NL1013007C2 - Werkwijze voor het vervaardigen van brandstofkorrels. - Google Patents

Description

- 1 - WERKWTJ7.E VOOR HET VERVAARDTCEN VAN BRANDSTQEKORRET,S 5

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van brandstofkorrels bevattende kunststof- en cellulosedeeltjes, waarin een voedingsstroom die kunststof- en cellulosedeeltjes 10 bevat wordt toegevoerd aan een pelletiseerinrichting.

De werkwij ze wordt met name gebruikt in processen voor het tot brandstofkorrels recycleren van huishoudelijke en industriële afvalstromen. Cellulosedeeltjes zijn bijvoorbeeld afkomstig van 15 papier, hout, luiers, verbanden en textiel.

Kunststofdeeltjes zijn bijvoorbeeld afkomstig van verpakkingsmaterialen, met name polyetheenfolie. Dergelijke recyclaat brandstofkorrels hebben een hoge verbrandingswarmte en worden gebruikt als brandstof in 20 ovens. De uitvinding heeft ook betrekking op brandstofkorrels, op het gebruik van de brandstofkorrels als hulpbrandstof en op verschillende werkwij zen voor het stoken van ovens met de brandstofkorrels.

25 De commercieel beschikbare recyclaat brandstofkorrels worden tot nu toe nagenoeg alleen toegepast in niet kritische verbrandingscondities zoals in wervelbed ovens. Door de lange verblijfstijden in dergelijke verbrandingsovens worden minder eisen 30 gesteld aan de eigenschappen van de brandstofkorrels en de werkwijze ter vervaardiging daarvan. De bekende korrels vinden nagenoeg geen toepassing als , ' . ’-’ts - 2 - hulpbrandstof in meer kritische verbrandingscondities zoals bijvoorbeeld in hoogovens en poederkool gestookte ovens van electriciteitscentrales. Hierdoor blijft de mogelijke vraag naar recyclaat brandstofkorrels ver 5 achter bij het enorm grote potentiële aanbod. Dit is zeer nadelig omdat een zeer grote hoeveelheid milieuonvriendelijk afval tegen hoge kosten gestort of verwerkt moet worden en een zeer grote energiebron onbenut blijft.

10 In US-A-5,342,418 wordt een proces beschreven voor het vervaardigen van brandstofkorrels uit huishoudelijk afval, in het bijzonder uit luiers en hygiënische verbanden, voor het gebruik als hulpbrandstof in een mengsel met kolen voor het stoken 15 van ovens. Het kunststofgehalte in de pellets wordt daartoe gekozen tussen 10 en 40 gew.%. De eigenschappen van de brandstofkorrels, zoals de afmetingen, de samenstelling en de dichtheid zijn gekozen in het licht van het gebruik als hulpbrandstof in een mengsel met de 20 kolen als primaire brandstof. Deze korrels worden gemaakt door een afvalstroom bestaande uit kunststof-en cellulosedeeltjes te verkleinen met een shredder en een hamermolen en de verkregen voedingsstroom toe te voeren aan een pelletiseerinrichting. Er wordt 25 beschreven dat de verkregen korrels licht gebonden zijn en gemakkelijk breken en dat hardere korrels kunnen worden verkregen door het kunststofgehalte te verlagen en het vochtgehalte te verhogen. Een hoger kunststofgehalte impliceert volgens US-A-5,342,418 een 30 nog lagere hardheid waardoor de korrels nog - 3 - gemakkelijker breken. Ook wordt genoemd dat hogere kunststofgehaltes tot 60 gew.% weliswaar mogelijk zijn maar dat dergelijke brandstofkorrels niet als hulpbrandstof voor kolen geschikt zijn en in speciale 5 pelletbranders verbrand moeten worden. Het kunststofgehalte en het cellulosegehalte wordt hier en hierna telkens uitgedrukt in percentages van het totale drooggewicht van de kunststof en de cellulose. Waar gesproken hier en hierna wordt over eigenschappen van 10 de brandstofkorrel of van deeltjes in een verzameling van deeltjes wordt bedoeld de gemiddelde waarde van een voldoende groot aantal brandstofkorrels of deeltjes.

Met "voedingsstroom" wordt hier en hierna altijd bedoeld de stroom die aan de pelletiseerinrichting 15 wordt toegevoerd.

Er is nu behoefte aan een werkwijze voor het vervaardigen van brandstofkorrels met hoge kunststofgehaltes en toch voldoende goede eigenschappen om te kunnen worden gebruikt als hulpbrandstof. Met 20 goede eigenschappen wordt naast een hoge calorische waarde in het bij zonder bedoeld een goede hardheid waardoor de korrel goede bulk-, opslag- en transporteigenschappen heeft zoals met name betere pneumatische doseereigenschappen, minder korrelbreuk, 25 minder deeltjesgroottesegregatie, een hogere dichtheid en een beter loopgedrag. Een ander belangrijke gewenst.e.. eigenschap is een goede maalbaarheid. Het doel van de uitvinding is in deze behoefte te voorzien.

