[go: up one dir, main page]

WO2008119733A2 - Verfahren zur trocknung feuchter biomasse - Google Patents

Verfahren zur trocknung feuchter biomasse Download PDF

Info

Publication number
WO2008119733A2
WO2008119733A2 PCT/EP2008/053639 EP2008053639W WO2008119733A2 WO 2008119733 A2 WO2008119733 A2 WO 2008119733A2 EP 2008053639 W EP2008053639 W EP 2008053639W WO 2008119733 A2 WO2008119733 A2 WO 2008119733A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
biomass
clinker
drying
cement clinker
air
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2008/053639
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2008119733A3 (de
Inventor
Matthias Mersmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KHD Humboldt Wedag AG
Original Assignee
KHD Humboldt Wedag AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KHD Humboldt Wedag AG filed Critical KHD Humboldt Wedag AG
Publication of WO2008119733A2 publication Critical patent/WO2008119733A2/de
Publication of WO2008119733A3 publication Critical patent/WO2008119733A3/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00—Hydraulic cements
    • C04B7/36—Manufacture of hydraulic cements in general
    • C04B7/43—Heat treatment, e.g. precalcining, burning, melting; Cooling
    • C04B7/47—Cooling ; Waste heat management
    • C04B7/475—Cooling ; Waste heat management using the waste heat, e.g. of the cooled clinker, in an other way than by simple heat exchange in the cement production line, e.g. for generating steam
    • 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
    • F23G5/033—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment comminuting or crushing
    • 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
    • F23G7/00—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
    • F23G7/10—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of field or garden waste or biomasses
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B1/00—Preliminary treatment of solid materials or objects to facilitate drying, e.g. mixing or backmixing the materials to be dried with predominantly dry solids
    • F26B1/005—Preliminary treatment of solid materials or objects to facilitate drying, e.g. mixing or backmixing the materials to be dried with predominantly dry solids by means of disintegrating, e.g. crushing, shredding, milling the materials to be dried
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B23/00—Heating arrangements
    • F26B23/001—Heating arrangements using waste heat
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B3/00—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
    • F26B3/18—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by conduction, i.e. the heat is conveyed from the heat source, e.g. gas flame, to the materials or objects to be dried by direct contact
    • F26B3/20—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by conduction, i.e. the heat is conveyed from the heat source, e.g. gas flame, to the materials or objects to be dried by direct contact the heat source being a heated surface, e.g. a moving belt or conveyor
    • F26B3/205—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by conduction, i.e. the heat is conveyed from the heat source, e.g. gas flame, to the materials or objects to be dried by direct contact the heat source being a heated surface, e.g. a moving belt or conveyor the materials to be dried covering or being mixed with heated inert particles which may be recycled
    • 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
    • F23G2201/101—Drying by heat using indirect heat transfer
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/10—Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding
    • Y02P40/121—Energy efficiency measures, e.g. improving or optimising the production methods
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/10—Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding
    • Y02P40/125—Fuels from renewable energy sources, e.g. waste or biomass
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/10—Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working

