-
Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verwertung von Biomasse bei
welcher eine Pflanze als Hauptbestandlteil der Biomassenerzeugung
dient, gemäß Oberbegriff
der Patentansprüche
1, 2, 11, 12 und 15.
-
Biomasse
als nachwachsender Rohstoff zur Energiegewinnung gewinnt in Zeiten
immer knapper werdender fossiler Energieträger an Bedeutung. Damit einher
gehen auch Alternativen um eine Reduktion des CO2 Austoßes zu bewriken.
Dies spielt auch bei der Erschließung von bisher schwach bewohntem
Lebensraum und bei der Infrastruktur zum Transport von Energie oder
Engerieträgern
ein bedeutende Rolle.
-
Biomasse
fällt in
vielfältiger
Form an. So handelt es sich bei Biomasse oberbegrifflich nicht nur
um pflanzengezogene Grün-
oder Trockenmasse, sondern auch biologische Abfälle aus Speiseresten, Fekalien,
Schlachtabfällen
zählen
weitläufig
zu Biomasse. So können
aus Abfällen
im Zuge von Vergärung und/oder
Fermentierungsprozessen Biogas, im Wesentlichen Methan gewonnen
werden. Methan ist dabei ein sehr wertvoller Energieträger. Es
ist auch möglich
aus vergorenen Bioabfällen
flüssige Kraftstoffe
und Öle
zu raffinieren. Insgesamt stellt die Biomasse als solche eine Vielzahl
von auswertbaren nachwachsenden Energieträgern dar.
-
Als
Biogas wird aber auch das bei anerobem Abbau von organischen Stoffen
bspw durch Methangärung
gebildete Gasgemisch bezeichnet. Etwa 5% der Biomasse von Grünpflanzen
bildet jährlich
Methan durch Verrottung, was aber ungenutzt in die Atmosphäre gelangt,
und dort sogar ein klimaaktives Gas darstellt. Wird Methan jedoch
einer kontrollierten Verbrennung zugeführt, führt dies zu einer umweltverträglichen
Energieumsetzung.
-
Im
Stand der Technik sind außerdem
Brennstoffzellen bekannt, denen direkt Methan zugeführt wird
und eine Umwandlung in elektrische Energie erfolgt.
-
Biomasse
stellt somit einen nachwachsenden Energierohstoff dar. Bei der Verwertung
verschiedener Pflanzen entsteht aber dennoch immer ein Querschnitt
jeweils einzelner Biomassen mit unterschiedlichen Brenn- und Energiewerten.
Daraus wiederum ergibt sich der Nachteil, dass die Verbrennungsöfen beim
Eintrag unterschiedlicher Biomasse immer auf wechselnden Arbeitspunkten
arbeiten müssen.
Dies führt
dazu, dass die Verbrennung nicht immer optimal ist und dadurch ein
unnötig
hohes Maß an
Rauchgas und CO2 entsteht.
-
Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde ein Verfahren, sowie
eine Einrichtung, sowie eine Verwendung der gattungsgemäßen Art
dahingehend weiterzubilden, dass eine für die weitere Verwertung vorkonditionierte
Biomassenerntung entsteht, die hohe Brennwerte und/oder hohe Biogasausbeuten
liefert. Bei der Verwendung liegt die Aufgabe darin, eine Pflanzensorte
zu verwenden, die deutlich höhere
Biosmassenerträge
sowie höhere Energiewerte
liefert.
-
Die
gestellte Aufgabe wird bei einem Verfahren der gattungsgemäßen Art
erfindungsgemäß durch
die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
-
Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüche 3 bis
10 angegeben.
-
Alternativ,
aber im einheitlichen Sinn zur Erfindung ist die gestellte Aufgabe
erfindungsgemäß auch durch
die Merkmale des Patentanspruches 2 gelöst.
-
Vorteilhafte
Ausgestaltungen hierzu beziehen sich auch auf die abhängigen Ansprüche 3 bis 10.
-
Im
Hinblick auf eine Verwendung ist die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß durch
die Merkmale des Patentanspruches 11 gelöst.