Dit doel wordt volgens de uitvinding 30 bereikt doordat de voedingsstroom ten minste 40 gew.% ;u · Sun?'’ - 4 - kunststof bevat (betrokken op het totale drooggewicht van de kunststof en de cellulosevezels) en dat de pelletiseerinrichting een ringmatrijs heeft met gaten waarvan de verhouding (R) tussen de effectieve 5 gatlengte (L) en de gatdiameter (D) ten minste 5 bedraagt. Met de gatdiameter wordt altijd bedoeld de kleinste diameter van het gat, welke de diameter van de korrel bepaalt. Met effectieve gatlengte (L) wordt bedoeld de lengte van dat deel van het gat waarin de 10 voedingsstroom daadwerkelijk wordt samengeperst.

Verrassenderwijze is gebleken dat in de werkwijze volgens de uitvinding met een pelletiseertechniek brandstofkorrels met hoge kunststofgehaltes kunnen worden gemaakt welke geschikt 15 zijn voor gebruik als hulpbrandstof. Dit is met name verrassend omdat korrels met dergelijk hoge kunststofgehaltes normaliter alleen met extruders of agglomeratormachines gemaakt worden, zij het dan voor andere doelen. Dit is voor de afvalverwerkende 20 industrie een zeer belangrijk voordeel omdat pelletiseren een zeer voordelige vormgevingstechniek is in vergelijking met extrusie of agglomereren. Bij voorkeur is het kunststofgehalte hierbij zelfs nog hoger, bij voorkeur ten minste 50 %, met meer voorkeur 25 ten minste 60 en met de meeste voorkeur zelfs ten minste 75 gew.%. Gebleken is dat de met deze werkwijze verkregen brandstofkorrels de voordelen combineren van een zeer hoge calorische waarde, goede brandeigenschappen en een goede hardheid en 30 maalbaarheid.

·/% - 5 -

Bij voorkeur bestaat de kunststof in de werkwijze volgens de uitvinding in hoofdzaak uit polyetheen. In de meeste afvalstromen is de kunststof voornamelijk afkomstig van verpakkingsmaterialen welke 5 voornamelijk gemaakt zijn van polyetheen. Onder polyetheen wordt hier mede verstaan alle polymeren die in hoofdzaak etheen als monomeer bevatten zoals bijvoorbeeld lineaire, vertakte homopolymeren of copolymeren van etheen. Naast polyetheen kan de 10 voedingsstroom een ondergeschikte hoeveelheid van ten hoogste ongeveer 30, met meer voorkeur ten hoogste 20 gew.% van één of meer andere kunststoffen bevatten. In de hierna genoemde verwerkingscondities wordt uitgegaan van polyetheen als hoofdbestanddeel. De werkwijze 15 volgens de uitvinding kan echter in principe overeenkomstig worden toegepast op voedingsstromen welke in hoofdzaak andere kunststoffen dan polyetheen bevatten met dien verstande dat de hierna genoemde verwerkingscondities overeenkomstig daarop moeten 20 worden aangepast. Met name worden de temperaturen aangepast met een hoeveelheid ongeveer overeenkomend met het verschil in verwekingstemperatuur van de kunststof in de voedingsstroom. De optimale waarde kan daarbij aan de hand van de beschrijving door de vakman 25 eenvoudig worden bepaald.

In de werkwijze volgens de uitvinding heeft de voedingsstroom bij voorkeur een temperatuur (Tl) van ten hoogste 90°C, met meer voorkeur ten hoogste 75°C. Bij deze temperatuur heeft de voedingsstroom voldoende 30 goede transporteigenschappen zonder problemen van ü . J 0 7-¾ - βίο, ontering, versmering en draadvorming vóór en in de pelletiseerinrichting. Met versmering wordt bedoeld dat de kunststof door de hoge temperatuur verweekt, smelt of althans zodanig vloeibaar wordt dat ze wordt 5 uitgesmeerd over en verkleefd raakt met alle delen waarmee het in contact komt. In het licht van deze doelen is de temperatuur bij voorkeur ten hoogste 60°C en met de meeste voorkeur ten hoogste 50°C. Verwarming van de voedingsstroom tot de genoemde temperatuur vindt 10 bij voorkeur plaats in een droogstap vóór de pelletiseerstap. In het geval dat het kunststofgehalte in de voedingsstroom ten minste 60 gew.% bedraagt heeft de voedingsstroom bij voorkeur een temperatuur (Tl) van ten hoogste 75, met meer voorkeur ten hoogste 60°C, 15 teneinde klontering en versmering te voorkomen.

