DE10121140A1 - Verarbeitung von Tiermehl zu Brennstoffen - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verarbeitung von Tiermehl zu Brennstoff, insbesondere für industrielle Feuerungsanlagen, wie beispielsweise Kraftwerke, Brennöfen oder Verbrennungsöfen, wobei das Tiermehl mit zumindest einem Zusatzstoff, der ein kohlenstoffhaltiger und/oder mineralischer und/oder metallhaltiger Stoff sein kann, zu einer Mischung vermischt und unter Anwendung von Druck durch verwalzt oder zu Pellets oder Brickets geformt wird. Weiterhin betrifft die Erfindung einen Festbrennstoff auf der Basis organischen Materials, der im wesentlichen aus Tiermehl und zumindest einem Zusatzstoff besteht und als Preßling in Form von Pellets oder Brickets ausgebildet ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Entsorgung von tierischen Rückständen, insbesondere von Tiermehl, unter Zuhilfenahme des vorgenannten Verfahrens.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verarbeitung von Tiermehl zu Brennstoff sowie einen im wesentlichen aus Tiermehl hergestellten Fest­ brennstoff nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. des Patent­ anspruchs 8.

Tiermehl stellt bei der Entsorgung von Tierkadavern ein Endprodukt dar, das bislang als Tierfutter verwendet worden ist. In jüngster Zeit hat sich die Tiermehlverfütterung, insbesondere im Rahmen der BSE-Problematik, jedoch als kritisch erwiesen, so dass bei der gegenwärtigen Rechtslage Tiermehl aus seuchenhygienischen Gründen nicht mehr als Tierfutter ver­ wendet werden darf. Die Verbrennung von Tiermehl ist jedoch bei Verwendung von normalem, unbehandeltem Tiermehl in vielerlei Hin­ sicht problematisch und wirft sowohl technische als auch Gesundheits- und Arbeitsschutzprobleme auf.

So ist Tiermehl hinsichtlich seines Energieinhalts hochenergetisch und es besteht bei der Verarbeitung die Gefahr von Staubexplosionen. Dies gilt insbesondere wenn das Tiermehl in im wesentlichen trockenen Zustand und in feiner Verteilung vorliegt. Zudem ist Tiermehl aufgrund seines hohen Proteinanteils geeignet Allergien auszulösen, wobei eine weitere Gefahr in der möglichen Übertragung und Erzeugung von Infektionen be­ steht, so dass die Verarbeitung in der Regel Arbeitsschutzkleidung not­ wendig macht.

Weiterhin muss aus seuchenhygienischen Gründen gewährleistet sein, dass das Material von Tieren nicht mehr aufgenommen wird, so dass eine unerlaubte Verwendung des Tiermehls zu Fütterungszwecken per se un­ terbunden ist.

Zusätzlich zu den bereits genannten Problemen ist jedoch auch die Verbrennung von Tiermehl nicht ohne weiteres möglich und birgt zahlrei­ che, im wesentlichen technisch begründete, Probleme. So ist beispielswei­ se die Zuführung des Tiermehls zu einer Verbrennungseinrichtung prob­ lematisch, da Tiermehl in Reinform zur Erzeugung von Verstopfungen in den Zuführleitungen neigt. Weiterhin sind Brückenbildung und andere technische Probleme im Verbrennungsprozess zu befürchten und müssen bei der Zuführung zum Ofen besonders berücksichtigt werden. Gefordert ist an dieser Stelle deshalb ein Brennstoff, der sowohl blas- als auch rie­ selfähig sowie weitgehend abriebfest ist. Die Abriebfestigkeit ist im übri­ gen auch deshalb wünschenswert, um beim Transport, der Lagerung und der Einbringung in den Ofen eine Staubbildung zu vermeiden.

Aus vorgesagtem und daraus, dass, insbesondere im Bereich der Vieh­ zucht auch in Zukunft große Mengen an Tiermehl anfallen werden, geht hervor, dass ein dringender Bedarf an einer Entsorgungsmöglichkeit für Tiermehl besteht, wobei unter ökonomischen Gesichtspunkten auch eine optimale Ressourcennutzung, insbesondere im Hinblick auf den hohen Energiegehalt von Tiermehl, der in etwa dem von Holz oder Braunkohle entspricht, im Vordergrund stehen sollte. Ein weiterer wesentlicher Punkt ist, dass eine thermische Behandlung von Tiermehl so zu erfolgen hat, dass eine völlige Zerstörung der in dem Tiermehl enthaltenen organischen Substanzen gewährleistet ist. Derartige Temperaturen sind theoretisch in Kohlekraftwerken oder in Öfen von Zementfabriken gegeben. Es hat sich aber gezeigt, dass in der Praxis die Zugabe von Tiermehl zu Großfeue­ rungsanlagen zu keiner ausreichenden Zerstörung der Eiweißstoffe führt und daher Proteinreste in der Asche und in den Rauchgasen gefunden werden.

