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Title:
METHOD AND DEVICE FOR DRYING BIOMASS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2010/029045
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to a method and device for drying moist biomass (2). A drying medium (9) is used in a multi-zone dryer (1) comprising a pre-drying zone (3), in which the moist biomass (2) is fed, and a final drying zone (4) from which the dried biomass (2) is evacuated. The drying medium (9) is first fed in a cross-flow mode to the biomass (2) in the final drying zone (4) and flows then through the biomass (2) in the pre-drying zone (3) in a counter-flow mode, wherein the biomass (2) is loosened at least in the pre-drying zone (3). The pre-drying zone (3) comprises an inlet for the biomass (2) and an air evacuation device for evacuating the drying medium (9). The final drying zone (4) has an outlet for discharging the biomass (2) and a feeding device for the drying medium (9). Both the pre-drying zone (3) and the final drying zone (4) have a conveying device for conveying the biomass (2). The device further comprises at least one loosening unit (7) for loosening the biomass (2) at least in the pre-drying zone (3).

Inventors:
WERNER HANS (DE)
SCHLEDERER SWANTJE MIGNON (DE)
HAUCK MICHAEL (DE)
Application Number:
PCT/EP2009/061570
Publication Date:
March 18, 2010
Filing Date:
September 07, 2009
Export Citation:
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Assignee:
WERNER HANS (DE)
SCHLEDERER SWANTJE MIGNON (DE)
HAUCK MICHAEL (DE)
International Classes:
F26B17/04
Domestic Patent References:
WO2008083703A12008-07-17
Foreign References:
DE2211568A11973-09-20
DE4301993A11994-07-28
EP0719996A11996-07-03
Attorney, Agent or Firm:
LESKE, Thomas (DE)
Download PDF:
Claims:
7. September 2009

Anmelder: Werner Hans F/LE/ME/Jm

Unser Zeichen: W83515PCT

PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Trocknung feuchter Biomasse (2) mit einem Trocknungsmedium (9) in einem Mehrzonentrockner (1 ) mit einer Vortrocknungszone (3), in die die feuchte Biomasse (2) zugeführt wird, und einer Endtrocknungszone (4), aus der die getrocknete Biomasse abgeführt wird, bei welchem Verfahren das Trocknungsmedium (9) die Biomasse (2) zuerst in der Endtrocknungszone (4) im Kreuzstrom und anschließend in der Vortrocknungszone (3) im Gegenstrom durchströmt, wobei die Biomasse (2) zumindest in der Vortrocknungszone (3) aufgelockert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Trocknungsmedium (9) der Biomasse (2) in der Endtrocknungszone (4) von unten zugeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Biomasse (2) während der Förderung durch die Endtrockenzone aufgelockert wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur, die Mengenzufuhr, die Strömungsgeschwindigkeit und die Richtung des Trocknungsmediums (9) in der Endtrocknungszone (4) geregelt werden.

5. Verfahren nach einem der Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Trocknungsmedium (9) aus der Vortrockenzone so abgeführt wird, dass deren Strömungsgeschwindigkeit zunimmt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um ein Niedrigtemperaturverfahren handelt.

7. Vorrichtung zur Trocknung feuchter Biomasse (2) mittels einem Trocknungsmedium (9) mit einer Vortrocknungszone (3), die einen Einlass für die Biomasse (2) und eine Luftabfuhreinrichtung zum Abführen des Trocknungsmediums (9) aufweist, mit einer Endtrock- nungszone (4), die einen Auslass zum Abführen der Biomasse (2) und eine Trock- nungsmedium-Zufuhreinrichtung (10) zur Zufuhr des Trocknungsmediums (9) aufweist, und die Vortrocknungs- und die Endtrocknungszone (4) jeweils eine Fördereinrichtung zur Förderung der Biomasse (2) aufweisen, wobei die Fördereinrichtung der Vortrocknungszone (3) zur Förderung der feuchten Biomasse (2) durch die Vortrocknungszone (3) bis zur Endtrocknungszone (4) und die Fördereinrichtung der Endtrocknungszo- ne (4) zur Förderung der Biomasse (2) zum Auslass ausgelegt ist, sowie mit einer Trocknungsmedium-Führungseinrichtung (1 1 ) zur Führung des Trocknungsmediums (9), die das Trocknungsmedium (9) in der Endtrocknungszone (4) im Kreuzstrom und in der Vortrocknungszone (3) im Gegenstrom durch die Biomasse (2) führt, sowie mit zumindest einer Auflockerungseinheit (7) zum Auflockern der Biomasse (2) in der Vortrocknungs- zone (3).

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere Auflockerungseinheit (7) in der Endtrockenzone vorgesehen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit V1 der Fördereinrichtung der Endtrockenzone und die Geschwindigkeit v2 der Fördereinrichtung der Vortrocknungszone (3) regelbar sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass V1 größer als V2 ist.

1 1. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinrichtung der Endtrocknungszone (4) ein perforiertes Förderband ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die För- dereinrichtung der Vortrocknungszone (3) ein luftundurchlässiges Förderband ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflockerungseinheiten (7) höhenverstellbar sind.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die

Trocknungsmedium-Zuführungseinrichtung verstellbare Trocknungsmedium-Führungseinrichtungen (11 ) aufweist.

Description:
VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM TROCKNEN VON BIOMASSE

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Trocknung von Biomasse mittels eines Trocknungsmediums und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Biomasse, die beispielsweise zu Brennstoff verarbeitet werden soll, durchläuft ausgehend vom Anfall, der Ernte oder der Aufsammlung bis hin zu ihrem Einsatz als nutzbarer Energieträger einen Prozess, in welchem aus der feuchten, zum Teil nassen, Biomasse nach einem Trockenvorgang beispielsweise Granulate, Presslinge, Pellets, Briketts oder Ähnliches hergestellt wer- den. Neben beispielsweise einem ersten oder wiederholten Auspressen und Zerkleinern der Biomasse, ist das Trocknen der Biomasse ein wesentlicher Bestandteil des Energieträger- Herstellungsprozesses.

