SE469596B - Braenslepellets av trae samt saett och anordning foer deras framstaellning - Google Patents

Description

469 596 2 Dessa och andra ändamål, kännetecken och fördelar hos före- liggande uppfinning kommer att framgå klarare av nedanstående detaljerade beskrivning av uppfinningen och av medföljande ritningar där: Figur l visar i sidovy och i sektion en pellet enligt uppfinningen.

Formen är nära, men ej nödvändigtvis exakt sfärisk.

Figur 2 visar på motsvarande sätt en något mer oval pellet.

Figur 3 visar en oval pellet med hexagonal sektion.

Vid framställning av pellets enligt uppfinningen kapas först stocken i skivor med hjälp av en eller flera sâgklingor - eller på- annat lämpligt sätt. Härvid användes företrädesvis gallringsvirke, toppar och liknande, och alltså inte prima virke i form av kraftiga stockar. Skivornas tjocklek väljes företrädesvis mellan dubbla och trefaldiga pelletdiametern; har man exempelvis valt pelletdiametern 15 mm, väljes en skivtjocklek mellan 30 och 145 mm.

Dessa skivor får sedan lufttorka under erforderlig tid, olika beroende på årstid och andra förhållanden. Viktigt är emellertid att det räcker med passiv torkning i kall luft. Forcerad torkning kan, men behöver inte tillgripas, annat än om man av någon anledning vill avkorta torknings- tiden. Den fukthalt som uppnås vid vanlig, passiv lufttorkning - i vart fall under sommarmånaderna - visar sig vara nära idealisk för den efterföljande pressningen av pellets av de torkade träskivorna.

Pressningen tillgår i princip så, att träets fibrer stukas och mer eller mindre krossas i sin längdriktning, under stark kompression, medan veden i princip inte pressas samman i tvärriktningen annat än i ett speciellt fall, varom mera nedan.

Föredraget är att utgångsmaterialet för pressningen utgöres av skivor kapade ur stockvirke i huvudsak vinkelrätt mot träfibrernas längdrikt- ning och torkade till en fukthalt av omkring 20 i 5%.

Pressning i fibrernas längdriktning, i huvudsak, är helt nödvändig för uppnâende av det avsedda resultatet, då det visat sig att pressning tvärs fibrerna inte fungerar, av det skälet att träet dä fjädrar tillbaka. Därigenom uppnås varken den önskade tätheten hos den färdiga produkten, eller den önskade sfäriska eller nära sfäriska formen.

Kompressionen utföres med hjälp av skâlformigt utformade verktyg, sådana att varje pellet i sina båda ändar avslutas med en konvex, krökt yta, företrädesvis av halvsfärisk eller nära halvsfärisk form. 3 469 596 I en utformning av uppfinningen drivs kompressionen så långt och den skiva som är utgångsmaterialet väljs just så tjock, att de halvsfäriska eller nära halvsfäriska stansytorna möts eller nästan möts under pressningens slutskede, varvid pelletens form blir sfärisk eller nära sfärisk.

Verktygen för pressningen kan vara fram- och återgående, mot varandra arbetande stansar, eller roterande valsar. Genom att forma verk- tygen på olika sätt kan pellets av olika form framställas. Företrädesvis väljes sådana former att skivans hela tvärsnittsarea utnyttjas, dvs. så att endast obetydligt spill uppstår mellan de delar som pressas till pellets. Detta 'betyder att dessa pellets kan vara exempelvis kvadratíska, hexagonala, eller cirkulära i sin sektion.

Föredragna former är de hexagonala eller cirkulära, dessutom med pelletens båda ändar formade till halvsfärer eller konturer som närmar sig halvsfärisk form. Företrädesvis väljes dessutom en längd på den färdiga pelleten som nära överensstämmer med dess diameter eller omskrivna cirkel, dvs. en sådan längd som gör pelleten nära sfärisk. Längden kan också vara något större, så att en oval pellet uppstår. Den sfäriska eller nära sfäriska formen medger tät packning, samt förenklad matning i stokers eller andra liknande anordningar, och har vidare fördelen att inte bilda valv i containers eller eldningsanläggningar.

Pellets framställda på detta sätt kan ges en densitet lika med eller t.o.m. något högre än den som gäller för pellets framställda på tidigare känt sätt. Närmare bestämt kan densiteten närma sig ursprungsmaterialets eget, som för vanliga trädslag är omkring 1,5 g/cm3.