Definitions

  • the invention relates to a method for drying moist biomass, in particular of fibrous plant constituents, is used in the industrial waste heat for heating the biomass to be dried, being driven by the heating of the aqueous fraction of the biomass.
  • the cement industry needs large quantities of fuel to produce cement.
  • low-cost fuels are used, and the manufacturing process allows the use of lower-value fuels, that is, fuels that are generally difficult to handle.
  • biomass As a fuel, since biomass released during the combustion of CO 2 before taken from the atmosphere.
  • the biogenic fuels such as biomass are suitable only to a limited extent for direct combustion, since these fuels must be prepared appropriately before use.
  • biomass is understood as meaning any biogenic material, but in particular understood as fibrous plant material, but also, if appropriate, animal meal or other biogenic substances. If the selected fuels are fibrous biomass, the treatment, comminution and drying, which in principle are either lengthy or energy- is intense, or it is very elaborate. Since the biomass must be dried intensively due to the high water content, the use of biomass fuels in the cement industry is currently only economically feasible in exceptional cases.
  • the object of the invention is therefore to provide an economical method for drying biomass, the specifics of the cement industry to be considered.
  • the object of the invention is achieved by the use of the residual heat of the cement clinker in cement clinker production, which is taken at the end of the production process.
  • the invention proposes to remove the residual heat from the cement clinker at the end of the cement clinker production process.
  • the unground cement clinker which usually has a particle size of less than Millimeters to a few centimeters, is used to dry the biomass.
  • various methods are suitable to remove the residual heat in the clinker.
  • the cement clinker is used to make a hydraulic binder, the cement clinker resulting from the rotary kiln is sufficiently insensitive to moisture for the proposed use. This is due to the fact that the cement clinker itself has a glazed structure on the surface and that the surface of the coming from the rotary kiln cement clinker is very low. Thus, despite the presence of a certain water vapor partial pressure, premature setting does not occur because the cement must be finely ground for further processing of the clinker to be cementable.
  • An advantage of the use of cement clinker as a heat source for drying biomass is that the cement clinker at the end of cement clinker production residual heat between 80 0 C and 300 0 C has.
  • This temperature window is usually uninteresting for heat recovery due to only small temperature gradients. For this reason, the heat in the unattractive temperature window of 80 0 C to 300 0 C is usually discarded in the free atmosphere. But this temperature window is attractive for drying biomass, since it is not to be expected at these temperatures that possibly completely through-dried biomass ignites itself.
  • the initially still moist biomass is culled and crushed either to a few centimeters long straws to fine straw up to fine particles of a few millimeters in diameter.
  • the ideal size should not be too large for a subsequent separation of biomass and clinker by a classifier is possible, the fibrous components of the biomass should not tend to entanglement, so that they do not clinker clinging and on the other hand, the crushed biomass should not Too small a particle size, so that the biomass is still easy to handle.
  • a solid-bed heat exchanger is used in the process according to the invention.
  • the granular cement clinker in the form of granules is contacted directly with the prepared biomaterial and, if necessary, mixed and agitated. This can be done by shaking, rotating in a rotary tube or otherwise.
  • the heat from the cement clinker granules is transferred to the biomass and the biomass dries out.
  • the biomass is separated from the cement clinker and the biomass can then be introduced into the process of cement production.
  • the biomass and the cement clinker are transferred to a heat exchanger where the cement clinker is in direct contact with the biomass.
  • the moisture is driven out of the biomass by direct transfer of heat from the cement clinker to the biomass.
  • drying air is introduced into the heat exchanger, wherein the drying air, the biomass and the cement clinker are mixed together.
  • the drying air absorbs the resulting vapor during drying and removes them from the heat exchanger.
  • the dried biomass is blown out of the cement clinker downright, the denser cement clinker falling down in the separator and on this In this way, the cement clinker, which preferably consists of the larger fraction of the cement clinker granules, is removed from the biomass, the biomass being absorbed in the drying air.
  • a Nachsichter is used, in which case an separator can be used in an advantageous embodiment of the invention, which separates the dried biomass on the one hand and the drying air on the other hand.
  • the clinker from the converter which is discharged with the drying air, preferably using a Querstromsichters, separated from the himendenendes biomass.
  • this is available for the cement clinker production and can be blown in a known manner, for example in the calciner at the appropriate place where the biomass burns and contributes to the calcination of the limestone.
  • the invention is illustrated by the following process scheme. It shows:
  • FIG. 1 shows a process diagram of the biomass drying according to the invention.
  • FIG. 1 shows a diagram of the biomass drying according to the invention.
  • the cold clinker (s), moist biomass (r), and drying air (i) originating from the production process flow into a converter (4) in order to dry the moist biomass (r) according to the invention.
  • a converter (4) in order to dry the moist biomass (r) according to the invention.
  • cold clinker (e) which still has a residual heat at a temperature of 80 0 C to 300 0 C, passed to a sieve (2) to there a fine-grained (f) and to separate a coarse-grained fraction (g) of the cement clinker granules.
  • the clinker cooler (1) operates in a known manner in which cooling air (c) is passed into the clinker cooler (1), the recycled air (a) being returned to the cement clinker production process.
  • cooling air (c) is passed into the clinker cooler (1), the recycled air (a) being returned to the cement clinker production process.
  • the fine fraction (f) of the cement clinker is removed for further processing and the coarse fraction (g) of the cement clinker is passed into a converter (4).
  • moist biomass (r) is passed to a mill (3) where the moist biomass (r) is ground or chopped.
  • the moist biomass (r) in the mill (3) After the moist biomass (r) in the mill (3) has been chopped or ground, it emerges as fine biomass (h) from the mill (3) and is also passed into the converter (4), in which also drying air ( i) is passed.
  • the coarse fraction (g) of the clinker from the sieve (2) is mixed in direct contact with the fine biomass (h) and optionally agitated.
  • the biomass discharged from the mixture of biomass and air (j) pneumatically discharged with the drying air (i) is next deposited in a separator (5).
  • the clinker (I) discharged under the influence of gravity from the converter (4) and the coarse biomass (k) also exiting in this way are passed into a separator (6) into which the exhaust air (m) is also introduced from the separator (5) becomes.
  • the separator (6) serves as a classifying air to separate the clinker (s) from the biomass. While the clinker (s) released from the biomass leaves the sifter pointing downwards, the biomass with the classifying air (o) is pneumatically discharged from the sifter.
  • a downstream separator (7) the biomass is separated from the air, so that ultimately the biomass in the product streams (s) and (q) is present.
  • the air (p) originating from the separator (7), which carries the vapors from the drying, can optionally be subjected to a condensation in order to remove the moisture of the biomass from the air.
  • the cement clinker may be sieved prior to combination with the biomass to use only coarse particles for drying.
  • the fine fraction (f) of the cement clinker heat for the drying of the wet biomass (r) is not available, but this can significantly improve the handling.
  • the radiator exhaust air (d) is completely or partially added to the drying of the biomass in the converter.
  • the cooler exhaust air (d) as drying air (i), whereby more heat is available for drying.
  • This use of the radiator exhaust air (d) can also happen after any heat extraction to close the air circulation.
  • cooler exhaust air (d) As drying air (i) for the drying process, it has proven to be advantageous to first dedust the cooler exhaust air (d).
  • the dedusting can be carried out in an advantageous manner by a combination of classifier and cyclone or filter. This prevents that finished cement clinker dust is returned to the process, whereby an energetically favorable process control is possible.
  • the dry biomass obtained in this process can be used as a low-cost fuel, preferably in the calcination zone.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Drying Of Solid Materials (AREA)
  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Trocknung feuchter Biomasse, insbesondere von fasrigen Pflanzenbestandteilen, in dem industrielle Abwärme zur Erwärmung der zu trocknenden Biomasse verwendet wird, wobei durch die Erwärmung der wässrige Anteil aus der Biomasse getrieben wird.

