FI106817B - Järjestelmä kostean biomassaperäisen polttoaineen kuivaamiseksi - Google Patents
Järjestelmä kostean biomassaperäisen polttoaineen kuivaamiseksi Download PDFInfo
- Publication number
- FI106817B FI106817B FI991304A FI991304A FI106817B FI 106817 B FI106817 B FI 106817B FI 991304 A FI991304 A FI 991304A FI 991304 A FI991304 A FI 991304A FI 106817 B FI106817 B FI 106817B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- drying
- boiler
- hot
- drying chamber
- fuel
- Prior art date
Links
- 238000001035 drying Methods 0.000 title claims abstract description 143
- 239000002551 biofuel Substances 0.000 title claims abstract description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 73
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 51
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 24
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 2
- 239000003643 water by type Substances 0.000 claims 1
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 abstract 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 description 7
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000005243 fluidization Methods 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019645 odor Nutrition 0.000 description 1
- 238000010951 particle size reduction Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
- F23G5/02—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment
- F23G5/04—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment drying
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G2201/00—Pretreatment
- F23G2201/10—Drying by heat
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G2203/00—Furnace arrangements
- F23G2203/50—Fluidised bed furnace
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G2209/00—Specific waste
- F23G2209/26—Biowaste
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Drying Of Solid Materials (AREA)
- Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
- Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
Description
106817
JÄRJESTELMÄ KOSTEAN BIOMASSAPERÄISEN POLTTOAINEEN KUIVAAMISEKSI
Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osassa määritelty järjestelmä.
5 Biopolttoaineen homogenisointi, kuten koste uspitoisuuden alentaminen, eri orgaanisten yhdisteiden höyrynpaine-erojen tasaus sekä partikkelikoon hienontaminen, parantaa tunnetusti polttoaineen palamista poltossa ja lisää höyryn tuotantoa kattilassa sekä valo hentää polton savukaasupäästöjä. Kuivausprosesseilla, savukaasukuivuri ja alipainekuivuri, tuotettu kuivattu puukiintoaines mahdollistaa sellu- ja paperitehtaan tuotantoon kelpaamattoman puuaineksen käytön energian tuotannossa, jolloin niitä ei tarvitse viedä kaatopai-15 kalle. Näin kaatopaikkakulut laskevat ja kaatopaikka-kuljetusten fossiilisia polttoaineita käyttävien kuljetusvälineiden typpipäästöt ilmakehään alenevat. Lisäksi leijukerrospoltossa ei tarvita kosteiden polttoaineiden poltossa muuten käytettäviä fossiilisia tuki-20 polttoaineita tai näiden fossiilisten tukipolttoainei-den määrä vähentyy oleellisesti, koska puuperäinen polttoaine on kuivattu ja se palaa ongelmitta.
. Tunnetuissa kuivausjärjestelmissä eli käytet- f « < ;;; tävissä savukaasukuivureissa ja alipainekuivureissa on '«<·' 25 kuitenkin tiettyjä epäkohtia. Tähän saakka kostean «4 « : '.· biomassan kuivauksen ja polton päätarkoituksena on oi- *·*” lut päästä eroon kosteasta massasta, jota ei voida :T: käyttää raaka-aineena mihinkään. Näin kosteaa massaa on kuivattu prosesseista saatavilla erilaisilla jäte- 30 lämmöillä kuten savukaasuilla tarkemmin ottamatta huo- .···. mioon polttoaineen vaikutusta koko prosessiin. Esimer- • · l'.‘. kiksi kuivauksessa käytetään yleisesti suuria lämpimiä . ilmamääriä, jotka kosteina puhalletaan ulkoilmaan.
• ’< Näin kuivausprosessista joutuu ilmakehään sekä kiin- 3 5 teitä että kaasumaisia epäpuhtauksia, hajuja sekä or- . gaanisia kaasumaisia tai kiinteitä yhdisteitä.
2 106817
Keksinnön tarkoituksena on poistaa edellä mainitut epäkohdat. Erityisesti keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin uudenlainen järjestelmä, jonka avulla kostea biopolttoaine saadaan tunnettua tekniikkaa 5 paremmin hyödyksi ja ympäristöön aiheutuvat päästöt tunnettua tekniikkaa selvästi alhaisemmiksi.
Keksinnölle tunnusomaisten seikkojen osalta viitataan vaatimusosaan.
