Holzzerkleinerungsprodukt-Trocknungsanlage

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Holzzerkleinerungsprodukt-Trocknungsanlage nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 und ein Verfahren zum Trocknen von Holzzerkleinerungsprodukten. Holzzerkleinerungsprodukt-Trocknungsanlagen werden dazu eingesetzt, um Holzzerkleinerungsprodukte vor der Weiterverarbeitung zu trocknen. Dazu wird in dem Brennkessel Material verbrannt, das bei der Herstellung von Holzwerkstoffplatten als Abfall anfällt, beispielsweise Rinde, Holzfasern oder Restmüll. Gegebenenfalls wird über die Zusatzfeuerung, die beispielsweise eine Gasfeuerung ist, die Rauchgastemperatur weiter angehoben.

[0002] Da die entstehenden Rauchgase für den Trockner in der Regel zu heiß sind, ist bekannt, die Rauchgase durch Wärmetauscher zu kühlen, in denen Thermalöl strömt. Das hat zudem den Vorteil, dass das erwärmte Thermalöl als Energiequelle in Produktionsprozessen verwendet werden kann, beispielsweise beim Pressen von Holzwerkstoffplatten.

[0003] Aus der DE 28 45 630 A1 ist eine gattungsgemäße Trocknungsanlage bekannt, bei der der kombinierte Strahlungs- und Konvektionsteil Teil des Brennkessels ist.

[0004] Nachteilig an der beschriebenen Trocknungsanlage ist, dass sich Aschebestandteile des Rauchgases in den Wärmetauschern ablagern können, was einen hohen Wartungsaufwand bedingt.

[0005] Aus der DE 20 2007 005 195 U1 ist eine heißgasbetriebene Trocknungsvorrichtung bekannt, bei der ein separater Thermalöl-Kessel vorhanden ist. Dieser Thermalöl-Kessel ist als reiner Konvektionsteil ausgebildet und dient gleichzeitig als Ascheabscheider. Nachteilig an dieser Ausführungsform sind die relativ hohen Verwirbelungsverluste im Konvektionsteil, damit dieser als Zyklon wirken kann.

[0006] Aus der WO 2002/39018 A1 ist ein Verfahren zum Befeuern eines für die Öl- oder Gasfeuerung ausgelegten Kessels mit einem staubförmigen Brennstoff bekannt. In der Druckschrift wird auf den Stand der Technik verwiesen, bei dem aufsteigende Flammgase eine geringe Geschwindigkeit von 6 bis 10 m/s haben, was als Nachteil betrachtet wird. Nachteilig an dieser Ausführungsform ist, dass Aschepartikel sich im Feuerraum absetzen können, was zu einem erhöhten Stillstandsrisiko der Anlage führt.

[0007] Aus der EP 1 249 181 A2 ist ein Tabaktrockner bekannt, der einen Wasserverdampfer besitzt. Bei einem derartigen Tabaktrockner steht die schonende Trocknung des Tabaks im Vordergrund, nicht aber wie bei Holzzerkleinerungsprodukt-Trocknungsanlagen eine Effizienz.

[0008] Aus der DE 25 34 092 A1 ist ein liegender Kessel für feste Brennstoffe bekannt. Nachteilig an einem derartigen Kessel ist die Gefahr, dass sich Aschepartikel am Kessel festsetzen und, insbesondere bei hohen Temperaturen, anhaften und Stillstandszeiten verursachen.

[0009] Aus der DE 25 34 093 A1 ist ein stehender Kessel bekannt. Die Druckschrift enthält keine Angaben darüber, wie entstehende Asche abgeschieden wird.

[0010] Aus der WO 2007/077293 ist ein Wärmetauscher bekannt, bei dem zu kühlendes Gas über einen radial innen liegenden Steigkanal zugeführt wird und dann radial nach außen über Wände aus Wärmetauscherrohren fließt. Es sind Revisionsklappen zum Entnehmen von Asche vorhanden, ein kontinuierlicher Ascheabzug ist jedoch nicht möglich.

[0011] Aus der CA 2 441 692 ist eine Vorrichtung zum Herstellen von überhitztem Dampf bekannt, bei dem abströmseitig hinter einem Wärmetauscher ein Ascheabscheider in Form eines Zyklonabscheiders vorgesehen ist.

[0012] Nachteilig an bekannten Holzzerkleinerungsprodukt-Trocknungsanlagen ist, dass Aschebestandteile des Rauchgases sich in den Wärmetauschern ablagern können. Daraus ergibt sich ein hoher Wartungsaufwand, der Stillstände der Anlage nach sich zieht, die die Effektivität der Anlage mindern. Schlimmstenfalls sind die Ablagerungen so stark, dass es zu einem Störfall kommen kann, infolge dessen Thermalöl austreten und sich entzünden kann. Das kann sogar zur Zerstörung der Feststofffeuerung führen.

[0013] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Holzzerkleinerungsprodukt-Trocknungsanlage bereitzustellen, mit der ein Dauerbetrieb bei Verbrennung unter anderem von Holzfasern mit hohem Feuchteanteil bei verringertem Wartungsaufwand sicher und bei hohem Wirkungsgrad möglich ist.

[0014] Die Erfindung löst das Problem durch eine Holzzerkleinerungsprodükt-Trocknungsanlage gemäß Anspruch 1.

