制造燃料芯塊的方法技術(shù)

一種用于從生物材料，優(yōu)選鋸屑、木制品和類似材料制造燃料芯塊的方法，該方法包括以下步驟：將所述材料供給到干燥步驟（１），然后將材料從相對濕度４０－６５ｗｔ％干燥到３０－４５ｗｔ％；將所述材料從干燥步驟（１）任選地經(jīng)過中間的存儲步驟（２），供給到反應(yīng)器步驟（３，３’），然后通過提供蒸汽將所述材料加熱到２００－３００℃；使所述反應(yīng)器內(nèi)的所述材料在操作溫度下保持充足的時間以軟化所述材料；以至少兩個步驟降低反應(yīng)器步驟（３，３’）的壓力以便使材料纖維分離并釋放木質(zhì)素，以及將所述材料從反應(yīng)器步驟（３，３’）任選地經(jīng)由中間的存儲步驟（４），供給到另一個干燥步驟（５）；以及任選地，使所述材料成粒狀。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】本專利技術(shù)涉及制造生物材料的燃料芯塊的方法，所述生物材料優(yōu)選鋸屑、木制品和類似的材料。在本專利技術(shù)的內(nèi)容中，燃料芯塊是粒狀物質(zhì)的生物材料，如樹皮、鋸屑、木制品，它們可以用在為產(chǎn)生熱量目的的燃料電廠中、用于產(chǎn)生蒸汽以及作為還原劑。在最近幾年中，人們對環(huán)境方面，尤其是“化石”CO2的排放問題目益關(guān)注。許多國家都致力于從使用化石能源，如石油、天然氣、煤和焦炭向生物能源或可再生能源轉(zhuǎn)換，以便減少各個國家“化石”CO2的排放。傳統(tǒng)的生物能源是樹皮和木屑，而且已經(jīng)建立了許多電廠來利用這些資源。這類電廠優(yōu)選建造在工業(yè)化地區(qū)和具有工業(yè)企業(yè)的城市的大型中心熱電廠中，在這些地區(qū)，可以低成本獲取資源。已知從鋸屑和其他可燃的有機(jī)材料制造燃料芯塊。這些已知的方法主要旨在將鋸屑供給到反應(yīng)器內(nèi)，隨后加入蒸汽以增大溫度，提供充足的保持時間，然后加壓還原，清空反應(yīng)器以使木制品的木質(zhì)素被釋放并形成顆粒表面的涂層。接著，材料被干燥到足夠的程度以便成粒狀。最后，通過壓片機(jī)(pellets?press)制造芯塊。這些已知的方法非常需要能量，而且如果供給材料的濕氣含量高的話，電廠容量就會大幅降低。原因就在于反應(yīng)器內(nèi)的水和干物質(zhì)必須被加熱。若供給材料內(nèi)的濕氣含量高，那么就將供給比所需蒸汽更多的量，這會造成大量的蒸汽冷凝，結(jié)果使材料濕度更大。這會導(dǎo)致高的蒸汽消耗和能量損失。材料內(nèi)增大的水含量離開反應(yīng)器會造成接下來的干燥過程中較高的能量消耗和較長的保持時間，因而降低了容量。這些現(xiàn)有方法的缺陷是終端產(chǎn)品差的凝聚力，且由于此芯塊在使用前分裂，以及另外地，芯塊的燃燒會產(chǎn)生大量的灰塵。灰可以對環(huán)境造成巨-->大沖擊并需要處理以便阻止灰污染空氣和工作環(huán)境。另一個缺陷是材料通過反應(yīng)器后所必須的干燥過程慢而且非常耗能。從US?4502227中可知，處理有機(jī)材料，尤其是煤的一種連續(xù)方法，該方法中有機(jī)材料被引向預(yù)加熱階段，該階段產(chǎn)生含水懸浮液或漿料，接著其被泵送到高壓釜或反應(yīng)器。經(jīng)過高壓釜后，該材料被引向干燥步驟，之后到改良階段。有機(jī)材料，任選地，加壓還原后的材料在壓力條件下成粒狀。從US?4211740中已知一種從植物材料制造燃料芯塊的方法，該方法中材料被加熱，然后成粒狀。本專利技術(shù)的目的是提供一種制造燃料芯塊的方法，所述方法阻止芯塊分裂并避免形成大量的灰塵。另一個目的是可以制造燃料芯塊而無需添加劑以便避免形成灰和分裂。又一個目的是提供一種方法和上述類型的設(shè)備，它們會產(chǎn)生最小的能量消耗。