Keksinnön mukaiseen järjestelmään kuuluu kat-10 tila, edullisesti leijukerroskattila, jossa biopolttoainetta poltetaan sen sisältämän energian ottamiseksi talteen ja hyödyksi. Keksinnön mukainen järjestelmä perustuu monivaihekuivaukseen eli ainakin kahteen peräkkäiseen erilliseen kuumakuivauskammioon ja kuivaus-15 vaiheeseen. Täten järjestelmään kuuluu ensimmäinen kuumakuivauskammio, johon kuivauskaasuvirtaus johdetaan ja johon johtaa myös polttoainesyöttö kuivatettavan polttoaineen johtamiseksi ensimmäiseen kuumakuivauskammioon. Lisäksi keksinnön mukaisesti järjes-20 telmään kuuluu ainakin toinen kuumakuivauskammio sekä välilämmitysyksikkö, jolla kuivauskaasuvirtausta lämmitetään kuumakuivauskammioiden välillä. Samoin järjestelmään kuuluu välisyöttö polttoaineen johtamiseksi ensimmäisestä kuumakuivauskammiosta toiseen kuuma-25 kuivauskammioon. Täten keksinnön mukaisessa järjestel- mässä on ainakin kaksi ja edullisesti useampiakin • » erillisiä kuumakuivauskammioita sarjassa eli peräkkäin • · niin, että olennaisesti samaa kuivauskaasuvirtausta « · 1 aina lämmitetään kammioiden välillä. Lisäksi järjes- *·* * 30 telmään kuuluu kattilasyöttö polttoaineen johtamiseksi viimeisestä kuumakuivauskammiosta kattilaan sekä pois- M t *...· to kuivauskaasuvirtauksen johtamiseksi viimeisestä • « · *#<>! kuumakuivauskammiosta kattilaan, edullisesti sen eri ·<[ palovyöhykkeisiin.
35 Eräässä keksinnön sovelluksessa kuumakuivaus kammioiden välillä kuivauskaasuvirtausta myös jäähdy- • * • · 3 106817 tetään, jolloin siitä voidaan poistaa kosteutta ennen lämmittämistä.
Keksinnön mukainen järjestelmä perustuu siihen lähtökohtaan, että mitä kuumempi on kuivausvaihee-5 seen tulevan kuivauskaasuvirtauksen lämpötila, sitä pienempi on tarvittavan kuivauskaasun tilavuusvirtaus. Täten, mitä pienempi on kuumakuivauskammioon syötetyn kuivauskaasun tilavuusvirtaus, sitä helpompaa on johtaa kuivauksen jälkeinen kosteampi kaasuvirtaus leiju-10 kerroskattilaan termisesti hapetettavaksi. Samoin, mitä kuumemmat ovat tulevat kuivauskaasut ja mitä alempi kosteuspitoisuus on vaiheeseen syötettävällä kostealla polttoaineella, sitä korkeampi on kuivurin sisäinen kuivauslämpötila. Näin keksinnön mukaisessa järjestel-15 mässä esi- ja välilämmityksillä minimoidaan kuivaus-kaasuvirtaukset ja mahdollistetaan niiden tehokas terminen käsittely kattilassa.
Samoin keksinnön mukaisessa järjestelmässä, mitä kuumemmat ovat yksittäisiin kuumakuivausvaihei-20 siin tulevat kuivauskaasut, sitä enemmän tapahtuu kuivattavasta polttoaineesta orgaanisten yhdisteiden höyrystymistä kaasuihin vesihöyrytislautumisen johdosta. Tällöin myös kuivausvaiheesta poistuvilla kaasuilla on tietty lämpöarvo poltossa. Kuivauskaasuvirtauksen mo-25 nivaiheinen esilämmitys ja välilämmitys saavat aikaan
< « I
sen, että kuivauskaasu j en vedensidontakyky eli • · adiabaattinen vedensidontakyky kasvaa verrattuna sii- • · ... hen, että kuumat kuivauskaasut 100 - 500 °C menisivät » I f * » · · I.. yksivaiheiseen polttoainekuivuriin. Tähän perustuu • · · *·* * 30 osaltaan se, että mitä kuumemmat ovat tulevat kuivaus- kaasut syötössä kuivurin, sitä enemmän tarvittava ti- ·...· lavuusvirtaus kuivuriin laskee.
« « «
Keksinnön mukaisessa järjestelmässä kuivaus- :·. kaasuvirtauksena voidaan käyttää savukaasuja, savukaa- ... 35 suilla lämmitettyä ilmaa tai savukaasujen ja ilman so- pivaa seosta. Savukaasun ja ilman seos on edullinen siksi, että se laimentaa viimeisestä kuivausvaiheesta « · 4 106817 poistuvan kuivauskaasun happipitoisuutta. Tällöin on helpompi saada aikaan kuivaa polttoainetta polttavan leijukerroskattilan leijukerrokseen polttoilman hapen suhteen alistökiömetriset olosuhteet.
5 Edullisesti järjestelmään kuuluu kuivauskaa- suvirtauksen esilämmitysyksikkö ennen ensimmäistä kuu-makuivauskammiota. Esilämmitysyksikön voi muodostaa ilmaa savukaasuilla lämmittävä yksikkö tai se voi olla yksikkö, joka lämmittää esimerkiksi väliottohöyryllä 10 jo suhteellisen kuumia savukaasuja tai savukaasun ja ilman seosta.
