Способ и устройство для получения топливных гранул на основе целлюлозы - RU2020107862A
Код документа: RU2020107862A
Формула
1. Способ получения топливных гранул на основе целлюлозы из больших продолговатых кусков древесного материала (23), включающий
i) измельчение больших продолговатых кусков древесного материала (23) до древесного материала (54) в виде частиц,
ii) осуществление термообработки материала в виде частиц в реакторе (61), нагретом до температуры и в течение периода времени, достаточных для размягчения лигнина в материале,
iii) снижение давления таким образом, чтобы вызвать разделение на волокна материала в виде частиц, и
iv) гранулирование материала с использованием размягченного лигнина по меньшей мере частично в качестве связующего для гранул,
отличающийся тем, что измельчение больших кусков древесного материала (23) осуществляют в одну стадию, в ходе которой большие продолговатые куски древесного материала загружают в измельчающее устройство (12), в котором по меньшей мере один вращающийся барабан (22), снабженный режущими зубьями, выполнен с возможностью полного измельчения большого продолговатого древесного материала.
2. Способ по п. 1, в котором большие продолговатые куски древесного материала (23) выбраны из бревен и секций бревен.
3. Способ по п. 1, в котором измельчение осуществляют таким образом, чтобы полученный материал (54) в виде частиц имел наибольший линейный размер примерно 10 мм, более предпочтительно - наибольший линейный размер 5 мм.
4. Способ по любому из предшествующих пп. 1-3, в котором древесный материал в виде частиц нагревают в реакторе до температуры в диапазоне от 180 °С до 250°С в течение периода от 1 мин до 15 мин.
5. Способ по любому из предшествующих пп. 1-4, в котором процесс нагревания проводят, по меньшей мере частично, паром высокого давления.
6. Способ по любому из предшествующих пп. 1-5, в котором измельчающее устройство (12) работает при пониженном давлении, чтобы уменьшить выброс из него пыли.
7. Способ по любому из предшествующих пп. 1-6, в котором материал (54) в виде частиц разделяют по меньшей мере на две фракции, и фракцию с размером меньше желательного минимального размера отделяют от материала в виде частиц, имеющего размер в пределах желательного диапазона, перед тем, как последний подвергают термообработке.
8. Способ по п. 7, в котором желательный диапазон размеров составляет от 2 мм до 10 мм, более предпочтительно от 2 мм до 5 мм.
9. Способ по п. 7 или 8, в котором фракцию материала в виде частиц, у которой размер меньше желательного диапазона размеров, собирают и подвергают термообработке и последующему гранулированию с применением более мягких условий в отношении тепла или продолжительности процесса нагревания.
10. Устройство для получения топливных гранул на основе целлюлозы из больших продолговатых кусков древесного материала (23), включающее измельчающее устройство (12), выполненное с возможностью измельчения больших продолговатых кусков древесины до древесного материала в виде частиц, технологическое устройство, выполненное с возможностью нагревания древесного материала в виде частиц до температуры и в течение периода времени, достаточных для размягчения лигнина в данном материале, и последующего снижения давления таким образом, чтобы вызвать разделение на волокна материала в виде частиц, и оборудование для гранулирования для последующего гранулирования обработанного древесного материала в виде частиц, отличающееся тем, что измельчающее устройство (12) выполнено с возможностью измельчения больших кусков древесного материала (23) в ходе одностадийной операции с использованием режущего барабана, снабженного режущими зубьями, при этом размер зубьев и скорость вращения барабана подобраны с возможностью нарезать продолговатые куски древесины до желаемого размера частиц.
11. Устройство по п. 10, в котором режущие зубья имеют наибольший линейный размер, соответствующий наибольшему линейному размеру материала в виде частиц.
12. Устройство по п. 10 или 11, в котором режущий барабан (22), за исключением его зубьев, представляет собой единую, неделимую структуру.
13. Устройство по любому из пп. 10-12, в котором режущий барабан (22) собран в виде стопки индивидуальных режущих дисков, что позволяет по отдельности заменять каждый индивидуальный диск.
14. Устройство по любому из пп. 10-13, в котором измельчающее устройство (12) включает один режущий барабан (22), у которого размер поперечного сечения по меньшей мере в два раза превышает поперечное сечение наибольшего бревна, подвергаемого измельчению.
15. Устройство по любому из пп. 10-13, в котором измельчающее устройство (12) включает два режущий барабана (32а, 32b), для измельчения бревен, имеющих большой диаметр.
16. Устройство по любому из пп. 10-15, дополнительно снабженное спускным каналом (27) для транспортирования древесного материала (54) в виде частиц из измельчающего устройства (12) к установке (13) термообработки.
17. Устройство по любому из пп. 10-16, дополнительно снабженное средствами создания пониженного давления в измельчающем устройстве (12).
18. Устройство по любому из пп. 10-16, дополнительно снабженное средствами разделения древесного материала в виде частиц на мелкую фракцию и крупную фракцию.
