SE1150249A1 - Förfarande och system för återvinning av termisk energi från en ångtork - Google Patents

Abstract

Uppfinningen avser ett förfarande för återvinning av termisk energi från en ångtork 2 med ettslutet cirkulationssystem 2.1 som avger överskottsånga SS kännetecknat av attöverskottsångan SS kondenseras till ett orent kondensat UC i en ångregenereringsenhet 3och att termisk energi i det orena kondensatet UC återvinns genom att överföras till ettfjärrvärmemedium HW i en fjärrvärmeväxlare 4. Uppfinningen avser också ett system för återvinning av termisk energi från en ångtork 2 med ett slutet cirkulationssystem 2.1. Figur 1 P41001764SEOO

Description

Exemplifierande utföringsfomter kan utläsas av de osjälvständiga patentkraven.

Ytterligare särdrag och fördelar med uppfinningen kommer att framgå av den följande detaljerade beskrivningen av uppfinningen, vilken utgör ett exempel och således inte ska tolkas på så sätt att de är begränsande för uppfinningens skyddsomfång. För att underlätta förståelsen är det i texten infört hänvisningar till bifogade ritningsfigurer, i vilka ekvivalenta eller liknande delar har getts samma hänvisningsbeteckning.

Kortfattad ritningsbeskrivning Fig.1 visar schematiskt ett system enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning.

Fig.2 visar schematiskt ett system enligt en annan utföringsforrn av föreliggande uppfinning.

Detaljerad beskrivning och utföringsexempel Fig. 1 visar schematiskt ett system 1 enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning.

Systemet 1 innefattar en ångtork 2 med ett slutet cirkulationssystem, en ångregenereringsenhet 3, en fjärrvärmeväxlare 4, och en värmeåtervinningsvärmeväxlare 5.

Systemet 1 innefattar även en ångkraftprocess 6 innefattande en ångcykel, som har en ångturbin 7, en làgtryckskondensor 8, en kombinerad lågtrycksförvärmare och fjärrvärmekondensor 9, en matarvattentank 10 och en ångpanna 11.

Värmeåtervinningsvärmeväxlaren 5 är inkopplad i ångcykeln och arbetar som en första förvärmningssteg i ångcykeln och är därmed en del av ängkraftsprocessen. Detta beskrivs lågtrycksförvärmare. Värmeåtervinningsvärrneväxlaren 5 fungerar som ett mer detaljerat längre ner. Ångkraftprocessen försörjer ångtorken 2 med värme för torkningen av fuktigt material.

Systemets olika element är sammankopplade med rör, ledningar och kopplingar som medger att ett medium såsom gas eller vätska på ett säkert sätt kan transporteras mellan de sammankopplade elementen. Ångtorken 2 är en pneumatisk ångtork med ett cirkulationssystem 2.1 som innefattar en inmatningsanordning 2.2, ett torkutrymme 2.3 exempelvis ett torkrör, åtminstone en cyklon 2.4 för avskiljning av torkat material från torkånga, en utmatningsanordning 2.5, en fläkt 2.6, en värmeväxlare 2.7, och en avtappningsledning 2.8 för avtappning av överskottsångan.

P41001764SE00 Cirkulationssystemet 2.1 innefattar även rörledningar och kopplingar för att sammankoppla de olika anordningarna i ångtorken. Ångtorkens cirkulationssystem 2.1 är väsentligen slutet för att begränsa energiförbrukningen vid torkningsprocessen och för att minimera utsläpp från ångtorken. När ångtorken 2 är i drift är cirkulationssystemet trycksatt över atmosfärstryck och fylld med torkànga. Alternativt kan ångtorken vara anpassad för att arbeta med undertryck. Torkångan består främst av återcirkulerad ånga som värmts i värmeväxlaren.

Den inre miljön i cirkulationssystemet har en mycket låg syrehalt, risken för dammexplosioner är därför obefintlig. Syrehalten är lägre än 1%, företrädesvis lägre än 0,5%.

Alla delar av ångtorken och övriga anordningar i cirkulationssystemet är utformade för att vara trycksatta under driften. Ångtorken kan alternativt vara utformad som en fluidbäddstork anpassad för att arbeta med övertryck eller undertryck. lnmatningsanordningen 2.2 och utmatningsanordningen 2.5 är utformade att vara trycktäta så att läckage från cirkulationssystemet undviks. lnmatningsanordningen och utmatningsanordningen är exempelvis en cellmatare eller en pluggskruv.