In het licht van de stabiliteit van het pelletiseerproces en de kwaliteit van de verkregen brandstofkorreis wordt de waarde voor R en Tl in samenhang bij voorkeur zo gekozen dat de temperatuur 20 (T2) van de uit de ringmatrijs tredende korrels tussen de 80 en 125°C is. Bij voorkeur is de temperatuur T2 boven de 90°C omdat dan een goede hardheid van de korrel wordt verkregen. Bij voorkeur is de temperatuur in het algemeen lager dan 125°C, bij voorkeur lager dan 25 120°C en met nog meer voorkeur lager dan 115°C omdat de uittredende korrels dan minder samenklonteren. De neiging tot klonteren is hoger naarmate het kunststofgehalte hoger is. Derhalve worden bij een kunststofgehalte boven 60 gew.% de waarde voor R en Tl 30 in samenhang zo gekozen worden dat de temperatuur (T2) - 7 - van de uit de ringtnatrijs tredende korrels tussen de 80 en 110°C is. De temperatuurstijging (T2 - Tl), welke in pelletiseerinrichting optreedt, is, in het licht van het verkrijgen van een goede hardheid, bij voorkeur ten 5 minste 10, met meer voorkeur ten minste 20, met nog meer voorkeur ten minste 30 en met de meeste voorkeur ten minste 40°C. Een grotere temperatuurstijging kan bijvoorbeeld worden gekozen door een hogere R in te stellen. Hierdoor wordt de brandstofkorrel compacter en 10 harder. Om die reden is R bij voorkeur ten minste 8, met meer voorkeur ten minste 10, met nog meer voorkeur ten minste 12 en met de meeste voorkeur ten minste 15.

R kan niet willekeurig hoog worden gekozen omdat dit ten koste gaat van de produktiviteit. De waarde van R 15 is in dat licht in de regel minder dan 20. Hogere temperatuurstijgingen kunnen ook worden gerealiseerd door een verwarmde of warmte geïsoleerde ringmatrijs te kiezen.

Bij voorkeur is de diameter van de gaten in 20 de ringmatrijs ten hoogste 10 mm. Het voordeel hiervan is dat hierdoor hardere korrels verkregen worden. De verhouding R dient hierbij groter dan 5 te zijn zoals boven omschreven. In het licht van de gewenste hoge hardheid is de diameter bij voorkeur ten hoogste 8, met 25 meer voorkeur ten hoogste 6 en met de meeste voorkeur ten hoogste 4 mm. Een mogelijke verklaring hiervoor is dat de opgewekte warmte ook sneller tot in het inwendige van de pellet doordringt waardoor ook in het inwendige van de korrel een betere hechting tussen de 30 verweekte kunststofdeeltjes en de cellulosedeeltjes \ - 8 - ontstaat. De lengte van de korrel wordt in het algemeen gekozen tussen 1 tot 10, bij voorkeur 1 tot 5 en met meer voorkeur 1 tot 3 maal de diameter. Met de meeste voorkeur is de lengte ongeveer gelijk aan de diameter.

5 De (gemiddelde) lengte kan bijvoorbeeld worden gekozen door de uit de ringmatrijs tredende pellets af te snijden of te breken met één of meerdere relatief ten opzichte van het matrijsoppervlak bewegende messen of breekstaven.

10 Bij voorkeur wordt in de werkwijze volgens de uitvinding, de voedingsstroom vervaardigd uit een afvalstroom door verkleining daarvan in een verkleininrichting bevattende een zeefmat en een maalinrichting, waarbij de zeefmat, door een daarop 15 werkende frequent wisselende trekbelasting, de afvalstroom losschudt, waarbij en/of waarna deze op grootte gescheiden wordt in een kleine- en een grote deeltjesfractie, waarna in de maalinrichting de grote deeltjesfractie wordt verkleind tot een maalsel met de 20 gewenste deeltjesgrootte en waarna het maalsel en de kleine deeltjesfractie worden samengevoegd. Door het intensieve losschudden op de zeefmat worden kleine geagglomereerde deeltjes losgemaakt waardoor een relatief grote fractie al aan de gewenste maximale 25 afmetingen kunnen voldoen. Dit heeft een belangrijk capaciteitsvoordeel. Bij voorkeur is hierbij ten minste 20-30 gew.% van de afvalstroom al kleiner dan de maasgrootte van de zeefmat. Een verder voordeel van deze werkwijze is dat zware delen zoals metaaldelen 30 goed losgemaakt worden van lichte deeltjes, zoals de ·* · ' } - 9 - cellulose- en kunststofdeeltjes, waardoor deze gemakkelijker, vollediger en selectiever uit de afvalstroom te verwijderen zijn voordat de grote deeltjesfractie aan de maalinrichting wordt toegevoerd.

5 Bij voorkeur worden tijdens en/of na het losschudden op de zeefmat de metaaldelen verwijderd door een magneet, bij voorkeur een bandmagneet. De capaciteit is afhankelijk van de gewenste mate van verkleining en dus het verschil in deeltjesgrootte tussen de afvalstroom 10 en de voedingsstroom. Met maalinrichting wordt in het bijzonder een shredder bedoeld, alhoewel de werkwijze daartoe in principe niet beperkt is. Overigens is de bovengenoemde werkwijze voor het verkleinen van de afvalstroom niet alleen toepasbaar in de werkwijze 15 volgens de uitvinding, maar ook in het algemeen toepasbaar, met de genoemde voorkeursuitvoeringsvormen en voordelen, voor het verkleinen van een afvalstroom welke kunststof- en cellulosedeeltjes bevat.