Energiåtgången för pressning av pellets enligt uppfinningen har experimentellt bestämts och visar sig bli av storleksordningen 0,596 av trämassans bränslevärde. inräknat oundvikliga förluster blir energiåtgången för pressningen mindre än 1% av den färdiga varans (eller av råvarans) bränslevärde. (Tillverkning av pellets. på tidigare känt sätt uppges kräva storleksordningsvis 15% av bränslevärdet.) Någon energiåtgång för torkning behöver - som tidigare nämnts - inte medräknas, endast ett mindre energitill- skott för uppsägningen av stock till skivor. Sågspån och övrigt uppkommande spill kan med fördel eldas, eventuellt för driften av pelletanläggningen.

Enligt enligt en utföringsform av förfarandet väljs det pålagda presstrycket så att väsentligen alla i träet inneslutna gasformiga kompo- nenter, såsom luft och vattenånga, pressas ut och att den färdiga pelletens densitet därigenom kommer i närheten av ämnets egen, som normalt är omkring 1,5 g/cm3. 469 596 t, Det presstryck som krävs för framställning av pellets enligt uppfinningen har också bestämts experimentellt och är för björk omkring 400 å 600 kp/cmz, för furu omkring 500 å 600 kp/cmz. De nämnda värdena gäller för huvuddelen av kompressionsförloppet. Vill man nå maximal täthet hos den färdiga produkten, måste sluttrycket ökas till omkring 1200 å 1600 kp/cmz för björk och omkring 800 å 900 kp/cmz för furu.

Pellets framställda enligt den beskrivna metoden är hårda och släta. De avger varken damm eller smulor och tar inte upp fukt ur luften.

Endast vid direkt kontakt med vatten i flytande form sväller de ut till-mellan dubbla och trefaldiga volymen, dock utan att smulas sönder; de kan således fortfarande eldas, efter torkning.

Pellets enligt uppfinningen kan framställas inte bara ur skivor såsom här beskrivits, utan även av i lämpliga längder kapade, korta cylind- riska stycken ur skottskogsvirke, s.k. "energiskog" av sälj, vide och liknande, sedan de kapade styckena först torkats.

Anordningen för genomförande av sättet enligt uppfinningen inne- fattar som sagt ovan pressverktyg med två mot varandra arbetande, i huvudsak likadan ytor, i vilka är anordnade skâlformiga fördjupningar sådana att varje pellet i sina båda ändar avslutas med en konvex yta, företrädesvis nära halvsfärisk.

Anordningen kan vidare vara så utformad att de två mot varandra arbetande verktygen periodiskt rör sig mot varandra i en fram- och återgåen- de rörelse. Dessa verktyg kan som sagts ovan utgöras av två mot varandra arbetande stansar, men de kan även utföras som mot varandra roterande valsar, vilka även dessa mellan sig formar sfäriska eller nästan sfäriska pellets.

De i pressverktygen utformade skålformiga fördjupningarnas kanter kan vara utformade som vassa skärande eggar, som bildar ett mönster av tättliggande reguljära sexkantingar. __ I enligt med en utföringsform av anordning enligt uppfinningen pressas skivor först in i en ståldyna genomborrad med cirkulära hål i ett regelbundet hexagonalt mönster och med vassa kanter mellan hålen. Dessa kanter bildar reguljära sexkantingar, vilka mellan sig delar upp skivan i sexkantiga stycken, som pressas in i de cirkulära hålen under viss kompression i fibrernas tvärriktning. Därefter pressas dessa cylindriska ämnen, medan de ligger kvar i dynan, samman i fibrernas längdriktning av sådana stansar som tidigare beskrivits. Slutligen stöts de ut ur dynan, företrädesvis av ena sidans stansverktyg.

Claims (16)

469 596 5 Patentkrav

1. l. Sätt för framställning av bränslepellets av trä k ä n n e - t e c k n a t av att skivor av trä, företrädesvis ur stockvirke eller klena stammar av skottskogsvirke, kapas så att skivornas snittytor är väsentligen vinkelräta mot träfibrernas längdriktning, framställs, varefter bränslepellets formas under kompression i fibrernas längsriktning.

