FI75863B - FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV BRAENSLEPELLETAR AV ORGANISKT FIBERMATERIAL. - Google Patents

Description

1 758631 75863

Menetelmä polttoainepellettien valmistamiseksi orgaanisesta kuituaineksestaMethod for making fuel pellets from organic fibrous material

Keksinnön kohteena on menetelmä polttoainepellet-5 tien valmistamiseksi orgaanisesta kuituaineksesta sekä täten saadut polttoainepelletit.The invention relates to a process for the production of fuel pellets-5 from organic fibrous material and to the fuel pellets thus obtained.

Tällaisia menetelmiä tunnetaan ennestään. Esimerkiksi filippiiniläisessä patentissa nro 11 922 esitetään menetelmä, jossa hienonnetun kuituaineksen, kuten sahajauho hon, kosteuspitoisuus sovitetaan 16-28 paino-%:ksi ja aines pelletoidaan 163 - 177°C:n lämpötilassa.Such methods are already known. For example, Philippine Patent No. 11,922 discloses a process in which the moisture content of a comminuted fibrous material, such as sawdust, is adjusted to 16-28% by weight and the material is pelletized at a temperature of 163-177 ° C.

Tämän keksinnön mukaisella menetelmällä voidaan käyttää paljon alempaa pelletoimislämpötilaa.A much lower pelletization temperature can be used with the process of this invention.

Lisäksi on havaittu, että rouhimalla kuituaines h 5 murskaimessa, edullisesti valssimurskaimessa, aineksen, (jos tämä on hyvin kosteaa, kuten lehtiä), päällysketot särkyvät, minkä seurauksena kuivausaika vähenee 80 - 85 % verrattuna pelkästään aineen leikkaamiseen, kuten lehtien leikkaamiseen palasiksi.In addition, it has been found that by grinding the fibrous material h 5 in a crusher, preferably a roller crusher, the coating cracks of the material (if this is very moist, such as leaves) break, resulting in a drying time of 80-85% compared to cutting the material alone, such as cutting leaves.

20 Lisäksi tästä rouhimisesta on seurauksena huomatta va fibrilloituminen, millä on edullinen vaikutus pellettien koossapysymisvoimiin kuitujen kietoutumisesta johtuen.20 In addition, this crushing results in considerable fibrillation, which has a beneficial effect on the cohesive forces of the pellets due to the entanglement of the fibers.

Siten tämän keksinnön kohteena on menetelmä polttoainepellettien valmistamiseksi orgaanisesta kuituainek-25 sesta, joka menetelmä käsittää aineksen rouhimisen enim-mäisosaskokoon, joka on viisi kertaa suuttimen reikien läpimitta allamainitussa pelletointilaitteessa, minkä jälkeen aines kuivataan 20-10 paino-%:n vesipitoisuuteen kokonaisaineksesta laskettuna ja valinnaisesti aina-30 kin osa aineksesta pirstotaan ja pelletoidaan sitten suu-tinpelletointilaitteessa pellettilämpötilassa 70 - 135°C, edullisesti 70 - 120°C ja edullisimmin 70 - 100°C. Pellettejä voidaan kuivata edelleen kentällä.Thus, the present invention relates to a process for preparing fuel pellets from organic fibrous material, which process comprises grinding the material to a maximum particle size of five times the diameter of the nozzle holes in the pelletizer below, then drying the material to 20-10% by weight based on the total material. each portion of the material is fragmented and then pelletized in a nozzle pelletizer at a pellet temperature of 70 to 135 ° C, preferably 70 to 120 ° C, and most preferably 70 to 100 ° C. The pellets can be further dried in the field.