Oftmals wird gepresste Biomasse als Brennstoff eingesetzt, wobei es hier besonders darauf ankommt, der Biomasse im Herstellungsprozess die inhärente Feuchtigkeit zu entziehen, damit die hergestellten Granulate, Presslinge, Pellets, Briketts etc. bestehend aus Biomasse einen geringen Feuchtigkeitsgehalt aufweisen. Neben dem Merkmal der effektiven Trocknung der Biomasse, ist auch auf die Effizienz, das heißt auf einen möglichst geringen Energieaufwand bei dem Trocknungsverfahren zu achten. Besonders zum gegenwärtigen Zeitpunkt, bei dem Preis- Steigerungen von Energiekosten von größter Bedeutung sind sowie der immer größer werdenden Nachfrage nach nachwachsenden Rohstoffen aufgrund schwindender Ressourcen, muss den Themen Kosten, Umwelt, Energie sowie dem Faktor Zeit zunehmend immer mehr Bedeutung geschenkt werden.

Im allgemeinen Stand der Technik werden trotz dieser Probleme oftmals Trommeltrockner eingesetzt. Die sich im Trockner 1 drehenden Trommeln ermöglichen den leichter zu trocknenden Anteilen des Gutes, wie beispielsweise Blätter und Heu, durch stetiges Wirbeln und Heben und durch andauernde Luftsichtung rechtzeitig ausgetragen werden zu können, wobei beispielsweise Stängel und dergleichen bis zum vollständigen Trocknen weiterhin mit Heißluft belüftet wer- den. Ein Nachteil dieser Art der Trocknung besteht jedoch darin, dass für eine effektive Trocknung sehr heiße Eingangsluft von ca. 800 0 C eingeleitet werden muss, was einen hohen Energieaufwand mit sich bringt. DE 2 211 568 A umfasst eine Vorrichtung zur Trocknung von Schüttgütern, bestehend aus einer Vortrockn ungszone bzw. einer Aufbereitu ngszone u nd einer Endtrockenzone. Die Vortrocknungs- und Aufbereitungszone besteht aus einem Schüttkanal, den das Schüttgut kommend aus einem Vorratsbehälter durchläuft. Die Endtrockenzone besteht aus einem Trans- portband, das senkrecht zur Transportrichtung des Schüttguts in der Vortrocknungs- und Aufbereitungszone verläuft und auf dem das Schüttgut die Endtrockenzone durchwandert.

Während dem Durchlaufen der Vortrocknungs- und Aufbereitungszone wird das Schüttgut mit Warm- und/oder Heißluft durchströmt. Die Anströmung des Schüttgutes im Schüttkanal erfolgt durch Warmluft von einer Seite und durch Heißluft von der anderen Seite. Dieser Vorgang soll zum einen der Vortrocknung des Gutes und zum anderen der Auflockerung der Schüttgutteilchen dienen.

Bei der Warm- und/oder Heißluft, welche in der Vortrocknungs- und Aufbereitungszone zum Vortrocknen verwendet wird, handelt es sich um ungenügend mit Feuchtigkeit gesättigte Luft, die der Endtrockenzone an zwei Stellen mittels trichterförmiger Abdichtungen entnommen wird und der Vortrocknungs- und Aufbereitungszone zugeführt wird.

Die Luftmenge der Endtrockenzone kommt aus einer Frischluft-Aufbereitungsanlage über Trich- ter in die Endtrockenzone und trifft, sobald das Schüttgut die Vorbereitungs- und Aufbereitungszone verlassen hat und auf das Band fällt, mit dem zu trocknenden Gut Luft zusammen. In gleicher Transport- bzw. Luftstromrichtung verlaufen dann das Schüttgut und die Warm- bzw. Heißluft die Endtrockenzone, wobei die Trocknungsluft über die gesamte Breite der Trocknungsfläche des Trocknungsgerätes eingeleitet wird. Gleichzeitig werden die Schüttgutteilchen während des Lufteinleitens durchgemischt. Auch die in der Trocknungszone angebrachten Wende- und Mischeinrichtungen sollen dieser Maßnahme dienen.

Anders verhält sich der Aufbau gemäß der DE 43 01 993. Das Trocknungsgut, bestehend aus Erntegütern wie Gräsern, Blättern und Halmen, durchläuft zuerst eine mechanische Aufstech- Vorrichtung und passiert dann eine Mikrowellenbaueinheit, bevor das Gut in die Trocknungsanlage gelangt.

In der Aufstechvorrichtung wird das Gut gelockert, zerkleinert und anschließend zu einem ununterbrochenen Gutteppich ausgeformt. Nachdem der Gutteppich erstellt wurde, wird er der Mik- rowellenbaueinheit zum Zellaufschluss zugeführt. Im Bandtrockner selbst, in dem zwei Transportbänder mäanderartig ineinanderlaufen, wird das Gut im Kreuzstrom, quer zur Gutförderanlage, mittels warmer Luft getrocknet. Die beiden ineinander angeordneten Transportbänder dienen dazu, dass das Trocknungsgut, welches zwischen den Bändern eingeklemmt ist, eine konstante Schichtdicke während dem Trockenvorgang beibehält und, dass das Gut in Form eines Teppichs leicht befördert werden kann.

Der mäanderartige Verlauf der Bänder dient zur Trennung des Trockners in verschiedene Trocknungsbereiche, den Saugbereich und den Druckbereich. Der Saugbereich bildet dabei den Teil des Trockners, in dem die Luft mittels Lufteinlasszonen von einer Auslauffördereinrichtung bis zu Axialventilatoren strömt, die in der Mitte des Trockners angebracht sind und die Luft an- saugen.

