DE2727467A1

DE2727467A1 - Fine chopped timber preparation plant for power station - has rotating drums with carbide cutters and sawdust is blown into furnace

Info

Publication number: DE2727467A1
Application number: DE19772727467
Authority: DE
Inventors: Peter Voelskow
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-06-18
Filing date: 1977-06-18
Publication date: 1979-01-18

Abstract

The power generating plant uses wood and other natural growing plant material. The wood is finely chopped and dried. This wood is blown into the power plant from a metering bunker. The wood and natural material is utilised on large scale. The coarse chopping is carried out by a relatively slowly rotating drum (1) with carbide cutters. This drum is mounted on a chassis (2) and operates together with a timber cutting machine (3). The chopped material is floated or driven in a press container (4) to the thermal power station (10). After intermediate storage the material is dried further by pressing out of water. Flue gases are used for subsequent drying and material is stored. A fine chopping machine produces sawdust like granulate with another chopping drum (1). The fine material is burnt and the flue gas is cleaned by filters.

Description

Verfahren und Einrichtungen zur Energieerzeugung aus HolzProcesses and devices for generating energy from wood

und sonstiger Pflanzenmasse Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie Einrichtungen zur Energieerzeugung aus Holz und sonstiger Pflanzenmasse, wie Sägewerksabfall, Durchforstungsholz, ausgedienten Paletten, Kisten, Gußmodellen etc. oder auch aus speziell zur Energieerzeugung gezüchteten, schnellwüchsigen Bäumen, Sträuchen und dergleichen, wobei das zu verbrennende Gut aus "Biomasse" in einzelnen Verfahrensschritten zerkleinert, gelagert, getrocknet und schließlich verbrannt wird.and other plant matter The invention relates to a method and Facilities for generating energy from wood and other plant matter, such as sawmill waste, Thinning wood, disused pallets, boxes, cast models, etc. or even from Fast-growing trees, shrubs and trees specially grown to generate energy the like, with the material to be burned from "biomass" in individual process steps crushed, stored, dried and finally burned.

Bekannt sind derartige Verfahren zur Holzabfallverwendung innerhalb der Holz-, Papier- oder Zellstoffindustrie. Holsspäne und Schleifstaub werden im allgemeinen im Fluge in ogenannten Einblasfeuerungen verbrannt, stückige Holzabfälle und Rinde werden teilweise auf Roztfeuerungen verbrannt, teilweise aber auch zerkleinert und der Einblasfeuerung zugeführt.Such methods are known for the use of wood waste within the wood, paper or pulp industries. Wood chips and sanding dust are in the generally burned on the fly in the above-mentioned injection firing systems, lumpy wood waste and bark are partly burned on Roztfeuerungen, but partly also crushed and fed to the injection furnace.

Die bekannten Verfahren und Einrichtungen sind jedoch nicht geeignet, die Energieerzeugung in großen Maßstabe, beispielsweise in Kraftwerksblöcken in der Größenordnung von Kohlekraftwerken, durchzuführen.However, the known methods and devices are not suitable the generation of energy on a large scale, for example in power plant blocks in the size of coal-fired power plants.

Kohlekraftwerke wurden ursprünglich mit Stückkohle, wie sie beim Abbau im Bergwerk anfiel, betrieben. Später ist man dazu übergegangen, die Kohle auf eine gleichmäßige Korngröße, etwa Walnußgröße, vorzuzerkleinern, um einen gleichmäßigeren Ausbrand auf den Rost und eine gewisse Regelnöglichkeit nach dem Wärmebedarf erzielen zu können. Heute arbeiten praktisch alle Kohlekraftwerke nur noch mit einer Kohlenstaub-Einblasfeuerung. Die Einblasfeuerung ermöglicht eine weitgehende Regelbarkeit der Wärme erzeugung nach den aktuellen Energiebedarf des Kessels, wie bei einer Gas- oder Ölfeuerung, Sie führt außerdem zu der vollkommensten Verbrennung bei den relativ geringsten Luftüberschuß, was die beste Wärmewirtschaftlichkeit zur Folge hat.Coal power plants were originally using lump coal as they were when mining accrued in the mine. Later they went over to the coal on one Even grain size, roughly the size of a walnut, must be pre-shredded to make it more even Achieve burnout on the grate and a certain control option according to the heat requirement to be able to. Today practically all coal-fired power plants only work with pulverized coal injection. The injection firing enables the heat generation to be controlled to a large extent according to the current energy requirements of the boiler, such as gas or oil firing, It also leads to the most perfect combustion in the relatively smallest Excess air, which results in the best heat economy.