Jos orgaaninen kuituaines on laadultaan hyvin mär-35 kää, kuten ananaskasvijätettä, joka sisältää yli 70 pai-no-% vettä, aineksesta poistetaan mekaanisesti vettä 2 75863 70 - 40 paino-%:iin, edullisesti 60 - 40 paino-%:iin vettä kokonaisaineksesta, rouhien samanaikaisesti aines mainittuun enimmäisosaskokoon. Tämä mekaaninen vedenpoisto ei ole tarpeen, jos aineksen kosteuspitoisuus on korkein-5 taan 70 paino-%, esim. 30 - 60 paino-%, kuten tietyntyyppisessä puujätteessä, esim. sahajauhon, kaarnakuitujen ja kaarnan palasten seoksissa.If the organic fibrous material is of a very wet quality, such as pineapple plant waste containing more than 70% by weight of water, the material is mechanically dewatered to 2 75863 70 to 40% by weight, preferably 60 to 40% by weight of water. of the total material, the carcasses at the same time the material to that maximum particle size. This mechanical dewatering is not necessary if the moisture content of the material is at most 70% by weight, e.g. 30-60% by weight, as in certain types of wood waste, e.g. mixtures of sawdust, bark fibers and bark pieces.

Jauhaminen suoritetaan edullisesti sillä tavalla, että aineksen osaskoko vaihtelee jonkin verran. Pienem-10 mät osaset täyttävät tällöin ontelot suurempien osasten välissä, mistä on seurauksena pienempi pelletointienergia ja kuitujen vielä parempi kietoutuminen.The grinding is preferably carried out in such a way that the particle size of the material varies somewhat. The smaller particles then fill the cavities between the larger particles, resulting in lower pelleting energy and even better entanglement of the fibers.

Haluttaessa voidaan pelletoinnin aikana käyttää vettä tai höyryä pelletin muodostuksen helpottamiseksi, 15 esim. 3-5 paino-% vettä tai höyryä.If desired, water or steam can be used during pelletization to facilitate pellet formation, e.g. 3-5% by weight of water or steam.

Suutinpelletointilaitteen reikien läpimitat ovat sopivasti väliltä 5-30 mm.The diameters of the holes of the nozzle pelletizer are suitably between 5-30 mm.

Edullisesti pellettien läpimitta on 10 - 20 mm ja vielä edullisemmin 13 - 18 mm ja keskimääräinen pituus 20 esim. 20 - 60 mm. Edullisesti pelletointi suoritetaan sillä tavalla, että pituus jonkinverran vaihtelee, mistä on seurauksena suurempi tilavuuspaino ja siten pienemmät kuljetuskustannukset .Preferably the pellets have a diameter of 10 to 20 mm and even more preferably 13 to 18 mm and an average length of 20 e.g. 20 to 60 mm. Preferably, the pelletization is carried out in such a way that the length varies somewhat, resulting in a higher bulk density and thus lower transport costs.

Keksinnön mukaisesti aines voidaan sekoittaa muiden 25 hienojakoisten ainesten, esim. hiilen tai hiilijauheen kanssa ennen pelletointia ja sitten pelletoida. Aines voidaan sekoittaa myös tiettyjen kemikaalien kanssa, estämään noen muodostumista pellettejä poltettaessa, tai hydrofobisten yhdisteiden kanssa vähentämään pellettien kos-30 teusabsorptiota.According to the invention, the material can be mixed with other finely divided materials, e.g. carbon or carbon powder, before pelletizing and then pelletizing. The material can also be mixed with certain chemicals, to prevent the formation of soot when burning pellets, or with hydrophobic compounds to reduce the wet absorption of the pellets.

Lisäksi pellettejä voidaan käsitellä kuumalla öljyllä ulkokuoren hiillyttämiseksi, mikä vähentää kosteusherk-kyyttä ja tekee varastoinnin märissä ympäristöissä mahdolliseksi .In addition, the pellets can be treated with hot oil to carbonize the outer shell, which reduces moisture sensitivity and makes storage in wet environments possible.

