HAAS, Gernot von (Schwalbenweg 65/I, Heidelberg, 69123, DE)
| Patentansprüche Verfahren zur Herstellung von Pellets (9) aus Biomasse (1 ) in einer Pelletierpresse (8) zur Verwendung als Brennmaterial in Feuerstellen, wobei die Biomasse (1 ) aus Zellulose- und/oder lignozellulosehaltigen Fasern, Spänen, oder Schnitzeln besteht, die Biomasse (1) im Zuge der Herstellung in einem Trockner (2) erwärmt und getrocknet wird, die getrocknete und erwärmte Biomasse (1 ) von der Trocknerluft abgetrennt wird und die Biomasse (1 ) einer Pelletierpresse (8) zugeführt wird, wobei die Temperatur der Biomasse (1 ) in einem Behandlungsbereich (23) zwischen dem Trockner (2) und der Pelletierpresse (8) mit Heißluft erwärmt oder im Wesentlichen erhalten wird und der Behandlungsbereich (23) zumindest Teile des Transportweges und/oder zumindest eine weitere Vorrichtungen zur Durchführung zumindest eines zusätzlichen Verfahrensschrittes umfasst und wobei die Temperatur der Heißluft zumindest 65° Celsius übersteigt. Verfahren nach Anspruch 1 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Temperatur der Heißluft mit einer Heizvorrichtung (15) eingestellt wird, wobei die Heizvorrichtung (15) frische Luft als Zuluft (14) und/oder vorgewärmte Luft aus zumindest einer Heißluftrückführung (21 ) und/oder vorgewärmte Luft aus einem Wärmetauscher (19) der Abwärme (18) eines Pelletkühlers (17) nach der Pelletierpresse (8) verwendet. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Behandlungsbereich (23) die zumindest eine Vorrichtungen zur Durchführung zumindest eines weiteren Verfahrensschritts einen Schwergutabscheider (3) zur Abscheidung von Schwergut und/oder eine Mahlvorrichtung (4) zur Zerkleinerung der Biomasse (1 ) und/oder einen Zyklon (5) zur Abscheidung der Heißluft von der Biomasse (1) umfasst. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Vorrichtung zur Durchführung zumindest eines weiteren Verfahrensschritts und die Heizvorrichtung (15) die Heißluft im Behandlungsbereich (23) in einem im Wesentlichen geschlossenen Kreislauf führen. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Heißluft im Kreislauf des Behandlungsbereichs (23) zumindest in Teilen regelmäßig ausgetauscht und/oder gefiltert wird. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der Heißluft derart eingestellt wird, dass die Biomasse (1) die Pelletierpresse mit einer Temperatur (T4/T5) von über 65° C erreicht. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Biomasse (1 ) den Trommeltrockner mit einer Temperatur (T-i) im Wesentlichen über 65° C verlässt. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Biomasse (1) in einem weiteren Verfahrensschritt mittels Heißluft durch zumindest einen Schwergutabscheider (3) transportiert und/oder durch eine Mahlvorrichtung (4) hindurchgeführt und zerkleinert wird. 9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Biomasse (1) in einem weiteren Verfahrensschritt mittels Heißluft, insbesondere mit Heißluft einer Temperatur von 70° bis 80° C, durch zumindest einen Schwergutabscheider (3) transportiert und erwärmt und/oder durch eine Mahlvorrichtung (4) hindurchgeführt, zerkleinert und erwärmt wird. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Biomasse (1) in einem weiteren Verfahrensschritt mit Heißluft, insbesondere mit Heißluft einer Temperatur über 65° C, in zumindest einem Silo (6) und/oder in einer dem Silo (6) zugehörigen Austragsvorrichtung (7) beaufschlagt wird. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Biomasse (1) in einem weiteren Verfahrensschritt nach der Mahlvorrichtung (4) und/oder einem Schwergutabscheider (3) in einem Zyklon (5) von der Heißluft separiert wird, wobei ungenügend zerkleinerte Teile der Biomasse (1) der Mahlvorrichtung (4) rückgeführt und/oder die separierte Heißluft über eine Heißluftrückführung (21) der Heizvorrichtung (15) zugeführt werden. 12. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Biomasse (1) zumindest teilweise während des Transports und/oder der Lagerung zwischen den einzelnen Verarbeitungsstufen mittels Heißluft und/oder ausreichender Isolierung gegenüber der Umgebungstemperatur annähernd auf dem gleichen Temperaturniveau gehalten oder erwärmt wird. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heißluft für die Transportmittel, den Schwergutabscheider (3), die Mahlvorrichtung (4), das Silo (6) und/oder den Zyklon (5) zumindest auf die Temperatur der Biomasse (1 ) erhitzt wird. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Biomasse (1) im Wesentlichen kurz vor der Pelletierpresse (8) Wasser zugeführt, insbesondere aufgesprüht wird. