bestäms som funktion av en eller flera uppmätta parametrar vid den aktuella drifttidpunkten.-The moisture content of the material Fu, after discharge from the steam dryer is measured or determined as a function of a or several measured parameters at the current operating time.
-Materialets massflöde som matas in i àngtorken mäts. 10 15 20 25 30 35 -Mängden fukt W i materialet som skall förångas vid torkningen för att önskat torkresultat skall uppnås beräknas baserat på materialets massflöde och fukthaltsskillnaden Fm-Fm (materialets fukthalt Fin före inmatningen minus den önskade fukthalten efter torkningen Fm), -Den aktuella torklasten beräknas som funktion av den beräknade mängden fukt W i materialet som skall föràngas vid torkningen samt förångningsenergin.-The mass flow of the material fed into the steam dryer is measured. 10 15 20 25 30 35 -The amount of moisture W in the material to be evaporated during drying to the desired drying result to be achieved is calculated based on the mass flow of the material and the difference in moisture content Fm-Fm (moisture content of the material Fine before the feed minus the desired moisture content after drying Fm), -The current drying load is calculated as a function of the calculated amount of moisture W i the material to be evaporated during drying and the evaporation energy.
-Ett optimalt massflödesbörvärde för den cirkulerande torkångan i förhållande till den aktuella torklasten väljs, fastställs, exempelvis ur tabell och/eller graf som är lagrade och tillgängliga i styr- och reglersystem.-An optimal mass flow setpoint for the circulating dryer vapor in relation to it the current drying load is selected, determined, for example from a table and / or graph that are stored and available in control and regulation systems.
-Värmeenergibehovet i förhållande till den aktuella torklasten fastställs.-The heat energy requirement in relation to the current drying load is determined.
-Den cirkulerande torkàngans massflöde regleras mot det fastställda optimala massflödesbörvärdet genom förändring av torkàngans tryck och/eller fläktens varvtal.-The mass flow of the circulating drying steam is regulated towards the determined optimum the mass flow setpoint by changing the dryer pressure and / or the fan speed.
Det ovan beskrivna förfarandet har fördelen att ångtorkens torklast förutses och energitillförseln, både den termiska energin och drivenergin, kan anpassas till torklasten.The method described above has the advantage that the drying load of the steam dryer is anticipated and the energy supply, both the thermal energy and the driving energy, can be adapted to the drying load.
För att åstadkomma en kontinuerlig reglering av torkàngans massflöde innefattar regleringen att styr- och regleringssystemet kontinuerligt upprepar metodstegen enligt vanlig förekommande reglerteknisk metodik.In order to achieve a continuous control of the mass flow of the drying steam, the control includes that the control and regulation system continuously repeats the method steps according to common control technical methodology.
Det går utmärkt att kombinera olika utföringsformer av förfarandet med fördelen att regleringen av ångtorken blir mer effektiv.It is possible to combine different embodiments of the method with the advantage that the regulation of the steam dryer becomes more efficient.
Enligt en utföringsform av förfarandet regleras torkàngans massflöde genom styrning av turbomaskinens varvtal. Enligt sambandet ovan påverkas torkångans massflöde då turbomaskinens varvtal ändras. En sänkning av turbomaskinens varvtal medför minskat turbomaskinarbete och sparar energi. Genom att reglera turbomaskinens varvtal vid i övrigt lika processparametrar i ångtorken erhålles en massflödesförändring hos den cirkulerande torkångan. På så sätt optimeras torkkapaciteten och ångtorkens energiförbrukning vid ett givet torklastfall. Vid i övrigt lika processparametrar erhålles en höjning av massflödet genom att höja varvtalet på turbomaskinen. Därav följer att en sänkning av massflödet erhålles genom att varvtalet sänks på turbomaskinen.According to one embodiment of the method, the mass flow of the drying steam is regulated by controlling turbomachine speed. According to the connection above, the mass flow of the drying steam is then affected the speed of the turbomachine changes. A reduction in the speed of the turbo engine results in a reduction turbo engine work and saves energy. By regulating the speed of the turbo engine in other respects equal process parameters in the steam dryer, a mass flow change of the circulating is obtained the dry steam. In this way, the drying capacity and the energy consumption of the steam dryer are optimized at one given drought load case. At otherwise equal process parameters, an increase in the mass flow through is obtained to increase the speed of the turbocharged engine. It follows that a reduction of the mass flow is obtained by lowering the speed of the turbomachine.
Det är fördelaktigt att reglera varvtalet kontinuerligt, dvs att under drift variera varvtalet så att ett optimalt varvtal erhålles med avseende på det inmatade materialets egenskaper och aktuell torkkapacitet. 10 15 20 30 35 Avsevärd energibesparing erhålles genom denna typ av massflödesreglering. Som exempel kan nämnas att om turbomaskínens varvtal reduceras med 10% så sjunker turbomaskínens energibehov med ca 27%. Om turbomaskínens varvtal reduceras med 15% så reduceras energibehovet med ca 39% jämfört med nominellt effektbehov vid nominellt varvtal. l en annan utföringsform av förfarandet regleras den torkàngans massflöde genom glidtrycksreglering av torkàngans tryck i cirkulationssystemet. Detta innebär att àngtrycket regleras glidande i relation till torklasten.It is advantageous to regulate the speed continuously, ie to vary the speed during operation so that an optimum speed is obtained with respect to the properties of the fed material and current drying capacity. 10 15 20 30 35 Significant energy savings are obtained through this type of mass flow control. As example It can be mentioned that if the speed of the turbomachine is reduced by 10%, the turbomachine's will decrease energy needs by about 27%. If the speed of the turbomachine is reduced by 15%, it is reduced the energy requirement by approx. 39% compared with the nominal power requirement at nominal speed. In another embodiment of the process, the mass flow of that drying steam is regulated through sliding pressure control of the drying steam pressure in the circulation system. This means that the steam pressure slidably regulated in relation to the drying load.
Enligt ovanstående samband för relationen mellan massflöde och densitet, stiger massflödet i ångtorken när torkàngans tryck stiger. Genom att förändra torkàngans tryck vid i övrigt lika processparametrar i ångtorken erhålls en massflödesförändring hos den cirkulerande torkångan. Vid i övrigt lika processparametrar erhålls därmed höjning av massflödet genom att höja torkàngans tryck. Därav följer att en sänkning av massflödet erhålles genom att torkàngans tryck sänks.According to the above relationship for the relationship between mass flow and density, the mass flow increases in the steam dryer when the pressure of the drying steam rises. By changing the drying steam pressure at otherwise equal process parameters in the steam dryer a mass flow change of the circulating is obtained the dry steam. At otherwise equal process parameters, an increase in the mass flow through is thus obtained to increase the pressure of the dryer. It follows that a reduction of the mass flow is obtained by the pressure of the dryer is lowered.
Detta möjliggör att torkkapaciteten och massflödet kan anpassas till ett givet torklastfall genom glidtrycksreglering av torkàngans tryck. Därmed kontrolleras och anpassas även torkkapaciteten och àngtorkens energiförbrukning i varje driftspunkt. Betydande energibesparing uppnås på detta sätt, med lägre driftskostnader som följd.This enables the drying capacity and mass flow to be adapted to a given drying load case by sliding pressure control of the drying steam pressure. Thus, it is also checked and adapted the drying capacity and the energy consumption of the steam dryer at each operating point. Considerable energy savings are achieved in this way, with lower operating costs as a result.
Det är fördelaktigt att reglera torkàngans tryck kontinuerligt, dvs att under drift glidtrycksreglera àngtrycket så att ett optimalt drifttryck erhålles med avseende på det aktuella torklastfallet.It is advantageous to regulate the pressure of the dryer continuously, ie during operation sliding pressure regulate the vapor pressure so that an optimum operating pressure is obtained with respect to it current dry cargo case.
Glidtrycksregleringen innebär att torkàngans tryck regleras inom ett förutbestämt tryckintervall. Det förutbestämda tryckintervallet har två ändpunkter. Tryckintervallet är exempelvis 1,5-4,5 Bar gauge. Torkångans tryck regleras glidande mellan intervallets åndpunkter och kan anta alla tryck däremellan. Under förutsättning att det önskade torkresultatet uppnås regleras torkàngans tryck företrädesvis till så låg trycknivå som möjligt inom tryckintervallet.The slip pressure control means that the pressure of the dryer is regulated within a predetermined pressure range. The predetermined pressure range has two end points. The pressure range is for example 1.5-4.5 Bar gauge. The pressure of the dryer is slidably adjusted between the intervals breath points and can assume any pressure in between. Provided it desired If the drying result is achieved, the pressure of the drying steam is preferably regulated to as low a pressure level as possible within the pressure range.
Förfarandet att glidtrycksreglera ångtorken medför avsevärt förbättrad energieffektivitet i jämförelse med tidigare kända àngtorkanläggningar där torkàngans tryck regleras så att samma àngtrycknivå bibehålls under hela driften. I sådana anläggningar syftar reglering av torkàngans tryck endast till att avlägsna den överskottsånga som bildas vid förångning av fukten i materialet ur ångtorken. l de tidigare kända anläggningarna sker därmed ingen 10 15 20 30 35 anpassning av torkångans tryck i förhållande till torklasten, med låg energieffektivitet och höga driftskostnader som följd. l en utföringsform av förfarandet regleras torkångans massflöde både genom styrning av turbomaskinens varvtal och genom glidtrycksreglering av torkångans tryck i cirkulationssystemet.The process of regulating the slip pressure of the steam dryer leads to significantly improved energy efficiency in comparison with previously known steam drying plants where the pressure of the steam steam is regulated so that the same pressure level is maintained throughout operation. In such facilities, the regulation of the pressure of the drying steam only to remove the excess steam formed on evaporation of the moisture in the material from the steam dryer. In the previously known facilities, thus, nothing happens 10 15 20 30 35 adaptation of the drying steam pressure in relation to the drying load, with low energy efficiency and high operating costs as a result. In one embodiment of the method, the mass flow of the drying steam is regulated both by controlling the speed of the turbomachine and by sliding pressure control of the pressure of the drying steam in circulatory system.
I enlighet med tidigare nämnda samband påverkas torkångans densitet vid förändrat ångtryck. Som en följd förändras även turbomaskinens energibehov för att uppnå ett förutbestämt varvtal. En tryckökning hos torkångan resulterar i ett högre effektbehov för turbomaskinen, och vice versa.In accordance with the previously mentioned connection, the density of the drying steam is affected in the event of a change vapor pressure. As a result, the energy needs of the turbo engine also change to achieve one predetermined speed. An increase in pressure of the dryer steam results in a higher power requirement for the turbo engine, and vice versa.
Det är fördelaktigt att optimera massflödet genom att kombinera regleringen av turbomaskinens varvtal och glidtrycksregleringen av torkångan i cirkulationssystemet.It is advantageous to optimize the mass flow by combining the regulation of the speed of the turbomachine and the sliding pressure regulation of the drying steam in the circulation system.
Exempelvis har det visat sig i ett fall att en sänkning av medelvärdet av det absoluta àngtrycket i ängtorken med 20% kombinerat med en sänkning av turbomaskinens varvtal med 10% resulterar i 42% lägre energibehov hos turbomaskinen med bibehàllet torkresultat.For example, it has been shown in one case that a decrease in the mean of the absolute the steam pressure in the steam dryer by 20% combined with a reduction of the turbomachine's speed with 10% results in a 42% lower energy requirement of the turbomachine while maintaining the drying result.
