DE10210167A1

DE10210167A1 - Verfahren zur Herstellung von Brennstoffpresslingen

Info

Publication number: DE10210167A1
Application number: DE2002110167
Authority: DE
Inventors: Ralf Taus; Jr Guenter Hofmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-03-07
Filing date: 2002-03-07
Publication date: 2003-09-18

Abstract

Die Erfindung besteht in einem Verfahren zur Herstellung von Brennstoffpresslingen (Pellets) aus organischen Abfällen, insbesondere aus Pferdemist. DOLLAR A Die durch Shreddern, Pressen und Hygienisieren erhaltenen Pellets sind keimfrei und besitzen einen hohen Brennwert.

Description

Die Erfindung besteht in einem Verfahren zur Herstellung von Brennstoffpresslingen (Pellets) aus organischen Abfällen, insbesondere aus Pferdemist.
Es ist seit längerem bekannt, Holzabfälle zu Pellets zu verpressen und in entsprechenden Öfen zu verheizen. Hierzu sind diverse Pressen auf dem Markt erhältlich. Holzpellets haben jedoch den Nachteil, dass ihre Herstellung sehr teuer ist, da durch das sehr harte Holz die Werkzeuge schnell abnutzen. Des Weiteren besteht bei bekannten Holzpellets immer die Gefahr, dass gefährliche Krankheitserreger, die den Holzabfällen anhaften können, wie z. B. der Fuchsbandwurm, nicht abgetötet sind. Die Herstellung und Verwendung solcher Pellets untersteht damit den Auflagen der Biostoffverordnung.
Des Weiteren ist aus der DE 19 40 049 ein Verfahren bekannt, Brennstoffbriketts aus organischen Abfällen und anderen brennbaren Abfallstoffen, wie beispielsweise Hausmüll, herzustellen. Eine Hygienisierung erfolgt über eine zusätzliche Dampfbehandlung vor oder nach dem Brikettieren. Ein erfolgreiches Verfahren, das ausschließlich organische Abfälle, wie z. B. Pferdemist, zu verwertbaren Brennstoff-Produkten verarbeitet, ist nicht bekannt.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, das ausschließlich organische Abfälle, wie Pferdemist, verarbeitet und einen hygienisierten Brennstoff liefert. Diese Aufgabe wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Die nachfolgende Beschreibung erfolgt am Beispiel von Pferdemist. Das Verfahren ist jedoch nicht auf dieses Beispiel beschränkt.
Der Pferdemist wird einem Shredder zugeführt und durch diesen zerkleinert. Hierbei brechen die Pferdeäpfel auf und die Fasern des Einstreumaterials, in der Regel Stroh, werden auf vorzugsweise 5 cm gekürzt. Durch die Einstellung der Messer am Shredder kann die Halmlänge beliebig variiert werden. Je nach verwendeter Presse kommt es aber bei längeren Halmen zu Prozessstörungen.
Das Shreddergut wird anschließend einer Presse zugeführt. Die Friktionswärme erhitzt das Material. Durch diese Temperaturerhöhung und die gleichzeitige Anwesenheit von Wasser tritt ein teilweiser Hygienisierungseffekt auf. Keime und Bakterien werden durch die Kontakthitze zerstört. Aus dem aus der Presse ausgestoßenen Material verdampft Wasser, welches an die Umgebungsluft abgegeben wird. Der Wasserdampf kann auch gezielt über eine Kanalführung abgeleitet werden.
Die gekühlte und wasserreduzierte Masse wird einer weiteren Presse zugeführt. Der Wassergehalt ist jetzt soweit reduziert, dass ein ausreichendes Pressergebnis erreicht wird. Auch hier tritt wieder eine Erwärmung der Masse und ein weiterer Wasserverlust ein. Am Austrag der Presse wird ein eventuell auftretender Staubanteil ausgesiebt. Die Temperatur der Pellets wird für etwa 10 min auf etwa 80°C gehalten, beispielsweise durch Verwendung eines Infrarotstrahlers. Hierbei werden die Pellets über ein Förderband unter dem Wärmestrahler durchgeführt und mindestens einmal gewendet. Die konstant hohe Temperatur tötet alle noch vorhandenen relevanten Keime ab, so dass der Umgang damit unbedenklich ist und nicht unter die Regelungen der Biostoffverordnung fällt. Der hierbei gleichzeitig weiter fortschreitende Wasserverlust erhöht den Brennwert der Pellets.
Ausreichend trockener Pferdemist, wie er beispielsweise im Sommer anfällt, kann auch einstufig zu Pellets gepresst werden. Aus sehr nassem Pferdemist kann über 2 dem Häcksler vorgeschalteten Presswalzen überschüssiges Wasser entfernt werden.
Der Wassergehalt im Pellet liegt am Ende bei etwa 10%. Der Brennwert der Pellets liegt bei etwa 13-15 MJ je kg und dies bei einem Aschegehalt von 80 g je kg. Damit liegt der Aschegehalt unter dem von Braunkohle. Der Schwefelgehalt der Pellets mit 0,1-0,2% bezogen auf die Trockensubstanz der Pellets liegt unter dem von Holz.
Die Pellets haben vorzugsweise einen Durchmesser von 8 mm und eine Länge von 35 mm. Andere Abmessungen können wunschgemäß hergestellt werden. Die Größe der Pellets richtet sich nach der bei der Verbrennung gewählten Ofenzuführung.