Eräässä keksinnön sovelluksessa järjestelmään kuuluu polttoaineen esilämmitysyksikkö ennen ensimmäistä kuumakuivauskammiota. Näin polttoainetta voi-15 daan esilämmittää ja esikuivata ennen varsinaista kuu-makuivausprosessia suhteellisen matalassa lämpötilassa, esimerkiksi 50 - 80 °C. Tällaisessa matalalämpöti-laisessa esilämmityksessä ja esikuivauksessa voidaan käyttää mitä tahansa prosessista vapautuvia ja muuten 20 vaikeasti hyödynnettäviä poistolämpövirtauksia. Polt toaineen esilämmitysyksikköä on edullista käyttää lähes aina, koska yleensä prosessista on saatavissa erilaisia sekundäärienergiavirtauksia, joilla polttoai-·.·· neen lämpötilaa voidaan nostaa ja kosteutta pienentää • « I · 25 ilman olennaisia lisäenergiakustannuksia.
« · «
Eräässä keksinnön sovelluksessa kuumakuivaus- • · kammiosta tulevaan kuivauskaasuvirtaukseen kuuluu en- • · nen välilämmitysyksikköä välipoisto, jolla osa suh-teellisen kosteasta kaasuvirtauksesta poistetaan kui- • · « *·* 3 0 vauskierrosta. Riippuen poistettava kaasuvirtauksen lämpötilasta, kosteuspitoisuudesta ja sen sisältämien ··· orgaanisten yhdisteiden määrästä poistettava kaasuvir-* *: taus voidaan ohjata ulkoilmaan, kattilaan poltettavaksi si tai johonkin esilämmitysyksikköön sen sisältämän 35 lämmön ottamiseksi talteen.
’·; * Samoin kuivauskaasuvirtauksessa voidaan käyt- ; J tää erilaisia erottimia, esimerkiksi syklonia, jolla 106817 kuivauskaasuvirtauksesta voidaan poistaa esimerkiksi kiinteitä partikkeleita ja aerosolimuodossa olevaa kosteutta sen lisäksi että kosteutta voidaan poistaa myös aiemmin kuvatulla virtauksen jäähdyttämisellä.
5 Edullisesti erottimia käytetään jokaisen kuivausvai-heen jälkeen.
Keksinnön mukaisessa järjestelmässä kattilana käytetään edullisesti jotain tunnettua leijukerroskat-tilatyyppiä, johon voidaan helposti ohjata poltetta-10 vaksi järjestelmässä syntyviä kosteita kuivauskaasuja. Kuivauslaitteina voidaan käyttää kiintopeti-, leiju-kerros- tai kiertomassakuivurisovelluksia. Keksinnön mukaisessa järjestelmässä käytetään kahta tai useampaa sarjaan eli peräkkäin kytkettyä kuivauslaitetta niiden 15 lukumäärän riippuessa käytettävästä toimintaympäristöstä ja halutuista kuivaustuloksista. Järjestelmän kapasiteettia voidaan hyvin lisätä rinnan kytkemällä järjestelmään tarvittava määrä sarjaan kytkettyjä kuvauslaitteita sinänsä esitettyä järjestelmää vastaa-20 vasti.
Keksinnön mukaisella järjestelmällä on merkittäviä etuja tunnettuun tekniikkaan verrattuna. Tarvittavien kuivauskaasujen tilavuusvirtaukset ovat pienet tunnettuun tekniikkaan verrattuna, jolloin niiden 25 esi- ja välilämmityksellä voidaan merkittävästi paran- . . . taa niiden adiabaattista vedensitomiskykyä. Samoin • ♦ pienistä tilavuusvirtauksista johtuen ne on helppo so- • · h. vittaa vaiheistetusti leijukerroskattilaan palamisil- man joukossa. Edullisesti kuitenkin kuivauskaasuja ei • · « ’·* 3 0 syötetä suoraan kattilan tulipesään exergiahäviöiden välttämiseksi, vaan kattilaan alueille, joissa savu- • l · Σ.,,ϊ kaasujen lämpötilat ovat luokkaa 750 - 800 °C, mikä ***’: riittää termisesti hapettamaan kuivauskaasuj en kaasu- maiset orgaaniset yhdisteet hiilidioksidiksi.
35 Vaikka kostean polttoaineen kuivaussysteemin ·;· poistokaasut johdetaan kattilaan termiseen hapetuk- seen, mikä merkittävästi vähentää savukaasupäästöjä, « t ’ r i • · 6 106817 on kattilassa tuotetun tuorehöyryn määrä suurempi kuin pelkän kosteaa polttoainetta polttavan kattilan vastaavat arvot ilman keksinnön mukaista kostean polttoaineen tulipesän ulkopuolista kuivaussysteemiä.
5 Keksinnön mukaisessa järjestelmässä saavutet tava polttoaineen lämpöarvon kasvu riittää kompensoimaan kuivauskaasujen käsittelyihin kuluvat energiat (esilämmitys, välilämmitys ja kuivauskaasujen lämpiä-minen kattilan sisällä polttolämpötilaan). Etuna on 10 myös se, ettei kuivauskaasuja tarvitse johtaa kattilaan tulipesän kuumemmille lämpötila-alueille kuin 750 - 800 °C, koska tällöin ei menetetä liikaa polton savukaasujen exergiaa, joka pitää hyödyntää höyryn tuotannossa kattilassa.
