SE539171C2 - Bearbetningssystem för biomassa - Google Patents

Abstract

I en anordning (1) för reglering av utflöde vilken kan anordnas för att reglera ettflöde av material genom ett utlopp (2) med en förutbestämd diameter anordnadvid en ände av en trycksatt processbehållare (3), innefattar anordningen (1) förreglering av utflödet en adapterenhet (4) anordnad att reglera och centrera ettflöde av processat material ut ur processbehållaren (3) och genom utloppet (2) in i ett utmatningsrör (5). (Fig. 1)

Description

lO Under en sädan rotation är materialflödet inte längre centrerat i röret i vilketventilen är placerad utan sprutar över röret under stängning eller öppning avventilen. Vid hantering av nötande och möjligen heta material kan detta orsaka kraftig nötning och möjligen punktering av närliggande väggar i röret.

Det finns därför ett behov av reglering av utloppsflödet som övervinner ovan nämnda nackdelar.

SAMMANFATTNING Föreliggande uppfinning avser evakuering av processat material ur en trycksatt processbehällare.

Enligt en första aspekt presenterar föreliggande beskrivning gtt 'bearbettiitfivssvsteiii. tför 'bíotmïssa i.nt'1.etfa.tte:;nd.e en. tnfcksatt nrocessbehàlflletre en Rokare för bfioiïïfassa. en. t1.trna.ta.t'sÅkruv anordnad. iintlti Ãkokatren och. en anordning för reglering av utloppsflöde anordnad för att reglera ett flöde avmaterial genom ett utlopp med en förutbestämd diameter anordnad vid en ände av gen trycksatta processbehällaren. Uttïftatarsl-:tuftfeta alt utíortnad 'för att tnzattea. bfiottïzßtsszfit 'ifran en êítïtde av den trvcflkszatttët pincesstyetiêållaren mot anortttïfifngen 'för ref-*ileríitf-Y av utloppsflödet. Anordningen för reglering av utloppsflödet innefattar en adapterenhet anordnad att reglera och centrera ettflöde av processat material ut ur processbehällaren och genom eteutloppgt in i ett utmatningsrör. där :Itdanterenfineten iriitefeittar en 'roterbar skísfa exnotvrtníitgsbar' ítïuti den trvcksatta nixscesskzßtttrriifxren 'vari skivan innefëtttar tnínst ett Ånštl. arinrdtifat att titzftyfllitïšeras tried. utloppet nått' den citktllätuae. skítïeiri mteras l-:tíinff sin centrurnaxeí ïfëtri hålet alt uttiorttäëtt 'för att tíllhandeihàfllía. ett tníncttfe ttteštnf-*fstiëàl än utlo tapet hos nrocesskatnrnateri.

En fördel med föreliggande beskrivning är en minskad nötning och minskadrisk för pluggning i varmbläsningssystem under evakuering av hett nötande material ur en trycksatt behällare. lO KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Uppfinningen, tillsammans med ytterligare syften och fördelar därmed, kanbäst förstås med referens till följande beskrivning tagen tillsammans med medföljande ritningar, i vilka: aå en anordning '32 Fig. 2 är en fiaflæffæutföringsform av en anordning enligt föreliggandebeskrivning; Fig. 3 visar en del av utföringsformen i Fig. 2; Fig. 4 visar en utföringsform av ett system för processande av biomassaenligt föreliggande beskrivning; Fig. 5 visar en utföringsform av ett system för processande av biomassaenligt föreliggande beskrivning; Fig. 6 är en graf som visar fördelarna med ” = ' extmggleå; i Fi I- 1 -i šlfflrali 'crf 1/ .Än lwcnr-'l-we; rv-vivfl *-gu 1 iuu. :_5533 øamnvu., Lax/uu L; 1¿11¿§_:3, Fig. 7 är en ytterligare utföringsform av en anordning enligt föreliggandebeskrivning; Fig. 8 är en annan vy av utföringsformen i Figur 7. lO DETALJERAD BESKRIVNING Föreliggande beskrivning avser bläsning generellt, och särskilt metoder ochanordningar för reducering av nötning och pluggning under varm eller kallbläsning av nötande material ut ur en trycksatt processkammare. Även om de beskrivs som tillämpade i ett varmbläsningssystem är lärdomarna iföreliggande beskrivning lika väl tillämpbara pä andra system (varma eller kalla)i vilka nötande material evakueras ur en trycksatt behällare in i ett rör, i det friaeller in i en annan behällare. Eftersom nötningsbenägenheten hos ett materialberor bäde pä säväl materialet i sig som den omgivande omgivningen, användstermen nötande för att beskriva processande av material i vilken processmaterialet kan betraktas som nötande. Som ett exempel, vid en läg temperaturkanske ett material inte betraktas som nötande men vid en högre temperatur ökar tydligt nötningen av materialet.