Die gesamte angesaugte Luftmenge wird dann mittels einer im Ansaugbereich des Ventilators befindlichen Lufteinlasszone mit beheizter Luft beaufschlagt und im Kreuzstrom, quer zu den Gutförderanlagen durch das Trocknungsgut geleitet. Dieser Teil des Trockners, ausgehend von den Ventilatoren bis zu der Einlauffördereinrichtung, wird als Druckbereich bezeichnet.

EP 0 719 996 A1 beschreibt ein Verfahren und eine zugehörige Vorrichtung, bei dem beispielsweise Erntegüter und Futterstoffe in einer Anlage mit Bandförderung unter energieeinsparenden und umweltverträglichen Aspekten getrocknet werden sollen. Um eine vollständige Trocknung der Erntegüter und der Futterstoffe zu ermöglichen, wird bis zu 400 0 C warme Luft auf das Gut geleitet, wobei das Gut nur solange mit Wärme beaufschlagt wird, bis der entsprechende niedrige Feuchtegehalt des Gutes erzielt worden ist, ohne dass das Gut dabei Schaden nimmt, beispielsweise durch Sprödigkeit oder gar Verbrennung.

Bei diesem Verfahren wird Luft als Trocknungsmedium mit weit geringerer Wärme verwendet als im allgemeinen Stand der Technik, wobei ein ebenso vollständiger Effekt der Trocknung, wie bei der Trommeltrocknung, selbst bei Stängeln und dergleichen, erzielt wird. Der Trocknungsvorgang ist hierbei in einen ersten Trocknungsabschnitt und einen zweiten Trocknungsabschnitt unterteilt. Im ersten Trocknungsabschnitt erfolgt das Einleiten von warmer und trockener Luft am Einlass des Trocknungsgutes auf das nasse Gut und im zweiten Trocknungsabschnitt erfolgt das Einleiten von warmer und trockener Luft am Auslass des trockenen Trocknungsgutes. Die feuchte Luft wird dann nach Durchlaufen des jeweiligen Trocknungsabschnitts etwa mittig des Förderbandes abgeleitet. Das Trocknungsgut wird während der Trocknung von einem einzigen Förderband durch beide Trocknungsabschnitte gefördert. - A -

Der am Einlass eingeleitete Luftstrom strömt in Förderrichtung des Gutes, ausgehend vom Beginn des Förderbandes bis zu dessen Mitte und trocknet so das nasse Gut vor. Der Luftstrom im ersten Abschnitt des Förderbandes wird dabei als Gleichstrom bezeichnet. Der im zweiten Abschnitt befindliche Luftstrom, der am Ausgang des trockenen Gutes eingeleitet wird, strömt ent- gegen der Förderrichtung des Gutes und wird folglich als Gegenstrom bezeichnet. Der Gegenstrom wird beispielsweise mit Hilfe eines Ventilators durch Sogwirkung erzeugt. In der Mitte des Förderbandes treffen beide Luftströme aufeinander, wobei der Luftstrom aus der ersten Strömungszone meist eine höhere Feuchtigkeit besitzt, also stärker gesättigt ist, als der Luftstrom aus der zweiten Strömungszone.

Die Anwendung zweier in den Trockner 1 eingeleiteter Luftströme ermöglicht die Temperatur der beiden Luftströme je nach Gut, Feuchtegrad und Zone variabel einzustellen. So wird das Gut in der ersten Strömungszone beispielsweise mit heißerer Luft durchströmt als in der zweiten Strömungszone, sollte es sich bei dem zu trocknenden Gut z. B. um Erntegüter handeln.

Allerdings hat diese Trockenanlage auch Nachteile: etwa den sehr hohen Energieaufwand zur Erwärmung der Luft auf bis zu 400 0 C. Der hohe Energieaufwand resultiert aber auch daraus, dass die Anlage eine große Mengen an warmer Luft verbraucht, wobei die Trocknungsluft der Strömungszonen beim Verlassen des Trockners 1 zum Teil nur gering gesättigt ist. Beispiels- weise bei der Trocknung von Blättern, welche bereits in der ersten Strömungszone beinahe vollständig getrocknet werden, und somit kaum noch Feuchtigkeit am Ende der ersten Strömungszone besitzen wird fast trockene Luft aus dem zweiten Trocknungsabschnitt abgeleitet. Die Feuchtigkeitsaufnahmefähigkeit der zuvor erwärmten Luft des Gegenstroms wird demnach längst nicht ausgeschöpft, da der Sättigungsgrad der Luft am Ende des ersten Trocknungsab- Schnitts die Menge der einzusetzenden Luft für beide Trocknungsabschnitte bestimmt.

Ein weiterer Nachteil des Verfahrens gemäß EP 0 719 996 A1 stellt sich in der der ungleichmäßigen Trocknung des Gutes dar. Dies tritt deshalb auf, da bevorzugt die obere Schicht des auf dem Förderband befindlichen Gutes getrocknet wird. Es kommt nur der Teil des Gutes mit war- mer Luft in Berührung, der mit dem Förderband nicht in Kontakt ist und sich gleichzeitig an der Oberfläche des Biomassestroms befindet. Daraus ergibt sich ein weiterer Nachteil dieses Verfahrens, der darin besteht dass aufgrund der nur oberflächenhaften Trocknung nur geringe Schüttguthöhen getrocknet werden können, da der nicht mit der Luft in Berührung kommende Kern des Trocknungsgutes mit zunehmender Schichtdicke feuchter bleibt und nicht getrocknet wird. Im Hinblick auf den Aspekt der ungleichmäßigen Trocknung wird in der WO 2008/083 703 ein Mechanismus in einem Trockner 1 eingebaut, der dafür sorgt, das Gut umzuwälzen bzw. zu bewegen oder aufzulockern, so dass eine Oberflächenvergrößerung des Gutes erfolgt. Die Trocknung selbst ist über ein Steuerungssystem gesteuert, welches vor jedem Trocknungsvor- gang Daten, wie Temperatur, Durchsatz an Trocknungsgut und Feuchte der Luft, ermittelt. Dies ist für ein Mischgut (inhomogenes Trocknungsmaterial) kaum zu ermitteln, das sowohl feine als auch grobe Bestandteile aufweist.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Trocknung von Biomasse sowie eine Vor- richtung hierfür bereitzustellen, welches die in die Vorrichtung eingeleitete Biomasse auf energiesparende und umweltschonende Weise gleichmäßig in einem einfach steuerbaren Verfahren trocknet. Gleichzeitig soll ein Biomassetrockner bereitgestellt werden, der einen einfachen Aufbau aufweist, und mit dem große Schüttguthöhen effizient getrocknet werden können.

