DE19848354B4 - Einrichtung zur Erzeugung von thermisch verwertbaren Hackschnitzeln - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Herstellung von Hackschnitzeln aus Grüngut für die Wärmeerzeugung in Heizeinrichtungen, wobei das Grüngut einer Zerkleinerungseinrichtung zugeführt wird, diese Zerkleinerungseinrichtung das Grüngut in definierte Hackschnitzel trennt, anschließend das Grüngut über einen Siebkorb mit definierter Maschenweite ausgetragen wird und einer Siebtrommel zugeführt wird, die wenigstens drei Siebbereiche aufweist, wobei in dem ersten Siebbereich Kleinteile ausgetragen werden, im zweiten Siebbereich die zur Wärmeerzeugung geeigneten Hackschnitzel ausgetragen werden und im weiteren, dritten Siebbereich die Siebtrommel eine gegenüber dem zweiten Siebbereich geringere Maschenweite besitzt.

Description

• Darstellung der Erfindung:
• Es wird ein Verfahren und Einrichtung zur Herstellung von Hackschnitzeln zur Wärmeerzeugung beschrieben.
• Bei der Pflege von Bäumen, Sträuchern und Grünflächen entsteht Grüngut bzw. Baum- und Strauchschnitt. Grundsätzlich ist Grüngut ein nachwachsender Rohstoff, der bei der thermischen Umwandlung keine nachteiligen Wirkungen für die Umwelt zeigt. Der Einsatz von Biomasse aus Grüngut ersetzt die Verbrennung von fossilen Brennstoffen und trägt damit zu einer Verminderung des CO₂ Gehalt der Luft bei.
• Aus der DE 195 14 951 A1 ist ein mobiler Abfallzerkleinerer bekannt. Dieser dient zur Volumenreduzierung von Sperrmüll, Abbruchholz, Kunststoffen, Altreifen oder ähnlichem. Hierzu ist ein geeigneter Messerbalken vorgesehen, der auf einem Zerkleinerungsrotor befestigt ist. Das zu zerkleinernde Material wird über ein Förderband dem Zerkleinerungsrotor zugeführt und dort zerfasert. Ein Nachteil dieser Zerkleinerungseinrichtung besteht darin, dass die zerfaserten Teile zur Verwertung als fossile Brennstoffe nicht geeignet sind, da sie keine definierte Materialgröße aufweisen.
• Aus der DE 195 36 413 A1 ist eine Beschickungsvorrichtung für eine Maschine zum Zerkleinern von Holz und holzähnlichen Materialien bekannt, bei welcher zwei Kettenförderbänder vorgesehen sind, wobei das obere Kettenförderband gegen ein unteres Kettenförderband verstellbar ist. Bei dieser Beschickungsvorrichtung wird gewährleistet, dass das zu zerkleinernde Material zuverlässig dem Zerkleinerungsbereich des Hackaggregats zugeführt wird. Das Hackaggregat zerfasert das zugeführte Material. Eine definierte Produktgröße ist insbesondere bei der Beschickung mit Grüngut nicht erzielbar.
• Aus der DE 44 00297 A1 ist ebenfalls eine Einrichtung zum Zerkleinern von Gegenständen aus organischen und anorganischen Materialien bekannt. Dort wird zur Vermeidung des Blockierens der Vorrichtung ein beweglichen Gegenmesser vorgesehen. Zweck der Einrichtung ist hier auch eine möglichst verrottungsgeeignete, faserige Zerkleinerung von Müll beziehungsweise von Abfällen oder ähnlichem, wobei eine thermische Verwertung nicht beabsichtigt ist.
• Aus der US 4,036,440 ist eine Methode und eine Vorrichtung zum Trennen von Holz und anderen Bestandteilen bekannt. Das Holz dient dabei zur Papierherstellung. Zum Aussieben sind zwei Siebtrommeln vorgesehen. Das in einer Trommel nicht ausgesiebte Material gelangt dabei über ein Förderband zu einer weiteren Trommel, wird dort ausgesiebt bzw. gelangt sofern es auch für diese Trommel eine zu große Länge aufweist in eine weitere Zerkleinerungseinrichtung.