Cyklonen 2.4 avskiljer det torkade materialet från torkångan. Den separerade torkångan återcirkuleras från cyklonen till en fläkt och en värmeväxlare. Åtminstone en våmteväxlare 2.7 är kopplad till cirkulationssystemet 2.1. Värmeväxlaren 2.7 är exempelvis en tubpannevärmeväxlare. En sådan värmeväxlare har vanligtvis stor värmeöverföringsyta och är känd för att åstadkomma god värmeöverföring.

Värmeväxlaren 2.7 tillförs högtrycksånga från en ångturbin. 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. Ångtorken 2 används för torkning av fuktigt bulkmaterial, exempelvis solida partiklar av trä, såsom träflis, sågspån eller liknande. Det går även utmärkt att torka torv eller jordbruksbaserad biomassa. Bulkmaterialet som skall torkas har en storleksfördelning och partikelstorlek som är lämplig för att pneumatiskt transporteras genom cirkulationssystemet.

Bulkmaterialet har en initial fukthalt över ca 30% baserad på vikt, ofta är fukthalten högre än 40% innan torkningen. Det torkade bulkmaterialet används bland annat som bränsle och vid tillverkning av pellets.

Vid torkningsprocessen av bulkmaterialet bildas överskottsånga SS. För att reglera trycket i cirkulationssystemet 2.1 avtappas överskottsångan SS från ångtorken 2 via avtappningsledningen 2.8.

P41001764SEO0 Överskottsångan som avtappas från ångtorken är oren och innehåller terpener, kolväten och partiklar som ej avskiljts från torkångan i cyklonen. För att kunna återvinna energin i torkångan bör den renas från dessa substanser.

Systemet enligt Fig. 1 innefattar även en ångregenereringsenhet 3 som är kopplad till ångtorken 2 via avtappningsledningen 2.8 för överskottsångan. Ångregenereringsenheten 3 innefattar anordningar för rening av överskottsångan, exempelvis en scrubber 3.1 och en ångomformare 3.2.

I fig. 1 visas en scrubber 3.1. Scrubbern har ett ånginlopp 3.11 som är kopplat till ångtorkens avtappningsledning 2.8 för överskottsånga SS och ett ångutlopp 3.12 som är kopplat till en ångomformare 3.2. Scrubbern 3.1 har även ett kondensatinlopp 3.13 för orent kondensat UC som är kopplat till ett kondensatutlopp 3.25 på ångomformaren. Scrubbern har även ett kondensatutlopp 3.14 för det orena kondensatet UC som är kopplat till en fjärrvärmeväxlare 4. Det orena kondensatet UC som lämnar scrubbern via kondensatutloppet 3.14 är ca 140 - 145°C varmt. Överskottsångan SS renas i scrubbern 3.1 genom direkt kontakt med orent kondensat från ångomformaren genom kondensation av kondenserbara gaser. Därefter leds inlopp 3.21 för överskottsångan från scrubbern 3.1 till ett överskottsångan på ångomformaren. Ångomformaren 3.2 innefattar en indirekt värmeväxlare. Ångomformaren har en smutsångsida och en renångsida. Ångomformarens smutsångsida innefattar ett ånginlopp 3.21 för överskottsånga SS kopplat till scrubberns ångutlopp 3.12, ett kondensatutlopp 3.24 kopplat till scrubberns kondensatinlopp 3.13, samt ett gasutlopp 3.23 för icke kondenserbara gaser kopplat till en ångpanna 12. Ångomformarens renångsida innefattar ett kondensatinlopp 3.25 kopplat till en kondensatbehållare 11, exempelvis en matarvattentank i ångkraftprocessen. Renångsidan innefattar även ett ångutlopp 3.22 för renånga CS kopplat till en ångturbin 7 i ångkraftprocessen. Ångomformaren 3.2 mottar överskottsångan SS från scrubbern 3.1 via ånginloppet 3.21. Ångomformaren 3.2 har medel, såsom en indirekt värmeväxlare, för att återvinna termisk energi ur överskottsångan SS genom kondensation av överskottsångan SS och genom samtidig förångning av rent kondensat som tillförs ångomformaren via kondensatinloppet 3.25 för generering av renånga CS. Ångomformaren 3.2 har även medel, ångutloppet 3.22, för att tillföra renångan CS till en ångturbin 7 för användning i elproduktion. På så sätt återvinns en del av energin från ångtorken i elproduktionen vilket medför en hög verkningsgrad för systemet.

P41 001 764S E00 Vid kondensation av överskottsångan SS genereras även orent kondensat UC samt icke kondenserbara gaser. De icke kondenserbara gaserna i överskottsångan tillförs och återvinns i ångpannan 11.

