SE535059C2 - Torkningsapparat innefattande ett separationssteg med parallellkopplade cykloner samt förfarande och användande - Google Patents

Abstract

Uppfinningen avser en torkningsapparat (1) för torkning av bulkmaterial, vilkeninnefattar - en ledning (4) för sluten cirkulation, vilken är anpassad för att fyllas med etttorkningsmedium när torkningsapparaten är i drift, - en fläkt (12), kopplad till ledningen för sluten cirkulation för att ge ett flöde avtorkningsmedium, - värrnningsmedel (13), kopplad till fläkten (12) för att indirekt värma torknings-mediet, - inmatningsmedel (6), kopplad till ledningen (4) för sluten cirkulation för att leda inbulkmaterial i ledningen för sluten cirkulation, - ett torkningsutrymme (7), kopplad till inloppsmedlet (6), där bulkmaterialet torkasgenom överföring av värrneenergi från torkningsmediet, - separerande medel (8; 8'), kopplad till torkningsutrymmet (7), för att separerabulkmaterial från torkningsmediet, - ett utlopp (14) för överskottsånga, kopplat till ledningen (4) för sluten cirkulation föratt frisätta överskottsånga (10), varvid de separerande medlen (8) innefattar ett flertalcykloner (8a till 8d; 8'a till 8'd). Föreliggande uppfinning avser också ett förfarande för torkning av bulkmaterial medanvändande av denna torkningsapparat samt användande av denna torkningsapparat för atttorka bulkmaterial baserat på trä eller bulkmaterial baserat på jordbruksprodukter.Föreliggande uppfinning avser också ett kombinerat värmekraftverk som innefattar dennatorkningsapparat.

Description

25 30 35 535 059 också en fläkt, kopplad till ledningen för sluten cirkulation, för att ge ett flöde av torkningsmedium, och vän-nande medel, kopplad till fläkten, för att indirekt värma torkningsmediet. Torkningsapparaten innefattar också inmatningsmedel, kopplad till ledningen för sluten cirkulation, för att leda in bulkmaterial i ledningen för sluten cirkulation, och ett torkningsutrymme kopplat till inmatningsmedlet, där bulkmalerialet torkas genom överföring av värmeenergi från torkningsmediet. Torkningsapparaten innefattar också ett utlopp för överskottsànga, kopplad till ledningen för sluten cirkulation, för frisätlande av överskottsånga, och separerande medel, kopplat till torkningsutrymmet, för att separera bulkmaterial från torkningsmediet, varvid de separerande medlen innefattar ett flertal cykloner.

Eftersom torkningsapparaten innefattar ett separerande medel som innefattar ett flertal cykloner tar varje cyklon emot endast en delmängd av flödet av bulkmaterial och tork- ningsmedium. Cyklonernas storlek kan därför minskas ijämförelse med den enda cyklonen pà teknikens ståndpunkt, vilket betyder att tryckminskningen i varje cyklon kan vara mindre och centrifugalkraften på bulkmaterialet kan vara större än i den enda cyklonen pá teknikens ståndpunkt. Resultatet av detta blir, att trots att separationen kan genomföras i ett enda steg kan separationseffektiviteten och effektiviteten hos torkningsapparaten förbättras betydligt.

En annan fördel med föreliggande uppfinning är att användandet av ett separerande medel som innefattar ett flertal cykloner i torkningsapparaten leder till mindre ansamlande av partiklar i torkningsmediet. Detta betyder att färre partiklar áterförs med torkningsmediet till värmaren, och följaktligen kan också färre partiklar avsättas pà de värrneledande ytoma i värmaren. En minskning av avsättandet av partiklar och material härlett från partiklama i de vännande medlen ökar i stor utsträckning driftperiodema och minskar underhållskostnadema för rengöring och utbyte av delar i värmaren. Ännu en fördel med föreliggande uppfinning är att användandet av ett separerande medel som innefattar ett flertal cykloner överraskande leder till en stor minskning av förore- ningama i det material som går ut till det yttre avloppsvattensystemet. Sådana föroreningar som biokemiskt syrebehov (BOD) och kemiskt syrebehov (COD) härrör från suspenderade partiklar av bulkmaterial i avloppskondensatet, vilka utgör en stor del av avloppet fràn tork- ningsapparaten. Avloppskondensatet bildas inom förfarandet för energiåtervinnande, där det latenta vännet i den överskottsànga som frisätts fràn torkningsapparaten tillvaratas. Tork- ningsapparaten enligt föreliggande uppfinning minskar signifikant mängden partiklar av bulk- material i överskottsångan, och följaktligen minskar också mängden partiklar i avlopps- kondensatet betydligt.

Enligt föreliggande uppfinning uppnås det ovannämnda syftet och andra syften, vilka framgår av beskrivningen i det följande, också med ett förfarande för torkning av bulkmaterial 10 15 20 25 30 35 535 G59 i en torkningsapparat enligt föreliggande uppfinning, varvid denna torkningsapparat innefattar en ledning för sluten cirkulation, fylld med ett torkningsmedium när torkningsapparaten äri drift, och varvid detta förfarande innefattar att ett flöde av torkningsmediet erhålls med en fläkt inuti ledningen för sluten cirkulation och att torkningsmediet värms indirekt med värmande medel. Förfarandet innefattar också att bulkmaterial leds in genom inmatningsmedel i ett flöde av torkningsmediet inuti ledningen för sluten cirkulation och att bulkmaterialet torkas i ett torkningsutrymme genom att värrneenergi överförs fràn det vännda torkningsmediet till bulkmaterialet. Detta förfarande innefattar också att överskottsànga frisätts via ett utlopp för överskottsånga från ledningen för sluten cirkulation och att bulkmaterialet separeras från torkningsmediet med ett separerande medel som innefattar ett flertal cykloner.

