NL1032001C2

NL1032001C2 - Werkwijze voor het door torreficeren bereiden van een vaste brandstof en de daardoor verkregen vaste brandstof, werkwijze voor het verwijderen van een of meer metalen uit een vaste brandstof en de daardoor verkregen gereinigde vaste brandstof evenals toepassing van deze brandstoffen.

Info

Publication number: NL1032001C2
Application number: NL1032001A
Authority: NL
Inventors: Gerard Hubert Joseph Ruiters
Original assignee: Torr Coal Technology B V
Priority date: 2006-06-14
Filing date: 2006-06-14
Publication date: 2007-12-17

Description

Korte aanduiding: Werkwijze voor het door torreficeren bereiden van een vaste brandstof en de daardoor verkregen vaste brandstof, werkwijze voor het verwijderen van een of meer metalen uit een vaste brandstof en de daardoor verkregen gereinigde vaste brandstof 5 evenals toepassing van deze brandstoffen.

BESCHRIJVING

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het door torreficeren bereiden van een vaste brandstof waarbij een uitgangs-10 samenstelling indirect wordt verwarmd. Tevens heeft de onderhavige uitvinding betrekking op een vaste brandstof verkrijgbaar door een dergelijke werkwijze. Bovendien heeft de onderhavige uitvinding betrekking op een werkwijze voor het verwijderen van een of meer metalen uit een vaste brandstof en op een gereinigde vaste brandstof, verkrijgbaar door een dergelijke werkwijze. Ten slotte heeft de 15 onderhavige uitvinding betrekking op de toepassing van de onderhavige vaste brandstoffen.

Methoden voor het bereiden van een vaste brandstof door het torreficeren van hout zijn bijvoorbeeld beschreven in WO 2005/056723 en US 2003/0221363. Bij dergelijke methoden worden houtachtige producten, zoals 20 bijvoorbeeld houtsnippers, houtzaagsel of bijvoorbeeld notenschillen, getorreficeerd, waardoor een vaste brandstof wordt verkregen.

In de publicatie van James R. Arcate uit het tijdschrift “Wood Energy" getiteld “Global markets and technologies for torrefied wood in 2002" wordt aangegeven dat getorreficeerd hout samen met steenkool kan worden gebruikt voor 25 het genereren van elektriciteit in steenkool verbrandingsinstallaties.

Franse octrooiaanvrage FR 2 624 876 en WO 86/06930 hebben betrekking op de torrefactie van lignine houdende plantaardige materialen en met name hout.

Het probleem van dergelijke methoden is dat houtachtige producten 30 noodzakelijk zijn als uitgangsmateriaal ter verkrijging van een vaste brandstof. Dit heeft een aantal nadelen.

Ten eerste zijn hout en houtachtige producten natuurlijke materialen waarvan de aanvoerhoeveelheid niet eenvoudig kan worden gecontroleerd. In veel landen, zoals Nederland, wordt vanwege het beperkte 1032001Ί 2 beschikbare grondoppervlak geen grootschalige houtproductie bedreven. Hierdoor is het niet mogelijk gebleken een stabiele, continue hoeveelheid hout te produceren. Indien er (tijdelijk) een geringe aanvoer van hout is, bijvoorbeeld een seizoens-afhankelijke aanvoer, zal bij gelijkblijvende energiebehoefte de noodzaak ontstaan 5 hout in te kopen om te kunnen blijven voldoen aan de energiebehoefte. Hout kan bijvoorbeeld worden ingekocht uit landen met een grootschalige en meer continue houtproductie, zoals bijvoorbeeld Finland, de Baltische staten en Canada. Aldus is de brandstofproductie onder toepassing van bovenstaande methode afhankelijk van inkoop uit andere landen, hetgeen ongewenst is.

10 Een tweede nadeel van het toepassen van hout als uitgangs materiaal is de kostprijs van het uitgangsmateriaal. Hout is een kostbaar product aangezien het ook voor andere doeleinden, zoals bijvoorbeeld meubel- en papierindustrie, toepasbaar is. Bovendien zullen de kosten verder stijgen indien hout dient te worden ingekocht. De hiermee gemoeid gaande kosten betreffen niet alleen 15 de inkoop van het houtmateriaal, maar tevens de kosten voor het transport daarvan. Aldus zou een vaste brandstof op basis van hout een aanzienlijke en mogelijk zelfs schommelende prijs vertonen, hetgeen ongewenst is.

Een derde nadeel is milieukundig van aard. Indien hout dient te worden getransporteerd leidt dit tot vervuiling, hetgeen ongewenst is. Daarnaast is 20 het ongewenst een product dat ook voor andere doeleinden toepasbaar is als brandstof in te zetten. Verder zal een product dat wordt gevormd door torrefactie van hout een bepaalde mate van fijnstof bezitten, hetgeen voor problemen kan zorgen tijdens opslag en transport en dat mogelijk tot luchtvervuiling kan leiden.

Met “torreficeren” of “torrefactie” wordt een proces bedoeld, waarbij 25 een uitgangsmateriaal een bepaalde verwarmingsbehandeling ondergaat. De term torrefactie wordt gebruikelijk toegepast voor processen ter verbetering van de eigenschappen van biomassa, zoals bijvoorbeeld het roosteren van koffiebonen of hout. Tijdens het torrefactieproces wordt de biomassa langzaam verwarmd in een inerte atmosfeer, dat wil zeggen een (nagenoeg) zuurstofvrije atmosfeer. De 30 torrefactie-behandeling leidt tot een vast product met een lager vochtgehalte en een hogere energiedichtheid dan het uitgangsmateriaal. Het torrefactie-proces zou ook kunnen worden aangeduid als milde pyrolyse waarbij organische verbindingen gedeeltelijk worden ontleed en brandbare gassen worden gevormd. Ongeveer 70 % van het aanvankelijke gewicht en ongeveer 90 % van de aanvankelijke energie 3 worden behouden, waardoor de calorische waarde per volume-eenheid wordt verhoogd.

Indien biomassa wordt getorreficeerd levert dit zogenaamde getorreficeerde biomassa, die een aantal bijzondere eigenschappen bezit. De eerste .

5 eigenschap is hydrofoobheid; het materiaal verliest zijn natuurlijke eigenschap van vochtopname aan en is derhalve stabieler in opslag dan de niet-getorreficeerde biomassa (zoals bijvoorbeeld hout en houtskool). Tevens wordt er minder rook gevormd wanneer getorreficeerde biomassa wordt verbrand in vergelijking met wanneer niet-getorreficeerde biomassa wordt verbrand.

10 Volgens de Europese wet- en regelgeving wordt “zuivere biomassa” gevormd door een stroom waarin het aandeel biomassa groter is dan 97 %. Stromen met een biomassa aandeel van kleiner dan 97 % worden aangeduid met “onzuivere biomassa”. Met biomassa wordt in deze beschrijving droge, dode biomassa, bijvoorbeeld in de vorm van dood plantenmateriaal of dood hout bedoeld.

15 Biomassa voor brandstofdoeieinden heeft de laatste jaren in toenemende mate in de belangstelling gestaan. Dit heeft een tweetal redenen: ten eerste het feit dat fossiele brandstoffen in de toekomst uitgeput raken en ten tweede omdat biomassabrandstof milieuvriendelijker is dan fossiele brandstof.