Det orena kondensatet lämnar ångomformaren 3.2 via kondensatutloppet 3.24 och leds till kondensatlnloppet 3.13 på scrubbern. Ångomformarens renångsida har en reglerventil som har en tryckhållande funktion på smutsångsidan och indirekt regleras även torkångans tryck i ångtorken. Ångomforrnaren har en hög verkningsgrad, en stor del av energin ur den avtappade överskottsångan överförs till ren ånga som kan återvinnas i ångkraftprocessen.

Fjärrvärmeväxlaren 4 innefattar en indirekt värmeväxlare. I fjärrvärmeväxlaren återvinns den termiska energin i det orena kondensatet UC och överförs till ett fjärrvärmemedium HW, istället för att det orena kondensatet UC leds direkt till avlopp varvid värmeenergin går förlorad.

Fjärrvärmeväxlaren innefattar ett kondensatinlopp 4.1 och ett kondensatutlopp 4.2 för det orena kondensatet UC. Fjärrvärrneväxlaren innefattar även ett inlopp 4.3 och ett utlopp 4.4 för ett fjärrvärmemedium HW. Det orena kondensatet UC som lämnar fjärrvärmeväxlaren har en temperatur på ca 60-90 °C. Fjärrvärrneväxlaren är ansluten till ett fjärrvärmenät 13.

I Fig.1 visas att fjärrvärmeväxlarens kondensatutlopp 4.2 för orent kondensat är kopplat till ett kondensatinlopp 5.1 hos värmeåtervinningsvärmeväxlaren 5 i ångkraftprocessen 6.

Värmeåtervinningsvärmeväxlaren 5 är en indirekt värmeväxlare. Den innefattar kondensatlnloppet 5.1 och ett kondensatutlopp 5.2 för det orena kondensatet UC.

Värmeåtervinningsvärmeväxlaren 5 innefattar även ett inlopp 5.3 och ett utlopp 5.4 för àngturbinkondensat.

I värmeåtervinningsvärmeväxlaren 5 återvinns den termiska energin i det orena kondensatet från överskottsångan och överförs till ett àngturbinkondensat STC1 som tillförs värmeåtervinningsvärmeväxlaren 5 från en Iågtryckskondensor 8 i ångkraftprocessen.

Som nämnts tidigare arbetar värrneåtervinningsvärmeväxlaren 5 som en làgtrycksförvärmare. Den utgör det första förvärmningssteget i ångcykeln, och förvärmer àngturbinkondensat STC1 som efter värmeåtervinníngsvärmeväxlaren benämns STC2.

P41001764SE00 På så sätt undviks .att det orena kondensatet UC leds direkt till avloppet varvid värmeenergin går förlorad. Dessutom är det fördelaktigt att överföra termisk energi från det orena kondensatet från överskottsångan till en ångkraftprocess, på så sätt höjs temperaturen i ångkondensatet i ångcykeln vilket är bra för ångkraftprocessens energiekonomi.

Det orena kondensatet UC som lämnar värmeåtervinningsvärmeväxlaren 5 via kondensatutloppet 5.2 har en temperatur på ca 30-50 °C. Ångturbinkondensatet STC2 som lämnar värmeåtervinningsvärmeväxlaren har en temperatur på ca 40-80 °C.

Det orena kondensatet från àngregenereríngsenheten 3 leds därmed först in i fjårrvärmevåxlaren 4 där en del av den termiska energin i det orena kondensatet UC återvinns och överförs till fjärrvärmemediet HW. Det orena kondensatet UC som lämnar fjårrvärmevåxlaren har en resterande andel termisk energi UC leds värmeåtervinningsvärmeväxlaren 5 för att där återvinna så mycket som möjligt av den som inte avgivits i fjärrvärmeväxlaren. Det orena kondensatet därefter vidare till resterande terrniska energin till ångturbinkondensatet som kommer från lågtryckskondensorn 8. Fjärrvärmeväxlaren 4 och värmeåtervinningsvärmeväxlaren 5 matas därmed seriellt med det orena kondensat från scrubbern.

