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WO2025078165A1 - Verfahren zum herstellen eines holzfaserstoffs und holzfaserstoff-herstellvorrichtung - Google Patents

Verfahren zum herstellen eines holzfaserstoffs und holzfaserstoff-herstellvorrichtung Download PDF

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WO2025078165A1
WO2025078165A1 PCT/EP2024/077085 EP2024077085W WO2025078165A1 WO 2025078165 A1 WO2025078165 A1 WO 2025078165A1 EP 2024077085 W EP2024077085 W EP 2024077085W WO 2025078165 A1 WO2025078165 A1 WO 2025078165A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
vapors
concentration
cvoc
wood
fiber material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
PCT/EP2024/077085
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Josef Hofer
Joachim Hasch
Norbert Kalwa
Volker Schwind
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Swiss Krono Tec AG
Original Assignee
Swiss Krono Tec AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Swiss Krono Tec AG filed Critical Swiss Krono Tec AG
Publication of WO2025078165A1 publication Critical patent/WO2025078165A1/de
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21G—CALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
    • D21G9/00—Other accessories for paper-making machines
    • D21G9/0009—Paper-making control systems
    • D21G9/0018—Paper-making control systems controlling the stock preparation
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21B—FIBROUS RAW MATERIALS OR THEIR MECHANICAL TREATMENT
    • D21B1/00—Fibrous raw materials or their mechanical treatment
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21D—TREATMENT OF THE MATERIALS BEFORE PASSING TO THE PAPER-MAKING MACHINE
    • D21D1/00—Methods of beating or refining; Beaters of the Hollander type
    • D21D1/20—Methods of refining
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21J—FIBREBOARD; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM CELLULOSIC FIBROUS SUSPENSIONS OR FROM PAPIER-MACHE
    • D21J1/00—Fibreboard
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B21/00—Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects
    • F26B21/02—Circulating air or gases in closed cycles, e.g. wholly within the drying enclosure
    • F26B21/04—Circulating air or gases in closed cycles, e.g. wholly within the drying enclosure partly outside the drying enclosure
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    • F26B23/001—Heating arrangements using waste heat
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F26B23/00—Heating arrangements
    • F26B23/02—Heating arrangements using combustion heating
    • F26B23/022—Heating arrangements using combustion heating incinerating volatiles in the dryer exhaust gases, the produced hot gases being wholly, partly or not recycled into the drying enclosure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B25/00—Details of general application not covered by group F26B21/00 or F26B23/00
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B2200/00—Drying processes and machines for solid materials characterised by the specific requirements of the drying good
    • F26B2200/24—Wood particles, e.g. shavings, cuttings, saw dust

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a wood fiber material, comprising the steps of (a) preferably providing fiber material and/or burning a fuel in a furnace to produce exhaust gas, (b) drying fiber material in a dryer using the exhaust gas to produce dried fiber material and vapors, and (c) discharging vapors into the environment and preferably (e) returning a portion of the vapors to the furnace to burn volatile organic substances contained in the returned vapors.
  • the invention also relates to a method for producing a wood-based panel, which comprises the method according to the invention for producing the wood fiber material.
  • the invention relates to a wood fiber production device for producing a wood fiber material, comprising (a) a furnace for burning a fuel to produce exhaust gas, (b) a refiner designed to defiberize wood chips to produce fiber material, (c) a dryer arranged downstream of the refiner in the direction of wood material flow for drying the fiber material using the exhaust gas to produce vapors, and (d) an exhaust air system for discharging vapors generated in the dryer during drying of the fiber material into the environment, and preferably (e) a branch connected to the dryer for returning a portion of the vapors to the furnace.
  • the invention also relates to a wood-based panel production device, which is designed in particular for producing a medium-density or high-density fiberboard, which comprises a wood fiber production device according to the invention.
  • volatile organic substances especially terpenes and aldehydes, are released during the drying of the fiber material. Emissions of volatile organic substances into the environment must be limited to comply with legal requirements.
  • VOCs volatile organic compounds
  • the recirculation proportion of the vapors returned to the furnace is at most 35 percent by weight, in particular at most 30 percent by weight.
  • a higher recirculation proportion may lead to an accumulation of water in the exhaust gases used to dry the fiber material, which is undesirable.
  • the recirculation proportion is at least 10 percent by weight.
  • the recirculation proportion it is possible for the recirculation proportion to be temporarily below 10 percent by weight, in particular zero, at most half the time. In other words, the recirculation proportion is preferably at least 10 percent by weight if vapors are recirculated at all.
  • the diversion of the steam in particular the diverted steam mass flow
  • a material flow control of the diverted steam provided according to a preferred embodiment, can be independent of the type and/or properties of the wood chips used. This facilitates the control of the wood fiberboard production device. Instead, the oxidizing agent volume flow can be controlled to always keep the concentration of volatile organic substances below a predetermined maximum.
  • the method comprises the step of irradiating the oxidizing agent with UV light.
  • the oxidizing agent forming radicals, in particular hydroxyl radicals.
  • the oxidizing agent is irradiated with UV light immediately before being introduced into the diverted vapor.
  • the distance between the point at which the oxidizing agent is irradiated with UV light and the point at which the oxidizing agent first comes into contact with the diverted vapor is at most 10 m, in particular at most 5 m.
  • the branched steam has a steam temperature of at least 110°C when the oxidant is introduced. At higher temperatures, the oxidant reacts more quickly with the volatile organic substances, so that lower concentrations of volatile organic substances can be achieved in the purified steam. It is advantageous if the steam temperature is at most 160°C. At even higher temperatures, the oxidant generally decomposes too quickly.
  • the branched steam has a pressure of at least 2 bar and/or at most 5 bar. The more volatile organic substances are broken down by introducing the oxidizing agent into the diverted steam, the lower the VOC concentration in the vapors discharged into the environment.
  • the recirculation fraction is selected to be close to the maximum possible recirculation fraction, in particular at least 0.8 times, particularly preferably at least 0.85 times, in particular at least 0.9 times, the maximum possible recirculation fraction.
  • the maximum possible recirculation fraction is the recirculation fraction for which a higher recirculation fraction impairs the functionality of the dryer to such an extent that a predetermined degree of drying can no longer be achieved. In this way, the consumption of oxidizing agent is kept low.
  • the process comprises the step of introducing an oxidizing agent into the vapors before they are released into the environment.
  • the oxidizing agent is released into the portion of the vapors that are not fed into the furnace. In this way, predetermined limits for the content of volatile organic substances in the vapors that are released into the environment are reliably maintained.
  • the oxidizing agent is introduced into the vapors or the branched-off steam in such a way that the oxidizing agent oxidizes the volatile organic substances without catalysis.
  • the wood pulp production device While it is possible and encompassed by the invention for the wood pulp production device to have a catalyst arranged to catalyze the reaction of the oxidizing agent with volatile organic substances, its effects are reduced due to the solids content.
  • the wood-based panel manufacturing device is preferably designed to produce an MDF or an HDF.
  • Figure 1 is a flow diagram of a wood fiber production device according to the invention, which is part of a wood-based panel production device according to the invention and is designed to carry out a method according to the invention and
  • Figure 2 shows a flow diagram of a wood pulp manufacturing apparatus according to a second embodiment of the invention for carrying out a method according to the invention.
  • FIG. 1 shows a wood fiber production device 10 according to the invention, which is part of a wood-based panel production device 12 according to the invention for producing a wood-based panel in the form of a wood fiber board 14.
  • the wood fiber production device 10 has a furnace 16, which has a mixing chamber 18, a burner 20, and a combustion chamber 22.
  • Fuel 24, for example in the form of wood, wood residues, gas and/or oil, and air 26 are supplied to the burner 20.
  • the combustion of the fuel 24 produces exhaust gas 27.
  • the exhaust gas 27 is fed to a dryer 28, to which fiber material, in particular glued fiber material 30', is also fed.
  • the dryer 28 dries the fiber material 30, producing a wood fiber material 32 in the form of dried fiber material 32 and vapors 34.
  • the vapors 34 are fed to an exhaust air system 36.
  • the exhaust air system 36 may include a gas scrubber 38 and/or an electrostatic precipitator 40, particularly in the form of a wet electrostatic precipitator.