Vidare beskrivs också ett kombinerat vännekraftverk som innefattar en torknings- apparat enligt föreliggande uppfinning. Dessutom beskrivs användande av en torknings- apparat enligt föreliggande uppfinning för torkning av material baserat på trä. Även användande av en torkningsapparat enligt föreliggande uppfinning för torkning av material baserat på jordbruksprodukter beskrivs.

Föreliggande uppfinning kommer att förstås bättre med hänvisning till följande utförliga beskrivning när den läses i samband med de bifogade ritningama, där samma referenssiffror avser samma delar i flera bilder och varvid följande gäller: Figur 1 belyser ett schematiskt processchema för en torkningsapparat enligt uppfinningen med en första variant av de separerande medlen.

Figur 2 belyser en andra variant av de separerande medlen hos torkningsapparaten enligt uppfinningen.

Figur 3 belyser en snittvy pà längden av den första varianten av separerande medel som visas ifigur 1.

Figur 4a belyser en schematisk tvärsnittsvy av den första varianten av separerande medel med tre cykloner.

Figur 4b belyser en schematisk tvärsnittsvy av den första varianten av separerande medel med sex cykloner.

Figur 5 belyser ett schematiskt processchema för ett kombinerat värrnekraftverk integrerat med en brânslefabrik med en torkningsapparat enligt uppfinningen.

Utförlig beskrivning av föredragna utföringsformer Inom denna beskrivning har ordet ”bulkmaterial” en bred innebörd som innefattar alla fuktiga eller våta, fasta, organiska bulkmaterial i partikelform med en storleksfördelning 10 15 20 25 30 35 535 059 och partikeltäthet som lämpar sig för pneumatisk transport. De partikelfonniga bulkmaterialen innefattar i synnerhet biomassa härledd frân växter och djur. Exempel innefattar rester och avfall fràn jordbruk (stjälkar, halm o s v). råmaterial baserat på trä (träflis, bark. stickor och träspån), rester från skogsbruk; avfall från sågverk (sågspån), torv, energigrödor och avfall från kreatursuppfödning (fràn mjölkgårdar, svinuppfödning och uppfödning av fjäderfä). De partikelforrniga bulkmaterialen innefattar också biomassa baserat pà rester från livs- medelsindustrh. Dessa partikelforrniga bulkmateriai har vanligen en inledande vattenhalt av minst 40 % vatten, beräknat på vikten. Likaså har ordet ”ånga” en bred innebörd som inne- fattar vattenånga, ett syrefritt gasforrnigt medium och blandningar därav. Vidare har uttrycket "torkningsmedium" en bred innebörd som innefattar torr, vàt. mättad, upphettad eller över- hettad ånga och kombinationer därav.

Med hänvisning till figur 1 visas en torkningsapparat 1 för torkning av bulkmateriai 9 enligt en aspekt av uppfinningen, vilken innefattar en värmningssektion 2 och en torknings- sektion 3, inbördes kopplade så att väsentligen bilda en ledning 4 för sluten cirkulation. När torkningsapparaten 1 är i drift är ledningen 4 för sluten 'cirkulation fylld med ett upphettat torkningsmedium 6. såsom upphettad våt ånga eller överhettad mättad ånga, vilket ger en syrefri, inert inre miljö som inhiberar risken för dammexplosioner. Ledningen 4 för sluten cirkulation innefattar ledningar och rör för att leda bulkmateriai. suspenderat i torknings- medium, mellan elementen itorkningsapparaten.

Ett syfte med torkningsmediet är att överföra värmeenergi in i bulkmaterialet, och ett annat syfte med torkningsmediet är att genom pneumatisk transport leda bulkmateriai genom torkningssektionen 3 från lnmataren 6 till de separerande medlen 8.

Torkningssektionen 3 innefattar inmatningsmedel 6, ett torkningsutrymme 7 och separerande medel 8. lnmatningsmedlet 6, såsom en inmatare, är kopplad till ledningen 4 för sluten cirkulation nedströms från vånnningssektionen 2 iförhàllande till flödesriktníngen hos torkningsmediet inuti ledningen 4 för sluten cirkulation. lnmatningsmedlet 6 leder in fuktigt eller vàtt bulkmateriai 9 i ledningen 4 för sluten cirkulation, där ett flöde av torkningsmedium cirkulerar. lnmatningen kan ske semikontinuerligt eller kontinuerligt. lnmataren 6 är företrädesvis en cellmatare, ett pluggskmvmatare eller en liknande inmatningssanordning som ger ett marginellt läckage av torkningsmedium vid den faktiska tryckskillnaden, varigenom den år anpassad för att undvika tryckförluster från ledningen för sluten cirkulation i torkningsapparaten. Ett torkningsutrymme 7, såsom en torkningsledning. en roterande trumma eller en fluidiserad bädd, är kopplad till och befinner sig nedströms från lnmataren 6.