Het grote voordeel van het verbranden van biomassa is dat dit een 20 vrijwel C02-neutraai proces is. Bij de verbranding van biomassa komt weliswaar COz vrij, echter dit is recentelijk (dat wil zeggen de afgelopen 1-25 jaren) aan de atmosfeer onttrokken door de planten waaruit de biomassa wordt gevormd. Aldus past biomassa-verbranding in de bestaande C02-kringloop. Dit is een groot verschil met het verbranden van fossiele brandstoffen waarbij C02 vrijkomt die reeds zo lang 25 in de aarde is opgeslagen geweest dat deze brandstof in praktische zin geen deel meer uitmaakte van de C02-kringloop. Aldus wordt door verbranding van fossiele brandstof als het ware COz “toegevoegd” aan de C02-kringloop. Derhalve is er een grote vraag naar verbeterde brandstoffen waarin biomassa wordt toegepast. Echter zoals hiervoor beschreven zijn er nadelen verbonden aan het toepassen van hout 30 als uitgangsmateriaal voor het maken van een vaste brandstof.

Er is door de Nederlandse overheid een reductiedoelstelling voor C02-emissie in Nederland vastgesteld. Er is tevens extra aandacht voor de rol die biomassa daarin bij energieopwekking kan spelen. Biomassa wordt in Nederland reeds op kleine schaal toegepast als brandstof voor het opwekken van groene 4 stroom. Er is een zogenaamde steenkoolconvenant gesloten met de exploitanten van steenkoolcentrales in Nederland. Dit convenant geeft aan dat steenkool voor ten minste 10 % moet worden vervangen door een duurzame alternatieve brandstof, zoals bijvoorbeeld biomassa.

5 Het nadeel echter van het toepasen van onbehandelde biomassa, zoals bijvoorbeeld hout, als brandstof is dat het een lagere energieopbrengst heeft en niet direct kan worden toegepast in de bestaande verbrandingsinstallaties.

Door torrefactie-processen verkrijgbare vaste brandstoffen op basis van biomassa zouden hiervoor in principe kunnen worden toegepast, echter deze 10 producten bezitten een aantal nadelen, zoals hiervoor reeds toegelicht.

Het is een doelstelling van de onderhavige uitvinding om bovengenoemde problemen op te lossen.

Een andere doelstelling van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een werkwijze voor het bereiden van een vaste brandstof waarbij er 15 een continue, gegarandeerde aanvoer van uitgangsmateriaal voorhanden is.

De onderhavige uitvinding heeft tevens als doelstelling het verschaffen van een vaste brandstof die geschikt is om te worden toegepast als brandstof voor een veelvoud aan verbrandingsinstallaties, bij voorkeur zonder verdere vereiste voorbewerkingen.

20 Een verdere doelstelling is het verschaffen van een werkwijze die met een goede opbrengst een vaste brandstof kan leveren.

Nog een andere doelstelling is het verschaffen van een vaste brandstof die een hoge energiedichtheid heeft en/of die weinig fijnstof bevat, hetgeen voordelig is tijdens opslag en transport.

25 Tevens heeft de onderhavige uitvinding tot doel het verschaffen van een vaste brandstof die bijdraagt aan de reductie van C02-emissie.

Een of meer van de bovenstaande doelstellingen worden bereikt door een werkwijze volgens de aanhef gekenmerkt doordat het verwarmen plaatsvindt bij een massatemperatuur van ongeveer 150 tot ongeveer 360 °C, 30 waarbij in de uitgangssamenstelling een SRF-materiaal aanwezig is.

De onderhavige uitvinding voorziet in een oplossing van bovengenoemde problemen doordat SRF-materialen worden toegepast in de uitgangs-samenstelling.

De onderhavige uitvinders hebben gevonden dat door het 5 onderwerpen van SRF-materiaal aan een torrefactiebehandeling een vaste brandstof kan worden verkregen met verrassend goede eigenschappen.

SRF is een term die in het vakgebied van secundaire vaste brandstoffen en afvalverwerking bekend is. Het is een afkorting voor “Secondary 5 Recovered Fuel”, hetgeen staat voor “secundaire herwonnen brandstof”. Dergelijke secundaire brandstoffen worden geproduceerd in zogenaamde mechanische scheidingsinstallaties, waarbij wordt uitgegaan van bedrijfsafvalstromen en/of huishoudelijke afvalstromen.

Huishoudelijk afval is een zeer heterogeen mengsel van onder 10 andere, groente-, fruit- en tuinafval, kunststoffen, metalen, zoals ferro en non-ferro metalen, inerten, zoals zand, steen en glas. Huishoudelijk afval heeft een vochtgehalte van meer dan 30 gew.%. Gebruikelijk wordt huishoudelijk afval verbrand in zogenaamde AVI’s (afvalverbrandingsinstallaties) om het afval te vernietigen en als neveneffect energie op te wekken. Deze verwerkingswijze geeft 15 echter een lage energieopbrengst per ton afval.

Een andere verwerkingsmethode van huishoudelijk afval, te weten pyrolyse (verhitten bij temperaturen van circa 500 °C tot 800 °C) is zowel technisch als economisch niet haalbaar gebleken, zoals uit verschillende installaties die bekend zijn in het gebied is gebleken. De nadelen die zijn geassocieerd met de 20 toepassing van huishoudelijk afval zijn onder andere: het hoge vochtgehalte hiervan met bijbehorende hoge biologische activiteit en geuroverlast.

In WO 83/00046 wordt beschreven dat huishoudelijk afval kan worden onderworpen aan een behandelingsmethode van indirect verwarmen bij een temperatuur van tussen 250 en 500 °C, hetgeen overeenkomt met een torrefactie-25 behandeling. Echter het product dat door deze behandelingsmethode wordt verkregen kan niet worden aangeduid als zijnde een vaste brandstof. Verder is deze methode niet geschikt voor toepassing op grote schaal. Het is aldus onmogelijk gebleken onbewerkt huishoudelijk afval door middel van torrefactie te converteren naar een vaste brandstof.

30 SRF wordt gevormd onder toepassing van bijvoorbeeld biologisch- mechanische scheidingsmethoden (BMS) of mechanisch-biologische scheidingsmethoden (MBS) uit bedrijfsafvalstromen en huishoudelijke afvalstromen. Hierdoor wordt een maximale terugwinning van grondstof en een productie van een vaste brandstof gerealiseerd. Een dergelijke verwerking van afval wordt in 6 toenemende mate toegepast als alternatief voor de afvalverbrandingsinstallaties.

SRF wordt geproduceerd in bovengenoemde scheidingsinstallaties waarbij de volgende processtappen worden uitgevoerd: het afval wordt op een gedefinieerde deeltjesgrootte gebracht; het vochtgehalte wordt verlaagd; ferro 5 metalen, non-ferro metalen en inerten worden verwijderd. SRF bevat een combinatie van kunststoffen, biomassa, water en verontreinigingen.

Het verkregen SRF heeft gedefinieerde eigenschappen op het gebied van: het droge stofgehalte, het percentage verontreinigingen, de stookwaarde, de deeltjesgrootte, de elementaire samenstelling en het percentage 10 biomassa dat daarin aanwezig is. Deze eigenschappen kunnen verschillen afhankelijk van het toegepaste afval als uitgangsmateriaal en de toegepaste verwerkingsmethoden.

Aangezien SRF verschillende behandelingen heeft ondergaan en tevens gedefinieerde eigenschappen bezit wordt SRF niet gezien als een 15 deelstroom van huishoudelijk- of bedrijfsafval, echter als een product verkregen uit een afvalstroom (bedrijfsafval en/of huishoudelijk afval), waarvoor afzonderlijke toepassingen en afzetmarkten zijn. De toepassing van SRF in torrefactie ter verkrijging van een vaste brandstof is niet eerder beschreven of voorgesteld.

Met de steeds toenemende consumptie en toenemende productie 20 van afval, zal de hoeveelheid SRF-materiaal die kan worden geproduceerd alleen maar toenemen. Afvalproductie is continue en derhalve is voor de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding een continue aanvoer van uitgangsmateriaal beschikbaar.