Da es sich bei Tiermehl weiterhin um einen quasi-erneuerbaren Brenn­ stoff-Rohstoff handelt, ist es auch unter energiewirtschaftlichen Gesichts­ punkten wünschenswert, dass diese Ressource zum einen gefahrlos und darüber hinaus in sowohl technologischer als auch physiologischer Hin­ sicht problemlos und funktionsoptimiert zur Energieerzeugung verwendet werden kann. Eine entsprechende Nachfrage besteht sowohl seitens der Stromindustrie als auch von Seiten der Zementindustrie.

Somit ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Verarbeitung von Tiermehl zu Brennstoff sowie einen daraus erzeugten Brennstoff aufzuzeigen, wobei die oben genannten Nachteile vermieden sowie die aufgezeigten Parameter hinsichtlich der Verarbeitbarkeit, der physiologischen Unbedenklichkeit und einer optimalen Ressourcennut­ zung eingehalten werden und zudem eine Verwertung bzw. Entsorgung von Tiermehl unter Anwendung des Verfahrens möglich ist.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 sowie durch einen Festbrennstoff gemäß Patentanspruch 8 gelöst.

Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht darin, Tiermehl unter Verwendung von Zuschlagstoffen hinsichtlich der Weiterverwendungs­ form so zu konditionieren, dass es ohne technische, allgemeine seuchen­ hygienische, und sonstige gesundheitliche Gefahren für die damit befass­ ten Mitarbeiter, aber auch für die Umwelt, in den üblicherweise einge­ setzten Öfen zur Wärmeerzeugung und zur Erzeugung von Prozessener­ gie, insbesondere im Zuge gewerblicher Tätigkeiten, vorzugsweise in Zement- und Kraftwerken eingesetzt werden kann.

Das Produkt als Ergebnis des nachbezeichneten Verfahrens ist ein ener­ giereicher Brennstoff in vorzugsweise fester, gegebenenfalls auch staub­ förmiger oder mehliger Form, der die vorgenannten Voraussetzungen er­ füllt. Dieses Produkt kann durch Verwalzen des mit Zuschlagstoff(en) vermischten Tiermehls oder durch eine vorzugsweise formgebende Ver­ pressung des Brennstoffmaterials gewonnen werden. Die Gefahr von Staubexplosionen oder anderen Kontaminationen mit Staub bei der weite­ ren Verwendung wird durch die Verarbeitung des Brennstoffes zu einem Pressling vermieden.

Das Produkt stellt einen vielseitig verwendbaren Brennstoff dar, der zu­ dem durch eine geeignete Wahl der Zuschlagstoffe, des Mischungsver­ hältnisses und der Abmessungen der Presslinge bzw. der Körnigkeit des ungepressten Endmaterials exakt auf die jeweils besonderen Bedürfnisse des betreffenden Verbrennungsofens in Bezug auf Heizwert, Einführung in den Brennraum, Anpassung an das Gitter und die Dimensionierung des Rostes angepasst werden kann.

Insbesondere wird die Aufgabe dabei durch ein Verfahren zur Verarbei­ tung von Tiermehl zu Brennstoff, insbesondere für industrielle Feue­ rungsanlagen, gelöst, bei dem das Tiermehl mit zumindest einem Zu­ schlagstoff, als den Ausgangsstoffen zur Herstellung des erfindungsgemä­ ßen Brennstoffs, zu einer zu verpressenden Mischung vermischt und einer anschließenden Druckbehandlung unterworfen wird. Die Druckbehand­ lung umfasst vorzugsweise Walzen oder eine formgebende Druckbehand­ lung, bei der vorzugsweise Pellets oder Brickets erzeugt werden.

Ein Zerbröseln der Pellets wird erfindungsgemäß ebenfalls dadurch vermieden, dass dem Tiermehl zumindest ein Zuschlagstoff zugegeben und dieser innig mit dem Tiermehl vermischt wird. Durch die Zugabe des Zuschlagstoffes wird die Adhäsionsfähigkeit des Tiermehls bzw. der Mi­ schung verbessert, so dass die Mischung zu formstabilen und im wesent­ lichen abriebfesten Pellets oder Brickets geformt werden kann. Ein Zer­ bröseln bereits bei geringer Krafteinwirkung ist generell nicht zu befürch­ ten.

Durch das Verpressen im Zuge der Herstellung des Brennstoffes wird das Tiermehl zudem in solcher Form chemisch und physikalisch an den Zu­ schlagstoff gebunden, dass eine gleichmäßige und homogene Verbrennung mit der Folge gewährleistet ist, dass im Gesamtbereich des Abbrandes des Brennstoffes Temperaturen und Oxidationsprozesse erzielt werden, die gewährleisten, dass weder in der Asche noch im Abluftstrom aus der Verbrennung Proteine, insbesondere die für die Verbreitung von BSE verantwortlich gemachten Prionen verbleiben. Das mit dem nachstehend ausgeführten Verfahren konditionierte Tiermehl und die darin enthaltenen problematischen bzw. gefährlichen organischen Verbindungen zerfallen im Verbrennungsprozess sicher und vollständig und sind sowohl in der Asche als auch in den Rauchgasen nicht mehr nachweisbar.

