TR201815603T4 - Pelet ya da briketlerin üretimi için bir metot. - Google Patents

Abstract

Mevcut buluş, odun, bambu, küspe, ekin sapı ya da ot ham maddeleri gibi odun özü içeren malzemeden pelet ve briket üretimi için bir metot ile ilgilidir.

Description

TARIFNAME PELET YA DA BRIKETLERIN URETIMI içiN BIR METOT Mevcut bulus, odun, bambu, küspe, ekin sapi ya da ot hammaddeleri gibi odun özü içeren malzemeden pelet ve briket üretimi için bir metot ile ilgilidir.

Son yillarda, çevreye ve özellikle "fosil" C02 emisyonuna sürekli olarak artan bir ilgi olmustur. Bu nedenle, “fosil” C02 emisyonlarini azaltmak için, fosil enerji kaynaklarindan (petrol, gaz, kömür ve kok) biyolojik ya da yenilenebilir enerji kaynaklarina geçisi saglamak için uluslararasi bir taahhüt vardir.

Odun yakit peletleri, biyoenerjinin en hizli büyüyen biçimlerinden biridir. Odun peletleri ve briketler de baska birçok uygulamaya sahiptir, ancak en yaygin kullanim alani yakit peletidir olarak kullanimdir. Günümüzde, özellikle Avrupa ve Kuzey Amerika'da çok sayida bitkiden büyük miktarlarda odun peletleri üretilmektedir.

Geleneksel olarak, ham maddeler, tipik olarak 3 mm'den küçük bir parçacik boyutu ve agirlik olarak % 50 ila % 55 arasinda tipik bir nispi nem içerigi ve planlama atölyelerinden, mobilya fabrikalarindan vb. artik ürünler olan hammaddelerden olusan, tipik bir nispi nem içerigi agirlik olarak % 10 ila % 18 araliginda olan talaslardir.

Mekanik proses Ince bgütme ve sikistirma dahil olmak üzere mekanik bir islem olan pelet üretmenin en yaygin metodun ana özellikleri sunlardir: Kurutma Agirlik olarak % 18 ila % 20'den daha fazla nispi nem içerigine sahip hammaddeler, peletlenmeden önce kurutulur. Bu malzemeler, günümüzde çogunlukla talas olan hammaddelerin büyük bölümünü olusturmaktadir. Kurutma genellikle, içine hammaddelerin sokuldugu ve içine yonga/ kabuk ya da benzerleri ile yakilan bir yakma tesisinden enjekte edilen baca gazlarinin bulundugu, baca gazlari temelinde dogrudan kurutma yapilan tamburlu kurutucularda gerçeklestirilir. Bununla birlikte, düsük sicaklikli kurutucular dahil olmak üzere çesitli tipte kurutucular kullanilmaktadir.

Ogütme Bir sonraki adim, 2 mm'den daha küçük tipik bir parçacik boyutuna kadar, ham maddelerin mekanik ince ögütülmesidir. Bu genellikle bir çarpmali degirmende (çekiçli degirmen) yapilir.

Malzeme daha sonra pelet preslerine geçirilir, burada peletleme tipik olarak malzemenin bir halka kalibi içindeki silindirik deliklerden sikistirilmasiyla gerçeklestirilir ve çikan sikistirilmis malzeme kesilerek pelet haline getirilir.

Sog utma Yüksek sicaklik ve yumusak bir kivama sahip olan yeni üretilen peletler daha sonra havanin geçtigi bir kap olan bir sogutucuya geçirilir, böylece peletlerin kontrollü bir sogutmasi elde edilir ve ayni zamanda ince tanelerin hacmi azaltilir. Tamamlanmis olan peletler daha sonra sogutucudan çikar.

Bu sekilde üretilen peletler için, 'Özellikle tasima ve yükleme islemlerinden sonra ince tanelerin (toz) hacmi arzu edilenden daha yüksektir. Bu nedenle, baglayici maddeler, daha 'önceden peletleme prosesi sirasinda, genellikle odun islemeden yan ürünler olan linyosülfonatlar belli bir dereceye kadar eklenmistir. Bununla birlikte, bu, arzu edilmeyen bir kimyasal madde ilavesi saglar. tarif eder. Briketler, peletler gibi ayni hammaddeden üretilmektedir. Peletler 6.8 ya da 12 mm tipik bir çapa ve 10 ila 20 mm arasinda bir uzunluga sahip iken, briketler daha büyüktür, tipik bir çapi 50 mm'dir ve uzunlugu 20 mm'den yukari ve 300 mm`ye kadardir. Briketler, halka kaliplarda üretilmemektedir, ham maddenin sikistirildigi ayri briket preslerinde üretilmektedir. Briketler tipik olarak peletlerden daha düsük hacimsel agirliga sahiptir.

Buhar patlamasi arasinda bir nispi nem içerigine kurutuldugu, daha sonra malzemeyi yumusatmak için malzemenin 200 ila 300 “C'de yeteri süre tutulmasi için buharin saglandigi bir reaktöre geçtigi, bundan sonra en az iki adimda bir basinçsizlastirilma gerçeklestirildigi, bu sekilde malzemenin "buhar patlatilmis" oldugu bir metot bilinmektedir. Malzeme daha sonra defibre edilir ve odun özü serbest birakilir.

Malzeme daha sonra yeni bir kurutma adimina geçmekte, bundan sonra malzeme istege bagli olarak peletlenmektedir. Bu metot, bugün ticari olarak kullanilan üretim metodudur.

Bu teknolojinin hala kullanimda olmasinin ana nedenlerinden birisi, teknik alanda, malzemenin bir basinç tankinda defibre olmasina imkan saglanmasi için malzemenin içinde % 30 ila % 45 arasinda bir degerde "yeterli nem kalintisinin" olmasi gerektigi, ve bu yüzden düsük nem seviyelerinde yeterli nemin olmadigi görüsüdür. NO aksine, % 30 ila % 45 arasinda bir nispi neme sahipken bile, basinç düsürülmesi ile defibrasyon için yeterli kalinti nemin oldugu belirtilmistir. Bu nedenle teknikte, asiri derecede düsük nem içeriginin, yani % 30'un altinda, yeterli bir kuvvette buhar patlamasi saglanmadigi varsayilmistir.