本專利技術(shù)的這些和其他目的可以通過一種方法實(shí)現(xiàn)，該方法用于制造生物材料，優(yōu)選鋸屑、木制品和類似的材料的燃料芯塊，其特征在于：將所述材料供給到干燥步驟，然后將材料從相對濕度40-65wt％干燥到30-45wt％；將所述材料從干燥步驟任選地經(jīng)過中間的存儲步驟，供給到反應(yīng)器步驟，然后通過提供蒸汽將所述材料加熱到200-300℃；使所述反應(yīng)器內(nèi)的所述材料在操作溫度下保持充足的時間以軟化所述材料；以至少兩個步驟的所述反應(yīng)器步驟內(nèi)減壓以便使材料纖維分離并釋放木質(zhì)素，以及將所述材料從反應(yīng)器步驟供給到另一個干燥步驟，任選地經(jīng)由中間的存儲步驟；以及任選地，使所處理的材料成粒狀。在干燥步驟中，材料的保持時間優(yōu)選在1-3秒的范圍。反應(yīng)器步驟中，材料的保持時間優(yōu)選在1-15分鐘的范圍。-->反應(yīng)器步驟優(yōu)選包括至少兩個反應(yīng)器以及第一步驟的減壓通過將來自其中一個反應(yīng)器的減壓的過剩蒸汽供給到另一反應(yīng)器來獲得，以及所述反應(yīng)器內(nèi)的剩余壓力用來使材料離開反應(yīng)器。本專利技術(shù)通過以下參考附圖描述的示例性實(shí)施方案將得到更充分地理解。圖1是示意性地顯示了根據(jù)本專利技術(shù)方法的各步驟的框圖。圖2是顯示了干燥進(jìn)度隨時間變化的曲線。在圖1中，描繪了根據(jù)本專利技術(shù)方法的各步驟。待處理的有機(jī)材料被供給到預(yù)干燥步驟1。預(yù)干燥步驟通常可以包括所謂的氣流干燥器。有機(jī)材料通常含40-65wt％的濕度。在預(yù)干燥步驟1，有機(jī)材料在約1-3秒中被加熱到通常高于100℃的溫度。由于此結(jié)果，所以降低了粒狀有機(jī)材料的表面濕度以及在干燥步驟中存在的材料通常具有30-45％的濕度含量。干燥步驟1的目的是從顆粒中去除“游離水”。游離水是顆粒表面層內(nèi)的水和有機(jī)材料顆粒開孔內(nèi)存在的水。快速干燥的目的是去除盡可能多的游離水，以便降低隨后的反應(yīng)器內(nèi)的加熱所需的熱量，以及另外地，在顆粒內(nèi)保留足夠量的凝結(jié)水以便使顆粒在之后的減壓條件下能夠爆裂。這會造成一部分木質(zhì)素被釋放以及此木質(zhì)素在后來的粒化過程中用作結(jié)合劑。在干燥步驟之后，有機(jī)材料供給到中間的存儲或緩沖步驟2。緩沖步驟2可以包括一個或多個中間的儲存容器。從緩沖步驟2，材料被供給到反應(yīng)器步驟3。反應(yīng)器步驟3可以包括一個且優(yōu)選數(shù)個反應(yīng)器。在兩個或數(shù)個反應(yīng)器的情形下，這些反應(yīng)器可以并聯(lián)并以間歇法操作。以下將說明反應(yīng)器步驟3的作用，其具有兩個并聯(lián)的反應(yīng)器3，3’。來自緩沖步驟2的材料被引向第一反應(yīng)器3。蒸汽供給到第一反應(yīng)器3，然后材料通常在1-15分鐘內(nèi)被加熱到200-300℃。此加熱會使材料變軟。同時因?yàn)榈谝环磻?yīng)器受到蒸汽的壓力，來自緩沖步驟2的材料被引向第二反應(yīng)器3’。當(dāng)?shù)谝环磻?yīng)器3內(nèi)的材料獲得充足的保持時間和溫度時，第一反應(yīng)器3的壓力以兩個步驟降低。這會引起纖維分離以及材料內(nèi)的木質(zhì)素得到釋放。在第一步驟，第一反應(yīng)器的壓力通常減半以及蒸汽供給到第二反應(yīng)器3’。第二-->反應(yīng)器3’被供給額外的蒸汽以便在第二反應(yīng)器內(nèi)通常達(dá)到200-300℃的溫度。