Een voorbeeld van een in de handel verkrijgbaar SRF, toepasbaar in de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding, is een mengsel dat in de handel 25 wordt gebracht onder de geregistreerde merknaam “Trockenstabilat”. Trockenstabilat (merk) is een relatief droog SRF materiaal met een droge stofgehalte van circa 85 gew.% en een watergehalte van circa 15 gew.%. Trockenstabilat (merk) bevat circa 65 gew.% biomassa, 9 gew.% kunststoffen, 25 gew.% andere fossiele materialen en circa 1 gew.% inerten. Dit SRF-materiaal 30 wordt geproduceerd uit een deelstroom van huishoudelijk afval. Het is in de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding ook mogelijk een SRF-materiaal toe te passen dat wordt gemaakt uit bedrijfsafval. Een combinatie van meerdere SRF-materialen is ook toepasbaar.

Het direct inzetten van dergelijke secundaire brandstoffen (SRF- 7 materiaal) in verbrandingsinstallaties is mogelijk, echter dit leidt veelal tot lagere omzettingsrendementen. De onderhavige uitvinders hebben gevonden dat deze lagere omzettingsrendementen in belangrijke mate het gevolg zijn van: de lagere stookwaarde die deze brandstoffen hebben ten opzichte van bijvoorbeeld steenkool; 5 de schaalgrootte van de gebruikte verbrandingsinstallaties waardoor de technische optimalisering niet volledig economisch rendabel is. Veelal zijn ook de fysieke eigenschappen van eventuele verontreinigingen van SRF-materiaal een beperkende factor voor de inzet in bestaande verbrandingsinstallaties.

Een verdere beperkende factor bij het direct inzetten van SRF in 10 verbrandingsinstallaties is het feit dat SRF in het algemeen een zeer laag stortgewicht heeft van circa 150-250 gram per liter. Daardoor is de hoeveelheid energie per m3 beperkt en kan economisch rendabel transport uitsluitend met speciale transportmiddelen en onder speciale voorzieningen, zoals bijvoorbeeld verdichting in perscontainers of tot balen, plaatsvinden.

15 Een andere beperkende factor bij het direct inzetten van SRF in verbrandingsinstallaties is het feit dat de deeltjesgrootte van het SRF die niet verwerkbaar is in de bestaande steenkoolcentrales. Daarnaast vertoont SRF niet het optimale brandgedrag. Indien SRF dient te worden gestookt in de bestaande steenkoolcentrales is een ingrijpende technische aanpassing van de bestaande 20 infrastructuur noodzakelijk. In het bijzonder als deze centrales zijn gebouwd volgens het moderne concept van poederkool-gestookte centrales. In deze centrales is onder andere de deeltjesgrootte en het ontstekingsgedrag van groot belang en SRF voldoet hier niet aan. Het is technisch, economisch en energetisch niet mogelijk SRF te verkleinen tot de deeltjesgrootte van kleiner dan ongeveer 3 mm, die 25 minimaal vereist is voor een poederkool-gestookte centrale.

De onderhavige uitvinders hebben gevonden dat de onderhavige vaste brandstoffen uitstekend kunnen worden toegepast in poederkool-gestookte steenkoolcentrales.

Steenkoolcentrales worden onder andere toegepast voor het 30 opwekken van elektriciteit voor onder andere huishoudens en bedrijven. In steenkoolcentrales worden diverse soorten steenkool met verschillende samenstellingen gemengd tot een zogenaamde “blend” die vervolgens wordt verbrand. De “blend” wordt gekozen ter verkrijging van een optimale prijs-opbrengst verhouding.

Aan de verbrandingsrestproducten van steenkoolcentrales, zoals 8 vliegassen, worden door de beton- en cementindustrie eisen gesteld betreffende de hoeveelheid zware metalen en sporenelementen die daarin aanwezig mogen zijn. De reden hiervoor is dat deze vliegassen veelvuldig worden toegepast in beton en als cement-vervangers, waarvoor wettelijke eisen zijn vastgesteld voor de 5 hoeveelheid zware metalen en sporenelementen.

De onderhavige uitvinders hebben verrassend gevonden dat de toepassing van SRF-materiaal in een torrefactieproces ter verkrijging van een vaste brandstof tot uitstekende resultaten leidt betreft de gehaltes zware metalen en sporenelementen.

10 De vaste brandstof verkregen onder toepassing van de onderhavige werkwijze kan worden toegepast in steenkoolcentraies zonder dat de logistieke infrastructuur van de installaties fundamenteel dient te worden gewijzigd.

De onderhavige vaste brandstof, verkregen onder toepassing van SRF, bevat een bepaalde biomassa-equivalent. De hoeveelheid biomassa die 15 oorspronkelijk in het uitgangsmateriaal aanwezig was wordt getorrificeerd tot getorreficeerde biomassa of biomassa-equivalent.

Door het verbranden van een vaste brandstof omvattende een bepaalde hoeveelheid biomassa-equivalent volgens de onderhavige uitvinding wordt een bijdrage geleverd aan de hiervoor genoemde reductiedoelstelling voor C02-20 emissie in Nederland. Het percentage reductie van de C02-emissie wordt berekend op het percentage biomassa dat in de brandstof aanwezig is en aldus zal dit percentage variëren met variërende percentages getorreficeerde biomassa in de onderhavige vaste brandstof. De onderhavige vaste brandstof kan als een van de componenten van de hiervoor beschreven “blend” voor steenkoolcentraies worden 25 toegepast of kan deze “blend” in zijn geheel vervangen.

Aldus verschaft de onderhavige uitvinding een brandstof die bijdraagt aan de reductie van C02-emissie zonder het toepassen van het kostbare uitgangsmateriaal hout.

De vaste brandstof volgens de onderhavige uitvinding bezit een 30 hoger stortgewicht dan het uitgangsmateriaal, te weten > 350 gram per liter, hetgeen de mogelijkheden wat betreft transport van de vaste brandstof vergroot. Bij een dergelijk stortgewicht is het economisch rendabel de brandstof onverdicht en als bulkmateriaal per schip, trein of vrachtauto te vervoeren, in tegenstelling tot het transport van onbehandeld SRF-materiaal.

9

Het zou derhalve nuttig zijn om in geografische nabijheid van een installatie waar SRF wordt geproduceerd tevens een installatie in te richten waarin dit SRF onder toepassing van de onderhavige werkwijze kan worden omgezet in een vaste brandstof. Deze vaste brandstof heeft niet enkel een hoger stortgewicht en 5 energiedichtheid, maar tevens een hogere economische waarde.

Torrefactie van SRF leidt tevens tot een reductie van de aanwezigheid van bepaalde zware metalen en sporenelementen zoals bijvoorbeeld cadmium, lood, kwik, zwavel en stikstof.

Daarnaast heeft de vliegas die als restproduct wordt gevormd bij 10 poederkool-gestookte steenkoolcentrales onder toepassing van de onderhavige vaste brandstof een samenstelling die voldoet aan de eisen die daaraan door de afnemers worden gesteld.

Voorkeursuitvoeringsvormen van de onderhavige uitvindingen worden hierna toegelicht.

15 Figuur 1 geeft een overzicht weer van een temperatuursprofiel van een torrefactiebehandeling volgens de onderhavige uitvinding.

In een de voorkeur verdienende uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding is in de uitgangssamenstelling ten minste 50 gew.%, bij voorkeur ten minste 75 gew.% en in het bijzonder ten minste 90 gew.% SRF-20 materiaal aanwezig op basis van het droge gewicht van de uitgangssamenstelling.

Met de zinsnede “op basis van het droge gewicht van de uitgangssamenstelling” wordt bedoeld het gewichtspercentage dat aanwezig is op basis van het gewicht van de droge bestanddelen van de uitgangssamenstelling, aldus met uitzondering van water. Het droge gewicht wordt bepaald volgens 25 DIN NEN 12880 (februari 2001).