Ett generellt system i vilket föreliggande beskrivning kan användas med fördelkommer att beskrivas. Detta system innefattar en trycksatt processkammareeller -behällare i vilken material introduceras i en ände och utsätts för t.ex.kokning, ängning eller annan varm eller kall process. Materialet transporterasinuti processkammaren och evakueras vid ett utlopp i en annan ände avkammaren. Det evakuerade materialet transporteras sedan via ett system av rörtill efterföljande processanordningar. Lärdomarna i föreliggande beskrivningkan med fördel tillämpas vid utloppet av den trycksatta processkammaren.Exempel pä en sädan trycksatt processkammare kan vara en kokare, ängare, raff1nör för massa, impregnerare, vertikala eller horisontella reaktorer osv.

Uppfinnarna har identifierat att för att kunna reducera nötningen i efterföljanderör efter utgäng frän utloppet är det fördelaktigt att försäkra sig om att flödet avmaterial ut ur kammaren är centrerat i utloppet eller ätminstone in i ett bläsrörsom sammankopplar utloppet med efterföljande system. Detta är särskiltnödvändigt i system som processar biomassa frän t.ex. halm, bagasse ellerandra växter som orsakar nötning i bläsventilen och bläsröret. Med hänvisning till Figur 1 kommer efïfgjtjugenerellt ' exernjyei en anordning 1 för utloppsflöde era-ligt-föreii-gga-ná-e---bes-l<:ršf~fnšaa-g--att beskrivas. Systemet i vilketfiaàä-fëzf-irigsfi:rnaen-çggçejfggplefgbeskrivs visas på ett generellt sätt. Anordningen 1 kananordnas för att reglera ett flöde av material genom ett utlopp 2 med enförutbestämd diameter eller tvärsnitt anordnad vid en ände av en trycksattprocessbehållare 3. Anordningen 1 för reglering av utloppsflödet innefattarvidare en adapterenhet 4 anordnad att reglera och centrera ett flöde av processatmaterial ut ur processbehållaren 3 och genom utloppet 2 och in i ettutmatnings- eller blåsrör 5. Detta möjliggörs genom att konfigureraadapterenheten 4 så att tvärsnittet av flödet in i adapterenheten 4 reducerasjämfört med tvärsnittet hos utloppet 2 och särskilt innerdiametern hos blåsröret5. På detta sätt centreras flödet in i blåsröret och på grund av skillnaden itvärsnitt kommer det att inträffa en ångexplosion när det centrerade flödet expanderar in i blåsröret 5. é .J...im:ya'S23.."w Enligt :n f; fll.":_ggz:=_i.d.e *ifnöríigäfoifmett :feiïereílt exempel innefattar adapterenheten 4 en cylindrisk kropp med ett centralt cylindriskt hål 6, och enfläns anordnad vid en ände av nämnda cylindriska kropp. I anordningen i Figur1 är adapterenheten 4 anordnad vid en ytterkant av utloppet och utanför själva den trycksatta behållaren.