  • the exhaust air system 36 discharges vapors 34 into the environment 44, particularly via a chimney 42.
  • a return stream QR of the vapors 34 can be fed into the furnace 16, whereas a QA is fed to the exhaust air system 36.
  • the branch 46 is arranged at a point in the material flow direction M behind a separator 47 by means of which the dried fiber material 32 is separated from the vapors 34 is separated.
  • the branch 46 is arranged less than 50 m, in particular less than 30 m, behind the separator.
  • the currents QR, QA are measured in weight or mass per unit of time, for example, newtons or kilograms per minute.
  • a feedback component
  • VOC concentration meter 50 which is arranged downstream of the dryer 28 in the material flow direction M and is connected to the control unit 48, a total concentration cvoc st of volatile organic substances is measured as a function of time t, so that the respective time-dependent concentration cvoc st is obtained.
  • the wood pulp production device can have a washer 52 for washing wood chips 54, which can be made, for example, from fresh wood 56 and/or recycled wood 58.
  • the washer can also be designed as a pre-cooker or have a pre-cooker.
  • a cooker 60 is preferably arranged behind the washer 52 in the material flow direction M, by means of which the wood chips 54 are cooked using steam.
  • Behind the digester 60 is a refiner 62 for defibrating the wood chips 54, creating the fiber material 30.
  • the fiber material 30 is glued in a blow line 64.
  • the exhaust air cleaner 252 is arranged in the exhaust gas flow direction D behind the second VOC concentration meter 264 has an introduction device, for example a nozzle 266, for introducing oxidizing agent at a second introduction point 254.2.
  • the oxidizing agent volume flow 0256 it is possible for the oxidizing agent volume flow 0256 to be increased if the second VOC concentration cvoc,2 is above the maximum concentration CV0C,max. It is possible, but not necessary, for the same oxidizing agent to be introduced at both introduction points 254, 254.2. In particular, it is possible for two different oxidizing agents to be used.
  • the wood fiber production device 10 and/or the wood-based panel production device 12 can have either the branch 46 and the steam cleaner 152 or the branch 46 and the exhaust air cleaner 252 or only the branch 46 or the branch 46, the steam cleaner 152, and the exhaust air cleaner 252.
  • the branch 46 is controlled such that the limit value Climit of VOC in the exhaust air 245 that enters the environment is maintained and, in addition, the consumption of oxidizing agent 158, 258 is minimized.
  • the recirculation portion R is automatically increased by the control unit 48.
  • the maximum nitrogen concentration CNOx,max is selected such that a predetermined limit value CNOx,limit of the nitrogen oxide concentration of nitrogen oxides at the outlet point 51 is not exceeded.
  • the limit value CNOx,limit 40 pg/m 3 .

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Holzfaserstoffs (32), mit den Schritten Bereitstellen von Fasermaterial (30), Verbrennen eines Brennstoffs (24) in einer Feuerung (16), sodass Abgas (27) entsteht, Trocknen von Fasermaterial (30) in einem Trockner (28) mittels des Abgases (27), sodass getrocknetes Fasermaterial (32) und Brüden (34) entstehen, und Abführen von Brüden (34) in die Umgebung (44), Rückführen eines Teils der Brüden (34) in die Feuerung (16), sodass in den rückgeführten Brüden (34) enthaltene volatile organische Substanzen verbrannt werden durch die Schritte Messen einer Gesamt-Konzentration (cvoc) an volatilen organischen Substanzen in den Brüden (34) und Verändern des Rückführungsanteils (R) an rückgeführten Brüden (34) in Abhängigkeit von der Gesamt-Konzentration (cvoc).

Description

Verfahren zum Herstellen eines Holzfaserstoffs und Holzfaserstoff-Herstellvorrichtung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Holzfaserstoffs mit den Schritten (a) vorzugsweise Bereitstellen von Fasermaterial und/oder Verbrennen eines Brennstoffs in einer Feuerung, sodass Abgas entsteht, (b) Trocknen von Fasermaterial in einem Trockner mittels des Abgases, sodass getrocknetes Fasermaterial und Brüden entstehen, und (c) Abführen von Brüden in die Umgebung und vorzugsweise (e) Rückführen eines Teils der Brüden in die Feuerung, sodass in den rückgeführten Brüden enthaltene volatile organische Substanzen verbrannt werden. Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zum Herstellen einer Holzwerkstoffplatte, die das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen des Holzfaserstoffs umfasst.
Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung eine Holzfaserstoff-Herstellvor- richtung zum Herstellen eines Holzfaserstoffs, mit (a) einer Feuerung zum Verbrennen eines Brennstoffs, sodass Abgas entsteht, (b) einem Refiner, der ausgebildet ist zum Zerfasern von Holzhackschnitzeln, sodass Fasermaterial entsteht, (c) einem in Holzmaterialflussrichtung hinter dem Refiner angeordneten Trockner zum Trocknen des Fasermaterials mittels des Abgases, sodass Brüden entstehen, und (d) einer Abluftanlage zum Abführen von Brüden, die im Trockner beim Trocknen des Fasermaterials entstehen, in die Umwelt und vorzugsweise (e) einem Abzweig, der mit dem Trockner zum Rückführen eines Teils der Brüden in die Feuerung verbunden ist. Die Erfindung betrifft zudem eine Holzwerkstoffplatten-Herstellvorrichtung, die insbesondere ausgebildet ist zum Herstellen einer mitteldichten oder hochdichten Faserplatte, die eine erfindungsgemäße Holzfaserstoff-Herstellvorrichtung umfasst.
Beim Herstellen von Holzfaserstoff, insbesondere wie in einer bevorzugten Ausführungsform aus einem Nadelholz, werden beim Trocknen des Fasermaterials volatile organische Substanzen, insbesondere Terpene und Aldehyde, freigesetzt. Die i Emission der volatilen organischen Substanzen in die Umgebung muss begrenzt werden, um gesetzliche Vorgaben einzuhalten.
Das Begrenzen der Emission von volatilen organischen Substanzen (englisch: volatile organic compounds, VOC) erfordert in der Regel den Einsatz von Energie und/oder chemischen Substanzen, was unerwünscht ist. Beispielsweise kann versucht werden, volatile organische Substanzen mit Wasser auszuwaschen. Das funktioniert aber nur unzureichend, da sich Terpene fast gar nicht in Wasser lösen, weshalb zusätzliche Maßnahmen ergriffen werden müssen.
Die WO 2018/157945 A1 beschreibt ein gattungsgemäßes Verfahren und eine gattungsgemäße Holzfaserstoff-Herstellvorrichtung, bei der Trocknungsdämpfe aus dem Trockner über einen Zyklonabscheider und einen Wärmetauscher erneut der Feuerung zugeführt werden, sodass in den Trocknungsdämpfen enthaltene volatile organische Komponenten verbrannt werden.
Die US 2011/0056090 A1 beschreibt ein Verfahren, bei der die Trocknungsdämpfe ebenfalls teilweise in die Feuerung zurückgeführt werden. Die in den Trocknungsdämpfen vorhandenen volatilen organischen Komponenten werden zusätzlich vor dem Eintritt in eine Abluftkamin durch thermische Oxidieren beseitigt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Emission von volatilen organischen Substanzen zu vermindern.
Die Erfindung löst das Problem durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 . Gemäß einem zweiten Aspekt löst die Erfindung das Problem durch eine gattungsgemäße Holzfaserstoff-Herstellvorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 10.
Die Erfindung löst das Problem zudem durch ein gattungsgemäßes Verfahren mit den Schritten (a) Messen einer Stickoxid-Konzentration CNOX an Stickoxiden (i) in den Brüden, insbesondere in Materialflussrichtung hinter dem Trockner und/oder vor dem Abführen der Brüden in die Umwelt und/oder (ii) den Abgasen, insbesondere in Materialflussrichtung hinter der Feuerung und vor dem Trockner und (b) Verändern des Rückführungsanteils R an rückgeführten Brüden in Abhängigkeit von der Stickoxid-Konzentration CNOX. Vorzugsweise umfasst dieses Verfahren die Schritte im Kennzeichen von Anspruch 1 . Die im Folgenden beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen beziehen sich auch auf diese Erfindung.