-
Im
Hinblick auf eine Einrichtung der gattungsgemäßen Art ist die gestellte Aufgabe
erfindungsgemäß durch
die Merkmale des Anspruches 12 gelöst.
-
Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Einrichtung sind in den übrigen abhängigen Ansprüchen angegeben.
-
Einen
erfindungsgemäßen Verbennungsofen,
der auf die erfindungsgemäße Verfahrensweise konditionierte
Biomasse optimiert verbrennt ist in Anspruch 15 angegeben.
-
Dabei
sind die technischen Vorbereitungsschritte der verfahrensgemäßen Erfindung
zwingend notwendig, so dass auch der Ofen einheitlich zum Konzept
der Erfindung gehört.
-
Kern
der ersten Verfahrensalternativen ist, dass die Pflanze auf einer
Agrarfläche
angepflanzt und in der Vegetationsphase als Feucht- oder Nasserntung
oberhalb des Wurzelballens abgeschnitten und mit einer Restfeuchte
von mindestens 20% sofort einem Fermentierungsprozess in einem Bioreaktor zugeführt und
nach der Fermentierung Biogas abgezogen wird. Mit Hilfe der Restfeuchte
wird die nachfolgende Fermentierung deutlich begünstigt.
-
Alternativ
dazu ist vorgeschlagen, dass die Pflanze auf einer Agrarfläche angepflanzt
und als Trockenerntung mit einer Restfeuchte von maximal 20% sofort
im Stamm- und Astbereich
zerkleinert und anschließend
einem Verbrennungsprozess zugeführt wird.
Hierdurch wird eine im Wesentlichen Trockenerntung unabhängig von
der Jahreszeit vorgenommen, bei dem der niedrige Feuchtewert eine
effektive direkte Verbrennung oder eine weitere Verarbeitung als
Direktbrennmaterial begünstigt
wird.
-
Hierbei
wird folgende begriffliche Definition festgelegt.
-
Der
Begriff Feucht- oder Nasserntung umfasst sowohl die Erntung im Grünzustand
(grünes
lebendes Blattwerk) der Pflanze, wobei die Pflanze auf dem Feld
nicht abgedörrt
oder trocken ist, sondern die beschriebene Restfeuchte durch die
Erntung in dem besagten Grünwuchs
entsteht.
-
Außerdem soll
unter den Begriff der Feucht- oder Nasserntung aber auch die Erntung
der Pflanze in einer Jahreszeit oder bei Witterungs- oder Wetterverhältnissen
gemeint sein, die durch Regen, Nebel, hohe relative Luftfeuchte
am Erntegut ebenfalls im Ergebnis eine Restfeuchte von mindestens
20% eintragen.
-
Somit
fällt die
Erntung in der Grünphase
einerseits, als auch im anderen Extrem die Erntung in der Trockenphase,
aber bei hoher Wetter- oder witterungsbedingter Feuchte andererseits,
gleichermaßen
unter den Begriff der Feucht- oder Nasserntung.
-
Wichtig
und technisch relevant ist hierbei, dass durch die bewusste Feuchterntung
in der geernteten Biomasse soviel Restfeuchte vorhanden ist, dass
der Fermentierungs- und/oder
Vergärungsprozess
zur Biogaserzeugung damit leichter angeschoben werden kann.
-
Der
Begriff der Trockenerntung umfasst dann sowohl den Wuchsstatus der
Pflanze, als auch die Witterungsverhältnisse. Also immer dann wenn das
Erntegut, unabhängig
ob im Grundzustand oder im Trockenzustand geerntet, eine Restefeuchte
von weniger als 20% im Erntegut verbleibt, wird dies Trockenerntung
genannt. Das Erntegut dieser so benannten Trockenerntung eignet
sich dann mehr zum sofortigen Verbrennungsprozess, d. h. zum vorherigen
Kompaktieren, Pelletieren oder Mahlen.