Description

Verfahren zur Trocknung feuchter Biomasse
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Trocknung feuchter Biomasse, insbesondere von fasrigen Pflanzenbestandteilen, in dem industrielle Abwärme zur Erwärmung der zu trocknenden Biomasse verwendet wird, wobei durch die Erwärmung der wässrige Anteil aus der Biomasse getrieben wird.
Im Vergleich zu vielen anderen Industrien benötigt die Zementindustrie zur Herstellung von Zement große Mengen Brennstoff. Um die Brennstoffkosten möglichst gering zu halten, werden daher preisgünstige Brennstoffe verwendet, wobei der Herstellungsprozess die Verwendung von niederwertigen Brennstoffen, das heißt im Allgemeinen schwer zu handhabende Brennstoffe erlaubt. Um den antro- pogenen CO2-Eintrag in die Atmosphäre zu verringern und um staatlich angeordnete Regulierungskosten für CO2-Eintrag in die Atmosphäre zu senken, wird daher bevorzugt auf Biomasse als Brennstoff zurückgegriffen, da die Biomasse das bei der Verbrennung freigesetzte CO2 vorher der Atmosphäre entnommen hat. Allerdings eignen sich die biogenen Brennstoffe wie Biomasse nur bedingt zur direkten Verbrennung, da diese Brennstoffe vor Einsatz entsprechend aufbereitet werden müssen. Unter Biomasse wird im Kontext dieser Anmeldung jedwedes biogenes Material verstanden, aber insbesondere fasriges Pflanzenmaterial verstanden, aber auch ggf. Tiermehle oder andere biogene Stoffe. Handelt es sich bei den gewählten Brennstoffen um fasrige Biomasse, umfasst die Aufbereitung, die Zerkleinerung und Trocknung, die prinzipiell entweder langwierig oder energie- intensiv ist, oder sie ist sehr aufwendig. Da die Biomasse aufgrund des hohen Wassergehaltes intensiv getrocknet werden muss, ist der Einsatz von Biomasse-Brennstoffen in der Zementindustrie derzeit nur in Ausnahmefällen wirtschaftlich darstellbar.
Trotz des intensiven Wärmeeinsatzes in der Zementindustrie ist die verfügbare Abwärme, die ggf. zur Trocknung der Biomasse verwendet werden könnte, nur in sehr geringem Maße vorhanden. Denn nahezu sämtliche Abwärme wird durch Rekuperation der im Zement- klinkerherstellungsprozess verwendeten Gase wieder in den Prozess zurückgeführt, um die Energieintensität bei der Zementherstellung möglichst zu minimieren. Die meiste Energie wird dabei für den endothermen Prozess bei der Herstellung des Zementklinkers benötigt.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein wirtschaftliches Verfahren zur Trocknung von Biomasse zur Verfügung zu stellen, wobei die Besonderheiten der Zementindustrie berücksichtigt werden sollen.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird gelöst durch die Verwendung der Restwärme des Zementklinkers bei der Zementklinkerproduktion, die am Ende des Produktionsprozesses entnommen wird.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Da der Großteil der in der Zementindustrie eingesetzten Wärme in geschlossenen Kreisläufen verwendet wird, wobei nur eine geringe Wärmemenge im Vergleich zur eingesetzten Wärmemenge als freie Wärme zur Verfügung steht, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Restwärme aus dem Zementklinker am Ende des Zementklinker- produktionsprozess zu entnehmen. Dies bedeutet, dass der ungemahlene Zementklinker, der üblicherweise eine Korngröße von weni- gen Millimetern bis wenigen Zentimetern aufweist, zur Trocknung der Biomasse eingesetzt wird. Hierzu eignen sich verschiedene Methoden, die Restwärme im Klinker zu entnehmen. Auf der einen Seite ist es möglich, die Restwärme durch durchströmende Luft dem Klinker zu entnehmen, wobei die durch den Klinker aufgewärmte Luft zur Trocknung der Biomasse eingesetzt wird. Daneben ist es aber auch möglich, den Klinker direkt mit der zu trocknenden Biomasse, die ggf. vorher aufbereitet wird, zu vermischen und so die Wärme durch Direktkontakt in die Biomasse einzuleiten, wobei die Wärme die Feuchtigkeit aus der Biomasse treibt.