Die Erfindung löst das Problem zudem durch eine gattungsgemäße Holzfaserstoff- Herstellvorrichtung, die (a) einen Stickstoff-Sensor zum Messen einer Stickoxid-Kon- zentration an Stickoxiden (i) in den Brüden (34) in Matenalflussrichtung hinter dem Trockner und/oder bevor die Brüden in die Umwelt gelangen, oder (ii) den Abgasen in Materialflussrichtung hinter der Feuerung und vor dem Trockner, wobei der Abzweig ausgebildet ist zum automatischen verändern des Rückführungsanteils R an rückgeführten Brüden in Abhängigkeit von der Stickoxid-Konzentration CNOX. Vorzugsweise umfasst die Holzfaserstoff-Herstellvorrichtung einen Konzentrationsmesser zum Messen einer Gesamt-Konzentration cvoc an volatilen organischen Substanzen, wobei der Abzweig ausgebildet ist zum automatischen Verändern des Rückführungsanteils an rückgeführten Brüden in Abhängigkeit von der Gesamt- Konzentration cvoc. Die im Folgenden beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen beziehen sich auch auf diese Erfindung.
Vorteilhaft an der Erfindung ist, dass die Menge an volatilen organischen Substanzen, die in die Umgebung abgegeben wird mit vergleichsweise einfachen technischen Mitteln möglich ist.
Vorteilhaft ist zudem, dass anhand des Rückführungsanteils an rückgeführten Brüden die Reduktion der emittierten volatilen organischen Substanzen beeinflussbar ist. Der Rückführungsanteil ist der Anteil in Gewichtsprozent, den der in die Feuerung rückgeführte Brüdenstrom am Gesamt-Brüdenstrom hat, der den Trockner verlässt. Etwaige Nachteile durch das Rückführen der Brüden können in der Regel auf das notwendige Maß begrenzt werden.
Vorteilhaft kann zudem sein, dass durch die Reduktion an volatilen organischen Substanzen durch das Rückführen in die Feuerung etwaig vorhandene, nachgelagerte Prozessschritte zum Reinigen der Brüden vor dem Abführen in die Umgebung weniger aufwendig werden. Werden beispielsweise, wie gemäß einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, volatile organische Substanzen in einem Gaswäscher aus den Brüden ausgewaschen, so entsteht dabei Abwasser, das gereinigt werden muss. Je geringer der Gehalt an volatilen organischen Substanzen in den Brüden ist, desto weniger Abwasser entsteht und desto geringer ist der Aufwand zu dessen Reinigung.
Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung wird unter einer Holzwerkstoffplatte insbesondere eine LDF (low density fiberboard, Holzfaserplatten mit geringer Dichte, 170 - 250 kg/m3), MDF (mitteldichte Holzfaserplatte) oder HDF (hochdichte Holzfaserplatte) oder eine Holzfaserdämmplatte verstanden. Insbesondere ist die Holzwerkstoffplatte eine Holzfaserplatte.
Unter dem Verbrennen wird eine Oxidation unter Flammenentwicklung verstanden.
Das Messen der Gesamt-Konzentration an volatilen organischen Substanzen in den Brüden kann grundsätzlich an jedem beliebigen Ort erfolgen. Günstig ist es jedoch, wenn das Messen unmittelbar vor dem Abführen der Brüden in die Umgebung, insbesondere vor Eintritt der Brüden in die Abluftanlage, stattfindet. Beispielsweise erfolgte das Messen vor dem Abzweig oder zwischen Abzweig und Abluftanlage.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt des Entfernens von volatilen organischen Substanzen durch Sprühwaschen und/oder Elektrofiltrieren vor dem Abführen der Brüden in die Umgebung. Das Sprühwaschen kann auch als Quenchen bezeichnet werden. Das Elektrofiltrieren, das auch Elektrofiltern genannt werden kann, ist insbesondere ein Nass-Elektrofiltrieren. Dazu wird beispielsweise ein Nass-Elektrofilter eingesetzt, der durch elektrostatische Aufladung Partikel entfernt. Diese Partikel werden kontinuierlich oder diskontinuierlich ausgewaschen. Vorteilhaft daran ist die Reduktion von Partikeln, die in die Umgebung abgegeben werden.
Günstig ist es, wenn die rückgeführten Brüden einem Brenner, einer Mischkammer und/oder einer Brennkammer der Feuerung zugeführt werden. In der Brennkammer wird der zu verbrennende Brennstoff mit der Luft und/oder Brüden gemischt. Durch das Zuführen der Brüden in die Brennkammer werden die Brüden auf besonders hohe Temperaturen erhitzt, sodass die volatilen organischen Substanzen effektiv verbrannt werden. Alternativ oder zusätzlich können die rückgeführten Brüden als Beiluft, die auch als Zuluft bezeichnet werden kann, in die Feuerung rückgeführt werden. Unter Beiluft werden Luft oder Brüden verstanden, die nicht zusammen mit dem Brennstoff in die Brennkammer eingebracht wird. Insbesondere wird die Beiluft örtlich getrennt von derjenigen Luft in die Brennkammer eingebracht, die vor dem Einbringen in die Brennkammer mit Brennstoff vermischt wurde.
Vorzugsweise beträgt der Rückführungsanteil der in die Feuerung zu rückgeführten Brüden höchstens 35 Gewichtsprozent, insbesondere höchstens 30 Gewichtsprozent. Bei einem höheren Rückführungsanteil kann es zu einer Akkumulation von Wasser in den zum Trocknen des Fasermaterials verwendeten Abgasen kommen, was unerwünscht ist. Vorzugsweise beträgt der Rückführungsanteil zumindest 10 Gewichtsprozent. Es ist aber möglich, dass der Rückführungsanteil zeitweise, insbesondere zu höchstens der Hälfte der Zeit, unter 10 Gewichtsprozent beträgt, insbesondere null ist. In anderen Worten beträgt der Rückführungsanteil vorzugsweise dann zumindest 10 Gewichtsprozent, wenn überhaupt Brüden zurückgeführt werden.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt des Messens einer Gesamt-Konzentration an volatilen organischen Substanzen in den Brüden. Vorzugsweise wird die Gesamt-Konzentration in Materialflussrichtung hinter dem Trockner gemessen, insbesondere vor dem Abzweig.
Vorzugsweise umfasst das Verfahren den Schritt des Erhöhens des Rückführungsanteils, wenn die Gesamt-Konzentration eine vorgegebene Maximai-Konzentration überschreitet. Durch das Erhöhen des Rückführungsanteils sinkt die Konzentration an volatilen organischen Substanzen, der in die Umgebung abgegeben wird. So wird sichergestellt, dass ein vorgegebener Grenzwert, der oberhalb der Maximal-Konzen- tration liegt, nicht überschritten wird. Bei dem Grenzwert handelt es sich beispielsweise um einen gesetzlichen Grenzwert.
Vorzugsweise umfasst das Verfahren den Schritt des Verminderns des Rückführungsanteils, wenn die Gesamt-Konzentration eine vorgegebene Minimal-Konzentra- tion unterschreitet. Dies ist dann von Vorteil, wenn durch das Rückführen Nachteile entstehen, beispielsweise in Form eines verminderten Wirkungsgrads der Feuerung und/oder des Trockners. Insbesondere umfasst das Verfahren vorzugsweise den Schritt des Regelns des Rückführungsanteils, sodass die Gesamt-Konzentration sich einer Soll-Konzentration annähert.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt des Messens einer Stickoxid-Konzentration an Stickoxiden (i) in den Brüden, insbesondere in Materialflussrichtung hinter dem Trockner und/oder vor einem Abzweig, in dem ein Rückführstrom an Brüden, die in die Feuerung zurückgeführt werden, von einem Abführstrom an Brüden, die in die Umgebung abgegeben werden, und/oder (ii) den Abgasen, insbesondere in Materialflussrichtung hinter der Feuerung und vor dem Trockner. Das Rückführen der Brüden in die Feuerung führt in der Regel dazu, dass die Temperatur des Abgases sinkt, wodurch geringere Stickoxid-Konzentrationen entstehen. Übersteigt die Stickoxidkonzentration eine vorgegebene Maximal-Stick- oxidkonzentration, wird vorzugsweise der Rückführungsanteil erhöht. Stickoxide im Abgas können die Oxidation von volatilen organischen Substanzen verbessern. Vorzugsweise umfasst das Verfahren daher den Schritt des Reduzierens des Rückführungsanteils, wenn die Stickoxide-Konzentration eine Minimal-Stickoxidkonzentration unterschreitet.