För att ytterligare underlätta centreringen av flödet, också med hänvisning tillFigur 1, äaglgaggmdet cylindriska hålet 6 i adapterenheten 4 koniskt (eng.tapered) från en första ände 61 av adapterenheten anordnad vid utloppet ochmed en ökande diameter mot en andra ände 62 av adapterenheten 4 anordnadvid utmatningsröret 5. Med andra ord, det cylindriska hålet 6 har en mindre diameter intill utloppet och en större diameter intill utmatningsröret 5. Enligt ersatt ytterligare _ t. " ' exempel är diametern hos hålet i den första änden mindre än diametern hos utloppet 2 och en diameter hos hålet i denandra änden motsvarar den inre diametern hos utmatningsröret eller blåsröret Ovan har det cylindriska hålet 6 beskrivits med en kontinuerlig bredd från en ände av adapterenheten 4 till den andra, eller med en konisk form i vilken diametern i den första änden 61 är mindre än diametern i den andra änden 62av adapterenheten 4. Det är också möjligt att ha ett hål 6 som har entrumpetform i vilken diametern inte ökar linjärt från en ände 61 till den andra62, eller någon annan olinjär form. Utöver detta kan längden hos adaptern 4och därmed också det cylindriska hålet 6 varieras beroende på både storlek hos utloppet 2 såväl som den inre diametern hos utmatningsröret 5.

Genom att ha en reducerad diameter i den första änden 61 av det cylindriskahålet 6 jämfört med utloppet 2 åstadkoms en reducering i det utgående flödet. IFigur 6 visas ett exempel på den möjliga reduceringen i ångförbrukning underanvändande av olika reduceringar i storleken hos det cylindriska hålet 6 hosadapterenheten 4 för ett antal olika arbetstryck hos processkammaren. Därmedvisar grafen relationen mellan ångflödet och ångtrycket för tre olika reduceringari det cylindriska hålet 6. De heldragna linjerna illustrerar det linjära beteendethos i relationen för varje reducering. Det är tydligt att med en ökning ireduceringen d.v.s. byte från en reducering av 6 mm till en reducering av 10 mmär det möjligt att bibehålla samma ångtryck men öka ångflödet. I dettasammanhang används termen reducering för att beteckna storleken hos denförsta änden 61 av adaptern 4 relativt diametern hos utmatningsröret ellerblåsröret 5. I det specifika exemplet i Figur 6 är innerdiametern hosutmatningsröret 27 mm. Därmed motsvarar siffrorna 6/8/ 10 mm diameternhos hålet i den första änden 61 hos adaptern resulterande i en 78 % / 70 % / 63 % reducering från diametern hos blåsröret 5.

För att ytterligare utforska de möjliga fördelarna med att möjliggöra variation av storleken hos reduceringen enligt Figur 6, kommer en d. i _, ' 'få ° _, utföringsform av egguanordningefi 1 för reglering av utloppflödet eiïlivt förelíf-Yffancle uppi1r1.r'1_ir: g att beskrivas med hänvisning till Figur 2. Från föregående diskussion kan detförstås att det är möjligt, genom att variera storleken av reduceringen av hålet 6, att anpassa ångflödet eller ångtrycket ut ur processkammaren 3.

I de efxrzrripeí som beskrivits ovan Laul råna 'utflïrírzgsforiïïer i saïrfoanaí :ned Figur 1 är adapterenheten 4 placerad utanför den trycksatta processkammaren. lO Dock, för att möjliggöra en anpassning av storleken hos hålet 6 i adapterenheten4, är det också möjligt att anordna adapterenheten 4 inuti den trycksatta processkammaren såsom visas i Figur 2.

Enligt èleanæutföringsformgg 'visas i Figfilr 2 innefattar adapterenheten 4en roterbar skiva 4 som kan anordnas inuti den trycksatta processkammaren3, vilken skiva innefattar minst ett hål 6 som är anordnat att upplinjeras medutloppet 2 när den cirkulära skivan 4 roteras kring sin centrumaxel. Skivan äranordnad vid samma ände av den trycksatta processkammaren 3 som utloppet2 så att det minst ett utloppet 6 hos skivan kan upplinjeras med utloppet 2.Vidare innefattar anordningen 1 också en regler- eller drivenhet 8 för att reglera rotation och orientering av skivan 4 relativt utloppet 2.

