WO2014060437A1

WO2014060437A1 - Method and apparatus for drying and torrefying biomass

Info

Publication number: WO2014060437A1
Application number: PCT/EP2013/071557
Authority: WO
Inventors: Hannes STRUBELT; Lars Bauer; Jean-Christophe Zimmermann
Original assignee: Dieffenbacher GmbH Maschinen und Anlagenbau
Current assignee: Dieffenbacher GmbH Maschinen und Anlagenbau
Priority date: 2012-10-17
Filing date: 2013-10-15
Publication date: 2014-04-24
Anticipated expiration: 2015-04-17
Also published as: DE102012109917A1

Abstract

The present invention relates to a method and apparatus for drying and torrefying biomass, particularly utilizing the waste heat from a power station. The apparatus according to the invention consists of: a drying device (24) for drying the biomass (B) to form a dried biomass (B1); a mixing chamber for a conditioning device (28) to mix flue gas from the boiler (21) and/or from the turbine (22) of the power plant to form a conditioning gas (9) with a temperature (T9) of approximately 200°C; the conditioning device (28) for conditioning the dried biomass (Bl) to form a conditioned biomass (B2); a mixing chamber (26) for a torrefaction device (29), to mix flue gas from the boiler (21) and/or from the turbine (22) and/or from a combustion chamber (20) of the power station to form a torrefaction gas (7) at a temperature (T7) between approximately 300 and 400°C; and the torrefaction device (29) for torrefying the conditioned biomass (B2) to form a torrefied biomass (B3).

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Trocknung und Torrefizierung von Biomasse Apparatus and method for drying and torrefaction of biomass

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Trocknung und The present invention relates to a device for drying and

Torrefizierung von Biomasse unter Nutzung der Abwärme eines Kraftwerks nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und ein Verfahren zur Torrefication of biomass using the waste heat of a power plant according to the preamble of claim 1 and a method for

Trocknung und Torrefizierung von Biomasse unter Nutzung der Abwärme eines Kraftwerks nach dem Oberbegriff des Anspruches 12. Drying and torrefaction of biomass using the waste heat of a power plant according to the preamble of claim 12.

Die Erzeugung von Energie durch die Verbrennung von Biomasse wird als besonders umweltfreundlich betrachtet. Daher gibt es Bestrebungen, eine größere Menge an Biomasse mit fossilen Brennstoffen gemeinsam zu verwerten. Dazu wird Biomasse getrocknet und torrefiziert, sodass sie dem Brennstoff Kohle ähnlicher wird, d.h. der spezifische Brennwert steigt, die Neigung Feuchtigkeit aufzunehmen sinkt und eine Zermahlung für die The production of energy through the combustion of biomass is considered to be particularly environmentally friendly. Therefore, there are efforts to exploit a larger amount of biomass with fossil fuels together. For this purpose, biomass is dried and torrefied so that it becomes more similar to the fuel coal, i. the specific calorific value increases, the tendency to absorb moisture decreases and a grinding for the

Staubfeuerung benötigt einen kleineren Energieeintrag. Neben diesen Aspekten lassen sich torrefizierte Materialien, insbesondere Holz, in Großkraftwerken deutlich besser verbrennen, da sich der Flammpunkt dem der Kohle annähert und somit die Steuerung einer Brennkammer im Zuge der großindustriellen Verbrennung erleichtert wird. Daneben weisen torrefizierte Materialien ein deutlich geringeres Gewicht auf und lassen sich nach der Torrefizierung kostengünstiger transportieren und manipulieren. Die Verpressung torrefizierter Biomasse zu Pellets, insbesondere für einen vereinfachten Transport, ist ebenfalls mit geringerem Energieaufwand verbunden. Dust firing requires a smaller energy input. In addition to these aspects, torrefied materials, especially wood, can be burned much better in large-scale power plants because the flash point approaches that of coal, thus facilitating the control of a combustion chamber in the course of large-scale combustion. In addition, torrefied materials have a significantly lower weight and can be transported and manipulated more cost-effective after Torrefizierung. The compression torrefizierter biomass into pellets, especially for a simplified transport, is also associated with less energy.

Diese Vorteile müssen durch einen erheblichen energetischen und These benefits must be through a significant energetic and

wirtschaftlichen Aufwand für die genannten Verfahrensschritte erkauft werden. economic effort for the above process steps are bought.

Die Erfindung betrifft eine thermische Vorbehandlung, Torrefizierung genannt, von kohlen- und wasserstoffhaltigen festen Brennstoffen, die auch in pastöser oder zähfließender Form vorliegen können. Unter Torrefizierung versteht man eine milde thermische Behandlung von Brennstoffen unter Sauerstoffabschluss oder bei geringen Sauerstoffgehalten bei Temperaturen von 220°C bis 350°C. Die notwendige Verweilzeit um eine vollständige Torrefizierung des Brennstoffs zu erreichen, liegt zwischen 15 und 120 Minuten. Die Verweilzeit wird bestimmt durch den Brennstoff selbst, die Partikelgröße des Brennstoffs und der The invention relates to a thermal pretreatment, called Torrefizierung, of carbonaceous and hydrogen-containing solid fuels, which may also be present in pasty or viscous form. Torrefaction is a mild thermal treatment of fuels with exclusion of oxygen or at low oxygen contents at temperatures of 220 ° C to 350 ° C. The necessary residence time for a complete torrefaction of the fuel to reach is between 15 and 120 minutes. The residence time is determined by the fuel itself, the particle size of the fuel and the

Wärmeübertragungscharakteristik des Verfahrens. Es ist bekannt, dass die Biomasse vor der Torrefizierung getrocknet wird. Heat transfer characteristic of the method. It is known that the biomass is dried before torrefaction.

Verschiedenste Verfahren und Vorrichtungen zum Trocknen sind hinreichend bekannt und lassen sich auch bei der Trocknung von fester Biomasse anwenden, z.B. sind Band- und Trommeltrockner seit vielen Jahren in der Holzindustrie im Einsatz. Es ist weiterhin üblich, das zu trocknende Material vor der Trocknung auf eine geeignete Stückgröße zu zerkleinern. Der Various methods and devices for drying are well known and can also be used in the drying of solid biomass, e.g. Both belt and drum dryers have been in use in the wood industry for many years. It is also customary to shred the material to be dried before drying to a suitable piece size. Of the

Torrefizierung kann eine Kühleinrichtung und/oder eine Zerkleinerung der Biomasse nachgeschaltet sein. Die mögliche abschließende Pelletierung für einen einfacheren und billigeren Transport ist ebenfalls ein bekanntes Torrefication can be followed by a cooling device and / or a comminution of the biomass. The potential final pelletization for easier and cheaper transportation is also a known one

Verfahren und kommt bereits für den Brennstoff Holz oder die Procedure and comes already for the fuel wood or the

Futtermittelindustrie zum Einsatz. Feed industry used.

Durch die grundsätzliche Ähnlichkeit der Verfahren Trocknung und Due to the basic similarity of the drying process and

Torrefizierung liegt es nahe, ein bekanntes Trocknungsverfahren derart abzuwandeln, dass es sich für die Torrefizierung eignet. Im Besonderen muss dafür Sorge getragen werden, dass die Torrefizierung bei nahezu inerterTorrefication, it is obvious to modify a known drying method so that it is suitable for Torrefizierung. In particular, care must be taken that the torrefaction at near inert

Atmosphäre stattfindet. Der Fachmann wird übliche Dichtungslösungen finden, um Luft aus der Umgebung vom eigentlichen Prozess fern zu halten. So gibt es bereits bekannte Verfahren, denen z.B. das Prinzip des Trommeltrockners, des Etagenofens oder des Wirbelschichtbettes zugrunde liegen. Die Beheizung kann direkt durch Heißgase oder indirekt über eine beheizte Wandung erfolgen. Die Inertisierung erfolgt durch Rauchgase, technische Gase oder Atmosphere takes place. One skilled in the art will find common sealing solutions to keep air from the environment away from the actual process. Thus, there are already known processes, which are e.g. the principle of the drum dryer, the stack oven or the fluidized bed are based. The heating can be done directly by hot gases or indirectly via a heated wall. The inertization is carried out by flue gases, technical gases or

Wasserdampf. Steam.

