用于连续干燥散装物品的设备和方法与流程

本发明涉及一种用于干燥散装物品的设备以及一种用于连续干燥散装物品的方法。特别地，本发明涉及一种用于干燥木纤维的设备和方法。

背景技术：

根据现有技术，已知用于制造木纤维板的许多方法，并且木纤维是由煮过的木屑制成的。将这些煮过的木屑供应至所谓的精制机(refiner)，在该精制机中，借助磨盘对木屑进行加工以形成纤维。借助于蒸汽从精制机移除纤维，并通过称为“吹入管线(blow-line)”的管线将所述纤维输送至干燥管。空气在升高的温度下吹过干燥管以干燥所述纤维。

在干燥管中，通常木纤维的水分含量从100％降低至例如8％-11％。

在从现有技术已知的方法中，纤维可以在进入干燥管之前在吹入管线中被提供粘合剂，在替选方案中，干燥的纤维在其从干燥机移除后被施加粘合剂。

前文中描述的方法的示例可以发现公开在例如wo03/013808a1或wo03/013809a1中。

wo2015/056174a2描述了一种用于获得适用于生产纤维板的胶合纤维的方法，其中，在空气流中携带纤维以用于借助于重力从干燥的纤维中去除高密度容纳物，并且将所述干燥的纤维胶合。

ep0876887b1涉及一种用于由木质纤维素材料制造板的方法，该方法包括将材料分解、胶合、进行两个阶段的干燥、成型为垫以及将其热压为成品板，其中，干燥和加压所得的排放空气用于热能工厂中。通过热交换器间接地加热用于干燥分解的木质纤维素材料的空气，其中，借助于燃烧炉为所述热交换器提供热能。干燥木质纤维素材料时产生的湿的排放空气被送入燃烧炉。

然而，前述方法的缺点在于，用于利用燃烧炉的排放物加热干燥气体的热交换器由于排放气体中包含的固体沉积在热交换器内而经常经受检查，从而减少系统的停工时间。由于湿的干燥气体在燃烧炉内后燃烧(post-combusted)的事实，额外地降低了燃烧过程的效率。

技术实现要素：

因此，本发明的目的是克服现有技术中已知的缺点，并提供一种用于干燥散装材料、特别是木纤维和/或木屑的可靠方法。

前述目的通过权利要求1中所述的设备以及权利要求15中所述的方法来解决。各个从属权利要求描述了有利的实施方式。

因此，本发明涉及一种用于干燥散装物品的设备，该散装物品特别是木纤维和/或木屑，该设备包括：

至少一个热气体发生器，所述至少一个热气体发生器产生在至少一个干燥机中用作干燥气体的热气体，

至少一个干燥机，所述至少一个干燥机特别是闪蒸管式干燥机，所述至少一个干燥机排列在所述至少一个热气体发生器的下游，并直接被供给由所述至少一个热气体发生器产生的热气体，

进入所述至少一个干燥机的至少一条吹入管线，

至少一个用于将所述散装物品与所述干燥气体分离的装置，该装置排列在所述至少一个干燥机的下游，

其中，在所述至少一个用于将所述散装物品与所述干燥气体分离的装置的下游设置至少一个热交换器，所述至少一个热交换器使用所分离的所述干燥气体间接地加热正在被送入所述至少一个热气体发生器的、作为燃烧气体的气体的至少一部分。

根据本发明，至少一个热交换器，即一个热交换器或多于一个的热交换器(例如两个、三个或更多个热交换器)设置在根据本发明的设备中。如果根据本发明的设备中设置多于一个的热交换器，则可以将这些热交换器设置在设备内的不同位置处，并且因此随后排列(即，将一个热交换器排列在之前已排列的热交换器的下游)。附加地或可替选地，两个或更多个热交换器也可以在根据本发明的设备内的相同位置处并行操作。