I ett annat fall har en sänkning i medelvärdet av det absoluta àngtrycket i ängtorken med 20% kombinerat med en sänkning av turbomaskinens varvtal med 15% resulterat i 51% lägre energibehov hos turbomaskinen med bibehållet torkresultat.In another case, a decrease in the mean value of the absolute vapor pressure in the vapor dryer is included 20% combined with a reduction of the turbomachine speed by 15% resulted in 51% lower energy requirements of the turbomachine while maintaining drying results.
För att uppnå det önskade massflödet hos den cirkulerande torkångan regleras turbomaskinen glidande inom ett varvtalsintervall motsvarande 70-100% av nominellt effektbehov samtidigt som torkångans tryck regleras glidande inom ett förutbestämt tryckintervall. På detta sätt àstadkoms det önskade torkresultatet med lägsta möjliga energiförbrukning i varje drifttidpunkt.To achieve the desired mass flow of the circulating dryer vapor is regulated the turbomachine sliding within a speed range corresponding to 70-100% of nominal power requirements at the same time as the drying steam pressure is slidably regulated within a predetermined pressure range. In this way, the desired drying result is achieved with the lowest possible energy consumption at each operating time.
I en utföringsform av förfarandet regleras torkångans tryck genom avtappning av torkånga från det slutna cirkulationssystemet.In one embodiment of the method, the pressure of the drying steam is regulated by draining the drying steam from the closed circulation system.
Torkångan har ett betydande energiinnehåll, och det är naturligtvis av intresse att återvinna denna energi, men torkångan som avtappas innehåller även substanser som frigjorts från det torkade materialet, exempelvis fibrer, lignin samt andra icke förångningsbara ämnen. Det är därför fördelaktigt om ängtorken är kopplad till ett àngåtervinningssystem innefattande exempelvis en ångomformare och en ångturbin. Ett sådant system beskriv mer detaljerat nedan. Ett annat alternativ är att tillföra den avtappade torkångan till en brännkammare för förbränning av substanserna. 10 15 20 25 30 35 Det är fördelaktigt att anpassa trycket i àngtorken efter materialet som skall torkas.The dry steam has a significant energy content, and it is of course of interest to recycle this energy, but the drying vapor that is drained also contains substances released from it dried material, such as fibers, lignin and other non-evaporable substances. It is therefore advantageous if the steam dryer is connected to a steam recovery system comprising for example a steam converter and a steam turbine. Such a system is described in more detail below. Another option is to supply the drained dry steam to a combustion chamber for combustion of the substances. 10 15 20 25 30 35 It is advantageous to adapt the pressure in the steam dryer to the material to be dried.
Goda torkresultat uppnås när träbaserat material torkas med torkånga med trycket O,5-10 Bar övertryck. Företrädesvis regleras trycket inom intervallet 1,0-5,5 Bar övertryck. I ett vanligt driftfall varieras trycket inom intervallet l,5-4,5 Bar övertryck.Good drying results are achieved when wood-based material is dried with a drying steam with a pressure of 0, 5-10 Bar overpressure. Preferably, the pressure is regulated in the range 1.0-5.5 Bar overpressure. In a normal operating case, the pressure is varied within the range 1, 5-4.5 Bar overpressure.
I en utföringsform av förfarandet höjs massflödet då torkàngans returtemperatur är lägre än en förbestämd temperatur. l en annan utföringsform av förfarandet höjs massflödet då det torkade materialets fukthalt är högre än en förbestämd fukthalt. När torkàngans returtemperatur är för låg eller det torkade materialets fukthalt är för hög är materialet otillräckligt torkat.In one embodiment of the process, the mass flow is increased when the return temperature of the drying steam is lower than a predetermined temperature. In another embodiment of the process, the mass flow is increased as the moisture content of the dried material is higher than a predetermined moisture content. When the return temperature of the dryer is too low or so the moisture content of the dried material is too high, the material is insufficiently dried.
I en utföringsform av förfarandet höjs torkàngans massflöde då returtemperaturen är lägre än en förbestämd returtemperatur och då det torkade materialets fukthalt är högre än en förbestämd fukthalt.In one embodiment of the process, the mass flow of the drying steam is increased when the return temperature is lower than a predetermined return temperature and when the moisture content of the dried material is higher than one predetermined moisture content.
Genom att höja massflödet tillförs mer energi till àngtorken vilket resulterar i ett förbättrat torkresultat.By increasing the mass flow, more energy is added to the steam dryer, which results in an improved drying results.
I en utföringsform av förfarandet sänks massflödet då torkàngans returtemperatur är högre än en förbestämd temperatur. I en annan utföringsform av förfarandet sänks massflödet då det torkade materialets fukthalt är lägre än en förbestämd fukthalt.In one embodiment of the process, the mass flow is reduced when the return temperature of the drying steam is higher than a predetermined temperature. In another embodiment of the method, the mass flow is then reduced the moisture content of the dried material is lower than a predetermined moisture content.
När torkàngans returtemperatur är för hög eller det torkade materialets fukthalt är för låg är materialet övertorkat. l en utföringsform av förfarande enligt sänks torkàngans massflöde då returtemperaturen är högre än en förbestämd returtemperatur och då det torkade materialets fukthalt är lägre än en förbestämd fukthalt.When the return temperature of the drying steam is too high or the moisture content of the dried material is too low the material is over-dried. In an embodiment of the method according to which the mass flow of the drying steam is then lowered the return temperature is higher than a predetermined return temperature and then the dried material moisture content is lower than a predetermined moisture content.
Genom att sänka massflödet tillförs mindre energi till årrgtorkefi vilket resulterar i förbättra ._i- torkresultat.By lowering the mass flow, less energy is added to the annual drought fi, which results in improving ._in- drying results.
Det är fördelaktigt att styra regleringen av turbomaskinens varvtal och glidtrycksregleringen av torkàngans tryck i cirkulationssystemet med hänsyn till tillgänglig energiförsörjningen och aktuella energipriser. Det uppfinningsenliga förfarandet möjliggör att driftskostnaden för ångtorkningsprocessen blir så låg som möjligt.It is advantageous to control the control of the turbomachine speed and the sliding pressure control of the pressure of the drying steam in the circulation system with regard to the available energy supply and current energy prices. The method according to the invention enables the operating cost of the steam drying process will be as low as possible.
Torkångan värms indirekt i åtminstone en värmeväxlare som är ansluten till cirkulationssystemet. Torkångans temperatur i anslutning till värmeväxlarens utlopp benämns härefter torkàngans initialtemperatur. Torkångans initialtemperatur beror bland annat på energitillförseln till värmeväxlaren och den cirkulerande torkàngans massflöde. l en utföringsform av förfarandet höjs torkàngans initialtemperatur då torkàngans returtemperatur är lägre än en förbestämd returtemperatur. Detta innebär att materialet har 10 'l5 20 30 35 10 för hög fukthalt. En höjning av torkàngans initialtemperatur innebär att mer energi tillförs till ångtorken. l en utföringsform av förfarandet sänks torkàngans initialtemperatur då torkàngans returtemperatur är högre än en förbestämd returtemperatur. Detta innebär att materialet har för låg fukthalt. En sänkning av torkàngans initialtemperatur sänker naturligtvis även returtemperaturen. En sänkning av initialtemperaturen innebär att mindre energi tillförs till ångtorken.The dryer steam is heated indirectly in at least one heat exchanger that is connected to circulatory system. The temperature of the dryer in connection with the outlet of the heat exchanger hereinafter referred to as the initial temperature of the drying steam. The initial temperature of the dryer depends on other on the energy supply to the heat exchanger and the mass flow of the circulating drying steam. In one embodiment of the process, the initial temperature of the dryer is then raised return temperature is lower than a predetermined return temperature. This means that the material has 10 'l5 20 30 35 10 too high moisture content. An increase in the initial temperature of the drying steam means that more energy is added the steam dryer. In one embodiment of the process, the initial temperature of the dryer is then lowered return temperature is higher than a predetermined return temperature. This means that the material has too low moisture content. Of course, a lowering of the initial temperature of the drying steam also lowers the return temperature. A lowering of the initial temperature means that less energy is supplied the steam dryer.
I en utföringsform av förfarandet sänks torkàngans initialtemperatur då materialets fukthalt är lägre än en förbestämd fukthalt. Därav följer att torkàngans initialtemperatur höjs då materialets fukthalt är högre än en förbestämd fukthalt.In one embodiment of the process, the initial temperature of the drying steam is lowered when the moisture content of the material is lower than a predetermined moisture content. It follows that the initial temperature of the drying steam is then raised the moisture content of the material is higher than a predetermined moisture content.
Det är fördelaktigt att reglera ångtorken att ha så lågt tryck och temperatur på torkàngan som möjligt vid en given torklast för att torka materialet med lägsta möjliga energiförbrukning.It is advantageous to regulate the steam dryer to have as low a pressure and temperature on the drying steam as possible at a given drying load to dry the material with the lowest possible energy consumption.
Enligt en utföringsform av förfarandet bringas ångtorken att arbeta vid övertryck. Enligt en annan utföringsform av förfarandet bringas ångtorken att arbeta vid undertryck. Enligt en annan utföringsform av förfarandet bringas ångtorken att arbeta vid atmosfärstryck.According to one embodiment of the method, the steam dryer is caused to operate at overpressure. According to a In another embodiment of the process, the steam dryer is caused to operate under negative pressure. According to a In another embodiment of the process, the steam dryer is caused to operate at atmospheric pressure.
Uppfinningen avser även användandet av förfarandet vid àngtorkning av organiskt material, exempelvis träbaserat material, material som kommer från jordbruk, torv, brunkol och avloppsslam.The invention also relates to the use of the process in steam drying organic material, for example, wood-based materials, materials coming from agriculture, peat, lignite and sewage sludge.
Det träbaserade materialet inkluderar timmer, sågat virke. Det träbaserade materialet inkluderar även finfördelat material såsom träflis eller spån eller liknande.The wood-based material includes timber, sawn timber. The wood-based material also includes comminuted material such as wood chips or shavings or the like.
Uppfinningen avser även användandet av förfarandet vid ångtorkning av bulkmaterial innefattande partikelformigt material bestående av ett eller flera av ovanstående material.The invention also relates to the use of the process in steam drying of bulk materials comprising particulate material consisting of one or more of the above materials.
Vid samtliga ovanstående användningsområden erhålles energibesparingar vid integrering av det uppfinningsenliga förfarandet i en ångtork med ett slutet cirkulationssystem vilket medför lägre driftskostnader.In all of the above areas of use, energy savings are obtained during integration of the process according to the invention in a steam dryer with a closed circulation system which entails lower operating costs.