Obwohl der Zementklinker zur Herstellung eines hydraulischen Bindemittels verwendet wird, ist der aus dem Drehrohrofen entstandene Zementklinker für die vorgeschlagene Verwendung genügend unempfindlich gegenüber Feuchtigkeit. Dies hat seine Ursache darin, dass der Zementklinker selber auf der Oberfläche eine verglaste Struktur aufweist und dass die Oberfläche des aus dem Drehrohrofen stammenden Zementklinkers sehr gering ist. Somit kommt es trotz Vorliegens eines gewissen Wasserdampfpartialdruckes nicht zu einem vorzeitigen Abbinden, denn zur Weiterverarbeitung des Klinkers zu abbindefähigem Zement muß dieser fein zermahlen werden.
Vorteilhaft an der Verwendung des Zementklinkers als Wärmequelle zur Trocknung von Biomasse ist, dass der Zementklinker am Ende der Zementklinkerproduktion eine Restwärme zwischen 800C und 3000C aufweist. Dieses Temperaturfenster ist in der Regel für eine Wärmerückgewinnung aufgrund eines nur kleinen Temperaturgradi- anten uninteressant. Aus diesem Grund wird die Wärme in dem unattraktiven Temperaturfenster von 800C bis 3000C üblicherweise in die freie Atmosphäre verworfen. Aber dieses Temperaturfenster ist zur Trocknung von Biomasse attraktiv, da bei diesen Temperaturen nicht zu erwarten ist, dass ggf. vollkommen durchgetrocknete Biomasse sich selbst entzündet.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird die zunächst noch feuchte Biomasse gehexelt und wahlweise zu wenige Zentimeter langen Halmen, zu feinem Stroh bis zu feinen Partikeln von wenigen Millimetern Durchmesser zerkleinert. Die ideale Größe sollte nicht zu groß sein, damit eine anschließende Trennung von Biomasse und Klinker durch einen Sichter möglich ist, wobei die fasrigen Bestandteile der Biomasse nicht zur Verfilzung neigen sollten, damit diese keine Klinker einfassen und auf der anderen Seite sollte die zerkleinerte Biomasse keine zu kleine Partikelgröße haben, damit die Biomasse noch leicht handhabbar bleibt.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird in dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Feststoffbett-Wärmetauscher verwendet. In einem Feststoffbett-Wärmetauscher wird der granuläre Zementklinker in Form von Granalien direkt mit dem vorbereiteten Biomaterial in Kontakt gebracht und erforderlichenfalls vermischt und agitiert. Dies kann durch Schütteln, durch Drehen in einem Drehrohr oder auf andere Weise geschehen. Hierbei wird die Wärme aus den Zementklinkergranalien auf die Biomasse übertragen und die Biomasse trocknet dabei aus. Am Ende des Wärmetauschers wird die Biomasse von dem Zementklinker getrennt und die Biomasse kann anschließend in den Prozess der Zementherstellung eingeführt werden.
Um die Effizienz der Trocknung der Biomasse zu erhöhen, kann in den Wärmetauscher Luft eingeführt werden, um die bei der Trocknung entstehenden Brüden aufzunehmen und aus dem Wärmetauscher zu entfernen. Um den Prozess der Biomassetrocknung kontinuierlich zu gestalten, ist es vorteilhaft, wenn der Zementklinker zur Trocknung der Biomasse zunächst gesiebt wird, damit eine Fraktion von größeren Zementklinkergranalien zur Trocknung der Biomasse verwendet wird. Dies hat zum Vorteil, dass der Zementklinker nach der Trocknung leichter von der Biomasse getrennt werden kann. Parallel zum Sieben des Zementklinkers ist es möglich, die Biomasse vor der Zufuhr in den Wärmetauscher zu zerkleinern, so dass die Biomasse eine geeignete Partikelgröße hat, die auf der einen Seite nicht zu groß ist, damit sie nicht zur Verfilzung neigt und auf der anderen Seite nicht zu klein ist, damit diese noch leicht handhabbar ist. Im Anschluss an das Sieben des Zementklinkers und das Zerkleinern der Biomasse werden die Biomasse und der Zementklinker in einen Wärmetauscher geleitet, wo der Zementklinker in direkter Berührung mit der Biomasse steht. Hier wird durch direkte Übertragung der Wärme aus dem Zementklinker auf die Biomasse die Feuchtigkeit aus der Biomasse getrieben. Hierzu wird vorzugsweise Trocknungsluft in den Wärmetauscher eingeleitet, wobei