15 Näin keksinnön mukaisessa järjestelmässä lei- jukerrospolton nettoenergian tuotanto kasvaa, savukaa-supäästöt pienenevät ja lauhdepäästöt minimoituvat, kun savukaasukuivurin eri kuivausvaiheista poistuvien kuivauskaasujen minimilämpötilat ovat alueella 95 20 100 °C.
Keksinnön mukainen monivaiheinen kuivausjärjestelmä soveltuu yhdistettäväksi eri polttoainetehoi-siin kattiloihin sekä pienkokoluokassa että yli 100 MW laitoksissa. Esitetyn kuivausjärjestelmän mahdollista-25 ma polton nettotehon kasvu on kuitenkin sitä suurempi, mitä suurempi on voimalaitoskattila ja mitä alhaisem- • · • 1. paan polttoaineen kosteusarvoon pyritään.
Keksinnön mukaisella kostean polttoaineen vä- • · r ' littömällä kuivauksella polttoaineen varastointiaika • · · V * 30 lyhenee ja sen lahoamisesta johtuva lämpöarvon menetys vältetään. Lisäksi vastaavalla aikaisemmalla kostean • · · ^ polttoaineen polton avulla saavutetuilla leijukerros- ·***: kattilan nettotehon tuotantoarvoilla toimittaessa kos- ,tean polttoaineen massavirtaus syötössä pienenee, mil-35 lä on osaltaan suuri vaikutus polton emissioiden vä- *·«·1 hentämisessä.
♦ « • «· « 7 106817
Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti viittaamalla oheiseen piirustukseen, jossa on kaaviomaisesti esitettynä eräs keksinnön mukainen järjestelmä.
5 Esitetty biopolttoaineen kuivausjärjestelmä on liitetty leijukerroskattilan 1 yhteyteen. Järjestelmään kuuluu ensimmäinen kuumakuivauskammio 2, toinen kuumakuivauskammio 5 sekä viimeinen kuumakuivauskammio 10 eli järjestelmässä voi olla kaksi tai useam-10 pia sarjaan kytkettyjä kuumakuivauskammioita. Järjestelmään syötettävän polttoaineen 16 kosteus on maksimissaan noin 60 p-% ja polttoaine syötetään ensiksi esilämmitysyksikköön 14, jossa kosteaa ja mahdollisesti kylmää polttoainetta lämmitetään prosessin sekun-15 däärisillä energiavirtauksilla, erilaisilla prosessis ta vapautuvilla lämpimillä poistovirtauksilla.
Esilämmitysyksiköstä 14 polttoaine johdetaan kylmäkuivausvaiheeseen 19. Kylmäkuivausvaihe 19 toimii suhteellisen matalalla kuivausvällaineen syöttölämpö-20 tilalla edullisesti välillä 80 - 100 °C. Kuivausväli-aineena voidaan käyttää savukaasua, savukaasuilmaseos-ta tai ilmaa. Kylmäkuivausvaiheesta 19 polttoainesyöt-töön 4 tulevan polttoaineen kosteus on luokkaa 30 - 40 ν'· p-%. On myös mahdollista, että kylmäkuivausvaihetta 19 25 ei käytetä lainkaan, vaan polttoaine syötetään suoraan esilämmitysyksikön 14 ja polttoainesyötön 4 kautta en- * · simmäiseen kuumakuivauskammioon 2.
j..1 Ensimmäiseen kuumakuivauskammioon 2 johdetaan • · · *·’ * myös kuivauskaasuvirtaus 3, joka otetaan kattilan sa- * 30 vukaasuista 11 ja ulkopuolisesta ilmasta 12 lämmön vaihtimen tai kaasuvirtausten sekoittajan 17 kautta.
: : Toisin sanoen kuivauskaasuvirtauksena 3 voi olla pelk- • · · ·***: kä savukaasu 11, se voi koostua savukaasun ja ilman seoksesta tai se voi olla pelkkää ilmaa, joka on läm-35 mitetty kattilan kuumilla savukaasuilla. Riippuen kui-*··’ vauskaasuvirtauksen lämpötilasta sitä voidaan lisäksi lämmittää esilämmitysyksikössä 13 eri lämpötilaisilla • · · β 106817 savukaasuilla tai matalapaineisella höyryllä. Näin ensimmäiseen kuumakuivauskammioon 2 johdettavan kuivaus-kaasuvirtauksen 3 lämpötila on välillä 150 - 500 °C.
Piirustuksessa on esitetty kaksi vaihtoehtoa 5 kuivauskaasuvirtauksen 3 johtamiseksi sekoittajan 17 ja esilämmitysyksikön 13 välillä. Mikäli järjestelmässä ei käytetä kylmäkuivausvaihetta 19, kuivauskaasu-virtaus 3' voidaan johtaa suoraan sekoittajasta 17 esilämmitysyksikköön 13. Jos taas järjestelmässä käy-10 tetään kylmäkuivausvaihetta 19, johdetaan kuivauskaa-suvirtaus 31' kylmäkuivausvaiheeseen 19, josta ulostu-levasta kuivauskaasusta otetaan välipoisto 15 ilmakehään. Loppuvirtaus johdetaan sitten ensimmäiseen kuumakuivauskammioon 2 esilämmityksen 13 kautta.