Het voordeel van het toepassen van ten minste 50 gew.% SRF is dat goede resultaten worden verkregen met betrekking tot de verminderde hoeveelheid fijnstof in de verkregen brandstof. Tevens wordt een uitstekend stortgewicht verkregen en wordt de kostprijs van de vaste brandstof verlaagd, 30 aangezien SRF een goedkoop product is, dat wil zeggen op dit moment wordt in Nederland zelfs bijbetaald bij afname van SRF. De hoeveelheid fijnstof in de vaste brandstof kan verder worden verlaagd door ten minste 75 gew.% SRF-materiaal toe te passen in de uitgangssamenstelling en zelfs nog meer door ten minste 90 gew.% SRF-materiaal toe te passen in de uitgangssamenstelling. Het is uiteraard ook 10 mogelijk om tot zelfs 100 gew.% SRF-materiaal toe te passen als de uitgangssamenstelling. Zie ook de resultaten uit Tabel 1, hierna.

Indien minder dan 100 gew.% SRF-materiaal wordt toegepast, zal de uitgangssamenstelling verder bijvoorbeeld kunnen bestaan uit biomassa, 5 kunststoffracties, papierfracties en kartonfracties en dergelijke.

Door het geschikt kiezen van de uitgangssamenstelling kunnen de eigenschappen van de verkregen vaste brandstof zoals deeltjesgrootte, samenstelling, hoeveelheid fijnstof en dergelijke worden ingesteld en gekozen afhankelijk van de gewenste toepassing van de uiteindelijke brandstof.

10 In een voorkeursuitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding wordt een werkwijze verschaft waarin in de uitgangssamenstelling 30 tot 80 gew.% biomassa aanwezig is op basis van het droge gewicht van de uitgangssamenstelling. Met 30 tot 80 gew.% biomassa wordt bedoeld de totale hoeveelheid biomassa die aanwezig is in het totaal van de uitgangssamenstelling, dus in zowel 15 het SRF-materiaal als in extra toegevoegde materialen, zoals biomassa. Het op dit moment in de handel verkrijgbare SRF bevat gemiddeld tussen 30 en 80 gew.% biomassa, met name ongeveer 60 gew.%. Indien een SRF-materiaal wordt toegepast waarin de hoeveelheid biomassa als onvoldoende wordt beoordeeld, is het mogelijk aan-vullende biomassa aan het uitgangsmateriaal toe te voegen.

20 Biomassa zoals toegepast in de onderhavige uitvinding kan bijvoorbeeld bestaan uit mengsels van (gedroogde) afvalresten van groente, fruit, voedingsresten, grasafval, plantaardig afval uit de agrarische sector, houtachtige bestanddelen, papier, karton en dergelijke.

Door het mengen van SRF en biomassastromen en eventueel 25 kunststoffracties in een bepaalde verhouding kan elke gewenste uitgangssamenstelling en daarmee elke gewenste samenstelling van de vaste brandstof worden verkregen. Aldus wordt een brandstof verkregen met een constante, reproduceerbare en voorafbepaalde samenstelling, hetgeen grote voordelen biedt.

In een andere voorkeursuitvoeringsvorm van de onderhavige 30 uitvinding verdient het de voorkeur dat in de uitgangssamenstelling 20 tot 70 gew.% kunststoffen aanwezig zijn op basis van het droge gewicht van de samenstelling. Met 20 tot 70 gew.% kunststoffen wordt bedoeld de totale hoeveelheid kunststoffen, dat wil zeggen de kunststoffen die reeds als bestanddeel van SRF zijn te beschouwen en eventueel extra toegevoegde kunststoffen.

11

Als kunststoffen kunnen bijvoorbeeld worden genoemd laminaten, verpakkingsfolies, synthetische weefsels, rubberachtige materialen en dergelijke. De kunststoffen kunnen zowel thermohardend als thermoplastisch zijn. Echter in verband met de gewenste eigenschappen van de verkregen vaste brandstof, waarbij 5 het verweken van kunststoffen een rol speelt zoals hierna verder zal worden toegelicht, verdient het de voorkeur dat ten minste een gedeelte, met meer voorkeur ten minste 50 gew.%, in het bijzonder ten minste 75 gew.% en met name ten minste 90 gew.% of zelfs 100 gew.% van de aanwezige kunststoffen thermoplastische kunststoffen zijn.

10 Dergelijke thermoplastisch kunststoffen worden gedeeltelijk of geheel verweekt (geplastificeerd) door de indirecte verwarming toegepast in de onderhavige werkwijze. De verweking van SRF-materialen en andere kunststoffen leidt tot granulaatvorming van het uiteindelijke product. Een voordeel van granulaat is dat het eenvoudig te vervoeren, op te slaan en verder te verwerken is. Een verder 15 voordeel van het verweken van de kuststoffen, welk voordeel verrassend door de onderhavige uitvinders is gevonden en hetgeen tot nu toe volledig onbekend was is dat eventueel in het uitgangsmateriaal aanwezig of tijdens de werkwijze gevormd fijnstof en fijne biomassadeeltjes worden ingebed in de verweekte kunststoffen, waardoor een nagenoeg stofvrij product wordt verkregen, hetgeen onder toepassing 20 van bekende werkwijzen volgens de stand der techniek niet mogelijk is. Het nagenoeg stofvrije product vereenvoudigt opslag, transport en verwerking hiervan.

Het verdient de voorkeur dat in de uitgangssamenstelling 10 tot 20 gew.% en bij voorkeur 12 tot 17 gew.% water aanwezig is op basis van het totale gewicht van de uitgangssamenstelling, dat wil zeggen het droge gewicht inclusief 25 water. De meeste SRF-materialen zoals verkrijgbaar in de handel zijn vochthoudend (ten minste 12 % water). Het uiteindelijke watergehalte van het uitgangsmateriaal wordt niet enkel bepaald door het watergehalte van het SRF-materiaal, maar tevens door de watergehalten van eventueel extra toegevoegde biomassa en/of kunststoffen. Indien nodig kan een extra droogstap worden uitgevoerd op de 30 uitgangssamenstelling voordat de torrefactiebehandeling wordt uitgevoerd om een uitgangssamenstelling met een gewenst watergehalte te verkrijgen. Een dergelijke droogstap kan bijvoorbeeld worden uitgevoerd onder toepassing van (rest) warmte die tijdens het torrefactieproces vrijkomt.

Het verdient de voorkeur dat de onderhavige werkwijze continue 12 wordt uitgevoerd, waarbij uitgangsmateriaal continue wordt toegevoerd aan de torrefactie-inrichting. Er zal tijdens dit proces (rest) warmte worden verkregen dat bijvoorbeeld kan worden toegepast voor een eventuele droogstap van uitgangssamenstelling die op een later tijdstip wordt getorrificeerd.

5 In de uitgangssamenstelling is bij voorkeur ten hoogste 5 gew.% en in het bijzonder ten hoogste 2 gew.% verontreinigingen, zoals bijvoorbeeld metalen, aanwezig.

Alle componenten die geen biomassa, kunststoffen en water zijn, worden volgens de onderhavige uitvinding als verontreiniging gezien, zelfs als deze 10 componenten zelf na afscheiding nog commerciële waarde bezitten.

In de handel verkrijgbaar SRF-materiaal bevat bepaalde concentraties chemische elementen. De concentratie van dergelijke chemische elementen in brandstoffen voor verbrandingsinstallaties is door wet- en regelgeving beperkt. Het gaat hierbij bijvoorbeeld om chemische elementen als chloor, 15 cadmium, lood en kwik. Vaak komen in SRF-materiaal metaal-deeltjes voor, dat wil zeggen deeltjes van zowel ferro-metalen als non-ferro metalen, maar met name het non-ferro metaal aluminium. Tijdens de productie van SRF-materiaal worden ferro-metalen onder toepassing van onder andere magneten verwijderd en worden non-ferrometalen bijvoorbeeld onder toepassing van eddy current verwijderd. Echter in 20 SRF-materiaal wordt meestal nog aluminium aangetroffen als onderdeel van de laagstructuur van kunststof laminaten en andere verpakkingsresten. Afhankelijk van de intensiteit en grondigheid van de scheiding die plaatsvindt bij de productie van SRF uit bedrijfs- of huishoudelijkafval, zal het gewichtspercentage van dergelijke verontreinigingen variëren.