Uppfinningen avser även en ångtork för torkning av material som regleras enligt förfarandet. Ångtorken utmärks främst av att den innefattar ett slutet cirkulationssystem, en turbomaskin som är kopplad till cirkulationssystemet för genererande av ett flöde av torkànga genom 10 15 20 30 35 11 cirkulationssystemet, ett torkutrymme anslutet till cirkulationssystemet där materialet torkas genom värmeöverföring från varm torkånga, åtminstone en värmeväxlare som är kopplad till cirkulationssystemet för värmning av torkàngan, en separationsanordning som är kopplad till cirkulationssystemet för separerande av det torkade materialet från torkàngan, åtminstone en mätanordning som mäter åtminstone en parameter hos torkångan och/eller en parameter hos materialet och ett styr- och reglersystem för reglering av den cirkulerande torkångans massflöde i förhållande till den uppmätta parametern eller de uppmätta parametrarna. Ångtorken och dess ingående tekniska särdrag uppvisar motsvarande fördelar och tekniska effekter som det ovan beskrivna förfarandet. Ångtorken har ett väsentligen slutet cirkulationssystem. Detta innebär att väsentligen ingen torkånga lämnar cirkulationssystemet till den yttre atmosfären utanför àngtorken.The invention also relates to a steam dryer for drying materials which are regulated according to the method. The steam dryer is mainly characterized by the fact that it includes a closed circulation system, a turbo engine which is connected to the circulation system for generating a flow of dry steam through 10 15 20 30 35 11 the circulation system, a drying space connected to the circulation system where the material is dried by heat transfer from hot dry steam, at least one heat exchanger connected to the circulation system for heating torkàngan, a separation device connected to the circulation system for separating it dried the material from the drying steam, at least one measuring device which measures at least one parameter of the drying steam and / or one parameters of the material and a control system for regulating the circulating the mass flow of the dryer in relation to the measured parameter or the measured the parameters. The steam dryer and its included technical features have corresponding advantages and technical effects such as the procedure described above. The steam dryer has a substantially closed circulation system. This means that essentially no dry steam leaves the circulation system to the external atmosphere outside the steam dryer.
Cirkulationssysternet innefattar ångtorkens element såsom torkutrymme, separationsanordning, turbomaskin, värmeväxlare samt alla rörledningar och kopplingar för att sammankoppla elementen. Ångtorkning av material i en ångtork med ett väsentligen slutet cirkulationssystem innebär flera miljö- och energimässiga fördelar. Utsläpp av miljöpåverkande substanser kan noga kontrolleras för att rådande utsläppsregler och restriktioner skall uppfyllas. Dessutom kan en mycket stor del av energin som tillförts ångtorken återvinnas ur torkångan. Tack vare det framgångsrika förfarandet att reglera ångtorken enligt föreliggande uppfinning är energiförbrukningen avsevärt lägre vid torkning i en ångtork enligt uppfinningen än vid andra hittills kända ångtorkanläggningar.The circulation system comprises the elements of the steam dryer such as drying space, separation device, turbomachine, heat exchanger and all pipelines and connections for to connect the elements. Steam drying of materials in a steam dryer with a substantially closed circulation system means several environmental and energy benefits. Emissions of environmentally harmful substances can be careful checked to ensure that applicable emission regulations and restrictions are met. In addition, one can a very large part of the energy supplied to the steam dryer is recovered from the drying steam. Thanks to that successful method of controlling the steam dryer of the present invention is the energy consumption is considerably lower when drying in a steam dryer according to the invention than in others hitherto known steam dryers.
Torkångan består främst av återcirkulerad ånga som värmts i värmeväxlaren.The dry steam mainly consists of recirculated steam that has been heated in the heat exchanger.
Syrehalten i ångtorken är mycket låg, risken för dammexplosioner är därför obefintlig.The oxygen content in the steam dryer is very low, the risk of dust explosions is therefore non-existent.
Vid torkningsprocessen av materialet bildas överskottsånga. För att reglera trycket i cirkulationssystemet avtappas torkånga fràn ångtorken. Ångtorken innefattar ett styr- och reglersystem som är integrerat i ångtorken och som kontinuerligt reglerar den cirkulerande torkångans massflöde i relation till den eller de uppmätta parametrarna i enlighet med förfarandet. 10 15 20 25 30 35 12 Ängtorken innefattar åtminstone en mätanordning för att mäta åtminstone en parameter hos torkängan och/eller åtminstone en parameter hos materialet. Det finns ett stort utbud av mätanordningar, eller så kallade givare, pä marknaden som kan användas för mätning av dessa parametrar. Det är fördelaktigt att välja sådana mätanordningar som kontinuerligt mäter de olika parametrarna under pågående drift.During the drying process of the material, excess steam is formed. To regulate the pressure in the circulation system drains dry steam from the steam dryer. The steam dryer includes a control and regulation system that is integrated in the steam dryer and which continuously regulates the mass flow of the circulating drying steam in relation to the one or they measured the parameters according to the procedure. 10 15 20 25 30 35 12 The steam dryer comprises at least one measuring device for measuring at least one parameter of the drying boot and / or at least one parameter of the material. There is a large selection of measuring devices, or so-called sensors, on the market that can be used for measuring these parameters. It is advantageous to choose such measuring devices as continuous measures the various parameters during operation.
Enligt en utföringsform av ångtorken innefattar mätanordningen en temperaturmätare, exempelvis av typen platina-givare eller termoelement för mätning av torkàngans temperatur.According to an embodiment of the steam dryer, the measuring device comprises a temperature meter, for example of the platinum sensor type or thermocouples for measuring the temperature of the drying steam.
Temperaturmätaren används exempelvis för att mäta ångans temperatur i olika positioner i cirkulationssystemet.The temperature meter is used, for example, to measure the steam temperature in different positions in circulatory system.
Enligt en annan utföringsform av ångtorken innefattar mätanordningen en tryckgivare, exempelvis en trycktransmitter. Tryckgivaren mäter ångans tryck i cirkulationskanalen.According to another embodiment of the steam dryer, the measuring device comprises a pressure sensor, for example a pressure transmitter. The pressure sensor measures the pressure of the steam in the circulation channel.
Enligt en annan utföringsform av ångtorken innefattar mätanordningen en fukthaltsmätare, exempelvis en on-line near- infrared (NIR) fukt sensor eller liknande.According to another embodiment of the steam dryer, the measuring device comprises a moisture content meter, for example an on-line near-infrared (NIR) moisture sensor or the like.
Fukthaltsmätaren mäter exempelvis materialets fukthalt.The moisture content meter measures, for example, the moisture content of the material.
Naturligtvis kan mätanordningen innefatta flera av ovanstående mätare och givare och även innefatta givare för andra processparametrar. Det skall noteras att flera mätanordningar kan kopplas till ångtorken för att mäta olika parametrar. Varje mätanordning är ansluten till styr- och reglersystemet integrerat i ångtorken.Of course, the measuring device may comprise several of the above meters and sensors and also include sensors for other process parameters. It should be noted that several measuring devices can connected to the steam dryer to measure various parameters. Each measuring device is connected to the and the control system integrated in the steam dryer.
Enligt en annan utföringsform av ångtorken är en mätanordning med en temperaturmätare ansluten till cirkulationssystemet nedströms om separationsanordningen i relation till torkàngans flödesriktning för att mäta en returtemperatur hos torkängan. Företrädesvis är mätanordningen ansluten direkt efter separationsanordningen, efter att rriaterialet avskiljts från torkångan.According to another embodiment of the steam dryer is a measuring device with a temperature meter connected to the circulation system downstream of the separation device in relation to the flow direction of the dryer to measure a return temperature of the dryer. Preferably is the measuring device connected directly to the separation device, after the raw material has been separated from the dry steam.
Det är fördelaktigt att anordna temperaturgivaren i denna position eftersom torkàngans returtemperatur kan användas som indikation på materialets fukthalt efter torkning. Den uppmätta returtemperaturen överförs till styr- och reglersystemet för bestämning av torklasten.It is advantageous to arrange the temperature sensor in this position because of the drying resistance return temperature can be used as an indication of the moisture content of the material after drying. The measured return temperature is transmitted to the control and regulation system for determination of the drying load.
Enligt en annan utföringsform av ångtorken är en mätanordning med en temperaturmätare ansluten till cirkulationssystemet uppströms om separationsanordningen i relation till torkàngans flödesriktning för mätning av en temperatur hos torkångan. Det är fördelaktigt att anordna temperaturgivaren i denna position eftersom torkàngans temperatur i denna position för att kontrollera att torkningsprocessen.According to another embodiment of the steam dryer is a measuring device with a temperature meter connected to the circulation system upstream of the separation device in relation to the flow direction of the drying steam for measuring a temperature of the drying steam. It is beneficial to arrange the temperature sensor in this position because the temperature of the drying steam is in this position to control the drying process.
Enligt en annan utföringsform av ångtorken är en mätanordning med en temperaturgivare ansluten till cirkulationssystemet nedströms om värmeväxlaren och uppströms om 10 15 20 25 30 35 13 materialinmatningsanordningen i relation till torkángans flödesriktning för att mäta en initialtemperatur hos torkängan. Det är fördelaktigt att mäta torkángans initialtemperatur för att kontrollera att torkningsprocessen och styra värmtillförseln till värmeväxlaren.According to another embodiment of the steam dryer is a measuring device with a temperature sensor connected to the circulation system downstream of the heat exchanger and upstream of 10 15 20 25 30 35 13 the material feeding device in relation to the flow direction of the drying steam to measure a initial temperature of the drying boot. It is advantageous to measure the initial temperature of the dryer to control the drying process and control the heat supply to the heat exchanger.
Enligt en annan utföringsform av àngtorken är en mätanordning med en fukthaltsmätare ansluten till materialinmatningen för mätning av materialets fukthalt före materialinmatningen.According to another embodiment of the steam dryer is a measuring device with a moisture content meter connected to the material feed for measuring the moisture content of the material before the material feed.
Enligt en annan utföringsform av àngtorken är en mätanordning med en fukthaltsmätare ansluten till cirkulationssystemet efter separationsanordningen och före materialutmatningen frän àngtorken i relation till materialets flödesriktning för mätning av materialets fukthalt före materialutmatningen.According to another embodiment of the steam dryer is a measuring device with a moisture content meter connected to the circulation system after the separation device and before the material discharge from the steam dryer in relation to the flow direction of the material for measuring the moisture content of the material before material output.
Enligt en annan utföringsform av àngtorken är en mätanordning med en fukthaltsmätare ansluten till materialutmatningen för mätning av materialets fukthalt efter materialutmatningen.According to another embodiment of the steam dryer is a measuring device with a moisture content meter connected to the material outlet for measuring the moisture content of the material after material output.
Det är fördelaktigt att kontrollera fukthalten för bestämning av torklasten samt för att kontrollera torkresultatet. De uppmätta värdena på fukthalt införs i styr- och reglersystemet för beräkning av torklasten och för att styra övriga processparametrar effektivt. Ängtorken innefattar en turbomaskin som är kopplad till cirkulationssystemet för genererande av ett flöde av torkànga genom cirkulationssystemet. Turbomaskinen är exempelvis en làgtryckskompressor eller en fläkt. Det är fördelaktigt att turbomaskinen innefattar medel för reglering av turbomaskinens varvtal. Pà så sätt varieras torkángans hastighet i cirkulationssystemet. Företrädesvis är turbomaskin inkopplad nedströms om separationsanordningen och uppströms om värmeväxlaren i relation till torkángans flödesriktning. Alternativt kan turbomaskinen inkopplas nedströms värmeväxlaren och uppströms materialinmatningsanordningen.It is advantageous to check the moisture content to determine the drying load and to check the drying result. The measured values of moisture content are introduced into the control system for calculating the drying load and for controlling other process parameters efficiently. The steam dryer comprises a turbo engine which is connected to the circulation system for generating of a flow of drying steam through the circulation system. The turbo engine is one, for example low pressure compressor or a fan. It is advantageous for the turbo engine to include means for regulation of the speed of the turbomachine. In this way, the speed of the drying steam is varied circulatory system. Preferably, the turbo engine is connected downstream the separation device and upstream of the heat exchanger in relation to the drying steam flow direction. Alternatively, the turbo engine can be connected downstream of the heat exchanger and upstream of the material feeder.