直接由所述至少一个热气体发生器产生的热的排放气体用作根据本发明的设备中的干燥气体。与从现有技术中已知的方法相比，省略了直接设置在热气体发生器下游的热交换器。由于由所述至少一个热气体发生器产生的热气体直接用于干燥散装材料，因此不仅可以实现更高的干燥效率，而且仅需要一个干燥回路。这消除了对经常要经受检查的一个或多个热交换器的需要。因此，还消除了不存在的热交换器的污染。因此，可以增加本发明的设备的正常运行时间(up-time)。此外，排列在分离装置下游的所述至少一个热交换器用于预热如下气体，该气体在进入所述至少一个热气体发生器之前用作燃烧气体(例如，一次空气、二次空气和/或三次空气)。因此，在已冷却的干燥气体被释放到环境中之前，包含在干燥气体中的热能的大部分可以被回收并返回至干燥系统。因此，可以进一步提高整个系统的能量效率。

在优选的实施方式中，在上述至少一个热交换器(第一热交换器)的上游和/或下游设置至少一个另外的热交换器，所述至少一个另外的热交换器使用已分离的干燥气体间接地加热热流体(例如水和/或热油)。这些流体可以用于在根据本发明的系统中需要的任何地方或向工厂的任何其它部分输送热能。

例如，所述至少一个另外的热交换器可以是使用热油作为热交换介质的热交换器。该热交换器可以排列在上述第一热交换器的下游，该第一热交换器用于预热用于所述至少一个热气体发生器的燃烧空气。当然，也可以串行和/或并行地排列多于一个的热油热交换器。

此外，除了第一类型的热交换器(用于预热用于所述至少一个热气体发生器的燃烧空气)之外，还可以使用至少一个利用水作为热交换介质的附加热交换器，并且(如果存在的话)除了上述附加热交换器之外，还使用至少一个利用热油作为热交换介质的热交换器。在优选的实施方式中，这种类型的热交换器是该列热交换器中的最后一个，并且在将已处理的干燥气体释放到环境中之前存在。

在任何情况下，优选的是，无论使用多少个相同或不同类型的热交换器，干燥气体仅冷却至所含有的水蒸气不冷凝的温度。

优选地，干燥气体不以携带水分冷凝物的方式冷却。

根据优选的实施方式，在所述至少一个热气体发生器和所述至少一个干燥机之间设置至少一个用于清洁由所述至少一个热气体发生器产生的热气体的清洁装置，使得由所述至少一个热气体发生器产生的排放气体经过所述至少一个用于清洁所述热气体的清洁装置。

借助于清洁装置，可以有效地去除例如包含在由所述至少一个热气体发生器产生的热气体内的固体。因此，包含在热气体(例如烟气)内的所述固体颗粒在应当被干燥的散装物品中的沉积可以被有效地抑制。因此，可以减少散装物品的污染。此外，额外地抑制了这种固体颗粒在随后排列的干燥机中的沉积。因此，需要更少的干燥机维护。因此，由于设置在热气体发生器和干燥机之间的清洁装置，本发明的设备的使用寿命提高。另外，可以将干燥机的效率程度保持在高水平，实现了散装物品的更好的干燥效率。因此，根据本发明的设备优于现有技术中已知的设备，这是因为产生了总体上更好的效率。

因此，如前所述的特定实施方式解决了现有技术中已知的问题，即由热气体发生器产生的热气体包含大量的固体颗粒(例如烟灰、碳黑等)，这些颗粒是由燃烧器内的燃烧过程产生的。此外，这些烟气中包含固体污染物。因此，在现有技术中存在由热气体发生器产生的烟气不能直接用作用于干燥散装物品的干燥气体的偏见，这是因为担心散装物品可能会被包含在热烟气中的固体颗粒污染。因此，在现有技术中，热交换器总是被排列在热气体发生器的下游，以便加热用于干燥散装物品的干燥气体。然而，如果将热气体发生器的排放气体用于借助热交换器间接地加热干燥气体，则观察到，热交换器会受到在固体热交换器内部的沉积物的不利影响。这些沉积物是由高含量的固体和燃烧后的排放气体产生的。

因此，前述的优选实施方式有助于消除热交换器的需要。此外，优选地，排放气体可以直接地用于干燥散装物品。因此，没有观察到能量损失。另外，一旦发生沉积，热交换器的清洁可以避免。