Die Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Verfahren gemäß Anspruch 1 , sowie durch die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß Anspruch 7 gelöst. Die sich jeweils daran anschließenden Unteransprüche sind auf weitere Ausführungsformen gerichtet.

Zur Lösung der Aufgabe wird ein Verfahren vorgeschlagen, bei welchem feuchte Biomasse mit- tels Einleiten eines Trocknungsmediums in einem Mehrzonentrockner 1 getrocknet wird. Der

Mehrzonentrockner 1 ist hierbei in eine Vortrocknungszone und eine Endtrocknungszone aufgeteilt. Die feuchte Biomasse wird zunächst der Vortrocknungszone zugeführt und von einer Fördereinrichtung durch die selbige bis zu der Endtrocknungszone transportiert. In der Endtrocknungszone wird die vorgetrocknete Biomasse von einer weiteren Fördereinrichtung durch die Endtrockenzone transportiert und am Ende der Endtrocknungszone aus dem Mehrzonentrockner 1 ausgeleitet.

Vorzugsweise sind die Vortrocknungszone und die Endtrocknungszone übereinander im Mehrzonentrockner 1 angeordnet, so dass die Vortrocknungszone oberhalb der Endtrocknungszone angeordnet ist. Biomasse, die durch die Vortrocknungszone befördert wird, kann so am Ende der Vortrocknungszone auf Grund ihres Eigengewichts von der Fördereinrichtung der Vortrocknungszone auf die Fördereinrichtung der Endtrocknungszone fallen. Für eine kompakte Bauweise des Mehrzonentrockners können die Förderrichtungen (Transportrichtungen) der Fördereinrichtungen der Vortrocknungszone und der Endtrocknungszone entgegengesetzt ange- ordnet sein. Jedoch können die Förderrichtungen der beiden Fördereinrichtungen auch in die gleiche Richtung zeigen, genauso ist eine Anordnung der Fördereinrichtungen nebeneinander vom Erfindungsgedanken umfasst. In einer weiteren Ausführungsform ist es möglich und ebenfalls vom Erfindungsgedanken um- fasst, mehrere Fördereinrichtungen in der Vortrocknungszone und/oder mehrere Fördereinrichtungen in der Endtrocknungszone anzuordnen, wobei die einzelnen Fördereinrichtungen innerhalb der Trocknungszonen übereinander oder nebeneinander angeordnet sein können.

Vorzugsweise werden die beiden Trocknungszonen von einem Gehäuse so umgeben, dass eingeleitete Luft beide Trocknungszonen nacheinander durchströmt, bevor das Trocknungsmedium wieder aus dem Mehrzonentrockner 1 ausströmt.

Bei dem einzuleitenden Trocknungsmedium handelt es sich üblicherweise um Luft, wobei auch andere Gase zum Einsatz kommen können. Im nachfolgenden Teil wird Luft beispielhaft als Trocknungsmedium verwendet, da Luft als Trocknungsmedium ohne weitere Aufwendungen hinsichtlich beispielsweise der Dichtigkeit des Mehrzonentrockners verwendet werden kann und somit die Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Vor- richtung vereinfacht wird. Es soll hier aber nochmals darauf hingewiesen werden, dass das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung auch mit von Luft abweichenden Gasen betrieben werden kann. Hierzu sind gegebenenfalls geeignete Maßnahmen zu ergreifen, um ein unkontrolliertes Abströmen des eingesetzten Gases zu vermeiden.

Die in den Mehrzonentrockner 1 eingeleitete Luft wird erfindungsgemäß - gesehen in Gravitationsrichtung - unten in den Biomassetrockner eingeleitet und weiter bevorzugt unterhalb der Fördereinrichtung der Endtrockenzone eingeleitet.

Die zugeführte Luft befindet sich bei Einleitung in einem angewärmten und trockenen Zustand, wobei die Luft wegen des Effektes der Konvektion bestrebt ist, nach oben zu strömen. Durch die geeignete Ausgestaltung der Fördereinrichtung der Endtrockenzone durchströmt die warme trockene Luft die auf der Fördereinrichtung der Endzone befindliche Biomasse und trocknet diese, ohne dass dabei der Sättigungsgrad der Luft an Feuchtigkeit erreicht wird. Durch angeordnete Luftleitvorrichtungen bzw. Luftführungseinrichtungen unterhalb der Fördereinrichtung der Endtrockenzone kann der zugeführte Luftstrom über die Länge der Fördereinrichtung, gesehen in/gegen Förderrichtung, verteilt werden.