DE 10 2010 036 425 A1 offenbart hierzu eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Trocknung und Torrefizierung von wenigstens einem kohlenstoffhaltigen DE 10 2010 036 425 A1 discloses for this purpose an apparatus and a method for drying and torrefaction of at least one carbon-containing

Stoffstrom in einem Etagenofen. Es ist ein Brenner vorgesehen, der mit einem Auslass der Torrefizierungszone und einem Wärmetauscher in Verbindung steht. Der Wärmetauscher ist außerdem mit einem Einlass der Material flow in a multi-level oven. There is a burner provided with a Outlet of the Torrefizierungszone and a heat exchanger is in communication. The heat exchanger is also provided with an inlet of the

Torrefizierungszone verbunden, wobei ein über den Auslass der Torrefizierungszone connected, one via the outlet of the

Torrefizierungszone abgeführter Torrefizierungs-Gasstrom im Brenner verbrannt und dabei aufgeheizt und im Wärmetauscher zum Aufheizen des Trocknungsgasstrom genutzt und in die Torrefizierungszone zurückgeführt wird. Weiterhin weisen die Trocknungszone und die Torrefizierungszone voneinander getrennte Gaskreisläufe auf. Torrefizierungszone discharged Torrefizierungs gas stream burned in the burner and thereby heated and used in the heat exchanger for heating the drying gas flow and is returned to the Torrefizierungszone. Furthermore, the drying zone and the Torrefizierungszone on separate gas circuits.

In anderen Worten, die Wärmemenge für die Torrefizierung wird direkt mit derjenigen für die Trocknung gekoppelt. Da die Brennergase durch den In other words, the amount of heat for the torrefaction is directly coupled with that for the drying. As the burner gases through the

Wärmetauscher und in die Torrefizierungszone verlaufen, hat die Regelung der Gasmenge für den Torrefizierungsvorgang einen direkten Einfluss auf die Trocknung. Dies hat den Nachteil, dass die Trocknung und die Torrefizierung nicht unabhängig voneinander gesteuert und betrieben werden können. Heat exchanger and run in the Torrefizierungszone, the control of the amount of gas for the Torrefizierungsvorgang has a direct influence on the drying. This has the disadvantage that drying and torrefaction can not be independently controlled and operated.

US 8,198,493 B1 betrifft die Herstellung fester, torrefizierter US 8,198,493 B1 relates to the production of solid, torrefied

Biomasseendprodukte mit getrennten Vorrichtungen zur Trocknung und zur Torrefizierung. Das Gas nach der Torrefizierung wird teilweise zu einem Biomass end products with separate devices for drying and torrefaction. The gas after Torrefizierung partially to a

Brenner und teilweise zu einer Vorrichtung zur Trocknung geleitet. Die Burner and partially passed to a device for drying. The

Vorrichtung ermöglicht aber nur eine unvollständige Trocknung auf eine However, device only allows incomplete drying to one

Restfeuchte von 2 bis 4 %. Residual moisture of 2 to 4%.

EP 2 017 325 A2 betrifft die Erzeugung eines gasförmigen Treibstoffs und offenbart getrennte Vorrichtungen zur Trocknung und zur Torrefizierung, eine Zerkleinerungsanlage und die Anbindung an einen Brenner zur Vergasung und einen Wärmetauscher zur Nutzung der Abwärme des Brenners beim Trockner. EP 2 017 325 A2 relates to the production of a gaseous fuel and discloses separate devices for drying and torrefaction, a crushing plant and the connection to a burner for gasification and a heat exchanger for utilizing the waste heat of the burner in the dryer.

Diese oben genannten Verfahren und Anlagen des Standes der Technik erfordern aber einen erheblichen Energieaufwand, der dem eigentlichen Ziel der Verbrennung von Biomasse, nämlich dem Umweltschutz, entgegenläuft. Auch sind angesichts der heutigen Rohstoff- und Energiekosten derartige However, these prior art methods and plants require a considerable amount of energy, which runs counter to the actual goal of biomass combustion, namely environmental protection. Also in view of today's raw material and energy costs are such

Anlagen nicht kostenneutral oder gewinnbringend betreibbar. Facilities not cost-neutral or profitable operable.

Insbesondere die Verfahrensschritte Trocknung und Torrefizierung sind sehr energieaufwendig. Dieser Energieaufwand überschreitet oft die In particular, the process steps drying and Torrefizierung are very energy consuming. This energy expenditure often exceeds the

Wirtschaftlichkeitsgrenze. Der Schlüssel für eine wirtschaftliche Economic limit. The key to an economic

Verfahrensweise liegt in der Ausnutzung von bisher ungenutzter Abwärme und der darin vorhandenen Energie, z.B. von einem Kraftwerk mit The procedure is to utilize previously unused waste heat and the energy present therein, e.g. from a power plant with

Hochtemperaturbereichen wie Gas-, Öl- oder Kernkraftwerken mit zumindest einem Dampfbereich oder Dampfkessel, insbesondere zum Betreiben einer High-temperature areas such as gas, oil or nuclear power plants with at least one steam area or steam boiler, in particular for operating a

Turbine zur Produktion von elektrischer Energie. Aber auch die dezentralisierte Anordnung von Blockheizkraftwerken oder Biomassekraftwerken in Städten oder die in der produzierenden Industrie mittlerweile immer mehr gewünschten Energieanlagen zur abgestimmten Energieversorgung von eng begrenzten und damit autarken Industrieanlagen sind hier eine Möglichkeit, die vorliegende Turbine for the production of electrical energy. But even the decentralized arrangement of combined heat and power plants or biomass power plants in cities or in the manufacturing industry now more and more desired energy systems for the coordinated energy supply of tightly limited and thus self-sufficient industrial plants are here a possibility, the present

Erfindung umweltschonend und energiesparend anzuwenden. To use the invention environmentally friendly and energy-saving.

Die vorliegende Erfindung stellt sich daher die technische Aufgabe, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Trocknung und Torrefizierung von Biomasse zu schaffen, mit der dabei die Abwärme aus einem Kraftwerk, vorzugsweise aufweisend einenThe present invention therefore has the technical object to provide a device and a method for drying and torrefaction of biomass, with the waste heat from a power plant, preferably comprising a

Dampfkessel, sinnvoll für die Torrefizierung von Biomasse verwendet werden kann, um den Energieaufwand und damit die Kosten deutlich zu senken. Steam boiler, useful for the Torrefizierung of biomass can be used to significantly reduce the energy consumption and thus the costs.

Die Lösung für die Vorrichtung umfasst: The solution for the device comprises:

eine Trocknungsvorrichtung zur Trocknung der Biomasse zu einer getrockneten Biomasse; eine Mischkammer für eine Konditionierungsvorrichtung, um Rauchgas aus dem Dampfkessel und/oder aus der Turbine des Kraftwerks zu einem a drying device for drying the biomass to a dried biomass; a mixing chamber for a conditioning device to flue gas from the steam boiler and / or from the turbine of the power plant to a

Konditionierungsgas einer Temperatur von ungefähr 200°C zu vermischen; die Konditionierungsvorrichtung zur Konditionierung der getrockneten Biomasse zu einer konditionierten Biomasse; eine Mischkammer für eine Torrefizierungs- vorrichtung, um Rauchgas aus dem Dampfkessel und/oder aus der Turbine und/oder aus einer Brennkannnner des Kraftwerks zu einem Torrefiziergas einer Temperatur zwischen ungefähr 300 und 400°C zu vermischen und die Torrefizierungsvorrichtung zur Torrefizierung der konditionierten Biomasse zu einer torrefizierten Biomasse. Die Lösung für das Verfahren umfasst die folgenden Verfahrensschritte: Conditioning gas to a temperature of about 200 ° C to mix; the conditioning device for conditioning the dried biomass to a conditioned biomass; a mixing chamber for a Torrefizierungs- device to flue gas from the boiler and / or from the turbine and / or from a combustor of the power plant to a Torrefiziergas a temperature between about 300 and 400 ° C to mix and the Torrefizierungsvorrichtung torrefication of the conditioned biomass to a Torrefizierten biomass. The solution for the process comprises the following process steps:

Trocknung der Biomasse zu einer getrockneten Biomasse; Mischen von Drying the biomass to a dried biomass; Mixing from

Rauchgas in einer Mischkammer zu einem Konditionierungsgas einer Flue gas in a mixing chamber to a conditioning gas a

Temperatur von ungefähr 200°C; Konditionierung der getrockneten Biomasse mittels dem Konditionierungsgas zu einer konditionierten Biomasse; Mischen von Rauchgas in einer Mischkammer zu einem Torrefizierungsgas einer Temperature of about 200 ° C; Conditioning the dried biomass by means of the conditioning gas to a conditioned biomass; Mixing flue gas in a mixing chamber to a Torrefizierungsgas a

Temperatur zwischen ungefähr 300 und 400°C und Torrefizierung der Temperature between about 300 and 400 ° C and torrefaction of the

konditionierten Biomasse zu einer torrefizierten Biomasse mittels dem Conditioned biomass to a torrefizierten biomass by means of

Torrefizierungsgas. Ein typisches Kraftwerk oder Energieanlagen umfasst die Komponenten Torrefizierungsgas. A typical power plant or power plants includes the components

Brennkammer, Dampfkessel, Turbine und E-Filter. Konventionelle Kraftwerke vernichten bei der Erzeugung von Elektrizität große Restwärmemengen in z.B. Kühltürmen, falls sie nicht an ein Fernwärmenetz angeschlossen sind. Im Combustion chamber, steam boiler, turbine and e-filter. Conventional power plants destroy large amounts of residual heat in the generation of electricity in e.g. Cooling towers, if they are not connected to a district heating network. in the

Gegensatz dazu werden die Restwärmemengen nun bestmöglich ausgenutzt. In contrast, the amounts of residual heat are now exploited in the best possible way.