15 Polttoaineen esilämmitysyksikköön 14 johde taan lämpöä erilaisista prosessien sekundääriener-giavirtauksista 20. Vastaavia poistovirtauksia ja huk-kalämpöjä 20 voidaan käyttää myös lämmönvaihtimen tai kaasuvirtausten sekoittajan 17 yhteydessä esimerkiksi 20 ulkopuolelta otettavan ilman 12 lämmityksessä.
Ensimmäisestä kuumakuivauskammiosta 2 poistuva kuivauskaasuvirtaus 3 on lämpötilaltaan välillä 95 100 °C. Kosteasta kaasuvirtauksesta voidaan osa poistaa välipoiston 15 kautta ja toisessa kuuma-25 kuivauskammiossa 5 tarvittava osuus kuivauskaasuvirta-uksesta lämmitetään välilämmitysyksikössä 6 lämpöti- • · · laan 150 - 500 °C ennen sen johtamista toiseen kuuma-kuivauskammioon 5. Välisyötöllä 7 osittain kuivatettu • · ....· polttoaine, kosteus esimerkiksi välillä 20 - 40 p-%, 3 0 johdetaan toiseen kuumakuivauskammioon.
• · · Näin kuumakuivauskammioita voi olla sarjassa • · · kaksi tai useampia riippuen käytettävistä lämpötilois 1 massa- ja kaasuvirtauksista sekä kuivatettavan • · · * f * * polttoaineen kosteudesta samoin kuin halutusta loppu- I · · 35 kosteudesta.
Viimeisestä kuumakuivauskammiosta 10 poltto- .*··. aine johdetaan kattilasyötön 8 kautta leijukerroskat- •
t i I
106817 tilaan 1. Polttoaineen kosteuden arvo X on välillä 0 < X < 15 - 20 p-% polttoaineen loppukosteusarvon ollessa tasapainossa kuivauskaasun veden osapaineen kanssa.
Samoin viimeisestä kuumakuivauskammiosta ulos 5 tulevat 95 - 100 °C kaasut johdetaan poiston 9 kautta leijukerroskattilaan vaiheistetusta. Toisin sanoen osa kuivauskaasuvirtauksesta johdetaan leijukerroskattilan pedin leijutukseen, osa leijukerroksen freeboardiin ja sekundääri-ilmarekisteriin ja loppuosa tertiääri-10 ilmavaiheeseen. Näin kuivauskaasuvirtaus jakamalla kattilasta tulevat savukaasut saadaan mahdollisimman puhtaiksi ja kuivauksesta tulevat orgaaniset yhdisteet hapettuvat täydellisesti. Polttoilman syötön 18 kannalta leijukerros pidetään alistökiömetrisissä olosuh-15 teissä palamisen tarvitseman hapen suhteen, jolla vältetään leijukerroksen lämpötilan kohoaminen liian korkeaksi polttoaineen kuivauksen seurauksena.
Järjestelmässä käytettävät korkeat kuivaus-kaasuvirtausten syöttölämpötilat pienentävät yksittäi-20 seen vaiheeseen syötettävän kuivauskaasun tilavuusvir-taa, millä on erittäin suuri merkitys järjestelmästä poistuvien kuivauskaasujen termisen jatkokäsittelyn kannalta. Yksittäisistä kuivausvaiheista poistuvien kuivauskaasuj en vesihöyrypitoisuus on syöttökosteuspi- « « I f 25 toi suutta suurempi. Veden takaisinkondensoituminen ja tiettyjen orgaanisten yhdisteiden takaisinkondensoitu- • · minen estetään sillä, että poistokaasujen lämpötilat pidetään minimissään suuruusluokassa 95 - 100 °C.
• · « '·' ' Keksinnön mukaista piirustuksessa esitettyä • · · *.* * 3 0 järjestelmää säädetään edullisesti siten, että kun järjestelmä on jaettu eri kuumakuivauskammioihin eli a · * ί<φ<: vyöhykkeisiin, kullekin vyöhykkeelle lasketaan olen- ·**": naisen jatkuvasti massa- ja energiatasetta, jonka pe- * * * rusteella kunkin vyöhykkeen lisälämmitystarvetta « * 1 ja/tai jäähdytystarvetta sekä ulos puhallettavaa kaa- f « suvirtausta säädetään ennalta laaditun mallin mukai-:*·,· sesti.
♦ · 106817
Edellä keksintöä on selostettu esimerkinomaisesti oheisen piirustuksen avulla keksinnön eri sovellusten ollessa mahdollisia patenttivaatimusten rajaaman keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.
♦ ’ · * · • · ··· « · « < .