Der im unteren Bereich des Mehrzonentrockners seitlich und/oder von unten zugeführte Luftstrom wird also durch Eigenkonvektion und/oder durch Führung mittels Luftführungseinrichtun- gen im Kreuzstrom durch die auf der Fördereinrichtung der Endtrocknungszone befindliche Biomasse hindurchtreten und der Biomasse Feuchte entziehen. Im Weiteren strömt die bereits angefeuchtete Luft durch Eigenkonvektion und gegebenenfalls unterstützt durch Luftfördereinrichtungen und gegebenenfalls durch Luftführungseinrichtungen zur Vortrockenzone, die von dem Luftstrom entgegen der Förderrichtung der Biomasse durchströmt wird. Der Luftstrom, der am Ende der Vortrocknungszone bereits Feuchtigkeit der Bio- masse in der Endtrockenzone aufgenommen hat - wobei der Sättigungsgrad an Feuchtigkeit noch nicht erreicht ist - kann nun in der Vortrocknungszone die dort befindliche feuchte/nasse Biomasse zumindest antrocknen und anwärmen. Das Gegenstromprinzip der Luftführung mit der Biomasse ermöglicht auch die Erhöhung der Schichtdicke der zu trocknenden Biomasse, wodurch der Durchsatz durch den Trockner 1 erheblich verbessert werden kann. Wird die Bio- masse in der Vortrocknungszone 3 zusätzlich noch mit Auflockerungseinrichtung aufgelockert, so kann die Gegenstromdurchlüftung, -trocknung, - anwärmung noch effizienter erfolgen. Auch hierdurch kann die Schütthöhe (Schichtdicke) der Biomasse, welche in die Vortrocknungszone eingeführt wird, deutlich angehoben werden und die zum Trocknen eingesetzte Energie besser ausgenutzt werden, da warme nicht verklumpte Biomasse bekanntermaßen schneller trocknet als kalte verdichtete Biomasse.

Die im Gegenstrom zur Förderrichtung der Biomasse durch die Vortrocknungszone geströmte Luft tritt dann am Anfang der Vortrocknungszone - gesehen in Förderrichtung der Fördereinrichtung der Vortrocknungszone - aus dem Mehrzonentrockner 1 aus. Der Austritt der stark mit Feuchtigkeit angereicherten Luft kann über freie Konfektion und/oder mittels Luftfördereinrichtungen wie beispielsweise Gebläse, Ventilatoren oder Pumpen abgeleitet werden. Die Anbringung eines Kamins kann ebenfalls einer besseren Ableitung der Luft zuträglich sein. In einer solchen Ablufteinrichtung (Kamin) können beispielsweise die zuvor genannten Luftfördereinrichtungen angeordnet sein. Zugleich dient die Ablufteinrichtung (Kamin) der Entstaubung des Trocknungsmediums, da die kondensierende Abluft den Staub bindet.

Eine weitere Entstaubung des Trocknungsmediums findet bereits in der Vortrocknungszone 3 statt, da die feuchte Luft mit abnehmender Temperatur, d.h. während des Abkühlens der Luft und der gleichzeitigen Erwärmung der Biomasse, die Kondesationsneigung zunimmt, wobei die in der Luft befindlichen Staubteilchen als Kondensations wirken und so bevorzugt auf die Biomasse absinken bzw. von der Biomasse, die im Gegenstrom zur Trocknungsluft befördert wird, aus der Luft herausgefiltert werden. Durch die Ausbildung eines Gegenstroms der Biomasse mit dem Trocknungsmedium kann also auf zusätzliche Filter weitestgehend verzichtet werden, was zu einer weiteren Vereinfachung des Biomassetrockners führt.

Die so abgeleitete hochfeuchte Luft kann dann an die Umgebung abgegeben werden, wobei vorzugsweise die Restwärme der feuchten Luft zur Erwärmung frischer trockener Luft ausge- nutzt wird. Die abgeleitete Luft kann aber auch einem Luftaufbereitungssystem zugeführt werden, sodass ein geschlossener Kreislauf, indem das Trocknungsmedium strömt, gebildet werden kann. Hierzu muss dem aus dem Mehrzonentrockner 1 ausgeleiteten Luftstrom die von der Biomasse an das Trocknungsmedium abgegebene Feuchtigkeit wieder entzogen werden und der entfeuchteten Luft wieder Wärme zugegeben werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Trocknung feuchter Biomasse verwendet als einen Mehrzonentrockner 1 mit einer Vortrocknungs- und einer Endtrocknungszone bei dem feuchte Biomasse der Vortrocknungszone zugeführt wird und getrocknete Biomasse von der Endtrock- nungszone aus dem Mehrzonentrockner 1 abgeführt wird. Das dabei verwendete Trocknungsmedium, bevorzugt Luft, durchströmt nach Einlass in der Nähe der Endtrocknungszone zunächst im Kreuzstrom die durch die Endtrocknungszone geförderte Biomasse und durchströmt weiter im Gegenstrom die durch die Vortrocknungszone hindurchtransportierte Biomasse.

Zur Verbesserung der Vortrocknung der Biomasse in der Vortrocknungszone können Auflockerungseinheiten eingesetzt werden, die die Biomasse während des Transports durch die Vortrocknungszone auflockern, so dass dicke Schichten oder Klumpen oder sonstige physikalische Zusammenschlüsse von den Auflockerungseinheiten aufgebrochen werden. Damit wird eine Oberflächenvergrößerung der Biomasse erreicht und die an der Biomasse vorbei strömende Luft hat mehr Angriffsfläche, um der Biomasse besser Feuchte entziehen zu können. Dies hat nicht nur den Vorteil, dass die Biomasse schneller getrocknet werden kann, sondern hat auch den Vorteil, dass die Biomasse gleichmäßiger in der Vortrocknungszone, vorgetrocknet wird. Gleichzeitig lässt sich durch Einsatz der Auflockerungseinrichtungen eine kompaktere Bauweise des Mehrzonentrockners erreichen.