• Aus der DE 195 43 976 A1 ist eine Siebtrommel zum Konditionieren und Glasieren von körnigem Gut bekannt. Es handelt sich dabei um das Sieben von Material für den Straßenbau. Diese Siebtrommel weist vier Siebbereiche mit unterschiedlichen Maschenweiten auf, wobei die Siebbereiche von fein nach grob hintereinander angeordnet sind. Nach dem groben Siebbereich wird das Material, welches nicht durch den Siebkorb hindurchtritt in einem Überlauf ausgetragen. Die Anordnung der Siebbereiche ist speziell für den Straßenbau definiert.
• Aus der FR-2 462 944 A1 ist eine Siebtrommel mit zwei oder drei Siebbereiche bekannt. Die Siebbereiche besitzen aufsteigende Maschenweiten.
• Es ist ferner aus der DE 30 20 955 C2 ein Verfahren zum Zerkleinern von körnigem und schnitzelförmigem Gut sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens bekannt. In diesem Stand der Technik sind die Messer starr auf einer rotierenden Welle befestigt. Ein bereits vordefiniertes, grobes Aufgabegut kann hiermit zerkleinert werden. Eine Zuführung von Grüngut unterschiedlicher Struktur ist nicht möglich.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zu schaffen zur Herstellung hochkalorischer Biomasse.
• Diese Aufgabe wird verfahrensmäßig durch den Patentanspruch 1 und vorrichtungsmäßig durch den nebengeordneten Anspruch 3 gelöst.
• Der wesentliche Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Zerkleinerungseinrichtung das Grüngut in definierte Hackschnitzel trennt und eine Siebtrommel vorgesehen ist, die wenigstens 3 Siebbereiche aufweist, wobei in einem ersten Bereich Kleinteile und im zweiten Bereich die zur Wärmeerzeugung geeigneten Hackschnitzel ausgetragen werden und ein dritter Siebbereich an der Siebtrommel vorgesehen ist. Dieser dritte Siebbereich weist eine geringe Maschenweite auf und verhindert das Austragen längerer Teile, d.h. nicht geeigneter Teile im Bereich der ausgetragenen Hackschnitzel. Diese nicht geeigneten Teile werden am Ende der Siebtrommel gesammelt und können der Zerkleinerungseinrichtung wieder zugeführt werden.
• Die zur Wärmeerzeugung geeigneten Hackschnitzel sind im Wesentlichen verholzte Bestandteile des Grüngutes. Unverholzte Bestandteile werden in der Zerkleinerungseinrichtung zu kleinfaserigem Gut aufgespalten, welches im ersten Siebbereich ausgetragen wird. Dieses Gut kann der Kompostierung zugeführt werden.
• Eine Vorrichtung zur Erzeugung von Hackschnitzeln gemäß Patenanspruch 3 besteht im Wesentlichen aus einer Zerkleinerungstrommel, auf welcher Schlegel dreh- und schwenkbar gelagert sind, sowie einen die Zerkleinerungstrommel wenigstens teilweise umfassenden Siebkorb mit einer definierten Maschenweite. An dem Siebkorb oder an einem diesem zugeordneten Stegen ist wenigstens ein Gegenmesser vorgesehen, das mit den Schlegeln zusammenwirkt und das Grüngut faserarm trennt. Die Länge des Gegenmessers ist dabei so gewählt, dass die Schnitzel eine definierte Größe aufweisen. Die Hackschnitzel werden über den Siebkorb ausgetragen.
• Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung der Vorrichtung besteht diese aus einer ersten Maschineneinheit mit der Zerkleinerungseinrichtung sowie einer zweiten Maschineneinheit mit einer Siebtrommel, die wenigstens drei Siebbereiche aufweist. Weitere Maschineneinheiten können gekoppelt sein, so dass das zerkleinerte Grüngut unmittelbar der Siebtrommel zugeführt wird. Es besteht auch die Möglichkeit, das zerkleinerte Grüngut zwischen zulagern und über geeignete Transporteinrichtungen der Siebtrommel zuzuführen.