Torkningen av det våta eller fuktiga bulkmaterialet 9 görs genom att bulkmaterialet och det uppvärmda torkningsmediet 5 blandas i torkningsutrymmet 7, varigenom värmeenergi överförs från det uppvärmda torkningsmediet till partiklama av bulkmaterialet. Fukt och 10 15 20 25 30 35 535 059 flyktigt material i partiklama av det våta bulkmaterialet 9 avdunstar och bildar överskottsànga 10. Torkningen genomförs vid steady state-betingelser, vilket innebär fullt utvecklad pneumatisk transport av bulkmaterialet 9 med torkningsmediet 5 genom torkningsutrymmet 7.

Det torkade bulkmaterialet 9. suspenderat i torkningsmediet, leds i ledningen 4 för sluten cirkulation till separerande medel 8, som är kopplad till och befinner sig nedströms från torkningsutrymmet 7 i förhållande till flödesriktningen hos torkningsmediet inuti ledningen för sluten cirkulation. De separerande medlen 8 innefattar ett flertal cykloner, som kan separera det torkade bulkmaterialet fràn torkningsmediet i ett enda separationssteg.

De separerande medlen 8 beskrivs utförligare i det följande. Det separerade bulk- materialet avges från torkningsapparaten 1 via ett utlopp 11, och torkningsmediet àterförs till värmningssektionen 2.

Vännningssektionen 2 innefattar en fläkt 12, en värmare 13 och ett utlopp 14 för överskottsànga. Fläkten 12 ger ett flöde av torkningsmedium 5, den överförande ångan, som cirkulerar i ledningen 4 för sluten cirkulation. En första ände av värmaren, vilken betecknas med 13a, är kopplad till fläkten 12. Värmaren 13 vänner eller överhettar torkningsmediet in- direkt. Värmaren innefattar en värmeväxlare, och till den tillförs primärt värme från avgaser, ånga under tryck, hett vatten, termisk olja eller liknande fràn en vånnekälla. I synnerhet kan industriella processer som använder ånga, exempelvis ett kombinerat värmekraftverk, ett pappersbruk, en anläggning för ångbildande eller liknande, tillföra värme till torkapparaten 1.

En andra ände av värmaren, vilken betecknas med 13b, är en med torknings- sektionen 3 i ledningen 4 för sluten cirkulation. Vidare innefattar värrnningssektionen 2 ett utlopp 14 för överskottsànga, vilket frisätter den överskottsánga 10 som avdunstar från partiklama i bulkmaterialet under torkningsförfarandet. Härigenom kan arbetsbetingelsema, såsom trycket och temperaturen, hos torkningsapparaten 1 regleras och bibehállas.

Värmningssektionen 2 är kopplad till en nedströms från de separerande medlen 8 i förhållande till flödesriktningen hos torkningsmediet inuti ledningen för sluten cirkulation.

Följaktligen leds endast torkningsmediet genom fläkten 12 och värmaren 13. Bulkmaterialet 9 leds endast genom torkningssektionen 3 och passerar utanför vämmingssektionen 2. Efter- som temperaturen hos torkningsmediet inuti vännaren 13 är gott och väl över mjuknings- temperaturen hos lignin måste det undvikas att partiklar av bulkmaterialet leds med torkningsmediet till värmaren. Partiklama och från dessa härledda material, såsom lignin och tjära. kan annars lätt frisättas och avsättas pà ytoma i värrnningssektionen 2 och i synnerhet på de värrneledande ytoma i värmaren 13. Effektiviteten hos de värmande medlen beror av överföringen av värmeenergi från den vänneledande ytan hos de värmande medlen till 10 15 20 25 30 35 535 059 torkningsmediet. Om de vänneledande ytoma inte är rena minskar överföringen av vänne- energi till torkningsmediet.

Utloppet 14 för överskottsànga är kopplat nedströms från de separerande medlen 8 i förhållande till flödesriktningen hos torkningsmediet inuti ledningen för sluten cirkulation. Överskottsångan 10 kan ledas in till medel 15 för energiåtervinning, såsom en ångregenerator eller kondenseringsanordning, som del av en process för energiåtervinning. I medlen 15 för energiåtervinning kyls överskottsàngan och utarmas på energi, varigenom ren ånga och avfallskondensat bildas. Avfallskondensatet innehåller i synnerhet kondenserat flyktigt material men kan också innehålla suspenderade partiklar av bulkmaterial som inte har avskilts från torkningsmediet av de separerande medlen 8. De suspenderade partiklama av bulkmaterial i avfallskondensatet kan ge upphov till föroreningar, såsom biokemiskt syre- behov (BOD) och kemiskt syrebehov (COD), i avloppet från torkningsapparaten. Miliölagama för avlopp från industrier blir allt striktare och erfordrar noggrann övervakning och kontroll av haltema av föroreningar i industriavlopp. Eftersom de separerande medlen 8 har visat sig vara mycket effektiva är dock miljöbelastningen till följd av torkningsapparaten och torknings- processen mycket begränsad. En överraskande verkan av att de separerande medlen 8 används itorkningsapparaten enligt föreliggande uppfinning är att i allmänhet ingen påfölj- ande avloppsbehandling av avfallskondensatet erfordras, eftersom mängden suspenderade partiklar i avfallskondensatet är icke signifikant eller åtminstone långt under de tillåtliga gränsema.