Wie auch in der Vortrocknungszone, so können auch in der Endtrocknungszone Auflockerungseinheiten mit demselben Zweck eingesetzt werden. Auch in der Endzone bietet sich der im Kreuzstrom die Biomasse durchströmenden Luft dann eine größere Angriffsfläche, um der Biomasse die Feuchtigkeit schneller zu entziehen.

Ausgehend davon, dass es sich bei der zu trocknenden Biomasse sowohl um feine bzw. fein gemahlene als auch große Erntegüter, Presslinge, geschredderte Biomasse, Biomasse-Brei und ähnlichen handeln kann, ist das erfindungsgemäße Verfahren so ausgelegt, dass die Luft bei Eintritt in die Endtrocknungszone in ihrer Menge und Temperatur regelbar und in ihrer Richtung und Geschwindigkeit z. B. durch Luftförder- und Luftführungseinrichtungen steuerbar ist. So kann die Luft je nach Art der Biomasse flexibel angepasst werden. Nachdem die Luft mittels Hilfe eines, im Trockner 1 existierenden Sogs zunächst die Endtrock- nungszone im Kreuzstrom und im Anschluss die Vortrocknungszone im Gegenstrom durchströmt hat, wird diese schließlich in der Vortrocknungszone vorzugsweise im Anfangsbereich der Vortrocknungszone abgeführt.

Das erfindungsgemäße Verfahren erfolgt ferner im Niedrigtemperaturbereich. Das hat zur Folge, dass eine Temperatur zwischen 60 0 C und 130 0 C angewendet werden kann, und so Beschädigungen an der Biomasse vermieden werden. Aufgrund der vergleichsweise niedrigen Temperatur wird zudem wenig Energie verbraucht. Dabei kann bspw. Abwärme aus z.B. Biogasanlagen oder Industrieanlagen, Solarenergie und/oder andere regenerative Energie genutzt werden.

Zur Ausführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1 wird ein Trockner 1 verwendet, welcher in zwei Zonen, in eine Vortrocknungs- und Endtrocknungszone unterteilt ist. Dabei weist die Vortrocknungszone sowohl den Einlass der Biomasse als auch eine Abfuhreinrichtung der vor- zugsweise gesättigten feuchten Luft auf, während die Endtrocknungszone den Auslass für die getrocknete Biomasse sowie die Zufuhreinrichtung der ungesättigten trockenen und warmen Luft bereitstellt. Die Biomasse wird ausgehend vom ihrem Einlass in der Vortrocknungszone bis zu ihrem Auslass in der Endtrocknungszone mittels mehrerer Fördereinrichtungen durch die beiden Zonen hindurch transportiert. Dabei kann die Biomasse zumindest in der Vortrocknungs- zone durch mindestens eine Auflockerungseinheit 7 umgewälzt werden.

Die Vortrocknungszone zeichnet sich dadurch aus, dass sie einen Einlass aufweist, der die feuchte/nasse Biomasse dem Trockner 1 zuführt. Dabei muss der Einlass so gestaltet sein, dass jede Art von Biomasse auf die Fördereinrichtung der Vortrocknungszone gelangt, ohne die Biomasse zu beschädigen oder einen Massestau zu verursachen. Des Weiteren ist eine Luftabfuhreinrichtung in der Vortrocknungszone so angebracht, dass feuchte Luft bei Erreichen ihrer Maximalfeuchte aus der Vortrocknungszone abgeführt wird.

Bei der Abfuhreinrichtung handelt es sich bevorzugt um einen Kamin, der z. B. dafür sorgt, dass sich im Trockner 1 ein Sog bildet, der wiederum dafür sorgt, dass die Luft durch den Trockner 1 - speziell im Gegenstrom durch die Vortrocknungszone und im Kreuzstrom durch die Endtrocknungszone - strömt.

Die Vortrocknungszone weist außerdem zumindest eine Auflockerungseinheit 7 auf, die z. B. in Form einer Schaufel oder in Form einer Spindel für ein Durchmischen der Biomasse als auch für die Regulieren der Schütthöhe der Biomasse auf der Fördereinrichtung der Vortrocknungszone zuständig sein kann. Die Vortrocknungszone endet an der Stelle, an der die Biomasse an die Fördereinrichtung der Endtrocknungszone weitergeleitet wird.

Die Endtrocknungszone ist so angeordnet, dass sie von der Stelle der Übergabe der vorge- trockneten Biomasse aus der Vortrocknungszone bis zum Auslass der Biomasse aus dem Trockner 1 reicht. Bei dem Auslass der Biomasse aus dem Biomassetrockner handelt es sich oftmals um eine Weiterleitung der getrockneten Biomasse von der Fördereinrichtung der Endtrocknungszone in eine Lagerungs- bzw. Transporteinheit. Benachbart zum Auslass der Biomasse wird in der Endtrocknungszone trockene warme Luft in den Trockner 1 eingebracht.

Die Zuführung des Trocknungsmediums, z. B. der Luft, erfolgt derart, dass das Trocknungsmedium die Biomasse im Endtrocknungsbereich im Kreuzstrom, das bedeutet quer zur Förderrichtung der Biomasse, d. h. von unten nach oben und/oder von oben nach unten, durchströmt. Bevorzugt, wird das Trocknungsmedium zunächst einer Zufuhreinrichtung unterhalb der Endtrock- nungszone von außen zugeführt und durch Führungseinrichtungen im Kreuzstrom durch das Förderband und die Biomasse in die Endtrocknungszone eingeführt.