Det är fördelaktigt att en avtappningsledning är ansluten till cirkulationssystemet nedströms separationsanordningen i relation till torkángans ilödesriktning och uppströms materialinmatningsanordningen. Avtappningsledningen anordnas så att torkàngan kan avtappas frän cirkulationssystemet. Det är fördelaktigt att anordna avtappningsledningen efter separationsanordningen då torkángans temperatur vanligtvis är lägst i denna position i cirkulationssystemet i jämförelse med torkángans temperatur i det övriga delar av cirkulationssystemet. Företrädesvis anordnas avtappningsledningen mellan separationsanordningen och turbomaskin.It is advantageous for a drain line to be connected to the downstream circulation system the separation device in relation to the direction of inflow of the dryer and upstream the material feeder. The drain line is arranged so that the dryer can drained from the circulatory system. It is advantageous to arrange the drain line after the separation device when the temperature of the drying steam is usually lowest in this position in the circulation system in comparison with the temperature of the drying steam in the other parts of circulatory system. Preferably, the drain line is arranged between the separation device and turbo engine.
Enligt en utföringsform av àngtorken innefattar avtappningsledningen en reglerventil.According to an embodiment of the steam dryer, the drain line comprises a control valve.
Reglerventilen reglerar torkángans tryck i cirkulationssystemet. Reglerventilen är ansluten till styr- och reglersystemet integrerat i àngtorken. 10 15 20 25 30 35 14 Det är fördelaktigt att cirkulationssystemet innefattar en materialväg som sträcker sig mellan materialinmatningsanordningen och materialutmatningsanordningen i relation till torkångans flödesriktning. Materialet, exempelvis ett bulkmaterial, transporteras av torkångan genom cirkulationssystemet från inmatningsanordningen, via torkutrymmet till separationsanordningen och utmatningsanordningen som är kopplad till separationsanordningen. Torkàngan cirkulerar i cirkulationssystemet. Torkàngan följer samma väg som materialet, men vid separationsanordningen separeras torkångan från materialet och torkångan leds vidare till turbomaskinen och åtminstone genom en värmeväxlare för uppvärmning. Torkàngan cirkuleras sedan åter till materialinmatningsanordningen.The control valve regulates the pressure of the drying steam in the circulation system. The control valve is connected to the control and regulation system integrated in the steam dryer. 10 15 20 25 30 35 14 It is advantageous for the circulation system to comprise a material path extending between the material feeding device and the material feeding device in relation to the dryer flow direction. The material, for example a bulk material, is transported by the dryer steam through the circulation system from the feeder, via the drying compartment to the separation device and the output device connected to the separation device. The dry steam circulates in the circulation system. The drought follows the same way as the material, but at the separation device the drying steam is separated from the material and the drying steam are passed on to the turbomachine and at least through a heat exchanger for heating. The dry steam is then circulated again the material feeder.
Det är fördelaktigt att cirkulationssystemet innefattar en trycktät materialinmatningsanordning och en trycktät materialutmatningsanordning. Materinmatningsanordningen och materialutmatningsanordning är utförda att trycktäta cirkulationssystemet så att ångläckaget blir så litet som möjligt _ lnmatnings- och utmatningsanordningen innefattar exempelvis en pluggskruv eller en cellmatare.It is advantageous for the circulation system to comprise a pressure-tight material feeding device and a pressure-tight material discharge device. The feed feeder and material discharge devices are designed to pressure seal the circulation system so that the steam leakage becomes as small as possible - the input and output device comprises, for example, a plug screw or a cell feeder.
Enligt en utföringsform är ångtorken utförd och dimensionerad för att arbeta vid övertryck.According to one embodiment, the steam dryer is designed and dimensioned to work at overpressure.
Enligt en annan utföringsform är ångtorken utförd och dimensionerad för att arbeta vid undertryck.According to another embodiment, the steam dryer is designed and dimensioned to work on negative pressure.
Uppfinningen avser även användning av en àngtork för torkning av träbaserat material och/eller torv. Det är fördelaktigt om det träbaserade materialet innefattar ett bulkmaterial såsom träflis eller sågspån.The invention also relates to the use of a steam dryer for drying wood-based material and / or peat. It is advantageous if the wood-based material comprises a bulk material such as wood chips or sawdust.
Uppfinningen avser även ett bioenergikombinat för framställning av åtminstone bränsle och el och som innefattar en àngtork med ett slutet cirkulationssystem av ovan beskrivet slag, en ångproduktionanläggning som har åtminstone en första turbin och att den första turbinen är kopplad till värmeväxlaren i ångtorken för att förse värmeväxlaren med värmemedium.The invention also relates to a bioenergy combination for the production of at least fuel and el and comprising a steam dryer with a closed circulation system of the type described above, a steam production plant having at least one first turbine and that the first turbine is connected to the heat exchanger in the steam dryer to supply the heat exchanger with heating medium.
En ångproduktionanläggning är exempelvis ett àngkraftverk, ett kondenskraftverk eller ett kraftvärmeverk. En annan typ av ångproduktionanläggning är industri med integrerad energiproduktion av typen sågverk, smältverk eller annan tung industri.A steam production plant is, for example, a steam power plant, a condensing power plant or one CHP plants. Another type of steam production plant is integrated industry energy production of the type sawmill, smelter or other heavy industry.
Det är vanligt att dessa typer av anläggningar har en eller flera elgenererande turbiner av olika slag. 10 15 20 25 30 35 15 Det är fördelaktigt att integrera àngtorken med en ångproduktionanläggning. Stora energivinster erhålles och integrationen medför en ökad flexibilitet i framställningen av olika energislag. Detta medför en hög totalverkningsgrad för bioenergikombinatet.It is common for these types of plants to have one or more electricity-generating turbines various. 10 15 20 25 30 35 15 It is advantageous to integrate the steam dryer with a steam production plant. Great energy gains are obtained and the integration leads to an increased flexibility in the production of different energy type. This results in a high overall efficiency for the bioenergy combination.
Enligt en utföringsform av bioenergikombinatet innefattar den första turbinen en àngturbin. l det fall turbinen är en àngturbin utformas värmväxlaren i àngtorken som en Kondensor. Detta är fördelaktigt eftersom ångan från àngturbinen på ett effektivt sätt används för att värma upp torkångan i àngtorken. Detta resulterar i hög verkningsgrad för bioenergikombinatet.According to one embodiment of the bioenergy combination, the first turbine comprises a steam turbine. l In the event that the turbine is a steam turbine, the heat exchanger in the steam dryer is designed as a condenser. This is advantageous because the steam from the steam turbine is efficiently used to heat the dry steam in the steam dryer. This results in high efficiency of the bioenergy combination.
Alternativt kan turbinen vara en expander för förbränningsgaser,|uftNH3, eller annan gas..Alternatively, the turbine may be an expander for combustion gases, | uftNH3, or other gas ..
Värmeväxlaren anpassas då till dessa typer av värmemedier.The heat exchanger is then adapted to these types of heating media.
Enligt en utföringsform av bioenergikombinatet innefattar kombinatet även en ångomformare som är kopplad till ångtorkens avtappningsledning. Ångomformaren mottar den smutsiga överskottsàngan från àngtorken och framställer renångan.According to one embodiment of the bioenergy combination, the combination also comprises a steam converter which is connected to the steam dryer drain line. The steam converter receives the dirty excess steam from the steam dryer and produces it the pure steam.
En ängomformare innefattar en värmeväxlare som har funktionen att återvinna energi genom kondensation av smutsig ånga och överföra den återvunna energin direkt eller indirekt till ett mottagande medium säsom vatten eller rent kondensat och bilda ren ånga. Samtidigt erhålles ett smutsigt kondensat . Ångomformaren har en smutsångsida och en renångsida.A steam converter includes a heat exchanger that has the function of recovering energy through condensation of dirty steam and transfer the recovered energy directly or indirectly to a receiving medium such as water or pure condensate and forming pure steam. At the same time a dirty condensate is obtained. The steam converter has a dirt steam side and a reindeer steam side.
Enligt en utföringsform av bioenergikombinat är ängomformaren kopplad till àngturbinen i ångproduktionanläggningen för att tillföra den rena ångan till àngturbinen. På så sätt återvinns energin från àngtorken i elproduktionen vilket medför en hög verkningsgrad för bioenergikombinatet.According to one embodiment of the bioenergy combination, the steam converter is connected to the steam turbine in the steam production plant to supply the clean steam to the steam turbine. That way the energy is recovered from the steam dryer in electricity production, which results in a high efficiency for the bioenergy combination.
Det är fördelaktigt att koppla samman àngtorken med ångproduktionanläggningen och återvinna den energi som finns i den avtappade torkångan från àngtorken. Ångomformaren har en hög verkningsgrad, en stor del av energin ur den avtappade torkångan överförs till ren ånga som kan återanvändas i ångproduktionanläggningen.It is advantageous to connect the steam dryer with the steam production plant and recover the energy contained in the drained steam from the steam dryer. The steam converter has a high efficiency, a large part of the energy from the drained drying steam is transferred to clean steam that can be reused in the steam production plant.
Enligt en utföringsform av bioenergikombinatet har ängomformarens renångsida en flödesreglerande anordning. Den flödesreglerande anordningen, exemplevis en reglerventil, reglerar renångans flöde. Detta har en tryckhållande effekt på smutsàngsidan och indirekt regleras även torkångans tryck i àngtorken. 10 15 20 30 35 16 Uppfinningen avser även användningen av en ångtork med ett slutet cirkulationsystem av ovan beskrivet slag i kombination med en ångproduktionanläggning som innefattar åtminstone en turbin.According to one embodiment of the bioenergy combination, the pure side of the meadow converter has one flow control device. The flow control device, for example a control valve, regulates the flow of reindeer vapor. This has a pressure-retaining effect on the dirt side and indirectly the pressure of the drying steam in the steam dryer is also regulated. 10 15 20 30 35 16 The invention also relates to the use of a steam dryer with a closed circulation system of type described above in combination with a steam generation plant comprising at least one turbine.
Olika utföringsformer av uppfinningen anges i patentkraven samt i nedanstående detaljerade beskrivning och figurer. Utföringsformerna i beskrivningen utgör endast olika exempel för uppfinningen och skall ej ses som begränsande utan samtliga utföringsformer går att kombinera och variera. Samtliga tekniska särdrag i de olika utföringsformerna går fritt att kombinera så länge den beskrivna funktionen erhålles. Utföringsformerna är möjliga att variera och modifiera inom skyddsomfänget definierat av patentkraven.Various embodiments of the invention are set forth in the claims and in the following details description and figures. The embodiments in the description are only different examples of the invention and should not be construed as limiting, but all embodiments are possible combine and vary. All technical features in the various embodiments are free to combine as long as the described function is obtained. The embodiments are possible to vary and modify within the scope of protection defined by the claims.
Figurbeskrivning Uppfinningen skall i det följande beskrivas närmare med hänvisning till de figurer som visas på de bifogade ritningarna. Där visas: Figur 1 visar ett schematiskt flödesschema för en ångtork enligt uppfinningen.Figure description The invention will be described in more detail below with reference to the figures shown in the accompanying drawings. It shows: Figure 1 shows a schematic flow diagram for a steam dryer according to the invention.