Die gleichen Vorteile bietet grundsätzlich auch eine Einblasfeuerung von Holzstaub bzw. sägespanähnlichen Holzkleinteilen gegenüber einer Rastfeuerung von stückigen Abfallhölzern.In principle, injection firing also offers the same advantages of wood dust or small pieces of wood similar to sawdust opposite to a detent firing of lumpy waste wood.

Während sich Kohle jedoch in Prallmühlen relativ leicht und mit relativ geringem Energieaufwand pro Tonne Durchsatzleistung zerkleinern läßt, ist der Zerkleinerungsaufwand für Holz oder Holzabfälle bisher so hoch, daß sich in vielen Fällen die vorteilhaftere Einblasfeuerung ger nicht rentiert.However, while coal in impact mills is relatively easy and with relatively With little energy input per ton of throughput, it is the amount of work required for the shredding for wood or wood waste so far that in many cases the more advantageous Injection firing is not profitable.

Beispielsweise wird stückiges Holz oder Waldholz bis heute in sogenannten Hackmaschinen vorzerkleinert. Die Hackmesser müssen alle paar Stunden ausgewechselt und nachgeschliffen werden. Allein diese Werkzeugkosten sind für große Durchsatzleistungen untragbar. Wenn Druchforstungsholz, Baumkronen oder speziell für die Energieerzeugung gezüchtete, schnellwüchsige Holzarten im Walde vorzerkleinert werden sollen, so ist das mehrmals tägliche Auswechseln und Nachschleifen der Hackmesser ein völlig unzumutbarer Aufwand.For example, lumpy wood or forest wood is still used today in so-called Chopping machines pre-shredded. The chopping knives need to be changed every few hours and be reground. These tool costs alone are necessary for large throughputs intolerable. If thru forest wood, treetops or especially for energy generation Grown, fast-growing types of wood in the forest should be pre-shredded, so Replacing and re-sharpening the chopping knives several times a day is a complete necessity unreasonable effort.

Hackschnitzel können jedoch noch lange nicht im Fluge verbrannt werden, sie erfordern eine Rostfeuerung, wie etwa die vorzerkleinerte Nußkohle. Um Hackschnitzel zu einem im Fluge verbrennbaren Peingut, etwa wie Sägemehl, zu zerkleinern, sind wirtschaftlich arbeitende Maschinen großer Mengenleistungen überhaupt noch nicht auf dem Markt.However, wood chips cannot be burned on the fly for a long time, they require grate firing, such as the pre-crushed nut charcoal. About wood chips are to be crushed into pieces that can be burned on the fly, such as sawdust economically working machines with large outputs are not yet at all on the market.

Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, ein Verfahren sowie Einrichtungen zur Ausübung dieses Verfahrens zu entwickeln, womit die Energieerzeugung aus Holz oder Biomasse auch in grossem Maßstabe wirtschaftlich möglich ist.The invention has set itself the task of a method and devices to develop this practice, bringing energy from wood or biomass is also economically feasible on a large scale.

Dieses neue Verfahren verwendet folgende Verfahrensschritte: a) Eine Grobzerkleinerung durch mindestens eine, relativ langsam laufende, mit Hartmetallmeißeln bestückte Raspelwalze, gegebenenfalls auf Fahrgestell montiert und mit einer Holzerntemaschine zusammen arbeitend b) anschließenden Transport dieses Zerkleinerungsgutes in fahrbaren oder schwimmfähigen Press-Containern zum Wärmekraftwerk c) nach evtl. Zwischenlagerung eine Trocknung dieses Zerkleinerungsgutes bis auf 60 bis 70 X Restfeuchte durch mechanisches Auspressen des Wassergehaltes und eine anschließende Nachtrocknung mit Rauchgasen aus der Verbrennungsanlage und/oder Sonnenenergie und anschließende weitere, überdachte Zwischenlagerung d) eine Feinzerkleinerung su einem sägespanartigen Granulat durch mindestens eine, relativ langsam laufende, mit Hartmetallzähnen sehr feiner Teilung bestückte Raspelwalze e) eine Feuerung, in der wenigstens 90 X dieses fein zerkleinerten Materials in Fluge bzw. in der Schwebe verbrennt f) eine Rauchgasreinigung in einer Schüttschichtfilterkombination aus vielen Zellen, von denen wechselweise durchlaufend 10 bis 20 X durch Rückspül-Luft gereinigt werden, wobei die Rückspül-Luft als Verbrennungsluft oder Verbrennungsluftzusatz verwendet wird.This new process uses the following process steps: a) One Coarse size reduction by at least one, relatively slow-running, hard metal chisel equipped rasp roller, possibly mounted on a chassis and with a wood harvesting machine working together b) subsequent transport of this material to be shredded in mobile or floating press containers to the thermal power plant c) after possibly intermediate storage a drying of this shredded material up to 60 to 70 X residual moisture through mechanical pressing out of the water content and a subsequent Post-drying with flue gases from the incinerator and / or solar energy and subsequent further, covered interim storage d) fine comminution see below a sawdust-like granulate through at least one relatively slow-moving, Rasp roller equipped with hard metal teeth with a very fine pitch e) a furnace, in the at least 90 X this finely comminuted material in flight or in the Floating burns f) a flue gas cleaning in a packed bed filter combination from many cells, of which 10 to 20 X alternating with backwash air be cleaned, with the backwash air as combustion air or combustion air additive is used.