De grootte van de zeefmazen en dus van de 20 deeltjes na het malen wordt gekozen in het licht van de gatdiameter van de ringmatrij s. De grootte van de kunststof- en cellulosedeeltjes in de voedingsstroom van de pelletiseerinrichting is, in het licht van het verkrijgen van een goed pelletiseerbare voedingsstroom, 25 bij voorkeur in hoofdzaak ten hoogste 6 maal, met meer voorkeur ten hoogste 5 maal en met de meeste voorkeur ten hoogste 4 maal de gatdiameter van de ringmatrijs in de daaropvolgende pelletiseerstap. Met in hoofdzaak wordt hier bedoeld voor ten minste ongeveer 75 gew.% 30 Bij te grote deeltjes wordt de verblijfstijd van het 10130073 - 10 - materiaal in de pelletiseerinrichting te lang waardoor de temperatuur te hoog kan oplopen en versmering van de kunststofdeeltjes kan ontstaan. Gebleken is dat goede pelletiseerresultaten kunnen worden behaald voor 5 brandstofkorrels met een diameter tussen 5 en 10 mm als de deeltjes in de voedingsstroom in hoofdzaak kleiner zijn dan 30 mm. Bij een deeltjesgrootte in de voedingsstroom van 30 mm of hoger is het moeilijk om in een pelletiseerstap de diameter van de brandstofkorrel 10 beneden 5 mm te verkrijgen.

Omdat de afvalstroom meestal een hoog vochtgehalte heeft omvat het recyclageproces van de afvalstroom meestal één of meerdere droogstappen. Het vochtgehalte speelt een belangrijke rol bij het 15 pelletiseren van de voedingsstroom. Vochtgehaltes worden uitgedrukt in percentages van het totaalgewicht terwijl de kunststof- of cellulosegehaltes uitgedrukt zijn in percentages van het drooggewicht van de kunststof- en cellulosedeeltjes. Bij voorkeur heeft de 20 voedingsstroom in de werkwijze volgens de uitvinding een vochtgehalte van 1 tot 15 gew.% (betrokken op het totaalgewicht van de voedingsstroom). Bij voorkeur is het vochtgehalte 2-10 gew.% en met meer voorkeur 3-5 gew.%. Het voordeel van een zekere minimum 25 hoeveelheid water is dat de voedingsstroom beter vervormbaar is, waardoor deze gemakkelijker pelletiseerbaar is. Bij kunststofgehaltes hoger dan 60 gew.% kan het vochtgehalte in de voedingsstroom lager zijn, in het bijzonder tussen 1 en 5 of zelfs 30 tussen 1 en 3 gew.% met als voordeel dat het - 11 - eindprodukt minder vocht bevat en een nog hogere calorische waarde heeft. Een ander voordeel van de aanwezigheid van een minimum hoeveelheid vocht is dat de uit de matrijsgaten tredende pellets door de 5 verdamping van nog aanwezig vocht sneller en verder afkoelen waardoor minder snel klontering optreedt. In het licht hiervan hebben de uit de ringmatrijs tredende korrels in de werkwijze volgens de uitvinding bij voorkeur een vochtgehalte van 2 tot 5 gew.% waarna de 10 korrels in een gasstroom afgekoeld en gedroogd worden. Het vochtgehalte in de voedingsstroom is mede een stuurparameter voor de temperatuur van de voedingsstroom en de temperatuur van de uittredende pellets. Bij voorkeur wordt deze dan ook zo gekozen dat 15 de temperatuur van de uit de matrijsgaten tredende pellets niet hoger is dan 125°C om redenen en met de specifieke voorkeuren zoals hierboven omschreven. Het vochtgehalte mag van de andere kant weer niet zo hoog gekozen worden dat er na de produktie van de 20 brandstofkorrel een te hoog restgehalte vocht overblijft omdat het vocht door de hoge verdampingswarmte aanzienlijk de calorische waarde van de brandstofkorrel vermindert. Om die redenen is het vochtgehalte in de uiteindelijke brandstofkorrel bij 25 voorkeur minder dan 5, met meer voorkeur zelfs minder dan 3 gew.%.

Samenvattend betreft de meest geschikte uitvoeringsvorm van de werkwijze voor het vervaardigen van brandstofkorrels volgens de uitvinding een 30 werkwijze waarbij een voedingsstroom, die ten minste : 0 * i o 0 h··.

- 12 - 40 gew.% kunststof-, in hoofdzaak polyetheen,-deeltjes, cellulosedeeltjes en ten hoogste 15 gew.% vocht bevat, met een temperatuur (Tl) van ten hoogste 90°C wordt toegevoerd aan een pelletiseerinrichting met een 5 ringmatrijs met gaten, met een gatdiameter van ten hoogste 10 mm en met een verhouding (R) tussen de effectieve gatlengte èn gatdiameter van ten minste 5, waarbij de waarde voor R en Tl in samenhang zo gekozen worden dat de temperatuur (T2) van de uit de 10 ringmatrijs tredende korrels tussen de 80 en 125°C is en de temperatuurstijging T2 - Tl ten minste 10°C is.