[0015] Gemäß einem zweiten Aspekt löst die Erfindung das Problem durch ein Verfahren gemäß Anspruch 10.

[0016] Vorteilhaft an der Erfindung ist, dass bestehende Anlagen leicht nachgerüstet werden können. Bestehende Holzzerkleinerungsprodukt-Trocknungsanlagen besitzen häufig einen Brennkessel, der nur schlecht modifizierbar ist. Durch den nachgeschalteten, kombinierten Strahlungs- und Konvektionsteil kann der alte Brennkessel weiter verwendet werden und es wird zudem eine hohe Betriebssicherheit erlangt. Vorteilhaft ist zudem, dass das kombinierte Strahlungs- und Konvektionsteil es erlaubt, die Strömungsgeschwindigkeit des Rauchgases so weit abzusenken, dass ein großer Anteil der Aschebestandteile ausfällt. Der kombinierte Strahlungs- und Konvektionsteil wirkt damit auch als Ascheabscheider, so dass es in einem möglicherweise nachgeschalteten reinen Konvektionsteil so gut wie nicht mehr zur Bildung von Ablagerungen kommen kann. Dadurch wird die Betriebssicherheit der Anlage deutlich erhöht.

[0017] Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung wird unter einem Brennkessel insbesondere jede technische Vorrichtung verstanden, die zum Verbrennen von Holz und/oder Holzwerkstoffen sowie Holzschnitzeln, Holzspänen, Rinden und/oder Restmüll eingerichtet ist. Die Vorrichtung zum Verbrennen von Holz- und/oder Holzwerkstoffen kann beispielsweise ein Wanderrost sein, der auch als Vorschubrost bezeichnet wird. Alternativ ist der Brennkessel ein Wirbelschichtkessel, in dem die Holzabfälle in einer Wirbelschicht verbrannt werden. Die Zusatzfeuerung kann beispielsweise eine Gasfeuerung sein. Alternativ ist aber auch möglich, beispielsweise Mineralöl oder sonstige Energieträger zu verfeuern.

[0018] Unter einem kombinierten Strahlungs- und Konvektionsteil wird insbesondere eine Komponente der Trocknungsanlage verstanden, bei der die Wärmeübertragung zwischen dem Rauch und dem Strahlungs- und Konvektionsteil weder dominant auf Wärmestrahlung noch dominant auf Wärmeleitung beruht. Reine Strahlungsteile und reine Konvektionsteile sind für ihre jeweilige Aufgabe optimiert. Beispielsweise wird bei Strahlungsteilen versucht, Turbulenzen des Rauchgases zu vermeiden, um das Rauchgas nicht unnötig zu verlangsamen. Der Strahlungsteil ist im Wesentlichen nur bei sehr heißen Rauchgasen vorteilhaft, da die durch Wärmestrahlung übertragene Leistung in vierter Potenz mit der absoluten Temperatur ansteigt. Bei reinen Konvektionsteilen hingegen wird eine möglichst turbulente Strömung angestrebt, da dann der Wärmeübergangskoeffizient besonders hoch ist. Das aber führt zu Verlusten in der Strömungsgeschwindigkeit. Der kombinierte Strahlungs- und Konvektionsteil ist damit weder ein reiner Strahlungsteil, noch ein reiner Konvektionsteil. Erfindungsgemäβ ist der mindestens eine kombinierte Strahlungs- und Konvektionsteil so ausgebildet, dass das Rauchgas zunächst vertikal aufwärts und nachfolgend vertikal abwärts strömt. Vorteilhaft hieran ist, dass das heiße Rauchgas in dem Abschnitt, in dem es vertikal aufwärts strömt, eine hohe Strömungsgeschwindigkeit haben kann, da die Wärme zu einem großen Teil über Wärmestrahlung an Wärmetauscherrohre abgegeben wird. In dem Abschnitt, in dem das Rauchgas vertikal abwärts strömt, kann die Strömungsgeschwindigkeit verringert und gegebenenfalls turbulenter sein, was dazu führt, dass Aschepartikel ausfallen können. In diesem Abschnitt bewegt sich das Rauchgas bereits abwärts, so dass das Abscheiden der Aschepartikel gefördert wird.

[0019] Dadurch, dass das Rauchgas zunächst aufwärts und nachfolgend vertikal abwärts strömt, wird also erreicht, dass Aschepartikel zu einem großen Teil in dem kombinierten Strahlungs- und Konvektionsteil abgeschieden werden, was dessen Verschmutzung und die eines etwaig nachgeschalteten reinen Konvektionsteils minimiert und die Ausfallwahrscheinlichkeit der Anlage vermindert.

[0020] Der kombinierte Strahlungs- und Konvektionsteil weist einen radial inneren Steigkanal und einen den Steigkanal radial umgebenden Fallkanal auf. Hierdurch wird erreicht, dass die Strömungsgeschwindigkeit beim Übertritt der Rauchgase vom Steigkanal in den Fallkanal stark absinkt. Sofern im Fallkanal Leitbleche angeordnet sind, um den Rauchgasstrom für eine bessere konvektive Wärmeübertragung zu verwirbeln, sind die Energieverluste daher geringer. Eine Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit bedeutet nämlich einen umso geringeren Energieverlust, je niedriger die Strömungsgeschwindigkeit insgesamt ist, weil die Strömungsenergie quadratisch von der Strömungsgeschwindigkeit abhängt.