Eine Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens in den Zerkleinerungsstufen besteht aus einer relativ langsam laufenden Raspelwalze, der das zu zerkleinernde Gut periodisch durch hydraulisch betätigte Klappen oder Schieber, etwa wie in einem bekannten Sperrmüllwagen, zugeführt wird.A device for carrying out the process in the shredding stages consists of a relatively slow-moving rasp roller, which is responsible for the shredded Well periodically by hydraulically operated flaps or slides, like in one known bulky garbage truck, is supplied.

Eine Einrichtung zur Grobzerkleinerung hat eine Raspelwalze, die als zylindrische Walze ausgebildet ist, und an ihrem Umfang, gegebenenfalls schraubenförmig versetzt, mit Hartmetallmeißeln bestückt ist, wie sie beispielsweise beim Kohlenabbau in sogenannten Schrämwalzen oder bei Tunnelvortriebsmaschinen in den Fräsköpfen verwendet werden.A device for coarse shredding has a rasping roller that is used as cylindrical roller is formed, and on its circumference, optionally helical offset, is equipped with hard metal chisels, such as those used in coal mining in so-called cutting rollers or in the milling heads of tunnel boring machines be used.

Bei einer Einrichtung zur Feinzerkleinerung ist die Raspelwalze s. B. aus einen Paket mit versetzten Zähnen zusammengesetzter, hartmetallbestückter Kreissägeblätter zusammengesetzt, oder es sind in einer zylindrischen Walze streifenförnige, kammartig geschlitzte und auf Lücke versetzt angeordnete hartmetallbestückte Fräzwerkzeuge in großer Anzahl eingesetzt.In a device for fine comminution, the rasp roller is s. B. composed of a package with offset teeth, carbide-tipped Circular saw blades, or they are strip-shaped in a cylindrical roller, Carbide-tipped milling tools with a comb-like slit and offset with a gap used in large numbers.

Figur 1 zeigt schematisch den Verfahrensablauf, Figur 2 zeigt schematisch die Funktion einer Zerkleinerungsmaschine mit einer langsam laufenden Raspelwalze.Figure 1 shows schematically the process sequence, Figure 2 shows schematically the function of a shredding machine with a slow-running rasp roller.

In Figur 1 ist die Raspelwalze 1 mit der gesamten Zerkleinerungseinrichtung auf einem Sattelschlepper 2 montiert, der beispielsweise auf einen Kranwagen 3 aufgesetzt ist.In Figure 1 is the rasp roller 1 with the entire comminution device mounted on a semi-trailer truck 2, which is placed on a crane truck 3, for example is.

Der Kranwagen 3 greift das suvor in einer Schneide von einer Holzerntemaschine gefällte und auf eine Lange von beispielsweise 4 m (entsprechend der Länge der Raspelwalze 1) abgekürzte Holz mit der gesamten Biomasse, also mit allen Ästen, Blättern, Nadeln oder dergleichen, und lädt es in den großen Einfüllrawn der Zerkleinerungseinrichtung auf der Sattelschlepper 2. Das in etwa Hackschnitzelgröße, jedoch nicht gehackte, sondern durch Raspeln oder Reißen zerkleinerte Holz gelangt in einen Press-Container 4, der jeweils gefüllt fahrend oder schwimmend zum Wärmekraftwerk transportiert wird.The crane truck 3 grips the suvor in a cutting edge of a wood harvesting machine felled and cut to a length of, for example, 4 m (corresponding to the length of the rasp roller 1) Abbreviated wood with the entire biomass, i.e. with all branches, leaves, needles or the like, and loads it into the large hopper of the crusher on the semi-trailer 2. The roughly wood chip size, but not chopped, Instead, wood chopped up by rasping or tearing ends up in a press container 4, which is transported to the thermal power station either by driving or by swimming will.