die Trocknungsluft, die Biomasse und der Zementklinker miteinander vermischt werden. Die Trocknungsluft nimmt dabei die bei der Trocknung entstehenden Brüden auf und entfernt diese aus dem Wärmetauscher. Nach vollzogener Trocknung ggf. unter Agitation des Gemisches aus Zementklinker, Trocknungsluft und Biomasse wird der Zementklinker von der Biomasse einerseits und die Trocknungsluft von der Biomasse andererseits getrennt. Dies kann in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung in einem Abscheider geschehen, wobei die unterschiedliche Dichte des Zementklinkers und der getrockneten Biomasse ausgenutzt wird.
In dem Abscheider wird unter Verwendung der Trocknungsluft als pneumatisches Transportmittel die getrocknete Biomasse aus dem Zementklinker regelrecht herausgeblasen, wobei der dichtere Zementklinker nach unten in dem Abscheider herausfällt und auf diese Weise wird der Zementklinker, der bevorzugt aus der größeren Fraktion der Zementklinkergranalien besteht, von der Biomasse entfernt, wobei die Biomasse in der Trocknungsluft aufgenommen ist. Um die getrocknete Biomasse von der Trocknungsluft zu befreien, wird wahlweise ein Nachsichter eingesetzt, wobei hier in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ein Abscheider verwendet werden kann, der die getrocknete Biomasse einerseits und die Trocknungsluft andererseits voneinander trennt.
In einem weiteren Prozessschritt wird der Klinker aus dem Konverter, der mit der Trocknungsluft ausgetragen wird, vorzugsweise unter Verwendung eines Querstromsichters, von der ihm anhalftenden Biomasse getrennt.
Nachdem die getrocknete Biomasse aus dem Trocknungsprozess einerseits erhalten wurde und der Zementklinker andererseits erhalten wurde, ist es möglich, die beim Trocknen entstehenden Brüden in einem Kondensator zu verflüssigen, wobei die Luft, in denen die Brüden aufgenommen sind, ebenfalls von der Kondensation von Biomasse getrennt wird.
Nach Trocknung der Biomasse steht diese für die Zementklinkerproduktion zur Verfügung und kann in bekannter Weise beispielsweise in den Calcinator an entsprechender Stelle eingeblasen werden, wo die Biomasse verbrennt und zur Calcinierung des Kalksteines beiträgt.
Die Erfindung wird anhand des folgenden Verfahrens-Schemas verdeutlicht. Es zeigt:
Fig. 1 : ein Prozessschaubild der erfindungsgemäßen Biomasse- Trocknung.
In Figur 1 ist ein Schema der erfindungsgemäßen Biomasse- Trocknung dargestellt. In diesem Verfahren fließen der aus dem Pro- duktionsprozess entstammende kalte Klinker (e), feuchte Biomasse (r), und Trocknungsluft (i) in einen Konverter (4), um dort die feuchte Biomasse (r) erfindungsgemäß zu trocknen. Hierzu wird der aus dem Klinkerkühler (1 ) herausgeführte kalte Klinker (e), der immerhin noch eine Restwärme mit einer Temperatur von 800C bis 3000C aufweist, auf ein Sieb (2) geleitet, um dort eine feinkörnige (f) und eine grobkörnige Fraktion (g) der Zementklinkergranalien voneinander zu trennen. Der Klinkerkühler (1 ) funktioniert auf bekannte Weise, in welchem Kühlluft (c) in den Klinkerkühler (1 ) geleitet wird, wobei die re- kuperierte Luft (a) in den Zementklinkerherstellungsprozess zurückgeleitet wird. Nach Trennung der Zementklinkerfraktionen durch das Sieb (2) wird die feine Fraktion (f) des Zementklinkers zur weiteren Verarbeitung entnommen und die grobe Fraktion (g) des Zementklinkers wird in einen Konverter (4) geleitet. Parallel zur Aufarbeitung des kalten Klinkers (e) aus dem Klinkerkühler (1 ) durch das Sieb (2) wird feuchte Biomasse (r) in eine Mühle (3) geleitet, wo die feuchte Biomasse (r) gemahlen oder gehexelt wird. Nachdem die feuchte Biomasse (r) in der Mühle (3) gehexelt oder gemahlen worden ist, tritt sie als feine Biomasse (h) aus der Mühle (3) heraus und wird ebenfalls in den Konverter (4) geleitet, in welchen auch Trocknungsluft (i) geleitet wird. In dem Konverter (4) wird die grobe Fraktion (g) des Klinkers aus dem Sieb (2) in direktem Kontakt mit der