SE524263C2 - Förfarande avseende framställning av bränsle i form av granuler, pellets eller briketter - Google Patents

Description

524 263 z Vid avdrivning av vatten från en blandning av slam och bioolja har det visat sig vara svårt att hålla en jämn temperatur i blandningen beroende på att det erhålls en förtjockning, som väsentligen försvårar omrömingen. Dessutom har det visat sig erbjuda betydande problem att med känd pressteknik avlägsna överskott av bioolja.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Teknisk lösning Uppfinningen används företrädesvis för tillverkning av granuler, pellets eller briketter vilka innehåller slam från kommunala och/eller industriella reningsverk. Slammet ska ha en torrsubstanshalt som är minst 15 %. Sådant slam blandas företrädesvis med material typ biobränslen, vilka i blandning med slam kan konverteras till exempelvis granuler. Exempel på material utgör bl.a., torv, träspån, bark och fibrer från lignocellulosamaterial eller enbart vedens lignin (erhålls som restprodukt efter uppslutning eller hydrolys av lignocellulosamaterial). Efter blandning med sådan komponent ska den gemensamma torrsubstanshalten överstiga 30 % och företrädesvis vara högre än 35 %. För att höja bränslevärdet kan med fördel tillsättas, rapsolja, paraffm, harts-och/eller tallolja, som tillförs genom förfarandet i enlighet med uppfinningen.

Ingående material ska helst reduceras till relativt lätthanterlig storlek. Enligt uppfinningen ska enskilda partiklars storlek reduceras så att maximal storlek kan passera ett såll med en håldiameter av 5 mm och företrädesvis mindre än 3 mm. Partiklar som inte passerar sållet kan återföras till en reduceringsmaskin (kvarn).

Det kan i många fall vara fördelaktigt att mata råvaroma till en blandnings-och homogeniseringsanordning. För att uppnå bra resultat kan användas en dubbelaxlad s.k. paddelmixer, dubbelskruvdefibrör av märket FROTAPULPER eller den blandningsanordning som beskrivs i USA-patentet 4,908,lOl. Till dessa anordningar är det möjligt att tillsätta bindemedel om så önskas. Lämpliga bindemedel utgör bl.a. lignosulfonat, kolhydrater som socker, stärkelse och vassle. I vissa fall kan inblandas en mindre mängd biobränsleaska (max. 10 vikts-%).

Blandnings-och homogeniseringsanordningen kan i sin enklaste utformning i princip bestå av en cementblandare eller helt enkelt av en roterande trumma som i sin insida förses med s.k. bafflar, vilka vanligen utgörs av långsmala jämprofller vilka sitter längs efier eller något snett i förhållande till trummans axel. Uppehållstiden kan regleras genom ändring av trummans lutning i axiell led.

Efter noggrann homogenisering (blandning) matas godset till en anordning för granulering som formar materialet till sfäriska enheter. För att granulera blandningen kan användas en roterande trumma eller en roterande tallrik. I fig. I och 2 visas med skisser exempel på en trumma 1 och en tallrik 2. En töredragen utföringsform av uppfinningen utgör användning av en kontinuerligt arbetande trumman vars tvärprofil visar ett antal inåtvända skålar (konkav insida) 3 integrerade till en cirkel med oregelbunden periferi i enlighet med vad som visas i fig. 2. Skålamas utformning gör att materialet, som ska granuleras, bringas att följa med skålarna under rotationen. Genom Skålamas halvsfäriska form bringas granulema att rotera inom varje skål. Uppehållstiden i trumman kan varieras genom att ändra trummans lutning och/eller genom ändring av varvtalet. 524 263 s » | ø | » .n Vidare kan trumrnan kompletteras med dysor 4 för applicering av en extra komponent, som exempelvis någon typ av ett hydrofobt ämne (tallolja, hartsolja, vaxer eller rapsolja).

Granulema vilka produceras kan, i stort sett, ha samma torrsubstanshalt som råvaran hade vid ingången till granuleringsanordningen. Genom hanteringen kan det dock inträffa att torrsubstanshalten stiger med några procentenheter under granuleringen.