In een bij zondere uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding wordt het pelletiseren in twee opeenvolgende stappen uitgevoerd waarbij de 15 gatdiameter van de ringmatrijs in de tweede pelletiseerstap kleiner is dan in de eerste pelletiseerstap. In het licht van het verkrijgen van een hogere totale capaciteit is R in de eerste stap bij voorkeur kleiner dan in de tweede stap. Het voordeel 20 van deze werkwijze is dat hiermee heel geschikt pellets kunnen worden gemaakt met een zeer kleine diameter. Het twee-staps pelletiseerproces wordt bij voorkeur toegepast bij een gewenste korreldiameter kleiner dan 8 mm, met meer voorkeur bij een korreldiameter kleiner 25 dan 5 mm en met nog meer voorkeur bij een korreldiameter kleiner dan 4 mm. Het is zeer verrassend dat dergelijk kleine korrels met een pelletiseertechniek kunnen worden gemaakt zonder risico voor een te lange verblijfstijd en versmering van de 30 kunststofdeeltjes in de pelletiseerstap. De genoemde - 13 - tweestaps pelletisering wordt bij voorkeur gebruikt als de deeltjesgrootte in de voedingsstroom groter is dan ongeveer 4, bij voorkeur 5, met meer voorkeur 6 maal de diameter van de uiteindelijke brandstofkorrel.

5 Overigens is de genoemde werkwijze voor het vervaardigen van korrels in wezen niet beperkt tot het maken van de genoemde brandstofkorrels. Deze uitvinding betreft in het algemeen het vormen van korrels met een diameter kleiner dan 10 mm, bij voorkeur kleiner dan 8, 10 en met meer voorkeur kleiner dan 5 mm uit een deeltjesstroom met vaste deeltjes en, bij voorkeur tenminste 40 gew.%, kunststofdeeltjes, waarbij twee pelletiseerstappen in serie worden uitgevoerd waarbij de gatdiameter van de ringmatrijs in de tweede 15 pelletiseerstap kleiner is dan in de eerste pelletiseerstap.

De uitvinding heeft tevens betrekking op brandstofkorrels verkrijgbaar volgens de bovenomschreven werkwijzen volgens de uitvinding. In 20 het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op een brandstofkorrel bevattende cellulosedeeltjes en ten minste 40 gew.% kunststofdeeltjes (betrokken op het totaalgewicht van de kunststof en de cellulosevezels) welke korrel een hardheid heeft van ten minste 10 kgf 25 (gemeten volgens de Kahl test). Bij voorkeur heeft de brandstofkorrel volgens de uitvinding daarbij een diameter van ten hoogste 10 mm. Deze korrels zijn zeer geschikt voor toepassing als hulpbrandstof. In het geval dat de brandstofkorrel een kunststofgehalte heeft 30 boven de 60 gew.% is de hardheid bij voorkeur ten C : - Λ 7 ^ - 14 - minste 15 kgf. In het algemeen is de hardheid bij voorkeur groter dan 20, met meer voorkeur groter dan 25 en met de meeste voorkeur groter dan 30 kgf. De korrels hebben goede brandeigenschappen, zoals met name een 5 zeer hoge calorische waarde, en goede bulk-, opslag- en transporteigenschappen, zoals met name goede pneumatische doseereigenschappen, weinig stofvorming, breuk en deeltjesgrootte segregatie, een goed loopgedrag en een goede maalbaarheid. Onder pneumatisch 10 doseren wordt verstaan het injecteren van de korrels in de oven via transport met een gasstroom (luchtstroom). De korrels hebben ook een lagere hygroscopiciteit waardoor ook de lange termijnstabiliteit beter kan zijn. Daardoor is ook de vochtopname en dus het 15 uiteindelijke vochtgehalte minder, wat voordelig is omdat vocht de calorische waarde van de pellet vermindert. De pellets hebben dan ook een relatief hoge verbrandingswarmte. Deze is, afhankelijk ook van het kunststofgehalte, meer dan 20, bij voorkeur meer dan 20 25, met nog meer voorkeur meer dan 30 en met de meeste voorkeur zelfs meer dan 35 GigaJoules per ton. De brandstofkorrels volgens de uitvinding zijn bijzonder geschikt als brandstof, in het bijzonder als hulpbrandstof naast een primaire brandstof voor het 25 stoken van ovens.

De uitvinding heeft derhalve ook betrekking op het gebruik van de brandstofkorrels volgens de uitvinding als hulpbrandstof naast een primaire brandstof. Met name betreft de uitvinding een werkwijze 30 voor het stoken van een oven met een primaire brandstof i - 15 - en een hulpbrandstof, bij voorkeur de brandstofkorrels volgens de uitvinding, waarbij de hulpbrandstof gescheiden van de primaire brandstof wordt toegevoerd in de vlam van de primaire brandstof. De 5 brandstofkorrels volgens de uitvinding zijn door hun goede eigenschappen in het bij zonder geschikt voor verbranding in ovens waarbij de toevoer van de primaire brandstof en de hulpbrandstof gescheiden is en de hulpbrandstof wordt toegevoerd in de vlam van de 10 primaire brandstof. Deze werkwijze heeft als voordeel, bijvoorbeeld in vergelijking met het verbranden van een mengsel van de primaire brandstof en de hulpbrandstof, dat er minder vaste stof segregatie, stofvorming, en ook onvolledige verbranding ontstaat. Hierbij kunnen de 15 brandstofkorrels zowel gemalen als ongemalen worden toegevoerd.