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser vor oder während der Zufuhr auf die Biomasse (1 ) auf eine Temperatur von über 65° C, bevorzugt auf über 80°, insbesondere bevorzugt auf 90° C, aufgewärmt wird. 16. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser mit der Biomasse (1 ) nach dem Auftrag auf die Biomasse (1 ) mittels Strahlungsenergie erwärmt wird. Anlage zur Herstellung von Pellets (9) aus Biomasse (1 ) in einer Pelletierpresse (8) zur Verwendung als Brennmaterial in Feuerstellen, wobei die Biomasse (1 ) aus Zellulose- und/oder lignozellulosehaltigen Fasern, Spänen, oder Schnitzeln besteht, zur Trocknung und Erwärmung der Biomasse (1 ) ein Trockner (2) mit einer Schleuse (13) zur Abtrennung der Trocknerluft in Produktionsrichtung vor der Pelletierpresse (9) angeordnet ist, wobei in der Anlage zumindest ein Behandlungsbereich (23) zwischen der Schleuse (13) und der Pelletierpresse (9) angeordnet ist und dieser Behandlungsbereich (23) zumindest ein Transportmittel zum Transport der Biomasse (1 ) zwischen dem Trockner (2) und der Pelletierpresse (9) und/oder zumindest eine Vorrichtung zur Durchführung zumindest eines weiteren Verfahrensschrittes angeordnet ist, dem Behandlungsbereich (23) zugehörig zumindest eine Heizvorrichtung (15) zur Erhitzung und/oder Bereitstellung von Heißluft von im Wesentlichen über 65° C Celsius angeordnet ist, wobei die Heizvorrichtung (15) zumindest einmal mit dem Transportmittel und/oder mit einer Vorrichtung zur Durchführung weiterer Verfahrensschritte zur Zufuhr der Heißluft wirkverbunden ist. Anlage nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass in der Anlage zumindest in Teilen an den Transportvorrichtungen und/oder an zumindest einem Silo und/oder an zumindest einer Vorrichtungen für die Verfahrensschritte gegenüber der Umgebungstemperatur Isolierungen angeordnet sind. Anlage nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass im Behanldungsbereich (23) als Vorrichtungen zur Durchführung zumindest eines weiteren Verfahrensschritts ein Schwergutabscheider (3) zur Abscheidung von Schwergut und/oder eine Mahlvorrichtung (4) zur Zerkleinerung der Biomasse (1) und/oder ein Silo (6) und/oder ein Sieb (24) und/oder ein Zyklon (5) zur Abscheidung der Heißluft von der Biomasse (1) angeordnet sind. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass zur Lagerung der Biomasse (1) ein Silo (6) mit einer zugehörigen Austragsvorrichtung (7) angeordnet ist. 21. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass zur Etablierung eines geschlossenen Kreislaufes der Heißluft im Behandlungsbereich (23) eine Heißluftrückführung (21) angeordnet ist. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass zur Lagerung und Kühlung der hergestellten Pellets (9) ein Pelletkühler (17) angeordnet ist, der mit der Heizvorrichtung (15) und/oder einem Wärmetauscher (19) zur Wiederverwendung der Abwärme (18) angeordnet ist. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 17 bis 22, gekennzeichnet durch die Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1. |
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Pellets in einer Pelletierpresse zur Verwendung als Brennmaterial in Feuerstellen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Weiter betrifft die Erfindung eine Anlage zur Herstellung von Pellets aus Biomasse in einer Pelletierpresse zur Verwendung als Brennmaterial in Feuerstellen nach dem Oberbegriff des Anspruches 17.
Die Herstellung von Pellets, auch Presslinge oder Granulat genannt, aus Feingut oder verdichtetem und/oder aufgeschmolzenem Material ist bereits lange bekannt. Brikettpressen haben zwischen zwei Walzen, wobei entweder eine oder beide als Matrize ausgearbeitete waren, Material verdichtet und zu Briketts zur Verteuerung geformt. In der Kunststoffindustrie oder der
Tierfutter verarbeitenden Industrie ist die Pelletierung mittels Extrudern und Lochscheiben, ggf. mit nachfolgenden Schneidvorrichtungen, ebenfalls hinreichend bekannt. Die Herstellung von Pellets zur Verwendung als
Brennmaterial in Feuerstellen aus vorzugsweise zerkleinerter Biomasse, wie Holz, dessen Sägespäne, Staub oder dergleichen ist ebenfalls bereits hinreichend bekannt und wird im Bereich der erneuerbaren Energien als zukunftsweisende Technologie für den Klimaschutz, besonders in Europa, propagiert. Der Herstellungsprozess unterliegt dabei gewissen Normen, so müssen die hergestellten Pellets eine gewisse Abriebfestigkeit (für einen pneumatischen Transport) aufweisen und dürfen keine im Zuge der
Verbrennung toxisch oder umweltschädlichen Wirkstoffe freisetzen. Bei minderwertigen Pellets sind oft Fremdstoffe (Schmiermittel, Farbstoffe, ...) enthalten.