Inom ramen för uppfinningen kan granulema också torkas inuti trumman. Torkningen kan med fördel utföras med hjälp av rökgaser, het luft eller med överhettad vattenånga. I vissa fall kan det vara fördelaktigt att tillgripa indirekt torkning.

Erhållna granuler ska enligt uppfinningen i huvudsak ha en sfárisk form. Granulemas diameter kan variera inom ett stort intervall. Lämplig diameter kan ligga från cirka 2 mm upp till 50 mm.

Kännetecknande för uppfinningen är att granulema, med eller utan fukt, impregnerats med bland annat tallolja, hartsolja, vaxer eller rapsolja. Denna impregnering utförs vid temperaturer högre än 50°C och företrädesvis vid temperaturer högre än l00°C. I speciella fall kan granulema behandlas (impregneras ) under en tid som medger en avdrivning av överskottsvatten från granulema. Slutlig torkning av de impregnerade granulema kan ske vid valfri temperatur. Har granulema impregnerats med till exempel tallolja föredras torkning vid temperaturer över 100 °C. Vid hög temperatur erhålls snabbare torkning som resulterar i hårda granuler. Granuler framställda enligt uppfmningen kan malas och användas till pulvereldning.

Granulema skall efter torkning ha en TS-halt som överstiger 60 % och företrädesvis överstiga en TS-halt av 80 %. Vid längre tids lagring skall TS-halten vara minst 85 %.

I det följ ande skall med hjälp av figur I demonstreras tillämpningar av uppfinningen.

EXEMPEL 1 Sågspån från Domsjö Sågverk maldes i en hammarkvam så att det erhölls ett mjölliknande spån. Närmare bestämt innehöll spånet över 50 vikts-% fmt spån, som passerade en sikt med maskvidden 2 mm. Bioslam från ett reningsverk i Ömsköldsviks kommun och det malda sågspånet behandlades i en blandnings-och homogeniseringsanordning 5. Viktsandelen torrtänkt bioslam uppgick till 50 % och viktsandelen torrtänkt sågspån uppgick till 50 %.

Bioslammets torrsubstanshalt (TS-halt) mättes till 23 % och spånets TS-halt till 72 %. Efler noggrann blandning och homogenisering erhölls en TS-halt av 34,8 %. En överraskande och positiv effekt var att lukten från slammet praktiskt taget försvann.

Blandningen av spån och slam fördes till en press 6 för partiell avvattning. Därvid uppnåddes en överraskande hög torrhalt. Sålunda visade det sig att torrhalten blev 59 %. Den relativt torra blandningen fördes via transportskruven 7 till en granuleringstrumma 1 för framställning av granuler (runda kulor). Genom blandningens rotation i den specifikt konstruerade trumman erhölls i det nännaste klotformade granuler, vilkas diameter varierade från 8 mm till 20 mm.

I avsikt att sortera granulema i storlek fördes de genom ett såll 8 direkt ansluten till granuleringstrumman. Sållets mantelyta hade hål vars diameter var 12 mm.

Granuler 9 med en diameter mindre än 12 mm lades i ett bad 10 av tallolja som hade värmts upp till 170 °C. Efter 60 sekunder hade granulema ökat i vikt med cirka 50 % beroende på absorption av tallolja. Granulema torkades därefter vid en temperatur av 155 °C. 524 263 4 Torkningen utfördes i en ugn 11 med luftgenomströmning. Torkade granuler blev överraskande hårda och efter blötläggning i vatten kunde noteras endast en obetydlig vattenupptagning. Även granuler 12 med diameter av 2 12 mm (passerade sållet 8) behandlades på sätt som de mindre granulema. Vid detta försök kunde noteras en lägre viktökning än för de mindre granulema (312 mm). Således erhölls efter 60 sekunder en viktökning av 38 % mot 50 % för de mindre granulerna.