在特别优选的实施方式中，用于清洁热气体的所述至少一个清洁装置选自由热气体旋风分离器和静电除尘器组成的组，所述静电除尘器优选为干式静电除尘器。

优选地，所述至少一个热气体发生器为至少一个固体燃烧热气体发生器和/或至少一个多燃料燃烧器，所述固体燃烧热气体发生器优选为炉篦燃烧热气体发生器、流化床燃烧热气体发生器和/或加煤机燃烧热气体发生器。

也可以组合可以并行或串行操作的两个或更多个热气体发生器。

根据另一优选实施方式，根据本发明的设备的特征在于，所述至少一个热气体发生器包括至少一个固体燃烧热气体发生器。固体燃烧热气体发生器允许燃烧以任何特定形式的可燃有机材料，例如大体积的木制品、颗粒木制品或者甚至木粉尘。作为固体燃烧热气体发生器的示例，炉篦燃烧热气体发生器、流化床燃烧热气体发生器和/或加煤机燃烧热气体发生器是可以的，这些热气体发生器也可以以组合存在。然而，现有技术中已知的多燃料燃烧器也是可以的。

如果在根据本发明的设备中存在多于一个的热气体发生器，则优选地存在固体燃烧热气体发生器和多燃料燃烧器两者。因此，就满足能量需求的燃料而言，所述设备是尽可能最灵活的。

多燃料燃烧器的存在例如允许燃烧矿物燃料(诸如天然气或轻油)或灰尘状固体(诸如木粉尘，其可能在木屑压合板的干燥过程中或在随后的生产中作为副产品出现)。上述燃料可以单独使用或彼此组合使用。例如，可以使用木粉尘和轻油的混合物、或木粉尘和气体的混合物。

根据本发明的固体燃烧热气体发生器能够燃烧固体材料，所述固体材料不能在如前面所描述的多燃料燃烧器系统中燃烧。因此，根据本发明的设备的替选能量供给概念是可能的。利用固体燃烧热气体发生器，所有不能在例如木质刨花板或纤维板的生产中所使用的材料可以能量上地回收。这种材料的示例是例如树皮、刨花板的生产废料、木屑、包装材料和/或废木材。

此外，还可以使所述固体燃烧热气体发生器与多燃料燃烧器并行或独立地协作，即所述固体燃烧热气体发生器可以与多燃料燃烧器同时操作或与多燃料燃烧器二选一地操作。就能量供给而言，这允许非常灵活地调整设备。另外，在设备需要热能峰值的情况下，除了固体燃烧热气体发生器之外，多燃料燃烧器还可以帮助传递附加且快速可用的热能。

根据另一优选实施方式，根据本发明的设备的特征在于，至少一个热气体发生器包括并行排列的至少一个多燃料燃烧器和至少一个固体燃烧热气体发生器，所述至少一个多燃料燃烧器包括具有马弗炉(muffle)和燃烧室顶的燃烧室，其中，燃料/燃烧空气混合物在所述马弗炉内被点燃并燃烧，所述燃烧室顶包括：

-用于燃烧空气进入所述马弗炉的至少一个入口，

-外部喷嘴环，所述外部喷嘴环形成用于围绕所述马弗炉的冷却气体的入口，以及

-内部喷嘴环，所述内部喷嘴环形成用于所述马弗炉内部的冷却气体的入口，以提供沿所述马弗炉的冷却气体层流。

本发明的特定特征是至少所述内部喷嘴环和外部喷嘴环是可单独控制的，并且向所述内部喷嘴环供给由所述至少一个固体燃烧热气体发生器排放的气体、环境空气和/或从外部生产过程产生的气体(例如加压排放气体、埋弧焊排放气体、砂磨线排放气体和/或来自胶合生产线的排放气体)。

根据该原理，可以有效地冷却马弗炉，其中，燃料/燃烧空气混合物在所述马弗炉内被点燃。由于通过内部喷嘴环进入的空气优选地包含相当少的氧含量的事实，因此可以减少氮氧化物的形成。

该优势使得能够减少或甚至省略排放气体的后燃烧器处理(post-burner-treatment)，以便减少氮氧化物(例如尿素等的注入)，并且该优势使得设备复杂度显著更低且更容易操作。