• Eine weitere Ausgestaltung der Vorrichtung besteht darin, der Zerkleinerungstrommel eine Fördereinrichtung vorzuschalten, wobei die Zerkleinerungstrommel eine Drehrichtung aufweist, die zu einer Verdichtung des Grüngutes führt, d.h., die Zerkleinerungstrommel dreht im Bereich des Eintrags des Grüngutes nach unten. Selbstverständlich besteht die Möglichkeit, durch umkehr der Drehrichtung das Grüngut aufzulockern, d.h., die Zerkleinerungstrommel dreht nach oben und bewirkt da mit eine Auflockerung des Grüngutes.
• Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung nach Anspruch 6 ist Siebtrommel mit drei Bereichen mit unterschiedlicher Maschenweite ausgestattet. Unterhalb dieser Bereiche können zwei gegenläufig bewegliche Förderbänder angeordnet sein, die die ausgetragenen Fraktionen einer Lagerstätte oder einem Behälter zuführen.
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
• Es zeigt:
• 1 ein Anlagenschema
• 2 ein Schlagtrommelaufbau
• 3 einen Häcksleraufbau
• 4 die Variante einer Schlagtrommel
• 5 eine Siebmaschine.
• Grüngut ist eine Biomasse, die hervorragend dazu geeignet ist, in entsprechenden thermischen Anlagen zur Wärmeerzeugung genutzt zu werden. Gemäß 1 wird das Grüngut in eine Zerkleinerungsanlage 1 eingebracht und dort mittels eines Häckslers zur Hackschnitzeln verarbeitet. Diese weisen eine definierte Länge auf. Die Hackschnitzel gelangen zu einer Austragseinrichtung 2, welche das Gut in eine Siebmaschine 3 führt. Die Siebmaschine besteht aus einer Siebtrommel, die das Gut in drei Fraktionen aufteilt. Im ersten Bereich 4 der Siebtrommel wird aufgrund des engmaschigen Aufbaus das Material ausgesiebt, das für die thermische Verwertung weniger geeignet ist und Kompostanlagen zugeführt werden kann. Dieses Material ist Rohkompost und eignet sich beispielsweise als Abdeckmaterial und bietet damit eine Alternative zu Rindenmulch. Das ausgetragene Gut gelangt in einen Behälter 5. Selbstverständlich kann das Gut auch auf dem Boden gelagert werden und mit einem Transportfahrzeug zu einer Materialaufnahme transportiert werden. Im zweiten Bereich 6 der Siebtrommel weist diese eine Maschenweite auf, die geeignet ist, das für die Wärmeerzeugung optimal konfektionierte Grüngut auszusieben. Bei diesem Material handelt es sich um die hochkalorischen Bestandteile des Grüngutes wie beispielsweise Äste oder Stammholz. Dieses Grüngut gelangt in den Aufnahmebehälter 7 oder wird auf dem Boden angehäuft. Am Ende der Trommel ist ein feinmaschiger Bereich 21 vorgesehen, welcher verhindert, daß überlanges Grüngut, welches sich noch in der Trommel befindet, nicht in den Behälter 7 gelangt. Das überlange Siebgut wird am Ende der Siebtrommel ausgetragen und dem Behälter 8 zugeführt. Von dort kann es nochmals den gesamten Prozeß durchlaufen.
• 2 zeigt eine Detailansicht der Schlagtrommel des Häckslers 1. Diese Schlagtrommel 9 weist an ihrem Umfang drehbar gelagerte Schlegel 10, 11, 12, 13 auf. Die Schlegel können mit Messern aus hochfestem Stahl besetzt sein. Das Grüngut wird gemäß den Pfeilen 14 zugeführt, von der Schlagtrommel 9 erfaßt und durch das Zusammenwirken der Schlegel 10-13 mit feststehenden Gegenmesser 15, 16, 17 in definierte Hackschnitzel getrennt. Die Gegenmesser können an einem, oberhalb der Schlagtrommel angeordnetem Späneleitblech befestigt sein. In dem gezeichneten Beispiel sind die Gegenmesser 15-17 auf einem Siebkorb 18 angeordnet. Dieser Siebkorb weist eine Maschenweite von beispielsweise 80 mm auf. Das hindurchtretende Gut wird von dem Förderband (Austragseinrichtung 2) gemäß 1 erfaßt und weitertransportiert. Nicht ausreichend zerkleinertes Gut gelangt aufgrund der Rotation der Schlagtrommel 9 nochmals in den Zufuhrbereich dieser Trommel und wird weiter zerkleinert.