Ilave olarak, malzeme ile reaktörün kaçis borusu arasindaki sürtünmenin daha düsük nem seviyelerinde arttigi görülmüstür ve pratik deneyimler, deneylerde malzemelerin sorunlarinin oldugunu göstermistir.

Bundan baska, teknigin mevcut durumuna göre, bosaltma sonrasinda yogusmanin bir sonucu olarak malzemenin içindeki nem dagiliminin peletlenme için yeterli derecede düzgün olmasini saglamak amaci ile, hem buhar patlamasindan önce hem de onda sonra iki kurutma adimi kullanilmistir.

Yukaridaki metotlarda kullanilan sicaklik araliklarinda, malzeme hidrolize edildiginden, kisa bir zaman sonra, organik malzemenin kesin bir hidrolizi ve kuru maddenin arzu edilmeyen bir kaybi baslar, ve bu yüzden buradaki enerji içerigi, ya kurutma sonrasinda ya da peletlenme prosesindeki isitma sirasinda, kaybolur ya da oksitlenir. Teknigin mevcut durumundaki metotlar ile, bu kuru madde kaybi yüzde birkaçtir.

Bulusun özeti Bulus, ekteki istemlerde tanimlanmaktadir. "Odun özü içeren malzeme" terimi, örnek olarak odun, bambu, küspe, ekip sapi ya da ot gibi odun malzemeleri içeren, lignoselülozik maddeler, bulusta kullanilabilecek odun özü içeren herhangi bir malzeme olarak anlasilmalidir. Odun özü içeren malzeme, pudra, toz, talas, kirinti, kiymik, micir, rende talasi, döküntü ya da benzer parçaciklar gibi herhangi bir uygun ve islenebilir formda olabilir.

Metodun tercih edilen yapilanmalari, bagimli istemlerde belirtilmis olup, içerisinde bir yön bir metot ile ilgili olup, içerisinde malzeme, asagidakileri içeren gruptan seçilir: lignoselülozik malzeme, odun içeren malzeme, odun, bambu, küspe, ekin sapi ya da ot. Malzeme ayni zamanda asagidakileri içeren gruptan da seçilebilir: toz, testere tozu, talaslar, kiymiklar, kaba parçaciklar, micir, rende talaslari ya da döküntü.

Baska bir yönü ile bulus, reaktöre enjekte edilen buharin, isil islem sirasinda malzemenin nemini örnek olarak malzemenin nispi neminin 1 ila 5 arasinda yüzde birimi, 4 ila 5 arasinda yüzde birimi ve alternatif olarak 5 yüzde birimi gibi daha da düsüren asiri isitilmis doymamis buhar oldugu ile ilgilidir. Süper isitilmis doymamis buhar, örnek olarak reaktöre 350 °C'de ve 20 barda enjekte edilir.

Muhtemelen, islem gören malzeme ayni zamanda, bir (d2) adiminda, (d) ve (e) adimlari arasinda, reaktörden bosaltilabilir ve buharin malzemeden ayrildigi bir alici tank ya da siklonda alinabilir, bu sayede buhardan gelen yogusma mümkün olan en az miktarda proseste ya da üründe ilave nem olarak getirilebilir. Ayrica, islem gören malzeme, tercihen (d2) adimindan sonra, (d) ve (e) adimlari arasindaki bir (d3) adiminda islem görmüs ya da islem görmemis ilave odun özü içeren malzeme ile karistirilabilir.

Malzeme, bir yapilanmada, (b) reaktör adimina geçmeden önce agirlik olarak % 5 ila nem içerigine kadar kurutulabilir. Reaktördeki tutulma süresi 1 ila 12 dakika arasinda bir aralikta olabilir.

Bir yapilanmada, reaktörün son basinç düsürmesi, buhar patlamasi ile aniden gerçeklesir, bu sayede malzeme yumusatilmis olur, öte yandan diger bir yapilanmada, reaktörün basinçsizlastirilmasi, buhar patlamasi olmaksizin yavas yavas gerçeklesir.

Malzeme, 25 mm gibi bir uzunluga sahip olan selüloz micirlari gibi kaba parçacikli olabilir. Malzeme, ayni zamanda reaktör adimindan önce, örnek olarak 3 mm'den daha kisa bir uzunluga sahip toz ya da testere talasi ya da daha ince bölünmüs malzeme gibi ince sekilde bölünebilir.

Muhtemelen, karistirilmis odun özü içeren malzeme, agirlik olarak % 18'den az bir nem içerigine ve/ veya 2 mm'den küçük tipik bir parçacik boyutuna sahiptir.

Baska bir yönüyle bulus, yukaridaki gibi bir metot ile ilgili olup; içerisinde metot, (f) peletlerin ya da briketlerin, içinden, ince tanelerin hacimlerinin azaltilmasi amaci ile, peletlerin ya da briketlerin kontrollü sogutulmasi için havanin geçirildigi bir sogutucudan geçirilmesi.

Baska bir yönüyle bulus, yukarida tarif edildigi gibi üretilen pelet ya da briketler ile ilgilidir. Peletler ya da briketler agirlik olarak % 5 ya da daha az, ya da % 2 ya da daha az bir nispi nem içerigini içerebilirler ve muhtemelen 5.0 MWh/ton ya da daha fazla, ya da 5.2 MWh/ton ya da daha fazla bir enerji içerigine sahip olabilirler.