3 75863 Näitä pellettejä voidaan käyttää suoraan teollisuus-polttoaineena, erityisesti kattiloissa sähkövoiman tuottamiseksi, yhtä hyvin kuin kotitaloustarkoituksiin. Niitä voidaan käyttää myös termiseen kaasun muodostukseen tai 5 nestemäisten ja kiinteiden polttoaineiden valmistukseen, esim. hiilen valmistukseen hiillyttämällä, esim. kuumentamalla suljetussa polttokammiossa.3 75863 These pellets can be used directly as industrial fuel, especially in boilers to generate electricity, as well as for household purposes. They can also be used for the thermal formation of gas or for the production of liquid and solid fuels, e.g. for the production of coal by carbonization, e.g. by heating in a closed combustion chamber.

Keksintöä selvitetään esimerkissä 1 ananaskasvijätteen ja esimerkissä 2 maissijätteen avulla. Tämä menetel-10 mä sopii kuitenkin myös muille selluloosapitoisille jätteille, esimerkiksi erityisesti sellaisille, joita on selostettu filippiiniläisessä patentissa 13 155, tai samantyyppisille .The invention is illustrated in Example 1 by means of pineapple plant waste and in Example 2 by means of maize waste. However, this method is also suitable for other cellulosic wastes, for example, in particular those described in Philippine Patent 13,155, or the like.

Esimerkki 1 15 Ananaskasvijätteen, esim. viljelmiltä, tilavuuspai- 3 no oli 200 - 300 kg/m ja vesipitoisuus n. 78 paino-% ko-konaisaineksesta. Lämpöarvo oli n. 2 - 3 MJ/kg ja koko alle n. 500 mm. Tästä aineksesta, nimittäin lehdistä, varsista ja pätkistä, mutta pääasiallisesti lehdistä (65 pai-20 no-%) poistettiin mekaanisesti vettä pusertamalla yhdellä tai useammalla kolmivalssimurskaimella n. 56 paino-%:iin vettä kokonaisaineksesta, samalla kun valsseilla rouhimalla aineksen, erityisesti lehtien, päällysketot rikottiin veden vapautumisen helpottamiseksi. Tämän rouhitun ainek-25 sen keskipituus oli n. 35 mm, pääosan ollessa lyhyempää kuin 60 mm.Example 1 Pineapple plant waste, e.g. from cultures, had a bulk density of 200 to 300 kg / m 3 and a water content of about 78% by weight of the total material. The calorific value was about 2 - 3 MJ / kg and the size less than about 500 mm. This material, namely leaves, stalks and fragments, but mainly leaves (65 to 20% by weight), was mechanically dewatered by squeezing one or more three-roll crushers to about 56% by weight of water from the total material, while rolling the material, especially the leaves, the cover coils were broken to facilitate the release of water. The average length of this crushed material was about 35 mm, with the main part being shorter than 60 mm.

Syntynyt kakku hajotettiin pyörivällä silppukoneel-la mahdollistamaan tehokas kuivuminen.The resulting cake was broken up on a rotary shredder to allow efficient drying.

Aines lämpökuivattiin n. 18 paino-%:iin vettä koko-30 naisaineesta kuumalla ilmalla pyörivässä kaskadikuivuris-sa myötävirtaan palamiskaasujen kanssa. Muita kuivureita, kuten arinaläramitintä voitaisiin myös käyttää.The material was heat dried to about 18% by weight of water from the whole-30 female material in a hot air rotary cascade dryer downstream of the combustion gases. Other dryers such as a grate trimmer could also be used.

