PL233490B1 - Device for drying and torrefaction of organic substances - Google Patents
Device for drying and torrefaction of organic substancesInfo
- Publication number
- PL233490B1 PL233490B1 PL42002916A PL42002916A PL233490B1 PL 233490 B1 PL233490 B1 PL 233490B1 PL 42002916 A PL42002916 A PL 42002916A PL 42002916 A PL42002916 A PL 42002916A PL 233490 B1 PL233490 B1 PL 233490B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- chamber
- reactor
- drying
- biomass
- torrefying
- Prior art date
Links
- 238000001035 drying Methods 0.000 title claims description 44
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims description 5
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 claims description 52
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 38
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 24
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 21
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims description 13
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 14
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 5
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 5
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 3
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 230000001535 kindling effect Effects 0.000 description 2
- 210000001006 meconium Anatomy 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002551 biofuel Substances 0.000 description 1
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 1
- 210000000078 claw Anatomy 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000005243 fluidization Methods 0.000 description 1
- 239000010794 food waste Substances 0.000 description 1
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 description 1
- 239000008236 heating water Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 235000021419 vinegar Nutrition 0.000 description 1
- 239000000052 vinegar Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Drying Of Solid Materials (AREA)
Description
Opis wynalazkuDescription of the invention
Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do suszenia i toryfikowania substancji organicznych w tym w szczególności biomasy o zawartości wilgoci do 60% i o rozmiarach do 30 mm.The subject of the invention is a device for drying and torrefying organic substances, in particular biomass with a moisture content of up to 60% and dimensions of up to 30 mm.
Znany jest z polskiego opisu wynalazku PL 217485 sposób suszenia biomasy, w którym urządzenie do suszenia biomasy zbudowane jest z suszarni taśmowej oraz złączonego z suszarnia taśmową urządzenia grzewczego.A method for drying biomass is known from the Polish description of the invention PL 217485, in which the biomass drying device is built of a belt dryer and a heating device connected to the belt dryer.
Znana jest z opisu polskiego wynalazku PL 151830 suszarka półkowa do drobnego węgla i miału węglowego składająca się z obudowy w której zamocowane są półki. Wewnątrz obudowy osadzony jest wał obrotowy z zamocowanymi zgarniakami. Komora suszenia zawiera komorę zasypowo-podsuszającą, komorę suszenia oraz komorę dosuszająco-wysypową, przy czym komora zasypowo-podsuszającą ma łapy nagarniająco-mieszające współpracujące z lejami zasypowo-uszczelniającymi, komora suszenia wyposażona jest w łapy zgarniająco-wyrównujące, a komora dosuszająco-wysypowa ma obrotowy talerz, nad którym mocowane są stała łapa wyporowa i obrotowy rozgarniak.It is known from the description of the Polish invention PL 151830 a rack dryer for fine coal and fine coal, consisting of a housing in which shelves are mounted. Inside the housing there is a rotating shaft with mounted scrapers. The drying chamber includes a charging and drying chamber, a drying chamber and a drying and discharge chamber, the charging and drying chamber has scooping-mixing feet cooperating with the filling and sealing hoppers, the drying chamber is equipped with scraping-leveling feet, and the drying and discharge chamber has a rotating plate on which a fixed displacement claw and a rotating scraper are mounted.
Znany jest ze zgłoszenia wynalazku EP2385096 (A2) sposób taryfikacji biomasy, w których biomasa przechodzi przez złoże fluidalne lub reaktor ze złożem fluidalnym i ogrzewa się do określonej temperatury w środowisku utleniającym. Wysuszoną biomasę doprowadza się następnie do chłodnicy, gdzie temperatura produktu jest zmniejszana do około 37,8°C (100°F).There is known from the patent application EP2385096 (A2) a method of biomass tariffication, in which the biomass passes through a fluidized bed or a fluidized bed reactor and is heated to a certain temperature in an oxidizing environment. The dried biomass is then led to a cooler where the product temperature is reduced to about 37.8 ° C (100 ° F).
Znany jest ze zgłoszenia wynalazku EP2789677 (A1) sposób taryfikacji w dwuślimakowym reaktorze grzanym pośrednio za pomocą pęczka rur umieszczonych wewnątrz rury przenośnika ślimakowego. Odbiór gazów z taryfikacji odbywa się poprzez perforowaną górną część obudowy reaktora ślimakowego, który następnie może być wykorzystany do ogrzewania układu.It is known from the patent application EP2789677 (A1) a method of taring in a twin-screw reactor indirectly heated by means of a bundle of tubes placed inside the tube of the screw conveyor. Gases are collected from the taring process through the perforated upper part of the casing of the screw reactor, which can then be used to heat the system.
Znany jest ze zgłoszenia wynalazku EP2855643 (A1) sposób taryfikacji w reaktorze ze złożem cyklonowym. Sposób taryfikacji biomasy obejmuje przyjmowanie biomasy o określonej zawartości wilgoci. Biomasę ogrzewa się w zasadniczo obojętnej atmosferze w kontakcie pośrednim. Biomasa poddana toryfikacji jest następnie podawana w strumień gazów spalinowych, w zasadniczo obojętnym otoczeniu. Na wylocie otrzymuje się storyfikowaną biomasę ze zmniejszoną zawartością wilgoci.It is known from the patent application EP2855643 (A1) a method of tariffication in a cyclone bed reactor. The method of biomass tariffication involves accepting biomass with a specific moisture content. The biomass is heated in a substantially inert atmosphere in indirect contact. The torrefied biomass is then fed into the flue gas stream in a substantially inert environment. At the outlet, a stained biomass with a reduced moisture content is obtained.