Bei den Führungseinrichtungen, welche bspw. unterhalb der Endtrocknungszone angeordnet sind, handelt es sich bspw. um Fächer, Luftleitblöcke oder Klappen, welche vertikal zum För- derband der Endtrocknungszone und quer zur Förderrichtung der Biomasse 2 angeordnet sind. Anhand dieser Luftführungseinrichtungen ist es möglich, jederzeit Einfluss auf die Strömungsrichtung und/oder die Strömungsgeschwindigkeit des Trocknungsmediums zu nehmen, indem man die Stellung dieser Luftführungseinrichtungen bzgl. der Fördereinrichtung verändert. So können beispielsweise nur gering geöffnete Lufteinrichtungen dafür sorgen, dass nur ein gerin- ger Strom an Trocknungsmedium an einer bestimmten Stelle in den Trockner 1 gelangt. Ebenso kann mit der Winkelstellung der einzelnen Luftführungseinrichtungen die Richtung des in die Endtrocknungszone einfließenden Stroms am Trocknungsmedium beeinflusst werden. Aber auch die Längenänderung von z. B. Luftleitblöcken kann die Luftströmung in unterschiedlichen Bereichen verändern.

Dem Anwender wird hierdurch ermöglicht, flexibel auf verschiedene Arten von Gütern zu reagieren. Handelt es sich beispielsweise um eine Trocknung von hauptsächlich leichtem Gut, wie Blätter und Gras, so kann die Menge und die Geschwindigkeit des Trocknungsmediums herabgesetzt werden, so dass das schnell trocknende Gut nicht unnötig stark belastet wird. Dieser Vorteil der Regelung der Luft ist dadurch gegeben, dass es sich bei dem Trocknungsmedium des erfindungsgemäßen Verfahrens um ein einziges Trocknungsmedium handelt, das beide Zonen nacheinander durchströmt. Insofern wirkt sich die Regelung der Luft anhand der Luftfüh- rungseinrichtungen unterhalb der Endtrocknungszone auf den gesamten Trockner 1 aus. Das hat zur Folge, dass die Trocknungskapazität des Trocknungsmediums in dem Verfahren gemäß der Erfindung gegenüber dem Verfahren aus dem Stand der Technik vollständig ausgeschöpft werden kann.

In der Endtrocknungszone können ebenfalls, wie in der Vortrocknungszone Auflockerungseinheiten angebracht sein. Bei diesen Einheiten handelt es sich beispielsweise um Besen, die die Biomasse 2 auflockern und durchmischen. Zumindest die Auflockerungseinheit 7, die vor dem Übergang der Biomasse 2 von der Vortrocknungs- in die Endtrocknungszone angeordnet ist, kann höhenverstellbar eingerichtet sein, da diese für die Einstellung der Schütthöhe bzw.

Schüttmenge zuständig sein kann. Ferner bietet es sich an innerhalb des Übergangsbereiches der Biomasse 2 von der Vortrocknungs- in die Endtrocknungszone an, eine Auflockerungseinheit 7 anzuordnen, um gegebenenfalls die Biomasse 2 während dem Übergang (Hinunterfallen) durchzumischen. Dies erfolgt vorzugsweise in Kombination mit einer Biomasseführungseinrich- tung und/oder einer Luftführungs- bzw. Luftfördereinrichtung.

Aufgrund der verschiedenen Arten der Auflockerungseinheiten, die im erfindungsgemäßen Verfahren Anwendung finden können, wie Besen, Bürsten, Bleche, Stifte, Noppen, Haken, Messer, Schlegel und/oder Schaufeln, und der Anbringung der Auflockerungseinheiten verteilt in der Vortrocknungszone und gegebenenfalls auch in der Endtrocknungszone, erfolgt eine stetige Umwälzung/Aufwirbelung der Biomasse 2, so dass bei der Förderung der Biomasse 2 durch die Fördereinrichtungen in den beiden Trocknungszonen die gesamte Biomasse 2 gleichmäßig getrocknet wird.

Die Fördereinrichtungen beider Zonen, bei welchen es sich vorzugsweise um Förderbänder handelt, sind in ihrer Geschwindigkeit individuell regelbar. Was einen großen Vorteil gegenüber Trocknern mit nur einem Förderband bringt. Abhängig von der Gutdichte, Gutmenge, Gutart, etc. kann das Förderband der Vortrocknungszone schneller, langsamer oder gleich dem Förderband der Endtrocknungszone eingestellt werden. Handelt es sich beispielsweise beim Trocknen um einen Herstellungsschritt, um Brennstoffpellets aus Biomasse 2 herzustellen, so liegt die Biomasse 2 am Einlass des Trockners möglicherweise in Form eines verdichteten Presskuchens vor. Das hat zur Folge, dass der Biomassepresskuchen stark aufgelockert werden muss, um eine längere Vortrocknungszeit zu vermeiden. Das Förderband der Vortrocknungszone kann in diesem Fall langsamer laufen als das Band der Endtrocknungszone. Die Vortrocknungszone dient dann als ein integrierter Trocknungsbunker und sorgt für eine längere Verweilzeit der Luft in der Biomasse 2. Gleichzeitig kann durch eine erhöhte Geschwindigkeit des Förderbandes der Endtrocknungszone die Biomasse 2 beim Übergang von der Vortrock- nungszone in die Endtrocknungszone gleichmäßig in geringer Schütthöhe auf das Förderband in der Endtrocknungszone verteilt werden.

Ein weiterer Vorteil von zwei getrennten Förderbändern liegt darin, dass die Materialien der Bänder auf den in der jeweiligen Trocknungszone herrschenden Luftstrom abgestimmt werden können. So handelt es sich bei dem Förderband der Endtrocknungszone, welches im Kreuzstrom durchströmt wird, um ein vorzugsweise perforiertes Förderband, beispielsweise aus Kunststoff. Wohingegen das Förderband der Vortrocknungszone, welches im Gegenstrom überströmt wird, luftundurchlässig sein kann, wie beispielsweise ein Gummi- oder Metallband. Damit kann auch möglichen Luftverlusten oder Luftströmungskurzschlüssen zwischen dem Kreuzstrom der Luft in der Endtrocknungszone und dem Gegenstrom der Luft in der Vortrocknungszone entgegen gewirkt werden. Ein luftdurchlässiges Förderband in der Vortrocknungszone ist aber genauso anordbar wie ein luftundurchlässiges Förderband in der Endtrocknungszone. Hierbei kommt dann ein Kreuzstrom-Effekt in der Vortrocknungszone hinzu und das Trockengut in der Endzone würde stärker im Kreuzstrom umströmt.