Bei der Anlagenplanung für die Herstellung von Pellets zur Verwendung in Feuerstellen, insbesondere bei industriellen Großanlagen, ist insbesondere der Kostenfaktor durch die aufzuwendende Energie ein Problem.
Sinnvollerweise sollte die Herstellung der Pellets sehr wenig Energie verbrauchen, da diese in der Regel nicht von erneuerbaren Energien (Öl- /Gasverbrennung, Kraftwerke) stammt. Problematisch ist es auch eine Großanlage aus mehreren zugekauften Einzelteilanlagen, insbesondere von Nischenherstellern, aufzubauen, da jede Einzelteilanlage
(Schwergutabscheider, Trocknungsvorrichtung, Mahlvorrichtung, Zyklon oder Pelletierpresse) selten in einer Gesamtanlage kostengünstig und optimal integriert werden kann. In bisherigen Anlagen werden die Späne sehr intensiv getrocknet, damit vor der Pelletierung die Späne mit Dampf aufgewärmt werden können. Der Grund hierfür besteht darin, dass die Späne während des Transports vom Trockner bis hin zur Pelletierung, bzw. in weiteren Vorrichtungen zur Behandlung der Späne, aber auch
insbesondere während der Lagerung in einem Silo, viel ihrer durch den Trocknungsprozeß erhaltenen Temperatur verlieren. Für einen schnellen Herstellungsprozeß benutzt man deshalb Dampf zur Vorwärmung der Späne vor der Pelletierpresse, da der kondensierende Dampf nicht nur eine
Befeuchtung der Späne, sondern auch einen schnelle Temperaturerhöhung der Späne verspricht. Gleichwohl sollten bekannte Feuchten der Späne vor der Pelletierung, üblich sind 12 Gewichtsprozent Feuchte, nicht überschritten werden, so dass bei einer 2 bis 4 prozentigen Erhöhung der Spänefeuchte durch die Bedampfung die Späne auf 8 bis 10 Gewichtsprozent getrocknet werden müssen. Die übertriebene Trocknung der Späne und das Herstellen des Dampfes benötigen sehr viel Energie.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, dass ein Verfahren und eine Anlage geschaffen werden soll, in dem/der gegenüber dem Stand der Technik energiesparend Biomasse, vorzugsweise Holzmasse in der Form von Spänen, und energetisch kostengünstig zu Pellets verpresst werden kann.
Die Lösung der Aufgabe für ein Verfahren besteht darin, dass das Verfahren Biomasse im Zuge der Herstellung in einem Trockner erwärmt und
getrocknet wird, die getrocknete und erwärmte Biomasse von der
Trocknerluft abgetrennt wird und die Biomasse einer Pelletierpresse zugeführt wird,
wobei die Temperatur der Biomasse in einem Behandlungsbereich zwischen dem Trockner und der Pelletierpresse mit Heißluft erwärmt oder im Wesentlichen erhalten wird und der Behandlungsbereich zumindest Teile des Transportweges und/oder zumindest eine weitere Vorrichtungen zur Durchführung zumindest eines zusätzlichen Verfahrensschrittes umfasst und wobei die Temperatur der Heißluft zumindest 65° Celsius übersteigt.
Die Lösung der Aufgabe für eine Anlage besteht darin, dass in der Anlage zur Trocknung und Erwärmung der Biomasse ein Trockner mit einer
Schleuse zur Abtrennung der Trocknerluft in Produktionsrichtung vor der Pelletierpresse angeordnet ist,
wobei in der Anlage zumindest ein Behandlungsbereich zwischen dem der Schleuse und der Pelletierpresse angeordnet ist und dieser
Behandlungsbereich zumindest ein Transportmittel zum Transport der Biomasse zwischen dem Trockner und der Pelletierpresse und/oder zumindest eine Vorrichtung zur Durchführung zumindest eines weiteren Verfahrensschrittes angeordnet ist, dem Behandlungsbereich zugehörig zumindest eine Heizvorrichtung zur Erhitzung und/oder Bereitstellung von Heißluft von im Wesentlichen über 65° C Celsius angeordnet ist, wobei die Heizvorrichtung zumindest einmal mit dem Transportmittel und/oder mit einer Vorrichtung zur Durchführung weiterer Verfahrensschritte zur Zufuhr der Heißluft wirkverbunden ist.