Kuivattu aines lajiteltiin ja 65 mm suuremmat osaset pirstottiin riittävästi pyörivässä silppukoneessa 35 alle 65 mm:n kokoon. Lajiteltu ja murskattu aines pelle- toitiin kolmivalssi-suulakepuristinpelletoimiskoneella 2 paineella 7 kN/cm , suuttimen reikien läpimitan ollessa 4 75863 13 mm ja pituuden 65 mm. Tämän pelletoinnin aikana, mikä suoritettiin jatkuvana, aiheuttivat kitka ja puristus suuttimessa suuttimen ja pellettien lämpötilan nousun, kunnes muuttumaton olotila asettui n. 15 minuutin kulut-5 tua suuttimelle n. 80°C:seen ja pelleteille n. 75°C:seen.The dried material was sorted and particles larger than 65 mm were sufficiently shredded in a rotary shredder 35 to a size of less than 65 mm. The sorted and crushed material was pelletized with a three-roll extruder pelletizing machine 2 at a pressure of 7 kN / cm, with a nozzle hole diameter of 4,756,63 13 mm and a length of 65 mm. During this pelletization, which was performed continuously, friction and compression in the nozzle caused the temperature of the nozzle and pellets to rise until a constant state was reached after about 15 minutes for the nozzle to about 80 ° C and for the pellets to about 75 ° C.

Pellettien läpimitta oli 13 mm ja pituus 20 - 60 mm.The pellets had a diameter of 13 mm and a length of 20 to 60 mm.

Pelletit jäähdytettiin sitten huoneen lämpötilaan paineilmavirralla, samalla kun ne lajiteltiin täryseulalla ja siirrettiin varastoon edelleentoimittamista varten. 10 Pelleteillä oli riittävä lujuus käsiteltäviksi mekaanisin kuljettimin. Niiden lämpöarvo oli n. 18 MJ/kg, vesipitoisuus n. 14 paino-% kokonaisaineksesta, tiheys 1,1 g/cm3 ja tilavuuspaino oli 675 kg/m .The pellets were then cooled to room temperature with a stream of compressed air while being sorted through a vibrating screen and transferred to storage for onward delivery. 10 The pellets had sufficient strength to be handled by mechanical conveyors. They had a calorific value of about 18 MJ / kg, a water content of about 14% by weight of the total material, a density of 1.1 g / cm 3 and a bulk density of 675 kg / m 3.

Pellettitehtaan tuotanto oli miltei 50 kg pellette-15 jä kilowattituntia kohti pellettitehtaan kuluttamaa sähköenergiaa .The pellet plant's production was almost 50 kg of pellette-15 per kilowatt hour of electricity consumed by the pellet plant.

Seulomisen jälkeinen hienojae voidaan kierrättää uudelleen. Pelletti-jäähdyttimen jälkeistä ilmaa voidaan käyttää sekundaari-ilmana kuivurin uunissa.The fine fraction after screening can be recycled. The air after the pellet cooler can be used as secondary air in the dryer oven.

20 Polttoaineena tämän uunin kuumentamiseen voidaan käyttää esimerkiksi ainesta, josta on mekaanisesti poistettu vettä, lämpökuivattua ainesta tai pellettejä. Tarvittava määrä nousee n. 20 paino-%:iin yhteensä syötetystä ananasjätteestä.As the fuel for heating this furnace, for example, material from which water has been mechanically removed, heat-dried material or pellets can be used. The required amount rises to about 20% by weight of the total pineapple waste fed.

25 Esimerkki 225 Example 2

Maissijätettä (varsia ja lehtiä), jonka vesipitoisuus oli 62 paino-% kokonaisaineksesta, puristettiin ja murskattiin 48 paino-%:n vesipitoisuuteen kokonaisaineksesta. Tämä tuote kuivattiin uunissa 17 paino-%:iin vet-30 tä kokonaisaineksesta.Corn waste (stems and leaves) with a water content of 62% by weight of the total material was compressed and crushed to a water content of 48% by weight of the total material. This product was dried in an oven to 17% by weight of total hydrogen.

Näin saadun olkiraaka-aineen pituus ennen tiivistämistä oli n. 30 - 50 mm ja tilavuuspaino 135 kg/m3. Valmistettiin eri läpimittaisia pellettejä, ts. 8, 10 ja 15 mm. Pelletointilaitteen reikien pituuden ja leveyden 35 suhde valittiin näissä tapauksissa 7 ja 8 väliltä.The length of the straw raw material thus obtained before compaction was about 30 to 50 mm and the bulk density was 135 kg / m3. Pellets of different diameters were prepared, i.e. 8, 10 and 15 mm. The ratio of the length to the width 35 of the holes of the pelletizer in these cases was chosen between 7 and 8.