Det torkade bulkmaterial som avges från torkningsapparaten 1 kan användas för ytterligare industriella ändamål, exempelvis som bränsle i en förbränningskammare i ett kombinerat värmekraftverk eller inom framställningen av paneler baserat pâ trä, såsom MDF, eller inom framställningen av biobränslepelletar för konsumentmarknaden. l synnerhet när ursprungsmaterialet härrör från trä eller skogsprodukter är energi- halten i det torkade materialet stor, och det kan användas för framställning av biobränsle- pelletar eller användas som bränsle i ett kombinerat värmekraftverk som tillför primärt värme till torkningsapparaten. Genom att trycket och temperaturen inuti torkningsapparaten 1 varieras och genom att volymen hos det våta bulkmaterial som tillförs till torkningsapparaten varieras kan olika egenskaper hos den slutliga produkten erhållas. Exempelvis kan bulk- materialet torkas till mycket liten vattenhalt. Om det torkade bulkmaterialet skall användas inom framställningen av biobränslepelletar bör vattenhalten vara under 12 viktprocent. Ett annat användningsområde för det torkade bulkmaterialet är inom framställningen av trä- och polymerkompositer. l detta fall bör vattenhalten vara under 2 viktprocent, företrädesvis under 1 viktprooent och iförsta hand under 0,5 viktprocent. 10 15 20 25 30 35 535 059 I det följande beskrivs flera varianter av separerande medel, vilka vardera kan integreras i den torkningsapparat som har beskrivits i det föregående. Vidare betecknas alla likadana detaljer med samma referenssiffror.

Figur 1 visar vidare en första variant av de separerande medlen 8. De separerande medlen 8 innefattar cyklonenett flertal cykloner. Detta innebär att de separerande medlen 8 innefattar minst tvà cykloner. I den torkningsapparat som visas ifigur 1 innefattar den första varianten av de separerande medlen 8 fyra cykloner 8a till 8d med enhetlig storlek och utformning. Det är emellertid möjligt att variera antalet cykloner i enlighet med volymen och typen hos det bulkmaterial som skall torkas.

Cyklonema 8a-8d i de separerande medlen 8 är kopplade via ett gemensamt inlopp 16 till torkningsutrymmet 7. Cyklonerna 8a-8d är också kopplade via ett gemensamt gasutlopp 17 till fläkten 12. Flödet av suspenderat bulkmaterial 9 och torkningsmedium 5 leds således från torkningsutrymmet 7 via det gemensamma inloppet 16 samtidigt till alla cyklonema 8a-8d, och torkningsmediet 5 avges samtidigt från alla cyklonema 8a-8d via ett gemensamt gasutlopp 17 till fläkten 12. Detta ger fördelen att separationen av bulkmaterialet 9 från torkningsmediet sker innan torkningsmediet àterförs till värrnningssektionen, där suspenderade partiklar annars skulle kunna avsättas på ytoma hos fläkten 12 och värmaren 13.

Cyklonema 8a-8d är företrädesvis kopplade parallellt via cykloninloppsledningar 18a-18d till det gemensamma inloppet 16. Vidare är cyklonema 8a-8d företrädesvis också kopplade parallellt via gasutloppsledningar 19a-19d till det gemensamma gasutloppet 17.

Detta flöde av bulkmaterial och torkningsmedium fördelas således samtidigt i cyklonerna som är kopplade parallellt via cykloninloppsledningama 18a-1 Sd, och torkningsmediet avges samtidigt från cyklonema som är kopplade parallellt via gasutloppsledningama 19a-19d. En funktionell fördel med detta är att flödet av bulkmaterial och torkningsmedium delas upp mellan cyklonerna, vilket innebär att varje cyklon endast tar emot en del av hela flödet.

Följaktligen kan cyklonemas dimensioner minskas, och cyklonemas separationseffektivitet förbättras.

Det gemensamma inloppet 16 innefattar ett vertikalt inloppssegment 20a, och cyklonema 8a-8d är företrädesvis symmetriskt anordnade kring detta lodräta inloppssegment 20a. Cyklonerna 8a till Sd är företrädesvis anordnade på samma avstånd från detta lodräta inloppssegment 20a av det gemensamma inloppet 16. En funktionell fördel med detta är att en likforrnig fördelning av det flöde av bulkmaterial och torkningsmedium som leds in i cyklonema kan erhållas.

Det gemensamma inloppet 16 är kopplade till varje cyklon 8a-8d via en cykloninloppsledning 18a-18d för fördelning av flödet av bulkmaterial och torkningsmedium in 10 15 20 25 30 35 535 D59 i cyklonema. Företrädesvis är varje cyklon kopplade till det vertikala inloppssegmentet 20a av det gemensamma inloppet 16 via sin egen cykloninloppsledning 18a-18d. Företrädesvis är cykloninloppsledningama så korta som möjligt för att begränsa flödesmotstàndet, men längden hos cykloninloppsledningarna kan anpassas till omständighetema. Företrädesvis har samtliga cykloninloppsledningar 18a-18d samma tvärsnittsarea för att en lika stor flödesvolym genom varje respektive cyklon skall erhållas.