25 De onderhavige uitvinders hebben gevonden dat onder toepassing van de onderhavige werkwijze het mogelijk is dergelijke verontreinigingen af te scheiden van de vaste brandstof, zoals hierna verder zal worden toegelicht. Dergelijke verontreinigingen kunnen worden mee getorreficeerd, waardoor ze in gewijzigde of ongewijzigde vorm terecht komen in de onderhavige vaste brandstof.

30 Het verwarmen volgens de onderhavige werkwijze wordt bij voorkeur uitgevoerd in een roterende trommel, ook wel draaitrommel genoemd. Draaitrommels worden reeds toegepast bij afvalverbranding, pyrolyse, calcineren en andere warmte behandelingen van bulkgoederen. De onderhavige uitvinders hebben aangetoond dat draaitrommels ook bijzonder geschikt zijn voor het 13 uitvoeren van de onderhavige werkwijze. Ook wervelbedtechnieken kunnen bijvoorbeeld worden toegepast of andere technieken. De onderhavige werkwijze kan worden uitgevoerd onder toepassing van in de handel verkrijgbare apparatuur.

De massatemperatuur tijdens het torreficeren wordt bij voorkeur 5 geleidelijk verhoogd tot een massatemperatuur van tussen 260 en 360 °C. Met massatemperatuur wordt de temperatuur bedoeld van de uitgangssamenstelling tijdens het torrefactieproces tot het verkregen eindproduct, te weten de vaste brandstof. Tijdens het verwarmen zal bij een temperatuur vanaf circa 90-100 °C het verweken van thermoplastische kunststoffen aanvangen, hetgeen vanaf circa 10 150 °C tot gas ontwikkeling leidt. Door het verweken van thermoplastische kunststoffen zal een gedeelte van de biomassa als het ware plakken aan de verweekte kuststoffen. De gevormde torrefactiegassen worden afgevangen en kunnen worden verbrand waarbij de vrijgekomen warmte kan worden toegepast om het product verder te verwarmen. Daarnaast kunnen gevormde rookgassen door 15 een warmte-wisselaar worden gevoerd om warmte terug te winnen die weer kan worden toegepast in het torrefactieproces. Door het nauwkeurig kiezen van de uitgangssamenstelling, het temperatuurstraject en de verblijftijd kan een autarke procesvoering worden verkregen, hetgeen betekent dat na het opstarten van het proces geen extra energie van buitenaf nodig is omdat het proces in zijn eigen 20 energiebehoefte kan voorzien.

De onderhavige uitvinders hebben gevonden dat door het geschikt kiezen van de massatemperatuur en het percentage kunststoffen in de uigangssamenstelling, dat de hoeveelheid vrijkomend torrefactie-gas kan worden bepaald. Dergelijk torrefactie-gas kan worden verbrand ter verkrijging van energie 25 waardoor een autarke procesvoering mogelijk is.

De massatemperatuur wordt vervolgens verhoogd en bij een temperatuur van circa 160 tot 180 °C treedt ontleding op van onder andere thermoplastische kunststoffen. Tevens kan een tijdelijke stabilisatie optreden in de temperatuur, waarna de temperatuur verder stijgt tot de eindtemperatuur, die wordt 30 gekozen tussen bijvoorbeeld 260 en 360 °C, afhankelijk van onder meer de uitgangssamenstelling en het gewenste product.

De verblijftijd van het te torreficeren materiaal bij de toegepaste temperatuur kan variëren afhankelijk van onder meer de keuze van uitgangsmateriaal, de temperatuur en de gewenste eigenschappen van de uiteindelijke vaste 14 brandstof. Bij voorkeur is de verblijftijd minder dan 100 minuten, in het bijzonder minder dan 45 minuten en met name ligt de verblijftijd tussen 15 en 30 minuten. Onder verblijftijd wordt de tijd verstaan gedurende welke de uitgangssamenstelling tijdens het torrefactieproces op een temperatuur van tussen 150 en 360 °C wordt 5 gehouden.

De onderhavige werkwijze heeft tevens betrekking op een vaste brandstof verkrijgbaar door een werkwijze volgens de onderhavige uitvinding.

Het verdient de voorkeur dat de vaste brandstof granulaatvormig is. De granulaatgrootte is bij voorkeur kleiner dan 40 mm en in het bijzonder kleiner 10 dan 10 mm. De grootte van het granulaat zal de toepassing hiervan en eventuele verdere verwerking hiervan mede bepalen. De onderhavige uitvinders wensen niet te worden beperkt door een bepaalde theorie, echter nemen aan dat de granulaatgrootte in grote mate wordt bepaald door de grootte van het uitgangsmateriaal. Tijdens het torrefactieproces zullen deze in het SRF-materiaal 15 aanwezige kunststofsnippers of kunststofdeeltjes verweken en biomassa zal in deze verweekte kunststofdeeltjes worden ingebed ter vorming van een granulaat van de vaste brandstof. Aldus zal een SRF-materiaal met een grotere deeltjesgrootte leiden tot een vaste brandstof met grotere granulaatgrootte. De granulaatvorming wordt verder beïnvloed door de temperatuursinsteliingen tijdens het proces en de wijze 20 van procesvoering.

De gevormde granulaten kunnen bros zijn en de brosheid wordt onder meer door de receptuur, de keuze van grondstoffen, de temperatuursinsteliingen en de verblijftijd bepaald en zijn derhalve te sturen. De brosheid kan bijvoorbeeld van belang zijn bij het verwerken van de vaste brandstof, bijvoorbeeld 25 als deze dient te worden verkleind.

De gevormde granulaten kunnen tevens een bepaalde en soms zelfs een hoge mate van poreusheid bezitten. Deze poreusheid is door de keuze van grondstoffen en procesomstandigheden beïnvloedbaar.

SRF kan een bepaalde mate van stoffigheid vertonen, dat wil 30 zeggen een bepaald aandeel kleine deeltjes bevatten. Dit stofaandeel kan worden verminderd of zelfs totaal geëlimineerd door het torrefactieproces volgens de onderhavige uitvinding waarbij de stofdeeltjes worden ingebed in de verweekte kunststoffen.

In een de voorkeur verdienende uitvoeringsvorm van de vaste 15 brandstof volgens de onderhavige uitvinding is in de vaste brandstof 40 tot 90 gew.% getorreficeerde biomassa aanwezig op basis van het droge gewicht van de brandstof. Onder getorreficeerde biomassa wordt biomassa verstaan die is onderworpen aan een torrefactiebehandeling. In vergelijking met het uitgangs-5 materiaal zal in de vaste brandstof een iets hoger percentage biomassa aanwezig kunnen zijn aangezien een gedeelte van de andere bestanddelen, zoals bijvoorbeeld kunststoffen, tijdens het proces na ontleding daarvan in gasvorm zullen verdwijnen. Het verdient met name de voorkeur dat in de vaste brandstof tussen 10 en 60 gew.% getorreficeerde kunststoffen aanwezig zijn op basis van het droge 10 gewicht van de vaste brandstof. De hoeveelheid getorreficeerde kunststoffen in de getorreficeerde vaste brandstof is lager dan het gehalte kunststoffen in de uitgangssamenstelling aangezien een gedeelte van de kunststoffen tijdens het torrefactieproces zijn ontleedt en tot gas gevormd.