• Oberhalb der Trommel ist das Späneleitblech angeordnet, dort können mehrere Messerschienen 19, 20 angeordnet sein, die eine Vorzerkleinerung bzw. eine Ausrichtung des zugeführten Guts vornehmen.
• 3 zeigt einen Häcksler in einer Detaildarstellung, gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Der Häcksler weist im linksseitigen Bereich eine Antriebseinheit 22 auf und ist als Anhänger für ein Zugfahrzeug aufgebaut. Im Häcksler befindet sich ein Förderband 23, auf welches das Grüngut geschüttet wird. Das Förderband bewegt sich nach rechts und führt das Grüngut der Schlagtrommel 9 zu. Oberhalb der Schlagtrommel 9 ist zur Unterstützung der Zuführung des Grünguts eine Transportwalze 24 vorgesehen.
• Auf der Schlagtrommel 9 befinden sich Schlegel 10, 11, 12, 13, die mit einem Gegenmesser 15 zusammenwirken und das eingeführte Grüngut in definierte Längen schneiden. Ein längs über die gesamte Breite verlaufendes Gegenmesser reicht zur Zerkleinerung des Grüngutes aus, selbstverständlich besteht die Möglichkeit, weitere Messer 16, 17 zur Unterstützung der Häckslung vorzusehen. Oberhalb der Schlagtrommel 9 ist ein schwenkbarer Oberkorb 25 vorgesehen. In diesem können Messerschienen angeordnet sein, es besteht jedoch auch die Möglichkeit, auf diese Messerschienen zu verzichten und den Oberkorb nur als Leitschild zu verwenden.
• Wie in der Darstellung gezeigt, wird das Grüngut nach oben in den Bereich der Schlagtrommel 9 gezogen. Der Austrag erfolgt über den Siebkorb 18, bzw. in einer alternativen Ausgestaltung zusätzlich durch den ebenfalls mit einem Sieb versehenen Gitterkorb 26.
• Eine Schlagtrommel, bei der das Grüngut nach unten eingezogen wird, zeigt 4. Hier befindet sich unterhalb des Förderbands 23 am Späneleitblech 26 ein Gegenmesser 27. Am Späneleitblech 26 können zur Unterstützung der Zerkleinerungswirkung Reisszähne 28, 29, 30 angeordnet sein. Der Austrag des zerkleinerten Grünguts erfolgt über den Siebkorb 18.
• Die dargestellten Schlegel 10-13 sind lediglich beispielhaft gezeichnet, selbstverständlich besteht die Möglichkeit, wesentlich mehr Schlegel auf der Schlagtrommel 9 vorzusehen.
• Das Grüngut welches nicht über den Siebkorb 18 ausgeworfen wird, gelangt nochmals in den Zerkleinerungsbereich, d.h. in den Bereich zwischen Schlegel und Gegenmesser 27, bis es die gewünschte siebfähige Länge aufweist.