Figur 2 visar ett schematiskt flödesschema för ett bioenergikombinat enligt uppfinningen.Figure 2 shows a schematic flow chart for a bioenergy combination according to the invention.
I beskrivningen har likadana tekniska särdrag lika referensnummer.In the description, similar technical features have the same reference numbers.
Benämningen ' bulkmaterial' innefattar alla typer av blött eller fuktigt fast partikelformigt material med en storleksfördelning och partikelstorlek som är lämplig för pneumatisk transport. Bulkmaterialet innefattar särskilt biomassa från växter. Där ingår exempelvis restprodukter från jordbruk såsom strå och halm. Där ingår även träbaserad råvara, exempelvis träflis eller sågspån samt restprodukter från skogsbruk och sågverksindustri.The term 'bulk material' includes all types of wet or moist solid particulate matter material with a size distribution and particle size suitable for pneumatic transport. The bulk material especially includes biomass from plants. This includes, for example residues from agriculture such as straw and straw. It also includes wood-based raw material, for example wood chips or sawdust and residual products from forestry and the sawmill industry.
Biomassan innefattar även torv och energigröda. Dessa bulk material har en initial fukthalt över ca 30% baserad på vikt, ofta är fukthalten högre än 40% innan torkprocessen Med hänvisning till figur 1 visas ett flödeschema för en ångtork 1 med ett slutet cirkulationssystem för torkning av material som regleras enligt det ovan beskrivna förfarandet. Ångtorken 1 används för torkning av fuktigt bulkmaterial 2 av trä, torv eller jordbruksbaserad biomassa. Ångtorken 1 är särskilt lämplig för torkning av träflis. Ångtorken 1 innefattar ett cirkulationssystem 3, en materialinmatningsanordning 4, en turbomaskin 5, ett torkutrymme 6, en värmeväxlare 7, en separationsanordning 8, en 10 15 20 25 30 35 17 materialutmatningsanordning 9, en avtappningsledning 10, en mätanordning M med en temperaturmätare 11, en mätanordning M med en tryckgivare 12, en mätanordning M med en fukthaltsmätare 13, och ett styr- och reglersystem 14. Ängtorkens cirkulationssystem 3 är väsentligen slutet för att begränsa energiförbrukningen vid torkningsprocessen och för att minimera utsläpp frän ångtorken. När ångtorken 1 är i drift är cirkulationssystemet 3 trycksatt över atmosfärstryck och fylld med torkànga 15. Torkångan 15 innefattar mättad överhettad ånga eller fuktig ånga. Den inre miljön i cirkulationssystemet har en mycket låg syrehalt vilket minskar risken för damm explosioner. Syrehalten är lägre än 1%, företrädesvis lägre än O,5%.The biomass also includes peat and energy crops. These bulk materials have an initial moisture content over about 30% based on weight, often the moisture content is higher than 40% before the drying process Referring to Figure 1, a flow chart of a steam dryer 1 with an end is shown circulation system for drying materials which are regulated as described above procedure. The steam dryer 1 is used for drying moist bulk material 2 of wood, peat or agricultural-based biomass. The steam dryer 1 is particularly suitable for drying wood chips. The steam dryer 1 comprises a circulation system 3, a material feeding device 4, a turbomachine 5, a drying compartment 6, a heat exchanger 7, a separation device 8, a 10 15 20 25 30 35 17 material discharge device 9, a drain line 10, a measuring device M with a temperature meter 11, a measuring device M with a pressure sensor 12, a measuring device M with a moisture content meter 13, and a control system 14. The steam dryer circulation system 3 is essentially closed to limit energy consumption during the drying process and to minimize emissions from the steam dryer. When the steam dryer 1 is in operation the circulation system 3 is pressurized above atmospheric pressure and filled with drying steam 15. The drying steam Includes saturated superheated steam or moist steam. The internal environment of the circulatory system has a very low oxygen content which reduces the risk of dust explosions. The oxygen content is lower than 1%, preferably lower than 0.5%.
Cirkulationssystemet 3 innefattar även rörledningar och kopplingar för att sammankoppla de olika anordningarna i ångtorken 1. Bulkmaterialet 2 som skall torkas transporteras pneumatiskt genom cirkulationssystemet. Alla delar av ångtorken 1 och övriga anordningar i cirkulationssystemet 3 är utformade för att vara trycksatta under driften.The circulation system 3 also includes pipelines and couplings for interconnecting them various devices in the steam dryer 1. The bulk material 2 to be dried is transported pneumatically through the circulatory system. All parts of the steam dryer 1 and other devices in the circulation system 3 is designed to be pressurized during operation.
En materialinmatningsanordning 4 är kopplad till cirkulationssystemet 3 för attmata in fuktigt material i ångtorken. Materialinmatningsanordningen 4 är kopplad till cirkulationssystemet nedströms om värmeväxlaren 7 i relation till torkängans flödesriktning, se figuren.A material feeding device 4 is connected to the circulation system 3 for feeding in moisture material in the steam dryer. The material feeding device 4 is connected to the circulation system downstream of the heat exchanger 7 in relation to the flow direction of the drying boot, see the figure.
Materialinmatningsanordningen 4 är utformad att vara trycktät så att läckage från cirkulationssystemet undviks. Materialinmatningsanordningen 4 är exempelvis en cellmatare eller en pluggskruv.The material feeding device 4 is designed to be pressure-tight so that leakage from the circulatory system is avoided. The material feeding device 4 is, for example, a cell feeder or a plug screw.
Ett torkutrymme 6 är kopplat till cirkulationssystemet 3 nedströms om materialinmatningsanordningen 4 och uppströms om separationsanordningen 8.A drying space 6 is connected to the circulation system 3 downstream the material feeding device 4 and upstream of the separation device 8.
Torkutrymmet 6 är utformat som en rörformig kanal. Torkutrymmet 6, den rörformiga kanalen, är vanligen utformad i en serpentinliknande form med flera vertikalt uppåtgàende och nedåtgående kanalsegment. Bulkmaterialet 2 torkas genom värmeöverföring från torkångan 15 samtidigt som bulkmaterialet pneumatiskt transporteras genom torkutrymmet 6 till separationsanordningen 8. Vid torkningsprocessen förängas fukt och flyktiga ämnen som kolväten i det fuktiga bulkmaterialet och bildar överskottsånga. Torkångans temperatur sjunker och fukthalten i materialet minskar.The drying space 6 is designed as a tubular channel. Drying space 6, the tubular the channel, is usually formed in a serpentine-like shape with several vertically ascending and downward channel segments. The bulk material 2 is dried by heat transfer from the drying steam 15 at the same time as the bulk material is pneumatically transported through the drying space 6 to the separation device 8. During the drying process, moisture and volatiles such as hydrocarbons in the moist bulk material and form excess vapor. Drying temperature decreases and the moisture content of the material decreases.
En separationsanordning 8 är kopplad till cirkulationssystemet 3 nedströms om torkutrymmet 6. Separationsanordningen 8 innefattar åtminstone en cyklon som separerar det torkade materialet 2 från torkångan 15. Separationsanordningen 8, cyklonen, har ett materialutlopp 17 och ett àngutlopp 18. 10 15 20 25 30 35 18 En materialutmatningsanordning 9 är kopplad till cyklonens materialutlopp 17.A separation device 8 is connected to the circulation system 3 downstream of the drying space The separation device 8 comprises at least one cyclone separating the dried the material 2 from the drying steam 15. The separation device 8, the cyclone, has a material outlet 17 and a steam outlet 18. 10 15 20 25 30 35 18 A material discharge device 9 is connected to the material outlet 17 of the cyclone.
Materialutmatningsanordningen 9 är av samma typ som materialinmatningsanordningen 4 beskriven ovan. Materialutmatningsanordningen är exempelvis en cellmatare eller en pluggskruv. Den separerade torkångan 15 återcirkuleras från separationsanordningen 8 via ångutloppet 18 till turbomaskinen 5 och Värmeväxlaren 7 .The material feeding device 9 is of the same type as the material feeding device 4 described above. The material discharge device is, for example, a cell feeder or a plug screw. The separated drying steam 15 is recirculated from the separation device 8 via the steam outlet 18 to the turbomachine 5 and the heat exchanger 7.
Cirkulationssystemet 3 innefattar även en avtappningsledning 10 för avtappning av torkånga 15 eller så kallad överskottsånga som bildats vid torkningsprocessen. Genom avtappningen regleras torkångans tryck i ångtorken. Avtappningsledningen 10 är kopplad till cirkulationssystemet 3 nedströms om cyklonen 8 och uppströms om materialinmatningsanordningen 4 i relation till torkàngans flödesriktning.The circulation system 3 also comprises a drain line 10 for draining drying steam 15 or so-called excess steam formed during the drying process. Through the drain the pressure of the drying steam in the steam dryer is regulated. The drain line 10 is connected the circulation system 3 downstream of cyclone 8 and upstream the material feeding device 4 in relation to the flow direction of the drying steam.
Avtappningsledningen 10 är försedd med en reglerventil 19. Fleglerventilen 19 används för reglering av ångtrycket i ångtorken 1. Fleglerventilen 19 är kopplad till och styrs av ett styr- och reglersystemet. Reglerventilen har medel 20 för att för att sända och mottaga signaler till och från styr- och reglersystemet.The drain line 10 is provided with a control valve 19. The mirror valve 19 is used for control of the steam pressure in the steam dryer 1. The Flegler valve 19 is connected to and controlled by a control and the regulatory system. The control valve has means 20 for transmitting and receiving signals to and from the control and regulation system.
Torkàngan som avtappas från ångtorken är oren och innehåller partiklar, terpener och kolväten. För att kunna återvinna energin i ångan bör den renas från dessa substanser.The dry steam discharged from the steam dryer is impure and contains particles, terpenes and hydrocarbons. In order to recover the energy in the steam, it should be purified from these substances.
Ett annat alternativ är att avtappningsledningen 10 inte försedd med en reglerventil 19.Another alternative is that the drain line 10 is not provided with a control valve 19.
Avtappningsledningen 10 kan istället vara kopplad till ett ångåtervinningssystem, exempelvis en ångomformare. Ett sådant system visas mer detaljerat i figur 2.The drain line 10 may instead be connected to a steam recovery system, for example a steam converter. Such a system is shown in more detail in Figure 2.
En turbomaskin 5 är kopplad till cirkulationssystemet för genererande av ett flöde av torkånga 15 genom cirkulationssystemet 3. Turbomaskinen är exempelvis en fläkt eller en lågtryckskompressor. Turbomaskinens 5 varvtal är reglerbart. Turbomaskiner av detta slag är tidigare kända och beskrivs därför inte mer här. Turbomaskinen är kopplad till och styrs av styr- och reglersystemet integrerat i ångtorken. Turbomaskinen 5 har medel 21 för att sända och mottaga signaler till och från styr- och reglersystemet. Åtminstone en värmeväxlare 8 är kopplad till cirkulationssystemet för värmning av torkàngan 15 . Värmeväxlaren 8 är exempelvis en tubpannevärmeväxlare . En sådan värmeväxlare har vanligtvis stor värmeöverföringsyta och är känd för att åstadkomma god värmeöverföring.A turbo engine 5 is connected to the circulation system for generating a flow of drying steam 15 through the circulation system 3. The turbomachine is, for example, a fan or a low pressure compressor. The turbocharger's 5 speeds are adjustable. Turbochargers of this kind are previously known and are therefore not described further here. The turbocharged engine is connected to and controlled by the control and regulation system integrated in the steam dryer. The turbocharger 5 has means 21 for transmitting and receive signals to and from the control and regulation system. At least one heat exchanger 8 is connected to the circulation system for heating the drying steam 15. The heat exchanger 8 is, for example, a tube boiler heat exchanger. Such a heat exchanger has usually large heat transfer surface and is known to achieve good heat transfer.