In vorteilhafter Weise erreicht der erfindungsgemäße Verfahrensverlauf bei großindustriellen Anlagen hohe Einsparungspotentiale im Energieverbrauch, weil das gesamte Herstellungsverfahren energetisch optimiert durchgeführt wird und energetisch aufwendige Temperaturerhöhungen der zu
behandelnden Biomasse vermieden werden oder auf unnötige energiereiche Verfahrensmaßnahmen, wie Befeuchtung der Biomasse mit Dampf zur Temperaturerhöhung, gleichzeitige Anhebung der Biomassenfeuchte um mehrere Prozent und anschließende Trocknung der Biomasse zur
Herstellung des notwendigen Trocknungsgrades der Biomasse für die Pelletierung. Dazu wird in vorteilhafter Weise die Biomasse nach dem Trockner entlang ihres Transportweges und/oder in weiteren Vorrichtungen zur Durchführung von weiteren Verfahrensschritten mittels Heißluft erwärmt. Die weiteren Vorrichtungen sind im Folgenden als Behandlungsbereich (zwischen
Trockner und Pelletierpresse) benannt. In vorteilhafter Weise sollten die entsprechenden Transportwege und/oder die Vorrichtungen gegenüber der Umwelt bzw. der geringeren Temperatur ausreichend isoliert sein.
Für das grundlegende Trocknungsverfahren wird vorzugsweise ein
Heißdampftrockner, oder ein Stromtrockner verwendet. Besonders bevorzugt, wegen der hohen Austrittstemperatur und/oder der hohen
Durchsatzmenge ist aber ein Trommeltrockner. Ein Trommeltrockner, oder Stromtrockner oder ein Heißdampftrockner kann üblicherweise eine 10° höhere Temperatur der Biomasse gegenüber den herkömmlichen
Bandtrocknern aufweisen. Bevorzugt wird in vorteilhafter Weise zwischen dem Trockner und der Pelletierpresse ein Behandlungsbereich etabliert, in dem die getrocknete Biomasse für die Pelletierpresse aufbereitet wird. Notwendige oder sinnvolle Aufbereitungen können beispielsweise die Durchleitung durch einen
Schwergutabscheider, eine Mahlvorrichtung, eine Klassiervorrichtung, eine Wassersprühvorrichtung, eine Dosiervorrichtung für die Pelletierpresse, Transportvorrichtungen oder dergleichen mehr sein. In all diesen
Vorrichtungen wird üblicherweise, besonders aber natürlich im Anfahrbetrieb der Anlage, die Temperatur der Biomasse deutlich gesenkt. Herkömmliche Anlagen weisen hierzu eine Bedampfungsvorrichtung vor der Pelletierpresse auf, die energetisch kostenintensiv die Biomasse wieder auf eine
pelletierbare Temperatur erhöht. Die Bedampfung erhöht aber in der Regel auch den Feuchtigkeitsgehalt der Biomasse, so dass im Vorgriff ein Trockner die Biomasse um diesen erhöhten Feuchtigkeitsgehalt intensiver herunter trocknen muss. Besonders Vorteilhaft ist bei vorliegender Erfindung die Eigenschaft, dass dieser besondere Energieaufwand, insbesondere durch eine spezielle Gestaltung des Behandlungsbereiches zwischen Trockner und Pelletierpresse nicht mehr doppelt vollzogen werden muss. Es reicht aus, um die Pelletierung in der Pelletierpresse zu erleichtern, die Biomasse vor der Pelletierpresse mit Wasser zu beaufschlagen, vorzugsweise zu besprühen. Das Wasser sollte in diesem Zusammenhang natürlich vorgewärmt sein und vorzugsweise eine Temperatur von über 60° aufweisen. Die Biomasse wird je nach Bedarf vorzugsweise mit Heißluft transportiert und/oder in die Behandlungsvorrichtungen eingebracht respektive hindurchgeführt. Neben der optimalen Temperierung der mit der Biomasse in Kontakt tretenden Maschinenelemente ist der Temperaturerhalt oder die Temperaturerhöhung der Biomasse möglich. In der Anlage befinden sich vorzugsweise eine Vielzahl an Meß- und Regelungsvorrichtungen, um die Temperierung und die Steuerung oder Regelung der Heißluftzufuhr bzw. der Temperatur der Heißluft energetisch optimal einzustellen. Das Ziel liegt darin, dass Biomasse mit einer Temperatur von im Wesentlichen über 65° C in die Pelletierpresse zu transportieren, ohne das wesentliche Temperaturniveau der Biomasse nach dem Trockner, dessen Austrittstemperatur vorzugsweise über 60° C liegt, nach unten in Richtung einer üblichen Umgebungstemperatur zu verändern. Unterstützt werden soll diese Maßnahme insbesondere durch Isolationen der entsprechenden Vorrichtungen im Behandlungsbereich und/oder Heizvorrichtungen der Vorrichtungen selbst.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird als
Behandlungsbereich eine Heißluftzirkulation geschaffen, die zumindest eine Vorrichtung zur Bewirkung eines Verfahrensschrittes (bspw. mahlen, sortieren, klassieren, erwärmen), eine Heizvorrichtung für die Heißluft und einen Zyklon zur Abscheidung der Heißluft von der Biomasse umfasst.