Darüber hinaus sind die erzeugten Presslinge unter herkömmlichen Einsatzbedingungen so weit abriebfest, so dass das Entstehen von Sekun­ därstaub beim Handling des Produkts im Zuge von Transport, Aufnahme und Zuführung zur Verbrennung vermieden, zumindest jedoch auf ein vernachlässigbares, in jedem Fall aber ungefährliches, Maß reduziert ist. Dies betrifft sowohl technische Gefahren, insbesondere die einer Staub­ explosion, aber auch eine reduzierte Verschmutzung von Maschinen und Gerätschaften, sowie allgemeine seuchenhygienische Gefahren durch eine unbeabsichtigte Verbreitung von Tiermehl in die Umgebung, und speziel­ le Gesundheitsgefahren für die mit dem Handling des Brennstoffes betrau­ ten Mitarbeiter. Insbesondere die Gefahren des Einatmens von Staub und die dadurch über Atemwege und Lunge erfolgende Aufnahme von Krank­ heitskeimen aus dem Tiermehl sind hier zu nennen.

An dieser Stelle sei erwähnt, dass im Rahmen dieser Erfindung die Beg­ riffe Tiermehl, Zuschlagstoff(e), Pressling(e) und Verpressung gemäß nachfolgender Definitionen zu verstehen sind:

Tiermehl

Durch Verarbeitung von Tierkadavern nach bekannten Verfahren erzeug­ ter Reststoff, bestehend aus ursprünglich in Kadavern enthaltenen Protei­ nen, Fetten, Kohlehydraten, Mineralien, einschließlich Knochenmehl, und sonstigen organischen Bestandteilen, in mehliger, staubförmiger oder breiiger Konsistenz. Tiermehl in diesem Sinne sind auch:

• - sogenannte Milchaustauscher. Darunter zu verstehen ist Milchpul­ ver, bei dem das natürliche Fett der Milch entfernt wurde und durch Tierkadaverfett, welches bei der Herstellung üblichen Tier­ mehls anfällt, ersetzt wurde, und
• - Schliefer, wie dieser beim Produktionsvorgang der Tiermehlerzeu­ gung als Zwischenprodukt vor einer Abkühlung und einem Vermahlen des Endproduktes "Tiermehl" entsteht.

Zuschlagstoff(e)

Beimischungen in mehliger, staubförmiger oder breiiger Konsistenz, be­ stehend aus Braunkohle, Steinkohle, Zellulose, Holz, Gips, Klärschlamm, Spuckstoffen, Deinkingschlamm, Kunststoff, Vergällungsmittel oder sons­ tigen kohlenstoffhaltigen, insbesondere brennbaren, Materialien und Me­ tallstäuben.

Pressling(e)

In Form von Pellets, Briketts oder in sonstige verpresste Formen gebrach­ tes Endprodukt (= Brennstoff).

Verpressung

Vermischen und anschließendes Pressen oder Walzen zur Volumenredu­ zierung sowie zur Erzielung einer innigen Verbindung und einer Beförde­ rung chemischer Verbindungen des Tiermehls und der Zuschlagstoffe im Zuge der Produktion des Brennstoffs.

Verbrennung

Entweder direkte Verbrennung oder Vergasung bei Temperaturen von vorzugsweise über 800°C.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird das Vermischen des Tiermehls mit zumindest einem Zuschlagstoff in einem Mischer unter Anwendung von Unterdruck bzw. von gegenüber Atmosphärendruck re­ duziertem Druck durchgeführt. Dementsprechend wird das Tiermehl in einem geschlossenen Zuführungssystem - ebenfalls unter Unterdruck - der Verpressungseinrichtung, vorzugsweise Walze, Pelletierer oder Bricketie­ rer zugeführt. Hierdurch wird ein unbeabsichtigter, insbesondere staub­ förmiger, Austrag der Mischung aus dem Mischer vermieden. Weiterhin wird der Mischer während des Einfüll- und Mischvorganges staubdicht verschlossen, insbesondere gekapselt, um auch so einen unbeabsichtigten Substanzverlust bzw. Staubaustrag zu verhindern.

Weitere Sicherungsmaßnahmen, die gemäß einer Weiterbildung der Er­ findung vor dem Vermischen der Ausgangssubstanzen und dem Druckbe­ handeln der Mischung durchgeführt werden, bestehen darin, dass der Ausgangsstoff Tiermehl in geschlossenen Behältern angeliefert und gela­ gert wird. Ein gegebenenfalls noch erforderlicher Mahlvorgang der Aus­ gangsstoffe, um diese in eine pulverförmige, mehlartige oder breiige Konsistenz zu bringen, erfolgt ebenfalls, wie der eigentliche Produktions­ vorgang, gekapselt.