Znany jest ze zgłoszenia wynalazku EP2905322 (A1) pionowy, płytowy grawitacyjny reaktor do toryfikacji. Reaktor do toryfikacji zawiera sekcję suszenia i sekcję toryfikacji, dostosowany do odbierania materiału biomasy z części podgrzewacza. Sekcja podgrzewania materiału i suszenia zawiera wiele płytek służących do podgrzewania biomasy rozmieszczonych równolegle względem siebie w celu ułatwienia przepływu materiału biomasy pomiędzy płytami podgrzewania pod wpływem siły grawitacji, każda z płyt podgrzewania umożliwia przepływ płynu z grzewczego za pośrednictwem płyty podgrzewacza do podgrzewania materiału biomasy. Sekcja toryfikacji zawiera wiele płytek podgrzewacza rozmieszczonych tak jak w sekcji suszenia w celu ułatwienia przepływu materiału biomasy pomiędzy płytami toryfikacji przez siłę ciężkości, ułożenie płyt ułatwia przepływ cieczy do sekcji toryfikacji przez płytkę do toryfikacji do podgrzewania materiału biomasy.A vertical plate gravity torrefaction reactor is known from the patent application EP2905322 (A1). The torrefying reactor comprises a drying section and a torrefying section adapted to receive the biomass material from the preheater part. The material heating and drying section comprises a plurality of biomass heating plates arranged parallel to each other to facilitate the flow of the biomass material between the heating plates by gravity, each heating plate allowing fluid from the heating to flow through the biomass material heating plate. The torrefying section comprises a plurality of preheater plates arranged as in the drying section to facilitate the flow of the biomass material between the torrefying plates by gravity, the arrangement of the plates facilitates liquid flow to the torrefying section through the torrefying plate for heating the biomass material.
Znany jest ze zgłoszenia WO2009094736 (A1) wynalazek dotyczący reaktora do ciągłej produkcji biowęgla mający w zasadzie pionową strukturę, zawierającą, kolejno od góry, strefę napełniania, strefę suszenia, strefę karbonizacji, strefę chłodzenia oraz strefę tłoczenia, przy czym strefa ładowania ma mniejszy przekrój poprzeczny niż strefa suszenia i ma zasięg do strefy suszenia, tworząc pierścieniową przestrzeń w pobliżu rozszerzenia, która to przestrzeń zawiera, w ściance strefy suszenia, wylot do przewodu wydobywania gazu do zawracania tych gazów do reaktora.There is known from the application WO2009094736 (A1) an invention relating to a reactor for the continuous production of biochar having an essentially vertical structure, comprising, successively from the top, a filling zone, a drying zone, a carbonization zone, a cooling zone and a pressure zone, the charging zone having a smaller cross-section than the drying zone and extends to the drying zone to form an annular space near the flare, which space includes, in the wall of the drying zone, an outlet to a gas extraction conduit for recycling these gases to the reactor.
Znany jest ze zgłoszenia WO2009124286 (A2) wynalazek śrubowego urządzenia do adiabatycznej toryfikacji, który może być stacjonarny albo mobilny. Przykład realizacji przedmiotowego wynalazku dotyczy komory toryfikacji w komorze mającej wlot do podawania biomasy i co najmniej jeden wylot z komory. Komorę prażenia można znacznie osłonić zewnętrzną obudową wyznaczającą zewnętrzną osłonę mającą wlot i wylot z osłony połączonej z wlotem i wylotem z reaktora. Zewnętrzny płaszcz i komora toryfikacji określają przestrzeń między nimi, tak że palnik połączony jest roboczo z wlotem do komory, a wylot funkcjonalnie połączony z wlotem w osłonie umożliwia odprowadzanie opar i uwalnianie ich z wnętrza komory toryfikacji w celu przemieszczania do zespołu palnika do spalania, a następnie przemieszcza się w przestrzeni pomiędzy osłoną i komorą toryfikacji w celu dostarczenia ciepła niezbędnego do adiabatycznej toryfikacji biomasy.It is known from the application WO2009124286 (A2) the invention of a helical device for adiabatic torrefaction, which can be stationary or mobile. An embodiment of the present invention relates to a torrefying chamber in a chamber having an inlet for feeding biomass and at least one outlet from the chamber. The roasting chamber may be substantially enclosed by an outer enclosure defining an outer enclosure having an inlet and an outlet from the enclosure connected to the inlet and outlet of the reactor. The outer jacket and the torrefying chamber define a space therebetween so that the burner is operatively connected to the inlet to the chamber, and the outlet operatively connected to the inlet in the jacket allows vapor to be drawn and released from inside the torrefying chamber for transfer to the burner assembly for combustion and then it moves in the space between the shield and the torrefying chamber in order to provide the heat necessary for the adiabatic torrefaction of the biomass.