此外并且在优选的实施方式中，用于供给如上所述的多燃料燃烧器的内部喷嘴环的气体也可以用于通过所述外部喷嘴环供给至所述多燃料燃烧器中。

优选地，本发明的设备的特征在于，向所述至少一个热气体发生器供给燃烧气体(例如加压排放气体、埋弧焊排放气体、砂磨线排放气体和/或来自胶合生产线的排放气体)，所述燃烧气体直接从外部加工步骤获得。这些外部气体可以用作所述至少一个热气体发生器内的燃烧空气、冷却空气、马弗炉冷却空气、一次空气、二次空气、三次空气和/或再循环空气。因此，可以减少用于生产木质板的以队列形式集成的设备的总排放物。此外，由于这些排放源热地设置在所述至少一个热气体发生器内，因此可以减少排放源。因此，可以减少排放的总质量流并且可以减少排放气体的总体积流。特别有利的是通过使用预热的燃烧空气来提高效率。

在本发明的设备或方法的特别优选的实施方式中，通过燃烧室的顶中的内部喷嘴环和外部喷嘴环实现了冷却空气向热气体发生器的供给。特别优选地，这些喷嘴环可以彼此独立地被控制。优选地，内部喷嘴环和/或外部喷嘴环设置有用于各种燃料的预先调节的进入角，所述进入角在约0度(优选10度)至约60度的范围内。由于如下这种结构，以特别有利的方式在燃烧室中实现了燃烧：燃烧室的顶的各种冷却空气的供给和燃烧室内的特定空气供给、以及二次空气的引导和由此产生的冷凝。

根据另一优选的实施方式，在所述至少一个热气体发生器和所述至少一个干燥机之间排列有混合室，该混合室允许将所述至少一个热气体发生器的热气体与另外的外部气体混合，所述另外的外部气体优选为预热空气和/或环境空气。

根据本发明的另一优选实施方式，在所述至少一个用于将散装物品与干燥气体分离的装置的下游设置有至少一个用于清洁从所述至少一个用于将散装物品与干燥气体分离的装置排出的干燥气体的装置，优选地，所述至少一个用于清洁干燥气体的装置设置在所述至少一个热交换器的上游。这些清洁装置可以例如是再生热氧化器(regenerativethermaloxidizer，rto)和/或湿式静电除尘器(wetelectrostaticprecipitator，wesp)。

通过结合用于清洁干燥气体的装置(例如rto和/或wesp)，所含有的包含在干燥气体中的挥发性有机化合物(volatileorganiccompound，voc)的燃烧或氧化是可能的。因此，由根据本发明的设备产生的排放物远低于根据现有技术的干燥设备的类似排放物。此外，还可以使用位于所述至少一个用于将散装物品与干燥气体分离的装置下游的清洁装置，以便消除在热气体发生器内的燃烧过程中可能产生的污染物。

根据该特定实施方式，所述设备允许以最少的有害排放物高效地干燥散装物品。

此外，如果在所述至少一个用于将散装物品与干燥气体分离的装置(40)的下游、优选地在所述至少一个用于将散装物品与干燥气体分离的装置之间设置至少一个用于将固体与干燥气体分离的固体分离器，则是有利的。

因此，例如已干燥的散装物品产生的粉尘颗粒等可以与干燥气体分离。

在所述至少一个热交换器的下游可以设置至少一个排气风扇。在特别优选的实施方式中，所述排气风扇直接设置在用于将干燥气体排出到周围环境的烟囱之前，使得整个系统在抽吸模式下操作。

此外，本发明提供一种用于制造木质材料板的设备，该设备包括至少一个破碎装置、至少一个干燥装置和至少一个挤压装置。这种设备的干燥装置被配置为如前述的干燥设备。

此外，本发明涉及一种用于在至少一个干燥机、特别是闪蒸管式干燥机中连续干燥散装物品的方法，所述散装物品特别是木纤维和/或木屑，所述至少一个干燥机借助进入所述至少一个干燥机的吹入管线而被供给散装物品以及由至少一个热气体发生器产生的热气体，所述散装物品在排出所述至少一个干燥机之后借助至少一个用于将所述散装物品与干燥气体分离的装置而与所述干燥气体分离，所述至少一个用于将散装物品与干燥气体分离的装置排列在所述至少一个干燥机的下游，其中，在将散装物品与干燥气体分离后，将所述干燥气体送入至少一个热交换器，所述至少一个热交换器使用所述干燥气体的热能来间接地加热被送入所述至少一个热气体发生器的、作为燃烧空气的气体的至少一部分。