Gemäß einer Ausführungsform wird das Gesamtsystem ständig unter ei­ nem leichtem Unterdruck (= ca. 0,8 bis 0,9 Atm.) gehalten, wobei die durch eine geeignete Pumpe abgesogene Luft vorteilhafterweise mittels eines Zyklons von darin enthaltenen Anteilen der Ausgangsstoffe, insbe­ sondere des Tiermehls, gereinigt wird.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird als Zu­ schlagstoff ein kohlenstoffhaltiger und/oder mineralischer und/oder me­ tallhaltiger Stoff verwendet. Hierbei kommen insbesondere Kohlenstaub und/ oder Sägemehl und/ oder Gips und/ oder Zellulose und/ oder Spuck­ stoffe und/oder Deinkingschlamm und/oder Klärschlamm und/oder Kunststoff und/oder Metallstaub und/oder Denaturierungsmittel und/oder Vergällungsmittel in Frage.

Der Zuschlagstoff enthält vorzugsweise nicht oxydierten Kohlenstoff so­ wie Gruppen, die an freien Valenzen zu einer Wasserstoffbrückenbin­ dung, einer Dipol-Dipol- oder einer van-der-Waals-Wechselwirkung mit den Bestandteilen des Tiermehls in der Lage sind, wobei der Zuschlag­ stoff zudem vorzugsweise in klüftiger Form vorliegt, die es ermöglicht, den Zuschlagstoff und das Tiermehl in enge, vorzugsweise incaustierte Verbindung zu bringen, bei der das Tiermehl in die klüftige Struktur des Zuschlagstoffes eindringt. Dieser Vorgang wird durch die Einwirkung des im Tiermehl oder den Zuschlagstoffen enthaltenen oder - wie weiter unten ausgeführt - zusätzlich hinzugegebenem Fluid, insbesondere Wasser un­ terstützt. Insbesondere eine hohe Porosität eines Zuschlagstoffes ist auf­ grund der damit zur Verfügung stehenden großen Oberfläche gut für das erfindungsgemäße Verfahren geeignet.

Geeignete Zuschlagstoffe können im wesentlichen hinsichtlich ihrer adhäsionsfördernden und/oder verbrennungsfördernden Eigenschaften bzw. nach Vergällungseigenschaften unterschieden werden.

Zu den ersten beiden zählen Zuschlagstoffe, die ungeordnete räumliche Strukturen, wie Faltungen, Hohlräume und dergleichen Senken, sowie graphitische Anteile, polare Bindungszentren oder Dipolstrukturen bzw. nicht abgesättigte Valenzen aufweisen. Als geeignet haben sich hier Braunkohlenstaub, Steinkohlenstaub, Sägemehl, Gips, Deinkingschlamm sowie Reststoffe aus dem Recyclingprozess von Papier wie beispielsweise Zellulose und Spuckstoffe, aber auch Klärschlamm erwiesen.

Zu den Vergällungsmitteln, die in erster Linie dazu dienen, das Tiermehl einer Verfütterung nicht mehr zugänglich zu machen, und auf diese Weise Missbrauch sicher verhindern sollen, dienen im wesentlichen handelsübli­ che Denaturierungsmittel, wie diese beispielsweise auch zur Denaturie­ rung von nicht für Trinkzwecke bestimmten Ethylalkohol verwendet wer­ den. Zu nennen sind beispielsweise 2-Butanon oder Pyridin-Basen, aber auch sonstige geeignete Vergällungsmittel wie Chloroform oder Toluol.

Zu verwendende Beimengungen werden vorzugsweise als Staub oder Mehl bzw. als klüftiger Bestandteil zugegeben. Hierdurch wird eine aus­ reichende und innige Vermischung der Zuschlagstoff-Beimengungen mit dem Tiermehl ermöglicht, wobei sich das Tiermehl und der Staub gegen­ seitig benetzen bzw. ummanteln und das Tiermehl, insbesondere in klüftige Bestandteile eindringen kann, so dass ein guter wechselseitiger Ver­ bund, insbesondere nach einem Pressen, ermöglicht wird und nicht die Gefahr besteht, dass Pellets bzw. Brickets aufgrund eines inhomogenen Aufbaus infolge einer inhomogenen Vermischung und einem daraus resul­ tierenden mangelhaften Adhäsionsvermögen der Bestandteile auseinan­ derbrechen.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die als Zu­ schlagstoff in Frage kommenden Substanzen selbst brennbar oder verbrennungsfördernd oder geeignet den Brennwert der erzeugten Pellets oder Brickets steuernd zu beeinflussen, wobei betont sei, dass obige Auf­ listung nicht abschließend zu verstehen ist. So sind beispielsweise auch Sauerstoff freisetzende Substanzen, wie beispielsweise hochoxidierte Sal­ ze, als Zuschlagstoff geeignet.

Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens werden die Zuschlagstoffe in einem Mengenbereich von 0,5 Vol.-% bis 20 Vol.-%, bevorzugt in einem Mengenbereich von 1,5 Vol.-% bis 18 Vol.-% und besonders bevorzugt in einem Mengenbereich von 3 Vol.-% bis 15 Vol.-% zu der Mischung zugegeben, wobei sich die angegebenen Mengenbereiche auf den Gesamt- Beimengungsanteil an Zuschlagstoffen beziehen.