Fjärrvärmeväxlaren 4 och värmeåtervinningsvärmeväxlaren 5 arbetar vid olika temperaturnivåer, dessa anpassas så att så mycket termisk energi kan återvinnas ur det orena kondensatet UC som möjligt. l Fig. 1 visas ångkraftprocessen 6 som innefattar en ångcykel som har en ångturbin 7, en lågtryckskondensor 8, en kombinerad lågtrycksförvärrnare och fjärrvärmekondensor 9, en matarvattentank 10, och en ångpanna 11 samt värmeåtervinningsvärmeväxlaren 5. Ångcykeln innefattar två lågtrycksförvärmningssteg där ångturbinkondensat förvämis före tillförsel till matarvattentanken 10. Det första lågtrycksförvärmningssteget innefattar värmeåtervinningsvärmeväxlaren 5 och det andra lågtrycksförvärmningssteget innefattar den kombinerade lågtrycksförvärrnaren och fjärrvärmekondensorn 9. Ångpannan 11 producerar högtrycksånga som leds till ett första änginlopp 7.1 hos ångturbinen 7. Ångturbinen har även ett andra änginlopp 7.2, ett ångturbinavlopp 7.3 och en första ångturbinavtappning 7.4. Den första ångturbinavtappningen 7.4 är en oreglerad eller reglerad ångturbinavtappning. Ångturbinavloppet 7.3 är kopplad till en lägtryckskondensor 8, så att avloppsångan ES leds från ångturbinavloppet 7.3 till lågtryckskondensorns ånginlopp P41001764SEOO 8.2. Ångturbinen 7 är via en ângturbinavtappning 7.5 även kopplad till värmeväxlaren 2.7 i ängtorken 2 och förser värmeväxlaren med högtrycksänga som värrnemedium.

Lågtryckskondensorn 8 innefattar en indirekt värmeväxlare som är kopplad till ångturbinens àngturbinavlopp 7.3, ett kylvattensystem 13 samt till värmeätervinningsvärmeväxlarens inlopp 5.3 för det första ångturbinkondensat STC1. I lägtryckskondensorn 8 kyls avloppsängan från ångturbinavloppet 7.3, så att det övergår i ängturbinkondensat STC1, därefter leds det från kondensatutloppet 8.1 till värmeätervinningsvärmeväxlarens inlopp 5.3 för ångturbinkondensat.

Värmeätervinningsvärmeväxlaren 5 har beskrivits ovan. l värmeätervinningsvärmeväxlaren överförs och återvinns den termiska energin i det orena kondensatet UC från scrubbern till ångturbinkondensatet STC1 från lägtryckskondensorn 8. Värmeätervinningsvärmeväxlarens utlopp 5.4 för STC2 är kopplat till lågtrycksförvärmaren och fjärrvärmekondensorn 9. ångturbinkondensat den kombinerade l fig. 1 visas att värrneätervinningsvärmeväxlaren 5 är kopplad till ängregenereringsenheten 3 via fjärrvärmeväxlaren 4. Alternativt kan värmeåtervinningsvärmeväxlaren 5 vara direkt kopplad till ängregenereringsenheten 3 och därmed motta orent kondensat UC direkt fràn ängregenereringsenheten 3.

I Fig. 1 visas även en kombinerad lägtrycksförvärmare och fjärrvärmekondensor 9 som är en kombinerad direkt och indirekt värmeväxlare.

Den kombinerade lågtrycksförvärmaren och fjärrvärmekondensorn 9 innefattar ett fjärrvärmemediuminlopp 9.1, ett fjärrvärmemediumutlopp 9.2, ett kondensatinlopp 9.3, änginlopp 9.4 och ett kondensatutlopp 9.5.

Den kombinerade lågtrycksförvärmaren och fjärrvärmekondensorn 9 är det andra lägtrycksförvärmningssteget i ångcykelns förvämningskedja av ångturbinkondensatet, samtidigt som den även utgör det första uppvärmningsteget för fjärrvärmemediet HW. Ångturbinens första àngturbinavtappning 7.4 är kopplad till den kombinerade lägtrycksförvärmaren och fjärrvärmekondensorn 9, så att den avtappade ångan från 7.4 leds till den fjärrvärmekondensorns änginlopp 9.4. Den avtappade ångan har exempelvis trycket ca 0.7 ångturbinavtappningen kombinerade lågtrycksförvännaren och Bar a.

P41 O01764SE00 Ångturbinkondensatet STC2 leds till kondensatinloppet 9.3 och vidare till ett ángrum i den kombinerade lågtrycksförvärrnaren och fjärrvärmekondensorn 9 där ångturbinkondensatet STC2 värms genom direkt värmeväxling mot den avtappade ångan från den första ångturbinavtappningen 7.4. På detta sätt àstadkoms en andra förvärmning av àngturbinkondensatet. Ångturbinkondensatet benämns därefter STC3 och har en temperatur på ca 88 °C. Det uppvärmda ångturbinkondensatet STC3 leds från kondensatutloppet 9.5 vidare till matarvattentanken 10 och därefter till ångpannan 11.