Kurutma Kullanilacak malzeme daha önceden kurutulmus ya da agirlik olarak % 20'den daha az bir nispi nem içerigine sahip olan ve bu nedenle kurutma gerekmeyen bir malzeme olabilir. Eger nem % 20'nin üzerindeyse, malzeme prosesin bir adimi olarak kurutulur. Reaktöre beslenen malzeme böylece teknigin mevcut durumunda daha önce kullanilmis olandan daha düsük bir nem içerigine sahiptir. Mevcut bulus, kurutma sonrasi, teknigin mevcut durumunda % 30 ila % 45 arasinda olan nem içerigine karsilik % 0 ila % 20 arasinda bir nem içerigi açiklar, böylelik ile, açiklandigi üzere, teknikte var olan önemli engellerin üstesinden gelmektedir. Malzemedeki azalmis nem, reaktörde daha düsük buhar tüketimi ile sonuçlanir ve bu da daha düsük üretim maliyetleri saglar. Reaktöre giren malzemenin nispi nem içerigi, tercihen agirlik olarak % 5 ila 15 arasinda ya da agirlik olarak % 2 ila % 12 araligindadir.

Malzemeyi bulusa göre bir araliga kadar kurutmak suretiyle, yukarida bahsedilen peletleme ile iliskili olarak nem dagilimindaki dengesizlik problemlerinin ortadan kaldirildigi çok az yogusma olacaktir. Böylelikle kurutma, teknigin mevcut durumunda oldugu gibi (buhar patlamasindan önce kurutmayi ve malzemenin pelet presine geçmesinden önce kurutmayi içeren) iki adim yerine bir adimda (buhar patlamasindan önce) gerçeklestirilebilir, bu da daha önceki gibi iki kurutma adimi kullanilmasi durumuna göre önemli ölçüde daha düsük yatirim maliyetlerine neden Nihai üründeki nemi azaltmak için, islenmis malzemenin buhar patlamasindan sonra daha da kurutulmasi mümkündür, bu reaktördeki nem içerigi eger % 0 ila % 30 araliginin üst yarisinda ise, ana akimdir.

Bazi kurutma islemi, örnek olarak yukaridaki metodun (d) adimindan sonra oldugu gibi, kuru doymus buhar yerine, reaktöre asiri isitilmis (doymamis) buhar enjekte edilerek gerçeklesebilir. Bu, buhar doymus hale gelene kadar kuru malzemenin buharlasmasina ve reaktörde islendikten sonra malzemedeki nemin, sadece doymus buharin enjekte edilmesinden daha düsük olmasina neden olacaktir. 200 ila 300 °C arasindaki bilinen araliklar ile karsilastirildiginda, islem için sicaklik araligini 180 ila 235 cC arasi ile sinirlandirarak, 235 °C'nin üzerinde gerçeklesen malzemede istenmeyen reaksiyonlar da önlenmis olurken, ayni zamanda enerji tüketimi ve özellikle buhar üretimi ile alakali operasyonel olarak optimum sicakliklar arasinda kalinmis olur.

Reaktördeki tutulma süresi 1 ila 12 dakika arasindadir.

Basinç azaltma Reaktördeki basincin azaltilmasi asagidaki durumlarda gerçeklesir: (1) son basinç düsüsünün aniden gerçeklesmesi, böylece malzemenin defibre edildigi ve odun özünün serbest birakildigi bir buhar patlamasi elde edilmesi; (2) bu düsüsün kendiliginden malzemenin defibrasyonu ile sonuçlanmadigi kademeli bir düsüs olup, fakat içerisinde odun özünün malzemenin yukarida belirtilen 180 ila 235 °C arasinda bir sicaklikta yeterli süre boyunca isitilmis olmasi nedeni ile yine de salinmis olmasi durumunda.

Metot (2), malzemenin reaktördeki islemden önce nispeten ince bir sekilde bölünmesi (örnek olarak, 3 mm'den daha az tipik bir uzunluga sahip testere talasi, veya daha ince bir sekilde bölünmüs malzeme) durumunda en uygun olanidir, buna karsilik metot (1) daha kalin parçaciklar oldugunda (örnek olarak, tipik uzunlugu 25 mm olan selüloz micirlari) tercih edilir. Bunun nedeni, metot (1) ile, ham maddelerin selüloz micirlarinin büyüklügünde olmasina ragmen, bir reaktörde islemden sonra mekanik ince ögütme islemine gerek olmamasidir. Bununla birlikte, eger metot (2) kullanilirsa, eger malzeme baska bir mekanik ögütme olmaksizin dogrudan peletlesmeye geçebiliyorsa. ham malzemeler selüloz micirlarindan daha ince bölünmüs olmalidir.

Metot (2)'de gerçeklesen defibrasyon, teknigin mevcut durumunda daha az önemli olmakla birlikte, daha düsük kalinti nem içerigine sahip bir malzeme kullanilarak, peletleme için hala yeterlidir.

Eger malzeme önceden yeterince ince bir sekilde bölünmüsse, metot (1) ile, buhar patlamasinin olmadigi, sadece reaktörde malzemenin buhar ile bir isil isleminin oldugu böylesi bir kademeli basinç azaltilmasi ile yeterince iyi bir sonuç elde edilir.

Buhar patlamasi ile defibrasyon, peletleme için uygun malzemenin üretilmesinde birincil öneme sahip olan parametrelerden sadece biridir. Testler, sicakliktaki bir artisinin ve özellikle de tutulma süresindeki bir artisin, malzemenin buhar patlamasiyla ayrilmasini kolaylastirmakla kalmayip ayni zamanda malzemeyi daha yumusak hale getirdigini ve buhar patlamasi olmadan bile daha fazla salinan odun özü verdigini ve böylece malzemenin peletleme için daha uygun hale getirdigini göstermektedir.

Reaktör ve bununla baglantili ekipmanin tasarimi, malzeme düsük nem içerigine sahip oldugunda desarj edilmesine izin verir. Son adimda ani bir basinç düsüsü (buhar patlamasi) olmadan bile bosaltilabilmesi için reaktörün donatilmasi oldukça mümkündür.