Weiterhin ist es möglich der Mischung ein Fluid, vorzugsweise Wasser, zuzusetzen, um auf diese Weise einerseits eine potentielle Staubbildung während des Verarbeitungsvorgangs zu unterdrücken und andererseits eine gewisse Klebrigkeit bzw. zusätzliche Haftfähigkeit der Substanzen in der Mischung zu initiieren und zudem eine Migration von Zuschlagstoffen und Tiermehl zu- und ineinander zu fördern.

Es ist an dieser Stelle ebenso möglich ein organisches Lösungsmittel, ein Netzmittel oder eine sonstige oberflächenaktive Substanz, insbesondere ein die Oberflächenspannung reduzierendes Fluid, zu der Mischung hin­ zuzufügen. Vorteilhafterweise wird hierbei ein Fluid verwendet, das eine geringe Verdampfungsenthalpie aufweist, oder selbst als Brennstoff die­ nen kann. Es kann auch ein anderes, vorzugsweise brandbeschleunigen­ des, vorzugsweise kohlenstoffhaltiges Fluid zusätzlich oder ausschließlich zugegeben werden.

Es sei jedoch betont, dass auf den Zusatz eines Fluids auch gänzlich ver­ zichtet werden kann, sofern das Tiermehl und oder die Zuschlagstoffe ein für eine Pelletbildung ausreichendes Adhäsionsvermögen sowie eine ge­ eignete Oberflächenbeschaffenheit und/oder Feuchte aufweisen.

Das Fluid kann entweder während des Mischens zu der Mischung zuge­ geben werden, oder es kann unmittelbar vor dem Pelletieren zugesetzt werden, wobei letzteres bevorzugt ist.

Ein weiterer, optional zuzugebender, Zuschlagstoff ist Metallstaub eines lebhaft oxidierenden Metalls oder einer Legierung oder Lösung verschie­ dener Metalle. Die Oxidation des Metallstaubs fördert den Verbrennungsprozess der Masse und bewirkt eine Reduktion organischer Verbindungen um den darin enthaltenen Sauerstoff.

Die Ausgangsstoffe werden zu einer homogenen, je nach Feuchtigkeitsge­ halt leicht pastösen Masse, vermischt und diese wird alsdann verpresst oder verwalzt. Dadurch werden einerseits chemische oder physikalische Bindungen, vorzugsweise durch Wasserstoffbrücken, Dipol-Dipol- oder von-der-Waals-Wechselwirkungen durch eine enge räumliche Anlage­ rung, vorzugsweise Incaustierung der Ausgangsstoffe zueinander erreicht. Die Verpressung kann zudem formgebend zu Presslingen verschiedener Dimensionen erfolgen. Die Formstabilität dieser Presslinge wird durch eine geeignete Wahl der Dimensionierung bei der Formgebung und durch eine geeignete Wahl des Pressdruckes und bei Pellets zudem der Dicke der Matrizenscheibe bzw. des Matrizenrings erreicht. Bei einem geeigne­ ten Kohlenstoffanteil des Zuschlagstoffes und einem geeigneten Druck des Pressvorgangs werden formstabile und weitgehend abriebfeste Pellets o­ der Briketts erzeugt, sofern der formgebende Druck des Pressvorgangs gemäß einer Weiterbildung der Erfindung im Bereich von 15 bar bis 250 bar, vorzugsweise im Bereich von 25 bar bis 200 bar und besonders be­ vorzugt im Bereich von 30 bar bis 180 bar liegt und insbesondere 120 kg/cm² übersteigt. Dabei gilt, dass ausreichend formstabile und abriebfes­ te Presslinge erzeugt werden können, wenn bei der Produktion von be­ züglich der Dimensionen größerer Presslinge der Druck entsprechend linear ansteigt. Bei der Pellet-Formgebung soll die Matrizendicke 15 mm nicht wesentlich unterschreiten.

Die Pellets werden bevorzugt mittels eines Pelletierers in einer Größe im Bereich von 5 mm bis 30 mm und bevorzugt im Bereich von 10 mm bis 25 mm hergestellt, wobei je nach Zusammensetzung der Mischung auch größere Pellets oder Brickets, mit einer Größe im Bereich von 50 mm bis 500 mm, bevorzugt im Bereich von 100 mm bis 300 mm und besonders bevorzugt im Bereich von 150 mm bis 250 mm möglich sind. Der ent­ scheidende Punkt hierbei ist, dass die Mischung hinsichtlich ihres Adhä­ sionsvermögens derart an die Größe der herzustellenden Pellets bzw. Bri­ ckets angepasst wird, dass nach dem Verpressen der Mischung eine aus­ reichende Festigkeit der Pellets bzw. Brickets gewährleistet ist.

An dieser Stelle sei erwähnt, dass selbstverständlich auch klebrige Zu­ schlagstoffe zur Erzeugung sehr großer Brickets im Rahmen der Erfin­ dung liegen.

Die Konditionierung des Tiermehls mit einem oder mehreren Zuschlag­ stoffen wird dadurch erreicht, dass diese, insbesondere Braun- oder Steinkohle in pulverförmiger mehliger oder breiiger Form, extrem unge­ ordnete Strukturen in Form von Faltungen und/oder Hohlräumen in graphitischen Anteilen davon aufweisen, in die durch den Pressvorgang Tiermehl verfüllt wird.