Vorzugsweise umfasst das Verfahren die Schritte (a) Erwärmen von Holzhackschnitzeln in einem Vorkocher mittels Wasser oder Dampf, wobei dafür benötigte thermische und/oder mechanische Energie vorzugsweise durch das Verbrennen des Brennstoffs bereitgestellt wird. Vorzugsweise umfasst das Verfahren den Schritt (b) insbesondere nach dem Erwärmen der Holzhackschnitzel, Kochen der Holzhackschnitzel mittels Dampf in einem Kocher, wobei vorzugsweise der Dampf durch das Verbrennen des Brennstoffs erzeugt wird. Vorzugsweise umfasst das Verfahren das Zerfasern der gekochten Holzhackschnitzel in einem Refiner, sodass Fasermaterial entsteht. Vorzugsweise wird das Fasermaterial beleimt, sodass beleimtes Fasermaterial entsteht, wobei das beleimte Fasermaterial getrocknet wird. Der Vorkocher kann auch als Wäscher ausgebildet sein, Teil eines Wäschers sein oder eine vom Wäscher selbständige Einheit sein.
Vorzugsweise umfasst das Verfahren den Schritt des Streuens des getrockneten Fasermaterials zu einem Faserkuchen und vorzugsweise den Schritt des Verpressens des Faserkuchens zu einer Holzwerkstoffplatte. Vorzugsweise beträgt eine Eingangstemperatur, mit der das Abgas in den Trockner eintritt, zumindest 300°C, insbesondere zumindest 350°C. Auf diese Weise wird eine hohe Trocknungsleistung erreicht und volatile organische Substanzen teilweise oxidiert. Alternativ oder zusätzlich beträgt die Eingangstemperatur höchstens 450°C, insbesondere höchstens 450°C. So werden Temperaturschäden am Fasermaterial verhindert.
Gemäß einer Ausführungsform beträgt eine Ausgangstemperatur, mit der die Brüden den Trockner verlassen, zumindest 50°C, insbesondere zumindest 50°C. Auf diese Weise wird ein Auskondensieren von Wasser vermieden. Vorzugsweise liegt die Ausgangstemperatur bei höchstens 90°C, insbesondere höchstens 80°C. So wird ein möglichst hoher Wirkungsgrad beim Trocknen erreicht.
Eine erfindungsgemäße Holzfaserstoff-Herstellvorrichtung besitzt vorzugsweise einen Konzentrationsmesser zum Messen einer Gesamt-Konzentration an volatilen organischen Substanzen in den Brüden. Dieser ist vorzugsweise angeordnet zum Messen der Gesamt-Konzentration in Materialflussrichtung hinter dem Trockner. Vorzugsweise ist der Abzweig ausgebildet zum automatischen Verändern des Rückführungsanteils an rückgeführten Brüden in Abhängigkeit von der Gesamt- Konzentration cvoc. Vorzugsweise ist der Abzweig ausgebildet zum automatischen (i) Erhöhen eines Rückführungsanteils an rückgeführten Brüden, wenn die Gesamt- Konzentration cvocjst eine vorgegebene Maximai-Konzentration cvoc.max überschreitet und/oder (ii) Vermindern des Rückführungsanteils, wenn die Gesamt-Konzentration cvoc st eine vorgegebene Minimal-Konzentration cvoc.soii unterschreitet. Alternativ oder zusätzlich ist der Abzweig ausgebildet zum automatischen Regeln des Rückführungsanteils, sodass die Gesamt-Konzentration cvoc st sich einer Soll-Konzentration cvoc, son annähert. Vorzugsweise weist der Abzweig eine, beispielsweise eine elektronische, elektrische oder analoge, Steuerung auf
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt des Einbringens eines Oxidationsmittels in die Brüden, sodass in den Brüden enthaltene volatile organische Substanzen oxidiert werden und gereinigte Brüden entstehen. Statt des Begriffs der Brüden kann auch der Begriff der Abluft verwendet werden. Günstig ist es, wenn das Oxidationsmittel in diejenigen Brüden eingebracht wird, die nicht in die Feuerung zurückgeführt werden, sondern deren Materialstrom nicht durch die Feuerung in die Umgebung führt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Teil des Dampfes nach dem Zerfasern im Refiner abgezweigt und zum Erwärmen der Holzhackschnitzel im Vorkocher verwendet. Auf diese Weise sinkt der Energiebedarf bei der Produktion.
Vorzugsweise umfasst das Verfahren den Schritt des Einbringens eines Oxidationsmittels in den abgezweigten Dampf, sodass im Dampf enthaltene volatile organische Substanzen oxidiert werden und gereinigter Dampf entsteht, wobei der gereinigte Dampf zumindest teilweise zum Erwärmen der Holzhackschnitzel verwendet wird. Vorzugsweise ist das Oxidationsmittel ein Mittel zur flammenlosen Oxidation. Gemäß einer Ausführungsform ist das Oxidationsmittel sauerstoffhaltig.
Die Holzfaserstoff-Herstellvorrichtung besitzt vorzugsweise (a) einem Vorkocher zum Erwärmen von Holzhackschnitzeln mittels Wasser oder Dampf, (b) einem Kocher, der in Holzmaterialflussrichtung hinter dem Vorkocher angeordnet ist, zum Kochen der Holzhackschnitzeln, mittels Dampf, sodass gekochte Holzhackschnitzel entstehen, und (c) einem Refiner, der in Holzmaterialflussrichtung hinter dem Kocher angeordnet ist, zum Zerfasern der gekochten Holzhackschnitzeln, sodass Fasermaterial entsteht. Vorzugsweise hat die Holzfaserstoff-Herstellvorrichtung (d) einen in Holzmaterialflussrichtung hinter Refiner angeordneten Dampfabzweig zum Abzweigen eines Teils des Dampfs nach dem Zerfasern und (e) eine Abdampfleitung, die den Dampfabzweig mit dem Vorkocher oder Kocher zum Zuführen von Dampf zum verbindet. Vorzugsweise umfasst die Holzfaserstoff-Herstellvorrichtung einen Dampfreiniger, der ausgebildet ist zum Einbringen eines Oxidationsmittels in den Dampf, sodass im Dampf enthaltene volatile organische Substanzen oxidiert werden und gereinigter Dampf entsteht.
Unter einem Dampfreiniger wird eine Vorrichtung verstanden, mittels der eine VOC- Konzentration (volatile organic compounds, volatile organische Substanzen), insbesondere Terpenen und/oder Aldehyden, durch chemische Reaktion der volatilen organischen Verbindungen mit ein Oxidationsmittel, um zumindest 70 % reduziert werden kann. Günstig ist es, wenn das Oxidationsmittel bei Reaktion mit Terpenen und/oder Aldehyden elementaren Sauerstoff abgibt. Beispielsweise handelt es sich beim Oxidationsmittel um Wasserstoffperoxid oder Ozon. Wenn von Wasserstoffperoxid gesprochen wird, wird darunter auch eine wässrige Lösung von Wasserstoffperoxid verstanden. Das Wasserstoffperoxid kann ein Fe(ll)-Salz, Ammoniumpersulfat, Cytochrom P450, Monooxygenasen oder Ammoniumperoxid enthalten. Insbesondere ist das Oxidationsmittel nicht molekularer Sauerstoff oder Luft.