Peletleme - briketleme Son olarak, islem gören malzeme, istege bagli olarak diger odun özü içeren malzeme, örnek olarak buhar ile patlatilmamis odun özü içeren malzeme, ile karistirildiktan sonra peletlenir. Muhtemelen, karistirilmis odun özü içeren malzemenin faydali olmasi açisindan, agirlik olarak % 18'den daha yüksek bir nem içerigine sahip olmamasi 2 mm'den daha büyük tipik parçacik boyutuna sahip olmamasi gerekir. Alternatif olarak, islem görmüs malzeme bir briket presinde pelet haline getirilmek yerine briketlenebilir.

Mevcut bulus kullanilarak, nemdeki erken ve büyük azalma, organik malzemenin isi ile indüklenen hidrolizinin daha geç baslamasi ve bilinen metotlardakilerden daha zayif olmasi ile sonuçlanir. Dolayisi ile, mevcut bulus, teknigin mevcut durumunda bir problem olan kuru madde kaybini azaltmaktadir.

Günümüzde peletlerdeki normal nem % 8 ila % 10 arasindadir ve pratikte nem içerigi malzemenin pelet haline getirilmesinde, belirli bir nem içeriginin gerekli olmasidir.

Mevcut bulus sayesinde, pelet ya da briketler, % 2 ve daha düsük bir nem muhtevasi ile elde edilebilmekte olup, bunlar, buhar ilepatlatilmis agaçtan hazirlanan diger bilinen peletler ile ayni iyi baglama 'özelliklerine sahiptir.

Bugünün peletleri % 8'lik bir nem içerigine sahipken ve 4.8 MWh/tonluk bir enerji içerigine sahipken, mevcut bulus ile elde edilmis olan % 2'lik nem içerigine sahip olan peletler ya da briketler 5.2 MWh/tonluk bir enerji içerigine sahiptir, ve % 5 hemde enerji içerigi 5.0 MWh/tondur. Bu, tasima ve depolama ile baglantili olarak büyük bir avantajdir ve ayni zamanda yanma odalarindaki yüksek bir enerji konsantrasyonunun bir sonucu olarak yanma tesislerinde daha yüksek bir çikti elde edilebilir.

Bulus ayni zamanda odun peletleri ve briketlerin mekanik üretimi ile karsilastirildiginda bir takim avantajlara da yol açar. Pelet üretimi için mekanik isleme kiyasen avantajlar daha yüksek kalitede ve daha yüksek kapasitede olmasinda bulunur. Daha yüksek kalite, daha `Önceden elde edilen pulpalari çok asan baglanma özelliklerine sahip olan isleme tabi tutulmus pulpayi içerir ve peletlerin gelistirilmis baglanma özellikleri, daha düsük bir ince tane miktarini (toz) ve daha iyi bir birlesmeyi saglar. Ayni elektrik tüketimi ile pelet preslerinin ya da briket presinin daha yüksek kapasitesi, mevcut bulustaki pulpanin daha yumusak bir kivama sahip olmasi ve mekanik olarak ince ögütülmüs oduna göre peletlemenin daha kolay olmasi ve peletlerin ya da briketlerin dökme birim agirliginin ayni zamanda elektrik tüketimini arttirmadan arttirilabilmesi ile elde edilir.

Mekanik üretim tarafindan üretilen peletler ve briketler ile karsilastirildiginda bir baska önemli avantaj, bulusa göre hazirlanan peletlerin neredeyse hiç higroskopik olmamasidir. Mekanik olarak üretilen peletler ve briketler nemi çok kolay emer ve bu yüzden kuru kosullarda depolanmasi ve tasinmasi gerekir. Su ile temas ettikleri takdirde, formlarini kaybedecek ve bir agaç tozu ya da testere talasi seklini alacaklardir. Bulusa göre olan peletler ve briketler, diger taraftan, su ile ya da nem ile temasin bir problem olmadigi sekilde tasinabilirler ve yüklenebilirler; sekillerini korurlar ve ancak çok uzun bir zaman sonra çok az bir dereceye kadar su emerler.

Bu, diger hususlarin yani sira pratikte, odun peletlerinin ve/ veya briketlerin, bir ilave yakit olarak kullanildigi bir kömür yakma tesisindeki hali hazirda kömür için mevcut olan ayni depolama ve tasima olanaklarinin bu bulusun pelet ve briketleri ile birlikte kullanilmasinin mümkün oldugu anlamina gelmektedir. Diger yandan, mekanik olarak üretilmis peletler ile, depolama ve nakliye sirasinda kuru islemeyi saglamak için ayri tesisler saglanmalidir. Pelet tesisleri için, bu bulus ayni zamanda depolama tesislerinin bugünden çok daha ucuza üretilebilecegi anlamina gelir.

Mevcut bulus, bu nedenle, yukarida açiklandigi gibi gelistirilmis bir ürün elde eden gelistirilmis bir metot saglar. Bulusa göre saglanan metot, günümüzde peletleme için ne buhar patlamasi ne de buhar ile yükseltilmis sicaklik islemi kullanan mevcut pelet ya da briket tesislerine yerlestirilebilir.

Bulusun Detayli Açiklamasi Bulusun kapsamini sinirlandirma amaci tasimayan asagidaki örnek yapilanmalarin bir açiklamasi asagida yer almaktadir. ggizimler Sekil 1, sicakligin iki ayri isleme süreci için zamana karsi çizildigi bir grafigi göstermektedir.