Bekannte anlagentechnische Notwendigkeiten, wie Steuer- und
Regelvorrichtungen, Frischluftzufuhr, Heißluftreinigung, oder dergleichen wird durch einen Fachmann entsprechend der anlagentechnischen
Notwendigkeiten oder Vorgaben hinzugefügt, wo notwendig oder sinnvoll. Insbesondere im Zuge einer gesamtenergetischen Wirtschaftlichkeit.
Im Zuge einer energetischen Optimierung kann es sinnvoll oder sogar notwendig sein, anstelle von Heißluft ein Heißluft-Wasserdampf-Gemisch zu verwenden, das einen besseren Wärmeübergang, insbesondere bei einer Aufheizung der Biomasse, ermöglicht. In diesem Falle kann natürlich auf eine Wasserbeaufschlagung respektive -besprühung vor der Pelletierpresse verzichtet werden oder diese wird entsprechend gedrosselt.
Im Übrigen wird das Wasser vor oder während der Zufuhr auf die Biomasse auf eine Temperatur von über 65° C, bevorzugt auf über 80°, insbesondere bevorzugt auf 90° C, aufgewärmt. In einer bevorzugten Ausführungsform kann alternativ oder unterstützend das aufgetragene Wasser auf der Biomasse mittels Strahlungsenergie erwärmt werden. Vorzugsweise sind hierfür Mikrowellenstrahler angeordnet, die das Wasser respektive die Biomasse während des Transports zwischen der Wasserbesprühung und der Pelletierpresse aufwärmen. Besonders bevorzugt wird die Temperatur der Heißluft mit einer Heizvorrichtung eingestellt, wobei die Heizvorrichtung frische Luft als Zuluft und/oder vorgewärmte Luft aus zumindest einer Heißluftrückführung und/oder vorgewärmte Luft aus einem Wärmetauscher oder direkt aus der Abwärme eines Pelletkühlers nach der Pelletierpresse verwendet. Im Behandlungsbereich zwischen dem Trockner, vorzugsweise ein Trommeltrockner mit einer Schleusenvorrichtung zur Abtrennung der Trocknerluft von der Biomasse, und der Pelletierpresse können mehrere Verfahrensschritte notwendig sein, um die Biomasse für die Pelletierung auf- oder zuzubereiten. Auch Sicherheitsaspekte für die Pelletierpresse selbst vor Metallen, Steinen oder dergleichen sollten beachtet werden. Hierzu wären zum Beispiel notwendig ein Schwergutabscheider zur Abscheidung von Schwergut und/oder eine Mahlvorrichtung zur Zerkleinerung der Biomasse und/oder ein Zyklon zur Abscheidung der Heißluft von der Biomasse vor der Pelletierpresse. Die Abscheidung der Heißluft von der Biomasse kann notwendig sein, um den energetischen Gesamthaushalt der Anlage zu erhöhen. Besonders vorteilhaft ist diese, wenn im Behandlungsbereich die Heißluft über die Heizvorrichtung in einem im Wesentlichen geschlossenen Kreislauf geführt werden soll. Dieser Kreislauf bietet im Wesentlichen
Vorteile in steuerungs- und regeltechnischer Hinsicht. Der Kreislauf kann natürlich auch über ein optionales Silo und/oder die Pelletierpresse selbst erweitert werden, so dass nach der Pelletierpresse, vorzugsweise im
Pellettrockner die noch warme Heißluft, vorzugsweise dann über einen Wärmetauscher über eine Heißluftrückführung respektive eine
Wärmerückgewinnung wieder zur Heizvorrichtung geführt wird. Die Heißluft im Kreislauf des Behandlungsbereichs sollte zumindest in Teilen regelmäßig ausgetauscht und/oder gefiltert wird, wobei die entsprechende Abluft, konform mit den Umweltschutzbestimmungen ggf. über eine
Abluftreinigungsvorrichtung, beispielsweise einen feucht-elektrostatischen Abscheider (WESP) und/oder eine regenerativ thermische Oxidierung (RTO) geführt werden sollte.