根据本发明，散装物品经由吹入管线进入干燥机。优选地，吹入管线通向干燥管的中心，干燥管例如可以具有长达5m(例如2.60m)的直径。干燥气体在例如约100℃-300℃、优选地130℃-240℃的温度下吹过干燥管。因此，散装物品中的水分的水分含量可以从100％降至8％-11％。

特别地，待干燥的散装物品可以是木纤维，该木纤维是通过在精制机中研磨木屑而获得的。可以借助蒸汽将纤维从精制机移除，并且经由吹入管线输送至干燥机。用于输送纤维的蒸汽压力可以为约10bar(巴尔)，蒸汽的温度可以大约设置为150℃-160℃。

木屑的研磨过程以及所得的纤维经由吹入管线的输送通常是从现有技术中已知的。

可以在吹入管线中将粘合剂添加到纤维中。然而，也可以省略添加粘合剂的步骤。

特别地，干燥机可以是闪蒸干燥机的形式。这种类型的干燥机包括长管，该长管可以例如长达300m。纤维借助于干燥气体流进行输送，根据本发明，干燥气体流是热气体发生器的排放气体。

根据优选的实施方式，由至少一个热气体发生器产生的所述排放气体在进入所述至少一个干燥机之前经过至少一个用于清洁热气体的清洁装置，在所述清洁装置中所述热气体被清洁，其中，优选地，所述至少一个用于清洁所述热气体的清洁装置选自由热气体旋风分离器和静电除尘器(优选为干式静电除尘器)组成的组。

此外，所述至少一个热气体发生器可以包括至少一个固体燃烧热气体发生器和/或至少一个多燃料燃烧器，所述至少一个固体燃烧热气体发生器优选是炉篦燃烧热气体发生器、流化床燃烧热气体发生器和/或加煤机燃烧热气体发生器，所述至少一个固体燃烧热气体发生器利用生物质、特别是木材生物质燃烧。

在特别优选的实施方式中，所述至少一个多燃料燃烧器包括具有马弗炉和燃烧室顶的燃烧室，燃料/燃烧空气混合物在所述马弗炉内被点燃并燃烧，所述燃烧室顶包括：

-被供给燃烧空气的至少一个入口(101)，

-被供给围绕所述马弗炉的冷却气体的外部喷嘴环(102)，以及

-被供给冷却气体的内部喷嘴环(103)，以用于在所述马弗炉的内部提供沿所述马弗炉的冷却气体层流，

所述内部喷嘴环和外部喷嘴环(102)是可单独控制的。

在前述的实施方式中，内部喷嘴环和/或外部喷嘴环可以具有大约0度至大约60度、优选地10度至60度的进入角，优选地，该进入角可根据所使用的燃料而调节。

此外，在所述至少一个热气体发生器和所述至少一个干燥机之间混合所述至少一个热气体发生器的热气体与另外的外部气体是可能的，优选地，所述另外的外部气体是预热空气和/或环境空气。

特别地，在所述至少一个用于将散装物品与干燥气体分离的装置和所述至少一个用于清洁从所述至少一个用于分离散装物品的装置排出的干燥气体的装置之间，执行至少一个用于将固体与所述干燥气体分离的额外的清洁步骤。

此外，借助至少一个热交换器间接地加热送入所述至少一个热气体发生器的作为燃烧空气的气体，所述至少一个热交换器使用所述至少一个用于清洁所述干燥气体的装置下游的气体中所包含的热能。

最后，干燥气体可以借助至少一个排气风扇推进，所述至少一个排气风扇设置在所述至少一个用于清洁干燥气体的装置的下游。

附图说明

在以下的附图中进一步说明了本发明，但不会将本发明限于所说明的细节。

图1示出了根据本发明的设备，在该设备中可以实现根据本发明的方法。

具体实施方式

根据图1的干燥设备包括干燥机20，在当前情况下干燥机20是闪蒸管。待在干燥机20中干燥的木纤维借助吹入管线30进入该管式干燥机。利用扩展进入到管20中的过热蒸汽(superheatedsteam)将纤维吹入管式干燥机。借助风扇93将热空气吹过干燥机管20。该热空气由混合室70提供，混合室70用于任选地将由热气体发生器10a、10b产生的热气体与另外的气体混合。