Enligt en ytterligare utföringsform kan skivan 4 innefatta flera hål 6 med sammaeller olika storlek. Därmed, genom att ha samma storlek på hålen 6 är detmöjligt att rotera skivan för att tillhandahålla ett fräscht hål 6 om ett föregåendehål 6 har nötts eller pluggats igen. Genom att ha hål 6 med olika storlek är detmöjligt att variera storleken hos det utgående flödet av material genom utloppet2 genom att rotera skivan 1, 4 tills ett annat hål 6 upplinjeras med utloppet 2.Detta är särskilt fördelaktigt vid byte av material som skall processas ikammaren vilket därmed leder till ett mer flexibelt system och minskar den tiddet tar att anpassa systemet från ett material till ett annat. Ändringen eller bytetfrån ett hål 6 till ett annat kan åstadkommas utan att montera isäranordningen. Istället utförs enbart en enkel rotation av skivan för att upplinjeraett annat hål 6 med utloppet. En annan anledning till att byta till ett hål 6 meden annan storlek kan vara för att bibehålla ett konstant flöde av ånga ut ur kammaren när processtrycket ändras eller varieras inuti processkammaren.

Skivan 4 kan enligt en särskild utföringsform vara ansluten till en externreglerenhet eller drivning innefattande en extern motor 8 anordnad utanförprocesskammaren och ansluten till skivan 4 via en drivaXel 7 eller liknandeanordning. Motorn 8 kan vara anordnad att reglera rotationen hos skivan att fortskrida stegvis för att säkerställa upplinjering av ett utvalt hål 6 med utloppet lO 2 eller kontinuerligt för att medge rotation av skivan för att flytta hålet 6 relativt utloppet 2 under bibehållande av hålet i relativ upplinjering med utloppet 2.

Enligt en ytterligare utföringsform, på motsvarande sått som den-flm första _ efxerngíet med den externt anordnade adapterenheten 1, 4 årminst ett hål 6 i skivan anordnad för att tillhandahålla ett mindre hål 6 ånutloppet 2 hos processkammaren 3. Vidare, minst ett hål 6 kan vara koniskt(eng. tapered) genom skivan så att en öppning på en första sida 61 av skivan 4år mindre ån utloppet 2 och en öppning på en andra sida 62 av skivan 4 år lika med utloppet 2.

I ovan beskrivna utföringsformer har det minst ett hålet 6 beskrivits somcirkulårt. Dock, åven om det intuitivt kan tyckas var mer fördelaktigt med ettcirkulårt hål 6, har åven icke-cirkulåra hål 6 sina fördelar såsom visas i Figur3. I denna utföringsform visas att skivan kan innefatta hål 6 med olika formert.ex. hål som år cirkulåra, icke-cirkulåra, utdragna, elliptiska osv. såvål som olika storlekar.

Ett exempel på ett icke-cirkulårt hål 6 kan beskrivas som en droppform i vilkethålet 6 år utdraget och koniskt (eng. tapered) vinkelrått mot en radie av skivan.Enligt ett sårskilt exempel år hålet 6 koniskt (eng. tapered) och har en stor radiei en ånde och en liten radie i den andra ånden. En direkt konsekvens av dennaform år att den möjliggör anpassning av flödet av det processade materialetgenom nåmnda utlopp 2 genom rotation av skivan utan att skåra av flödet iprocessen. Istållet för att, som i fallet med att byta från ett hål 6 till ett annat,helt skåra av flödet vid anpassning av storleken på utloppsanordningen,möjliggör det icke-cirkulåra hålet 6 kontinuerlig anpassning av flödet inomsamma hål 6 genom rotation av skivan så att flödet koncentreras i en ena elleren andra ånde av hålet 6. Detta kan vara fördelaktigt både ommaterialegenskaperna åndras och om en ånde t.ex. den större radien nötts.Genom att rotera skivan och flytta flödet av material genom en trångre del av hålet 6 kan flödet anpassas. lO Genom att utnyttja koniska (eng. tapered) hål 6 i skivan centreras flödet ut urhålet 6 och genom att utnyttja hål 6 som är avsmalnande (eng. tapered) i enriktning i skivans yta d.v.s. vinkelrätt mot flödet av evakuerat material är detmöjligt att reglera materialflödet. Genom att justera placeringen av detavsmalnande hälet 6 relativt utloppet 2 är det möjligt att öka eller minska flödetut ur kammaren 3 och därmed reglera hastigheten och trycket i materialflödet.Därutöver kan hälet 6 vara koniskt i riktningen av tjockleken hos skivan 4, pä samma sätt som i adapterenheten 4 med sitt cylindriska koniska häl 6.