• t I ( « · t « · / «
Ml • · • · • · · IM • · ♦ • I I t « ·
« < I
• 1 · « « • # < I > « · ♦ ·. > · » «
Claims (9)
106817
1. Järjestelmä kostean biopolttoaineen kuivaamiseksi, johon järjestelmään kuuluu - kattila (1) , edullisesti leijukerroskattila, polt- 5 toaineen polttamiseksi, - ensimmäinen kuumakuivauskammio (2) , kattilan savukaasujen lämpöenergialla, prosessien vesien sekundäärienergialla ja/tai höyryllä lämmitettävä kuivauskaasuvirtaus (3), joka johdetaan en-10 simmäiseen kuumakuivauskammioon sekä - polttoainesyöttö (4) polttoaineen johtamiseksi ensimmäiseen kuumakuivauskammioon, tunnettu siitä, että järjestelmään kuuluu toinen kuumakuivauskammio (5), 15. välilämmitysyksikkö (6) kuivauskaasuvirtauksen läm mittämiseksi ennen toista kuumakuivauskammiota, - välisyöttö (7) polttoaineen johtamiseksi ensimmäisestä kuumakuivauskammiosta toiseen kuumakuivauskammioon, 20. kattilasyöttö (8) polttoaineen johtamiseksi viimei sestä kuumakuivauskammiosta kattilaan sekä - poisto (9) kuivauskaasuvirtauksen johtamiseksi vii- meisestä kuumakuivauskammiosta kattilaan. : 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestel- : 25 mä, tunnettu siitä, että järjestelmään kuuluu ai- ·;··· nakin kolme peräkkäistä kuumakuivauskammiota (2, 5, 10) , joiden väleissä on kuivauskaasuvirtauksen väli-lämmitysyksiköt (6) ja polttoaineen välisyötöt (7) . * · ·
3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestel- ... 30 mä, tunnettu siitä, että kuivauskaasuvirtaus (3) • 1 *···1 koostuu kattilan savukaasuista (11) , ilmasta (12) tai • · · • » niiden seoksesta. «
4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestel- . mä, tunnettu siitä, että järjestelmään kuuluu 35 kuivauskaasuvirtauksen (3) esilämmitysyksikkö (13) en-nen ensimmäistä kuumakuivauskammiota (2) . 12 106817
5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että järjestelmään kuuluu polttoaineen esilämmitysyksikkö (14) ennen ensimmäistä kuumakuivauskammiota (2) .
6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestel mä, tunnettu siitä, että kuumakuivauskammiosta (2, 5) tulevaan kuivauskaasuvirtaukseen (3) kuuluu vä- lipoisto (15) ennen välilämmitysyksikköä (6) osan kaa-suvirtauksesta poistamiseksi kuivauskierrosta.
7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen järjestel mä, tunnettu siitä, että välipoisto (15) ohjaa poistettavan kaasuvirtauksen ulkoilmaan, kattilaan poltettavaksi tai johonkin esilämmitysyksikköön.
8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestel- 15 mä, tunnettu siitä, että kuivauskaasuvirtaukseen kuuluu erotin, kuten sykloni, osan kosteudesta ja osan partikkeleista poistamiseksi kaasuvirtauksesta.
9. Patenttivaatimuksen 1 tai 4 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että kuivauskaasuvirta- 20 uksen esi- ja/tai välilämmitysyksikköön tarvittava lämpö on järjestetty kattilan käyttämän turbiinin vä-liottohöyryllä tai kattilan kuumilla savukaasuilla. • · • · · • · » * « | * | l • · * · · • · • · • · · • · · 1 « t · · 13 106817
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI991304A FI106817B (fi) | 1999-06-08 | 1999-06-08 | Järjestelmä kostean biomassaperäisen polttoaineen kuivaamiseksi |
| PCT/FI2000/000516 WO2000075567A1 (en) | 1999-06-08 | 2000-06-08 | System for the drying of damp biomass based fuel |
| AT00935244T ATE285546T1 (de) | 1999-06-08 | 2000-06-08 | Einrichtung zum trocknen von feuchten biomassebrennstoffen |
| DE60016932T DE60016932D1 (de) | 1999-06-08 | 2000-06-08 | Einrichtung zum trocknen von feuchten biomassebrennstoffen |
| AU50807/00A AU5080700A (en) | 1999-06-08 | 2000-06-08 | System for the drying of damp biomass based fuel |
| EP00935244A EP1200777B1 (en) | 1999-06-08 | 2000-06-08 | System for the drying of damp biomass based fuel |
| CA002371196A CA2371196A1 (en) | 1999-06-08 | 2000-06-08 | System for the drying of damp biomass based fuel |
| US10/009,256 US6588349B1 (en) | 1999-06-08 | 2000-06-08 | System for the drying of damp biomass based fuel |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI991304 | 1999-06-08 | ||
| FI991304A FI106817B (fi) | 1999-06-08 | 1999-06-08 | Järjestelmä kostean biomassaperäisen polttoaineen kuivaamiseksi |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI991304A0 FI991304A0 (fi) | 1999-06-08 |