I figur 1 visas det att det gemensamma inloppet 16 innefattar en U-forrnad ledning 21, kopplad mellan torkningsutrymmet 7 och de separerande medlen 8. Denna U-forrnade ledning 21 innefattar tvá vertikala segment 20a, 20b och ett krökt segment 20c som binder samman de vertikala segmenten 20a, 20b vid deras nedersta ände. Ett av de vertikala segmenten 20a är placerat i mitten mellan de fyra cyklonema 8a-8d. Det gemensamma inloppet 16 kan emellertid altemativt innefatta en ledning med ett vågrätt segment, ett krökt segment och ett lodrätt segment, varvid det vågräta segmentet är kopplat till torkningsutrymmet 7 (visas inte ifiguren). l den torkningsapparat som visas i figur 1 innefattar den första varianten av de sepa- rerande medlen 8 fyra cykloner 8a-8d. Vid drift av torkningsapparaten som innefattar ett separerande medel 8 med fyra cykloner 8a-8d fördelas en fjärdedel av mängden suspen- derat bulkmaterial och torkningsmedium i varje cyklon 8a-8d. Som tidigare har nämnts kan de separerande medlen 8 vara utformade med ett annat antal cykloner. Den andel av flödet som fördelas l varje cyklon varierar på motsvarande sätt. Om exempelvis de separerande medlen 8 innefattar fem enhetliga cykloner tar varje cyklon emot en femtedel av flödet.

För en given sammantagen flödeshastighet hos det suspenderade bulkmaterialet och torkningsmedlet är tryckminskningen i varje cyklon 8a-8d mindre och den centrifugalkraft som anbringas pà partiklama av bulkmaterialet under separationen i cyklonema större än för den enda cyklonen på teknikens ståndpunkt, eftersom storleken hos var och en av cyklonema, bredden. diametem och höjden, kan minskas i förhållande till den enda cyklonen på teknikens ståndpunkt. Följden av detta blir, att trots att separationen kan genomföras i endast ett steg kan separationseffektiviteten förbättras.

Figur 3 visar ett snitt på längden genom den första varianten av separerande medel 8. I figur 3 visas det med hjälp av en pil att flödet av bulkmaterial 9 och torkningsmedium leds pneumatiskt uppåt i vertikal riktning i det lodräta inloppssegmentet 20a av det gemensamma inloppet 16 till cykloninloppsledningarna 18a-18d. Genom att det suspenderade bulk- materialet leds vertikalt uppåt, mot gravitationen, med hjälp av pneumatisk transport förbättras fördelningen hos partiklama av bulkmaterialet, och en jämnare fördelning av partiklama i torkningsmediet erhålls. Detta ger den funktionella fördelen att partiklama av bulkmaterialet sprids jämnare i torkningsmediet, och som följd därav erhålls en jämnare 10 15 20 25 30 35 535 059 fördelning i cyklonerna 8a-8d. En likforrnig fördelning av det bulkmaterial och det torkningsmedium som leds till var och en av cyklonema kan erhållas. Bulkmaterialet, suspenderat i torkningsmedium, leds genom det gemensamma inloppet 16 och fördelas i portioner i cyklonema 8a-8d via cykloninloppsledningarna 18a-18d. Det gemensamma inloppet 16 innefattar en baffel 22 för att avleda det suspenderade bulkmaterialet in i cykloninloppsledningama 18a-18d. l figur 3 visas det också att varje cyklon 8a-8d innefattar en cyklonöverdel 23, en separerande cyklondel 24 och en uppsamlande cyklondel 25. Cyklonöverdelen 23 har ett cylindriskt tvärsnitt. Cykloninloppsledningen 18a-18d är placerad vinkelrätt mot det gemensamma inloppet 16 och kopplade tangentiellt med cyklonöverdelen 23 för att tangentiellt föra in flödet av bulkmaterial i cyklonen för att ge effektiv cyklonseparation. Varje uppsamlande cyklondel 25 är för sig kopplad till en central matartratt 26 via utloppsrör 27.

Cyklonema är sàledes kopplade parallellt även till den centrala matartratten. Utrnataren 11 år kopplad till den centrala matartratten 26 för att avge det separerade torkade bulkmaterialet från torkningsapparaten 1. Utmataren 11 är av en typ som liknar inmataren 6, som har nämnts ovan.

Det gemensamma gasutloppet 17 innefattar också ett vertikalt utloppssegment 28, och cyklonerna 8a-8d är företrädesvis symmetriskt anordnade i förhållande till det vertikala utloppssegmentet 28 hos det gemensamma gasutloppet 17. Varje cyklon 8a-8d är kopplat till det gemensamma gasutloppet 17 via en gasutloppsledning 19a-19d för att leda bort det separerade torkningsmediet 5 från vaqe cyklon. Dessa gasutloppsledningar 19a-19d är företrädesvis symmetriskt placerade kring det gemensamma gasutloppet 17 och sammankopplade med detta.

Företrädesvis är varje cyklon kopplad till det gemensamma gasutloppet 17 via en egen gasutloppsledning 19a-19d. Torkningsmediet 5 àterförs till värmningssektionen 2 av fläkten 12 och leds vidare till vännaren 13 för att åter vännas.