[0021] Vorteilhaft ist zudem, dass, wie oben beschrieben, in dem Fallkanal die Schwerkraft und die Strömungsgeschwindigkeit die Aschepartikel zum Ausfallen bringen.

[0022] Der kombinierte Strahlungs- und Konvektionsteil ist besonders kompakt, wenn der Steigkanal und der Fallkanal eine gemeinsame Wand besitzen. Besonders bevorzugt ist die gemeinsame Wand zumindest teilweise durch Wärmetauscherrohre gebildet. Das wird beispielsweise dadurch erreicht, dass der kombinierte Strahlungs- und Konvektionsteil an dieser Stelle einen Rohr-Steg-Rohr-Aufbau besitzt. Es ist aber auch möglich, dass die Wärmetauscherrohre auf der gemeinsamen Wand befestigt sind.

[0023] Der kombinierte Strahlungs- und Konvektionsteil ist so ausgebildet, dass eine Strömungsgeschwindigkeit des Rauchgases zumindest in einem etwaig vorhandenen Fallkanal unter 19 m/sec liegt, beispielsweise bei ungefähr 18 m/sec. Es hat sich gezeigt, dass so eine besonders effiziente Ascheabscheidung bei gleichzeitig hohem Wärmeübergang zwischen dem Rauchgas und dem Thermalöl möglich ist.

[0024] Zusätzlich ist die Strömungsgeschwindigkeit des Rauchgases vor Eintritt in den kombinierten Strahlungs- und Konvektionsteil größer als 22 m/sec und liegt zum Beispiel bei 24 m/sec. Wenn der kombinierte Strahlungs- und Konvektionsteil über einen Steigkanal verfügt, kann die Strömungsgeschwindigkeit dort ebenfalls oberhalb von 22 m/sec liegen. Vorteilhaft hieran ist, dass Wärmeverluste zwischen dem Brennkessel und dem kombinierten Strahlungs- und Konvektionsteil vermieden werden und eine Ascheabscheidung vor dem Fallkanal durch die hohe Strömungsgeschwindigkeit unterdrückt wird.

[0025] Es ist vorgesehen dass zwischen dem Brennkessel und dem kombinierten Strahlungs- und Konvektionsteil ein reines Strahlungsteil angeordnet ist. Das Rauchgas strömt in dem Strahlungsteil von oben nach unten. Auf diese Weise kann einerseits besonders heißes Thermalöl erzeugt werden, andererseits wird der Wärmeinhalt des Rauchgases besonders effizient ausgenutzt.

[0026] Besonders günstig ist es, dass der kombinierte Strahlungs- und Konvektionsteil als Ascheabscheider wirkt und einen automatischen Ascheabzug aufweist. Hierunter ist zu verstehen, dass im kombinierten Strahlungs- und Konvektionsteil insbesondere mehr als 85% der Asche abgeschieden werden, die den Brennkessel verlässt.

[0027] Bevorzugt umfasst die Holzzerkleinerungsprodukt-Trocknungsanlage zumindest zwei kombinierte Strahlungs- und Konvektionsteile, die so verbunden sind, dass deren Rauchgase vor dem Eintreten in den mindestens einen Konvektionsteil zusammengeführt werden. Auf diese Weise kann die Anlage kontinuierlich betrieben werden, auch wenn einer der kombinierten Strahlungs- und Konvektionsteile gewartet wird.

[0028] Es ist möglich, nicht aber notwendig, dass der Brennkessel, also die unmittelbare Umgebung der Feuerungsstelle, in der Holzpartikel verbrannt werden, mit Thermalöl durchflossene Wärmetauscherrohre umfasst. Insbesondere ist es vorteilhaft an der Erfindung, dass der Brennkessel keine derartigen Wärmetauscherrohre aufweisen muss. Es ist damit möglich, den Brennkessel besonders leicht zu reinigen, da nicht auf empfindliche Wärmetauscherrohre Rücksicht genommen werden muss.

[0029] Bekannte Holzzerkleinerungsprodukt-Trocknungsanlagen weisen in der Regel eine Mischkammer auf, in der unmittelbar hinter dem Brennkessel ein Teil des Rauchgases entnommen wird. Dieses heiße Gas wird über Multizyklone geführt und direkt zum Trockner geleitet, um dort die Temperatur anzuheben. Nachteilig sind die hohen Kosten für die Mischkammer, die gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dadurch vermieden werden, dass die Holzzerkleinerungsprodukt-Trocknungsanlage eine steuerbare Abzweigvorrichtung umfasst, die angeordnet ist zum Entnehmen von Rauchgas aus dem kombinierten Strahlungs- und Konvektionsteil. Diese Abzweigvorrichtung ist einfach zu realisieren und damit kostengünstig. Vorzugsweise ist die Abzweigvorrichtung ausgebildet, um das Rauchgas in einem Pfad zum Trockner zu leiten, in dem kein abkühlender Wärmetauscher angeordnet ist. So kann besonders heißes Rauchgas in den Trockner eingebracht werden. Vorzugsweise ist in dem Pfad vor dem Trockner eine Rauchgasreinigungsvorrichtung angeordnet, beispielsweise ein Multizyklon.