Die Hohlraumdimension des dem Tiermehl beigemengten Zuschlagstoffs wird dadurch verringert, dass zwischen den polaren Bindungszentren, wie beispielsweise den Proteinen oder Proteinfragmenten des Tiermehls und nicht abgesättigten Valenzen des Kohlenstoffs sowie eventuell vorhande­ ner Huminsäure (etwa bei Braunkohlenstaub, -mehl, -brei als Zuschlag­ stoff) neue Haupt und Nebenvalenzen entstehen. Es kommt unter anderem zu einer Wasserstoffbrückenbildung an den nicht abgesättigten Valenzen der Kohlenstoffe wodurch die Hohlraumdimensionen und die Faltstruktu­ ren der Beimengungen verkleinert werden. Zugleich wird dadurch im Zu­ sammenhang mit der Pressung eine Volumenkonzentration erreicht.

Darüber hinaus lagern sich entsprechend vorgenanntem auch unpolare Regionen der Bestandteile der Mischung aneinander. Auch hierbei bilden sich, beispielsweise van-der-Waals-Bindungen aus, die auch ihrerseits zu einer Volumenkontraktion beitragen.

Insbesondere wirken zwischen kleinen Kohlekörnchen des Ausgangsmate­ rials Adhäsionskräfte, die dadurch erzeugt werden, dass die Kohlekörn­ chen durch den Pressvorgang ausreichend nahe zusammengebracht wer­ den. Selbiges gilt auch für Graphitkriställchen, die im Ausgangsmaterial vorliegen. Verstärkt wird der Adhäsionseffekt durch die Proteine des Tiermehls, die mit ihren überwiegend polaren Strukturen besonders starke zwischenmolekulare Bindungen und Wasserstoffbrückenbindungen bereits erwähnter Art erzeugen.

Durch das vorgenannte Verfahren ist es möglich feste und weitgehend abriebfeste Pellets unterschiedlicher Größe herzustellen, die exakt ent­ sprechend den Bedürfnissen des Einsatzofens angepasst werden können. Das Endprodukt ist hierbei ein homogener, jederzeit technisch in großen Mengen und in reproduzierbarer Weise, herstellbarer ungefährlicher Brennstoff. Der Brennwert des Brennstoffs lässt sich durch entsprechende Veränderungen des Mischungsverhältnisses der Bestandteile individuell einstellen.

Ebenso ist das Material nahezu beliebig mit anderen Brennmaterialien, die in den in Frage kommenden Öfen zum Einsatz kommen, mischbar. Hierbei ist insbesondere eine Mischung mit Spuckstoffen, mit verschiede­ nen Kunststoffen oder Kunststofffraktionen sowie nicht zuletzt eine Mi­ schung mit Papier, aber auch oben genannten brennbaren und/oder Zu­ schlag-Materialien vorteilhaft. An dieser Stelle sei erwähnt, dass die Pel­ lets bzw. Brickets auf Tiermehlbasis auch mit verbrennungsfördernden oder eine langsame Verbrennung gewährleistenden Stoffen ummantelt sein können, sofern dies gewünscht ist.

Das Material ist, je nach Größe, blasfähig und/oder rieselfähig und kann einem Verbrennungsofen mit den üblichen Zuführungseinrichtungen zuge­ führt werden. Verstopfungen der Zufuhrleitungen aufgrund der Tiermehl­ bestandteile sind mit einem erfindungsgemäßen Brennstoff nicht zu be­ fürchten.

Die Behandlung des Endprodukts, vorzugsweise nach formgebender Ver­ pressung erfolgt konventionell; vermöge der dabei erreichten Formstabili­ tät, Abriebfestigkeit, und Staubfreiheit sind Gefahren hinsichtlich allge­ meiner Seuchenhygiene und hinsichtlich der Gesundheit der Mitarbeiter soweit vermindert, dass ein einfacher Staubfilter als Mund- und Nasen­ schutz zum Schutz der unmittelbar mit dem Handling des Produktes be­ fassten Mitarbeiter ausreicht. Sowohl die Beschaffenheit des fertigen Brennstoffmaterials als auch der Produktionsvorgang des Materials an sich ermöglichen es, dass ein direkter Hautkontakt in allen Stadien der Herstellung, der Verarbeitung und des Einsatzes vermieden werden kann.

Weiterhin wird die Aufgabe durch einen Festbrennstoff auf der Basis or­ ganischen Materials, insbesondere für industrielle Feuerungsanlagen, wie beispielsweise Kraftwerke, Brennöfen oder Verbrennungsöfen, gelöst, wobei der Festbrennstoff im wesentlichen aus Tiermehl und zumindest einem Zuschlagstoff besteht.

Vorzugsweise liegt der Festbrennstoff in Form von Presslingen, insbe­ sondere in Form von Pellets oder Brickets mit oben genannten Abmes­ sungen oder in einer gewalzten Form vor.