Der hier beispielhaft genannte E-Filter steht dabei stellvertretend für die The e-filter exemplified here is representative of the

Filtrierung und Säuberung von in die Umwelt abzugebenden Stoffströmen, insbesondere Gasen, zur Einhaltung von Emissionsgrenzwerten und Filtration and purification of effluents to be discharged into the environment, in particular gases, for compliance with emission limit values, and

Umweltschutzbestimmungen. Unter Biomasse versteht die Erfindung im Wesentlichen pflanzliche und/oder auf Holz basierende Materialien, wie sie in der Land-, Forst- und Waldwirtschaft in produktiver aber auch abfalltechnischer Hinsicht regulär anfallen. Environmental regulations. By biomass, the invention essentially means vegetable and / or wood-based materials, as they occur in the agricultural, forestry and forestry in a productive but also waste management terms regular.

Insbesondere soll torrefizierbares Material als Biomasse verwendet werden, dass in einem nicht näher beschriebenen nachfolgenden Prozess optimal energetisch verwertet werden kann und insbesondere hierzu zum Transport pelletiert werden kann. Aber auch andere Biomasse oder Mischstoffe, beispielsweise Abfallchargen oder dergleichen, sind möglicherweise zur Torrefizierung geeignet. In particular torrefizierbares material should be used as biomass that can be used optimally energetically in a subsequent process not described in detail and in particular this can be pelleted for transport. But also other biomass or mixed materials, For example, batches of waste or the like may be suitable for torrefaction.

Die Biomasse wird in der Regel mit einer Feuchtigkeit von 30 - 100 % angeliefert, getrocknet, konditioniert und torrefiziert. Unter Konditionierung wird ein Trocknungsschritt verstanden, bei dem die Biomasse auf eine Restfeuchte von 0 bis 2 % und bevorzugt 0 bis 0,5 % getrocknet wird. Dabei kann auf eine Temperatur T12 von 100 bis 200°C, bevorzugt 150°C eingestellt werden. Die Temperatur soll dabei niedrig gehalten werden, sodass keine Geruchsstoffe oder Teere frei werden und die Abluft belasten. Ein Teil der Abluft kann über einen Filter ins Freie geleitet werden. Für die Konditionierung wird in einer Mischkammer Rauchgas aus einem Dampfkessel und/oder aus einer Turbine gemischt und so auf eine für die Konditionierung geeignete Temperatur T9 von ungefähr 200°C gebracht. The biomass is usually delivered with a moisture content of 30 - 100%, dried, conditioned and torrefied. Conditioning is understood as meaning a drying step in which the biomass is dried to a residual moisture of 0 to 2% and preferably 0 to 0.5%. It can be adjusted to a temperature T12 of 100 to 200 ° C, preferably 150 ° C. The temperature should be kept low so that no odors or tars are released and pollute the exhaust air. Part of the exhaust air can be directed to the outside via a filter. For the conditioning, flue gas from a steam boiler and / or from a turbine is mixed in a mixing chamber and thus brought to a temperature T9 of about 200 ° C. suitable for the conditioning.

Bei der Torrefizierung wird die benötigte Inertisierung durch die Rauchgase des Kraftwerks gewährleistet. Da die Temperatur T4 des kalten Rauchgases aus dem Dampfkessel für das Torrefizieren nicht ausreichen könnte, wird zusätzlich in einer weiteren Mischkammer aus dem Dampfkessel warmes Rauchgas mit der Temperatur T2 ausgekoppelt und zugemischt. Die Temperatur T2 liegt zwischen ungefähr 300 und 350°C, und die Temperatur T4 liegt zwischen ungefähr 160 und 180°C. During torrefaction, the required inertization is ensured by the flue gases of the power plant. Since the temperature T4 of the cold flue gas from the steam boiler for torrefaction could not be sufficient, hot flue gas with the temperature T2 is additionally coupled out in a further mixing chamber from the boiler and admixed. The temperature T2 is between about 300 and 350 ° C, and the temperature T4 is between about 160 and 180 ° C.

Alternativ kann das Rauchgas zum Torrefizieren aber auch durch Mischung der Rauchgase aus dem Dampfkessel und/oder aus der Turbine erzeugt werden. Auch eine möglicherweise nur minimale Zumischung von Heißgasen aus der Brennkammer mit einer Temperatur T1 von ca. 900 bis 950°C ist möglich, wenn eine höhere Temperatur als die Temperatur T2 zwischen ungefähr 300 und 350°C benötigt wird, wie z.B. 400°C. Weiter alternativ kann das Rauchgas zum Torrefizieren auch aus einem Alternatively, the flue gas for Torrefizieren but also be generated by mixing the flue gases from the boiler and / or from the turbine. Even a possible only minimal admixture of hot gases from the combustion chamber with a temperature T1 of about 900 to 950 ° C is possible when a higher temperature than the temperature T2 between about 300 and 350 ° C is needed, such as 400 ° C. Next alternatively, the flue gas for Torrefizieren also from a

Luftvorwärmer des Kraftwerks entnommen bzw. gemischt werden. Für die Luftvorwärmung werden üblicherweise die Rauchgase aus dem Dampfkessel nach der Dampferzeugung mit der Temperatur T2 verwendet. Die Air preheater of the power plant are removed or mixed. For the air preheating usually the flue gases from the steam boiler are used after the steam generation with the temperature T2. The

Luftvorwärmung in Brennkammern von Energieanlagen oder Kraftwerken dient in der Regel dazu, um eine feinere Einstellung der Verbrennung respektive der Verbrennungstemperaturen oberhalb eines Feuerungsrostes oder einer Staubverfeuerung zu bewerkstelligen. Vor dem Konditionieren kann die Biomasse in einer Trocknungsvorrichtung mithilfe von Abdampf aus der Turbine und/oder mithilfe von Rauchgas aus dem Dampfkessel auf eine Feuchte von 5 bis 30 %, bevorzugt 7 bis 20 % und weiter bevorzugt 8 bis 15 % getrocknet werden. Durch eine bevorzugte Trennung der Trocknung, Konditionierung und Air preheating in combustion chambers of energy plants or power plants is usually used to accomplish a finer adjustment of the combustion respectively the combustion temperatures above a Feuerungsrostes or a Staubberfeuerung. Before conditioning, the biomass can be dried in a drying device by means of exhaust steam from the turbine and / or with the aid of flue gas from the steam boiler to a moisture content of 5 to 30%, preferably 7 to 20% and more preferably 8 to 15%. By a preferred separation of drying, conditioning and

Torrefizierung wird eine Vermischung der bei der Trocknung freiwerdenden Wasserdämpfe aus der Biomasse mit den bei der Torrefizierung frei werdenden Torrgasen verhindert. In vorteilhafter Weise können die getrennten Abgase wieder gezielt einer weiteren Verwendung zugeführt werden, um den Torrefication is prevented mixing of the liberated during drying water vapors from the biomass with the released during torrefaction Torr gases. Advantageously, the separated exhaust gases can be selectively returned for further use to the

energetischen Gesamtprozess zu optimieren. to optimize energetic overall process.

Die Torrgase zusammen mit dem Rauchgas aus der Torrefizierung mit einer Temperatur von ca. 160°C können der Verbrennung im Kraftwerk zugeführt und thermisch verwertet werden. The Torrgase together with the flue gas from Torrefizierung with a temperature of about 160 ° C can be fed to the combustion in the power plant and used thermally.