Znany jest ze zgłoszenia WO2011123025 (A1) wynalazek dotyczący sposobu prażenia materiału biomasy w niskiej temperaturze w reaktorze bębnowym, obejmujący etapy: dostarczania rozdrobnionego materiału biomasy, podawanie wspomnianego drobnoziarnistego materiału biomasy, co najThe invention is known from the application WO2011123025 (A1) concerning the method of roasting biomass material at low temperature in a drum reactor, comprising the steps of: supplying particulate biomass material, feeding said fine-grained biomass material, at least
PL 233 490 B1 mniej jeden element grzejny, dla suszenia i podgrzewania materiału biomasy, podawanie wysuszonego materiału biomasy do reaktora do toryfikacji, przy czym reaktor jest wyposażony w płaszcz grzejny oraz w kierunku obwodowym, regularnie rozmieszczone rury chłodzenia wewnętrznego, przy czym te przewody chłodzące są tak skonstruowane, że podczas obrotu wspomnianego reaktora, będą w stanie ochłodzić materiał już poddany toryfikacji.There is less one heating element for drying and heating the biomass material, feeding the dried biomass material to the torrefying reactor, the reactor being provided with a heating jacket and in the circumferential direction, regularly spaced internal cooling pipes, said cooling conduits being so constructed that, during the rotation of said reactor, they will be able to cool the material already subjected to torrefaction.
Znany jest ze zgłoszenia wynalazku WO2011135305 (A1) sposób prażenia z surowca biomasy do produkcji biopaliw, obejmujący proces toryfikacji z wsadem biomasy w toroidalnym złożu fluidalnym, przy czym toroidalne złoże zawiera komorę reakcyjną z zasadniczo obwodowo skierowanym, wytwarzanym w nim, przepływem fluidalnym, aby spowodować ruch surowca biomasy szybko krążący wokół osi komory reakcyjnej w postaci zespołu toroidalnych pierścieni, oraz do podgrzania surowca biomasy, w którym płyn grzewczy stanowi gaz lub gazy wprowadzane do komory reakcji i w którym komorę utrzymuje się w atmosferze zubożałej w tlen.There is known from the application of the invention WO2011135305 (A1) a method of roasting from a biomass feedstock for the production of biofuels, comprising a torrefaction process with a biomass feed in a toroidal fluidized bed, the toroidal bed comprising a reaction chamber with an essentially circumferentially directed fluidized flow produced therein to cause movement of the biomass feed rapidly circulating around the axis of the reaction chamber as an assembly of toroidal rings, and to heat the biomass feed, wherein the heating fluid is a gas or gases introduced into the reaction chamber and wherein the chamber is maintained in an oxygen-depleted atmosphere.
Znany jest ze zgłoszenia wynalazku WO2012156769 (A1) segmentowy reaktor ślimakowy pracujący w trybie ciągłym, zasadniczo poziomo rozciągnięty rurowy reaktor z napędem przenośników ślimakowych i obrotowych multi-łopatkowych zaworów do grawitacyjnego zsypu podłączenia szeregowo odrębnych segmentów reaktora. Wynalazek umożliwia odzyskanie cennego octu drzewnego z pierwszego rurowego segment suszenia drewna, optymalizacji odzysku energii i redukcji efektu cieplarnianego. Wynalazek zwiększa ekonomikę procesu produkcji węgla drzewnego.Known from the invention application WO2012156769 (A1), a segmented screw reactor operating in a continuous mode, a substantially horizontally stretched tubular reactor driven by augers and rotary multi-vane valves for a gravity chute connected in series with separate reactor segments. The invention makes it possible to recover valuable wood vinegar from the first tubular wood drying segment, optimizing energy recovery and reducing the greenhouse effect. The invention increases the economics of the charcoal production process.
Znany jest ze zgłoszenia WO2012158116 (A1) wynalazek dotyczący sposobu i systemu do efektywnego prażenia biomasy. Przy czym wspomniany system zawiera pierwszą strefę nagrzewania, ewentualnie wstępnego suszenia, biomasy i izolowanej drugiej strefy dla toryfikacji podgrzanej biomasy. Druga strefa zawiera wlot połączony z wylotem z pierwszej strefy oraz środki do odprowadzania toryfikowanej biomasy umieszczonej w dolnej części drugiej strefy, tak że biomasa może przemieszczać się w dół przez drugą strefę za pomocą grawitacji. Środki do ogrzewania są umieszczone tylko w pierwszym obszarze, w drugim obszarze już nie.The invention is known from the application WO2012158116 (A1) concerning a method and system for efficient biomass roasting. This system comprises a first zone for heating, optionally pre-drying, biomass and an insulated second zone for torrefying the heated biomass. The second zone comprises an inlet connected to an outlet from the first zone and means for discharging torrefied biomass located in the lower part of the second zone such that the biomass can move downstream through the second zone by means of gravity. The heating means are only placed in the first area, not in the second area.