Der Festbrennstoff weist als Zuschlagstoff erfindungsgemäß kohlenstoffhaltige und/oder mineralische und/oder metallhaltige Stoffe auf, wobei insbesondere Kohlenstaub, wie Braunkohlenstaub und Steinkohlenstaub, Sägemehl, Gips, Zellulose, Spuckstoffe, Deinkingschlamm, Klärschlamm, Kunststoff(e), Metallstaub, Denaturie­ rungsmittel und Vergällungsmittel zu nennen sind. Die Zuschlagstoffe liegen einzeln oder in Kombination vor und gewährleisten die mechani­ sche Stabilität, Abriebfestigkeit und gute Oxidierbarkeit des Festbrenn­ stoffs.

Die Gesamtkonzentration der in dem Festbrennstoff vorliegenden Zuschlagstoffe liegt im Bereich von 0,5 Vol.-% bis 20 Vol.-%, bevorzugt im Bereich von 1,5 Vol.-% bis 18 Vol.-% und besonders bevorzugt im Bereich von 3 Vol.-% bis 15 Vol.-%, wobei die Zuschlagstoffe bevorzugt innig mit dem Tiermehl vermischt sind und in dem Festbrennstoff homo­ gen verteilt vorliegen. Es sei jedoch betont, dass auch ein schichtenweiser Aufbau der Pellets oder Brickets, insbesondere wenn diese in kugeliger oder ovaler Form vorliegen, möglich ist, wobei die Schichten hinsichtlich ihrer Oxidierbarkeit, respektive Brennbarkeit, unterschiedliche Reaktion­ senthalpien aufweisen.

Des weiteren kann der Festbrennstoff, sofern dies erforderlich ist, ein o­ der mehrere Fluide als Koagulations- bzw. Adhäsionshilfsstoffe und/oder als Regulationsmittel hinsichtlich der Brennbarkeit und/oder als Vergäl­ lungsmittel aufweisen. In Betracht kommt hierbei im wesentlichen Was­ ser, jedoch sind auch organische Fluide, insbesondere im Hinblick auf eine Denaturierung, möglich. An dieser Stelle sei erwähnt, dass der Fest­ brennstoff, beispielsweise in Kombination mit leicht entflammbaren organischen Fluiden auch alles Anzünder dienen kann, wenngleich dies hier eine untergeordnete Rolle spielt.

Im übrigen wird die vorliegende Aufgabe durch die Verwendung des oben aufgezeigten Verfahrens gelöst, das geeignet ist tierische Rückstände, insbesondere Tiermehl, zu entsorgen.

Das obige Verfahren zur Herstellung eines Brennstoffs aus Tiermehl ist hierfür ausgezeichnet geeignet, da eine im wesentlichen vollständige und rückstandsfreie Entsorgung von tierischen Rückständen unter energetisch optimaler Ressourcennutzung möglich ist. Unter Verwendung des mit dem Verfahren erzeugten Festbrennstoffs ist es in den genannten Einsatz­ gebieten möglich auf fossile, nicht erneuerbare, Brennstoffe zumindest teilweise zu verzichten. Darüber hinaus sind auch gesundheitliche Beden­ ken, die von tierischen Rückständen, insbesondere von Tiermehl ausge­ hen, nach der Herstellung des erfindungsgemäßen Festbrennstoffs gemäß dem aufgezeigten Verfahren weitgehend ausgeräumt.

Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteran­ sprüchen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben.

80% Tiermehl, 4% Braunkohlenstaub, 4% Steinkohlenstaub, 1% Sä­ gemehl, 3% Metallstaub, 1% Gips, 1,5% Zellulose und 5% Klärschlamm und 0,5% Denaturierungsmittel werden in einer Mühle zu ei­ nem homogenen Material zermahlen, anschließend vermischt und alsdann vorzugsweise zu Pellets oder Brickets verpresst. Der Pressdruck beträgt 180 kg/cm². Bei der Herstellung von Pellets beträgt der Lochdurchmesser der Matrize 9 mm und deren Stärke 45 mm. Der resultierende Festbrenn­ stoff ist rieselfähig und blasfähig, zeigt keinen Abrieb und ist auch bei den im Rahmen des normalen Handlings gegebenen Belastungen und Drücken auf die Presslinge formstabil.

Dieses Verfahren betrifft daher eine ungefährliche und sichere Form der Entsorgung von Tiermehl und einen ausgezeichneten Brennstoff für indus­ trielle Ofen zur Erzeugung von Wärme und Prozessenergie sowohl in staubförmiger, mehliger, breiiger und vorzugsweise gepresster Konsis­ tenz.

Aus obigem geht hervor, dass die vorliegende Erfindung nicht nur ein Verfahren zur Verarbeitung von Tiermehl zu Brennstoff, sondern auch einen Festbrennstoff sowie ein Verfahren zur Entsorgung von tierischen Rückständen betrifft.

An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass alle oben beschriebenen Tei­ le für sich alleine gesehen und jeder Kombination als erfindungswesent­ lich beansprucht werden. Abänderungen hiervon sind dem Fachmann ge­ läufig.