De brandstofkorrels zijn ook bijzonder geschikt voor toepassing in hoogovens en poederkool gestookte ovens van electriciteitscentrales waar tot nu 20 toe slechts met grote problemen brandstofkorrels van herverwerkte afvalstromen werden gebruikt. Uit onderzoek is gebleken dat de bekende brandstofkorrels ongeschikt zijn voor gebruik in poederkool gestookte ovens van electriciteitscentrales onder meer door 25 problemen met het pneumatisch doseren (slecht loopgedrag) en doordat ze enerzijds te groot zijn voor rechtstreeks gebruik en anderzijds ook niet goed maalbaar zijn waardoor verstopping van het doseersysteem (injectiesysteem) en een onvolledige 30 verbranding en vervuiling van de bodem-as kan ontstaan.

f». -v *- i\ r% 7 .¾ - * » i Λ -_f U i - 16 -

Gebleken is dat de brandstofkorrels volgens de uitvinding met een hardheid groter dan 10 Kgf of, als de korrel een kunststofgehalte heeft boven de 60 gew.%, groter dan 15 Kgf voor deze toepassing bijzonder 5 geschikt zijn door hun zeer goede maalbaarheid. De uitvinding heeft derhalve tevens betrekking op een werkwijze voor het stoken van een oven met poederkool als primaire brandstof waarbij brandstofkorrels volgens de uitvinding met een hardheid groter dan 10 Kgf of, 10 als de korrel een kunststofgehalte heeft boven de 60 gew.%, groter dan 15 Kgf worden vermalen en het maalsel in de oven in de vlam van de primaire brandstof wordt toegevoerd. In het licht van de maalbaarheid is de hardheid bij voorkeur ten minste 20 Kgf. Bij 15 voorkeur wordt het maalsel in deze werkwijze direct na de maling rechtstreeks aan de oven toegevoerd. Het voordeel hiervan is dat eventuele transportproblemen door compactering van het maalsel verhinderd worden en dat er minder veiligheidsrisico voor stofexplosies 20 bestaat. Bij voorkeur worden de brandstofkorrels zodanig vermalen dat ten minste 80 gew.% van het maalsel kleiner is dan 2 mm. Het voordeel hiervan is dat de verbranding volledig is. Gebleken is dat, in het bijzonder bij hoge kunststofgehaltes, bijvoorbeeld 25 boven ongeveer 60 gew.%, zeer goede maalresultaten worden bereikt met een ultrarotor als maalinrichting.

Uit onderzoek is verder gebleken dat de normaal verkrijgbare brandstofkorrels ongeschikt zijn voor gebruik in hoogovens. In hoogovens bestaat een 30 hoge druk van circa 5 bar en vindt al het transport in - 17 - gesloten systemen plaats. Bij gebruik van een hulpbrandstof staat de opslag en de toevoer van de hulpbrandstof onder druk en wordt voor toevoeging gebruik gemaakt van injecteerlansen. Door deze 5 omstandigheden kunnen hulpbrandstoffen zeer moeilijk gebruikt worden. Bij transport door de injecteersystemen bleken vaak verstoppingen te ontstaan, zowel bij korrels als bij maalsel. Bij maalsel ontstaan ook bij opslag problemen door 10 brugvorming. Er bestond daarom een behoefte aan een verbeterde werkwijze voor het stoken van een hoogoven met naast de primaire brandstof een recyclaat als hulpbrandstof. Gebleken is dat zeer goede resultaten worden verkregen als daarbij als hulpbrandstof de 15 brandstofkorrels volgens de uitvinding rechtstreeks worden toegevoerd aan de hoogoven. Bij voorkeur is daarbij de diameter van de brandstofkorrels kleiner dan ongeveer 5 mm, met meer voorkeur zelfs kleiner dan 4 mm teneinde goede loopeigenschappen en een volledige 20 verbranding te krijgen.

De diameter van de brandstofkorrel is, in het licht van de produktiekosten daarvan, bij voorkeur groter dan 2 mm, met meer voorkeur groter dan 3 mm. De lengte is bij voorkeur ongeveer 0,5 - 5 en met de 25 meeste voorkeur 1-2 maal de diameter. In het licht van de pneumatische transporteigenschappen is met de meeste voorkeur de lengte ongeveer gelijk aan de diameter. Vanwege hun bijzondere geschiktheid voor toepassing als hulpbrandstof in hoogovens heeft de 30 uitvinding tevens betrekking op brandstofkorrels 101 3007*ï - 18 - volgens de uitvinding met een diameter kleiner dan 5 mm en het gebruik daarvan in hoogovens.