Znany jest ze zgłoszenia WO2015122688 (A1) wynalazek dotyczący układu do wytwarzania biowęgla i sposobu wytwarzania biowęgla, przy czym system zawiera: zbiornik do wstępnego ogrzewania surowców organicznych zawierających wodę, w tym odpadów żywnościowych; reaktor karbonizacji do nawęglania, metodę karbonizacji hydrotermalnej. Organiczny surowiec zawierający wodę ogrzewa się pośrednio w izolowanym zbiorniku przez urządzenie grzejne umieszczone wewnątrz i na zewnątrz reaktora do karbonizacji, pośrednie ogrzewanie reaktora następuje poprzez rurę grzewczą wewnątrz której przepływa podgrzewany olej.There is known from the application WO2015122688 (A1) an invention relating to a system for the production of biochar and a method for producing biochar, the system comprising: a tank for pre-heating water-containing organic raw materials, including food waste; carbonization reactor for carburization, hydrothermal carbonization method. The organic feedstock containing water is indirectly heated in an insulated tank by a heating device located inside and outside the carbonization reactor, indirect heating of the reactor is carried out by a heating pipe inside which the heated oil flows.
W układach z pośrednią wymianą ciepła niedogodnością jest często pojawiający się niewystarczający transfer ciepła do materiału toryfikowanego oraz problemy z nierównomiernym rozkładem ciepła, czego konsekwencją jest wytwarzanie niejednorodnie storyfikowanego materiału. W instalacjach fluidalnych z bezpośrednią wymianą ciepła wyżej wymieniony problem już nie występuje, jednakże niedogodnością jaka w nich się pojawia jest ograniczenie w rozmiarze cząstek toryfikowanego materiału. Poza tym, toryfikowany materiał musi być jednorodny. Ponadto, konieczne są na potrzeby fluidyzacji duże ilości wprowadzanego do reaktora gazu fluidyzacyjnego mieszającego się z torgazem co znacznie pogarsza parametry gazu pozyskiwanego z procesu toryfikacji.In indirect heat transfer systems, a drawback is the often insufficient heat transfer to the torrefied material and problems with uneven heat distribution with the consequence that non-uniformly storified material is produced. In fluidized bed plants with direct heat exchange, the above-mentioned problem does not arise anymore, however, the disadvantage that occurs there is the limitation in the particle size of the torrefied material. Besides, the torrefied material must be homogeneous. Moreover, large amounts of fluidizing gas mixed with torgas introduced into the reactor are necessary for the fluidization, which significantly deteriorates the parameters of the gas obtained from the torrefaction process.
Celem wynalazku jest rozwiązanie pozbawione powyższych wad. Celem wynalazku jest rozwiązanie pozwalające na pozyskiwanie jednorodnie storyfikowanej biomasy o wysokiej kaloryczności wraz z uzyskiwaniem gazu toryfikowanego o dużym stężeniu torgazu.The object of the invention is to solve the above-mentioned drawbacks. The aim of the invention is a solution that allows obtaining homogeneously storified biomass with high calorific value along with obtaining torrefied gas with high concentration of torgas.
Urządzenie do suszenia i toryfikowania substancji organicznych zbudowane z reaktora półkowego oraz połączonego z nim urządzenia grzewczego według wynalazku charakteryzuje się tym, iż reaktor półkowy zbudowany jest z komory suszenia wstępnego oraz umiejscowionej pod nią komory toryfikacyjnej, w której zamocowanych jest kilka, na różnych poziomach, półek wokół których zainstalowane są przenośniki zgrzebłowe, przy czym koniec każdego umiejscowionego wyżej przenośnika zgrzebłowego umiejscowiony jest nad początkiem przenośnika zgrzebłowego umiejscowionego pod nim, a na końcu najniższego przenośnika zgrzebłowego umiejscowiony jest zamocowany w spodzie komory toryfikacyjnej przenośnik wyprowadzający z reaktora toryfikowany materiał, a w komorze suszenia zamocowana jest półka obudowana przenośnikiem zgrzebłowym, nad którego początkiem znajduje się wylot zamocowanego w stropie reaktora podajnika doprowadzającego suszony materiał do reaktora, a na którego końcu umiejscowiony jest zamocowany w przedzielającej obie komory przegrodzie podajnik celkowy, którego wylot umiejscowiony jest nad najwyższym przenośnikiem zgrzebłowym komory toryfikacyjnej, pod półkami komory toryfikacyjnej przebiegają ogrzewające w sposóbThe device for drying and torrefying organic substances, built of a plate reactor and a heating device connected to it, according to the invention, is characterized by the fact that the plate reactor is made of a pre-drying chamber and a torrefying chamber located below it, in which several shelves are mounted at different levels. around which the scraper conveyors are installed, the end of each upper scraper conveyor is located above the beginning of the scraper conveyor located below it, and at the end of the lowest scraper conveyor there is a conveyor attached to the bottom of the torrefying chamber, which discharges the torrefied material from the reactor, and the drying chamber is mounted a shelf covered with a scraper conveyor, at the beginning of which is the outlet of a feeder mounted in the ceiling of the reactor, which supplies the dried material to the reactor, and at its end, a cell feeder, the outlet of which is located above the highest scraper conveyor of the torrefying chamber, under the shelves of the torrefying chamber, there are heating in a manner
PL 233 490 B1 pośredni biomasę kanały spalin, których wloty przed reaktorem połączone są z komorą cyklonową urządzenia grzewczego a wyloty przyłączone są do komory toryfikacyjnej i komory suszenia reaktora, przy czym w kanał łączący kanały spalin biegnące pod półkami komory toryfikacyjnej z komorą suszenia wbudowany jest wymiennik ciepła spaliny/powietrze, w którego drugi obieg wbudowany jest kanał powietrza zewnętrznego, który końcem wylotowym wprowadzony jest w kanał torgazu, którego wlot wbudowany jest w komorę taryfikacyjną, a wylot przyłączony do palnika urządzenia grzewczego, przy czym wprowadzony w kanał torgazu kanał powietrza zewnętrznego ma średnicę mniejszą od średnicy kanału torgazu oraz w kanale torgazu umiejscowiony jest współosiowo.Intermediate biomass flue gas ducts, the inlets of which in front of the reactor are connected to the cyclone chamber of the heating device, and the outlets are connected to the torrefying chamber and the reactor drying chamber, while an exchanger is built into the duct connecting the flue gas ducts running under the shelves of the torrefying chamber with the drying chamber hot flue gas / air, in which the second circuit is built into an external air duct, the outlet end of which is introduced into the torgas duct, the inlet of which is built into the charging chamber, and the outlet is connected to the burner of the heating device, the external air duct introduced into the torgas duct has with a diameter smaller than the diameter of the torgas channel and located coaxially in the torgas channel.