Figur 1 och 3 visar också en gemensam ledning 29, placerad i mitten mellan de fyra cyklonerna 8a-8d, placerade på samma avstånd från den gemensamma ledningen 29.

Denna gemensamma ledning innefattar det gemensamma inloppet 16 och det gemensamma gasutloppet 17. Det vertikala inloppssegmentet 20 hos det gemensamma inloppet 16 och det vertikala utloppssegmentet 28 hos det gemensamma gasutloppet 17 är kopplade och sammanfogade till att bilda en enda förenad gemensam ledning 29 med en àtskiljande tvärsniltsdelare 30 för att dela upp den gemensamma ledningen i det gemensamma inloppet 16 och det gemensamma gasutloppet 17. Den strukturella fördelen med detta är att en kompakt utfomming erhålls och att den stödjande strukturen för det gemensamma inloppet och det gemensamma gasutloppet förbättras. I figur 3 visas delaren 30, vilken innefattar en 10 15 20 25 30 35 535 059 10 delarinloppssida 31 intill det gemensamma inloppet 16 och en delarutloppssida 32 intill det gemensamma gasutloppet 17. Delarinloppssidan 31 innefattar en baffel 22 för att avleda flödet av bulkmaterial och torkningsmedium in i cyklonens inloppsledningar. Delaren 30 och baffeln 22 har plana ytor, eftersom trycket pà delarinloppssidan 31 och pà delarutloppssidan 32 är nästan identiskt.

Som det har nämnts i det föregående kan antalet cykloner variera ide separerande medlen 8. Exempelvis kan de separerande medlen 8 innefatta två, tre, fyra, fem, sex eller flera cykloner, kopplade på ett sätt som motsvarar det som har beskrivits i det föregående. l figur 2 visas en andra variant av separerande medel 8', som skiljer sig frán de tidigare beskrivna separerande medlen 8 genom att det inte finns någon direkt förbindelse mellan det gemensamma inloppet 16 och det gemensamma gasutloppet 17. Istället är det gemensamma inloppet 16 och det gemensamma gasutloppet 17 oberoende av varandra och separat anordnade för att möjliggöra en flexibel placering av cyklonerna. I figur 2 visas vidare ett cyklonema 8'a-8'd med samma egenskaper och verkningar som cyklonema 8a-8d i de tidigare beskrivna separerande medlen 8. Ledningsänden 50 hos det gemensamma inloppet 16 är utrustat med en baffel 22', riktad mot ledningens insida, för att styra flödet av suspenderat bulkmaterial in i cyklonema. l de separerande medlen 8' kan ledningsänden 50 och baffelytan 22' vara plana eller ha en krökt form, exempelvis halvsfårisk. Detta är särskilt fördelaktigt om det finns en tryckskillnad mellan insidan och utsidan av ledningsänden 50.

Bortsett fràn de ovannämnda skillnadema har alla andra drag hos den andra varianten av separerande medel 8' samma egenskaper och verkningar som motsvarande drag hos de tidigare beskrivna separerande medlen 8 och beskrivs därför inte nännare.

Vidare kan den andra varianten av separerande medel 8' sammanbindas med en torknings- apparat 1 på ett sätt som motsvarar det för de första separerande medlen 8.

Utformningen hos de separerande medlen 8, 8' och antalet cykloner kan awika frän de ovan beskrivna utföringsforrnerna utan avvikelse från uppfinningens omfång. De separe- rande medlen 8 innefattar minst två cykloner, och altemativt kan de separerande medlen 8 innefatta tre, fyra, fem, sex eller flera cykloner, kopplade parallellt till det gemensamma inloppet 16 och kopplat parallellt till det gemensamma gasutloppet 17. I figur 4a visas en schematisk illustration av den första varianten av separerande medel med tre cykloner 8a till 8c. I figur 4b visas en annan schematisk illustration av den första varianten av separerande medel med sex cykloner 8a-8f. Även de separerande medlen 8' kan innefatta exempelvis två, tre, fyra, fem. sex eller flera cykloner. Som fackmannen lätt inser kan cyklonema även i de separerande medlen 8' sammankopplas med torkningsapparaten pà ett sätt som motsvarar det som har beskrivits i det föregående. Anpassningar av torkningsapparaten 1 10 15 20 25 30 35 535 059 11 med avseende på ställningarna och sammankopplingen beroende pà antalet cykloner faller inom uppfinningens omfång.

Alla typer av indirekt värmda torkningsapparater kan användas, såsom pneumatiska torkanordningar, torkanordningar med fluidiserad bädd eller torkanordningar med roterande trumma. Torkningsapparaten 1 kan vara en trycksatt ångtork. En sådan torkanordning kan drivas över atrnosfärstryck. Altemativt kan torkningsapparaten 1 också drivas vid atrnosfärs- . tryck eller under atrnosfärstryck. Fördelen med att torkanordningen drivs över atmosfärstryck är att värmeenergin tillvaratas effektivare i processen för tillvaratagande av energi. Detta innebär att torkningsapparaten 1 drivs vid ett positivt tryck i förhållande till atmosfärstrycket.