EXEIVIPEL 2 Vid detta försök användes samma apparatur som beskrivits under exempel 1.

Bioslam från ett reningsverk i Ömsköldsviks kommun och en partiellt torkad blandtorv med olika humifieringsgrad (enl. von Post 3-8) behandlades i blandnings-och homogeniserings- anordningen 5. Andelen torrtänkt bioslam uppgick till 50 vikts-% och viktsandelen torrtänkt torv uppgick till 50 %. Bioslammets torrsubstanshalt (TS-halt) uppmättes till 23 % och torvens TS-halt till 78 %. Efter noggrann blandning och homogenisering uttogs ett prov för TS-halt och härvid erhölls ett värde av 35,5 %.

Blandningen av torv och slam fördes till pressen 6 för partiell avvattning. Därvid uppnåddes en överraskande hög torrhalt. Sålunda visade det sig att torrhalten blev 57 %. Den relativt torra blandningen fördes via transportskmven 7 till granuleringstrurnman 1 för framställning av granuler (runda kulor).

Genom att blandningen roterade i den specifikt konstruerade trumman erhölls i det närmaste klotfonnade granuler, vilkas diameter var 6-16 mm. I avsikt att sortera granulema i storlek fördes de genom sållet 8 direkt ansluten till granuleringstrumman. Sållets mantelyta hade hål vars diameter var 10 mm.

Granuler med en diameter mindre än 10 mm lades i badet 10 av tallolja som hade värmts upp till 170 °C. Efter 60 sekunder hade granulema ökat i vikt med cirka 55 % beroende på absorption av tallolja. Granulema torkades därefter i en ugn ll vid en temperatur av 155 °C.

Torkade granuler blev överraskande hårda och efter blötläggning i vatten kunde noteras endast obetydlig vattenupptagning. Även granuler med en diameter av 2 10 mm (passerade sållet 8) behandlades på sätt som de mindre granulema. Vid detta försök kunde noteras en lägre viktökning än för de mindre granu1erna(§12 mm). Således erhölls efter 60 sekunder en viktökning av 41 % mot 55 % för de mindre granulema.

Fördelar Med tillämpning av föreliggande uppfinning uppnås en rad fördelar. Således kan av slam tillverkas värdefullt bränsle. Dessutom kan med hjälp av den specifika granuleringstrumman fiamställas granuler med jämn storlek och hög kvalitet. Särskilt fördelaktigt är, att i blandning med andra material kan framställas granuler av slam som tas direkt från reningsverk. Efter torkning erhålls granuler med hög hållfasthet vilket gör dem lagringsbeständiga och tåliga vid transporter och spridning. Detta gör granuler framställda enligt uppfinningen också fördelaktiga ur arbetsmiljösynpunkt. Inte minst med avseende på att de avger liten mängd damm. I blandning med spån och torv elimineras dessutom lukten från slammet.

Claims (1)

1. 524 263 s' PATENTKRAV 1 Förfarande avseende framställning av bränsle i form av granuler, pellets eller briketter med innehåll av slam från kommunala och industriella reningsverk i blandning med en eller flera brännbara material såsom sågspån, torv, bark, pappersmassa och/eller lignin kännetecknat därav att framställda granuler, pellets eller briketter impregneras med ett eller flera hydrofoba ämnen. valda inom gruppen tallolj a, hartsolj a, paratïin, vaxer eller rapsolja. Förfarande enligt krav 1 kännetecknat därav att impregneringen utförs medelst nedsänkning i det hydrofoba ämnet. Förfarande enligt krav loch 2 kännetecknat därav att bränslets torrsubstanshalt före behandlingen med hydrofoba ämnen överstiger 30 %. Förfarande enligt krav l-3 kännetecknat därav att behandlingen med hydrofoba ämnen utförs vid temperaturer högre än 50 °C och företrädesvis högre än 100 °C. Förfarande enligt något av kraven l-4 kännetecknat därav att bränslet efier behandlingen med hydrofoba ämnen torkas vid temperaturer högre än 80 °C för utdrivning av vatten.