Enkele belangrijke voordelen van de genoemde werkwij ze voor het stoken van hoogovens kunnen 5 in het algemeen ook worden verkregen bij brandstofkorrels die een diameter hebben van ten hoogste 5 mm ook als deze niet zijn vervaardigd volgens de werkwijze volgens de uitvinding. De brandstofkorrels volgens de uitvinding hebben echter de voorkeur omdat 10 ze een goede hardheid hebben, weinig stofvorming en weinig verstoppingen geven in het injeeteersysteem.

t .5; «V

' A - 6 ' «af 1013ög7*

Claims (28)

1. Werkwij ze voor het vervaardigen van brandstofkorrels bevattende kunststof- en 5 cellulosedeeltjes waarin een voedingsstroom die kunststof- en cellulosedeeltjes bevat wordt toegevoerd aan een pelletiseerinrichting, met het kenmerk, dat de voedingsstroom ten minste 40 gew.% kunststof bevat (betrokken op het totaalgewicht 10 van de kunststof en de cellulosevezels) en dat de pelletiseerinrichting een ringmatrijs heeft met gaten waarvan de verhouding (R) tussen de effectieve gatlengte (L) en de gatdiameter (D) ten minste 5 bedraagt.

2. Werkwijze voor het vervaardigen van brandstofkorrels volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de kunststof in hoofdzaak bestaat uit polyetheen.

3. Werkwijze voor het vervaardigen van 20 brandstofkorrels volgens conclusies 1 of 2, met het kenmerk, dat de voedingsstroom een temperatuur (Tl) heeft van ten hoogste 90°C.

4. Werkwij ze voor het vervaardigen van brandstofkorrels volgens conclusies 1 of 2, met 25 het kenmerk, dat het kunststofgehalte in de voedingsstroom ten minste 60 gew.% bedraagt en de voedingsstroom een temperatuur (Tl) heeft van ten hoogste 75°C.

5. Werkwijze voor het vervaardigen van 30 brandstofkorrels volgens een der conclusies 1-4, , - / *· - 20 - met het kenmerk, dat de waarde voor R en Tl in samenhang zo gekozen worden dat de temperatuur (T2) van de uit de ringmatrijs tredende korrels tussen de 80 en 125°C is en de temperatuurstijging 5 T2 - Tl ten minste 10°C bedraagt.

6. Werkwijze voor het vervaardigen van brandstofkorrels volgens een der conclusies 1-5, met het kenmerk, dat het kunststofgehalte boven 60% is en de waarde voor R en Tl in samenhang zo 10 gekozen worden dat de temperatuur (T2) van de uit de ringmatrijs tredende korrels tussen de 80 en 110°C is.

7. Werkwijze voor het vervaardigen van brandstofkorrels volgens een der conclusies 1-6, 15 met het kenmerk, dat de kleinste diameter van de gaten in de ringmatrijs ten hoogste 10 mm is.

8. Werkwij ze voor het vervaardigen van brandstofkorrels volgens een der conclusies 1-7, met het kenmerk, dat de voedingsstroom wordt 20 vervaardigd uit een afvalstroom door verkleining daarvan in een verkleininrichting bevattende een zeefmat en een maalinrichting, waarbij de zeefmat door een daarop werkende frequent wisselende trekbelasting, de afvalstroom losschudt, waarbij 25 en/of waarna deze op grootte gescheiden wordt in een kleine- en een grote deeltjesfractie, waarna in de maalinrichting de grote deeltjesfractie wordt verkleind tot een maalsel met de gewenste deeltjesgrootte, waarna het maalsel en de kleine 30 deeltjesfractie worden samengevoegd. 10 '·.· - C; - 21 -

9. Werkwij ze voor het vervaardigen van brandstofkorrels volgens een der conclusies 1- 8, met het kenmerk, dat de grootte van de kunststof-en cellulosedeeltjes in de voedingsstroom van de 5 pelletiseerinrichting in hoofdzaak kleiner is dan 6 maal de gatdiameter van de ringmatrijs in de daaropvolgende pelletiseerstap.

10. Werkwijze voor het vervaardigen van brandstofkorrels volgens een der conclusies 1-9, 10 met het kenmerk, dat de voedingsstroom een vochtgehalte heeft van 1 tot 15 totaalgew.% (betrokken op het totaalgewicht van de voedingsstroom).

11. Werkwijze voor het vervaardigen van 15 brandstofkorrels volgens een der conclusies 1-10, met het kenmerk, dat de uit de ringmatrijs tredende korrels een vochtgehalte hebben van 2 tot 5 gew.% waarna de korrels in een gasstroom afgekoeld en gedroogd worden.

12. Werkwijze voor het vervaardigen van brandstofkorrels waarbij een voedingsstroom, die ten minste 40 gew.% kunststof-, in hoofdzaak polyetheen,-deeltjes, cellulosedeeltjes en tot 15 totaalgew.% vocht bevat, met een temperatuur (Tl) 25 van ten hoogste 90°C wordt toegevoerd aan een pelletiseerinrichting met een ringmatrijs met gaten, met een gatdiameter van ten hoogste 10 mm en met een verhouding (R) tussen de effectieve gatlengte en gatdiameter van ten minste 5, waarbij 30 de waarde voor R en Tl in samenhang zo gekozen i - 22 - worden dat de temperatuur T2 van de uit de ringmatrijs tredende korrels tussen de 80 en 125°C is en de temperatuurstijging T2 - Tl ten minste 10°C is.