Tryckomràdet äri regel 1 till 40 bar, företrädesvis 2 till 15 bar, i första hand 2 till 10 bar och allra helst 3 till 5 bar. Eftersom ledningen 4 för sluten cirkulation hos torkningsapparaten 1 är fylld med trycksatt ånga är syrehalten obetydlig, varigenom risken för dammexplosioner eller brand elimineras. Möjligheten att utnyttja den stora värrnekällan genom tillvaratagande av det latenta vännet i överskottsångan ökar med temperaturen, d v s med trycket i torknings- apparaten 1. Vidare ökar vännekapaciteten hos ångan med ökande tryck, vilket gör det möjligt att minska storleken hos torkningsapparaten.

Torkningsapparaten 1 kan användas för torkning av bulkmaterial baserat på trä, bulkmaterial baserat på jordbruksprodukter och alla andra material som har nämnts i beskrivningen ovan.

Värmeenergin från torkningsapparaten 1 kan tillvaratas inom en process för tillvara- tagande av energi genom att överskottsångan 10 utannas genom indirekt värrneöverföring till ett annat medium i ett medel 15 för tillvaratagande, sammankoppiat med torkningsapparaten 1. Olika medel 15 för tillvaratagande kan användas beroende av den geografiska placeringen hos torkningsapparaten 1 men även beroende av syftet med den slutliga torkade produkten, andra industriella processer med samband med detta o s v. Inom områden där fjärrvärme finns tillgänglig kan det tillvaratagna värmet användas inom ett sådant nätverk. Medel 15 för tillvaratagande kan exempelvis vara en àngregenerator för kondensering av ånga eller en vänneväxlare som ger ånga med lågt tryck, varvid ångan med lågt tryck kan användas i en ángturbin för lågt tryck för erhållande av elektricitet eller ett tjärrvärmenät. En annan möjlig- het är att ångan med lägre tryck avges till en extem industriell process, såsom ett sågverk eller liknande, där ångan kan användas mycket effektivt, exempelvis i anläggningar för torkning av trä. Detta år olika, icke begränsande exempel på tillvaratagande av värme från torkningsapparaten. Om medlet 15 för tillvaratagande är en àngregenerator kan brännbara ämnen från överskottsängan separeras genom kondensering, varefter de brännbara ämnena förbränns i en förbränningskammare. Det vänne som bildas vid förbränningen kan tillvaratas med en ångturbin och återföras som primärt vänne till torkningsapparaten 1. Även andra 10 15 20 25 535 059 12 industriella tillämpningar är dock möjliga, såsom integrering med en pappers- eller massa- fabrik, kemisk industri eller tung industri, såsom stálindustri. I princip kan alla typer av àngbildande processer kombineras med torkningsapparaten enligt föreliggande uppfinning.

Figur 5 visar ett schematiskt processchema för ett fördelaktigt och energieffektivt kombinerat vännekraftverk (CHP) 36, vilket innefattar en bränslefabrik 33 och torknings- apparaten 1 enligt uppfinningen. Torkningsapparaten 1 är integrerad i bränslefabriken 33, som framställer energipelletar av det torkade bulkmaterialet. Utöver torkningsapparaten innefattar bränslefabriken 33 också en ångregenerator 34, exempelvis en àngvärrneväxlare, för att omvandla den genererade överskottsångan 10 till processånga med lågt tryck och/eller för framställning av fjärrvärme. Bränslefabriken 33 innefattar också en konden- seringsturbin 35 med lågt tryck för produktion av energi som kan ledas in i nätet. En torkningsapparat av denna typ, i regel en trycksatt àngtork, kan ha en produktionsvolym av mer än 400 ton bulkmaterial per dag (huvudsakligen träspàn, sågspån och avfall fràn skogs- bruk) och en flödeshastighet av mer än 20 mls, vilket erfordrar mycket stora element i torkningsapparaten.

Kombinationen av ett kombinerat värmekraftverk och en bränslefabrik är särskilt gynnsam. eftersom en del av det vänne som produceras i bränslefabriken kan tillföras till det kombinerade värmekraftverket. Det kombinerade vännekraftverket 36 innefattar en förbränningskammare 38 och en ångpanna 37 för ángbildande. Den bildade ångan tillförs till minst en turbin 39 för erhållande av elektricitet. Ångan leds från turbinen 39 till en vänne- kondensor 40, som kan mata ett fjänvännenät 41. Vidare förser uttagen ånga från turbinen med ett tryck mellan 5 och 40 bar torkningsapparaten 1 med det primära värme som erfordras för torkning av bulkmaterial med det indirekt vännande medlet 13 i torknings- apparaten 1. Detta ger en mycket effektiv kombinerad energianläggning som producerar elektricitet, vänne och bränsle.