Günstig ist es, dass das Abzweigen des Dampfs, insbesondere der abgezweigte Dampfmassenstrom, unabhängig von der Art der eingesetzten Holzhackschnitzel erfolgen kann. Insbesondere ist es günstig, dass eine gemäß einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehene Stoffstromregelung des abgezweigten Dampfs unabhängig von der Art und oder den Eigenschaften der eingesetzten Holzhackschnitzeln sein kann. Das erleichtert die Regelung der Holzfaserplatten-Herstell- vorrichtung. Stattdessen kann der Oxidationsmittelvolumenstrom geregelt werden, um stets eine vorgegebene Maximai-Konzentration an volatilen organischen Substanzen zu unterschreiten.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt des Bestrahlens des Oxidationsmittels mit UV-Licht. Dadurch wird beispielsweise erreicht, dass das Oxidationsmittel Radikale, insbesondere Hydroxylradikale, bildet. Vorzugsweise erfolgt das Bestrahlen des Oxidationsmittels mit UV-Licht unmittelbar vor dem Einbringen in den abgezweigten Dampf. Insbesondere beträgt ein Abstand zwischen der Stelle, an der das Oxidationsmittel mit UV-Licht bestrahlt wird und der Stelle, an der das Oxidationsmittel erstmals in Kontakt mit dem abgezweigten Dampf kommt, höchstens 10 m, insbesondere höchstens 5 m.
Vorzugsweise hat der abgezweigte Dampf beim Einbringen des Oxidationsmittels einer Dampftemperatur von zumindest 110°C. Bei hohen Temperaturen regiert das Oxidationsmittel schneller mit den volatilen organischen Substanzen, sodass geringere Konzentrationen an volatilen organischen Substanzen im gereinigten Dampf erreichbar sind. Günstig ist es, wenn die Dampftemperatur höchstens 160°C beträgt. Bei noch höheren Temperaturen zersetzt sich das Oxidationsmittel in der Regel zu schnell. Vorzugsweise hat der abgezweigte Dampf einen Druck von zumindest 2 bar und/oder höchstens 5 bar. Je mehr volatile organische Substanzen durch das Einbringen des Oxidationsmittels in den abgezweigten Dampf abgebaut werden, desto geringer ist die VOC-Konzen- tration in den Brüden, die in die Umgebung abgeführt werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der Rückführungsanteil dicht am maximal möglichen Rückführungsanteil gewählt, insbesondere bei zumindest dem 0,8-fachen, besonders bevorzugt zumindest dem 0,85-fachen, insbesondere zumindest dem 0,9-fachen, des maximal möglichen Rückführungsanteils. Der maximal mögliche Rückführungsanteil ist der Rückführungsanteil für den gilt, dass ein höherer Rückführungsanteil die Funktionsfähigkeit des Trockners so stark behindert, dass ein vorgegebener Trocknungsgrad nicht mehr erreicht werden kann. Auf diese Weise wird der Verbrauch an Oxidationsmittel klein gehalten.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt des Einbringens eines Oxidationsmittels in die Brüden, bevor diese in die Umgebung abgegeben werden. Vorzugsweise wird das Oxidationsmittel in den Teil der Brüden abgegeben, der nicht in die Feuerung zugeführt wird. Auf diese Weise werden vorgegebene Grenzwerte für den Gehalt an volatilen organischen Substanzen in den Brüden, die in die Umgebung gelangen, sicher eingehalten.
Vorzugsweise erfolgt das Einbringen des Oxidationsmittels in die Brüden oder in den abgezweigten Dampf so, dass das Oxidationsmittel die volatilen organischen Substanzen unkatalysiert oxidiert. Zwar ist es möglich und von der Erfindung umfasst, dass die Holzfaserstoff-Herstellvorrichtung einen Katalysator aufweist, der so angeordnet ist, dass er die Reaktion des Oxidationsmittels mit volatilen organischen Substanzen katalysiert, durch den Gehalt an Feststoffen sind dessen Wirkungen jedoch ab.
Die Holzwerkstoffplatten-Herstellvorrichtung ist vorzugsweise ausgebildet zum Herstellen einer MDF oder einer HDF. Im Folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt
Figur 1 ein Flussdiagramm einer erfindungsgemäßen Holzfaserstoff-Herstellvor- richtung, die Teil einer erfindungsgemäßen Holzwerkstoffplatten-Herstell- vorrichtung ist und ausgebildet ist zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens und
Figur 2 ein Flussdiagramm einer Holzfaserstoff-Herstellvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Holzfaserstoff-Herstellvorrichtung 10, die Teil einer erfindungsgemäßen Holzwerkstoffplatten-Herstellvorrichtung 12 zum Herstellen einer Holzwerkstoffplatte in Form einer Holzfaserplatte 14 ist. Die Holzfaserstoff- Herstellvorrichtung 10 besitzt eine Feuerung 16, die eine Mischkammer 18, einen Brenner 20 und eine Brennkammer 22 aufweist. Dem Brenner 20 wird Brennstoff 24, beispielsweise in Form von Holz, Holzresten Gas und/oder Öl, und Luft 26 zugeführt. Bei der Verbrennung des Brennstoffs 24 entsteht Abgas 27.
Das Abgas 27 wird einem Trockner 28 zugeleitet, dem zudem Fasermaterial, insbesondere beleimtes Fasermaterial 30' zugeführt wird. Der Trockner 28 trocknet das Fasermaterial 30, sodass ein Holzfaserstoff 32 in Form getrockneten Fasermaterials 32 und Brüden 34 entstehen. Die Brüden 34 werden einer Abluftanlage 36 zugeführt.
Die Abluftanlage 36 kann einen Gaswäscher 38 und/oder einen Elektrofilter 40, insbesondere in Form eines Nass-Elektrofilters, aufweisen. Mittels der Abluftanlage 36 werden Brüden 34, insbesondere über einen Kamin 42, in die Umgebung 44 abgegeben .
Mittels eines Abzweigs 46 kann ein Rückführstrom QR der Brüden 34 in die Feuerung 16 zugeführt werden, wohingegen ein QA der Abluftanlage 36 zugeführt wird. Der Abzweig 46 ist an einer Stelle in Materialflussrichtung M hinter einem Abscheiders 47 angeordnet mittels dem das getrocknete Fasermaterial 32 von den Brüden 34 getrennt wird. Vorzugsweise ist der Abzweig 46 weniger als 50 m insbesondere weniger als 30 m, hinter dem Abscheider angeordnet.
Die Ströme QR, QA werden in Gewicht oder Masse pro Zeiteinheit, beispielsweise Newton oder Kilogramm pro Minute, gemessen. Ein Rückführungsanteil
R = QR / (QR + QA) wird von einer Steuereinheit 48, bei der es sich um eine Regeleinheit handeln kann, eingestellt.
Mittels eines VOC-Konzentrationsmessers 50, der in Matenalflussrichtung M hinter dem Trockner 28 angeordnet und mit der Steuereinheit 48 verbunden ist, wird eine Gesamt-Konzentration cvoc st an volatilen organischen Substanzen in Abhängigkeit von der Zeit t gemessen, sodass sich die jeweilige zeitabhängige Konzentration cvoc st ergibt.
Überschreitet die Gesamt-Konzentration cvoc st eine vorgegebene Maximal-Konzen- tration Cv O C , m ax , so wird der Rückführungsanteil R von der Steuereinheit 48 automatisch erhöht. Die Maximai-Konzentration ist so gewählt, dass ein vorgegebener Grenzwert CGrenz der Gesamt-Konzentration an volatilen organischen Substanzen an einem Austrittspunkt 51 , in dem in die Umgebung 44 abgegeben werden, nicht überschritten wird. Beispielsweise gilt für den Grenzwert CGrenz = 200 mg/m3.
Sinkt die Gesamt-Konzentration cvocjst unter eine vorgegebene Minimal-Konzentra- tion CV0C,min, so wird der Rückführungsanteil R automatisch vermindert. Insbesondere kann die Steuereinheit 48 zum Regeln des Rückführungsanteils R ausgebildet sein, sodass die Gesamt-Konzentration sich einer Soll-Konzentration annähert. Beispielsweise ist die Steuereinheit 48 als PI- (proportional integral; verstärkender integrierender) oder PID (proportional integral derivative; verstärkender integrierender differenzierender)-Regler ausgebildet.