Fjärrvärmemediuminloppet 9.1 är kopplat till fjärrvärmenätets returledning 12.1 och kopplat till inlopp 4.3.

Fjärrvärmemediet HW värms genom indirekt värmeväxling mot den avtappade ångan. fjärrvärmemediumutloppet 9.2 är fjärrvärmeväxlarens Fjärrvärmemediet HW har en temperatur av ca 85 °C efter den kombinerade lägtrycksförvärrnaren och fjärrvärmekondensorn 9.

Genom att koppla samman de olika delarna i systemet på detta sätt utnyttjas den termiska energin som produceras i ängkraftprocessen effektivt. l varje värmeväxlare råder fördelaktiga temperaturdifferenser, flödesförhällanden och tryckfall för att erhälla bra värmeöverföring.

Enligt Fig. 1 leds fjärrvärmemediet HW från ett fjärrvärmesystem 12 in via inloppet, fjärrvärmereturledningen, 12.1, och värms upp i flera steg genom den kombinerade lägtrycksförvärmaren och fjärrvärrnekondensorn 9 samt fjärrvärmeväxlaren 4 varvid termisk energi överförs och återvinns till fjärrvännemediet HW. Det är mycket fördelaktigt att termisk energi från ängtorken 2, framförallt den termiska energin i det orena kondensatet UC ätervinns vid uppvärmningen av fjärrvärmen, eftersom det medför lägre energikostnader för bränsleproduktionen i ängtorken och låga uppvärmningskostnader för fjärrvännemediet.

Dessutom minskar energiförlusterna eftersom energin ätervinns ur det orena kondensatet som annars skulle föras till avloppet.

Termisk energi från det orena kondensatet från ängtorken ätervinns även i ångcykeln l fördelaktigt anläggningsverkningsgrad, kraftgenereringen ökar och energiförlusterna reduceras för ångkraftprocessen. Detta är mycket eftersom det medför högre anläggningen som helhet. Ångkraftprocessen 6 används för elproduktion och för värmeproduktion för ängtorken samt för uppvärmning av fjärrvärmemediet, och ängtorken används för bränsleframställning.

Genom att koppla samman ångkraftprocessen med ängtorken är det uppfinningsenliga P41001764SE00 systemet en energieffektiv integrering av flera energiproducerande anläggningar med en hög totalverkningsgrad och sänkta driftskostnader som följd. l Fig. 2 visas en annan utföringsforrn av föreliggande uppfinning. Systemet som visas i Fig. 2 skiljer sig från systemet som visas i Fig. 1 genom att fjärrvärmeväxlarens kondensatinlopp 4.1 för orent kondensat UC och värmeåtervinningsvärmeväxlarens kondensatinlopp 5.1 för orent kondensat är parallellt kopplade till scrubbern 3. Fjärrvärmeväxlaren 4 och värmeåtervinningsvärmeväxlaren 5 matas därmed parallellt med orent kondensat från ångregenereringsenheten 3. Detta innebär att även värmeåtervinningsvärmeväxlaren 5 direkt värmeåtervinningsvärmeväxlaren mottar därmed orent kondensat med samma temperatur. mottar orent kondensat från scrubbern 3. Fjärrvärmeväxlaren och Fjärrvärmeväxlaren 4 och värrneåtervlnningsvärmeväxlaren 5 anpassas så att så mycket termisk energi som möjligt kan återvinnas ur det orena kondensatet.

Det uppfinnningsenliga förfarandet för återvinning av termisk energi från en ängtork med ett slutet cirkulationssystem som avger överskottsànga innefattar att överskottsàngan leds från ångtorken 2 till en ängregenereringsenhet 3, exempelvis en scrubber och en ångomformare. Där kondenseras överskottsàngan till ett orent kondensat UC, varvid även renånga CS erhålles. Renångan CS återvinns i ångkraftprocessen 6. Det är särskilt fördelaktigt att återvinna renångan CS i ångturbinen 7. Det orena kondensatet UC från ångregenereringsenheten 3 leds till en fjärrvärmeväxlare 4. Fjärrvärmeväxlaren mottar även ett fjärrvärmemedlum HW från den kombinerade lågtrycksförvårmaren och fjärrvärmekondensorn 9 i ångkraftprocessen 6. En del av den terrniska energin i det orena kondensatet UC återvinns genom att överföras till fjärrvärrnemediet HW ifjärrvärmeväxlaren 4, varvid fjärrvärmemediet värms.