• 5 zeigt in einer Detaildarstellung eine Siebmaschine. Auch diese kann mit einer Zugmaschine bewegt werden. Sie weist auf der rechten Seite einen Einfüllbereich 31 auf. Im Einfüllbereich befindet sich ein Förderband 32, welches das gehäckselte Material der Siebtrommel 37 zuführt. Die Siebtrommel, welche langsam laufend rotiert, besteht aus einem ersten feinmaschigen Bereich 4, einem zweiten, grobmaschigen Bereich 6 und einem feinmaschigen Bereich 21. Unterhalb des feinmaschigen Bereiches 4 befindet sich ein Förderband 33, welches das ausgesiebte Material nach rechts wegtransportiert und auf ein weiteres Förderband 35a (Seitenband) übergibt. Unterhalb des grobmaschigen Bereiches 6 befindet sich ein Förderband 34, welches das ausgesiebte Material nach links transportiert und auf ein Austragsförderband 35 übergibt. Am linksseitigen Ende befindet sich ein weiteres Förderband 36 (Heckband) zum Austrag des nicht ausgesiebten Materials. Das über den Einfüllbereich 31 zugeführte Material gelangt zunächst in den feinmaschigen Bereich, dort wird der nicht thermisch verwertbare Grüngut-Feinanteil ausgesiebt. Im grobmaschigen Bereich wird der thermisch verwertbare Anteil von dem Rest, d.h. von größeren Teilen getrennt. Die größeren Teile gelangen über den feinmaschigen Bereich 21 hinweg auf das Förderband 36. Der feinmaschige Bereich verhindert das Hindurchtreten längerer Grüngutbestandteile, die zwar nicht im grobmaschigen Bereich ausgesiebt wurden, die jedoch aufgrund der Drehbewegung der Siebmaschine sich in der Siebmaschine aufstellen und längs durch die Maschen des grobmaschigen Bereichs durchtreten würden.

Claims (7)

1. Verfahren zur Herstellung von Hackschnitzeln aus Grüngut für die Wärmeerzeugung in Heizeinrichtungen, wobei das Grüngut einer Zerkleinerungseinrichtung zugeführt wird, diese Zerkleinerungseinrichtung das Grüngut in definierte Hackschnitzel trennt, anschließend das Grüngut über einen Siebkorb mit definierter Maschenweite ausgetragen wird und einer Siebtrommel zugeführt wird, die wenigstens drei Siebbereiche aufweist, wobei in dem ersten Siebbereich Kleinteile ausgetragen werden, im zweiten Siebbereich die zur Wärmeerzeugung geeigneten Hackschnitzel ausgetragen werden und im weiteren, dritten Siebbereich die Siebtrommel eine gegenüber dem zweiten Siebbereich geringere Maschenweite besitzt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste von der Siebtrommel erzeugte Fraktion der Kompostierung zugeführt wird und die über den dritten Siebbereich geförderten Grüngutteile wieder der Zerkleinerungseinrichtung zugeführt werden.
3. Vorrichtung zur Erzeugung von Hackschnitzeln mit definierter Größe aus Grüngut, dadurch gekennzeichnet, dass eine Trommel vorgesehen ist, auf welcher Schlegel 10, 11, 12, 13 dreh- und schwenkbar gelagert sind, sowie ein Siebkorb (18) vorgesehen ist mit einer definierten Maschenweite und an dem Siebkorb 18 oder an einem diesem zugeordneten Träger Gegenmesser 15, 16, 17 vorgesehen sind, die mit den Schlegeln 10, 11, 12, 13 zusammenwirken und das Grüngut faserarm trennen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet; dass die Zerkleinerungseinrichtung eine erste Maschineneinheit darstellt und dieser eine zweite Maschineneinheit nachgeordnet ist, die aus einer Siebtrommel besteht wobei eine Transportvorrichtung der Hackschnitzel zwischen den beiden Maschineneinheiten zur Zwischenlagerung oder zur unmittelbaren Übergabe vorgesehen ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fördereinrichtung vorgesehen ist, die das Grüngut zuführt und die Drehrichtung der Zerkleinerungstrommel derart gewählt ist, dass eine Verdichtung des Grüngutes beim Zerkleinern erfolgt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Siebtrommel wenigstens drei Siebbereiche mit jeweils definierter Maschenweite aufweist, wobei der erste Bereich eine geringe Maschenweite, der zweite Siebbereich eine größere, hackschnitzelgeeignete Maschenweite und der dritte Siebbereich eine gegenüber dem zweiten Siebbereich geringere Maschenweite aufweist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der Bereiche der Siebtrommel zwei Förderbänder vorgesehen sind, die die ausgesiebten Fraktionen jeweils einer Lagerstätte zuführen oder in bereitstehende Behälter transportieren.