Die Lehre der Erfindung sagt grundsätzlich aus, dass die Auskühlung der Biomasse zwischen der Trocknung im Trockner und der Pelletierung möglichst vermindert oder sogar verhindert werden soll. Je nach Anlagentyp oder Verfahrenstypus kann sogar eine Erwärmung der Biomasse
vorgesehen sein, insbesondere, wenn die Biomasse vor der Pelletierpresse noch in einem Silo gelagert werden muss, um einen ordnungsgemäße Verteilung respektive Schüttung der Biomasse in eine oder mehrere
Pelletierpressen zu gewährleisten. Je nach Definition kann die Lagerung und die Austragung aus dem Silo auch als dem Behandlungsbereich zugehöriger Verfahrensschritt betrachtet werden. Die Biomasse sollte bevorzugt mit einer Temperatur von über 65° C die Pelletierpresse erreichen, und dementsprechend sollte die Heißluft im Behandlungsbereich eingestellt werden. Weitere Hinweise zur Gestaltung oder Regelung der Temperatur der Biomasse ist natürlich abhängig von den verwendeten Vorrichtungen zur Durchführung der Verfahrensschritte im Behandlungsbereich und der verwendeten Biomasse selbst. Auch die Möglichkeit zur Isolierung der jeweiligen Vorrichtungen bzw. der Transportwege ist in Teilen
Gestaltungssache des Konstrukteurs der Anlage und kann deswegen nicht im Einzelfall für den Fachmann dargestellt werden. Bevorzugt wird aber die Biomasse auch während des Transports zumindest mit Heißluft umgeben oder entsprechend pneumatisch transportiert.
Zur Unterstützung der Vorgabe, dass die Biomasse die Pelletierpresse mit 65° C erreicht, kann es notwendig sein, dass die Biomasse den
Trommeltrockner zumindest mit einer Temperatur Ti von im Wesentlichen über 65° C verlässt. Anschließend sollte die Biomasse in einem weiteren Verfahrensschritt mittels Heißluft durch zumindest einen
Schwergutabscheider transportiert und/oder durch eine Mahlvorrichtung hindurchgeführt und zerkleinert werden. Für eine ggf. notwendige
Erwärmung der Biomasse kann es notwendig sein die Temperatur der Heißluft zu erhöhen, insbesondere mit Heißluft einer Temperatur von 70° bis 80° C, und die Biomasse durch zumindest einen Schwergutabscheider zu transportieren und gleichzeitig zu erwärmen und/oder durch eine
Mahlvorrichtung hindurch zu führen, zu zerkleinern und dort zu erwärmen. Von Vorteil wäre es weiter Alternativ oder in Kombination mit den bisherigen Verfahrensschritten die Biomasse mit Heißluft, insbesondere mit Heißluft einer Temperatur über 65° C, in zumindest einem Silo und/oder in einer dem Silo zugehörigen Austragsvorrichtung zu beaufschlagen. Zur
Energieeinsparung kann es weiter nötig sein, dass
die Biomasse in einem weiteren Verfahrensschritt nach der Mahlvorrichtung und/oder einem Schwergutabscheider in einem Zyklon von der Heißluft separiert wird, wobei ungenügend zerkleinerte Teile der Biomasse der Mahlvorrichtung rückgeführt und/oder die separierte Heißluft über eine Heißluftrückführung der Heizvorrichtung zugeführt werden. Energetisch ist es sinnvoll, je nach Ausgangstemperatur des Trockners, die Heißluft für die Transportmittel, den Schwergutabscheider, die Mahlvorrichtung, das Silo und/oder den Zyklon zumindest auf die Temperatur der Biomasse erhitzt wird.
Weitere vorteilhafte Maßnahmen und Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und der folgenden
Beschreibung mit der Zeichnung hervor.