Dzięki wydzieleniu w reaktorze do toryfikacji sekcji suszenia uzyskano w rozwiązaniu według wynalazku możliwość bezpośredniego toryfikowania materiałów o dużej zawartości wilgoci bez konieczności stosowania dodatkowej instalacji do suszenia. W konstrukcji według wynalazku opary wilgoci odseparowane są od gazu z toryfikacji. Toryfikowanie biomasy w sposób pośredni oraz bezpośredni częścią zawracanego medium grzewczego jak w rozwiązaniu według wynalazku zapewnia równomierne nagrzewanie toryfikowanego materiału jak i uzyskanie paliwa wysoce jednorodnego. Doprowadzenie ciepła w sposób pośredni oraz bezpośredni zapewnia uzyskiwanie jednorodnego materiału oraz bezzakłóceniowy transport i usuwanie torgazu z reaktora co umożliwia jego bezpośrednie podanie do palnika, co z kolei stwarza możliwość prowadzenia procesu bez stosowania dodatkowego paliwa. Zastosowany w rozwiązaniu według wynalazku układ transportowy pozwala na dogodne kontrolowanie czasu trwania procesu i jest mało wrażliwy na zróżnicowanie pod kątem rozmiaru cząstek materiału podawanego toryfikacji co sprawia, że nie potrzebne są dodatkowe urządzenia do przygotowywania biomasy. Urządzenie według wynalazku jest odpowiednie do toryfikowania różnego typu biomasy.Due to the separation of the drying section in the torrefaction reactor, the solution according to the invention enables the direct torrefaction of materials with a high moisture content without the need for additional drying installations. In the construction according to the invention, the moisture vapor is separated from the torrefaction gas. The torrefaction of the biomass indirectly and directly as part of the recirculated heating medium, as in the solution according to the invention, ensures uniform heating of the torrefied material and obtaining a highly homogeneous fuel. Direct and direct supply of heat ensures homogeneous material and smooth transport and removal of torgas from the reactor, which enables its direct feeding to the burner, which in turn makes it possible to carry out the process without the use of additional fuel. The transport system used in the solution according to the invention allows for convenient control of the duration of the process and is insensitive to differentiation in terms of the particle size of the material to be torrefied, which means that no additional biomass preparation devices are needed. The device according to the invention is suitable for torrefying various types of biomass.
Przedmiot wynalazku został uwidoczniony na rysunku przedstawiającym schemat rozwiązania.The subject of the invention has been shown in the drawing showing the solution scheme.
Urządzenie do suszenia i toryfikowania substancji organicznych w przykładzie wykonania według wynalazku zbudowane jest z reaktora półkowego 1, w którym utworzona jest komora suszenia 1a wstępnego oraz umiejscowiona pod nią komora toryfikacyjna 1b. Komory 1a i 1b przedzielone są między sobą poziomą przegrodą 2. W komorze toryfikacyjnej 1b zamocowanych jest kilka półek 3 rozmieszczonych jedna pod drugą, na różnych poziomach wysokości. Wokół półek 3 zainstalowane są przenośniki zgrzebłowe 4, 5, 6, przy czym koniec, to jest część zsypowa każdego umiejscowionego wyżej przenośnika zgrzebłowego 4, 5 umiejscowiony jest nad początkiem, to jest częścią zasypową, przenośnika zgrzebłowego 5, 6 umiejscowionego pod nim. Na końcu, to jest bezpośrednio za najniższym przenośnikiem zgrzebłowym 6 umiejscowiony jest zainstalowany w spodzie komory toryfikacyjnej 1b chłodzony wodą przenośnik 7 wyprowadzający z reaktora 1 term icznie w nim obrabianą biomasę. Półki 3 wraz z przenośnikami zgrzebłowymi 4, 5, 6 naprzemiennie przylegają do tylnej i przedniej ściany reaktora 1. W komorze suszenia 1a reaktora 1 zamocowana jest półka 8 obudowana przenośnikiem zgrzebłowym 9, nad którego początkiem, to jest częścią zasypową, znajduje się celka 10a zamocowanego w stropie reaktora 1 podajnika 10 doprowadzającego biomasę do reaktora 1. Bezpośrednio przy końcu przenośnika zgrzebłowego 9 umiejscowiony jest, zamocowany w przegrodzie 2 rozdzielającej reaktor 1 na dwie komory 1a, 1b, podajnik celkowy 11, którego króciec wylotowy umiejscowiony jest nad początkiem, to jest nad częścią zasypową, najwyższego przenośnika zgrzebłowego 4 zainstalowanego w komorze toryfikacyjnej 1b. Pod półkami 3 komory toryfikacyjnej 1b przebiegają, ogrzewające w sposób pośredni transportowaną w reaktorze 1 biomasę, kanały spalin 12. Wloty kanałów spalin 12 przed reaktorem 1 połączone są z komorą cyklonową urządzenia grzewczego 13. Bezpośrednio za urządzeniem grzewczym 13 w kanały spalin 12 wpięte są klapy regulacyjno-zamykające 14 oraz czujniki temperatury 15. Przeprowadzone pod półkami 3 kanały spalin 12 za reaktorem 1 są wpięte w