2. Sätt enligt något av föregående krav k ä n n e t e c k n a t av att skivtjockleken företrädesvis väljes mellan den dubbla eller trefaldiga slutliga pelletdiametern.

3. Sätt enligt något av föregående krav k ä n n e t e c k n a t av att träskivorna torkas före pressning, företrädesvis medelst passiv lufttorkning.

4. Sätt enligt något av föregående krav k ä n n e t e c k n a t av att träskivorna torkas till en fukthalt av omkring 20 i 5 %.

5. Sätt enligt något av föregående krav k ä n n e t e c k n a t av att presstrycket väljes så att väsentligen alla i träet inneslutna gasformiga komponenter, såsom luft och vattenånga pressas ut och pelletens slutliga densitet kommer i närheten av träets eget, omkring 1,5 g/cm3.

6. Sätt enligt något av föregående krav k ä n n e t e c k n a t av att komprimeringen av pellets genomföres med hjälp av skålformigt utformade verktyg så att vare pellet i sina båda ändar avslutas med en konvex, krökt yta, företrädesvis av halvsfärisk eller nära halvsfärisk form.

7. Sätt enligt något av föregående krav k ä n n e t e c k n a t av att skivornas tjocklek väljes så att de halvsfäriska eller nära halvsfäriska ytorna möts eller nästan möts under pressningens slutskede, varvid pelleten erhåller en sfärisk eller nästan sfärisk form.

8. Sätt enligt något av kraven 6 till 7 k ä n n e t e c k n a t av att vid formningen av pelletarna en uppdelning av skivorna sker i fibrernas ländrikt- ning, varvid denna uppdelning sker medelst stansar försedda med nämnda skålformiga ytor.

9. Sätt enligt något av kraven 6 till 7 k ä n n e t e c k n a t av att vid formningen av pelletarna en uppdelning av skivorna sker i fibrernas ländrikt- ning, varvid denna uppdelning sker medelst pressning av respektive skiva genom en, mellan skivan och åtminstone en stans försedd med nämnda skålformiga ytor belägen ståldyna försedd med genomgående cirkulära hål. 469 596

10. Anordning för framställning av bränslepellets av trä enligt något av kraven 1-9 k ä n n e t e c k n a d av pressverktyg bestående av två mot varandra arbetande, i huvudsak likadana ytor, i vilka är anordnad skålformiga fördjupningar, varvid dessa ytor är anordnade att pressas i riktning mot varandra och att det pålagda presstrycket väljes så att väsentligen alla i veden inneslutna gasformiga komponenter, såsom luft och vattenånga, pressas ut och att den färdiga pelletens densitet därigenom kommer i närheten av 3 eller att kompressionen vedämnets egna, som normalt är omkring 1,5 g/cm drivs så långt, och att den vedskiva som är utgångsmaterialet väljs just så tjock, att de halvsfäriska eller nära halvsfäriska stansytorna möts eller nästan möts under pressningens slutskede.

11. 11 Anordning enligt krav 10 k ä n n e t e c k n a d av att press- verktygen är skålformigt utformade, företrädesvis uppvisande en konkav halvsfärisk form.

12. Anordning enligt något av kraven 10 till 11 k ä n n e t e c k n a d av att pressverktygen är anordnade att röra sig mot varandra i en fram- och återgående rörelse.

13. Anordning enligt något av kraven 10 till ll k ä n n e t e c k n a d av att pressverktygen är utformade som mot varandra roterande valsar med skâlformiga fördjupningar, vilka mellan verktygen formar sfäriska eller nära sfärisk pellets.

14. Anordning enligt något av kraven 10 till 13 k ä n n e t e c k n a d av att de skâlformade fördjupningarnas kanter är utformade som vassa skärande eggar, vilka bildar ett mönster av tätt liggande reguljära sexkan- tingar.

15. Anordning enligt något av kraven 10 till 13 k ä n n e t e c k n a d av en ståldyna med genomgående cirkulära hål i ett regelbundet hexagonalt mönster, vilka uppvisar vassa kanter och varvid dessa kanter bildar i ett hexagonalt mönster anordnade eggar på stâldynan för uppdelning av skivan och varvid denna ståldyna är anordnad mellan skivan och ett av pressverk- tygen.

16. Bränslepellets framställda enligt något av föregående krav.