Det orena kondensatet UC leds vidare från fjärrvärmeväxlaren 4 till en värmeåtervinningsvärmeväxlare 5 varvid termisk energi som ej återvunnits i fjärrvärmeväxlaren 4 återvinns, överförs, till ett första ångturbinkondensat STC1 i ångkraftprocessen. Ångturbinkondensatet STC1 är ett lågtryckskondensat och leds från en lågtryckskondensor 8 i ångkraftprocessen till värmeåtervinningsvärmeväxlaren 5 där ångturbinkondensatet STC1 förvärms i ångcykelns första lågtrycksförvärmingssteg.

UC från ångregenereringsenheten 3 sker seriellt varvid en del av den termiska energi i det orena Återvinningen av den termiska energin i det orena kondensatet P41001764SE00 kondensatet UC först överförs till fjärrvårmemediet HW i fjärrvärmeväxlaren 4. Det orena kondensatet UC värmeåtervinningsvärmeväxlarens kondensatinlopp 5.1. I värmeåtervinningsvärmeväxlaren 5 leds därefter från fjärrvärmeväxlarens kondensatutlopp till överförs en del av den resterande tenniska energin i det orena kondensatet UC till ångturbinkondensatet STC1 som värmeåtervinningsvärmeväxlaren mottagit från lågtryckskondensorn 8.

Fjärrvärmeväxlaren 4 och värmeåtervinningsvärmeväxlaren 5 matas således seriellt med orent kondensat UC från ångregeneringsenheten 3.

Naturligtvis eftersträvas att så mycket som möjligt av den termiska energin i överskottsångan SS återvinns. Genom att anpassa temperaturnivåerna i värmeväxlarna kan en stor del av den termiska energin som producerats i ångpannan och tillförts till ångtorken återvinnas.

Alternativt kan det orena kondensatet UC matas parallellt från ångregenereringsenheten 3 till fjärrvårmevåxlaren 4 och värmeåtervinningsvärmeväxlaren 5, vilket visas i fig. 2. Återvinningen av den termiska energin UC sker då parallellt varvid termisk energi i det orena kondensatet UC från ångregenereringsenheten 3 överförs till fjärrvärmemediet HW i och till STC1 lågtryckskondensorn 8 i värmeåtervinningsvärmeväxlaren 5. fjärrvärmeväxlaren 4 ångturbinkondensatet som kommer från Ångturbinkondensatet STC1 som tillförts termisk energi ivärrneåtervinningsvärmeväxlaren 5 STC2. Kondensatet STC2 leds vidare till lågtrycksförvårmaren och fjärrvärmekondensorn 9. Även fiärrvännemediet HW från en 13.1 leds till fjärrvärmekondensorn 9. l den kombinerade lågtrycksförvärrnaren och fjärrvärmekondensorn benämns därefter den kombinerade fjärrvärmereturledning den kombinerade lågtrycksförvårmaren och 9 överförs termisk energi från avtappad ånga från en ångturbinavtappning 7.4 både till ångturbinkondensatet STC2 och till fjärrvärmemediet HW. På så sätt förvärms kondensatet STC2 från värmeåtervinningsvärmeväxlaren 5 samtidigt som termisk energi från den avtappade ångan överförs genom indirekt värmeöverföring till ett fjärrvärmemedium HW.

Genom att återvinna termisk energi från en ångtork med ett slutet cirkulationssystem 2.1 enligt det ovan beskrivna förfarandet erhålles en mycket god energiekonomi i systemet med en hög verkningsgrad. Mycket lite termisk energi går förlorad. Genom att återvinna den terrniska energin i flera steg, i flera efter varandra kopplade värmeväxlare återvinns den termiska energin vid flera temperaturnivåer. Genom att koppla samman ångtorken och ångregenereringsanläggningen med värmeåtervinningsvärmeväxlaren åstadkoms att P41001764SEOO 11 STC1 förvärmningssteg, därmed ökas ångturbinaggregatets kraftgenerering samtidigt som det ångturbinkondensatet som cirkulerar i ångcykeln förvärms i ett första totala energibehovet till anläggningen som helhet minskar.

Uppfinningen avser även ett bioenergikombinat för framställning av biobränsle, el och värme.