Auf dem Gelände des Wärmekraftwerkes wird das grobe Zerkleinerungsgut gegebenenfalls in freier Haufenschüttung 5 zwischengelagert, kommt dannn den gegebenenfalls mit Rauchgasen betriebenen Trockner 6α und wird anschließend wiederum, möglichst überdacht, in freier Raufenschüttung 7 weiter gelagert. Von den Zwischenlager 7 gelangt das grobe, getrocknete Zerkleinerungsgut in die Feinzerkleinerungsanlage 8 und von dort in einen oder mehrere Dosierbunker 90 Von den Dosierbunkern 9 gelangt das feinzerkleinerte, sägespanartige Gut in die Feuerung und Kesselanlage 10. Das Rauchgas wird in einer aus vielen Einzelzellen bestehenden Schüttschichtfilteranlage gereinigt, wobei ständig ein Teil dieser Schüttschichtfilterzellen durch Rückspül-Luft 12 regeneriert wird, wobei die staubbeladene Rückspül-Luft 13 als zusätzliche Verbrennungsluft in die Feuerung geleitet wird.The coarse shredded material is on the site of the thermal power plant if necessary temporarily stored in free heap 5, then comes the if necessary with flue gases operated dryer 6α and is then again, if possible covered, further stored in open racks 7. From the interim storage facility 7 the coarse, dried material to be shredded enters the fine shredding system 8 and from there into one or more dosing bunkers 90 from the dosing bunkers 9 the finely chopped, sawdust-like material in the furnace and boiler system 10. The Flue gas is in a packed bed filter system consisting of many individual cells cleaned, with a part of these packed bed filter cells constantly by backwash air 12 is regenerated, the dust-laden backwash air 13 as additional combustion air is fed into the furnace.

Figur 2 zeigt das Schema einer Zerkleinerungseinrichtung. Die langsam laufende Raspelwalze 1 von beispielsweise 1 n Durchmesser und 4 m Länge ist zwischen einer feststehenden, konkav gewölbten, zylindrischen Schale 2 und einer ebenfalls festste- henden konvex gewölbten, zylindrischen Schale 3 angeordnet. Um die in der Achsmitte der Schale 2 angeordneten Achse 4 schwenkt die hydraulisch betriebene Klappe 5 nach Einfüllen des Zerkleinerungsgutes in den Raum zwischen Schale 2 und Klappe 5 in Pfeilrichtung in die gestrichelt dargestellte Stellung 5@. Sodann drückt der Schieber 6 das in des verbleibenden Schacht 7 befindliche Zerkleinerungsgut gegen die Raspelwalze 1. Nach diesem Vorgang zieht sich der Schieber 6 beschleunigt zurück und ebenso öffnet sich die Klappe 5 aus ihrer Stellung 51 beschleunigt, so daß wieder neues Zerkleinerungsgut eingefüllt werden kann.Figure 2 shows the scheme of a comminution device. The slowly running rasp roller 1, for example 1 n in diameter and 4 m in length, is between a stationary, concavely curved, cylindrical shell 2 and a likewise stationary existing convex, cylindrical shell 3 arranged. The hydraulically operated flap 5 pivots about the axis 4 arranged in the center of the axis of the shell 2 after the material to be shredded has been filled into the space between the shell 2 and the flap 5 in the direction of the arrow into the position 5 @ shown in dashed lines. The slide 6 then pushes the material to be crushed in the remaining shaft 7 against the rasp roller 1. After this process, the slide 6 retracts at an accelerated rate and the flap 5 opens from its position 51 more quickly, so that new material to be crushed can be poured in again.

Die Art der Materialzuführung zu der langsam laufenden Raspelwalze 1 ist nur ein mögliches Beispiel, es können auch beliebige andere Materialzuführungen, zum Beispiel auch kontinuierlich mit Stetig-Förderketten angewendet werden.The type of material supply to the slow-moving rasp roller 1 is only one possible example, any other material feeds, For example, they can also be used continuously with continuous conveyor chains.