Die Holzfaserstoff-Herstellvorrichtung kann eine einen Wäscher 52 zum Waschen von Holzhackschnitzeln 54 aufweisen, die beispielsweise aus Frischholz 56 und/oder Recyclingholz 58 hergestellt sein können. Der Wäscher kann zudem als Vorkocher ausgebildet sein oder einen Vorkocher aufweisen . In Materialflussrichtung M hinter dem Wäscher 52 ist vorzugsweise ein Kocher 60 angeordnet, mittels dem die Holzhackschnitzel 54 mittels Dampf gekocht werden. In Materialflussrichtung M hinter dem Kocher 60 befindet sich ein Refiner 62 zum Zerfasern der Holzhackschnitzel 54, sodass das Fasermaterial 30 entsteht. In eine Blow-Line 64 wird das Fasermaterial 30 beleimt.
Das getrocknete Fasermaterial 32 wird einem Sichter 66 zugeführt, der eine Feinfraktion entfernt. Der Rest wird in einem Streuer 68 zu einem Faserkuchen 70 gestreut, der von einer Presse, insbesondere einer Heißpresse 72, zur Holzfaserplatte 14 verpresst wird.
Das in den Trockner 28 eintretender Abgas 27 hat eine Eingangstemperatur TE, die beispielsweise zwischen TE = 120°C und TE = 214°C liegen kann. Die Brüden 34 haben eine Ausgangstemperatur TA, die beispielsweise zwischen und TA = 60°C und TA = 85°C. Die Brüden 34 verlassen den Trockner 28 beispielsweise mit einem Volumenstrom von Q = 400 000 bis 800 000 m3/h, beispielsweise 600 000 m3/h.
Figur 2 zeigt das Flussdiagramm einer erfindungsgemäßen Holzfaserplatten-Herstell- vorrichtung 10 zum Herstellen einer Holzfaserplatte 12 in Form einer MDF-Platte.
Optionale Bestandteile sind gestrichelt dargestellt oder umrandet. Die Holzwerkstoff- platten-Herstellvorrichtung kann einen Vorkocher 53 aufweisen, der in Materialflussrichtung vor dem Kocher 60 und hinter dem Wäscher 52 angeordnet ist. In Holzmaterialflussrichtung H hinter dem Kocher 60 gelangt das im Kocher 60 entstehende Dampf-Holzhackschnitzel-Gemisch in den Refiner 62, in dem Fasermaterial entsteht. In Holzmaterialflussrichtung H hinter dem Refiner 32 ist ein optionaler Dampfabzweig 136 angeordnet, mittels dem der Dampf 126 abgezweigt werden kann. Beispielsweise werden 20 bis 30 Massenprozent des Dampfs, der im Dampf- Fasermaterial-Gemisch enthalten ist, abgezweigt.
Das verbleibende Dampf-Fasermaterial-Gemisch wird der Blow-Line 64 zugeführt. Ein in Dampfflussrichtung D hinter dem Dampfabzweig 136 angeordnete Dampfreiniger 152 bringt an einer Einbringstelle 154 ein Oxidationsmittel 156 in den abgezweigten Dampf 126 ein. Im vorliegenden Fall ist das Oxidationsmittel Wasserstoffperoxid. Der Dampfreiniger 152 umfasst eine Oxidationsmittelquelle 158, die im vorliegenden Fall einen Oxidationsmittelbehälter und einen Zudosierer 160 in Form einer Oxidationsmittelpumpe aufweist. Mittels eines VOC-Konzentrationsmessers 162 misst der Dampfreiniger 152 eine erste VOC-Konzentration cvoc.i an volatilen organischen Komponenten im abgezweigten Dampf 126. In Abhängigkeit von der VOC-Konzentration wird ein Oxidationsmittelvolumenstrom Qi56 an Oxidationsmittel 156 mittels einer Einbringvorrichtung 157 in den abgezweigten Dampf 126 eingebracht, beispielsweise eingedüst. Das Oxidationsmittel 156 reagiert mit volatilen organischen Komponenten im abgezweigten Dampf.
Der Dampfreiniger 152 kann einen zweiten VOC-Konzentrationsmesser 164 aufweisen, der in Dampfflussrichtung D hinter der Einbringstelle 154 liegt. Der zweite VOC- Konzentrationsmesser misst eine zweite VOC-Konzentration cvoc,2. Im vorliegenden Fall handelt es sich um die TOC-Konzentration der Gesamtkonzentration organischer Verbindungen. Liegt die zweite VOC-Konzentration cvoc, 2 oberhalb einer vorgegebene Maximai-Konzentration Cv O C , m ax , so wird der Oxidationsmittelvolumenstrom Q156 erhöht. Der Dampfreiniger 152 regelt durch Erhöhen oder Vermindern des Oxidationsmittelvolumenstroms Q156 die zweite VOC-Konzentration cvoc,2 auf eine VOC-Soll-Konzentration Cvoc, soll.
Alternativ ist es möglich, dass der Dampfreiniger 152 in Dampfflussrichtung D hinter dem zweiten VOC-Konzentrationsmesser 164 eine Einbringvorrichtung, beispielsweise eine Düse 166, zum Einbringen von Oxidationsmittel an einer zweiten Einbringstelle 154' aufweist. Alternativ ist es möglich, dass der Oxidationsmittelvolumenstrom Qi56 erhöht wird, wenn die zweite VOC-Konzentration cvoc, 2. oberhalb der Maximai- Konzentration C\/OC, max liegt. Es ist möglich, nicht aber notwendig, dass an beiden Einbringstellen 154, 154' das gleiche Oxidationsmittel eingebracht wird. Insbesondere ist es möglich, dass zwei unterschiedliche Oxidationsmittel verwendet werden.
Durch das Einbringen des Oxidationsmittels entsteht gereinigter Dampf, der dem Vorkocher 53 mittels einer Abdampfleitung 169 zugeführt wird. Der Dampfreiniger 152 kann eine Lichtquelle 174 aufweisen, mittels der das Oxidationsmittel 156 mit UV-Licht bestrahlt werden kann. Auf diese Weise bilden sich Hydroxylradikale, die die volatilen organischen Substanzen im abgezweigten Dampf 126 besonders effektiv zerstören.
Optional kann die Holzwerkstoff-Herstellvorrichtung 10 einen Abluftreiniger 252 aufweisen, der vorzugsweise in Materialflussrichtung M hinter dem Abzweig 46 angeordnet ist. Der Abluftreiniger 252 könnte auch Brüdenreiniger genannt werden und bringt an einer Einbringstelle 254 ein Oxidationsmittel 256 in die Brüden 34, die auch als Abluft 245 bezeichnet werden können, ein. Im vorliegenden Fall ist das Oxidationsmittel Wasserstoffperoxid H2O2.
Der Abluftreiniger 252 umfasst eine Oxidationsmittelquelle 258, die im vorliegenden Fall einen Oxidationsmittelbehälter und einen Zudosierer 260 in Form einer Oxidationsmittelpumpe besitzt. Mittels eines VOC-Konzentrationsmessers 262 misst der Abluftreiniger 252 eine erste VOC-Konzentration cvoc.i an volatilen organischen Komponenten in der Abluft 245. In Abhängigkeit von der VOC-Konzentration wird ein Oxidationsmittelvolumenstrom Q256 an Oxidationsmittel 256 mittels einer Einbringvorrichtung 257 an der Einbringstelle 254 in die Abluft 245 eingebracht, beispielsweise eingedüst. Das Oxidationsmittel 256 reagiert mit volatilen organischen Komponenten in der Abluft 245.
Der Abluftreiniger 252 kann einen zweiten VOC-Konzentrationsmesser 264 aufweisen, der in Abgasflussrichtung D hinter der Einbringstelle 254 liegt. Der zweite VOC- Konzentrationsmesser misst eine zweite VOC-Konzentration cvoc,2. Im vorliegenden Fall handelt es sich um die TOC-Konzentration der Gesamtkonzentration organischer Verbindungen. Liegt die zweite VOC-Konzentration cvoc, 2 oberhalb einer vorgegebene Maximai-Konzentration Cv O C , m ax , so wird der Oxidationsmittelvolumenstrom Q256 erhöht.