| FI991304A7 FI991304A7 (fi) | 2000-12-09 |
| FI106817B true FI106817B (fi) | 2001-04-12 |
Family
ID=8554828
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI991304A FI106817B (fi) | 1999-06-08 | 1999-06-08 | Järjestelmä kostean biomassaperäisen polttoaineen kuivaamiseksi |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6588349B1 (fi) |
| EP (1) | EP1200777B1 (fi) |
| AT (1) | ATE285546T1 (fi) |
| AU (1) | AU5080700A (fi) |
| CA (1) | CA2371196A1 (fi) |
| DE (1) | DE60016932D1 (fi) |
| FI (1) | FI106817B (fi) |
| WO (1) | WO2000075567A1 (fi) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FI111097B (fi) * | 2001-11-06 | 2003-05-30 | Pekka Ahtila | Menetelmä biopolttoaineen vähintään kaksivaiheisen kuivausprosessin säätämiseksi |
| FR2903177B1 (fr) * | 2006-06-29 | 2013-07-05 | Bio 3D Applic | Procede et systeme de torrefaction d'une charge de biomasse. |
| CN101909713B (zh) * | 2007-11-02 | 2013-06-26 | 得克萨斯A&M大学体系 | 用于预处理生物质的系统和方法 |
| US8161663B2 (en) | 2008-10-03 | 2012-04-24 | Wyssmont Co. Inc. | System and method for drying and torrefaction |
| US8276289B2 (en) | 2009-03-27 | 2012-10-02 | Terra Green Energy, Llc | System and method for preparation of solid biomass by torrefaction |
| US8449724B2 (en) * | 2009-08-19 | 2013-05-28 | Andritz Technology And Asset Management Gmbh | Method and system for the torrefaction of lignocellulosic material |
| FR2954814B1 (fr) * | 2009-12-30 | 2012-03-02 | Degremont | Procede et installation de sechage de matieres pateuses, en particulier de boues de stations d'epuration, avec generation d'energie thermique. |
| FI20105165A7 (fi) * | 2010-02-19 | 2011-10-17 | Migliore Waste Solutions Oy Ltd | Menetelmä saastuneiden materiaalien käsittelemiseksi korkeassa lämpötilassa |
| AT510925B1 (de) * | 2010-12-16 | 2013-08-15 | Schoerkhuber Feurer Maria | Verfahren zur herstellung von holzpellets |
| US20140283439A1 (en) * | 2013-03-21 | 2014-09-25 | Syngas Technology, Llc | Pretreatment of Biomass Feed for Gasification |
| EP3425277B1 (fr) | 2017-07-07 | 2020-11-11 | Elyse Technology | Installation de thermolyse optimisée et procédé de mise en oeuvre |
| HU4957U (hu) | 2018-08-30 | 2019-03-28 | Enviro Pharm Kft | Szennyvíziszap-kezelõ rendszer |
| AT523630B1 (de) * | 2020-08-10 | 2021-10-15 | Next Generation Elements Gmbh | Verfahren zur physikalischen und thermo-chemischen Behandlung von Biomasse |
| CN112524617A (zh) * | 2020-11-09 | 2021-03-19 | 广东工业大学 | 由餐厨垃圾和含水污泥组成的高水份混合垃圾处理系统 |
| CN115574346A (zh) * | 2022-10-28 | 2023-01-06 | 江苏理文造纸有限公司 | 一种流化床锅炉多元化能源燃烧工艺 |
Family Cites Families (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2015051A (en) * | 1933-03-30 | 1935-09-17 | Nichols Eng & Res Corp | Drying and incinerating of sewage, garbage, etc. |
| US2063630A (en) * | 1933-04-07 | 1936-12-08 | Nichols Eng & Res Corp | Drying and incinerating of sewage, garbage, etc. |
| US2147151A (en) * | 1936-10-05 | 1939-02-14 | Nichols Eng & Res Corp | Drying and incineration of moist materials |
| US3303798A (en) * | 1964-04-22 | 1967-02-14 | Signal Oil & Gas Co | Refuse incinerating process and apparatus |
| US3926129A (en) * | 1975-01-03 | 1975-12-16 | Dorr Oliver Inc | Evaporative concentration of waste sludges with incinerator exhaust gases |
| DE2535683B2 (de) | 1975-08-09 | 1979-03-08 | Claudius Peters Ag, 2000 Hamburg | Schlammtrockner zur indirekten Trocknung von Schlamm |
| US4015546A (en) * | 1975-10-09 | 1977-04-05 | Paules Eugene H | Apparatus and method for converting refuse to useful energy |
| US4059060A (en) * | 1976-03-29 | 1977-11-22 | Ford, Bacon & Davis, Incorporated | Method and apparatus for coal treatment |
| US4089277A (en) * | 1976-10-29 | 1978-05-16 | Paul Franklin O | Solid waste disposal |
| JPS601077B2 (ja) | 1981-03-28 | 1985-01-11 | 日本フア−ネス工業株式会社 | 下水汚泥の蒸発濃縮器 |
| US4507127A (en) * | 1981-12-21 | 1985-03-26 | Nippon Furnace Kogyo Co., Ltd. | System for recovering resources from sludge |
| SE8205276L (sv) | 1982-09-15 | 1984-03-16 | Erik Gustav Kroneld | Sett att genom indirekt uppvermning torka material |
| JPH0229372Y2 (fi) * | 1984-09-26 | 1990-08-07 | ||
| SE460149B (en) | 1986-07-17 | 1989-09-11 | Corneliu Serra | Watery sludge processing system |