In einer vereinfachten Ausübung des Verfahrens kann die Grobzerkleinerung entfallen und gleich die Feinzerkleinerungsanlage 8 auf den Sattelschlapper 2 montiert werden. Es entfällt dann auch die Haufenlagerung 7; aus dem Trockner 6 werden die getrockneten, sägespanartigen Teilchen gleich in den oder die Dosierbunker 9 gefördert.In a simplified exercise of the process, the coarse comminution omitted and the fine shredding system 8 mounted on the saddle slapper 2 will. The pile storage 7 is then also omitted; from the dryer 6 are the Dried, sawdust-like particles are conveyed into the metering bunker or bunkers 9.

Die langsam laufende Raspelwalze 1 ist in Falle der Grobzerkleinerung als zylindrische Walze ausgebildet, die mit Hartnetallneißeln, gegebenenfalls schraubenförmig besetzt ist.The slow-running rasp roller 1 is used in the case of coarse shredding designed as a cylindrical roller with hard metal chisels, optionally helical is busy.

Die Hartmetallmeißel werden ähnlich ausgebildet und befestigt, wie sie bei sogenannten Schrämwalzen im Kohlenbergbau oder bei Fräsköpfen von Tunnelvortriebsmaschinen bekannt sind.The hard metal bits are designed and fastened in a similar way to they are used in so-called cutting rollers in coal mining or in the milling heads of tunnel boring machines are known.

Im Falle der Feinzerkleinerung wird die Raspelwalze aus sahlreichen, mit versetzten Schneiden zusammengesetzten, hartmetallbestückten Kreissägeblättern gebildet. Anstelle der Kreissägeblätter können auch kreissägeähnlich gezahnte Ringsegmente verwendet werden, die beispielsweise in Schwalbenschwanznuten einer großen Walze eingeschoben und wie ein großes Kreissägeblattpaket zusammengesetzt werden.In the case of fine shredding, the grating roller is made from rich, Carbide-tipped circular saw blades assembled with offset cutting edges educated. Instead of the circular saw blades, circular saw-like toothed ring segments can also be used used, for example, in the dovetail grooves of a large roller inserted and put together like a large circular saw blade package.

Es können aber auch in eine große Walze mit axialen Nuten durohgehende Streifen eingesetzt werden, die mit kammartig angeordneten Zähnen in der Größe von Kreissägeblattzähnen mit Hartmetallschneiden bestückt sind. Diese Kammleisten werden dann wechselweise so eingesetzt, daß sich die Schneidzähne auf der gesamten Walze jeweils überdecken.However, it can also go through a large roller with axial grooves Strips are used, which are arranged in a comb-like manner Teeth The size of circular saw blade teeth are equipped with hard metal cutting edges. These Comb strips are then used alternately so that the cutting teeth are on cover the entire roller.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims

Claims 1.) Process for generating energy from wood and others Plant mass after the spar is crushed, optionally dried, in one Dosing bunker is stored and then fed to an injection furnace, marked by the following process steps: a) A coarse shredding by at least one, relatively slow-running rasp roller (1) equipped with hard metal chisels, which if necessary mounted on a chassis (2) and together with a wood harvester (3) is working.

b) The subsequent transport of this material to be shredded in one mobile or floatable press container (4) to the thermal power plant (10).

c) After a possible intermediate storage (5) and drying (6) this Material to be shredded down to 60 to 70 X residual moisture by mechanical pressing the water content and subsequent drying (6a) with flue gases the incineration plant and / or solar energy, there is another, if necessary covered temporary storage.

d) Fine comminution to a sawdust-like granulate at least one, relatively slow running, with hard metal teeth very fine pitch equipped Rapel roller (1).

e) A furnace (10) in which at least 90% of this was finely comminuted Material burns in flight or in suspension.

f) A flue gas cleaning system (11) in a packed bed filter combination from many cells, of which 10 to 20% alternately through backwash air (12) are cleaned, with the backwash air as combustion air (13) or combustion air additive is used.

20) Equipment for carrying out the process in the shredding stages, characterized by a relatively slow-running rasp roller (1), which is to be shredded Well periodically by hydraulically operated flaps or slides, like in one known bulky garbage truck, is supplied.

3.) device for coarse comminution according to claim 2, characterized in that that the rasping roller (1) is designed as a cylindrical roller, which on its whole Circumference, possibly offset in a helical manner, equipped with hard metal chisels is how it is, for example, in coal mining in so-called cutting rollers or in Tunnel boring machines are used in the milling heads.

4.) Device according to claim 2 sur fine comminution, characterized in that that the rasp roller (1) zO Bo composed of a package with offset teeth, hard metal-tipped circular saw blades, or a cylindrical roller, those with a large number of strip-shaped, comb-like slits and gaps offset arranged, carbide-tipped milling tools is equipped.