Värmeväxlaren är exempelvis anpassad för gas/gas värmeväxling eller för vätska/gas värmeväxling. Det finns ett stort antal tubpannevärmeväxlare på marknaden som kan anpassas för att kopplas in i en ångtork av ovan nämnt slag. 10 15 20 25 30 35 19 Värmeväxlaren 8 har ett inlopp 7.1 och ett utlopp 7.2. En värmekälla 22 tillför ett värmemedium 22.1 till värmeväxlaren. Ett värmemedium tillförs värmeväxlaren från en värmekälla 22.Värmemedíet 22.1 är exempelvis högtrycksànga, het termisk olja, hett vatten eller bränngaser. Värmeväxlaren 8 väljs och anpassas till tillgängligt värmemedium 22. l det fall värmemediet är högtrycksånga, är det fördelaktigt att utforma tubpanne värmeväxlaren 8 som en Kondensor. Högtrycksångan kondenserar då i värmeväxlaren. Det är fördelaktigt att överhetta torkångan i värmeväxlaren. Då stiger torkångans förmåga att ta upp fukt ur materialet. Det är vanligt att torkångan har ca 200 “C i initialtemperatur efter värmeväxlaren.The heat exchanger is, for example, adapted for gas / gas heat exchange or for liquid / gas heat exchange. There are a large number of tube boiler heat exchangers on the market that can adapted to be connected to a steam dryer of the kind mentioned above. 10 15 20 25 30 35 19 The heat exchanger 8 has an inlet 7.1 and an outlet 7.2. A heat source 22 supplies one heating medium 22.1 to the heat exchanger. A heating medium is supplied to the heat exchanger from one heat source 22.The heating medium 22.1 is, for example, high-pressure steam, hot thermal oil, hot water or fuel gases. The heat exchanger 8 is selected and adapted to the available heating medium 22. l det If the heating medium is high-pressure steam, it is advantageous to design the boiler heat exchanger 8 as a Condenser. The high-pressure steam then condenses in the heat exchanger. It is beneficial to overheat the dryer in the heat exchanger. Then the drying steam's ability to absorb moisture rises the material. It is common for the dryer to have about 200 “C in initial temperature after the heat exchanger.
I en alternativ utföringsform är åtminstone två värmeväxlare seriellt kopplade till cirkulationssystemet. Torkångan värms då stegvis i de två värmeväxlarna (ej visat i figur). Ängtorken år utformad som en pneumatisk ångtork. Ängtorken kan alternativt vara utformad som en fluidbäddstork eller en roterande trumtork.In an alternative embodiment, at least two heat exchangers are connected in series circulatory system. The dryer steam is then heated step by step in the two heat exchangers (not shown in the figure). The steam dryer is designed as a pneumatic steam dryer. The steam dryer can alternatively be designed as a fluid bed dryer or a rotary drum dryer.
Enligt figur 1 innefattar ångtorken 1 en mätanordning M med en temperaturmätare 11, exempelvis av typen platina-givare eller termoelement för mätning av torkångans temperatur.According to Figure 1, the steam dryer 1 comprises a measuring device M with a temperature meter 11, for example of the platinum sensor or thermocouple type for measuring the temperature of the drying steam.
Temperaturmätaren används exempelvis för att mäta ångans temperatur i olika positioner i cirkulationssystemet. Ängtorken är försedd med åtminstone en mätanordning M med en temperaturmätare 11 ansluten till cirkulationssystemet nedströms om separationsanordningen i relation till torkångans flödesriktning för att mäta en returtemperatur hos torkångan. Företrädesvis är mätanordningen M ansluten direkt efter separationsanordningen 8, efter att materialet avskiljts från torkångan. Alternativt kan mätanordningen M med temperaturmätaren 11 kopplas till cirkulationssystemet uppströms om separationsanordningen 8 i relation till torkångans flödesriktning för mätning av torkångans temperatur (visas med streckad linje i figur 1).The temperature meter is used, for example, to measure the steam temperature in different positions in circulatory system. The steam dryer is provided with at least one measuring device M with a temperature meter 11 connected to the circulation system downstream of the separation device in relation to the flow direction of the dryer to measure a return temperature of the dryer. Preferably is the measuring device M connected directly to the separation device 8, after the material separated from the dryer. Alternatively, the measuring device M can be connected to the temperature meter 11 connected to the circulation system upstream of the separation device 8 in relation to flow direction of the dryer for measuring the temperature of the dryer (shown in broken line in figure 1).
I figur 1 visas även att en mätanordning M med en temperaturmätare 11 är ansluten till cirkulationssystemet nedströms om värmeväxlaren 8 och uppströms om materialinmatningsanordningen 4 i relation till torkångans flödesriktning. l positionen nedströms om värmeväxlaren fastställs torkångans initialtemperatur direkt efter värmeväxlaren 8. Mätanordningen M med temperaturmätaren 11 är kopplad till och kommunicerar med styr- och reglersystemet.Figure 1 also shows that a measuring device M with a temperature meter 11 is connected to the circulation system downstream of the heat exchanger 8 and upstream of the material feeding device 4 in relation to the flow direction of the drying steam. in the position downstream of the heat exchanger, the initial temperature of the dryer is determined immediately after the heat exchanger 8. The measuring device M with the temperature meter 11 is connected to and communicates with the control and regulation system.
Det är fördelaktigt att mäta torkångans initialtemperatur för att kontrollera att torkningsprocessen och styra värmetillförseln till värmeväxlaren. Ängtorken 1 innefattar även en mätanordning M med en tryckgivare 12, exempelvis en konventionell trycktransmitter. Tryckgivaren mäter kontinuerligt torkångans tryck i 10 15 20 25 30 35 20 cirkulationssystemet 3. En sådan mätananordning M med en tryckgivare 12 är ansluten till cirkulationssystemet invid separationsanordningen 8. Mätanordningen M med tryckgivare 12 är kopplad till och kommunicerar med styr- och reglersystemet. Torkångans tryck regleras med reglerventilen 19. På så sätt regleras även den cirkulerande torkàngans massflöde och àngtorkens energiförbrukning. Ãngtorken 1 innefattar även en mätanordning M med en fukthaltsmätare 13, exempelvis en on-line near- infrared (NlR) fukt sensor eller liknande. Fukthaltsmätaren mäter exempelvis materialets fukthalt. Mätanordningen M med fukthaltsmätare 13 är kopplad till och kommunicerar med styr- och reglersystemet. Baserat pà fukthaltsmätningen regleras den cirkulerande torkàngans massflöde och àngtorkens energiförbrukning.It is advantageous to measure the initial temperature of the dryer to check that the drying process and control the heat supply to the heat exchanger. The steam dryer 1 also comprises a measuring device M with a pressure sensor 12, for example one conventional pressure transmitter. The pressure sensor continuously measures the pressure of the dryer 10 15 20 25 30 35 20 circulation system 3. Such a measuring device M with a pressure sensor 12 is connected to the circulation system next to the separation device 8. The measuring device M with pressure sensor 12 is connected to and communicates with the control and regulation system. The pressure of the dryer is regulated with the control valve 19. In this way, the mass flow and circulation of the circulating drying steam is also regulated the energy consumption of the steam dryer. The steam dryer 1 also comprises a measuring device M with a moisture content meter 13, for example one on-line near-infrared (NlR) moisture sensor or similar. The moisture content meter measures, for example moisture content of the material. The measuring device M with moisture content meter 13 is connected to and communicates with the control and regulation system. Based on the moisture content measurement, it is regulated circulating the steam flow of the dry steam and the energy consumption of the steam dryer.
En mätanordning M med fukthaltsmätare 13 är ansluten till materialutmatningsanordningen 9 för mätning av materialets fukthalt efter materialutmatningen. Det är möjligt att ansluta samma typ av mätanordning M med fukthaltsmätare 13 på flera positioner, i figur 1 visas flera olika exempel pà anslutningspositioner. Exempelvis visas att en mätanordning M med fukthaltsmätare 13 är ansluten till materialinmatningen för mätning av materialets fukthalt före materialinmatningen. Det är också möjligt att ansluta en mätanordning M med en fukthaltsmätare 13 till cirkulationssystemet efter separationsanordningen 8 och före materialutmatningsanordningen 9 i relation till materialets flödesriktning för mätning av materialets fukthalt före materialutmatningen.A measuring device M with moisture content meter 13 is connected to the material discharge device 9 for measuring the moisture content of the material after the material is fed. It is possible to connect the same type of measuring device M with moisture content meter 13 in several positions, in figure 1 is shown several different examples of connection positions. For example, it is shown that a measuring device M with moisture content meter 13 is connected to the material input for measuring the moisture content of the material before material feed. It is also possible to connect a measuring device M with a moisture content meter 13 to the circulation system after the separation device 8 and before the material discharge device 9 in relation to the flow direction of the material for measuring the moisture content of the material before material discharge.
Det är fördelaktigt att kontrollera fukthalten för bestämning av torklasten samt för att kontrollera torkresultatet. De uppmätta värdena pà fukthalt kommuniceras till styr- och reglersystemet för beräkning av torklasten och för att reglera den cirkulerande torkârtgarts massflöde och övriga processparametrar effektivt.It is advantageous to check the moisture content to determine the drying load and to check the drying result. The measured values of moisture content are communicated to control and the control system for calculating the drying load and for regulating the circulating drying cart mass flow and other process parameters efficiently.
Naturligtvis kan mätanordningen M innefatta flera av ovannämnda mätare och givare och även innefatta givare för andra processparametrar. Varje mätanordning M innefattar åtminstone en mätare eller givare, ett kommunikationsorgan för mottagande och sändande av signaler till styr- och reglersystemet, en dataprocessorenhet, samt en minnesenhet. Varje mätanordning M är kopplad till och kommunicerar med ett styr- och reglersystem 14 som är integrerat i ángtorken.Of course, the measuring device M may comprise several of the above-mentioned meters and sensors and also include sensors for other process parameters. Each measuring device M comprises at least one meter or sensor, a communication means for receiving and transmitting of signals to the control and regulation system, a data processor unit, and a memory unit. Each measuring device M is connected to and communicates with a control system 14 which is integrated in the steam dryer.