Die Erfindung soll nun anhand eines Ausfertigungsbeispiels in einer beiliegenden Figur näher beschrieben werden. Die Figur zeigt hierbei den prinzipiellen Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Schnittdarstellung zur Durchführung des Verfahrens zur Trocknung von Biomasse 2 mittels eines Trocknungsmediums auf energiesparende, umweltschonende und biomasseschonende Art und Weise.

Die Vorrichtung besteht aus einem Trockner 1 , aufgeteilt in eine Vortrocknungszone 3 und eine Endtrocknungszone 4. Durch beide Zonen hierdurch verlaufen jeweils ausgehend vom Anfang der jeweiligen Zone Förderbänder 5a und 5b, wobei die Förderbänder 5a und 5b übereinander angeordnet sind.

Am Anfang der Vortrocknungszone 3 befindet sich ein Einlass 6 für die Zugabe der Biomasse 2 dargestellt durch durchgezogene Pfeile, in den Trockner 1. Die auf das Förderband 5a der Vor- trocknungszone aufgebrachte Biomasse 2 wird mittels einer Auflockerungseinheit 7 aufgelockert, so dass beispielsweise zerkleinerte Biomasse 2 in Form von Presskuchen aufgelockert und gleichmäßig auf dem Förderbands 5a verteilt wird. Auf diese Weise kann die Schütthöhe der Biomasse 2 auf dem Förderband 5a reguliert werden. Weitere Auflockerungseinheiten 7, z. B. Schaufeln, sind über die gesamte Länge des Förderband 5a verteilt, damit die Biomasse 2 bis zum Ende der Vortrocknungszone 3 mehrmals aufgelockert und umgedreht bzw. gewendet wird. Beispielsweise kann die erste Auflockerungseinheit 7 so angeordnet sein, dass die Biomasse 2 bei der ersten Auflockerungseinheit 7 nur auflockert wird. Der durch die Vortrock- nungszone 3 strömende Gegenstrom (dargestellt in waagrechten Doppel-Pfeilen) wird bevorzugt noch vor der ersten Auflockerungseinheit 7 durch eine Luftabfuhreinrichtung 8, einem Kamin, aus dem Trockner 1 abgeführt.

Nachdem die Biomasse 2 von Beginn der Vortrocknungszone 3 durch diese hindurch bis zu dessen Ende auf dem Förderband 5a gefördert wird, um dann in die Endtrocknungszone 4 zu gelangen, strömt der Luftstrom entgegengesetzt der Förderrichtung der Biomasse 2. Die Luft, die bereits Feuchtigkeit in der Endtrocknungszone 4 aufgenommen hat, strömt, ggf. durch Luftfördereinrichtungen unterstützt, in die Vortrocknungszone 3, wo sie letztendlich abgeführt wird.

Aufgrund der übereinander angeordneten Förderbänder 5a und 5b, fällt die Biomasse 2 am Ende des Förderbandes 5a auf das darunter liegende Förderband 5b, wobei die Biomasse 2 während dem Herunterfallen von einer weiteren Auflockerungseinheit 7, z. B. in Form eines Besens, durchgemischt werden kann. Der Besen 7, kann so unterhalb des Förderbandes 5a angeordnet sein um gleichzeitig das Förderband 5a zu reinigen.

Sobald die Biomasse 2 die Endtrocknungszone 4 erreicht hat und auf dem Förderband 5b angekommen ist, wird die Biomasse 2 mindestens ein weiteres Mal mittels einer Auflockerungseinheit 7 durchgemischt und aufgelockert und gleichzeitig die Schütthöhe für das folgende Durchlaufen der Endtrocknungszone 4 reguliert. Im Verlauf der Endtrocknungszone 4 sind weitere Auflockerungseinheiten 7 angeordnet. Die Biomasse 2 wird während der Förderung auf dem Band 5b durch Endtrocknungszone 4 durch einen Luftstrom im Kreuzstrom endgetrocknet. Dabei wird die Luft im Kreuzstrom zur Förderrichtung der Biomasse 2, durch eine unterhalb der Endtrocknungszone 4 angeordneten Luftzufuhreinrichtung 10 von unten dem Trockner 1 zuge- führt. Die Luft wird zunächst der Luftzufuhreinrichtung 10 unterhalb dem Förderband 5b zugeführt und dann mittels den, am Übergang zwischen Luftzufuhreinrichtung 10 und Endtrocknungszone 4 angebrachten, Luftführungseinrichtungen 11 , in Form von Fächern oder Klappen, der Endtrocknungszone 4 im Kreuzstrom zugeführt. Der Luftstrom in den Trockner 1 kann dabei reguliert und gesteuert werden.

Am Ende des Förderbandes 5b und damit am Ende der Endtrocknungszone 4 erfolgt die Abgabe der getrockneten Biomasse 2 durch einen Auslass 13 aus dem Trockner 1 heraus. Bezugszeichenliste:

1 Trockner

2 Biomasse

3 Vortrocknungszone

4 Endtrocknungszone

5a Förderband der Vortrocknungszone

5b Förderband der Endtrocknungszone

6 Biomasse-Einlass

7 Auflockerungseinheit

8 Trocknungsmedium-Abfuhreinrichtung

9 Trocknungsmedium

10 Trocknungsmedium-Zufuhreinrichtung

1 1 Trocknungsmedium-Führungseinrichtung

12 Trocknungsmedium-Fördereinrichtung

13 Biomasse-Auslass