feinen Biomasse (h) vermengt und gegebenenfalls agitiert. Aus dem Konverter (4) kommend wird die mit der Trocknungsluft (i) pneumatisch ausgetragene Biomasse aus dem Gemisch aus Biomasse und Luft (j) zu- nächst in einem Abscheider (5) abgeschieden. Der unter Schwerkrafteinfluß aus dem Konverter (4) ausgetragenen Klinker (I) sowie die ebenfalls auf diesem Weg austretende grobe Biomasse (k) werden in einen Separator (6) geleitet, in den ebenfalls die Abluft (m) aus dem Abscheider (5) eingeleitet wird. Im Separator (6) dient sie als Sichtluft um den Klinker (n) von der Biomasse abzutrennen. Während der von der Biomasse befreite Klinker (n) den Sichter nach unten hin ver- lässt, wird die Biomasse mit der Sichtluft (o) zusammen pneumatisch aus dem Sichter ausgetragen. In einem nachgeschalten Abscheider (7) wird die Biomasse von der Luft abgeschieden, so dass schlussendlich die Biomasse in den Produktströmen (s) und (q) vorliegt.
Die aus dem Abscheider (7) stammende Luft (p), welche die Brüden aus der Trocknung trägt, kann wahlweise einer Kondensation unterzogen werden, um die Feuchtigkeit der Biomasse aus der Luft zu entnehmen.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, die Restwärme der aus dem Zementklinkerproduktionsprozess stammenden Wärme für die Trocknung der Biomasse zu verwenden. Hierbei kann wahlweise und nach Notwendigkeit der Zementklinker vor Vereinigung mit der Biomasse gesiebt werden, um nur grobe Partikel zur Trocknung zu verwenden. Dies hat zwar den Nachteil, das weniger Wärme aus dem Klinker verwendet wird, da mit der feinen Fraktion (f) des Zementklinkers Wärme für die Trocknung der feuchten Biomasse (r) nicht zur Verfügung steht, jedoch kann sich dadurch die Handhabung erheblich verbessern. Daneben ist es je nach Zustand der zur Verfügung stehenden Biomasse möglich, die Biomasse zunächst zu zerhexeln oder zermahlen. Sofern es sich bei der Biomasse beispielsweise um feuchte Holzstäube oder andere Stäube handelt, die keiner Mahlung unterzogen werden müssen, kann auf die Zerkleinerung in der Mühle (3) verzichtet werden. Ebenfalls ist es möglich, auf die Kondensation der Brüden in der aus dem Trocknungsprozess entstammenden Luft (p) zu verzichten, wobei hier auf die besonderen physikalischen Eigenschaften der eingesetzten Biomasse geachtet werden kann.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird zur Trocknung der Biomasse im Konverter die Kühlerabluft (d) vollständig oder teilweise zudosiert. Beispielsweise ist es möglich, die Kühlerabluft (d) als Trocknungsluft (i) zu verwenden, wobei hierdurch mehr Wärme für die Trocknung zur Verfügung steht. Diese Verwendung der Kühlerabluft (d) kann auch nach evtl. Wärmeauskopplung geschehen um den Luftkreislauf zu schließen. Daneben ist es auch möglich, rein auf die Kühlerabluft (d) zurückgreifen und die Klinkerwärme, die direkt in den Zementklinkergranalien vorliegt, zu verwerfen.
Bei der Verwendung der Kühlerabluft (d) als Trocknungsluft (i) für den Trocknungsprozess hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Kühlerabluft (d) zunächst zu entstauben. Die Entstaubung kann in vorteilhafter Weise durch eine Kombination von Sichter und Zyklon oder Filter vorgenommen werden. Hierdurch wird verhindert, dass fertiger Zementklinkerstaub in den Prozess zurückgeführt wird, wodurch eine energetisch günstigere Prozessführung möglich ist.
Die in diesem Verfahren erhaltene, trockene Biomasse kann als preiswerter Brennstoff, bevorzugt in der Calcinationszone verwendet werden. Bezuαszeichen
(1 ) Klinkerkühler
(2) Sieb
(3) Mühle
(4) Konverter
(5) Abscheider
(6) Separator
(7) Abscheider
(a) rekuperierte Luft
(b) Heißer Klinker
(C) Kühlluft
(d) Kühlerabluft
(e) Klinker
(f) Klinker, feine Fraktion
(g) Klinker, grobe Fraktion
(h) feine Biomasse
(i) Trocknungsluft
(J) Biomasse und Luft
(k) grobe Biomasse
(I) Klinker
(m) Abluft
(n) Klinker
(o) Sichtluft und Biomasse
(P) Luft
(q) Produktstrom
(r) feuchte Biomasse
(S) Produktstrom