In een de voorkeur verdienende uitvoeringsvorm van de 15 onderhavige uitvinding zijn in de vaste brandstof zowel getorreficeerde biomassa als getorreficeerde kunststoffen aanwezig waarbij ten minste een gedeelte, bij voorkeur ten minste 40 % en in het bijzonder ten minste 60 % van de getorreficeerde biomassa is ingebed in de getorreficeerde kunststoffen.

Zoals hierboven reeds genoemd treedt tijdens het torrefactieproces 20 verweken op van de thermoplastische kunststoffen. In een dergelijke verweekte toestand zullen stofdeeltjes en de thans getorreficeerde of nog niet volledig getorreficeerde biomassadeeltjes gedeeltelijk worden opgenomen en ingebed in de getorreficeerde kunststoffen ter verkrijging van composiet granulaat.

Het zal echter duidelijk zijn dat een ander gedeelte van de 25 getorreficeerde biomassa, met name de deeltjes met een wat grotere afmeting niet worden ingebed in de getorreficeerde kunststoffen en afzonderlijk aanwezig zullen zijn in de vaste brandstof.

Een verder voordeel van het feit dat gedeelten van de getorreficeerde biomassa zijn ingebed in de getorreficeerde kunststoffen is dat de 30 vaste brandstof volgens de onderhavige uitvinding weinig tot geen stof bevat aangezien een gedeelte of al dit stof is ingebed in de getorreficeerde kunststoffen en daarin vast wordt gehouden.

In een de voorkeur verdienende vaste brandstof volgens de onderhavige uitvinding is ten hoogste 5 gew.% en in het bijzonder ten hoogste 16 3 gew.% metalen aanwezig op basis van het droge gewicht van de vaste brandstof. Deze metalen kunnen bijvoorbeeld bestaan uit ferro en non-ferro metalen.

In de vaste brandstof is bij voorkeur minder dan 5 gew.% en in het bijzonder minder dan 3 gew. % en met name minder dan 1 gew.% water aanwezig 5 op basis van het totale gewicht van de vaste brandstof. Het gehalte water in de uitgangssamenstelling wordt verlaagd door het torrefactieproces waarbij dit water wordt omgezet in stoom.

De onderste stookwaarde is bij voorkeur groter dan 18 MJ/kg, met name groter dan 20 MJ/kg, welke wordt bepaald door DIN 51900-1 (April 2000 + 10 Februari 2004).

De onderhavige uitvinding heeft tevens betrekking op een werkwijze voor het verwijderen van een of meer metalen uit een vaste brandstof, welke werkwijze de stappen omvat van: het verschaffen van een vaste brandstof, 15 het verkleinen van de aldus verkregen vaste brandstof tot een deeltjesgrootte van kleiner dan 3 mm, bij voorkeur kleiner dan 2 mm, in het bijzonder kleiner dan 1 mm, het van de aldus verkregen verkleinde vaste brandstof afscheiden van een of meer metalen.

20 De onderhavige werkwijze voor het verwijderen van een of meer metalen uit een vaste brandstof kan onder andere worden toegepast voor het verder zuiveren van de vaste brandstof die wordt verkregen volgens een of meer van de hiervoor genoemde werkwijzen of die wordt toegepast op een van de hiervoor genoemde vaste brandstoffen.

25 Het verdient de voorkeur dat het verkleinen van de verkregen vaste brandstof wordt uitgevoerd door middel van het breken van de vaste brandstof. Het verkleinen van de vaste brandstof door breken verdient de voorkeur boven het bijvoorbeeld vermalen van de vaste brandstof. Door breken wordt enkel het granulaat verkleind, terwijl de grootte van metaaldeeltjes, zoals bijvoorbeeld 30 aluminiumdeeltjes, niet wordt beïnvloed. Dergelijke metaaldeeltjes behouden aldus hun originele grootte (lengte x breedte), hetgeen het scheiden vereenvoudigt van granulaat en metaaldeeltjes.

Het breken kan bijvoorbeeld worden uitgevoerd onder toepassing van een walsconstructie, zoals een breekwalsenstoel met instelbare spleetopening, 17 of met een kaakbreker of een verkleiningsinstallatie met gelijksoortige werking. De aldus verkregen deeltjes kunnen een hoekige of scherfachtige vorm bezitten.

Het afscheiden wordt bij voorkeur uitgevoerd door middel van zeven. Zeven is een eenvoudige techniek waardoor de verkleinde deeltjes met een 5 deeltjesgrootte van kleiner dan bijvoorbeeld 3 mm kunnen worden gescheiden van in de vaste brandstof aanwezige metaaldeeltjes die een grotere diameter bezitten. Andere scheidingstechnieken zoals cyclonage, opstroomtechnieken of eddy current kunnen ook worden toegepast om de metalen af te scheiden. Met de onderhavige uitvinding in het mogelijk om nagenoeg kwantitatief metalen van de vaste brandstof 10 te scheiden.

Het verdient de voorkeur om aluminium af te scheiden als de een of meer aanwezige metalen. Aluminium is een metaal dat goed kan worden gerecycled en aluminiumschroot bezit een hoge energie-inhoud en tevens een hoge economische waarde. Derhalve is het een voordeel van de onderhavige uitvinding 15 dat aluminium (aluminiumschroot) in grote mate kan worden teruggewonnen uit de vaste, getorreficeerde brandstof zodat het als afzonderlijke nevenstroom kan worden verkocht.

Een verder voordeel van het afscheiden van aluminium is dat aluminium, indien aanwezig in de vaste brandstof, tot problemen kan leiden in 20 verbrandingsinstallaties. Indien aluminium wordt verbrand is het mogelijk dat zogenaamd pyrofoor aluminium wordt gevormd, hetgeen licht ontvlambaar is en kan leiden tot niet of nauwelijks te blussen branden in verbrandingsinstallaties. Aldus zorgt de onderhavige werkwijze voor het afscheiden van aluminium voor een veel veiligere brandstof, waarbij bovendien het kostbare aluminium wordt hergebruikt en 25 niet verbrand.

Daarnaast is het een voordeel dat de vliegas die wordt verkregen in poederkool-gestookte steenkoolcentrales door het verbranden van de van aluminium gereinigde vaste brandstof lagere aluminiumoxidegehalten bezit, hetgeen gunstig kan zijn. De hoeveelheid vliegas wordt in zijn totaliteit verminderd door het 30 verwijderen van een of meer metalen uit de vaste brandstof.

Aluminium is in afval vaak aanwezig in de vorm van laminaten, dat wil zeggen in zeer dunne lagen ingebed tussen bijvoorbeeld lagen kunststof. Dit in laminaat aanwezig aluminium kan niet op een eenvoudig wijze worden afgescheiden vanwege de sterke binding met de aanliggende kunststoflagen. Door het 18 onderhavige torrefactieproces wordt aluminium afgescheiden van de kunststoffen wanneer de kunststoflagen verweken en/of verkolen. Aluminium zal in de vaste brandstof aanwezig zijn als “ongebonden” deeltjes.

De onderhavige uitvinding heeft tevens betrekking op een 5 gereinigde vaste brandstof die wordt verkregen door bovengenoemde werkwijze.

De deeltjesgrootte van de verkregen gereinigde vaste brandstof is bij voorkeur kleiner dan 3 mm, in het bijzonder kleiner dan 2 mm en met name kleiner dan 1 mm. Het verkleinen van de brandstof tot een dergelijke grootte vereenvoudigt de verwijdering van een of meer metalen, welke de oorspronkelijke 10 grootte behouden.

Vaste brandstoffen met een deeltjesgrootte van ^ 1 mm kunnen direct in de verbrandingsoven van poederkool-gestookte steenkoolcentrale worden toegepast. Vaste brandstoffen met een deeltjesgrootte tussen 1 en 3 mm kunnen in een maalinrichting van een steenkoolcentrale worden ingevoerd, alwaar deze 15 worden verkleind tot een deeltjesgrootte van s 1 mm.