kolektor 16, od którego następnie odchodzi kanał 29 końcem wbudowany bezpośrednio w tylną ścianę komory toryfikacyjnej 1b oraz kanał 17 wbudowany w komorę suszenia 1a. W kanał 17 wpięty jest wymiennik ciepła 18 spaliny/powietrze, w którego drugi obieg wbudowany jest wyposażony w wentylator nadmuchowy 19 kanał powietrza zewnętrznego 20 wpięty w kanał torgazu 21, którego wlot wbudowany jest w komorę toryfikacyjną 1b a wylot przyłączony jest do palnika 13a urządzenia grzewczego 13. Wpięty w kanał torgazu 21 kanał powietrza zewnętrznego 20 jest wprowadzony w jego środek i ma mniejszą średnicę, co skutkuje inżektorowym zasysaniem gazu z sekcji toryfikacji, to jest z komory toryfikacyjnej 1b. Podgrzewanie prowadzonego do palnika 13a powietrza zewnętrznego w wymienniku ciepła 18 spaliny/powietrze eliminuje kondensacje smółek z torgazu w kanale torgazu 21. W komorę suszenia 1a wbudowany jest kanał 22 odprowadzania spalin do komina, w który wbudowany jestThe device for drying and torrefying organic substances in an embodiment according to the invention consists of a plate reactor 1, in which a pre-drying chamber 1a is formed and a torrefying chamber 1b located below it. The chambers 1a and 1b are separated by a horizontal partition 2. In the torrefaction chamber 1b there are several shelves 3 arranged one below the other at different height levels. Around the trays 3, there are scraper conveyors 4, 5, 6, the end, i.e. the chute part, of each upper scraper conveyor 4, 5 is located above the beginning, i.e. the charging part, of the scraper conveyor 5, 6 located below it. Finally, that is, directly downstream of the lowest scraper conveyor 6, a water-cooled conveyor 7 is installed in the bottom of the torrefying chamber 1b and discharges the thermally treated biomass from the reactor 1. The shelves 3 with the scraper conveyors 4, 5, 6 alternately adjoin the rear and front walls of the reactor 1. In the drying chamber 1a of the reactor 1 there is mounted a shelf 8 covered with a scraper conveyor 9, above the beginning of which, i.e. the charging part, there is a cell 10a attached in the roof of the reactor 1 of the feeder 10 supplying biomass to reactor 1. Immediately at the end of the scraper conveyor 9 there is located, fixed in a partition 2 separating the reactor 1 into two chambers 1a, 1b, a cell feeder 11, the outlet of which is located above the beginning, i.e. above a hopper part of the uppermost scraper conveyor 4 installed in the torrefying chamber 1b. Under the shelves 3 of the torrefying chamber 1b there are flue gas ducts 12, indirectly heating the biomass transported in the reactor 1, flue gas ducts 12. control and shut-off 14 and temperature sensors 15. The exhaust gas ducts 12 downstream of the reactor 1 led under the shelves 3 are plugged into the collector 16, from which then a channel 29 extends directly into the rear wall of the torrefying chamber 1b and the channel 17 built into the drying chamber 1a. A flue gas / air heat exchanger 18 is connected to the duct 17, the second circuit of which is built into a blower 19 external air duct 20 plugged into a torgas duct 21, the inlet of which is built into the torrefying chamber 1b and the outlet is connected to the burner 13a of the heating device 13. The external air channel 20 connected to the torgas channel 21 is inserted in its center and has a smaller diameter, which results in the injection of gas from the torrefying section, i.e. from the torrefying chamber 1b. Preheating of the external air led to the burner 13a in the heat exchanger 18 flue gas / air eliminates the condensation of meconium from torgas in the torgas channel 21. The drying chamber 1a has a built-in flue gas discharge channel 22, in which it is built
PL 233 490 B1 rekuperacyjny wymiennik ciepła 23 spaliny/powietrze, w którego drugi obieg wbudowany jest wyposażony w wentylator nadmuchowy 24 kanał powietrza zewnętrznego 25 wbudowany w komorę cyklonową urządzenia grzewczego 13. Poza tym, palnik 13a urządzenia grzewczego 13 połączony jest ze zbiornikiem paliwa rozpałkowego 26. Na wylocie chłodzonego podajnika 7 odprowadzającego storyfikowaną biomasę z reaktora 1 zainstalowany jest podajnik celkowy 27, którego wylot złączony jest ze zbiornikiem 28 storyfikowanego paliwa.A recuperative exhaust / air heat exchanger 23, in which the second circuit is integrated, is equipped with a blower 24, an external air duct 25 built into the cyclone chamber of the heating device 13. Moreover, the burner 13a of the heating device 13 is connected to the kindling fuel tank 26 At the outlet of the cooled feeder 7 discharging the storyified biomass from the reactor 1, a rotary feeder 27 is installed, the outlet of which is connected to the tank 28 of the storyified fuel.