Die verwendete und hergestellte Biomasse 1 besteht teilweise aus in
Sägewerken und anderen Fabrikationsorten als Abfallprodukt entstehenden Späne oder Schnitzel, die auf Lastkraftwägen angeliefert werden. Bei großindustrieller Pelletproduktion ist es notwendig auf geschlagenen
Baumbestand zurückzugreifen, der mittels so genannter
Zerspanungsanlagen zu Spänen oder Schnitzeln zerkleinert wird. Diese werden nach einer ersten Vorbereitung, ggf. sogar einer mechanischen Entwässerung, in einen Trockner 2 eingeführt. Vorzugsweise sind bei der großindustriellen Pelletproduktion Trommeltrockner vorgesehen, die sich durch große Durchsatzmengen und gleichmäßiger Austrittstemperatur Ti der Biomasse 1 auszeichnen. Ein Trockner 2 in Trommelausführung wird dabei mit einer Trocknerzuluft 11 beaufschlagt, die vorzugsweise im Kreis geführt wird und hierzu nach dem Trockner 2 durch einen Trocknerzyklon 10 von der Biomasse 1 getrennt wird. Die Trocknerluft ist in der Regel stark
staubbelastet und aufgrund der Trocknung sogar mit Schadstoffen belastet und wird entweder vollständig oder bei einer Kreislaufanwendung der Trocknerzuluft 11 (gestrichelte- Linie) in Teilen regelmäßig ausgetauscht. Die feuchte und mit Staub angereicherte Trocknerluft wird in der Regel in einer Abluftreinigungsanlage 12 zuerst vorgereinigt, bevor diese als Abluft 25 an die Umwelt abgegeben werden kann.
Die Biomasse 1 tritt aus dem Trocknerzyklon 10 über eine Schleuse 13, meist eine Zellenradschleuse, mit einer Temperatur Ti in den
Behandlungsbereich 23 ein und weist nach dem Behandlungsbereich 23 eine Temperatur Τ 4 /Τ 4 · auf.
Im Behandlungsbereich 23 findet sich zumindest eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrensschrittes, was Sortierung, Klassierung, Mahlung, Abscheidung von Schwerstoffen und vieles mehr umfassen kann. Auch der Transport der Biomasse 1 zwischen dem Trockner 2 und der Pelletierpresse 8 wird in diesem Zusammenhang als ein Verfahrensschritt gewertet, als auch die Lagerung in einem Silo 6, wenn auch letzteres in der Übersichtszeichnung nicht so dargestellt ist. Die Übersichtszeichnung stellt primär eine vereinfachte Anlage mit einer Verfahrensstufe zwischen dem Trockner 2 und der Pelletierpresse 8 dar. Der Verfahrensverlauf liest sich anhand der durchgehenden Verfahrenspfeile wie folgt. Nach der Schleuse 13 wird die Biomasse 1 mit einer Temperatur T1 in eine Mahlvorrichtung 4 transportiert, in der Mahlvorrichtung 4 wird diese mit Heißluft einer
Temperatur T2 aus der Heizvorichtung 15 beaufschlagt, die Biomasse 1 weist anschließend eine Temperatur T3 auf, die vorzugsweise mindestens der Temperatur T1 entspricht oder sogar höher liegt und wird mit der Heißluft in den Zyklon 5 überführt. Der Zyklon 5 scheidet die Heißluft einer
Temperatur T6 von der Biomasse 1 ab und überführt die Heißluft wieder in die Heizvorrichtung 15 zur Wiederaufheizung auf die Temperatur T2, sofern notwendig. Die Biomasse 1 wird nach dem Zyklon 5 über eine Schleuse 13, vorzugsweise eine Zellenradschleuse, aus dem Behandlungsbereich 23 ausgetragen und mit einer Temperatur T4, die über 60° Celsius, bevorzugt über 65° C, liegt einer Pelletierpresse 8 zugeführt. Nach einer Pelletierung der Biomasse 1 zu Pellets 9 werden diese in einem Pelletkühler 17 gelagert oder hindurchgeführt und gekühlt. Die Abwärme 18 mit einer Temperatur T7 kann über einen optionalen Wärmetauscher 19 mit einer Temperatur T8 wieder der Heizvorrichtung 15 zugeführt werden, um die Temperatur T1 der Biomasse 1 nach dem Trockner 2 zu erhalten oder sogar zu erwärmen. Die letztere Möglichkeit ist eine Erweiterung des. Kreislaufes der Heißluft des Behandlungsbereiches 23, die alternativ oder in Kombination angewendet werden kann. Der Kreislauf weist eine entsprechend notwendige
Frischluftzufuhr auf und regelmäßig in Teilen oder vollständig wird die
Heißluft im Kreislauf, vorzugsweise vor oder im Bereich der Heizvorrichtung 15, in einer Abluftreinigungsvorrichtung (nicht dargestellt) gereinigt und als Abluft 25 an die Umwelt abgegeben.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel, bei der Verwendung von einem Silo 6 zur Lagerung der Biomasse 1 mit einer zugehörigen Austragsvorrichtung 7 kann oder sollte sogar die Temperatur T4' erhöht sein, damit Wärmeverluste der Biomasse 1 während der Lagerung und dem Austrag aus dem Silo 6 ausgeglichen werden können und die Temperatur T5 der Biomasse vor der Pelletierpresse8 , in Verbindung mit einem optionalen Wassereintrag durch eine Sprühvorrichtung 22, den Vorgaben entspricht und vorzugsweise über 60° C, bevorzugt über 65° C, liegt.