13. Werkwijze voor het vervaardigen van brandstofkorrels volgens een der conclusies 1-12 waarbij het pelletiseren in twee opeenvolgende stappen wordt uitgevoerd waarbij de gatdiameter van de ringmatrijs in de tweede pelletiseerstap 10 kleiner is dan in de eerste pelletiseerstap.

14. Werkwijze volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat de gatdiameter van de ringmatrijs in de tweede pelletiseerstap ten hoogste 5 mm is.

15. Brandstofkorrels verkrijgbaar volgens de werkwijze 15 volgens een der conclusies 1-14.

16. Brandstofkorrels bevattende cellulosedeeltjes en ten minste 40 gew.% kunststofdeeltjes (betrokken op het totaalgewicht van de kunststof en de cellulosevezels) welke korrels een hardheid hebben 20 van ten minste 10 kgf (gemeten volgens de Kahl test).

17. Brandstofkorrels volgens conclusie 16, met het kenmerk, dat de korrels een kunststofgehalte hebben boven de 60 gew.% en een hardheid van ten 25 minste 15 kgf.

18. Brandstofkorrels volgens een der conclusies 15 - 17, met het kenmerk, dat de korrels een diameter hebben van ten hoogste 10 mm.

19. Brandstofkorrels volgens een der conclusies 30 15-18, met het kenmerk, dat de korrels een i-r: 1 ^ r: 74¾ - 23 - diameter hebben van ten hoogste 5 mm.

20. Het gebruik van de brandstofkorrels volgens een der conclusies 15-19 als hulpbrandstof naast een primaire brandstof.

21. Werkwijze voor het stoken van een oven met een primaire brandstof en een hulpbrandstof op basis van de brandstofkorrels volgens een der conclusies 15 - 19 waarbij de hulpbrandstof gescheiden van de primaire brandstof wordt toegevoerd in de vlam van 10 de primaire brandstof.

22. Werkwijze voor het stoken van een oven met poederkool als primaire brandstof waarbij brandstofkorrels volgens een der conclusies 15 - 19 met een hardheid groter dan 10 Kgf of, als 15 de korrel een kunststofgehalte heeft boven de 60 gew.%, groter dan 15 Kgf worden vermalen en het maalsel in de oven wordt toegevoerd.

23. Werkwijze volgens conclusie 22, met het kenmerk, dat de brandstofkorrels worden vermalen met een 20 ultrarotor.

24. Werkwijze volgens conclusie 22, met het kenmerk, dat ten minste ongeveer 80 gew% van het maalsel kleiner is dan 2 mm.

25. Werkwijze volgens een der conclusies 22 - 24, met 25 het kenmerk, dat het maalsel direct na het malen rechtstreeks aan de oven wordt toegevoerd.

26. Werkwijze voor het stoken van een hoogoven met een primaire brandstof en een hulpbrandstof waarbij als hulpbrandstof de brandstofkorrels volgens een 30 der conclusies 15 - 19 rechtstreeks worden ( - 24 - toegevoerd aan de hoogoven.

27. Werkwijze voor het stoken van een hoogoven volgens conclusie 26 met het kenmerk, dat de diameter van de brandstofkorrels kleiner is dan 5 mm.

28. Werkwijze volgens een der conclusies 22- 27 met het kenmerk, dat de hulpbrandstof op basis van de brandstofkorrels volgens een der conclusies 15 - 19 gescheiden van de primaire brandstof wordt toegevoerd in de vlam van de primaire brandstof. 10 tr·' RAPPORT BETREFFENDE N1EUWHEIDSONDERZOEK VAN INTERNATIONAAL TYPE IDENTIFIKATIE VAN OE NATIONALE AANVRAGE Kenmerk van de aanvrager of van de gemachtigde 9447NL Nederlandse aanvrage nr. Indieningsdaturo 1013007 10 september 1999 Ingeroepen voorrangtdatum Aanvrager (Naam) DSM N.V. Datum van het verzoek voor een onderzoek van internationaal type Door de Instantie voor internationaal Onderzoek (ISA) aan het verzoek voor een onderzoek van internationaal type toegekend nr. SN 33680 NL I. CLASSIFICATIE VAN HET ONDERWERP (bij toepassing van verschillende classificaties.alleclassificatiesymboien opgeven) Volgens de Internationale classificatie (IPC) Int. Cl·.7: C 10 L 5/40, C 10 L 5/44, B 30 B 11/20 II. ONDERZOCHTE GEBIEDEN VAN DE TECHNIEK _ Onderzochte minimum documentatie _Classificatiesysteem_Classificatiesymoolen · Int. Cl.7: C 10 L, B 30 B Onderzochte andere documentatie aan de minimum documentatie voor zover dergelijka documenten in de onderzochte gebieden zijn opgenomen ***· I | GEEN ONDERZOEK MOGELIJK VOOR BEPAALDE CONCLUSIES (opmerkingen op aanvullingsblad) IV· | | GEBREK AAN EENHEID VAN UITVINDING (opmerkingen op aanvullingsblad)__ Perm PCT/1SA/20Hat 07.1979 /S'