[0030] Vorzugsweise ist die Abzweigvorrichtung so angeordnet, dass sie das Rauchgas in Strömungsrichtung hinter dem Steigkanal und insbesondere vor dem Fallkanal entnimmt. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Abzweigvorrichtung angeordnet ist zum Entnehmen des Rauchgases hinter dem kombinierten Strahlungs- und Konvektionsteil.

[0031] Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren ist bevorzugt vorgesehen, dass dem Rauchgas hinter dem kombinierten Strahlungs- und Konvektionsteil Luft beigemischt wird und dass das entstehende Trockengasgemisch anschließend in den Trockner geleitet wird. Es ist aber nicht notwendig, dass die Luft direkt hinter dem kombinierten Strahlungs- und Konvektionsteil zugemischt wird. Sofern noch ein reiner Konvektionsteil nachgeschaltet ist, wird Luft bevorzugt dahinter zugemischt. Das ermöglicht es, die benötigte Gesamtmenge an Trockengas einfach und unabhängig vom Brennkessel zu regeln.

[0032] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform liegt die Rauchgastemperatur des Rauchgases beim Eintritt in den kombinierten Strahlungs- und Konvektionsteil über 850 °C. Beim Austritt aus dem kombinierten Strahlungs- und Konvektionsteil liegt die Rauschgastemperatur insbesondere unter ca. 600 °C. Auf diese Weise wird erreicht, dass eine besonders große Energiemenge dem Rauchgas entnommen wird. Zudem verbleiben die Rauchgase eine gewisse Zeit im kombinierten Strahlungs- und Konvektionsteil, wodurch die Ascheabscheidung gefördert wird.

[0033] Im Folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt

Figur 1

eine Schemazeichnung einer erfindungsgemäßen Holzzerkleinerungs- produkt-Trocknungsanlage von der Seite,

Figur 2

die Holzzerkleinerungsprodukt-Trocknungsanlage gemäß Figur 1 in einem Schnitt von oben,

Figur 3

eine detaillierte Zeichnung der Trocknungsanlage gemäß den Figuren 1 und 2 von der Seite und

Figur 4

die Trocknungsanlage gemäß Figur 3 in einer Ansicht von oben.

[0034] Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Holzzerkleineruhgsprodukt-Trocknungsanlage 10, die im Folgenden kurz als Trocknungsanlage bezeichnet wird. Die Trocknungsanlage 10 umfasst einen Brennkessel 12 mit einer Vorrichtung zum Verbrennen von Holzabfällen in Form eines Wanderrosts 14, einer Zusatzfeuerung 16, die mit Gas betrieben wird, und einer Zuleitung 18 zu einem nur in Figur 4 eingezeichneten Trockner für Holzzerkleinerungsprodukte. Die Trocknungsanlage 10 ist beispielsweise Teil einer Produktionsanlage für Holzwerkstoffplatten.

[0035] Der Brennkessel 12 ist ausgelegt für eine thermische Leistung von 42 Megawatt und eine Verbrennungstemperatur von mehr als 850 °C, im vorliegenden Fall nämlich 950 °C. Entstehendes Rauchgas 20 wird, wie durch den Pfeil P1 angedeutet, durch eine Rauchgasleitung 22 in einen kombinierten Strahlungs- und Konvektionsteil 24 geführt.

[0036] Das Rauchgas 20 tritt unten in den Strahlungs- und Konvektionsteil 24 ein und strömt in einem radial inneren Steigkanal 26 nach oben. Der Steigkanal 26 wird von Wärmetauscherrohren 28 nach radial außen begrenzt. In einem Kopfbereich 30 ändert das Rauchgas 20 seine Strömungsrichtung und strömt in einem Fallkanal 32 vertikal abwärts, wie durch die Pfeile P2 angedeutet ist. Der Fallkanal 32 umgibt den Steigkanal 26 radial.

[0037] Der Steigkanal 26 besitzt eine Steigkanal-Querschnittsfläche A₂₆, die kleiner ist als eine Fallkanal-Querschnittsfläche A₃₂. Dadurch vermindert sich eine Strömungsgeschwindigkeit v₂₆ im Steigkanal 26, die etwa 24 m/sec beträgt, auf eine Strömungsgeschwindigkeit v₃₂ von etwa 18 m/sec. Durch die unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeiten v₂₆ bzw. v₃₂ überwiegt im Steigkanal 26 die Wärmeübertragung durch Wärmestrahlung, im Fallkanal 32 hingegen überwiegt die Wärmeübertragung durch Konvektion.

[0038] Das Rauchgas 20, das vom Brennkessel 12 kommt, führt eine Vielzahl von Ascheteilchen 34.1, 34.2, ... mit. Zwischen dem Brennkessel 12 und dem Fallkanal 32 ist die Strömungsgeschwindigkeit v des Rauchgases stets größer als 22 m/sec, wodurch erreicht wird, dass sich die Ascheteilchen 34 kaum an Innenseiten der Rauchgasleitung 22 ablagern. Im Fallkanal 32 des kombinierten Strahlungs- und Konvektionsteils 24 ist die Strömungsgeschwindigkeit v₃₂ jedoch so gering, dass die Ascheteilchen sich, wie durch die Ascheteilchen 34.4 und 34.5 angedeutet, am Boden absetzen und dort über einen nicht eingezeichneten automatischen Ascheabzug abgezogen werden.