Yapilanma 'Örnekleri Ham maddeler herhangi bir odun özü içeren malzeme olabilir. Yapay olarak ya da dogal olarak kurutulmamis ham maddeler normal olarak agirlik olarak % 45 ila % 55 arasinda nispi nem içerigine sahipken, dogal olarak kurutulmus ham maddeler tipik olarak agirlik olarak % 15 ila % 35 arasinda bir oranda, hatta agirlik olarak % 28 ila Bulusa göre avantajli bir metot asagidaki adimlari içerir: (a) Agirlik olarak % 20'den fazla nispi nem içerigine sahip ham maddeler, agirlik olarak % 0 ila % 20 arasinda bir nispi nem içerigine kurutulur. Bu, tipik olarak, baca gazlarinin enjekte edildigi bir tamburlu kurutucuda dogrudan kurutma olarak yapilir, ancak diger kurutma metotlari da kullanilabilir. (b) Ham maddeler daha sonra kurutma adimindan direkt olarak ya da ara depolamadan sonra, ham maddelerin isi ile islendigi, istege bagli olarak buhar ile patlatildigi bir reaktöre geçirilir. Bu, ham maddelerin reaktöre sokulmasindan sonra gerçeklesir, micirlar için doldurma valfi kapatilmakta ve sicaklik 180 ila 235 cC arasinda olana kadar ve örnek olarak 20 barlik bir basinca ulasana kadar reaktöre buhar enjekte edilmektedir. Normal olarak, doymus sulu buhar, kurutma adiminda, yukarida verilen aralikta bir sicaklikta kullanilir. Bununla birlikte, mevcut bulusta, reaktöre verilen buharin asiri isitilmis (doymamis) bir buhar olmasi durumunda, malzemenin neminin isil islem sirasinda daha da azaltilabilecegi bulunmustur. (c) Bu sicaklik daha sonra 1 ila 12 dakika arasinda korunur. (d) Daha sonra bir ya da daha fazla adimda bir basinç düsüsü gerçeklestirilir.

Son basinç düsürmede, basinç atmosfer basincina indirgenir ve isleme tabi tutulan malzeme reaktörden bosaltilir.

Malzeme daha sonra, içeriye giren ham maddeden önemli ölçüde daha yumusak bir kivama sahip bir pulpaya, ham maddelerin odun olmasi durumunda bir kahverengi renkli "odun pulpasi", çevrilir. Eger son basinç düsüsü, ani bir basinç düsüsü olarak gerçeklesirse, bu geleneksel anlamda bir buhar patlamasidir. Eger son basinç azaltma kademeli ve ihtiyatli bir sekilde gerçeklesirse, malzemeyi defibre eden hiçbir buhar patlamasi olmaz, ancak yine de malzeme daha yumusak bir kivama ve karakteristik bir kahverengi renge sahip olur. Kahverengi renk, odun özünün yumusatilmasindan ve kismen yukarida bahsedilen sicaklik araliginda tutulma yolu ile serbest birakilmasindan kaynaklanmaktadir. (d2) Muhtemel olarak, reaktörden bosaltilan pulpa, buharin pulpadan ayrildigi bir alici tankta ya da siklonda alinabilir, böylece buhardan gelen minimum yogunlasma suyu islemde ya da üründe ilave nem olarak kalir. (d3) Daha sonra malzeme istege bagli olarak bir çarpmali degirmen içinde peletleme için uygun bir parçacik boyutuna ögütülmüs kurutulmus ham maddeler ile karistirilir. Istege bagli olarak karistirilmis odun özü içeren malzemenin faydali olmasi açisindan, agirlik olarak % 18'den daha yüksek bir nem içerigine sahip olmamasi, 2 mm'den daha büyük tipik parçacik boyutuna sahip olmamasi gerekir. Bu karisik pulpa ya da istege bagli olarak karistirilmamis malzeme daha sonra peletleme ya da briketlemeye geçirilir. (e) Malzeme (karisik kütle ya da muhtemelen karistirilmamis malzeme) daha sonra peletlemenin tipik olarak malzemenin bir halka kalip içindeki silindirik delikler boyunca preslenmesi ve disari çikan preslenmis malzemenin pelet olacak sekilde kesilmesi, ya da malzemenin alternatif olarak briketleme preslerinde brikelere preslenmesi seklinde gerçeklestigi pelet ya da briket preslerine geçirilir. (f) Yüksek bir sicaklik ve yumusak bir kivama sahip olan yeni üretilen peletler ya da briketler daha sonra tercihen havanin geçtigi bir kap olan bir sogutucuya geçirilir, boylece peletlerin kontrollü bir sogutmasi elde edilir ve ayni zamanda ince tanelerin hacmi azaltilir. Tamamlanmis olan peletler! briketler daha sonra sogutucudan çikar.

Mevcut bulusta, reaktördeki islem çesitli yollarla optimize edilebilir. Temel iliskiler su sekildedir: - Eger reaktörün sicakligi artarsa, tutma süresi azaltilabilir; eger sicaklik düsürülürse, tutma süresi arttirilmak zorundadir. Sicakligi artirarak, kapasite daha kisa bir tutma süresi vasitasi ile artirilabilir.

- Içeri giren nem ne kadar düsük olursa, buhar tüketimi o kadar az olur ve enerji tüketimi 0 kadar az olur ve buharin dolma süresi 0 kadar kisalir, dolayisi ile üretim kapasitesi 0 kadar yüksek olur.

- Eger parçacik büyüklügü artirilirsa, sicaklik ve/ veya tutma süresi artirilmalidir.

Optimum islem kosullari farkli tipteki odun özü içeren malzemeler için, hatta farkli tiplerdeki odunlar için bile, farklidir. Münferit malzeme tipleri içinde yerel varyasyonlar (digerlerinin yani sira, büyüme kosullarina göre) vardir, bu da proses kosullarinin optimizasyonunun, tek tek tesis için yapildiginda en iyi sonuçlari verdigi anlamina Sekil 1'de, isleme parametreleri arasindaki iliski ya da bagimlilik prensipleri, belirli bir malzemenin islenmesi için iki farkli yol için, bu durumda belirli bir basinçta sicaklik ve tutma süresi için gösterilmektedir. Egri A "Hafif isleme", belirli bir malzemenin tüm sicaklik ve tutma süreleri kombinasyonu için, isleme derecesi yaklasik aynidir, yani pelet firinlari gibi bazi piyasalar optimal olabilen yumusak bir islemdir. Buna uygun olarak, Egri B "Yogun islem", belirli bir tutulma süresi için her zaman "hafif isleme" kiyasla daha yüksek bir sicaklikta isleme tabi tutulan ve daha siddetli islemi içeren dökme gereçler gibi diger pazarlar için optimal olabilen daha güçlü bir islemi saglayan parametreleri temsil eder. Bir "agir isleme" isleminde islenen peletler/ briketler, bir "hafif isleme" ile isleme tabi tutulan peletlerden/ briketlerden daha yüksek bir dökme birim agirligina sahiptirler.