Claims

Verfahren zur Trocknung feuchter Biomasse
P A T E N T A N S P R Ü C H E
Verfahren zur Trocknung feuchter Biomasse, insbesondere von fasrigen Pflanzenbestandteilen, in dem industrielle Abwärme zur Erwärmung der zu trocknenden Biomasse verwendet wird, wobei durch die Erwärmung der wässrige Anteil aus der Biomasse getrieben wird,
gekennzeichnet durch
die Verwendung der Restwärme der Zementklinkerproduktion, die am Ende des Produktionsprozesses entnommen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 ,
gekennzeichnet durch
die Verwendung der Wärme des produzierten Klinkers, bevorzugt in direktem Kontakt mit der zu trocknenden Biomasse.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
gekennzeichnet durch
die Verwendung eines Feststoffbett-Wärmetauschers.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
gekennzeichnet durch
die Vermischung des noch warmen Zementklinkers mit der zu trocknenden Biomasse, wobei die Biomasse in direktem Kontakt mit dem Zementklinker steht und anschließender Trennung des Zementklinker/Biomasse-Gemisches.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
gekennzeichnet durch
eine mechanische Zerkleinerung der Biomasse vor der Vermischung mit dem noch warmen Zementklinker.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5 aufweisend folgende Verfahrensschritte:
a) wahlweises Sieben des Zementklinkers (e) zur Auswahl genügend großer Zementklinkerpartikel in einem Sieb (2), b) wahlweises Zerkleinern der Biomasse (r) zu einer Biomasse (h) mit einer geeigneten Partikelgröße, c) Trocknen der Biomasse (r, h) durch Übertragung der Wärme aus dem Zementklinker (e, g) auf die Biomasse (r, h), vorzugsweise durch Einleiten von Trocknungsluft (i) in einen Konverter (4), in dem Biomasse (r, h), Zementklinkerpartikel (e, g) und Trocknungsluft (i) in Kontakt geraten, wobei die Trocknungsluft (i) und die Biomasse (r, h) durch die Zementklinkerpartikel (e, g) erwärmt werden, d) Trennen des Anteils der Biomasse (j), die durch die Trocknungsluft (i) pneumatisch ausgetragen wird von e- ben der Trocknungsluft, bevorzugt durch Verwendung eines Abscheiders (5), e) Abtrennen des Klinkers (I) aus dem Klinker/Biomasse- Gemisch, welches aus dem Konverter (4) ohne Trocknungsluft ausgetragen wird, vorzugsweise durch Verwendung eines Querstromsichters. f) Abtrennung der Biomasse aus der im Schritt e) erhaltenen Biomasse/Luft-Mischung und anschließende wahlweise Verflüssigung der beim Trocknen entstehenden Brüden in einem Kondensator.
7. Verfahren nach Anspruch 6,
gekennzeichnet durch
die Verwendung der Klinkerkühlerabluft als Trocknungsluft (i).
8. Verfahren nach Anspruch 7,
gekennzeichnet durch
die Entstaubung der Klinkerkühlerabluft durch die Verwendung einer Kombination aus Sichter und Zyklon oder Filter.
9. Verfahren nach Anspruch 7,
gekennzeichnet durch
eine Wärmeauskupplung aus der Kühlerabluft, bevor diese als Trocknungsluft verwendet wird.
10. Verwendung der nach Verfahren 1 bis 9 erhaltenen Biomasse zur Verbrennung in einem Calcinator zur Calcinierung von Kalkstein.
PCT/EP2008/053639 2007-03-29 2008-03-27 Verfahren zur trocknung feuchter biomasse Ceased WO2008119733A2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007015089A DE102007015089A1 (de) 2007-03-29 2007-03-29 Verfahren zur Trocknung feuchter Biomasse
DE102007015089.1 2007-03-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2008119733A2 true WO2008119733A2 (de) 2008-10-09
WO2008119733A3 WO2008119733A3 (de) 2008-12-31

Family

ID=39719434

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2008/053639 Ceased WO2008119733A2 (de) 2007-03-29 2008-03-27 Verfahren zur trocknung feuchter biomasse

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102007015089A1 (de)
WO (1) WO2008119733A2 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20240174564A1 (en) * 2021-03-29 2024-05-30 Cicsa S.R.L. Method for the cooling and heat recovery from materials at very high temperature

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2946131B1 (fr) 2009-05-29 2014-01-10 Inst Francais Du Petrole Procede de traitement thermique de biomasse avec un solide caloporteur.
DE102010002134B4 (de) 2010-02-18 2015-10-29 Christoph Kiener Verfahren und Mittel zur Trocknung feuchter, biomassehaltiger Substanzen
DE102012013877B4 (de) 2012-07-12 2020-11-05 Khd Humboldt Wedag Gmbh Verfahren zur Behandlung von Biomasse in einer Anlage zur Herstellung von Zement und dazu korrespondierende Anlage
DE102013105096A1 (de) 2013-05-17 2014-11-20 Thyssenkrupp Industrial Solutions Ag Verfahren zur Wärmebehandlung eines Materialstroms und zur Trocknung eines kohlenstoffhaltigen Stoffstroms
DE102014015535A1 (de) 2014-10-21 2016-04-21 Khd Humboldt Wedag Gmbh Anlage zur Herstellung von Zement mit Rückführung von belasteten Brüden in den thermischen Prozess