Bevor die torrefizierte Biomasse der frischen Luft ausgesetzt wird, sollte sie in einer Kühlvorrichtung auf unter 200°C abgekühlt werden. Dazu können Before the torrefied biomass is exposed to fresh air, it should be cooled to below 200 ° C in a cooler. Can do this

Rauchgase aus der Konditionierungsvorrichtung benutzt werden, die während der Kühlung mit Resttorrgasen kontaminiert werden können. Die Temperatur liegt bei ungefähr 150 bis 250°C. Es kann auch der Abdampf aus der Turbine mit der Temperatur T3 und/oder die Trocknerabluft mit der Temperatur T8 aus der Trocknungsvorrichtung verwendet werden. Die Temperatur T3 liegt zwischen ungefähr 80 und 150°C, und die Temperatur T8 liegt zwischen ungefähr 40 und 70°C. Nach Kühlung der Biomasse kann die Abluft aus der Kühlvorrichtung der Verbrennung zugeführt werden. Alternativ kann die Abluft auch dem E-Filter zugeführt werden. Wenn die Abluft aus der Kühlvorrichtung trocken ist, also beispielsweise statt aus der Konditionierungsvorrichtung aus der Turbine kommt, dann kann die Abluft auch der Mischkammer vor der Torrefizierung oder direkt der Torrefizierungsvorrichtung zugeführt werden. Im diesem Fall sollte das entstehende niedrige Temperaturniveau durch einen höheren Anteil an Rauchgasen mit der Temperatur T2 kompensiert werden. Flue gases from the conditioning device are used, which can be contaminated during cooling with Resttorrgasen. The temperature is about 150 to 250 ° C. It can also be the exhaust steam from the turbine with the temperature T3 and / or the dryer exhaust air with the temperature T8 off the drying device can be used. The temperature T3 is between about 80 and 150 ° C, and the temperature T8 is between about 40 and 70 ° C. After cooling the biomass, the exhaust air from the cooling device can be supplied to the combustion. Alternatively, the exhaust air can also be supplied to the E-filter. If the exhaust air from the cooling device is dry, that is, for example, comes out of the turbine instead of from the conditioning, then the exhaust air and the mixing chamber before Torrefizierung or directly the Torrefizierungsvorrichtung can be supplied. In this case, the resulting low temperature level should be compensated by a higher proportion of flue gases with the temperature T2.

Bevorzugt weist die Vorrichtung Rückleitungen auf, die die Abwärme der einzelnen Stufen der Vorrichtung wirtschaftlich nutzt. Die Rückleitungen sind vorzugsweise doppelwandig ausgebildet, sodass z.B. innen kühlere und außen heißere Gase verlaufen. Der Hintergrund für doppelwandige Rückleitungen liegt darin, dass in den Fluidströmungen eine Kondensation während des The device preferably has return lines which economically utilize the waste heat of the individual stages of the device. The return lines are preferably double-walled, so that e.g. inside cooler and outwardly hotter gases. The background for double-walled return lines is that in the fluid flows condensation during the

Fluidtransports vermieden werden muss, welche auftritt, wenn die Fluide zu stark abkühlen. Es können sich somit Teer oder andere Stoffe ablagern. Fluid transport must be avoided, which occurs when the fluids cool too much. It can thus deposit tar or other substances.

So kann die Vorrichtung im Bereich Rückleitungen weiterhin umfassen: eine Rückleitung zum Transport von Rauch- und Torrgas von der Torrefizierungsvorrichtung an die Brennkammer, eine Rückleitung zum Transport von Thus, the device may further comprise in the return line: a return line for the transport of smoke and Torrgas of Torrefizierungsvorrichtung to the combustion chamber, a return line for the transport of

Rauchgas von der Kühlvorrichtung an die Brennkammer und/oder den E-Filter und/oder die Mischkammer zur Torrefizierung und/oder die Torrefizierungsvorrichtung, eine Rückleitung zum Transport von Kondensat von der Flue gas from the cooling device to the combustion chamber and / or the E-filter and / or the mixing chamber for Torrefizierung and / or Torrefizierungsvorrichtung, a return line for the transport of condensate from the

Trocknungsvorrichtung zu dem Dampfkessel, eine Rückleitung zum Transport von Rauchgas von der Konditionierungsvorrichtung an die Kühlvorrichtung usw. Eine weitere Energieeinsparung ist unter Verwendung eines indirekt beheizten Trommeltrockners möglich, indem die trockenen Abgase der Temperatur T8 aus der Trocknungsvorrichtung zur Kühlung der torrefizierten Biomasse verwendet werden. Die Mischkammern müssen keine eigenständigen Apparate und Vorrichtungen sein, sondern können auch eine technisch verwirklichte Funktion im Further, energy savings are possible using an indirectly heated tumble dryer by using the dry exhaust gases of temperature T8 from the dryer to cool the torrefied biomass. The mixing chambers need not be independent apparatuses and devices, but can also have a technically realized function in the art

Gaseinlassbereich der Konditionierungsvorrichtung oder der Gas inlet region of the conditioning device or the

Torrefizierungsvorrichtung sein. Torrefizierungsvorrichtung be.

Abschließend kann eine Pelletierung oder eine Vergasung folgen. Bei der Pelletierung zeigt sich der positive Effekt, dass die kalten Rauchgase zur Inertisierung und damit zur Explosionssicherheit beitragen können. Die Finally, pelleting or gasification can follow. Pelleting shows the positive effect that cold flue gases can contribute to inerting and thus to explosion safety. The

Vorrichtung kann auch eine, insbesondere prallende, Zerkleinerungsvorrichtung umfassen. Device may also comprise a, in particular bouncing, crushing device.

Zusammenfassend zeigt die Erfindung in vorteilhafter Weise, dass die In summary, the invention advantageously shows that the

Anordnung der einzelnen Misch kammern vor der Konditionierung und vor der Torrefizierung eine wirtschaftliche und vorteilhafte Regelungs- und Arrangement of the individual mixing chambers before conditioning and before torrefaction an economical and advantageous regulatory and

Steuerungssituation schafft, in der jegliche Abwärme aus einem Kraftwerk in sinnvoller Weise genutzt werden kann, um einen Torrefizierungsvorgang und auch die vor- und nachfolgenden Prozesse (Trocknung, Konditionierung und Kühlung) energetisch sinnvoll zu gestalten und Wärme aufgrund des mehrfach gestuften Prozesses wiederholt in den Prozess einzuführen und Creates a control situation in which any waste heat from a power plant can be used in a meaningful way to make a Torrefizierungsvorgang and the preceding and following processes (drying, conditioning and cooling) energetically useful and heat due to the multi-stage process repeatedly in the process to introduce and

wiederzuverwenden. reuse.

Insbesondere kann die im Energieniveau geringer angeordnete Abwärme dazu benutzt werden, in optimaler Weise die in Menge und Energieniveau In particular, the waste heat disposed lower in the energy level can be used optimally in quantity and energy level

schwankende Abwärme hohen Energieniveaus durch den einem normalen Kraftwerksbetrieb zugrundeliegenden Schwankungen (aufgrund des fluctuating waste heat of high energy level due to the fluctuations underlying a normal power plant operation (due to the

wechselnden Bedarfs) anzupassen, um genug Energie für einen gleichförmigen Torrefizierungsprozess bereitzustellen. changing demand) to provide enough energy for a uniform torrefaction process.

Die vorgeschlagenen Temperaturwerte weisen eine besonders günstige Kombination oder Abfolge aus, die einen besonders wirtschaftlichen Betrieb ermöglicht. In weiteren Vorteilen ergibt es sich, dass durch den mehrstufigen Torrefizierungsprozess, insbesondere durch die Verwendung einer The proposed temperature values have a particularly favorable combination or sequence, which enables a particularly economical operation. In further advantages, it is found that by the multi-stage Torrefizierungsprozess, in particular by the use of a

Konditionierungsvorrichtung, es auch möglich ist, die Biomasse derart zu konditionieren, dass unkontrollierte Schwankungen der Eingangsgröße Conditioning device, it is also possible to condition the biomass such that uncontrolled fluctuations in the input variable

Feuchtigkeit durch Feuchtigkeitsunterschiede in der zu torrefizierenden Moisture due to moisture differences in the torrefizierenden

Biomasse in der Torrefizierungsvorrichtung vermieden werden, wie sie normalerweise aus einer Trocknungsvorrichtung auftreten. Gleichzeitig wird ermöglicht, dass eine Untertrocknung und der damit einhergehende Biomass are avoided in the Torrefizierungsvorrichtung, as they normally occur from a drying device. At the same time it allows a sub-drying and the accompanying

verlustbehaftete Energieaufwand vermieden werden. lossy energy expenditure can be avoided.