5 75863 o Tästä seurasi keskimääräiselle paineelle arvo 11 kN/cm ja ainetiheydelle arvo n. 1,2 g/cm3. Suuttimen lämpötilaksi stationäärisessä käytössä tuli 85°C ja pellettien lämpötilaksi 75°C. Jäähdytetyn tuotteen vesipitoisuus oli 5 13 paino-%. Pellettitehtaan tuotanto oli n. 30 kg/kWh.5 75863 o This resulted in an average pressure of 11 kN / cm and a density of about 1.2 g / cm3. The nozzle temperature in stationary use became 85 ° C and the pellet temperature became 75 ° C. The water content of the cooled product was 5 to 13% by weight. The production of the pellet plant was about 30 kg / kWh.

Pellettien lämpöarvo oli 19,8 MJ/kg.The calorific value of the pellets was 19.8 MJ / kg.

Claims (8)

1. Menetelmä polttoainepellettien valmistamiseksi orgaanisesta kuituaineksesta, tunnettu siitä, 5 että aines rouhitaan enimmäisosaskokoon 5 x suuttimen reikien läpimitta pelletointilaitteessa, minkä jälkeen aines kuivataan 20-10 paino-%:n vesipitoisuuteen koko-naisaineksesta laskettuna, valinnaisesti pirstotaan ainakin osa aineksesta ja pelletoidaan sitten suutin-10 pelletoiraislaitteessa pellettilämpötilassa 70-135°C.A process for producing fuel pellets from organic fibrous material, characterized in that the material is ground to a maximum particle size of 5 x the diameter of the nozzle holes in the pelletizer, then dried to a water content of 20-10% by weight based on the total material, optionally shredded and then -10 in a pellet machine at a pellet temperature of 70-135 ° C. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, t u n-n e t tu siitä, että orgaanisesta kuituaineksesta poistetaan mekaanisesti vettä 70-40 paino-%:iin, edullisesti 60-40 paino-%:iin vettä kokonaisaineksesta samanaikaises- 15 ti rouhien aines edellä mainittuun enimmäisosaskokoon.Process according to Claim 1, characterized in that 70 to 40% by weight, preferably 60 to 40% by weight, of water are mechanically dehydrated from the organic fibrous material at the same time to the above-mentioned maximum particle size. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, t u n n e t tu siitä, että pelletointi suoritetaan pellettilämpötilassa 70-120°C.Process according to Claim 1 or 2, characterized in that the pelletization is carried out at a pellet temperature of 70 to 120 ° C. 4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetel-20 mä, t u n n e t tu siitä, että orgaaninen kuituaines on ananaskasvijätettä tai maissijätettä.Method according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the organic fibrous material is pineapple plant waste or maize waste. 5. Jonkun patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, t u n n e t tu siitä, että pelletoinnin aikana käytetään vettä tai höyryä.Process according to one of Claims 1 to 4, characterized in that water or steam is used during the pelletization. 6. Jonkun patenttivaatimuksen 1-5 mukainen menetel mä, t u n n e t tu ä.itä, että pellettien läpimitta on 10-20 mm ja pituus 20-60 mm.Process according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the pellets have a diameter of 10 to 20 mm and a length of 20 to 60 mm. 6 758636 75863 7. Jonkun patenttivaatimuksen 1-6 mukainen menetelmä, t u n n e t tu siitä, että rouhiminen suoritetaan 30 valssimurskaimella.Method according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the grinding is carried out with a roller crusher. 8. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pelletit hiillytetään ainakin osittain.Process according to one of the preceding claims, characterized in that the pellets are at least partially carbonized.