Eger ham maddenin partikül büyüklügü artarsa, egriler, ayni derece isleme saglamak için semada disa dogru, yani merkezden uzaklasacaktir.

Farkli ham madde türleri için, tutma süresi ve sicakliktaki degisim genellikle egrilerin ayni tipteki seklini ya da yolunu izleyecektir. Bununla birlikte, yer degistirme, her tür malzeme için ve farkli odun türleri için oldugu gibi alt malzeme türü için farkli olacaktir. Egri, ayni yapiya, ancak diyagramda farkli bir pozisyona ve bir sekilde farkli bir yola sahip olacaktir. Ornek olarak, yumusak ve sert odun için egrilerde önemli farkliliklar ve hatta ladin/ köknar ve çam arasinda belirli bir fark vardir. Çam egrisi örnek olarak ayni derece isleme için merkeze göre ladin/ koknar egrisinden daha uzaga dogru olacaktir.

Ornek olarak, küçük bir üretici buhar için mümkün olan en düsük basinç ve sicaklik araliklarinda çalismayi tercih edebilir, böylece daha az maliyetli buhar ekipmani kullanilabilir ve çogu üretici için daha yüksek sicakliklar daha karli olmasina ragmen, operatörler için güvenlik ve yetkinlik daha az sikidir. Düsük sicaklik/ basinçta çalismak için gerekli olan daha uzun tutma süresi, üretim kapasitesini azaltir. Yine de, örnek olarak buharin sinirli olmasi durumunda bu tercih edilebilir. Ayni zamanda 180 “C gibi dü sük sicakliklarda daha uzun tutulma süresi, islem 180 oC'de ba sladigi ve sicaklik 180 °C'nin üstünde tutuldu gu sürece devam ettigi için, islemin baslatilmasi ya da sonlandirilmasi gibi sadece belirli bir süre için de kullanilabilir.

Pelet ve briket üretimi için bir mekanik isleme kiyasen avantajlar daha yüksek kalitede ve daha yüksek kapasitede olmasinda bulunur. Daha yüksek kalite, odunun daha önce herhangi bir buhar patlamasi olmaksizin mekanik olarak sikistirildigi zaman sahip oldugu baglama özelliklerini asan dogal baglama özelliklerine sahip olan buhar ile patlatilmis/ isil islem görmüs pulpada olusur. Bunun nedeni, selüloz, hemiselüloz ve odun özünün bir dereceye kadar salinmasidir. Buhar ile patlatilmis pulpanin herhangi bir eklenmesi olmaksizin buhar ile patlatilmis pulpanin peletlenmesi sirasinda en iyi baglanma Özellikleri elde edilir. Tamamen mekanik olarak inceltilmis olan odundan üretilmis olan peletler/ briketler ile mukayese edildiginde, mevcut bulusun örnek olarak odun, ve nemli patlatilmis! isil islem görmüs pulpasi gibi bir dizi mekanik olarak ince ögütülmüs odun özü içeren karisimdan üretilen peletler için baglama özelliklerindeki artis, yine de, çok büyüktür, bu da pelet/ briket piyasasinin büyük kismi ile ilgili olarak kalitede yeterli bir artisi saglar. Gelistirilmis baglama özellikleri, daha düsük hacimde ince tanelere ve daha iyi yapismaya yol açar. Bu, peletlerin en merkezi kalite kriterlerinden biridir. Ayni elektrik tüketimi ile pelet preslerinde ve briket presinde daha yüksek kapasite, buhar ile patlatilmis pulpanin daha yumusak bir kivama sahip olmasi ve mekanik olarak ince ögütülmüs oduna göre peletlenmek için daha hazir olmasi neden iledir, ve ayni zamanda elektrik tüketimini arttirmadan peletlerin ve briketlerin dökme birim agirligini arttirmak mümkündür.

Buhar ile patlatilmis/ isil islem görmüs pulpanin örnek olarak odun gibi diger odun özü içeren malzemelere pelet / briketlerdeki optimal karisim orani, her bir tesis için genellikle farkli olan birkaç faktöre baglidir. Kullanilan odun gibi odun özü içeren malzemenin türü, genel olarak tesisteki ham maddelerin mevcudiyeti gibi önemli bir faktördür. Elektrik maliyetleri ve reaktör prosesinde kullanilan termal enerji arasindaki iliski de ayni zamanda önemlidir, çünkü buhar ile patlatilmis pulpa ile karistirilan kisim, bir çarpmali degirmende daha önceden ince bir sekilde ögütülür, bu da elektrik enerjisi gerektirir. Ayni zamanda, kaliteyi arttirmanin nispi önemi farkli olabileceginden, ürünlerin, peletlerin veya briketlerin hedeflendigi piyasalar da büyük önem tasimaktadir. Bazi piyasalar için, hiçbir seyin karistirilmamasi, yani yalnizca patlayan pulpanin ve/ veya sadece isi ile islenmis pulpanin kullanilmasinin optimal olacakken, diger piyasalarda ise % 20 ila % 25 arasinda bir karisim optimal olacaktir.

Diger durumlarda, agirlik olarak sadece % 10 ila % 20 arasinda bir oranda buhar ile patlatilmis/ isil islem görmüs pulpa ve agirlik olarak % 80 ila 90 arasinda bir oranda odun gibi buhar ile patlatilmamis odun özü içeren malzeme kullanilabilir.