In vorteilhafter Weise ist es nun möglich eine kontrollierte Trocknung mit anschließender einheitlicher Konditionierung durchzuführen, wobei es vermieden wird, dass der in der Trocknung entstehende Wasserdampf im Torrefizierungsprozess verbleibt. Die Trocknung vereinheitlicht auch die Advantageously, it is now possible to carry out a controlled drying with subsequent uniform conditioning, wherein it is avoided that the water vapor formed in the drying remains in Torrefizierungsprozess. The drying also unifies the

Feuchte im Material ohne wesentlich in die chemische Struktur des Materials einzugreifen, wonach anschließend die Konditionierung die getrocknete Moisture in the material without significantly interfering with the chemical structure of the material, after which the conditioning of the dried

Biomasse auf ein Temperaturniveau von 200°C kontrolliert anheben kann, ohne dass Wärmenester entstehen und unkontrollierte exotherme Reaktionen eintreten. Die Konditionierung kann somit auch als Einleitungs- oder Biomass can be controlled to a temperature level of 200 ° C, without generating heat esters and uncontrolled exothermic reactions. The conditioning can thus also be used as an introductory or

Vorbereitungsphase zur Torrefizierung verstanden werden. Preparatory phase for torrefaction be understood.

Somit kann es in vorteilhafter Weise vermieden werden, dass die in den bisherigen Trocknungs- und Torrefizierungsanlagen vorkommenden Ereignisse, wie dass ein Teil der Biomasse bereits in die exotherme Reaktion eintritt, während anderes, naheliegendes Material noch nicht einmal vollständig getrocknet ist, vermieden werden können. Thus, it can be advantageously avoided that the events occurring in previous drying and Torrefizierungsanlagen, such as that part of the biomass already enters the exothermic reaction, while other, obvious material is not even completely dried, can be avoided.

Durch die Aufteilung auf drei Stufen, Vortrocknung, Konditionierung, By dividing it into three stages, pre-drying, conditioning,

Torrefizierung ist es nun möglich, kontrolliert eine Trocknung durchzuführen, nachfolgend eine kontrollierte Temperaturerhöhung auf ca. 200°C als Torrefication it is now possible to perform a controlled drying, followed by a controlled increase in temperature to about 200 ° C than

Konditionierung für die gesamte Biomasse durchzuführen und sicherzustellen und anschließend wiederum kontrolliert eine Erhöhung der Temperatur bis zur vollständigen Torrefizierung durchzuführen. In vorteilhafter Weise unterstützen die Mischkammern durch die vereinfachte Regelung der Prozessgase die Steuerung des Gesamtprozesses und damit den Erfolg der Torrefizierung. In bevorzugter Weise sind die Mischkammer für die Konditionierungsvorrichtung und die Mischkammer für die Torrefizierungsvorrichtung voneinander beabstandet und unabhängig voneinander betreibbar. Auch die Perform conditioning for the entire biomass and ensure and then in turn controls an increase in temperature up to complete torrefaction. Advantageously, the mixing chambers support the control of the overall process and thus the success of Torrefizierung by the simplified control of the process gases. Preferably, the mixing chamber for the conditioning device and the mixing chamber for Torrefizierungsvorrichtung are spaced apart and independently operable. Also the

Trocknungsvorrichtung, die Konditionierungsvorrichtung und/oder die Drying device, the conditioning device and / or the

Torrefizierungsvorrichtung können voneinander beabstandet und unabhängig voneinander betreibbar sein. Torrefizierungsvorrichtung may be spaced from each other and operable independently.

Weitere vorteilhafte Maßnahmen und Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung mit der Zeichnung hervor. Further advantageous measures and embodiments of the subject matter of the invention will become apparent from the dependent claims and the following description with the drawing.

Die in der Figurenbeschreibung dargestellten Kombinationsmöglichkeiten sind alle für sich alleine und eigenständig und in jeglicher Kombination verwertbar. Insbesondere sind einzelne Sätze auch als eigenständige Merkmale zu bewerten. The combination options shown in the figure description are all individually and independently and in any combination usable. In particular, individual sentences are also to be evaluated as independent characteristics.

Es zeigen: Show it:

Fig. 1 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Fig. 1 shows an embodiment of a device according to the invention for

Trocknung und Torrefizierung von Biomasse in Verbindung mit einem Kraftwerk, Drying and torrefaction of biomass in connection with a power plant,

Fig. 2 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit besonderem Schwerpunkt auf der Kühlvorrichtung, und Fig. 3 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit besonderem Schwerpunkt auf den Mischkammern. Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Fig. 2 shows another embodiment of a device according to the invention with particular emphasis on the cooling device, and Fig. 3 shows another embodiment of a device according to the invention with particular emphasis on the mixing chambers. The following are preferred embodiments of the present invention

Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren im Detail erläutert. Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Trocknung, Konditionierung und Torrefizierung von Biomasse unter Ausnutzung der Abwärme eines Kraftwerks. Das Kraftwerk umfasst vereinfacht die Invention with reference to the figures explained in detail. FIG. 1 shows an apparatus according to the invention for drying, conditioning and torrefaction of biomass by utilizing the waste heat of a power plant. The power plant simplifies the

Komponenten Brennkammer 20, Dampfkessel 21 , Turbine 22 und E-Filter 23. Die Vorrichtung erlaubt eine hervorragende Ausnutzung der Restwärmemengen eines typischen Kraftwerks, insbesondere zur Torrefizierung von Biomasse, die insbesondere wiederum in einem oder diesem Kraftwerk verbrannt werden kann. Mit strichlierten Pfeilen sind Stoffströmungen gekennzeichnet, die in der jeweiligen Ausführungsform eine geringere Bedeutung haben und meist nur aus sicherheits- oder regelungstechnischen Gründen benötigt werden. Components combustion chamber 20, steam boiler 21, turbine 22 and E-filter 23. The device allows excellent utilization of the residual heat amounts of a typical power plant, in particular for torrefaction of biomass, which in turn can be burned in this or this power plant. With dashed arrows are indicated material flows, which in the respective embodiment have a lesser importance and are usually required only for safety or control technical reasons.

Aus der Brennkammer 20 wird ein Verbrennungsgas 1 mit einer Temperatur T1 zum Dampfkessel 21 geleitet. Die Temperatur T1 des Verbrennungsgases 1 liegt bei ungefähr 950°C. Wie später genauer beschrieben wird, kann der Brennkammer 20 Rauchgas 10 mit einer Temperatur T10 aus einer From the combustion chamber 20, a combustion gas 1 is passed at a temperature T1 to the boiler 21. The temperature T1 of the combustion gas 1 is about 950 ° C. As will be described in more detail later, the combustion chamber 20 flue gas 10 with a temperature T10 from a

Kühlungsvorrichtung 27 und/oder Rauch- und Torrgas 6 mit einer Temperatur T6 aus einer Torrefizierungsvorrichtung 29 zugeleitet werden. Die Temperatur T10 liegt bei ungefähr 150°C und die Temperatur T6 liegt bei ungefähr 160°C. Im reinen Kraftwerksbetrieb wird aus dem Dampfkessel 21 kaltes Rauchgas 4 mit einer Temperatur T4 zum E-Filter 23 geleitet. Die Temperatur T4 liegt zwischen ungefähr 160 und 180°C. Aus dem E-Filter 23 wird Abluft 1 1 mit einer Temperatur T1 1 über z.B. einen Kamin an die Umgebung abgegeben. Das kalte Rauchgas 4 mit der Temperatur T4 aus dem Dampfkessel 21 kann alternativ oder zusätzlich als Rauchgas 4 zu einer Trocknungsvorrichtung 24 für die Biomasse geleitet werden. Die Trocknungsvorrichtung 24 kann ein Cooling device 27 and / or smoke and Torrgas 6 are supplied with a temperature T6 from a Torrefizierungsvorrichtung 29. The temperature T10 is about 150 ° C and the temperature T6 is about 160 ° C. In pure power plant operation 21 cold flue gas 4 is passed with a temperature T4 to the E-filter 23 from the boiler. The temperature T4 is between about 160 and 180 ° C. From the E-filter 23 is exhaust air 1 1 with a temperature T1 1 via e.g. a fireplace to the environment. The cold flue gas 4 with the temperature T4 from the steam boiler 21 can alternatively or additionally be conducted as a flue gas 4 to a drying device 24 for the biomass. The drying device 24 can a