Det skall noteras att flera mätanordningar M kan kopplas till àngtorken för att mäta olika parametrar. Varje mätanordning är ansluten till styr- och reglersystemet integrerat i àngtorken. 10 15 20 30 35 21 Ångtorken 1 innefattar även ett styr- och reglersystem 14 som innefattar medel för reglering av den cirkulerande torkàngans massflöde i förhållande till den uppmätta parametern eller de uppmätta parametrarna i enlighet med förfarandet. Styr- och reglersystemet innefattar dataprocessenhet, minnesenhet, kontrollorgan, kommunikationsorgan för att sända och mottaga styrsignal, mätvärdesignal, kontrollsignal och liknande signaler till och fràn åtminstone en mätanordning 11;12;13 kopplad till ångtorken 1. väsentligen alla ångtorkens delar såsom turbomaskin, värmeväxlare, separationsanordning materialinmatningsanordning, materialutmatningsanordning, reglerventiler samt alla mätanordningar är kopplade till och kommunicerar med styr- och reglersystemet. Det finns ett stort utbud av styr- och reglersystem på marknaden som kan anpassas till att styra och reglera ångtorken. Det är fördelaktigt att välja ett sådant styr- och reglersystem 14 som är utformat för kontinuerlig styrning och reglering av ångtorksprocessen.It should be noted that several measuring devices M can be connected to the steam dryer to measure differently parameters. Each measuring device is connected to the control and regulation system integrated in steam dryer. 10 15 20 30 35 21 The steam dryer 1 also comprises a control system 14 which comprises means for control of the mass flow of the circulating drying steam in relation to the measured parameter or de measured the parameters according to the procedure. The control and regulation system includes data processing unit, memory unit, control means, communication means for transmitting and receive control signal, measured value signal, control signal and similar signals to and from at least one measuring device 11; 12; 13 connected to the steam dryer 1. essentially all parts of the steam dryer such as turbomachine, heat exchanger, separation device material input device, material output device, control valves and all measuring devices are connected to and communicate with the control and regulation system. There is a wide range of control and regulation systems on the market that can be adapted to control and regulate the steam dryer. It is advantageous to choose such a control system 14 as is designed for continuous control and regulation of the steam drying process.
Styr- och reglersystemet 14 mottar informationssignaler från och sänder informationsignaler till samtliga mätanordningar l\/l och regleranordningar anslutna till ångtorken. l\/lätanordningarnas informationssignaler avseende en eller flera parametrar såsom torkàngans tryck P och temperatur T, materialets fukthalt F och materialets massflöde mottas och analyseras kontinuerligt.The control system 14 receives information signals from and transmits information signals to all measuring devices l \ / l and control devices connected to the steam dryer. l \ / sounding devices' information signals regarding one or more parameters such as the dryer pressure P and temperature T, the moisture content F of the material and the mass flow of the material are received and analyzed continuously.
Ett aktuellt driftsvärde för den cirkulerande torkàngans massflöde baserad på informationssignaler från värmeväxlare, turbomaskinens varvtal samt torkàngans tryck, torkàngans temperatur, beräknas vid den aktuella drifttidpunkten.A current operating value for the mass flow of the circulating drying steam based on information signals from heat exchangers, the speed of the turbomachine and the pressure of the drying steam, drying steam temperature, is calculated at the current operating time.
Styr och reglersystemet 14 genomför därefter en eller flera av följande beräkningar och operationer: ta) Den uppmätta parameterns värde T1 , F1 jämförs med ett förbestämt värde pä parametern T; ,F2 och skillnaden T2-T1 , F2-F1 mellan den uppmätta parameterns värde och det förbestämda värdet på parametern beräknas. 1b) Den cirkulerande torkàngans massflöde regleras i förhållande till den uppmätta parametern så att det absoluta värdet pä skillnaden |T2-T1|, |F2-F1| mellan parameterns värde och det förbestämda värdet på parametern minskar. tc) Den cirkulerande torkàngans massflöde höjs eller sänks genom förändring av torkàngans tryck och/eller fläktens varvtal. 2 a) l\/längden fukt W i materialet som skall förångas vid torkningen för att önskat torkresultat skall uppnås beräknas baserat på materialets massflöde och fukthaltsskillnaden Fin-Fm (materialets fukthalt Fin före inmatningen minus den önskade fukthalten efter torkningen Fm), 2b) Den aktuella torklasten beräknas som funktion av den beräknade mängden fukt W i materialet som skall förångas vid torkningen samt förångningsenergin. 10 15 20 25 30 35 22 2c) Ett optimalt massflödesbörvärde för den cirkulerande torkångan i förhållande till den aktuella torklasten väljs, fastställs, exempelvis ur tabell och/eller graf som är lagrade och tillgängliga i styr- och reglersystemet. 2d) Värmeenergibehovet i förhållande till den aktuella torklasten fastställs. 2e) Styr- och reglersystemet jämför kontinuerligt det aktuella värdet för den cirkulerande torkängans massflöde med det optimala massflödesbörvärdet för den cirkulerande torkängans massflöde. 2f)Den cirkulerande torkängans massflöde regleras mot det optimala massflödesbörvärdet genom förändring av torkängans tryck och/eller fläktens varvtal. 3) Styr- och reglersystemet anpassar styrsignaler så att den cirkulerande torkängans massflöde regleras i förhållande till den uppmätta parametern och/eller till torklasten och sänder styrsignalerna till reglerventilen och/eller till turbomaskinen och/eller till värmeväxlaren så att det förutbestämda torkresultatet ästadkoms med lägsta möjliga energiförbrukning.The control system 14 then performs one or more of the following calculations and operations: ta) The value T1, F1 of the measured parameter is compared with a predetermined value of parameter T; , F2 and the difference T2-T1, F2-F1 between the value of the measured parameter and the predetermined value of the parameter is calculated. 1b) The mass flow of the circulating drying steam is regulated in relation to the measured one parameter so that the absolute value of the difference | T2-T1 |, | F2-F1 | between the parameters value and the predetermined value of the parameter decreases. tc) The mass flow of the circulating drying steam is increased or decreased by changing the drying steam pressure and / or fan speed. 2 a) l \ / length of moisture W in the material to be evaporated during drying in order for the desired drying result to be achieved is calculated based on the mass flow of the material and the moisture content difference Fin-Fm (moisture content of the material Fine before feeding minus the desired moisture content after drying Fm), 2b) The current drying load is calculated as a function of the calculated the amount of moisture W in the material to be evaporated during drying and the evaporation energy. 10 15 20 25 30 35 22 2c) An optimal mass flow setpoint for the circulating dryer vapor in relation to it the current drying load is selected, determined, for example from a table and / or graph that are stored and available in the control and regulation system. 2d) The heat energy requirement in relation to the current drying load is determined. 2e) The control and regulation system continuously compares the current value of the circulating the mass flow of the drying boot with the optimum mass flow setpoint for the circulating the mass flow of the drying boot. 2f) The mass flow of the circulating drying boot is regulated against the optimum mass flow setpoint by changing the pressure of the drying boot and / or the speed of the fan. 3) The control and regulation system adjusts control signals so that the circulating drying boot mass flow is regulated in relation to the measured parameter and / or to the drying load and sends the control signals to the control valve and / or to the turbo engine and / or to the heat exchanger so that the predetermined drying result is achieved with the lowest possible power consumption.
När materialet består av träbaserat material är energiinnehàllet i det torkade materialet mycket högt. Det torkade materialet är därför särskilt lämpligt att användas vid produktion av bränsle såsom biopellets. För att åstadkomma god pelletskvalitet är det fördelaktigt att torka materialet till fukthalt lägre än 12% baserad pà vikt. Ett vanligt driftsfall är att ångtorken arbetar med ett ángtryck som kan variera inom intervallet 1,5-4,5 Bar övertryck.When the material consists of wood-based material, the energy content of the dried material very high. The dried material is therefore particularly suitable for use in the production of fuel such as biopellets. In order to achieve good pellet quality, it is advantageous to dry the material to moisture content lower than 12% based on weight. A common operating case is the steam dryer works with a vapor pressure that can vary in the range 1.5-4.5 Bar overpressure.
Turbomaskinen regleras i intervallet 70%-100% av nominellt effektbehov. l ett specifikt driftsfall innebär detta att torkängans tryck regleras till 3 Bar övertryck och turbomaskinen arbetar med 85% av nominell effekt. Träflis med en fukthalt av ca 50% inmatas i ångtorken, och möts av torkànga med en initialtemperatur på 200 °C med en hastighet av ca 20 m/s.The turbomachine is regulated in the interval 70% -100% of nominal power requirement. l a specific operating mode, this means that the pressure of the drying boot is regulated to 3 Bar overpressure and the turbo engine works with 85% of rated power. Wood chips with a moisture content of about 50% are fed into the steam dryer, and is met by dry steam with an initial temperature of 200 ° C at a speed of about 20 m / s.
Fukten föràngas och fukthalten i materialet sjunker till 11% efter materialutmatningen.The moisture evaporates and the moisture content of the material drops to 11% after the material is fed.
Torkångans returtemperatur efter cyklonen är ca 150 °C. I detta exempel har både glidtrycksreglering och reglering av varvtalet genomförts för att sänka massflödet för att sänka driftskostnaden.The return temperature of the dryer after the cyclone is about 150 ° C. In this example, both have sliding pressure control and speed control have been implemented to lower the mass flow to reduce operating costs.
Eftersom inte ångtorken arbetar med maximal torkkapacitet utan både torkängans tryck och turbomaskinens varvtal är anpassat efter den torklast som bestäms genom mätning av fukthalt och/eller returtemperatur görs avsevärda energibesparingar med bebihàllet torkresultat. Om materialmängd eller fukthalt ändras regleras torkängans tryck och/eller turbomaskinens varvtal för att anpassa torkkapaciteten.Because the steam dryer does not work with maximum drying capacity but both the drying boot pressure and the speed of the turbomachine is adapted to the drying load determined by measuring moisture content and / or return temperature, significant energy savings are made with the baby drying results. If the amount of material or moisture content changes, the pressure and / or pressure of the drying boot is regulated the speed of the turbomachine to adjust the drying capacity.
Det betonas att den beskrivna ångtorken endast skall ses som en utföringsform av uppfinningen. Uppfinningen skall ej begränsas av denna beskrivning utan kan varieras och 10 15 20 25 30 35 23 modifieras i enlighet med de olika utföringsformerna definierade i de följande patentkraven.It is emphasized that the described steam dryer should only be seen as an embodiment of the invention. The invention is not to be limited by this description but may be varied and 10 15 20 25 30 35 23 modified in accordance with the various embodiments defined in the following claims.
Samtliga utföringsformer kan kombineras med varandra och modifieras av fackmannen.All embodiments can be combined with each other and modified by those skilled in the art.
Det skall noteras att det uppfinningsenliga förfarandet kan användas vid torkning av alla tänkbara material, och uppfinningen ej är begränsad till torkning av tråbaserat materia utan går även utmärkt att använda vid torkning av alla slag av tidigare nämnda material. .It should be noted that the method according to the invention can be used in drying all conceivable materials, and the invention is not limited to drying of wood-based matter but can also be used excellently for drying all kinds of previously mentioned materials. .
Med hänvisning till figur 2 visas ett schematiskt flödesschema för ett bioenergikombinat 24 enligt uppfinningen. Bioenergikombinatet 24 är avsett för framställning av åtminstone bränsle och el och innefattar en àngtork 1' samt en ángproduktionanläggning 25. Ångtorken 1' motsvarar den tidigare beskrivna ängtorken 1 och lika detaljer har samma referensnummer. Ängproduktionanläggningen 25 innefattar ett kraftvärmeverk som har en ångpanna 26, en första àngturbin 27, en andra àngturbin 28, värmeväxlare 29 för anslutning till ett hetvattensystem 30, samt rörledningar och kopplingar för att leda ånga och kondensat mellan de olika delarna av kraftvärmeverket 25. Ängturbinerna 27,28 är elkraftgenererande och arbetar med ånga av olika trycknivåer. Ängpannan 26 är kopplad till den första ångturbinen 27 och förser den med ånga.Referring to Figure 2, a schematic flow diagram of a bioenergy combination 24 is shown according to the invention. The bioenergy combination 24 is intended for the production of at least fuel and electricity and includes a steam dryer 1 'and a steam production plant 25. The steam dryer 1 'corresponds to the previously described steam dryer 1 and equal details have the same reference number. The steam production plant 25 comprises a cogeneration plant having a steam boiler 26, a first steam turbine 27, a second steam turbine 28, heat exchanger 29 for connection to a hot water system 30, as well as pipelines and couplings for conducting steam and condensate between the different parts of the CHP plant 25. The steam turbines 27,28 generate electricity and work with steam of different pressure levels. The steam boiler 26 is connected to the first steam turbine 27 and supplies it with steam.