Buhar ile patlatilmis/ isil islem görmüs pulpanin kivami da pelet/ briketlerin kalitesi ve dolayisi ile hangi karisim oranlarinin optimal oldugu üzerinde bir etkiye sahiptir. Ham maddelerin/ malzemenin reaktöre girdikten sonraki partikül büyüklügü, içeri giren ham maddenin, testere talasi oldugu zaman kahverengi bir toz haline gelip gelmeyecegi ya da pulpanin yumusak olan daha uzun lif demetleri ile kuru parçalanmis turba gibi bir kivama sahip olup olmayacagi konusunda belirleyicidir.

Son tip pulpadan elde edilen peletler/ briketler, testere talasindan yapilan buhar ile patlatilmis pulpadan daha az miktarda ince taneler tasidiklari için daha da iyi özellik saglarlar. Bu tip pulpa yapmak için, reaktördeki içeri giren ham maddenin testere talasi için tipik parçacik boyutundan çok daha büyük olmasi gerekir ve bazi tip odun özü içeren malzemeler bu tür pulpayi üretmek için digerlerinden daha uygundur.

Mevcut metotta, ham maddelerdeki buhar ile patlatilmak/ isil islem görmek üzere reaktöre girdiklerindeki nem (agirlik olarak % 0 ila % 20 arasinda), teknigin mevcut durumundakinden (agirlik olarak % 30 ila % 45 arasinda) önemli ölçüde daha düsüktür. Bu, malzemeyi verilen sicakliga isitmak için gerekli olan reaktördeki buhar tüketiminin daha düsük oldugu anlamina gelir, bu da daha düsük üretim maliyetlerine neden olur. Düsük buhar gereksinimleri ayni zamanda, buhar için daha kisa dolum süresi ve basinç azaltma süresi saglar, bu da birim zaman basina daha fazla sayida parça ya da parti verir. Bu, belirli bir büyüklükte bir reaktörde daha yüksek üretim kapasitesi anlamina gelir.

Mevcut bulusta, tercihen, baslangiç neminden bagimsiz olarak sadece bir tane istege bagli kurutma adimi bulunmaktadir ve pulpanin, pelet haline getirilmeden önce kurutulmasi gerekmemektedir. Bununla birlikte, kütle, bu tür bir isil islem için yaygin olan doymus buhar yerine, isil islem sirasinda reaktör içinde asiri isitilmis (doymamis) buhar kullanilarak mevcut bulusa göre kurutulabilir. malzemeden su çekilecek ve reaktördeki atmosferin sicakligi, denge kosullarini elde etmek üzere azaltilmaktadir. Bu sekilde, daha önce tarif edildigi gibi islem için gerekli olan isil islem için reaktörde ayni sicaklik araliginda (180 ila sonuçlanan kosullar ve miktarlarda asiri isitilmis buhar saglanabilir. Bu tür kosullar örnek olarak 20 barda 350 °C'Iik doymamis sulu buhar olabilir. Gerçek hayatta, ham maddede bir nem azalmasi, bu sekilde tipik olarak yüzde 5 birime kadar elde edilir.

Yani, % 20 nispi nem ile reaktöre yüklenen malzemenin % 15'e düsebilecegi ve ayni sekilde reaktöre % 12 nispi nem içeren malzemenin beslendigi durumda, bu malzemenin neminin reaktöre asiri isitilmis buhar enjekte edilmesi sureti ile % 7'ye indirilebilecegi söylenebilir_ Bu nedenle, mevcut bulus peletleme ya da briketleme için son derece kuru bir malzemenin elde edilmesini ve böylece son derece kuru peletler ya da briketler elde edilmesini mümkün kilmaktadir. Alternatif olarak, reaktördeki malzemenin suyunun indirgenmesi için asiri isitilmis buhar teknigi, ayni ürünü daha önce tarif edilenlerle ayni sekilde elde etmek amaci ile, isil islemden önce kurutma adiminin sicakligini ya da süresini azaltmak için kullanilir. Asiri isitilmis buhar ile daha fazla, daha az ya da ayni miktarda enerji saglanmasina bagli olarak, farkli sonuçlar ve ürünler elde edilebilir.

Malzemeyi reaktörlerde daha fazla kurutmak mümkündür, ancak reaktörler, isil islemin yani sira reaktörlerde tutma süresini uzatan ve böylece isleme kapasitesini azaltacak kurutucu olarak kullanilmalidir.

Sadece bir kurutma adiminin gerçeklestirilmesi ve muhtemelen malzemedeki su muhtevasinin reaktör içinde asiri isitilmis buhar ile daha da azaltilmasi avantaji, teknigin mevcut durumunda oldugu gibi içerisinde doymus buhar ve iki kurutucu kullanilan, mevcut bulusta oldugu gibi tek bir kurutma adiminin kullanilmasindan çok daha yüksek yatirim maliyetlerine sahip olan iki klasik kurutma adiminin önlenmesi anlamina gelir. Ayni kurutma kapasitesi, iki klasik kurutucuya bölünecek oldugu zaman, yatirim maliyetleri, tek basina toplam kapasiteye sahip olan bir kurutucudan önemli ölçüde daha yüksektir. Mevcut bulusa göre, yukarida belirtildigi gibi eger reaktörde ek kurutma yapilirsa, bir kurutucunun kapasitesi düsebilir ya da toplam islem süresi azaltilabilir.

Mevcut bulusta, basinç düsüsü alternatif olarak, bir buhar patlamasinin elde edilecegi sekilde ya da basinç düsüsünün, buhar patlamasi olmadigi sekilde kademeli olarak gerçeklestirilebilmesi için gerçeklestirilebilir. Bu metotlar arasindaki seçim, malzemenin, buhar patlamasi ile ayristirilmasinin gerekli olmadigi çok ince bölünmüs olup olmadigina dayanilarak önceden yapilir.