Bandtrockner, ein direkter oder indirekter Trommeltrockner oder dergleichen sein und die Biomasse B kann in der Form von feuchten Spänen vorliegen. Aus dem Dampfkessel 21 wird im regulären Kraftwerksbetrieb in der Regel Belt dryer, a direct or indirect drum dryer or the like, and the biomass B may be in the form of wet chips. From the boiler 21 is in regular power plant operation in the rule

Frischdampf FD zur Turbine 22 zur Stromerzeugung geleitet. Aus dem Dampfkessel 21 wird weiterhin warmes Rauchgas 2 mit einer Temperatur T2 und kaltes Rauchgas 4 mit einer Temperatur T4 zu zwei Mischkammern 25, 26 zur Konditionierung und/oder zur Torrefizierung, respektive zur jeweiligen Konditionierungsvorrichtung 28 und/oder zur Torrefizierungsvorrichtung 29 geleitet. In der Mischkammer 25 zur Konditionierung und in der Mischkammer 26 zur Torrefizierung wird jeweils das Rauchgas 2/4 auf die gewünschten Temperaturen T9/T7 zum Konditionieren und zum Torrefizieren eingestellt. Die Temperatur T2 liegt zwischen ungefähr 300 und 350°C. Dem Dampfkessel 21 wird weiterhin das Kondensat K aus der Trocknungsvorrichtung 24, Main steam FD to the turbine 22 to generate electricity. From the Steam boiler 21 is further hot flue gas 2 with a temperature T2 and cold flue gas 4 at a temperature T4 to two mixing chambers 25, 26 for conditioning and / or Torrefizierung, respectively to the respective conditioning device 28 and / or Torrefizierungsvorrichtung 29 passed. In the mixing chamber 25 for conditioning and in the mixing chamber 26 for Torrefizierung each of the flue gas 2/4 is set to the desired temperatures T9 / T7 for conditioning and Torrefizieren. The temperature T2 is between about 300 and 350 ° C. The steam boiler 21 is still the condensate K from the drying device 24,

insbesondere zur Kühlung oder Dampferzeugung, zugeleitet. in particular for cooling or steam generation, fed.

Aus der Turbine 22 wird Abdampf 3 mit einer Temperatur T3 zu der From the turbine 22 is Abdampf 3 with a temperature T3 to the

Trocknungsvorrichtung 24 geleitet und dort kondensiert. Die Temperatur T3 liegt zwischen ungefähr 80 und 150°C. Drying device 24 passed and condensed there. The temperature T3 is between about 80 and 150 ° C.

Die Trocknungsvorrichtung 24 in der Form eines Bandtrockners nimmt The drying device 24 takes the form of a belt dryer

Biomasse B in der Form feuchter Späne, Frischluft F, Abdampf 3 von der Turbine 22 mit der Temperatur T3 und/oder kaltes Rauchgas 4 vom Biomass B in the form of moist chips, fresh air F, exhaust steam 3 from the turbine 22 with the temperature T3 and / or cold flue gas 4 from

Dampfkessel 21 mit der Temperatur T4 auf. Die Temperatur T4 liegt zwischen ungefähr 160 und 180°C, die Temperatur T3 liegt zwischen ungefähr 80 und 150°C. Der Abdampf 3 von der Turbine 22 kondensiert in der Steam boiler 21 with the temperature T4. The temperature T4 is between about 160 and 180 ° C, the temperature T3 is between about 80 and 150 ° C. The exhaust steam 3 from the turbine 22 condenses in the

Trocknungsvorrichtung 24 und gibt so die zur Trocknung der Biomasse B benötigte Energie an die Frischluft F ab. Nach dem Trocknen gibt die Drying device 24 and thus gives the energy required for drying the biomass B to the fresh air F. After drying, the

Trocknungsvorrichtung 24 seine Trocknerablauft 8 mit einer Temperatur T8 an die Umgebung und Biomasse B1 vorzugsweise in der Form trockener Späne an eine Konditionierungsvorrichtung 28 ab. Die Temperatur T8 liegt zwischen ungefähr 40 und 70°C. Drying device 24 from its dryer Ablauft 8 with a temperature T8 to the environment and biomass B1 preferably in the form of dry chips to a conditioning device 28 from. The temperature T8 is between about 40 and 70 ° C.

In der Mischkammer zur Konditionierung 28 wird aus dem Rauchgas 2/4 aus dem Dampfkessel 21 das Mischgas 9 mit der gewünschten Temperatur T9 für die Konditionierung hergestellt. Die Temperatur T9 liegt bei ungefähr 200°C. Dazu wird z.B. warmes Rauchgas 2 aus dem Dampfkessel mit einer In the mixing chamber for conditioning 28, the mixed gas 9 with the desired temperature T9 for the conditioning is produced from the flue gas 2/4 from the steam boiler 21. The temperature T9 is about 200 ° C. For this example, warm flue gas 2 from the boiler with a

Temperatur T2 und kaltes Rauchgas 4 aus dem Dampfkessel mit einer Temperature T2 and cold flue gas 4 from the boiler with a

Temperatur T4 gemischt. Die Temperatur T2 liegt zwischen ungefähr 300 und 350°C, und die Temperatur T4 liegt zwischen ungefähr 160 und 180°C. Temperature T4 mixed. The temperature T2 is between about 300 and 350 ° C, and the temperature T4 is between about 160 and 180 ° C.

Die Konditionierungsvorrichtung 28 nimmt die trockene Biomasse B1 von der Trocknungsvorrichtung 24 und Rauchgas 9 mit der Temperatur T9 von der Mischkammer 25 zur Konditionierung auf. Die Temperatur T9 liegt bei ungefähr 200°C. Nach der Konditionierung gibt die Konditionierungsvorrichtung 28 konditionierte Biomasse B2 an die Torrefizierungsvorrichtung 29 und Rauchgas 5 mit der Temperatur T5 an eine Kühlvorrichtung 27 ab. Die Temperatur T5 liegt bei ungefähr 150 bis 250°C. The conditioning device 28 receives the dry biomass B1 from the drying device 24 and flue gas 9 at the temperature T9 from the mixing chamber 25 for conditioning. The temperature T9 is about 200 ° C. After conditioning, the conditioning device 28 delivers conditioned biomass B2 to the torrefaction device 29 and flue gas 5 at the temperature T5 to a cooling device 27. The temperature T5 is about 150 to 250 ° C.

In der Mischkammer 26 zur Torrefizierung wird das Rauchgas 2/4 aus dem Dampfkessel 21 auf die gewünschte Temperatur T7 für die Torrefizierung eingestellt und als Torrefizierungsgas 7 mit einer Temperatur T7 zwischen ungefähr 300 und 350°C an die Torrefizierungsvorrichtung 29 weitergegeben. Dazu wird z.B. warmes Rauchgas 2 aus dem Dampfkessel 21 mit einer In the torrefying mixing chamber 26, the flue gas 2/4 from the boiler 21 is set to the desired torrefying temperature T7 and passed to the torrefying device 29 as a torrefying gas 7 having a temperature T7 between about 300 and 350 ° C. For this purpose, e.g. warm flue gas 2 from the boiler 21 with a

Temperatur T2 und kaltes Rauchgas 4 aus dem Dampfkessel 21 mit einer Temperatur T4 gemischt. Die Temperatur T2 liegt zwischen ungefähr 300 und 350°C, und die Temperatur T4 liegt zwischen ungefähr 160 und 180°C. Um im Torrefizierungsprozess, falls notwendig, kühlen zu können, kann das kalte Rauchgas 4 mit der Temperatur T4 mehr oder weniger alleine in die Temperature T2 and cold flue gas 4 from the steam boiler 21 mixed with a temperature T4. The temperature T2 is between about 300 and 350 ° C, and the temperature T4 is between about 160 and 180 ° C. In order to cool in Torrefizierungsprozess, if necessary, the cold flue gas 4 with the temperature T4 more or less alone in the

Mischkammer 26 und in die Torrefizierungsvorrichtung 29 geleitet werden. Der Zulauf des warmen Rauchgases 2 aus dem Dampfkessel 21 mit der Mixing chamber 26 and are passed into the Torrefizierungsvorrichtung 29. The inlet of the warm flue gas 2 from the boiler 21 with the

Temperatur T2 kann dann mehr oder weniger abgesperrt werden. Dies kann z.B. notwendig sein, um den exothermen Prozess zu unterbinden oder eine Überhitzung in der Torrefizierungsvorrichtung 29 zu vermeiden. Die Torrefizierungsvorrichtung 29 nimmt die konditionierte Biomasse B2 von der Konditionierungsvorrichtung 28 und Torrefizierungsgas 7 mit der Temperatur T7 von der Mischkammer 26 zur Torrefizierung auf. Die Temperatur T7 liegt zwischen ungefähr 300 und 400°C. Nach der Torrefizierung gibt die Temperature T2 can then be shut off more or less. This may be necessary, for example, to prevent the exothermic process or to prevent overheating in Torrefizierungsvorrichtung 29. The Torrefizierungsvorrichtung 29 takes the conditioned biomass B2 from the conditioning device 28 and Torrefizierungsgas 7 with the temperature T7 from the mixing chamber 26 for torrefaction. The temperature T7 is between about 300 and 400 ° C. After the Torrefizierung gives the

Torrefizierungsvorrichtung 29 torrefizierte Biomasse B3 an die Kühlvorrichtung 27 und Rauch- und Torrgas 6 mit einer Temperatur T6 an die Brennkammer 20 ab. Die Temperatur T6 liegt bei ungefähr 160°C. Torrefizierungsvorrichtung 29 torrefizierte biomass B3 to the cooling device 27 and smoke and Torrgas 6 with a temperature T6 to the combustion chamber 20 from. The temperature T6 is about 160 ° C.