Beispielsweise entspricht die Maximai-Konzentration einer vorgegebenen Abluft- Grenzwert-Konzentration CVOC.BREV, die beispielsweise eine gesetzliche Vorgabe ist. Es ist aber auch möglich, dass die Maximai-Konzentration kleiner ist als die Abluft- Grenzwert-Konzentration CVOC.BREV. So wird gewährleistet, dass die Abluft-Grenzwert- Konzentration CVOC.BREV sicher nicht überschritten wird. Beispielsweise gilt cvoc.max = f* CVOC.BREV mit einem Sicherheitsfaktor f e [0,75, ... ,1 ], Je kleiner der Sicherheitsfaktor, desto geringer ist die Wahrscheinlichkeit, dass die Abluft-Grenzwert- Konzentration CVOC.BREV zu irgendeinem Zeitpunkt überschritten wird, desto höher ist jedoch der Verbrauch an Oxidationsmittel. Der Abluftreiniger 252 regelt durch Erhöhen oder Vermindern des Oxidationsmittelvolumenstroms Q256 die zweite VOC- Konzentration cvoc,2 auf eine VOC-Soll-Konzentration cvoc.soii.
Alternativ ist es möglich, dass der Abluftreiniger 252 in Abgasflussrichtung D hinter dem zweiten VOC-Konzentrationsmesser 264 eine Einbringvorrichtung, beispielsweise eine Düse 266, zum Einbringen von Oxidationsmittel an einer zweiten Einbringstelle 254.2 aufweist. Alternativ ist es möglich, dass der Oxidationsmittelvolumenstrom 0256 erhöht wird, wenn die zweite VOC-Konzentration cvoc,2. oberhalb der Maximai-Konzentration CV0C,max liegt. Es ist möglich, nicht aber notwendig, dass an beiden Einbringstellen 254, 254.2 das gleiche Oxidationsmittel eingebracht wird. Insbesondere ist es möglich, dass zwei unterschiedliche Oxidationsmittel verwendet werden.
Es ist auch möglich, dass der Abluftreiniger 252 nur einen VOC-Konzentrationsmesser 264 aufweist, der in Dampfstromrichtung D hinter der Einbringstelle 254 angeordnet ist, wobei Oxidationsmittel nur an dieser einen Einbringstelle 254 in die Abluft 245 eingebracht wird. Durch das Einbringen des Oxidationsmittels entsteht gereinigte Abluft, die mittels des Kamins 42 in die Umgebung abgegeben wird.
Der Abluftreiniger 252 kann eine Lichtquelle 274 aufweisen, mittels der das Oxidationsmittel 256 mit UV-Licht bestrahlt werden kann. Auf diese Weise bilden sich Hydroxylradikale, die die volatilen organischen Substanzen besonders effektiv zerstören. Eine Ablufttemperatur T45 beträgt beispielsweise 45°C ± 5°C. Der erste VOC-Konzentrationsmesser 262 misst eine ersten VOC-Konzentration von beispielsweise cvoc,i = 200 mg/Normkubikmeter. Daraufhin wird der Oxidationsmittelvolumenstrom auf beispielsweise Q256 = 50 Liter/Stunde eingestellt. Das Oxidationsmittel 256 ist in diesem Fall eine 5-prozentige (Gewichtsprozent) Wasserstoffperoxidlösung. Der zweite VOC-Konzentrationsmesser 264 misst dann eine zweite VOC-Konzentration von cvoc,2 = CTOC,2 = 90 mg/Normkubikmeter. Ein Normkubikmeter ist die Menge an Gas, die bei Standardbedingungen von 1013 hPa und 23°C 1 Kubikmeter einnimmt.
Unabhängig von anderen Merkmalen des genannten Ausführungsbeispiels kann die Holzfaserstoff-Herstellvorrichtung 10 und/oder in die Holzwerkstoffplatten-Herstellvor- richtung 12 entweder den Abzweig 46 und den Dampfreiniger 152 oder den Abzweig 46 und den Abluftreiniger 252 oder nur den Abzweig 46 oder den Abzweig 46, den Dampfreiniger 152 und den Abluftreiniger 252 aufweisen. Vorzugsweise wird der Abzweig 46 so geregelt, dass der Grenzwert CGrenz an VOC in der Abluft 245, die in die Umgebung gelangt, eingehalten wird und zudem der Verbrauch an Oxidationsmittel 158, 258 minimiert wird. Mittels eines NOx-Konzentrationsmessers 74, der in Materialflussrichtung M hinter dem Trockner 28 angeordnet und mit der Steuereinheit 48 verbunden ist, wird eine Gesamt-Konzentration CNOX an Stickoxiden, insbesondere in Abhängigkeit von der Zeit t, gemessen, sodass sich die jeweilige zeitabhängige Stickoxid-Konzentration CNOx st ergibt.
Überschreitet die Stickoxid-Konzentration cvoc st eine vorgegebene Maximal-Stick- stoffkonzentration CNOx,max, so wird der Rückführungsanteil R von der Steuereinheit 48 automatisch erhöht. Die Maximai-Stickstoffkonzentration CNOx,max ist so gewählt, dass ein vorgegebener Grenzwert CNOX, grenz der Stickoxid-Konzentration an Stickoxiden am Austrittspunkt 51 nicht überschritten wird. Beispielsweise gilt für den Grenzwert CNOx, grenz = 40 pg/m3.
Sinkt die Gesamt-Konzentration CNOx st unter eine vorgegebene Minimal-Konzentra- tion CNOx,min, so wird der Rückführungsanteil R automatisch vermindert. Insbesondere kann die Steuereinheit 48 zum Regeln des Rückführungsanteils R ausgebildet sein, sodass die Gesamt-Konzentration sich einer Soll-Konzentration annähert. Beispielsweise ist die Steuereinheit 48 als PI- oder PID-Regler ausgebildet.
Bezugszeichenliste
10 Holzfaserstoff-Herstellvorrichtung 28 Trockner
12 Holzwerkstoffplatten-Herstellvor- richtung 30 Fasermaterial
14 Holzwerkstoffplatte, Holzfaser30' beleimtes Fasermaterial platte 32 Holzfaserstoff, getrocknetes
16 Feuerung Fasermaterial
18 Mischkammer 34 Brüden
36 Abluftanlage
20 Brenner 38 Gaswäscher
22 Brennkammer
24 Brennstoff 40 Elektrofilter
26 Luft 42 Kamin
27 Abgas 44 Umgebung Abzweig 174 Lichtquelle
Abscheiders
Steuereinheit 245 Abluft
252 Abluftreiniger
VOC-Konzentrationsmesser 254 Einbringstelle
Austrittspunkt 256 Oxidationsmittel
Wäscher 257 Einbringvorrichtung
Vorkocher 258 Oxidationsmittelquelle
Holzhackschnitzel 260 Zudosierer
Frischholz 262 VOC-Konzentrationsmesser
Recyclingholz 264 zweiter VOC-Konzentrationsmesser
Kocher 266 Düse
Refiner 274 Lichtquelle
Blow-Line, Beieimer
Sichter c Konzentration
Streuer CGrenz Grenzwert
Faserkuchen cvoc Gesamt-Konzentration cvoc st Gesamt-Konzentration
Presse Cv O C , m ax Maximai-Konzentration
NOx-Konzentrationsmesser CNOX Stickoxid-Konzentration
M Materialflussrichtung
Dampf QA Abführstrom
Dampfabzweig QR Rückführstrom
Dampfreiniger R Rückführungsanteil
Einbringstelle t Zeit
Oxidationsmittel TA Ausgangstemperatur
Einbringvorrichtung TE Eingangstemperatur
Oxidationsmittelquelle
Zudosierer
VOC-Konzentrationsmesser zweiter VOC-Konzentrationsmesser
Düse
Abdampfleitung

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Herstellen eines Holzfaserstoffs (32), mit den Schritten
(a) Bereitstellen von Fasermaterial (30),
(b) Verbrennen eines Brennstoffs (24) in einer Feuerung (16), sodass Abgas (27) entsteht,
(c) Trocknen von Fasermaterial (30) in einem Trockner (28) mittels des Abgases (27), sodass getrocknetes Fasermaterial (32) und Brüden (34) entstehen, und
(d) Abführen von Brüden (34) in die Umgebung (44),
(e) Rückführen eines Teils der Brüden (34) in die Feuerung (16), sodass in den rückgeführten Brüden (34) enthaltene volatile organische Substanzen verbrannt werden gekennzeichnet durch die Schritte
(f) Messen einer Gesamt-Konzentration (cvoc) an volatilen organischen Substanzen in den Brüden (34) und
(g) Verändern des Rückführungsanteils (R) an rückgeführten Brüden (34) in Abhängigkeit von der Gesamt-Konzentration (cvoc)
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Verändern des Rückführungsanteils (R) an rückgeführten Brüden (34) in Abhängigkeit von der Gesamt-Konzentration (cvoc)
(a) ein Erhöhen eines Rückführungsanteils (R) an rückgeführten Brüden (34), wenn die Gesamt-Konzentration (cvoc, ist) eine vorgegebene Maximai- Konzentration (cvoc, max) überschreitet und/oder
(b) ein Vermindern des Rückführungsanteils (R), wenn die Gesamt- Konzentration (cvoc, ist) eine vorgegebene Minimal-Konzentration (cvoc.soii) unterschreitet und/oder (c) ein Regeln des Rückführungsanteils (R), sodass die Gesamt-Konzentration (cvoc.ist) sich einer Soll-Konzentration (cvoc.soii) annähert, ist.