[0039] Das nunmehr aschearme Rauchgas 20 gelangt über eine zweite Zuleitung 36 in nachgeschaltete reine Konvektionsteile 38.1, 38.2, in denen weitere Wärmetauscherrohre 40 vorgesehen sind und das Rauchgas 20 weiter abkühlen. Das Rauchgas 20 verlässt den Konvektionsteil durch eine Ableitung 42, wie die Pfeile P3 zeigen.

[0040] Figur. 2 zeigt einen Schnitt durch die Trocknungsanlage 10 gemäß Figur 1 in der Ebene B-B. Umgekehrt ist Figur 1 ein Schnitt entlang der Linie A-A gemäß Figur 2. Es ist zu erkennen, dass das Rauchgas 20, wie durch die Pfeile P1 angedeutet, im Brennkessel 12 nach oben strömt.

[0041] In Figur 2 ist zudem zu erkennen, dass das Rauchgas 20 zunächst in einen reinen Strahlungsteil 44 eintritt und dort von oben nach unten strömt. Der Strahlungsteil 44 ist ebenfalls mit Wärmetauscherrohren ausgekleidet, in denen, wie bei allen anderen Wärmetauschern auch, ein Thermoöl strömt und Wärme des Rauchgases aufnimmt.

[0042] Das Rauchgas strömt aus dem Strahlungsteil 44 in einen ersten Strahlungs- und Konvektionsteil 24.1, der in Figur 1 gezeigt ist, und einen zweiten Strahlungs- und Konvektionsteil 24.2. Anschließend strömt das Rauchgas durch vier reine Konvektionsteile 38.1, 38.2, 38.3 und 38.4. Dabei kann vorgesehen sein, dass die beiden reinen Konvektionsteile 38.1, 38.2 mit Rauchgas vom Strahlungs- und Konvektionsteil 24.1 beaufschlagt werden, wohingegen die Konvektionsteile 38.3 und 38.4 mit Rauchgas vom Strahlungs- und Konvektionsteil 24.2 beaufschlagt werden. Im Folgenden bezeichnet das Bezugszeichen 38 die Konvektionsteile als solche.

[0043] Figur 3 zeigt die Trocknungsanlage 10 mit dem Brennkessel 12, der Zuleitung 18 und dem Strahlungs- und Konvektionsteil 24.1, das einen Ascheabzug 46 besitzt. Es ist eine Abzweigvorrichtung 47 vorgesehen, die so angeordnet ist, dass das Rauchgas 20 in eine Abzweigleitung 50 gelangen kann. Die nähere Funktion wird weiter unten beschrieben.

[0044] Figur 4 zeigt eine Ansicht von oben auf ein Detail der Trocknungsanlage 10 gemäß Figur 3 mit dem Strahlungsteil 44, den kombinierten Strahlungs- und Konvektionsteilen 24.1. und 24. 2 und den Konvektionsteilen 38. Zu erkennen sind zudem der Steigkanal 26.1 des Strahlungs- und Konvektionsteils 24.1 und der Steigkanal 26.2 des Strahlungs- und Konvektionsteils 24.2. Diese Komponenten bilden eine Rauchgaskühlung 48 der Trocknungsanlage.

[0045] Aus der Ableitung 42 strömendes Rauchgas 20 strömt in einen schematisch eingezeichneten Trockner 49, in dem Holzzerkleinerungsprodukte, beispielsweise Holzspäne, getrocknet werden. Das in den Wärmetauscherrohren zirkulierende Thermalöl wird zu nicht eingezeichneten Pressen geleitet, um diese anzutreiben und abgekühlt wieder in die Wärmetauscher zurückzuströmen.

[0046] Die Abzweigvorrichtung 47 umfasst eine erste Klappe 52.1 und eine zweite Klappe 52.2. Die erste Klappe 52.1 ist so mit dem Strahlungs- und Konvektionsteil 24.1 verbunden, dass das Rauchgas 20 teilweise aus dem Steigkanal 26.1 kommend abgezogen wird, bevor es in den Fallkanal 32.1 gelangt. Die zweite Klappe 52.2 ist entsprechend mit dem Strahlungs- und Konvektionsteil 24.2 verbunden. Die Klappen 52 sind so ausgebildet, dass die Menge des entnommenen Rauchgases regelbar ist.

[0047] Das Rauchgas 20 wird mittels der Abzweigleitung 50 direkt zu einer nicht eingezeichneten Mischvorrichtung geleitet, wo es mit Rauchgas gemischt wird, das zuvor zumindest eines der Konvektionsteile 38 durchströmt hat. Anhand des Mischungsverhältnisses wird eine Temperatur des Mischgases gesteuert, das dann in den Trockner 49 gelangt.