Den andra ångturbinen 28 är kopplad till den första ångturbinen.The second steam turbine 28 is connected to the first steam turbine.
Den första turbinen 27 är även kopplad till värmeväxlaren 7 i ängtorken 1' och förser värmeväxlaren 7 med ånga som värmemedium 31. Värmeväxlaren 7 i ängtorken är utformad som en kondensor. Detta är fördelaktigt eftersom ångan 31 från ångturbinen 27 på ett effektivt sätt används för att värma upp torkångan i ängtorken. Detta resulterar i hög verkningsgrad för bioenergikombinatet.The first turbine 27 is also connected to the heat exchanger 7 in the steam dryer 1 'and supplies heat exchanger 7 with steam as heating medium 31. The heat exchanger 7 in the steam dryer is designed as a condenser. This is advantageous because the steam 31 from the steam turbine 27 is on an efficient way is used to heat the drying steam in the meadow dryer. This results in high efficiency of the bioenergy combination.
Bioenergikombinatet innefattar en ångtork 1' som torkar tråbaserat material 2såsom träflis och torv. Det torkade materialet används vid framställning av biopellets eller som bränsle i kraftvärmeverkets ångpanna. Bioenergikombinatet har även ett ångätervinningssystem som innefattar en ångomformare och en tredje turbin. Ångtorken 1' överenstämmer med den tidigare beskrivna ångtorken 1. Ångtorken 1' innefattar även en kondensatbehållare 43 för uppsamling av rent kondensat 44 fràn värmeväxlaren 7.The bioenergy combination comprises a steam dryer 1 'which dries wood-based material 2 such as wood chips and peat. The dried material is used in the production of biopellets or as a fuel in the combined heat and power plant's steam boiler. The bioenergy combination also has a steam recovery system that includes a steam converter and a third turbine. The steam dryer 1 'corresponds to the previously described steam dryer 1. The steam dryer 1' also includes a condensate container 43 for collecting pure condensate 44 from the heat exchanger 7.
Bioenergikombinatet innefatter även ett ångåtervinningssystem 32. Ångåtervinningssystemet 32 har en ångomformare 33 och en tredje turbin 34. Ångomformaren 33 innefattar en smutsångsida 35, en renångsida 36, ett vätskeinlopp 37 och ett smutskondensatutlopp 38. 10 15 20 25 30 35 24 Ängtorken 1' har en avtappningsledning 10 som är kopplad till smutsångsidan 35 i ångomformaren 33. Även àngtorkens kondensatbehållare 43 är kopplad till ångomformaren 33. Rent kondensat 44 från kondensatbehällaren 43 tillförs ångomformaren 33.The bioenergy combination also includes a vapor recovery system 32. The vapor recovery system 32 has a steam converter 33 and a third turbine 34. The steam converter 33 comprises one dirt vapor side 35, a reindeer vapor side 36, a liquid inlet 37 and a dirt condensate outlet 38. 10 15 20 25 30 35 24 The steam dryer 1 'has a drain line 10 which is connected to the dirt steam side 35 in the steam converter 33. The condensate tank 43 of the steam dryer is also connected to the steam converter 33. Pure condensate 44 from the condensate tank 43 is supplied to the steam converter 33.
Värmeöverföring sker från den avtappade torkàngan till det rena kondensatet 44och ren ånga 39 bildas i ångomformaren. Den rena ångan 39 tillförs den tredje turbinen 34 och bidrar till elproduktionen. Smutskondensat 41 lämnar ångomformaren via smutskondesatutloppet 38. Ångomformarens renångsidan 36 har en reglerventil 40 som reglerar flödet av renänga 39.Heat transfer takes place from the drained dry steam to the clean condensate 44 and clean steam 39 is formed in the steam converter. The clean steam 39 is fed to the third turbine 34 and contributes to electricity production. Dirt condensate 41 leaves the steam converter via the dirt condensate outlet 38. The reindeer side 36 of the steam converter has a control valve 40 which regulates the flow of reindeer 39.
Denna reglerventil 40 har en tryckhållande effekt även för smutsångsidan 35 och indirekt även på torkångans tryck i àngtorken 1'. Reglerventilen 40 är kopplad till styr- och reglersystemet 14 i ångtorken 1'. Det är fördelaktigt att reglera torkångans tryck i àngtorken på detta sätt eftersom ingen separat reglerventil på smutsångsidan behövs, vilket förbättrar driftförhållandena och minskar underhållsarbetet Det är fördelaktigt att koppla samman àngtorken 1' med ångåtervinningssystemet 32 och återvinna den energi som finns iden avtappade torkängan från àngtorken 1'. Ångomformaren 33 har en hög verkningsgrad, en stor del av energin ur den avtappade torkånga överförs till ren ånga 40 som kan återanvändas i elkraftproduktion.This control valve 40 also has a pressure-retaining effect on the dirt side 35 and indirectly also on the drying steam pressure in the steam dryer 1 '. The control valve 40 is connected to the control and the control system 14 in the steam dryer 1 '. It is advantageous to regulate the pressure of the drying steam in the steam dryer in this way because no separate control valve on the dirt side is needed, which improves operating conditions and reduces maintenance work It is advantageous to connect the steam dryer 1 'to the steam recovery system 32 and recover the energy contained in the drained drying boot from the steam dryer 1 '. The steam converter 33 has a high efficiency, a large part of the energy from the drained one drying steam is transferred to pure steam 40 which can be reused in electric power production.
Alternativt kan ångomformaren 33 vara kopplad till den andra turbinen 28 i kraftvärmeverket 25 för att tillföra den rena ångan 40 till den turbinen (ej visat i figur). På så sätt återvinnsenergin från àngtorken f' i elproduktionen vilket medför en hög verkningsgrad för bioenergikombinatet.Alternatively, the steam converter 33 may be connected to the second turbine 28 in the cogeneration plant To supply the clean steam 40 to that turbine (not shown in the figure). That way the recovery energy from the steam dryer f 'in the electricity production, which results in a high efficiency for the bioenergy combination.
Bioenergikombinatet åstadkommer en energieffektiv integrering av flera energiproducerande anläggningar med en hög totalverkningsgrad och sänkta driftskostnader som följd.The bioenergy combination achieves an energy-efficient integration of several energy producers facilities with a high total efficiency and reduced operating costs as a result.
Det betonas att det beskrivna bioenergikombinatet endast skall ses som ett exempel på en utföringsform av ett bioenergikombinat som ryms inom skyddsomfånget för de efterföljande patentkraven. Samtliga tekniska särdrag i de olika utföringsformerna av bioenergikombinat går fritt att kombinera så länge den beskrivna funktionen erhålles. Ängproduktionanläggningen kan exempelvis istället utgöras av en industriproduktion såsom ett smältverk eller ett sågverk.It is emphasized that the described bioenergy combination should only be seen as an example of one embodiment of a bioenergy combination that falls within the scope of protection of the subsequent ones patent claims. All technical features in the different embodiments of bioenergy combinate can be freely combined as long as the described function is obtained. The meadow production facility can, for example, instead consist of an industrial production such as a smelter or a sawmill.
Claims (42)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE1051301A SE537079E (en) | 2010-12-10 | 2010-12-10 | A method of controlling a steam dryer, a steam dryer and a bioenergy combination, and the use of the method. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE1051301A SE537079E (en) | 2010-12-10 | 2010-12-10 | A method of controlling a steam dryer, a steam dryer and a bioenergy combination, and the use of the method. |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SE1051301A1 true SE1051301A1 (en) | 2012-06-11 |
| SE537079C2 SE537079C2 (en) | 2014-12-30 |
| SE537079E SE537079E (en) | 2018-02-20 |
Family
ID=46512832
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE1051301A SE537079E (en) | 2010-12-10 | 2010-12-10 | A method of controlling a steam dryer, a steam dryer and a bioenergy combination, and the use of the method. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SE (1) | SE537079E (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105264319A (en) * | 2013-02-28 | 2016-01-20 | 迪更生莱格公司 | Drying apparatus |
-
2010
- 2010-12-10 SE SE1051301A patent/SE537079E/en unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105264319A (en) * | 2013-02-28 | 2016-01-20 | 迪更生莱格公司 | Drying apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SE537079E (en) | 2018-02-20 |
| SE537079C2 (en) | 2014-12-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2009341208B2 (en) | Thermal power plant using low-grade coal as fuel | |
| US9021809B2 (en) | Method for operating a steam turbine power plant and also device for generating steam | |
| CN103408213A (en) | Energy-saving off-gas self-lazy circular sludge drying system and application method thereof | |
| Svoboda et al. | Integration of biomass drying with combustion/gasification technologies and minimization of emissions of organic compounds | |
| EP2689193B1 (en) | Process and system for recovery of thermal energy from a steam dryer | |
| Havlik et al. | Integration of biomass indirect dryers into energy systems | |
| Wimmerstedt | Steam drying—history and future | |
| US20210024845A1 (en) | Systems and Methods for Torrefaction of Biomass | |
| SE1051301A1 (en) | A method of controlling a steam dryer, a steam dryer and a bioenergy combination, and the use of the method. | |
| JP2016080217A (en) | Woody fuel dryer and woody fuel drying method using the same | |
| CN103983088A (en) | System and method for predrying lignite and recycling water by using waste heat of power station | |
| US20140093828A1 (en) | Arrangement and method of drying fuel in a boiler system | |
| Palaniandy et al. | Potential of steam recovery from excess steam in sterilizer at palm oil mill | |
| SE0950692A1 (en) | Drying apparatus and method for drying bulk material and use of this drying apparatus for drying bulk material | |
| Patel et al. | Different parameters affecting the efficiency of dryers | |
| DK2392879T3 (en) | Process and dryer to dry bulk material | |
| CN203382627U (en) | Energy-saving type dyeing sludge drying system for combined heat and power generation | |
| US20240175630A1 (en) | Low-temperature, ejector assisted dryer apparatus, methods and deployment thereof | |
| FI123858B (en) | Method and apparatus for cooling wood gases | |
| Renström et al. | Energy performance of an industrial superheated steam heat pump flash dryer for drying of bio-fuel | |
| US20110097680A1 (en) | Method for heating the inlet air of a biomass dryer by means of an intermediate circuit and utilizing the circulating heating liquid of the dryer when the factory producing liquid biofuels is integrated with another factory | |
| Kulakovskyi et al. | Creating factor model of the peat drying process in pneumatic steam-water dryer | |
| Jensen | Drying in Superheated Steam under Pressure | |
| CZ22038U1 (en) | Apparatus for burning biomass |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RPOP | Patent has been republished in amended form after opposition |