第一反應(yīng)器3內(nèi)的材料憑藉剩余壓力被引出反應(yīng)器，然后供給到另一個緩沖步驟4。接著，第一反應(yīng)器被供給另一材料，以及通過第二反應(yīng)器3’的減壓，來自第二反應(yīng)器3’的過剩蒸汽被供給到第一反應(yīng)器3。第一反應(yīng)器被供給額外的蒸汽，然后整個順序被重復(fù)。從緩沖步驟4，其可以包括一個或數(shù)個中間的存儲容器，材料被供給到干燥器5，這里濕度通常被降低到小于15-20wt％。干燥器5內(nèi)的保持時間通常是15-60分鐘。從干燥器5，材料被供給到壓片機(jī)，這里生成作為終產(chǎn)品的芯塊。因?yàn)樵诜磻?yīng)器步驟3的處理過程中釋放了材料的木質(zhì)素，所以并不需要供給額外的結(jié)合劑。圖2是顯示了有機(jī)材料顆粒的一般干燥進(jìn)度的圖。正如圖所示，濕度的降低不與時間成線性關(guān)系。起先由于顆粒的表面濕度消失地很快，濕度迅速降低。只要表面濕度已經(jīng)被去除，那么顆粒內(nèi)的濕氣將會朝表面擴(kuò)散，結(jié)果顆粒內(nèi)的內(nèi)部濕氣的去除會消除得相當(dāng)慢。因此，只要表面濕度已被去除，那么曲線就會變得顯著地平。優(yōu)化此干燥的可能的方法是使用兩步干燥，其中第一步是供給大量的空氣和加熱，以及第二步具有延長的保持時間。這種優(yōu)化會導(dǎo)致可以在兩個干燥步驟都獲得較大的容量，并伴有能量消耗的降低。當(dāng)材料是較干燥的，即根據(jù)本專利技術(shù)的35-45wt％的相對濕度對傳統(tǒng)方法的45-65wt％的相對濕度，盡管這樣，這將是材料內(nèi)足夠的殘余濕度以允許材料在用蒸汽供給的加壓容器內(nèi)被纖維分離，之后伴有壓力減小。-->本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于從生物材料，優(yōu)選鋸屑、木制品和類似材料制造燃料芯塊的方法，其特征在于：將所述材料供給到干燥步驟（１），然后將所述材料從相對濕度４０－６５ｗｔ％干燥到３０－４５ｗｔ％；將所述材料從所述干燥步驟（１）任選地經(jīng)過中間的存儲步驟（２），供給到反應(yīng)器步驟（３，３’），然后通過提供蒸汽將所述材料加熱到２００－３００℃；使所述反應(yīng)器內(nèi)的所述材料在操作溫度下保持充足的時間以軟化所述材料；以至少兩個步驟降低反應(yīng)器步驟（３，３’）的壓力以便使所述材料纖維分離并釋放木質(zhì)素，以及將所述材料從所述反應(yīng)器步驟（３，３’）任選地經(jīng)由中間的存儲步驟（４），供給到另一個干燥步驟（５）；以及任選地，使所述材料成粒狀。

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】NO 2004-7-8 200430711.一種用于從生物材料，優(yōu)選鋸屑、木制品和類似材料制造燃料芯塊的方法，其特征在于：將所述材料供給到干燥步驟(1)，然后將所述材料從相對濕度40-65wt％干燥到30-45wt％；將所述材料從所述干燥步驟(1)任選地經(jīng)過中間的存儲步驟(2)，供給到反應(yīng)器步驟(3，3’)，然后通過提供蒸汽將所述材料加熱到200-300℃；使所述反應(yīng)器內(nèi)的所述材料在操作溫度下保持充足的時間以軟化所述材料；以至少兩個步驟降低反應(yīng)器步驟(3，3’)的壓力以便使所述材料纖維分離并釋放木質(zhì)素，以及將所述材料從所述反應(yīng)器步驟(3...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：魯那布魯斯萊托，奧德艾吉爾索海姆，漢斯瑞斯姆斯霍特，
申請(專利權(quán))人：阿巴弗雷姆科技公司，坎比公司，
類型：發(fā)明
國別省市：NO[挪威]