Bezugszeichenliste

[0048] 

10

Trocknungsanlage

12

Brennkessel

14

Wanderrost

16

Zusatzfeuerung

18

Zuleitung

20

Rauchgas

22

Rauchgasleitung

24

Strahlungs- und Konvektionsteil

26

Steigkanal

28

Wärmetauscherrohr

30

Kopfbereich

32

Fallkanal

34

Ascheteilchen

36

zweite Zuleitung

38

Konvektionsteil

40

Wärmetauscherrohr

42

Ableitung

44

Strählungsteil

46

Ascheabzug

47

Abzweigvorrichtung

48

Rauchgaskühlung

49

Trockner

50

Abzweigleitung

52

Klappe

A₂₆

Steigkanal-Querschnittsfläche

A₃₂

Fallkanal-Querschnittsfläche

V₂₆

Strömungsgeschwindigkeit im Steigkanal

V₃₂

Strömungsgeschwindigkeit im Fallkanal

Ansprüche

1. Holzzerkleinerungsprodukt-Trocknungsanlage, insbesondere für Holzschnitzel, Holzspäne oder Holzfasern, mit

(a) einem Brennkessel (12), der

(i) eine Vorrichtung (14) zum Verbrennen von Holzabfällen und

(ii) eine Zusatzfeuerung (16) umfasst,

(b) einer Rauchgasleitung (22) zum Leiten der beim Verbrennen entstehenden Rauchgase (20) und

(c) einem Trockner (49) für die Holzzerkleinerungsprodukte, der von der Rauchgasleitung (22) gespeist wird,

(d) wobei zwischen dem Brennkessel (12) und dem Trockner (49) ein von Thermalöl durchflossener kombinierter Strahlungs- und Konvektionsteil (24) zum Enrvärmen des Thermalöls angeordnet ist,

(e) wobei der kombinierte Strahlungs- und Konvektionsteil (24)

- einen radial inneren Steigkanal (26) und

- einen den Steigkanal (26) radial umgebenden Fallkanal (32) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass

(f) zwischen dem Brennkessel (12) und dem kombinierten Strahlungs- und Konvektionsteil (24) ein Strahlungsteil (44) angeordnet ist, in dem das Rauchgas von oben nach unten strömt, und

(g) der kombinierte Strahlungs- und Konvektionsteil so ausgebildet ist, dass eine Strömungsgeschwindigkeit des Rauchgases vor Eintritt in den kombinierten Strahlungs- und Konvektionsteil (24) über 22 m/s liegt,

(h) der kombinierte Strahlungs- und Konvektionsteil so ausgebildet ist, dass eine Strömungsgeschwindigkeit des Rauchgases im Fallkanal unter 19 m/sec liegt, so dass eine effiziente Ascheabscheidung ermöglicht ist, und

(i) wobei der kombinierte Strahlungs- und Konvektionsteil (24) als Ascheabscheider wirkt und einen automatischen Ascheabzug aufweist und

(j) wobei der mindestens eine kombinierte Strahlungs- und Konvektionsteil (24) so ausgebildet ist, dass das Rauchgas (20) zunächst vertikal aufwärts und nachfolgend vertikal abwärts strömt.

2. Holzzerkleinerungsprodukt-Trocknungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Steigkanal (26) und der Fallkanal (32) eine gemeinsame Wand besitzen.

3. Holzzerkleinerungsprodukt-Trocknungsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die gemeinsame Wand zumindest teilweise durch Wärmetauscherrohre (28, 40) gebildet ist.

4. Holzzerkleinerungsprodukt-Trocknungsanlage, nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass hinter dem kombinierten Strahlungs- und Konvektionsteil (24) ein Konvektionsteil (38) angeordnet ist.

5. Holzzerkleinerungsprodukt-Trocknungsanlage nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch zumindest zwei kombinierte Strahlungs- und Konvektionsteile (24), die so verbunden sind, dass deren Rauchgase (20) vor dem Eintreten in den mindestens einen Konvektionsteil (38) zusammengeführt werden.

6. Holzzerkleinerungsprodukt-Trocknungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine steuerbare Abzweigvorrichtung (47), die angeordnet ist zum Entnehmen eines Teil des Rauchgases (20) aus dem kombinierte Strahlungs- und Konvektionsteil (24).

7. Holzzerkleinerungsprodukt-Trocknungsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abzweigvorrichtung (47) ausgebildet ist, um das Rauchgas (20) in einem Pfad zum Trockner (49) zu leiten, wobei in dem Pfad kein Wärmetauscher angeordnet ist.

8. Holzzerkleinerungsprodukt-Trocknungsanlage nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abzweigvorrichtung angeordnet ist zum Entnehmen des Rauchgases in Strömungsrichtung hinter dem Steigkanal (26) und insbesondere vor dem Fallkanal (32).

9. Holzzerkleinerungsprodukt-Trocknungsanlage nach einem der Ansprüche 6 bis 8, gekennzeichnet durch eine Regelung, die eingerichtet ist, um eine Temperatur im Trockner (49) zumindest auch mittels eines Stroms an Rauchgas (20) durch die Abzweigvorrichtung (47) zu regeln.