De gereinigde vaste brandstof volgens onderhavige uitvinding bevat bij voorkeur 40 tot 90 gew.% getorreficeerde biomassa en 10 tot 60 gew. % kunststoffen zoals ook hiervoor is beschreven voor de vaste brandstof. Tevens zijn in de gereinigde vaste brandstof bij voorkeur getorreficeerde biomassa en 20 getorreficeerde kunststoffen aanwezig, waarbij ten minste een gedeelte, bij voorkeur ten minste 40 gew.% en in het bijzonder ten minste 60 gew.% van de getorreficeerde biomassa is ingebed in de getorreficeerde kunststoffen, zoals ook hiervoor is beschreven.

De hoeveelheid metalen in de gereinigde vaste brandstof is bij 25 voorkeur ten hoogste 0,5 gew.% en in het bijzonder ten hoogste 0,1 gew.% en is derhalve aanzienlijk verlaagd ten opzichten van het gehalte metalen aanwezig in de vaste brandstof vóór reiniging volgens de onderhavige werkwijze.

De onderhavige uitvinding heeft tevens betrekking op de toepassing van een vaste brandstof of een gereinigde vaste brandstof volgens de onderhavige 30 uitvinding of een combinatie daarvan als een brandstof die kan worden gestookt in een steenkoolcentrale. Het voordeel hiervan is dat de hiervoor genoemde reductie in C02-emissie kan worden bereikt.

De onderhavige uitvinding zal nu verder worden toegelicht aan de hand van de volgende, niet beperkende, voorbeelden.

19

Voorbeelden

Er werd een uitgangssamestelling bereidt door het mengen van een bepaalde hoeveelheid SRF bestaand uit 60 gew.% biomassa en 38 gew.% kunststoffen en 2 gew.% verontreinigingen, en een bepaalde hoeveelheid biomassa, van het type 5 B-hout. Het uitgangsmateriaal werd behandeld in een roterende trommel met een temperatuursprofiel waarbij het uitgangsmateriaal gedurende totaal 45 minuten worden verwarmd tot 330 °C. Het verkregen product wordt beoordeeld op een aantal eigenschappen: granulaatvorming, hoeveelheid fijnstof, brandgedrag, C02-reductie, geschiktheid als bulkgoed, stofvorming tijdens breken en percentage vluchtige 10 verbindingen in de vaste brandstof. Deze eigenschappen worden beoordeeld aan de hand van de volgende criteria: - - zeer slecht, - slecht, o matig, + goed, ++ zeer goed.

Granulaatvorming wordt positiever beoordeeld naarmate een groter gedeelte van de vaste brandstof granulaatvormig is.

15 Hoeveelheid fijnstof wordt positiever beoordeeld naarmate er een kleinere hoeveelheid fijnstof in de vaste brandstof aanwezig is.

Brandgedrag wordt positiever beoordeeld naarmate de grootte van de gevormde granulaatdeeltjes kleiner is.

C02-reductie wordt positiever beoordeeld naarmate er meer 20 biomassa aanwezig is in de vaste brandstof.

Geschiktheid als bulkgoed wordt positiever beoordeeld naarmate er een betere compromis wordt verkregen tussen een hoog stortgewicht, een kleine hoeveelheid fijnstof en een hoge porositeit. Een dergelijk compromis maakt het mogelijk dat de vaste brandstof goed kan worden getransporteerd als bukgoed 25 zonder te hoeven worden verdicht met bijvoorbeeld een schip, trein of vrachtauto.

Stofvorming tijdens breken wordt positiever beoordeeld naarmate er minder stofvorming optreedt tijdens het breken. Deze eigenschap is met name van belang vanwege de veiligheid tijdens het proces van breken, welke veiligheid bij een grotere hoeveelheid stofvorming zal afnemen.

30 Percentage vluchtige verbindingen in de vaste brandstof zal positiever worden beoordeeld naarmate het gew.% vluchtige verbindingen die aanwezig is in de vaste brandstof toeneemt. Dergelijke vluchtige verbindingen zijn licht ontvlambaar en verbeteren het verbrandingsgedrag van de vaste brandstof.

Q ^ Μ —1.

° 01 ° cn O CJ

Tabel 1

Voor- SRFgew. extra bio- gew.% bio- gew.% kunst- granulaat- hoeveelheid brand- CO,- geschikt- stof- percentage beeld % op basis massa massa in stoffen in vorming fijnstof gedrag reductie heid als vorming vluchtige van gew.% op uitgangs- uitgangs- bulkgoed tijdens verbindingen ii droge stof basis van samenstelling samenstelling breken vaste brandstc droge stof Γ o 100 100 0 -- -- o ++ -- -- ++ 1 25 75 90 9,5 - - o + - - - - ++ 2 40 60 84 15.2 - o o + - ++ 3 50 50 80 19 o o + + o - ♦ 4 60 40 76 22.8 + + + ♦ o o + 5 70 30 72 26.6 + + + + + o + 6 80 20 68 30.4 + ++ + + + + + 7 90 10 64 34,2 ++ ++ ♦♦ + + + + 8 100 0 60 38 ++ ++ ++ + + *+ * 21

Zoals duidelijk zal zijn uit Tabel 1 vertonen de vaste brandstoffen volgens de onderhavige uitvinding betere resultaten wat betreft granulaatvorming en hoeveelheid fijnstof dan de vaste brandstof volgens vergelijkend voorbeeld 1. Verder zal het duidelijk zijn uit de Tabel dat vaste brandstoffen met en toenemend 5 aandeel SRF in de uitgangssamenstelling betere resultaten geven betreffende granulaatvorming, hoeveelheid fijnstof, brandgedrag, geschiktheid als bulkgoed en stofvorming tijdens breken, zonder dat de eigenschappen betreffende C02-reductie en percentage vluchtige verbinding overmatig worden verslechterd.

In Tabel 2 wordt het gewichtsverlies weergegeven voor een 10 uitgangssamenstelling volgens Voorbeeld 8 tijdens het torrefactieproces, afhankelijk van de massatemperatuur. Zoals uit de tabel blijkt neemt het gewichtsverlies toe bij toenemende massatemperatuur.

Tabel 2 15

Massatemperatuur Voorbeeld 8 - % gewichtsverlies 230 16,5 260_ 26,4 280__32^2_ 20 300_ 35,4 330__40,4_

In tabel 3 wordt de correlatie getoond tussen het percentage gewichtsverlies van de uitgangssamenstelling tijdens het torefactieproces en de 25 verblijftijd bij een temperatuur van 300 °C. Uit deze tabel blijkt dat bij toenemende verblijftijd het percentage gewichtsverlies toeneemt.

Er dient te worden opgemerkt dat gewichtsverlies voordelig is zodra het gewicht dat verloren gaat afkomstig is van water en laag-calorische verbindingen. Hierdoor neemt namelijk het percentage hoog-calorische 30 verbindingen in de vaste brandstof toe en daarmee ook de energiedichtheid. Zodra echter ook hoog-calorische verbindingen verloren gaan zal geen toename van energiedichtheid waarneembaar zijn en treedt in feite verbranding van vaste brandstof op, hetgeen ongewenst is. Derhalve dient de hoeveelheid gewichtsverlies 22 geschikt te worden gekozen afhankelijk van onder andere de samenstelling van de uitgangssamenstelling.

Tabel 3

Verblijftijd Gewicht voorbeeld 8 5 5_ 20 _10__25_ _15__30_ 30 33 45__35A_ 10

Het percentage gewichtsverlies wordt mede bepaald door de grootte van het granulaat (betere warmtegeleiding bij kleinere grootte) en procesomstandigheden (beïnvloeden de warmteoverdracht).

Een voorbeeld van een temperatuurprofiel van de massa-15 temperatuur gedurende de onderhavige torrefactiebehandeling wordt weergegeven in Tabel 4 en Figuur 1.