Zasada działania urządzenia jest następująca, a mianowi cie wprowadzana do reaktora 1 biomasa poddawana jest wstępnie suszeniu w komorze suszenia 1a w temperaturze 120oC-200°C spalinami z recyrkulacji wprowadzanymi bezpośrednio do komory suszenia 1a kanałem 17 zza reaktora 1, to jest zza sekcji toryfikacji reaktora 1. W komorze suszenia 1a biomasa transportowana jest podajnikiem zgrzebłowym 9, na który wprowadzana jest podajnikiem 10 zainstalowanym w stropie reaktora 1. Z komory suszenia 1a wstępnie w nim osuszona biomasa wyprowadzana jest podajnikiem celkowym 11, którym transportowana jest do komory toryfikacyjnej 1b. W komorze toryfikacyjnej 1b biomasa w temperaturze 250°C-300°C jest toryfikowana, bądź w temperaturze do 600°C karbonizowana bezpośrednio i pośrednio spalinami pochodzącymi z urządzenia grzewczego 13. W komorze taryfikacyjnej 1b biomasa transportowana jest na coraz to niższy poziom przenośnikami zgrzebłowymi 4, 5, 6 rozmieszczonymi jeden pod drugim. W komorze toryfikacyjnej 1b biomasa ogrzewana jest pośrednio spalinami prowadzonymi kanałami spalin 12 rozmieszczonymi pod półkami 3 zabudowanymi przenośnikami zgrzebłowymi 4, 5, 6 oraz spalinami bezpośrednio wprowadzonymi do komory toryfikacyjnej 1b. Spaliny bezpośrednio wprowadzane do komory toryfikacyjnej 1b prowadzone są z urządzenia grzewczego 13 kanałami spalin 12 wcześniej w sposób pośrednio w komorze toryfikacyjnej 1b nagrzewającymi transportowaną podajnikami zgrzebłowymi 4, 5, 6 biomasę. Odprowadzane z komory suszenia 1a reaktora 1 do komina zawilgocone spaliny przepuszczane są przez rekuperacyjny wymiennik ciepła 23, w którym poprzez wykroplenie oddają ciepło prowadzonemu w drugim obiegu tego wymiennika 23 powietrzu zewnętrznemu prowadzonemu do komory cyklonowej urządzenia grzewczego 13. Palnik 13a urządzenia grzewczego 13 zasilany jest torgazem prowadzonym do niego kanałem torgazu 21 z komory toryfikacyjnej 1b. W kanał torgazu 21 wpięty jest doprowadzający do palnika 13a powietrze kanał powietrza zewnętrznego 20, w który wbudowany jest wymiennik ciepła 18 podgrzewający prowadzone do palnika 13a powietrze przeprowadzanymi przez jego drugi obieg spalinami. Podgrzewanie w wymienniku ciepła 18 prowadzonego do palnika 13a powietrza zapobiega kondensacji smółek z torgazu w kanale torgazu 21. Do palnika 13a na czas rozruchu doprowadzane jest paliwo rozpałko we ze zbiornika 26. Z reaktora 1 biomasa po przejściu przez sekcję suszenia i sekcję toryfikacji odprowadzana jest chłodzonym wodą przenośnikiem 7 do podajnika celkowego 27 wprowadzającego storyfikowane paliwo do zamkniętego zbiornika 28. Wpięty w kanał torgazu 21 kanał powietrza zewnętrznego 20 jest wprowadzony w jego środek i ma mniejszą średnicę, co powoduje inżektorowe zasysanie gazu z sekcji toryfikacji. Opalanie urządzenia grzewczego 13 gazem bezpośrednio pozyskiwanym z poddawanej prażeniu biomasy ma znacznie większą wartość opałową w porównaniu z innymi rozwiązaniami.The principle of operation of the device is as follows, namely, the biomass introduced into the reactor 1 is initially dried in the drying chamber 1a at a temperature of 120 ° C-200 ° C with the recirculation exhaust gas introduced directly to the drying chamber 1a through the duct 17 behind the reactor 1, i.e. from behind the section Reactor 1. In the drying chamber 1a, the biomass is transported by a scraper conveyor 9, onto which it is fed by a feeder 10 installed in the top of the reactor 1. From the drying chamber 1a, the pre-dried biomass is discharged from the drying chamber 1a through a cell conveyor 11, through which it is transported to the torrefying chamber 1b. In the torrefaction chamber 1b, the biomass is torrefied at the temperature of 250 ° C-300 ° C, or at the temperature of up to 600 ° C, it is carbonized directly and indirectly with the exhaust gases from the heating device 13. In the charging chamber 1b, the biomass is transported to lower and lower levels by scraper conveyors 4 , 5, 6 arranged one below the other. In the torrefying chamber 1b, the biomass is heated indirectly with exhaust gases guided by exhaust gas ducts 12 arranged under shelves 3 with built-in scraper conveyors 4, 5, 6 and with exhaust gases directly introduced into the torrefying chamber 1b. The flue gas directly introduced into the torrefying chamber 1b is led from the heating device 13 through flue gas ducts 12, previously indirectly in the torrefaction chamber 1b, heating the biomass transported with scraper conveyors 4, 5, 6. The moist flue gases discharged from the drying chamber 1a of the reactor 1 to the chimney are passed through a recuperative heat exchanger 23, in which, by condensation, they transfer heat to the external air led in the second circuit of this exchanger 23, led to the