Die entstehenden Brennstoffpellets aus Pferdemist haben eine bessere Energiebilanz als Holzpresslinge und sind aufgrund der Hygienisierung keimfrei.
Des Weiteren wird mit dem Verfahren eine Möglichkeit der Entsorgung von anfallenden Pferdemist angeboten, welcher für viele Reithöfe ein Problem darstellt. Meist wird er in viel zu großen Mengen auf die Felder aufgebracht. Da Überdüngung ein ernsthaftes Naturschutzproblem darstellt, ist die Verwertung des Mistes als Brennstoff eine gute ökologische Alternative. Bei der Verbrennung ist der Pferdemist CO₂-neutral, da nur soviel CO₂ freigesetzt wird, wie die Einstreupflanzen vorher in ihrer Biomasse gebunden haben. Dies ist ein erheblicher Vorteil gegenüber der Verwertung fossiler Brennstoffe. Des Weiteren ist die bei der Herstellung der Pferdemistpellets aufzuwendende Energie geringer als bei Holz und ähnlichen Stoffen.
Pferdemistpellets nach dem hier beschriebenen Verfahren werden nach dem Pressen 10 Min. auf einem Temperaturniveau von 80°C gehalten. Diese Temperatur ist hoch genug, um alle relevanten pathogenen Keime zuverlässig abzutöten. Der Umgang mit diesen Brennstoffpellets ist also unbedenklich.
Bei anderen Verfahren wird feuchte Biomasse, auch Holz, erst aufwendig getrocknet, um den Wassergehalt auf ein pelletierfähiges Niveau zu senken. Dabei ist der Energieaufwand recht hoch. Bei dem hier beschriebenen Verfahren wird die Friktionswärme ausgenutzt, um einen Großteil des überschüssigen Wassers auszutreiben. Es muss also keine zusätzliche Energie aufgewendet werden. Der Energieaufwand für die Hygienisierung ist gering, da die Pellets etwa mit der gewünschten Temperatur aus der Presse kommen und nur auf einem Temperaturniveau gehalten werden müssen.
Ein weiterer Vorteil des Verfahrens liegt darin, dass durch den relativ hohen Wasseranteil bei den Pressvorgängen eine hohe Wärmeleitfähigkeit gewährleistet ist. Wasser leitet Wärme besser als die feste Biomasse. Auch ist der Wärmeübergang von Wasser auf die Biomasse besser als nur zwischen der Biomasse. Die Friktionswärme wird also vollständig durch die Pellets geleitet und kann gut an die Bakterien und Keime abgegeben werden. Der Wassergehalt fördert somit die Hygienisierung.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Brennstoffpresslingen (Pellets) aus organischen Abfällen, insbesondere aus Pferdemist, dadurch gekennzeichnet, dass
die organischen Abfälle in einem Shredder zerkleinert werden,
das Shreddergut in mindestens einem Pressvorgang zu Presslingen verpresst wird, hierbei werden enthaltene Keime durch die auftretende Friktionswärme abgetötet,
anschließend werden die warmen Presslinge zum Hygienisieren eine ausreichende Zeit auf einem hohen Temperaturniveau gehalten, wobei die noch enthaltenen relevanten Restkeime abgetötet werden und in den Presslingen enthaltenes Wasser verdampft.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei relativ trockenen Abfällen nur ein Pressvorgang durchgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei relativ nassen Abfüllen vor dem Shreddern überschüssiges Wasser durch 2 Presswalzen entfernt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem ersten Press- und Hygienisierungsvorgang die wasserreduzierten Presslinge mindestens einem weiteren Press- und Hygienisierungsvorgang zugeführt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Shreddergut auf eine Größe von höchstens 5 cm zerkleinert wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Presslinge (Pellets) einen Durchmesser von 8 mm und eine Länge von 35 mm erhalten.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass beim Pressen anfallender Staubanteil am Pressenaustrag ausgesiebt und erneut dem Pressvorgang wieder zugeführt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hygienisierungsvorgang 10 Min. dauert und die Presslinge dabei auf einem Temperaturniveau von 80°C gehalten werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass beim Hygeniesieren der Presslinge austretender Wasserdampf gezielt abgeführt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass beim Hygienisieren die Presslinge über ein Förderband geführt und mindestens einmal gewendet werden.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass beim Hygienisieren ein Wärmestrahler, vorzugsweise ein IR-Strahler, eingesetzt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass beim Hygienisieren ein Mikrowellenstrahler eingesetzt wird.

13. Brennstoffpresslinge (Pellets) aus Pferdemist, nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 hergestellt, dadurch gekennzeichnet, dass diese Presslinge einen Wassergehalt von höchstens 10%, einen Brennwert von 13 bis 15 MJ je kg, einen Aschegehalt von 80 g je kg und einen Schwefelgehalt von 0,1 bis 0,2% bezogen auf die Trockensubstanz der Presslinge aufweisen.