Claims (18)

1. Verfahren zur Verarbeitung von Tiermehl zu Brennstoff, insbeson­ dere für industrielle Feuerungsanlagen, dadurch gekennzeichnet, dass das Tiermehl mit zumindest einem Zuschlagstoff vermischt und einer Druckbehandlung unterzogen wird, wobei die Druckbe­ handlung vorzugsweise durch Walzen oder formgebend, zu insbe­ sondere Briketts oder Pellets, durchgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Vermischen des Tiermehls mit dem zumindest einen Zuschlagstoff unter Anwendung von gegenüber Atmosphärendruck reduziertem Druck erfolgt.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Zuschlagstoff ein kohlenstoffhaltiger und/oder mineralischer und/oder metallhaltiger Stoff, insbesondere Kohlenstaub und/oder Sägemehl und/oder Gips und/oder Zellulose und/oder Spuckstoffe und/oder Deinkingschlamm und/oder Klär­ schlamm und/oder Kunststoff und/oder Denaturierungsmittel und/oder Vergällungsmittel und/oder Metallstaub, verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Me­ tallstaub oder eine Vermengung, insbesondere Legierung oder Lö­ sung, verschiedener Metallstäube in einem Mengenbereich von 0,5 Vol.-% bis 4 Vol.-%, bevorzugt im Bereich von 1,9 Vol.-% bis 3,6 Vol.-% und besonders bevorzugt im Bereich von 2,8 Vol.-% bis 3,1 Vol.-%, zu einer zu verpressenden Mischung zugegeben wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtmenge an Zuschlagstoff in einem Mengenbereich von 0,5 Vol.-% bis 20 Vol.-%, bevorzugt im Be­ reich von 1,5 Vol.-% bis 18 Vol.-% und besonders bevorzugt im Bereich von 3 Vol.-% bis 15 Vol.-% zu der zu verpressenden Mi­ schung zugegeben wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zu verpressenden Mischung ein Fluid, vorzugsweise Wasser, zugesetzt wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zu verpressende Mischung unter Anwen­ dung eines Drucks im Bereich von 15 bar bis 250 bar, vorzugswei­ se im Bereich von 25 bar bis 200 bar und besonders bevorzugt im Bereich von 30 bar bis 180 bar verwalzt oder formgebend zu Pel­ lets und/oder Brickets verpresst wird.

8. Festbrennstoff auf der Basis organischen Materials, insbesondere für industrielle Feuerungsanlagen, beispielsweise Kraftwerke, Brennöfen oder Verbrennungsöfen, dadurch gekennzeichnet, dass der Festbrennstoff im wesentlichen aus Tiermehl und zumindest ei­ nem Zuschlagstoff besteht.

9. Festbrennstoff nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Festbrennstoff als Zuschlagstoff einen kohlenstoffhaltigen und/oder mineralischen und/oder metallhaltigen Stoff, insbesondere Kohlenstaub und/oder Sägemehl und/oder Gips und/oder Zellulose und/oder Spuckstoffe und/oder Deinkingschlamm und/oder Klär­ schlamm und/oder Kunststoff und/oder Denaturierungsmittel und/oder Vergällungsmittel und/oder Metallstaub, aufweist.

10. Festbrennstoff nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Festbrennstoff eine Konzentration von Metallstaub oder einer Vermengung, insbesondere Legierung oder Lösung, verschiedener Metallstäube in einem Mengenbereich von 0,5 Vol.-% bis 4 Vol.- %, bevorzugt im Bereich von 1,9 Vol.-% bis 3,6 Vol.-% und be­ sonders bevorzugt im Bereich von 2,8 Vol.-% bis 3,1 Vol.-% vor­ liegt.

11. Festbrennstoff nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Festbrennstoff eine Gesamt- Konzentration von Zuschlagstoff im Bereich von 0,5 Vol.-% bis 20 Vol.-%, bevorzugt im Bereich von 1,5 Vol.-% bis 18 Vol.-% und besonders bevorzugt im Bereich von 3 Vol.-% bis 15 Vol.-% vorliegt.

12. Festbrennstoff nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Zuschlagstoff innig mit dem Tiermehl vermischt ist.

13. Festbrennstoff nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch ge­ kennzeichnet, dass der Festbrennstoff ein Fluid, insbesondere Wasser und/oder ein kohlenstoffhaltiges, insbesondere brandbe­ schleunigendes, Fluid, enthält.

14. Festbrennstoff nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Festbrennstoff ein Pressling ist.

15. Festbrennstoff nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Festbrennstoff ein Pellet ist.

16. Festbrennstoff nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Festbrennstoff ein Bricket ist.

17. Festbrennstoff nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Festbrennstoff nach einer Verwalzung in pulverförmiger, körniger oder breiiger Konsistenz vorliegt.

18. Festbrennstoff, gekennzeichnet durch eine Zubereitung gemäß ei­ nem der Ansprüche 8 bis 17, so dass die in ihm enthaltenen Protei­ ne des Tiermehls bei der Verbrennung sicher zerstört werden und nach der Verbrennung weder im Abluftstrom noch in der Asche solche Proteine enthalten sind.