Med hänvisning till Figur 4 kommer en utföringsform av ett särskilt system ivilket föreliggande beskrivning kan implementeras att visas. Systemet är ettbiomassabehandlingssystem som innefattar en anordning förutloppsflödesreglering enligt nägon av ovan beskrivna utföringsformer. Systemetinnefattar en trycksatt processbehällare säsom en reaktor eller kokare förbiomassa och biomassggbehandlingssystemet innefattar vidare en utmatarskruvanordnad inuti kokaren för biomassa och utmatarskruven är anpassad för attmata biomassa frän en ände av reaktorn mot anordningen förutloppsflödesreglering. Systemet innefattar vidare en glidbana för att ta emotmaterial som skall processas. Glidbanan är anslutningsbar till enpinntrummatare eller liknande för att mata fram det mottagna materialet, vilkenmatar materialet till en skruvmatare och därefter en pluggskruv. Pluggskruventransporterar materialet till ett T-rör vilket introducerar materialet in i dentrycksatta processkammarenl d.v.s. reaktorn. I reaktorn utsätts materialet föränga vid högt tryck och matas samtidigt mot en utmatare med hjälp av en utmatarskruv eller liknande anordning, i vilken anordningen för utloppreglering enligt föreliggande teknik är anordnad.

En detaljerad bild av implementeringen av ett biomassajprocessystem enligt Figur 4 visas i Figur 5.

Med hänvisning till Figur 7 kommer en särskild utföringsform av en bläsventil användbar som ovan beskrivna adapter 4 att beskrivas.

Claims (10)

1. Ett bearbetningssystem för biomassa innefattande en trycksattprocessbehällare som är en kokare för biomassa, en utmatarskruv anordnadinuti nämnda kokare för biomassa och en anordning (1) för reglering av utflöde,anordnad att reglera ett flöde av material genom ett utlopp (2) med enförutbestämd diameter anordnad vid en ände av den trycksattaprocessbehällaren (3), nämnda utmatarskruv är utformad för att mata biomassafrän en ände av nämnda trycksatta processbehällare mot nämnda anordning för reglering av utflödet, va-afškånnetefiknad av att nämnda anordning (1) för reglering av utflödet innefattar enadapterenhet (4) anordnad att reglera och centrera ett flöde av processatmaterial ut ur nämnda processbehällare (3) och genom nämnda utlopp (2) in iett utmatningsrör (5), vari nämnda adapterenhet (4) innefattar en roterbar skiva (4), anordningsbarinuti nämnda trycksatta processkammare (3), nämnda skiva innefattar minstett häl (6) anordnat att upplinjeras med nämnda utlopp (2) när nämndacirkulära skiva roteras kring sin centrumaxel, vari nämnda minst ett häl (6) ärutformat för att tillhandahålla ett mindre utgängshäl (6) än nämnda utlopp (2) hos nämnda processkammare (3).

2. Bearbetningssystemet för biomassa enligt krav 1, vari nämnda minst etthäl (6) är koniskt genom nämnda skiva sä att en öppning pä en första sida (61)av nämnda skiva är mindre än nämnda utlopp och en öppning pä en andra sida (62) av nämnda skiva är lika med nämnda utlopp.

3. Bearbetningssystemet för biomassa enligt nägot av krav 1-2, vari nämnda minst ett häl (6) hos nämnda cirkulära skiva innefattar cirkulära häl.

4. Anordningen enligt nägot av krav 1-2, vari nämnda minst ett häl (6) hos nämnda cirkulära skiva innefattar icke-cirkulära häl.

5. Anordningen enligt krav 4, vari nämnda minst ett häl (6) är utsträckt och avsmalnande vinkelrätt mot en radie hos nämnda skiva, vilket möjliggör 13 anpassning av flödet av processat material genom nämnda utlopp (2) genom rotation av skivan.