10. Verfahren zum Trocknen von Holzzerkleinerungsprodukten, insbesondere von Holzschnitzeln, Holzspänen und/oder Holzfasern, mit den Schritten:

(a) Verbrennen von Holzabfällen, ggf. mit Zusatzfeuerung (16), in einem Brennkessel (12), so dass Rauchgas (20) entsteht,

(b) Leiten des Rauchgases

(i) in ein zwischen dem Brennkessel (12) und dem kombinierten Strahlungs- und Konvektionsteil (24) angeordneten Strahlungsteil (44), in dem das Rauchgas von oben nach unten strömt, und

(ii) in einem kombinierten Strahlungs- und Konvektionsteil (24), der

- einen radial inneren Steigkanal (26) und

- einen den Steigkanal (26) radial umgebenden Fallkanal (32) aufweist,
erst nach oben und dann nach unten, wobei sich das Rauchgas (20) abkühlt und ein Thermalöl erwärmt wird, und

(iii) anschließend durch ein Konvektionsteil, so dass das Rauchgas (20) weiter abkühlt und das Thermalöl erwärmt wird, und

(c) wobei die Strömungsgeschwindigkeit (v) des Rauchgases (20) vor Eintritt in den kombinierte n Strahlungs- und Konvektionsteil (24) über 22 m/s liegt,

(d) wobei die Strömungsgeschwindigkeit (v) des Rauchgases im Fallkanal unter 19 m/sec liegt, so dass eine Ascheabscheidung erfolgt,

(e) wobei der kombinierte Strahlungs- und Konvektionsteil (24) als Ascheabscheider wirkt und einen automatischen Ascheabzug aufweist,

(f) danach Leiten des Rauchgases (20) in einen Trockner (49) für die Holzzerkleinerungsprodukte.

Claims

1. Wood comminution product-drying system, in particular for woodchips, wood shavings or wood fibres, comprising

(a) a combustion boiler (12), which comprises

(i) a device (14) for burning wood waste and

(ii) an additional furnace (16),

(b) an exhaust gas line (22) for guiding the exhaust gases (22) produced during burning and

(c) a dryer (49) for the wood comminution products, which is fed by the exhaust gas line (22),

(d) wherein arranged between the combustion boiler (12) and the dryer (49) is a combined radiation and convection part (24), through which thermal oil flows, to heat the thermal oil,

(e) wherein the combined radiation and convection part (24) has

- a radial inner riser channel (26) and

- a drop channel (32) radially surrounding the riser channel (26),
characterised in that

(f) arranged between the combustion boiler (12) and the combined radiation and convection part (24) is a radiation part (44), in which the exhaust gas flows from top to bottom, and

(g) the combined radiation and convection part is configured in such a way that a flow speed of the exhaust gas before entering the combined radiation and convection part (24) is above 22 m/s,

(h) the combined radiation and convection part is configured in such a way that a flow speed of the exhaust gas in the drop channel is below 19 m/sec, so that an efficient separation of ash is made possible, and

(i) wherein the combined radiation and convection part (24) acts as an ash separator and has an automatic ash remover and

(j) wherein the at least one combined radiation and convection part (24) is configured in such a way that the exhaust gas (20) firstly flows vertically upward and then vertically downward.

2. Wood comminution product-drying system according to claim 1, characterised in that the riser channel (26) and the drop channel (32) have a common wall.

3. Wood comminution product-drying system according to claim 2, characterised in that the common wall is at least partly formed by heat exchanger pipes (28, 40).

4. Wood comminution product-drying system according to any one of the preceding claims, characterised in that a convection part (38) is arranged behind the combined radiation and convection part (24).

5. Wood comminution product-drying system according to claim 4, characterised by at least two combined radiation and convection parts (24), which are connected in such a way that their exhaust gases (20) are combined before entering the at least one convection part (38).

6. Wood comminution product-drying system according to any one of claims 1 to 5, characterised by a controllable branching device (47), which is arranged to remove part of the exhaust gas (20) from the combined radiation and convection part (24).

7. Wood comminution product-drying system according to claim 6, characterised in that the branching device (47) is configured to guide the exhaust gas (20) in a path to the dryer (49), no heat exchanger being arranged in the path.

8. Wood comminution product-drying system according to claim 6 or 7, characterised in that the branching device is arranged to remove the exhaust gas in the flow direction after the riser channel (26) and in particular before the drop channel (32).

9. Wood comminution product-drying system according to any one of claims 6 to 8, characterised by a regulator, which is set up to at least regulate a temperature in the dryer (49) even by means of a flow of exhaust gas (20) through the branching device (47).

10. Method for drying wood comminution products, in particular wood chips, wood shavings and/or wood fibres, comprising the steps:

(a) burning the wood waste, optionally with an additional furnace (16), in a combustion boiler (12), so that exhaust gas (20) is produced,

(b) guiding the exhaust gas

(i) into a radiation part (44) arranged between the combustion boiler (12) and the combined radiation and convection part (24), in which the exhaust gas flows from top to bottom, and

(ii) in a combined radiation and convection part (24), which has

- a radially inner riser channel (26) and

- a drop channel (32) radially surrounding the riser channel (26),
firstly upwardly and then downwardly, the exhaust gas (20) being cooled and a thermal oil being heated, and

(iii) then through a convection part, so the exhaust gas (20) is further cooled and the thermal oil is heated, and

(c) wherein the flow speed (v) of the exhaust gas (20) is above 22 m/s before entering the combined radiation and convection part (24),

(d) wherein the flow speed (v) of the exhaust gas in the drop channel is below 19 m/sec, so a separation of ashes takes place,

(e) wherein the combined radiation and convection part (24) acts as an ash separator and has an automatic ash remover,

(f) then guiding the exhaust gas (20) into a dryer (49) for the wood comminution products.