Bioenergikombinatet innefattar en ångtork med ett slutet cirkulationssystem av ovan beskrivet slag, och en ångkraftprocess som innefattar en ångcykel av ovan beskrivet slag. Ångtorken med det slutna cirkulationssystemet torkar träbaserat material såsom träflis och torv. Det torkade materialet används vid framställning av biopellets eller som bränsle i ångkraftprocessens ångpanna. Ångkraftprocessen är exempelvis ett ångkraftverk, ett kondenskraftverk eller ett kraftvärmeverk. En annan typ av ångkraftprocess är industri med integrerad energiproduktion av typen sågverk, smältverk eller annan tung industri. Det är vanligt att dessa typer av anläggningar har åtminstone en elgenererande turbin. Ångkraftprocessen producerar el och värme. Värmen tillförs både till ångtorken men även till fjärrvärmesystemet så som beskrivits ovan.

Det uppfinningsenliga bioenergikombinatet innefattar även ett system för återvinning av termisk energi från ångtorken av ovan beskrivet slag.

Bioenergikombinatet åstadkommer en energieffektiv integrering av flera energiproducerande anläggningar med en hög totalverkningsgrad och sänkta driftskostnader som följd.

Det är fördelaktigt att integrera ångtorken med ångkraftprocessen och systemet för återvinning av termisk energi från ångtorken. Stora energivinster erhålls och integrationen medför en ökad flexibilitet i framställningen av olika energislag. Detta medför en hög totalverkningsgrad för bioenergikombinatet.

De tekniska särdrag i form av delar och detaljer som beskrivits här ovan kan fritt kombineras inom uppfinningstanken sä länge resultatet svarar mot den konstruktion som beskrivs i patentkraven.

Olika utföringsforrner av uppfinningen anges i patentkraven samt i nedanstående detaljerade beskrivning och figurer. Utföringsforrnerna 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 P41 001 7648 E00 12 kombinera så länge den beskrivna funktionen erhålls. Utföringsforrnerna är möjliga att variera och modifiera inom skyddsomfånget definierat av patentkraven.

P41001764SEOO

Claims (1)