如图1所示的设备包括两个热气体发生器，也就是炉篦燃烧热气体发生器10a和多燃料燃烧器10b。两种类型的热气体发生器的排放气体都流入混合室70中。根据能量需求或根据可用燃料，炉篦燃烧热气体发生器10a和多燃料燃烧器10b可以并行或二选一地操作。在进入混合室70之前，由炉篦燃烧热气体发生器10a和多燃料燃烧器10b产生的热气体通过清洁装置清洁。在图1中，干式静电过滤器61a位于炉篦燃烧热气体发生器10a的下游，而热气体旋风分离器60b位于多燃料燃烧器11b的下游。然而，对于每种类型的热气体发生器，也可以使用相同类型的清洁装置。

可选地，炉篦燃烧热气体发生器10a包括热油外壳81，在该热油外壳中，由炉篦燃烧热气体发生器10a产生的热能可以用于外部过程。

多燃料燃烧器10b包括马弗炉，在该马弗炉内进行燃烧。气体71a、71b和71c可以用作一次空气，并且作为燃烧空气送入马弗炉中。在马弗炉内部，燃烧空气/燃料混合物被点燃并燃烧。在图1中未示出一次空气和燃料的混合。一次空气在入口101处被添加到多燃料燃烧器10b中。

此外，多燃料燃烧器10b包括外部喷嘴环102，用于马弗炉的冷却空气可以进入该外部喷嘴环102。

此外，可以将另外的马弗炉冷却空气流103直接提供到马弗炉。

添加到多燃料燃烧器10b的空气流可以相应地借助可调节的风扇92推进。

从由炉篦燃烧热气体发生器10a或由多燃料燃烧器10b产生的热气体中提取出的固体(例如碳黑和/或烟灰)可以分别经由粉尘出口61a或61b从清洁装置中提取出。同样地，多燃料燃烧器10b包括出口11b，在出口11b中，在燃烧过程中沉淀在多燃料燃烧器10b内部的固体可以被提取出。

分别来自热气体发生器10a和10b的清洁后的热气体进入混合室70。外部空气流(诸如预热的环境空气71a、污染的排放空气(例如来自外部过程的排放空气)或排放空气71c)可以进入混合室。

另外，同样的气体也可以在72处在环境温度下进入混合室70。也可以添加环境空气(新鲜空气73)。

由热气体发生器产生的热气体可以借助于风扇94朝向混合室传输。

根据不同空气流的比例，可以调节输送至管式干燥机20的各种气体的体积和/或温度。

在干燥气体/纤维混合物离开闪蒸管20之后，借助于至少一个旋风分离器(例如图1中所示的两个随后排列的旋风分离器40)，从气体流中提取出纤维。干燥的纤维在纤维出口41处离开旋风分离器40。

分离的干燥气体可以被引导至可选的分离装置51，在该可选的分离装置51中可以从气体流中提取出固体颗粒。此外，在下游，在排放控制系统(即清洁装置50)中对气体进行处理。该清洁装置可以是例如再生热氧化器(rto)或湿式静电除尘器(wsep)。可以存在上述装置中的一种装置或者上述两种装置都存在。

然后将如此清洁后的干燥气体进一步传输至热交换器80，在热交换器80中，干燥气体携带的热能被回收。优选地，干燥气体不以携带的水分冷凝物的方式冷却。回收的能量传递给被送入热气体发生器10a和10b的作为燃烧空气的气体71a、71b和71c的一部分。

在替选且优选的实施方式中，可以将使用热油作为热交换介质的额外的第二热交换器(未示出)排列在热交换器80的下游。

另外，使用水作为热交换介质的第三热交换器(未示出)可以排列在第二热交换器的下游。

借助于风扇91将气体朝向烟囱100推进，在该烟囱100中将清洁后的气体释放到环境中。优选地，第二热交换器和第三热交换器(如果存在的话)排列在风扇91的上游，从而所有热交换器都可以在抽吸模式下操作。