Revendications

1. Installation de séchage de produit de fragmentation du bois, en particulier pour des éclats de bois, des copeaux de bois, ou des fibres de bois, comprenant

(a) une chaudière de combustion (12) qui comprend

(i) un dispositif (14) pour la combustion de déchets de bois, et

(ii) un foyer additionnel (16),

(b) une conduite de gaz de fumée (22) pour diriger les gaz de fumée (20) provenant de la combustion, et

(c) un sécheur (49) pour les produits de fragmentation du bois qui est alimenté par la conduite de gaz de fumée (22),

(d) un élément de convection et de rayonnement combiné (24) traversé par de l'huile thermique étant agencé entre la chaudière de combustion (12) et le sécheur (49), pour réchauffer l'huile thermique,

(e) l'élément de convection et de rayonnement combiné (24) présentant :

- un canal ascendant (26) radialement interne, et

- un canal descendant (32) entourant radialement le canal ascendant (26),
caractérisée en ce que

(f) entre la chaudière de combustion (12) et l'élément de convection et de rayonnement combiné (24) est agencé un élément de rayonnement (44) dans lequel le gaz de fumée circule de haut en bas, et

(g) l'élément de convection et de rayonnement combiné est formé de façon qu'une vitesse d'écoulement du gaz de fumée avant entrée dans l'élément de convection et de rayonnement combiné (24) soit supérieure à 22 m/s,

(h) l'élément de convection et de rayonnement combiné est formé de façon qu'une vitesse d'écoulement du gaz de fumée dans le canal descendant soit inférieure à 19 m/sec, de sorte qu'une séparation efficace des cendres soit possible, et

(i) l'élément de convection et de rayonnement combiné (24) agissant comme un séparateur de cendres et présentant une extraction automatique de cendres et

(ii) l'au moins un élément de convection et de rayonnement combiné (24) étant formé de façon que le gaz de fumée (20) s'écoule tout d'abord verticalement vers le haut puis verticalement vers le bas.

2. Installation de séchage de produit de fragmentation du bois selon la revendication 1, caractérisée en ce que le canal ascendant (26) et le canal descendant (32) possèdent une paroi commune.

3. Installation de séchage de produit de fragmentation du bois selon la revendication 2, caractérisée en ce que la paroi commune est formée au moins partiellement par des tubes d'échange thermique (28, 40).

4. Installation de séchage de produit de fragmentation du bois selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'un élément de convection (38) est agencé derrière l'élément de convection et de rayonnement combiné (24).

5. Installation de séchage de produit de fragmentation du bois selon la revendication 4, caractérisée par au moins deux éléments de convection et de rayonnement combiné (24) qui sont reliés de façon que leurs gaz de fumée (20) soient réunis avant l'entrée dans l'au moins un élément de convection (38).

6. Installation de séchage de produit de fragmentation du bois selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée par un dispositif de bifurcation (47) pilotable qui est agencé pour prélever une partie du gaz de fumée (20) hors de l'élément de convection et de rayonnement combiné (24).

7. Installation de séchage de produit de fragmentation du bois selon la revendication 6, caractérisée en ce que le dispositif de bifurcation (47) est formé pour diriger le gaz de fumée (20) sur un chemin jusqu'au sécheur (49), aucun échangeur thermique n'étant agencé dans le chemin.

8. Installation de séchage de produit de fragmentation du bois selon la revendication 6 ou 7, caractérisée en ce que le dispositif de bifurcation est agencé pour prélever du gaz de fumée dans la direction de circulation derrière le canal ascendant (26) et en particulier devant le canal descendant (32).

9. Installation de séchage de produit de fragmentation du bois selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisée par une régulation qui est établie pour réguler une température dans le sécheur (49) au moins aussi au moyen d'un courant de gaz de fumée (20) à travers le dispositif de bifurcation (47).

10. Procédé de séchage de produits de fragmentation du bois, en particulier d'éclats de bois, de copeaux de bois, ou de fibres de bois, comprenant les étapes suivantes :

(a) brûler des déchets de bois, le cas échéant avec un foyer additionnel (16), dans une chaudière de combustion (12), de sorte qu'il y ait du gaz de fumée (20),

(b) conduire le gaz de fumée

(i) dans un élément de rayonnement (44) agencé entre la chaudière de combustion (12) et l'élément de convection et de rayonnement combiné (24), et dans lequel le gaz de fumée est dirigé de haut en bas, et

(ii) dans un élément de convection et de rayonnement combiné (24) qui présente

- un canal ascendant (26) radialement interne, et

- un canal descendant (32) entourant radialement le canal ascendant (26),
d'abord vers le haut, puis vers le bas, et dans lequel le gaz de fumée (20) se refroidit et une huile thermique est réchauffée, et

(iii) finalement à travers un élément de convection, de façon que le gaz de fumée (20) continue à refroidir et l'huile thermique à être réchauffée, et

(c) la vitesse d'écoulement (v) du gaz de fumée avant entrée dans l'élément de convection et de rayonnement combiné (24) étant supérieure à 22 m/s,

(d) la vitesse d'écoulement (v) du gaz de fumée dans le canal descendant étant inférieure à 19 m/sec, de sorte qu'une séparation des cendres s'effectue,

(e) l'élément de convection et de rayonnement combiné (24) agissant comme un séparateur de cendres et présentant une extraction automatique de cendres et

(f) puis conduire le gaz de fumée (20) dans un sécheur (49) pour les produits de fragmentation du bois.

Zeichnung