Mevcut bulusa göre saglanan metot, mekanik ince ögütmeye ve peletlemeye ya da briketlemeye dayanan hali hazirda mevcut olan tesislerde reaktörden (reaktörlerden), buhar üretiminde, pulpanin alinmasindan ve pulpadan alinan buharin islenmesinden, ve seçime bagli olarak odun özü içeren malzemenin, örnek olarak odun, mekanik olarak ince ögütülmesinden baska yatirim olmadan kurulabilir. Eger tüm besleme stogu buhar ile patlatilacaksa, bir reaktör ince ögütme (tipik olarak bir çarpmali degirmen ile) yerine üretim hattina konulabilir. Eger bir karisim yapilacaksa, ham maddelerin bazilari istege bagli olarak kurutucudan bir reaktöre tasinabilir ve bazilari mekanik ince ögütme isleminden geçirilebilir, - tipik olarak daha büyük parçaciklar reaktöre alinir.

Eger teknigin mevcut durumuna ait iki adimli kurutma metodu mevcut tesislere yerlestirilecekse, pulpa pelet haline getirilmeden ya da briketlenmeden önce, buhar patlamasindan sonra pulpanin kurutulmasi için ek bir kurutucuya yatirim yapilmalidir.

Pratikte, ayni kurutucu, buhar ile patlatilacak olan ham maddeler ve istege bagli olarak ince bir sekilde ögütülecek olan ham maddelerin bir kismi için kullanilamaz, çünkü iki durumda kurutmadan sonra nispi nem içeriginin gereksinimi çok farklidir.

Bu haliyle, bulusa göre metot, mevcut tesislerde pratik, lojistik ve ekonomik olarak uygulamak için tercih edilir.

Claims (1)

1. ISTEMLER . Islenebilir parçalar halinde bir odun özü içeren malzemeden peletler ta da briketler üretmek için bir metot olup, özelligi; asagidaki adimlari içermesidir: (a) bir nispi nem içerigi agirlik olarak % 0 ila % 20 arasinda olan odun özü içeren malzemeyi bir reaktörden geçirmek; (b) odun özü içeren malzemeyi reaktörün içine buhar enjekte edilmesi sureti ile 180 ila 235 “C arasinda bir sicakliga isitmak; (c) malzemeyi yumusatmak ve odun özünü serbest birakmak için malzemeyi ulasilan derecede reaktörün içinde 1 ila 12 dakika arasinda tutmak; (d) reaktörün içindeki basinci en azindan bir adimda düsürmek; ve (e) isleme tabi tutulmus malzemeye pelet ya da briket olusturmak için sekil vermek. . Istem “Iiin metodu olup, özelligi; içerisinde odun özü içeren malzemenin lignoselülozik malzeme, odun içeren malzeme, odun, bambu, küspe, ekin sapi, ya da ot olmasidir. . Istem 1*in metodu olup, özelligi; içerisinde odun özü içeren malzemenin toz, testere tozu, talas, kiymik, selüloz talasi, micir, rende talasi, ya da döküntü formunda olmasidir. . Istem 3'ün metodu olup, özelligi; içerisinde selüloz talasinin 25 mm'lik bir uzunluga sahip olmasidir. .istem 1'in metodu olup, özelligi; içerisinde reaktörün son basinç azaltilmasinin buhar patlamasi yolu ile aniden gerçeklesmesi, bu sayede malzemenin defibre edilmesidir. . Istem 1'in metodu olup, özelligi; içerisinde reaktörün basinç azaltilmasinin buhar patlamasi olmadan yavas yavas gerçeklesmesidir. . istem 1iin metodu olup, özelligi; içerisinde odun özü içeren malzemenin reaktör adimindan önce 3 mm*den daha kisa bir uzunluga sahip olan toz ya da testere tozu formunda ince olarak bölünmüs olmasidir. 8. Istem 1iin metodu olup, Özelligi; içerisinde reaktörün içine enjekte edilen buharin 350 cC'de ve 20 bar'da a siri isitilmis doymamis buhar olmasi, bunun isil islem sirasinda malzemenin nemini daha da azaltmasidir. 9. Istem 9tun metodu olup, özelligi; içerisinde odun özü içeren malzemenin nem içeriginin ilave olarak asiri isitilmis doymamis buhar vasitasi ile isil islem sirasinda odun özü içeren malzemenin nispi neminin % 17i ila % 57i arasinda bir aralikta bir birimde azaltilmasidir. 10. Istem 1tin metodu olup, özelligi; ilave olarak asagidaki adimi içermesidir: eger malzemenin bir nispi nem içerigi agirlik olarak % 20'den daha fazla ise, malzemenin bir kurutma adimindan geçirilmesi ve odun özü içeren malzemeyi bir isil islem prosesine geçirmeden önce bir nispi nem içeriginin agirlik olarak 11.Istem 1'in metodu olup, özelligi; içerisinde malzemenin reaktör adimi (b)iye geçmeden önce agirlik olarak % 5 ila % 15 arasinda bir nispi nem içerigine kadar kurutulmasidir. 12. Istem 1'in metodu olup, özelligi; ilave olarak asagidaki adimi içermesidir: adimlar (d) ve (0) arasindaki bir adim (d3)tte, isleme tabi tutulmus malzemenin odun özü içeren malzeme ile karistirilmasi. 13. Istem 13'ün metodu olup, özelligi; içerisinde karistirilmis olan odun özü içeren maddenin agirlik olarak °/o 18'den daha az bir nem içerigine sahip olmasidir. 14. Istem 13'ün metodu olup, özelligi; içerisinde karistirilmis olan odun özü içeren maddenin 2 mm'den daha küçük bir parçacik boyutuna sahip olmasidir. 15. Istem 1'in metodu olup, özelligi; ilave olarak asagidaki adimi içermesidir: (f) peletlerin ve briketlerin, ince taneciklerin hacminin azaltilmasi için peletlerin ve briketlerin bir kontrollü sogutulmasi için içinden hava geçen bir sogutucudan geçirilmesi. 16.Istem 17in metodu olup, özelligi; içerisinde peletlerin ve briketlerin agirlik olarak % 5rten daha az olan bir nispi nem içerigine sahip olmalaridir.