Durch eine solche Trennung der Verfahren Trocknung, Konditionierung und Torrefizierung wird eine Vermischung der bei der Trocknung freiwerdenden Wasserdämpfe mit den bei der Torrefizierung frei werdenden Torrgasen verhindert. Die Rauch- und Torrgase 6 aus der Torrefizierung mit der Such a separation of the drying, conditioning and torrefaction processes prevents mixing of the water vapors released during drying with the torrents released during torrefaction. The smoke and Torrgase 6 from Torrefizierung with the

Temperatur T6 von ca. 160°C können daher der Verbrennung im Kraftwerk zugeführt und effektiv thermisch verwertet werden. Temperature T6 of about 160 ° C can therefore be supplied to the combustion in the power plant and effectively thermally utilized.

Die Kühlvorrichtung 27 nimmt die torrefizierte Biomasse B3 von der The cooling device 27 takes the Torrefizierte biomass B3 of the

Torrefizierungsvorrichtung 29 und Rauchgas 5 mit der Temperatur T5 von der Konditionierungsvorrichtung 28 auf. Die Temperatur T5 liegt bei ungefähr 150 - 250°C. Nach der Kühlung gibt die Kühlvorrichtung 27 trockene und gekühlte Biomasse B4 ab und feuchtes Rauchgas mit der Temperatur T10 an den E-Filter 23 ab. Die Temperatur T10 liegt bei ungefähr 150°C. Torrefizierungsvorrichtung 29 and flue gas 5 at the temperature T5 of the conditioning device 28 on. The temperature T5 is about 150-250 ° C. After cooling, the cooling device 27 discharges dry and cooled biomass B4 and moist flue gas at the temperature T10 to the E-filter 23. The temperature T10 is about 150 ° C.

Figur 2 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit besonderem Schwerpunkt auf der Kühlvorrichtung 27. Die gezeigte Figure 2 shows an embodiment of the device according to the invention with particular emphasis on the cooling device 27. The shown

Kühlvorrichtung 27 nimmt die torrefizierte Biomasse B3 von der Torrefizierungsvorrichtung 29 und anstatt dem Rauchgas 5 mit der Temperatur T5 von der Konditionierungsvorrichtung 28 den Abdampf 3 mit der Temperatur T3 von der Turbine 22 und/oder die trockenen Abgase der Temperatur T8 aus einer indirekt beheizten Trocknungsvorrichtung 24, bspw. einem Trommeltrockner, auf. Die Temperatur T3 liegt zwischen ungefähr 80 und 150°C und die Cooling device 27 receives the torrefied biomass B3 from the Torrefizierungsvorrichtung 29 and instead of the flue gas 5 with the temperature T5 from the conditioning device 28 the exhaust steam 3 with the temperature T3 from the turbine 22 and / or the dry exhaust gases of the temperature T8 from an indirectly heated drying device 24th , For example, a drum dryer, on. The temperature T3 is between about 80 and 150 ° C and the

Temperatur T8 liegt zwischen ungefähr 40 und 70°C. Temperature T8 is between about 40 and 70 ° C.

Nach der Kühlung gibt die Kühlvorrichtung 27 trockene und gekühlte Biomasse B4 und Rauchgas 10 mit der Temperatur T10 an die Brennkammer ab. Die Temperatur T10 liegt bei ungefähr 150°C. Da die Gase aus der Kühlvorrichtung 27 trocken sind, da sie statt aus der Konditionierungsvorrichtung 28 aus der Turbine 22 oder einer indirekten durchgeführten Trocknung aus der After cooling, the cooling device 27 delivers dry and cooled biomass B4 and flue gas 10 at the temperature T10 to the combustion chamber. The Temperature T10 is about 150 ° C. Since the gases from the cooling device 27 are dry, since they instead of from the conditioning device 28 from the turbine 22 or an indirect carried out drying out of the

Trocknungsvorrichtung 24 kommen, können diese auch der Mischkammer 26 vor der Torrefizierungsvorrichtung 29 oder direkt der Torrefizierungsvorrichtung 29 zugeführt werden. Drying device 24 come, they can also be the mixing chamber 26 in front of Torrefizierungsvorrichtung 29 or directly Torrefizierungsvorrichtung 29 fed.

Figur 3 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen FIG. 3 shows a further embodiment of a device according to the invention

Vorrichtung mit besonderem Schwerpunkt auf den Mischkammern 25, 26. Device with particular emphasis on the mixing chambers 25, 26.

Vorzugsweise nehmen beide Mischkammern 25, 26, vorzugsweise zusätzlich zu den Rauchgasen 24 der Temperaturen T2 und T4 aus dem Dampfkessel 21 , auch den Abdampf 3 mit der Temperatur T3 aus der Turbine auf. Die Preferably, both mixing chambers 25, 26, preferably in addition to the flue gases 24 of the temperatures T2 and T4 from the steam boiler 21, also absorb the exhaust steam 3 at the temperature T3 from the turbine. The

Temperatur T2 liegt zwischen ungefähr 300 und 350°C, die Temperatur T4 liegt zwischen ungefähr 160 und 180°C, und die Temperatur T3 liegt zwischen ungefähr 80 und 150°C. Wenn z.B. eine Temperatur höher als die Temperatur T2 zwischen ungefähr 300 und 350°C benötigt wird, kann die Mischkammer 26 zur Torrefizierung zusätzlich das Verbrennungsgas mit der Temperatur T1 aus der Brennkammer aufnehmen. Die Temperatur T1 liegt bei 950°C. Die Figuren zeigen, dass die Vorrichtung eine Reihe von Rückleitungen aufweisen kann, die die Abwärme der einzelnen Stufen der Vorrichtung und des Kraftwerks wirtschaftlich nutzt. Die Rückleitungen sind vorzugsweise Temperature T2 is between about 300 and 350 ° C, temperature T4 is between about 160 and 180 ° C, and temperature T3 is between about 80 and 150 ° C. If e.g. If the temperature T2 is required to be higher than the temperature T2 between about 300 and 350 ° C, the torrefying mixing chamber 26 may additionally receive the combustion gas of the temperature T1 from the combustion chamber. The temperature T1 is 950 ° C. The figures show that the device can have a series of return lines which economically utilize the waste heat from the individual stages of the device and the power plant. The return lines are preferably

doppelwandig ausgebildet, sodass z.B. innen kühlere und außen heißere Gase verlaufen (oder anders herum). So kann die Vorrichtung umfassen: eine double-walled, so that e.g. inside cooler and hotter outside gases (or vice versa). Thus, the device may include: a

Rückleitung zum Transport von Rauch- und Torrgas 6 von der Torrefizierungsvorrichtung an die Brennkammer 20, eine Rückleitung zum Transport von Rauchgas 10 von der Kühlvorrichtung 27 an die Brennkammer 20 (nur bei indirekter Trocknung) und/oder den E-Filter 21 und/oder die Mischkammer 26 zur Torrefizierung und/oder die Torrefizierungsvorrichtung 29, eine Rückleitung zum Transport von Kondensat K von der Trocknungsvorrichtung 24 zu dem Dampfkessel 21 , eine Rückleitung zum Transport von Rauchgas 5 von der Konditionierungsvorrichtung 28 an die Kühlvorrichtung 27 usw. Return line for transporting smoke and Torrgas 6 of the Torrefizierungsvorrichtung to the combustion chamber 20, a return line for transporting flue gas 10 from the cooling device 27 to the combustion chamber 20 (only with indirect drying) and / or the E-filter 21 and / or Mixing chamber 26 for Torrefizierung and / or Torrefizierungsvorrichtung 29, a return line for transporting condensate K from the drying device 24 to the Steam boiler 21, a return line for transporting flue gas 5 from the conditioning device 28 to the cooling device 27, etc.