cyclone chamber of the heating device 13. The burner 13a of the heating device 13 is supplied with torgas a torgas channel 21 led to it from the torrefying chamber 1b. Connected to the torgas channel 21 is an external air channel 20 supplying the burner 13a, in which a heat exchanger 18 is built, heating the air led to the burner 13a through its second circuit with exhaust gases. Heating in the heat exchanger 18 of the air led to the burner 13a prevents the condensation of meconium from torgas in the torgas channel 21. The burner 13a is supplied with kindling fuel from the tank 26 during the start-up period. After passing through the drying section and torrefaction section, the biomass is discharged from the cooled reactor. with water via the conveyor 7 to the cell feeder 27 introducing the stained fuel into the closed tank 28. The external air conduit 20 connected to the torgas channel 21 is introduced in its center and has a smaller diameter, which causes the gas injection from the torrefying section. The combustion of the heating device 13 with gas obtained directly from the calcined biomass has a much higher calorific value compared to other solutions.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL42002916A PL233490B1 (en) | 2016-12-29 | 2016-12-29 | Device for drying and torrefaction of organic substances |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL42002916A PL233490B1 (en) | 2016-12-29 | 2016-12-29 | Device for drying and torrefaction of organic substances |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL420029A1 PL420029A1 (en) | 2018-01-03 |
| PL233490B1 true PL233490B1 (en) | 2019-10-31 |
Family
ID=60787919
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL42002916A PL233490B1 (en) | 2016-12-29 | 2016-12-29 | Device for drying and torrefaction of organic substances |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL233490B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL445715A1 (en) * | 2023-07-31 | 2025-02-03 | Politechnika Wrocławska | Method of hydrothermal carbonization of biomass |
-
2016
- 2016-12-29 PL PL42002916A patent/PL233490B1/en unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL445715A1 (en) * | 2023-07-31 | 2025-02-03 | Politechnika Wrocławska | Method of hydrothermal carbonization of biomass |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL420029A1 (en) | 2018-01-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2600351C2 (en) | Heat control devices and methods for fast thermal processing of carbon-containing material | |
| US10450523B2 (en) | Method and apparatus for torrefaction of biomass with a cyclonic bed reactor | |
| CA2979019C (en) | Biomass treatment process and apparatus | |
| EA026196B1 (en) | SYSTEM AND METHOD OF BIORASS TORRIFICATION | |
| KR102405860B1 (en) | Sludge treatment method and cement manufacturing system | |
| SI25600A (en) | Method and device for torrefaction of biomass | |
| US11060034B2 (en) | Process and reactor for continuous charcoal production | |
| RU2468061C2 (en) | Plant for production of charcoal | |
| PL227338B1 (en) | Method of processing biomasses to renewable fuel and a device for processing biomasses to renewable fuel | |
| CN206279066U (en) | A kind of low temperature continuous pyrolysis process the fixed bed reactors of sludge | |
| CN117448020A (en) | Biomass external-heat rotary pyrolysis heat supply process and system with chain structure | |
| RU2350864C1 (en) | Disk-type device for thermal treatment of bulk materials | |
| RU2721695C1 (en) | Method of processing organic material to produce synthetic fuel gas in a high-temperature ablation pyrolisis of gravitational type | |
| RU104672U1 (en) | SOLID WASTE PROCESSING PLANT | |
| RU96572U1 (en) | INSTALLATION FOR THERMAL PROCESSING OF SOLID FUEL MATERIALS | |
| WO2022153232A1 (en) | A system for processing biomass and a method thereof | |
| RU2170396C1 (en) | Method of drying hydrolyzed lignin and device for realization of this method | |
| KR101571780B1 (en) | Grain dryer using a biomass of combustion | |
| CN107245345B (en) | Pyrolysis reaction system and pyrolysis reaction method | |
| RU2378318C2 (en) | Method and device for thermal processing of solid fuel thus obtaining semicoke, gas and liquid products | |
| RU2771646C1 (en) | Plant for processing lignocellulose waste into coal briquettes | |
| RU2781054C1 (en) | Method for continuous pyrolysis of small-sized organic materials and apparatus for implementation thereof | |
| PL213825B1 (en) | Method for thermal utilisation of organic or inorganic wastes and the equipment to execute this method | |
| RU80847U1 (en) | INSTALLATION FOR PRODUCING WOODEN ACTIVE COAL | |
| CN202786125U (en) | Hot waste gas as-fired coal preheating and dewatering device |