Способ и устройство для получения топливных гранул на основе целлюлозы

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