Sämtliche Ausführungsformen und Alternativen können gemäß dem Fachwissen des Fachmanns miteinander kombiniert werden. Sämtliche Temperaturangaben sind Näherungswerte und hängen von äußeren Umständen und z.B. dem Kraftwerk ab. (1437) All embodiments and alternatives may be combined according to the skill of the artisan. All temperature data are approximate and depend on external circumstances and eg the power plant. (1437)

Bezugszeichenliste: P1437 List of Reference Numerals: P1437

K Kondensat 1 Verbrennungsgas 950°CK condensate 1 combustion gas 950 ° C

B Biomasse 2 Rauchgas 300 - 350°CB biomass 2 flue gas 300 - 350 ° C

B1 Biomasse trocken 3 Abdampf 80 - 150°CB1 biomass dry 3 exhaust steam 80 - 150 ° C

B2 Biomasse konditioniert 4 Rauchgas 160 - 180°CB2 Biomass conditioned 4 flue gas 160 - 180 ° C

B3 Biomasse torrefiziert 5 Rauchgas 150 - 250°CB3 biomass torrefies 5 flue gas 150 - 250 ° C

B4 Biomasse trocken 6 Rauch- und Torrgas 160°CB4 Biomass dry 6 Smoke and Torrgas 160 ° C

F Frischluft 7 Torrefizierungsgas 300 - 350°CF Fresh air 7 Torrefication gas 300 - 350 ° C

FD Frischdampf 8 Trocknerabluft 40 - 70°C FD live steam 8 dryer exhaust air 40 - 70 ° C

9 Konditionierungsgas 200°C 9 conditioning gas 200 ° C

10 Rauchgas 150°C10 flue gas 150 ° C

T1 Temperatur 1 1 Abluft 160°CT1 temperature 1 1 exhaust air 160 ° C

T2 Temperatur T2 temperature

T3 Temperatur 20 Brennkammer T3 temperature 20 combustion chamber

T4 Temperatur 21 Dampfkessel T4 temperature 21 steam boiler

T5 Temperatur 22 Turbine T5 temperature 22 turbine

T6 Temperatur 23 E-Filter T6 temperature 23 E-filter

T7 Temperatur 24 Trocknungsvorrichtung T7 temperature 24 drying device

T8 Temperatur 25 Mischkammer Konditionierung T8 temperature 25 mixing chamber conditioning

T9 Temperatur 26 Mischkammer TorrefizierungT9 temperature 26 mixing chamber torrefaction

T10 Temperatur 27 Kühlvorrichtung T10 temperature 27 cooling device

T1 1 Temperatur 28 Konditionierungsvorrichtung T1 1 temperature 28 conditioning device

29 Torrefizierungsvorrichtung 29 Torrefizierungsvorrichtung

Claims

claims

Device for drying and torrefaction of biomass,

in particular by utilizing the waste heat of a power plant, comprising:

A drying device (24) for drying the biomass (B) to a dried biomass (B1),

A mixing chamber (25) for a conditioning device (28) for mixing flue gas from the steam boiler (21) and / or from the turbine (22) of the power plant to a conditioning gas (9) at a temperature (T9) of about 200 ° C .

• the conditioning device (28) for conditioning the

dried biomass (B1) to a conditioned biomass (B2),

A mixing chamber (26) for a Torrefizierungsvornchtung (29) to flue gas from the steam boiler (21) and / or from the turbine (22) and / or from a combustion chamber (20) of the

To mix a power plant to a Torrefiziergas (7) a temperature (T7) between about 300 and 400 ° C, and

• the Torrefizierungsvorrichtung (29) for torrefaction of

conditioned biomass (B2) to a torrefied biomass (B3).

Apparatus according to claim 1, wherein the mixing chamber (25) for the conditioning device (28) and / or the mixing chamber (26) for the Torrefizierungsvorrichtung (29) for mixing warm flue gas (2) from the steam boiler (21) with a temperature (T2 ) between about 300 and 350 ° C and cold flue gas (4) from the steam boiler (21) having a temperature (T4) of about 160 ° C is suitable. Apparatus according to claim 1 or 2, wherein the mixing cannisters (25) for the conditioning device (28) and the mixing chamber (26) for the Torrefizierungsvorrichtung (29) spaced from each other and

are independently operable.

Device according to one of the preceding claims, wherein the

Drying device (24), the conditioning device (28) and / or Torrefizierungsvorrichtung (29) spaced from each other and are operable independently of each other.

Device according to one of the preceding claims, further comprising a drying device (24) for drying biomass (B) by means of exhaust steam (3) from the turbine (22) and / or by means of cold flue gas (4) from the steam boiler (21).

Device according to one of the preceding claims, further comprising a cooling device (27) for cooling the torrefied biomass (B3) by means of flue gas (5) from the conditioning device (28) and / or exhaust steam (3) from the turbine (22) and / or from

Dryer exhaust air (8) from a drying device (24).

Apparatus according to the preceding claim, further comprising a

Return line for the transport of condensate (K) from the

Drying device (24) to the steam boiler (21);

and / or a return line for transporting flue gas (10) from the

Cooling device (27) to the combustion chamber (20) and / or the E-filter (23) and / or the mixing chamber (26) for the Torrefizierungsvorrichtung (29) and / or Torrefizierungsvorrichtung (29);

and / or a return line for transporting flue gas (5) from the

Conditioning device (28) to the cooling device (27); and / or a return line for transporting smoke and Torrgas (6) from the Torrefizierungsvorrichtung (29) to the combustion chamber (20).

8. Apparatus according to claim 7, wherein the return conduit is double-walled

is formed, so preferably inside cooler and hotter outside

Gases run.

9. Device according to one of the preceding claims, wherein the

Drying device (24) for drying biomass (B) to a moisture content of 5 to 30%, preferably 7 to 20% and more preferably 8 to

15% is suitable.

10. Device according to one of the preceding claims, wherein the

Conditioning device (28) for conditioning the dried biomass (B1) to a humidity of 0 to 2%, preferably 0 to 1% and more preferably 0 to 0.5% is suitable.

1 1. Device according to one of the preceding claims, further comprising a pelleting device and / or a gasification device and / or a, in particular bouncing, crushing device.

12. Process for drying and torrefaction of biomass,

in particular by utilizing the waste heat of a power plant, the method comprising the following steps:

Drying the biomass (B) to a dried biomass (B1),

• Mixing flue gas in a mixing chamber (25) to one

Conditioning gas (9) of a temperature (T9) of approximately 200 ° C, Conditioning the dried biomass (B1) by means of the conditioning gas (9) to a conditioned biomass (B2), mixing flue gas in a mixing chamber (26) to a Torrefizierungsgas (7) a temperature (T7) between about 300 and 400 ° C and

Torrefaction of the conditioned biomass (B2) to a torrefied biomass (B3) by means of the Torrefizierungsgas (7).

The method of claim 12, wherein in the mixing chamber (25) for the conditioning device (28) and / or in the mixing chamber (26) for the Torrefizierungsvorrichtung (29) flue gas (2) having a temperature (T2) between about 300 and 350 ° C. with flue gas (4) having a temperature (T4) of about 160 ° C is mixed.

A method according to claim 12 or 13, characterized

characterized in that the drying of biomass (B) by means of exhaust steam (3) from a turbine (22) and / or by means of cold flue gas (4) from the steam boiler (21) is performed.

Method according to one of claims 12-14

characterized in that for cooling the torrefizierten biomass (B3) flue gas (5) from the conditioning device (28) and / or exhaust steam (3) from the turbine (22) and / or dryer exhaust air (8) from a drying device (24) is used ,

Method according to one of claims 12-15

characterized in that the biomass (B) is dried to a moisture content of 5 to 30%, preferably 7 to 20% and more preferably 8 to 15%.

17. The method according to any one of claims 12-16,

characterized in that the dried biomass (B1) to a humidity of 0 to 2%, preferably 0 to 1% and more preferably 0 to 0.5% is conditioned.

18. The method according to any one of claims 12-17,

characterized in that the torrefected biomass (B3) is pelletized, gasified and / or comminuted.