3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch den Schritt vor dem Abführen der Brüden (34) in die Umgebung (44) Entfernen von volatilen organischen Substanzen durch Sprühwaschen und/oder Elektrofiltrieren.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch den Schritt
Einbringen eines Oxidationsmittels in diejenigen Brüden (34) eingebracht wird, die nicht in die Feuerung zurückgeführt werden, sondern deren Materialstrom nicht durch die Feuerung in die Umgebung führt, sodass in den Brüden (34) enthaltene volatile organische Substanzen oxidiert werden und gereinigte Brüden entstehen.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch den Schritt
(a) Messen einer Stickoxid-Konzentration an Stickoxiden in den Brüden (34) in Materialflussrichtung hinter dem Trockner und/oder vor dem Abzweig, oder den Abgasen in Materialflussrichtung hinter der Feuerung und vor dem Trockner und
(b) Erhöhen des Rückführungsanteils, wenn die Stickoxid-Konzentration eine vorgegebene Maximal-Stickoxidkonzentration übersteigt und/oder Reduzieren des Rückführungsanteils, wenn die Stickoxid-Konzentration eine Minimal-Stickoxidkonzentration unterschreitet.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brüden (34) einem Brenner (20), einer Mischkammer (18) und/oder einer Brennkammer (22) der Feuerung (16) zugeführt werden.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen 10 Gewichtsprozent und 35 Gewichtsprozent, insbesondere 30 Gewichtsprozent, der Brüden (34) zurückgeführt werden.
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Schritte
(a) Erwärmen von Holzhackschnitzeln (54) in einem Vorkocher mittels Wasser oder Dampf,
(b) danach Kochen der Holzhackschnitzel (54) mittels Dampf in einem Kocher (60),
(c) danach Zerfasern von Holzhackschnitzeln (54) in einem Refiner (62), sodass Fasermaterial (30) entsteht,
(d) danach Beleimen des Fasermaterials (30), sodass beleimtes Fasermaterial (30‘) entsteht, wobei das beleimte Fasermaterial (30‘) getrocknet wird, sodass getrocknetes Fasermaterial (32) entsteht,
(e) Streuen des getrockneten Fasermaterials (32) zu einem Faserkuchen (70) und
(f) Verpressen des Faserkuchens (70) zur einer Holzwerkstoffplatte (14).
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
(a) eine Eingangstemperatur (TE), mit der das Abgas (27) in den Trockner (28) eintritt, zumindest 300°C, insbesondere zumindest 350°C, und/oder höchstens 480°C, insbesondere höchstens 450°C, beträgt und/oder
(b) eine Ausgangstemperatur (TA), mit der die Brüden (34) den Trockner (28) verlassen, zumindest 50°C, insbesondere zumindest 55°C und/oder höchstens 80°C, insbesondere höchstens 75°C, beträgt.
10. Holzfaserstoff-Herstellvorrichtung (10) zum Herstellen eines Holzfaserstoffs, mit
(a) einer Feuerung (16) zum Verbrennen eines Brennstoffs (24), sodass
Abgas (27) entsteht,
(b) einem Refiner (62), der ausgebildet ist zum Zerfasern von Holzhackschnitzeln (54), sodass Fasermaterial (30) entsteht, (c) einem in Materialflussrichtung (M) hinter dem Refiner (62) angeordneten Trockner (28) zum Trocknen des Fasermaterials (30) mittels des Abgases
(27), sodass Brüden (34) entstehen,
(d) einer Abluftanlage (36) zum Abführen von Brüden (34), die im Trockner
(28) beim Trocknen des Fasermaterials (30) entstehen, in die Umwelt, und
(e) einem Abzweig (46), der mit dem Trockner (28) zum Rückführen eines Teils der Brüden (34) in die Feuerung (16) verbunden ist, gekennzeichnet durch
(f) einen Konzentrationsmesser (50) zum Messen einer Gesamt- Konzentration (cvoc) an volatilen organischen Substanzen,
(g) wobei der Abzweig (46) ausgebildet ist zum automatischen Verändern des Rückführungsanteils (R) an rückgeführten Brüden (34) in Abhängigkeit von der Gesamt-Konzentration (cvoc)
11 . Holzfaserstoff-Herstellvorrichtung (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Abzweig (46) ausgebildet ist zum automatischen
(i) Erhöhen eines Rückführungsanteils (R) an rückgeführten Brüden (34), wenn die Gesamt-Konzentration (cvoc, ist) eine vorgegebene Maximai- Konzentration (cvoc, max) überschreitet und/oder
(ii) Vermindern des Rückführungsanteils (R), wenn die Gesamt-Konzentration (cvoc, ist) eine vorgegebene Minimal-Konzentration (cvoc.min) unterschreitet oder
(iii) Regeln des Rückführungsanteils (R), sodass die Gesamt-Konzentration (cvoc, ist) sich einer Soll-Konzentration (cvoc.soii) annähert.
12. Holzfaserstoff-Herstellvorrichtung (10) nach Anspruch 10 oder 11 , gekennzeichnet durch
(a) einen Stickstoff-Sensor zum Messen einer Stickoxid-Konzentration an Stickoxiden in den Brüden (34) in Materialflussrichtung hinter dem Trockner und/oder vor dem Abzweig, oder den Abgasen in Materialflussrichtung hinter der Feuerung und vor dem Trockner und
(b) bei der Abzweig (46) ausgebildet ist zum automatischen
(i) Erhöhen des Rückführungsanteils, wenn die Stickoxid-Konzentration eine vorgegebene Maximal-Stickoxidkonzentration übersteigt und/oder (ii) Reduzieren des Rückführungsanteils, wenn die Stickoxid-Konzentra- tion eine Minimal-Stickoxidkonzentration unterschreitet.
13. Holzfaserstoff-Herstellvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Abluftanlage (36)
(a) einen Gaswäscher (38) und/oder
(b) einen Elektrofilter (40), insbesondere einen Nass-Elektrofilter, aufweist.
14. Holzfaserstoff-Herstellvorrichtung (10) zum Herstellen eines Holzfaserstoffs (32) nach einem der Ansprüche 10 bis 13, mit
(a) einem Kocher (60) zum Kochen von Holzhackschnitzeln (54), mittels Dampf, wobei der Refiner (62) in Holzmaterialflussrichtung hinter dem Kocher (60) angeordnet ist,
(b) einem Beieimer (64), der in Materialflussrichtung (M) hinter dem Trockner (28) angeordnet ist, zum Beleimen des getrockneten Fasermaterials (30), sodass beleimtes Fasermaterial (30) entsteht,
(c) einem Streuer (68) zum Streuen eines Faserkuchens (70) aus beleimtem Fasermaterial (30) und
(d) einer Presse zum Verpressen des Faserkuchens (70) zu einer Holzwerkstoffplatte (14).
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