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3537595C3 (de) * 1985-10-23 1994-08-11 Alexander Dipl Ing Grisar Verfahren und Anlage zur Verwertung von feuchten Abfällen, insbesondere Klärschlamm
DE3542004A1 (de) * 1985-11-28 1987-06-04 Kloeckner Humboldt Deutz Ag Trocknung und verbrennung von schlaemmen beim brennprozess mineralischer stoffe
DE3708220A1 (de) * 1987-03-13 1988-09-22 Krupp Polysius Ag Verfahren und anlage zur ausnutzung der heizenergie von haus- und gewerbemuell
DE4321680C1 (de) * 1993-06-30 1994-04-14 Metallgesellschaft Ag Verfahren zum Trocknen eines wasserhaltigen Brennstoffs durch direkten Kontakt mit heißem, körnigem Feststoffrückstand
DE4442100A1 (de) * 1994-11-25 1996-05-30 Kleinholz & Co Verfahren und Anlage zur Aufbereitung von Klärschlamm zu einer Rohmehlkomponente für die Zementherstellung
JPH11500706A (ja) * 1995-10-31 1999-01-19 エー． ドウメ，ヨーゼフ セメントクリンカーの製造方法及び装置
DE29608816U1 (de) * 1996-05-15 1996-08-01 Deutsche Babcock Babcock Lentjes Kraftwerkstechnik GmbH Standort Berlin, 10407 Berlin Anordnung zur Nutzung der Abwärme von Zementklinkerlinien
DE19647484A1 (de) * 1996-11-16 1998-05-20 Deutz Ag Verfahren und Anlage zur Herstellung von Zement
US5976243A (en) * 1998-09-24 1999-11-02 Lafarge Canada Inc. Process for producing cement clinker containing blast furnace slag
DE19925565A1 (de) * 1999-06-04 2000-12-07 Ingbuero Fuer Abflus Klaeranla Verfahren und Anlagen zur energetischen Verwertung von Klärschlamm
US7461466B2 (en) * 2004-06-14 2008-12-09 Lehigh Cement Company Method and apparatus for drying wet bio-solids using excess heat from a cement clinker cooler

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20240174564A1 (en) * 2021-03-29 2024-05-30 Cicsa S.R.L. Method for the cooling and heat recovery from materials at very high temperature

Also Published As

Publication number Publication date
WO2008119733A3 (de) 2008-12-31
DE102007015089A1 (de) 2008-10-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0220681B1 (de) Einrichtung zur Zerkleinerung und Mahlung von feuchtem spröden Mahlgutes
WO2008119733A2 (de) Verfahren zur trocknung feuchter biomasse
EP1254873A2 (de) Verfahren und Anlage zur Herstellung von Zementklinker
EP3452424B1 (de) Verfahren und anlage zur herstellung von zement
DE2726138A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung von zementklinker aus feuchtem agglomeriertem zementrohmaterial
DE3542004A1 (de) Trocknung und verbrennung von schlaemmen beim brennprozess mineralischer stoffe
DE4109167A1 (de) Verfahren zum aufbereiten von (giesserei-)altsand
DE3901436C2 (de) Verfahren zum Betrieb einer Kreislaufmahlanlage zur Mahlung und Trocknung feuchten Gutes
DE10333361A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Zement
DE102009036950A1 (de) Verfahren und Anlage zur Abscheidung von Quecksilber aus Abgasen eines Zementherstellungsprozesses
DE2100235A1 (de) Verbesserung bei der Trockenvermahlung von Rohstoffen
DE3407154C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Zement
EP1287304B1 (de) Verfahren und anlage zur trocknung von schlamm
DE102021205828A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines calcinierten Materials
EP3586995B1 (de) Verfahren zur aufbereitung einer giessereisandmischung
EP3202927A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum regenieren von giessereisand
DE19911520A1 (de) Kieselgur als Filterhilfsmittel der Getränkeindustrie und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE3815763A1 (de) Verfahren und anlage zur trocknung feuchter materialien wie z. b. zementrohstoffe mittels eines gasstromes
DE3132289C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Granulaten aus einer Suspension
DE102013012873A1 (de) Verfahren zum Aufbereiten von feinkörnigen bis stückigen Ausgangsmaterialien mittels bindemittelfreiem Agglomerieren
DE19929066A1 (de) Anlage zur Herstellung von Zementklinker
DE4008281C2 (de)
DE3537049C2 (de)
DE3418685A1 (de) Verfahren zur thermischen behandlung von kalkhaltigen mineralischen rohstoffen
LU101613B1 (de) Thermische Behandlung von mineralischen Rohstoffen mit einem mechanischen Wirbelbettreaktor

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 08735519

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 08735519

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2