In einem weiteren alternativen Ausführungsbeispiel kann im
Behandlungsbereich 23 oder wie in der Zeichnung dargestellt die Biomasse einen Sieb 24, vorzugsweise als Flachsieb ausgestaltet, durchlaufen. Auch hier ist es von Vorteil, wenn die mitgeführte Luft als Heißluft erwärmt ist und zumindest die Temperatur der Biomasse 1 aufweist oder sogar darüber liegt. Der Sieb 24 wird vorzugsweise dazu benutzt um Sand oder Feinstaub abzusieben. Analog wie bei der Anwendung eines Silos 6 kann auch hier vorab eine Temperatur T4" und nachfolgend die Biomasse eine Temperatur T5' aufweisen, wobei die Temperatur T5' vorzugsweise über 60° C, besonders bevorzugt über 65° C, liegt
In einer optionalen Ausführungsform des doppelpunktgestrichelten
Behandlungsbereiches 23 kann die Heißluft bereits gleich nach der
Ausschleusung der Biomasse 1 nach der Schleuse 13 des Trocknerzyklons 10 der Biomasse als Transportluft oder als Umgebungsluft mit einer
Temperatur T2 der Biomasse 1 auf dem Weg zur Mahlvorrichtung 4 zugeführt werden. Die gestrichelten Alternativen umfassen weitere mögliche zusätzliche Anwendungsmöglichkeiten der Heißluft, auch in Kombination mit mehreren Verfahrensschritten. Einer dieser Schritte ist die zusätzliche Anordnung eines Schwergutabscheiders 3 zwischen dem Trockner 2 und der Mahlvorrichtung 4. Die Biomasse wird entsprechend zuerst einem
Schwergutabscheider zugeführt um Steine oder zu große Brocken der
Biomasse 1 , bevorzugt mit schädlichen Eigenschaften für die nachfolgenden Vorrichtungen, auszuscheiden. Gerade ein Schwergutabscheider benötigt aber eine große Menge an Luft zur Verwirbelung der Biomasse und kühlt bei nicht vorgeheizter Heißluft die Biomasse entsprechend aus. Hier setzt die Lehre der Erfindung besonders vorteilhaft ein und führt die Biomasse 1 bereits mit einer Heißluft beaufschlagten Umgebungsluft dem
Schwergutabscheider zu und/oder bewirkt die Luftverwirbelungen im
Schwergutabscheider 3 mittels zugeführter Heißluft aus der Heizvorrichtung 15. Der Heizvorrichtung 15 wird Frischluft als Zuluft 14 und/oder regenerierte Wärme/Luft mit einer Temperatur T8 aus dem Pelletkühler 17 und/oder über eine Heißluftrückführung 21 Heißluft aus dem Zyklon 5 zur Erhitzung und Einstellung der Heißluft auf die Temperatur T2 zugeführt. Auch die im
Behandlungsbereich verwendete Heißluft sollte und kann regelmäßig gegen frische Luft ausgetauscht werden oder kann mittels eines Rundfilters 16 in Teilen oder regelmäßig gefiltert werden. Bezugszeichenliste:
1. Biomasse 14. Zuluft
2. Trockner 15. Heizvorrichtung
3. Schwergutabscheider 16. Rundfilter
4. Mahlvorrichtung 17. Pelletkühler
5. Zyklon 20 18. Abwärme
6. Silo 19. Wärmetauscher
7. Austragsvorrichtung 20. Frischluft
8. Pelletierpresse 21. Heißluftrückführung
9. Pellets 22. Sprühvorrichtung Wasser
10. Trocknerzyklon 25 23. Behandlungsbereich
11. Trocknerzuluft 24. Sieb
12. Abluftreinigungsvorrichtung 25. Abfluft
13. Schleuse
T- \ Temperatur Biomasse nach Trockner (vor Aufbereitungsbereich)
T 2 Temperatur Heißluft für Biomasse
T 3 Temperatur Heißluft/Biomasse
T 4 Temperatur Biomasse nach Aufbereitungsbereich
T 5 Temperatur Biomasse nach Lagerung in Silo
T 6 Temperatur Heißluft nach Zyklon 16
T 7 Temperatur Luft Abwärme (Luft) aus Pelletkühler
T 8 Temperatur Luft nach Wärmetauscher 19