20 23

Tabel 4

Tijd (min) massatemperatuur °C

5__22_ 10__70_ 5 15 J50_ 20__264_ 25__323_ 30__335_ 35__336_ 10 40 333 45__333_ 50__331_ 55 _331_ 60 331_ 15 65 _291_ 70 225 75__176_ 80 141 85__116_ 20 90 _97_ 95 82 100__70_ 1032001

Claims

1. Werkwijze voor het door torreficeren bereiden van een vaste brandstof, waarbij een uitgangssamenstelling indirect wordt verwarmd, met het 5 kenmerk, dat het verwarmen plaatsvindt bij een massatemperatuur van ongeveer 150 tot ongeveer 360 °C, waarbij in de uitgangssamenstelling een SRF-materiaal aanwezig is.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij in de uitgangssamenstelling ten minste 50 gew.%, bij voorkeur ten minste 75 gew.% en in het bijzonder ten 10 minste 90 gew.% SRF-materiaal aanwezig is, op basis van het droge gewicht van de uitgangssamenstelling.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, waarbij in de uitgangssamenstelling totaal 30 tot 80 gew.% biomassa aanwezig is, op basis van het droge gewicht van de uitgangssamenstelling.

4. Werkwijze volgens een of meer van de conclusies 1-3, waarbij in de uitgangssamenstelling totaal 20 tot 70 gew.% kunststoffen aanwezig zijn op basis van het droge gewicht van de uitgangssamenstelling.

5. Werkwijze volgens een of meer van de conclusies 1-4, waarbij in de uitgangssamenstelling totaal 10 tot 20 gew.%, bij voorkeur 12 tot 17 gew.% water 20 aanwezig is, op basis van het totale gewicht van de uitgangssamenstelling.

6. Werkwijze volgens een of meer van de conclusies 1-5, waarbij in de uitgangssamenstelling ten hoogste 5 gew.%, bij voorkeur ten hoogste 2 gew.% verontreinigingen aanwezig zijn, op basis van het droge gewicht van de uitgangssamenstelling.

7. Werkwijze volgens een of meer van de conclusies 1-6, waarbij het verwarmen wordt uitgevoerd in een roterende trommel.

8. Werkwijze volgens een of meer van de conclusies 1-7, waarbij de verwarming geleidelijk plaatsvindt totdat een massatemperatuur wordt bereikt van tussen 260 en 360 °C.

9. Werkwijze volgens een of meer van de conclusies 1-8, waarbij de verblijftijd van de uitgangssamenstelling op een temperatuur tussen 150 en 360 °C minder is dan 100 minuten, met name minder dan 45 minuten en in het bijzonder tussen 10 en 30 minuten.

10. Vaste brandstof verkrijgbaar door een werkwijze volgens een of 1032001-:, meer van de conclusies 1-9.

11. Vaste brandstof volgens conclusie 10, waarbij de brandstof in granulaatvorm is.

12. Vaste brandstof volgens conclusie 11, waarbij de granulaatgrootte 5 kleiner is dan 40 mm is.

13. Vaste brandstof volgens conclusie 12, waarbij de granulaatgrootte kleiner is dan 10 mm is.

14. Vaste brandstof volgens een of meer van de conclusies 10-13, waarbij in de vaste brandstof 40 tot 90 gew.% getorreficeerde biomassa aanwezig 10 is, op basis van het droge gewicht van de vaste brandstof.

15. Vaste brandstof volgens een of meer van de conclusies 10-14, waarbij in de vaste brandstof 10 tot 60 gew.% getorreficeerde kunststoffen aanwezig zijn op basis van het droge gewicht van de vaste brandstof.

16. Vaste brandstof volgens een of meer van de conclusies 14-15, 15 waarbij in de vaste brandstof getorreficeerde biomassa en getorreficeerde kunststoffen aanwezig zijn, waarbij ten minste een gedeelte, bij voorkeur ten minste 40 gew.%, en in het bijzonder ten minste 60 gew.% van de getorreficeerde biomassa is ingebed in de getorreficeerde kunststoffen.

17. Vaste brandstof volgens een of meer van de conclusies 10-16, 20 waarbij in de vaste brandstof ten hoogste 5 gew.%, in het bijzonder ten hoogste 3 gew.% verontreinigingen aanwezig zijn, op basis van het droge gewicht van de vaste brandstof.

18. Vaste brandstof volgens een of meer van de conclusies 10-17, waarbij in de vaste brandstof minder dan 5 gew.%, bij voorkeur minder dan 3 gew.% 25 water aanwezig is, op basis van het totale gewicht van de vaste brandstof.

19. Werkwijze voor het verwijderen van een of meer metalen uit een vaste brandstof, welke werkwijze de stappen omvat van: het verschaffen van een vaste brandstof ; het verkleinen van de aldus verkregen vaste brandstof tot een 30 deeltjesgrootte van kleiner dan 3 mm, bij voorkeur kleiner dan 2 mm, in het bijzonder kleiner dan 1 mm, het van de aldus verkregen verkleinde vaste brandstof afscheiden van de een of meer metalen.

20. Werkwijze volgens conclusie 19, waarbij als vaste brandstof een vaste brandstof volgens een of meer van de conclusies 10-18 of een vaste brandstof verkregen volgens een werkwijze volgens een of meer van de conclusies 1-9 wordt toegepast.

21. Werkwijze volgens een of meer van de conclusies 19-20, waarbij 5 het verkleinen wordt uitgevoerd door middel van het breken van de vaste brandstof.

22. Werkwijze volgens een of meer van de conclusies 19-21, waarbij het afscheiden wordt uitgevoerd door middel van zeven.

23. Werkwijze volgens een of meer van de conclusies 19-22, waarbij als de een of meer metalen aluminium wordt afgescheiden.

24. Werkwijze volgens conclusie 21, waarbij het breken wordt uitgevoerd onder toepassing van een walsconstructie, een kaakbreker of een combinatie daarvan.

25. Gereinigde vaste brandstof verkrijgbaar door een werkwijze volgens een of meer van de conclusies 19-24.

26. Gereinigde vaste brandstof volgens conclusie 25, waarbij de deeltjesgrootte van de gereinigde vaste brandstof kleiner dan 3 mm is, bij voorkeur kleiner dan 2 mm, in het bijzonder kleiner dan 1 mm.

27. Gereinigde vaste brandstof volgens een of meer van de conclusies 25-26, waarbij in de brandstof 40 tot 90 gew.% getorreficeerde biomassa 20 aanwezig is. op basis van het droge gewicht van de gereinigde vaste brandstof.

28. Gereinigde vaste brandstof volgens een of meer van de conclusies 25-27, waarbij in de brandstof 10 tot 60 gew.% kunststoffen aanwezig zijn op basis van het droge gewicht van de gereinigde vaste brandstof.

29. Gereinigde vaste brandstof volgens een of meer van de 25 conclusies 27-28, waarbij in de gereinigde vaste brandstof getorreficeerde biomassa en getorreficeerde kunststoffen aanwezig zijn, waarbij ten minste een gedeelte, bij voorkeur ten minste 40 gew.%, en in het bijzonder ten minste 60 gew.% van de getorreficeerde biomassa is ingebed in de getorreficeerde kunststoffen.

30. Gereinigde vaste brandstof volgens een of meer van de 30 conclusies 25-29, waarbij in de brandstof ten hoogste 0,5 gew.%, en bij voorkeur ten hoogste 0,1 gew.% metalen aanwezig zijn op basis van het droge gewicht van de gereinigde vaste brandstof.

31. Toepassing van een vaste brandstof volgens een of meer van de conclusies 10-18 of een gereinigde vaste brandstof volgens een of meer van de conclusies 25-30 of een combinatie daarvan als een brandstof voor een steenkoolcentrale. 5 1 0 3 2 0 01 ai