| EP0393179B1 (de) * | 1988-10-18 | 1992-07-22 | Saarberg-Interplan, Gesellschaft für Rohstoff-, Energie- und Ingenieurtechnik mbH | Verfahren zur erzeugung elektrischer energie und/oder heiz- und prozesswärme |
| EP0668982B1 (de) * | 1992-11-17 | 1999-05-26 | Apparatebau Rothemühle Brandt & Kritzler Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Feuerungslanlage |
| DE4431564A1 (de) | 1994-07-13 | 1996-01-18 | Kloeckner Humboldt Deutz Ag | Verfahren und anlagentechnische Schaltung zur Trocknung und Verbrennung von Klärschlamm |
| FI100550B (fi) * | 1996-05-22 | 1997-12-31 | Martti Honkasalo | Menetelmä ja laitteisto kasvisperäisen rouhemaisen polttoaineen poltta miseksi |
| DE19635360A1 (de) * | 1996-08-22 | 1998-02-26 | Kim Hong Gi | Verfahren zum Verbrennen von feuchten Massen, insbesondere Klärschlamm |
| US5752452A (en) * | 1996-10-25 | 1998-05-19 | Praxair Technology, Inc. | Apparatus and method for oxygen lancing in a multiple hearth furnace |
| FI3296U1 (fi) * | 1997-09-10 | 1998-02-24 | Vapo Oy | Sovitelma tavanomaisen öljykattilan muuntamiseksi kostealle raemaiselle kiinteälle polttoaineelle |
-
1999
- 1999-06-08 FI FI991304A patent/FI106817B/fi active
-
2000
- 2000-06-08 AT AT00935244T patent/ATE285546T1/de not_active IP Right Cessation
- 2000-06-08 CA CA002371196A patent/CA2371196A1/en not_active Abandoned
- 2000-06-08 US US10/009,256 patent/US6588349B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-06-08 EP EP00935244A patent/EP1200777B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-06-08 AU AU50807/00A patent/AU5080700A/en not_active Abandoned
- 2000-06-08 WO PCT/FI2000/000516 patent/WO2000075567A1/en not_active Ceased
- 2000-06-08 DE DE60016932T patent/DE60016932D1/de not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2000075567A1 (en) | 2000-12-14 |
| FI991304A0 (fi) | 1999-06-08 |
| CA2371196A1 (en) | 2000-12-14 |
| US6588349B1 (en) | 2003-07-08 |
| EP1200777A1 (en) | 2002-05-02 |
| FI991304A7 (fi) | 2000-12-09 |
| AU5080700A (en) | 2000-12-28 |
| EP1200777B1 (en) | 2004-12-22 |
| DE60016932D1 (de) | 2005-01-27 |
| ATE285546T1 (de) | 2005-01-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI106817B (fi) | Järjestelmä kostean biomassaperäisen polttoaineen kuivaamiseksi | |
| US7654011B2 (en) | Two-stage thermal oxidation of dryer offgas | |
| RU2023964C1 (ru) | Способ непрерывной сушки древесных стружек, древесного волокна и других сыпучих материалов и устройство для его осуществления | |
| US6148599A (en) | Process and apparatus for gasifying solid carbonaceous material having a high moisture content | |
| RU1838635C (ru) | Способ производства электрической и тепловой энергии | |
| CZ125399A3 (cs) | Způsob a zařízení na spalování pevných látek ve formě částic | |
| US5950322A (en) | Drier with exhaust gas purification | |
| SE513888C2 (sv) | Sätt och anläggning för underlättande av bränslematning till en tryckkammare | |
| EP0613542B1 (en) | Method and apparatus for drying the fuel of a fluidized-bed boiler | |
| US6138381A (en) | Treatment of moist fuel | |
| US8371038B2 (en) | Method for the use of heat energy from gasification sources in gypsum board production | |
| US4326470A (en) | Individual bagasse drier | |
| CA1063344A (en) | Drying apparatus and method | |
| US6931757B2 (en) | Method for conditioning fibrous substances | |
| Wimmerstedt | Drying of peat and biofuels | |
| CA2781899A1 (en) | Apparatus for recovery of organic compounds and drying of organic mass | |
| ES3039964T3 (en) | Method for combusting high-moisture fuel to generate steam | |
| US10473397B2 (en) | Method for the use of heat energy from gasification sources in gypsum board production | |
| FI105853B (fi) | Epäsuora kiertomassakuivuri | |
| Spets et al. | Preliminary economical examinations for a new multistage biofuel drying system integrated in industrial CHP-power plant | |
| US5915817A (en) | Process for drying particulate matter | |
| SU1759852A2 (ru) | Способ производства торф ных брикетов | |
| AU740099B2 (en) | Process and apparatus for gasifying solid carbonaceous material | |
| WO1997001731A1 (en) | A method and an apparatus for drying and combusting water-containing matter | |
| Fosboel | DRYING OF BIOMASS. SELECTION OF DRYING SYSTEMS |