Claims (7)

10 15 20 25 30 35 535 059 13 Patentkrav

1. Torkningsapparat (1) som innefattar en trycksatt àngtork som drivs över atmosfärstryck för torkning av träbaserat bulkmaterial, vilken innefattar - en ledning (4) för sluten cirkulation, vilken är anpassad för att fyllas med ett torkningsmedium när torkningsapparaten är i drift, - en fläkt (12), kopplade till ledningen för sluten cirkulation för att ge ett flöde av torkningsmedium, - värm ningsmedel (13). kopplade till fläkten (12) för att indirekt värma torknings- mediet, - inmatningsmedel (6), kopplade till ledningen (4) för sluten cirkulation för att leda in bulkrnaterial i ledningen (4) för sluten cirkulation, - ett torkningsutrymme (7). kopplat till inmatningssmedlet (6), där bulkmaterialet torkas genom överföring av vänneenergi från torkningsmediet, - ett utlopp (14) för överskottsànga. kopplat till ledningen (4) för sluten cirkulation för att frisätta överskottsànga (10), - separerande medel (8; 8'), kopplat till torkningsutrymmet (7), för att separera bulkmaterlal från torkningsmediet, där det separerande medlet (8; 8') innefattar ett flertal cykloner (8a-8d; 8'a-8'd), kännetecknad av att torkapparaten endast har ett separationssteg, att cyklonema (8a-8d; 8'a-8'd) är kopplade via ett gemensamt inlopp (16) till torkningsutrymmet (7), att cyklonema (8a-8d; 8'a-8'd) är kopplade parallellt via cykloninloppsledningar (18a-18d) till det gemensamma lnloppet (16), att cyklonema är kopplade via ett gemensamt gasutlopp (17) till fläkten (12), att cyklonema (8a-8d; 8'a-8'd) år kopplade parallellt via gasutloppsledningar (19a-19d) till det gemensamma gasutloppet (1 7), att det gemensamma lnloppet (16) innefattar ett vertikalt inloppssegment (20a) och cyklonema (8a-8d; 8'a-8'd) är symmetriskt anordnade kring det vertikala inloppssegmentet (20a), att det gemensamma gasutloppet (17) innefattar ett vertikalt utloppssegment (28) och cyklonema (8a-8d; 8'a -8'd) är anordnade symmetriskl i förhållande till det vertikala utloppssegmentet (28) i det gemensamma gasutloppet (17), att torkningsapparaten innefattar en gemensam ledning (29), varvid den gemensamma ledningen innefattar det gemensamma lnloppet (16) och det gemensamma gasutloppet (17), 10 15 20 25 30 35 535 059 14 och att den gemensamma ledningen innefattar en delare (30) för att dela upp den gemensamma ledningen (29) i det gemensamma inloppet (16) och det gemensamma gasutloppet (1 7).

2. Torkningsapparat enligt något av föregående krav, där cyklonerna (8a-8d) är anordnade på samma avstånd från det gemensamma inloppet (16).

3. Torkningsapparat enligt något av föregående krav, där cyklonerna innefattar minst två, tre, fyra, fem eller sex cykloner.

4. Kombinerat värmekraftverk (36), vilket innefattar en torl något av föregående krav.

5. Förfarande för torkning av träbaserat bulkmaterial i en torkningsapparat (1) som drivs över atmosfärstryck enligt nàgot av kraven 1 till 3, vilken innefattar en ledning (4) för sluten cirkulation, fylld med ett torkningsmedium när torkningsapparaten drivs, vilket förfarande innefattar att -ett flöde av torkningsmediet erhålls med hjälp av en fläkt (12) inuti ledningen (4) för sluten cirkulation, -torkningsmediet värms indirekt med värmningsmedel (13), -bulkmaterial leds in med hjälp av inmatningsmedel (6) i ett flöde av torkningsmediet inuti ledningen för sluten cirkulation, -bulkmaterialet torkas i ett torkningsutrymme (7) genom överföring av värrneenergi från det uppvärmda torkningsmediet till bulkmaterialet, -överskottsänga (10) frisätts via ett utlopp (14) för överskottsànga från ledningen för sluten cirkulation, van/id detta förfarande är kännetecknat av att bulkmaterialet separeras frân torkningsmediet i endast ett separationssteg, att bulkmaterialet separeras från torkningsmediet av ett separerande medel (8; 8') som innefattar ett flertal cykloner (8a-8d; 8'a-8'd), att ett flöde av bulkmaterial och torkningsmedium leds frán torkningsutrymmet (7) via ett gemensamt inlopp (16) till cyklonema (8a-8d; 8'a-8'd) och att torkningsmediet avges från cyklonema (8a-8d; 8'a-8'd) via ett gemensamt gasutlopp (17) till fläkten (12), att flödet av bulkmaterial och torkningsmedium fördelas parallellt via cykloninloppsledningar (18a-18d) i cyklonema (8a-8d; 8'a-8'd), att torkningsmediet avges parallellt via gasutloppsledningar (19a-19d) från cyklonerna (8a-8d), 10 15 535 G59 15 att flödet av bulkmaterial och torkningsmedium leds uppåt i en vertikal riktning i ett vertikalt inloppssegment (20a) i det gemensamma gasinloppet (16), att torkningsapparaten innefattar en gemensam ledning (29), varvid den gemensamma ledningen innefattar det gemensamma inloppet (16) och det gemensamma gasutloppet (17), att den gemensamma ledningen innefattar en delare (30) för att dela upp den gemensamma ledningen (29) i det gemensamma lnloppet (16) och det gemensamma gasutloppet (17), och att flödet av bulkmaterial och torkningsmedium avleds från det gemensamma gaslnloppet (16) in till cykloninloppsledningar (18a-18d) av delaren (30).

6. Användande av en torkningsapparat (1) enligt något av kraven 1 till 3 för torkning av bulkmaterial baserat på trä.

7. Anvåndande av en torkningsapparat (1) enligt något av kraven 1 till 3 för torkning av bulkmaterial baserat jordbruksprodukter.