1. 0 15 20 25 30 35 13 Patentkrav Förfarande för återvinning av termisk energi från en ångtork (2) med ett slutet cirkulationssystem (2.1) som avger överskottsånga SS kännetecknat av att överskottsångan SS kondenseras till ett orent kondensat UC i en ångregenereringsenhet (3) och att termisk energi i det orena kondensatet UC återvinns genom att överföras till ett fjärrvärmemedium HW i en fjärrvärmeväxlare (4)- . Förfarande enligt krav 1 kännetecknat av att termisk energi i det orena kondensatet UC från ångregenereringsenheten (3) àtervinns i en ångkraftprocess (6) genom att termisk energi i det orena kondensatet UC överförs till ett ångturbinkondensat STC1 i en värmeåtervinningsvärmeväxlare (5) varvid ångturbinkondensatet STC1 från en lågtryckskondensor (8) värms. _ Förfarande enligt krav 2 känneteckn at av att återvinningen av termisk energi från ångregenereringsenheten (3) sker seriellt varvid termisk energi i det orena kondensatet UC först överförs till fjärrvärmemediet HW i en fjärrvärmeväxlare (4) och därefter överförs termisk energi i det orena kondensatet UC till ångturbinkondensatet STC1 i värmeàtervinningsvärmeväxlaren (5), där fjärrvärmeväxlaren (4) och värmeåtervinningsvärmeväxlaren (5) matas seriellt med orent kondensat från ångregenereringsenheten (3). Förfarande enligt krav 2 kännetecknat av att återvinningen av den termiska energin sker parallellt varvid termisk energi i det orena kondensatet UC från ångregenereringsenhet (3) överförs till fjärrvärmemediet HW i fjärrvärmeväxlaren (4) och till ångturbinkondensatet STC1 i värmeåtervinningsvärmeväxlaren (5), där fjärrvärmeväxlaren (4) och värrneåtervinningsvärmeväxlaren (5) matas parallellt med orent kondensat UC från ångregenereringsenhet (3). .Förfarande enligt något av föregående krav kännetecknat av att ångturbinkondensat STC2 leds från vänneåtervinningsvärmeväxlaren (5) till en kombinerad lågtrycksförvännare och fjärrvärmekondensor (9), och att fjärrvärmemediet HW från en fjärrvärmereturledning (13.1) leds till den kombinerad lågtrycksförvärmare och fjärrvärmekondensor (9), varvid termisk energi från avtappad ånga från en ångturbinavtappning (7.4) överförs både till P41001764SEO0 10 15 20 25 30 35 10. System enligt 11. 14 ångturbinkondensatet STC2 och till fjärrvärmemediet HW i den kombinerade lågtrycksförvärmaren och fjärrvärmekondensorn (9). Förfarande enligt något av föregående krav kännetecknat av att ångtorken (2) bringas att arbeta vid övertryck. Förfarande enligt något av föregående krav kännetecknat av att ångtorken (2) bringas att arbeta vid undertryck. System för återvinning av termisk energi från en ångtork (2) med ett slutet cirkulationssystem (2.1) som avger överskottsånga SS där systemet innefattar en ångregenereringsenhet (3) kopplad till ångtorken (2) för kondensering av överskottsångan SS till ett orent kondensat UC kännetecknat av att en fjärrvärmeväxlare (4) är kopplad till ångregeneringsenheten (3) och till ett fjärrvärmesystem (12) och att termisk energi överförs från det orena kondensatet UC till ett fjärrvärrnemedium HW i fjärrvärmeväxlaren (4). System enligt krav 8 kännetecknat av att en värmeåtervinningsvärrneväxlare (5) är kopplad till ångregenereringsenheten (3) för att motta orent kondensat UC från ångregenereringsenheten (3), och att värmeåtervinningsvärmeväxlaren (5) också är kopplad till en lågtryckskondensor (8) i en ångkraftprocess (6) för att motta ett ångturbinkondensat STC1 från lågtryckskondensorn (8), varvid termisk energi från UC överförs till STC1 i värmeåtervinningsvärmeväxlaren (5). det orena kondensatet ångturbinkondensatet krav 9 kännetecknat av att fjärrvärmeväxlaren (4) och värmeåtervinningsvärmeväxlaren (5) är kopplade i serie till ångregeneringsenheten (3), och att det orena kondensatet UC från ångregeneringsenheten (3) först leds till fjärrvärmeväxlaren (4) så att termisk energi i det orena kondensatet UC först överförs till fjårrvärmemediet HW, och att det orena kondensatet UC därefter leds från fjärrvärmeväxlaren (4) till värmeåtervinningsvärmeväxlaren (5) så att termisk energi från det orena kondensatet UC överförs till ångturbinkondensatet STC1 i värmeåtervinningsvärmeväxlaren (5). System enligt krav 9 kännetecknat av att fjärrvärrneväxlaren (4) och värmeåtervinningsvärmeväxlaren (5) är kopplade parallellt till ångregenereringsenheten (3) och att och att det orena kondensatet UC från ångregeneringsenheten (3) leds parallellt till fjärrvärmeväxlaren (4) och P41001764SE00 10 15 20 25 30 12. 13. 14. 15. 15 värmeåtervinningsvärmeväxlaren (5) så att termisk energi i det orena kondensatet UC överförs till ångturbinkondensatet STC1 i värmeåtervinningsvärmeväxlaren (5). fjärrvärmemediet HW i fjärrvärmeväxlaren och till System enligt något av krav 8-11 innefattande en ångcykel, där ångcykeln åtminstone har ett första lågtrycksförvärmningssteg innefattande värmeåtervinningsvärmeväxlaren (5) och ett andra lågtrycksförvärmningssteg innefattande den kombinerade lågtrvcksförvärmaren och fjärrvärmekondensorn (9) för förvännning av ångturbinkondensat. System enligt något av krav 8-12 kännetecknat av att den kombinerade lågtrycksförvärmaren och fjårrvärmekondensorn (9) är kopplad till vårmeåtervinningsvärmeväxlaren (5) och att den kombinerade lågtrycksförvärmaren och fjärrvärmekondensorn (9) innefattar medel för direkt värmeväxling och medel för indirekt (13.1) och ångturbinavtappning (7.4) är kopplade till den kombinerade lågtrycksförvärmaren och värmeväxling, och att en fjärrvärmereturledning fjärrvärmekondensorn (9), varvid termisk energi från avtappad ånga från direkt ångturbinkondensatet STC2 och genom indirekt värmeväxling till fjärrvärmemediet HW. ångturbinavtappningen (7.4) överförs genom värmeväxling till System enligt något av krav 8-13 innefattande en ångomformare (3.2), som har medel för att återvinna termisk energi ur överskottsångan SS genom generering av renånga CS, och medel för att tillföra renångan CS till en ångturbin (7) för användning i elproduktion. Bioenergikombinat innefattande en ångtork med ett slutet cirkulationssystem för torkning av material och en ångkraftprocess kännetecknat av att bioenergikombinatet innefattar ett system enligt något av kraven 8-14. P41001764SEOO