-
Bezüglich der
Feucht- oder Nasserntung ist weiterhin vorteilhaft ausgestaltet,
dass die geerntete Pflanze bzw die Biomasse alkoholisch vergärt wird, indem
Tresterrückstände aus
der Wein- und Weingeistbereitung zugeführt werden. Tresterrückstände fallen
bei der Wein- und Weingeistbereitung als Abfall an, der schwierig
zu entsorgen ist. Bei einer Zuführung
zur Biomasse jedoch, beschleunigt dieser die Vergärung und
wird dabei selbst bakteriell mit umgewandelt, so dass der erhaltene
Biomassenbrennstoff oder das Biogas unbedenklich ist und der Ernegieumwandlung
zugeführt
werden kann. Etwa durch Verbrennung und Dampferzeugung und Stromerzeugung,
oder durch katalytische Brennstoffzellentechnik direkt zur Stromerzeugung
genutzt werden kann.
-
Zur
Fermentierung und Vergärung
dienen in vorteilhafter Weise auch Speise- und/oder Schlachtabfälle, die
der geernteten Biomasse beigefügt
werden.
-
Vorteilhafterweise
kann die geerntete Pflanze bzw die Biomasse pyrolisiert (verkokt)
und ggfs kompaktiert werden, derart, dass im Ergebnis Holzkohle
entsteht. Dies betrifft im Wesentlichen aber nicht ausschließlich die
Trockenerntung. Bei dieser Ausgestaltung wird die Biomasse lagerfähig und transportabel
gemacht, und die Energieausnutzung erfolgt dann später.
-
In
weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass die geerntete
Pflanze bzw die Biomasse mechanisch kompaktiert, beispielsweise
pelletiert wird. Hierbei erfolgt keine Kohlenstoffumwandlung. Bei
der weiter unten noch beschriebenen neuen Pflanzesorte, die hier
verwendet wird, ist eine Stengelstruktur der Pflanze vorhanden,
die stark gefastert und somit erheblich affenporig ist. Für die Verbrennung
hat dies den ernormen Vorteil, dass der Flamme extrem viel Luftsauerstoff
durch das Pflanzenmaterial zugeleitet wird, so dass ungewöhnlich hohe Verbrennungstemperaturen
erreicht werden. Dies macht die benannte neue Pflanzensorte zu einem überraschend
guten Energieträger.
-
In
weiterer vorteilhafter Ausgestaltung kann die geerntete Pflanze
bzw die Biomasse staubfein gemahlen werden, und anschließend über eine
Düse in
einen Verbrennungsofen eingesprüht
werden. Auch hierzu eignet sich die verwendete neue Pfanzensorte
ganz enorm, weil die lose fasrige Struktur einerseits leicht mahlbar
ist, und andererseits über die
Feinheit der Mahlung dennoch die für die Verbrennung günstige vorteilhafte
affenporige Mikrostruktur des Pflanzenmaterials genutzt werden kann. Außerdem schwebt
der Brennstoff als Mahlgut länger im
Verbrennungsraum. Durch die gesteuerte Eindüsung des Mahlgutes kann außerdem der
Verbrennungsprozeß optimal
gesteuert werden. So kann insgesamt ein bspw konstanttemperaturgesteuerter Verbrennungsprozess
gefahren werden, was für
eine optimale Verbrennung vorteilhaft ist. Durch die Steuerung der
Verdüsung
und des Eintrages von Mahlgut in den Verbrennungsprozess kann außerdem auch der
Arbeitspunkt des Verbrennungsofens optimal angefahren werden, so
dass die Verbrennung bei maximaler Energieausbeute und minimaler
Rauchgasbelastung gesteuert werden kann.
-
Aufgrund
der Tatsache, dass die Verbrennung auf diese Weise gesteuert, bzw
regelbar optimierbar ist, ist in vorteilhafter Weise eine Vermischung
der Pflanze bzw der aufgebreiteten Biomasse mit Klärschlämmen möglich. Klärschlämme müssen zur
Entfernung der enthaltenen Schadstoffe in der Regel einer Heißverbrennung
zugeführt
werden, damit bedenkliche chemische Verbindungen darin gecrakt werden
können.
Dies ist mit dieser verwendeten neuen Pflanze in der vorstehend
genannten technischen Aufbereitung auf erheblich einfache und effektive
Weise möglich.
-
In
vorteilhafter Ausgestaltung kann die direkte Zufuhr von Brennstoff
und Luftsauerstoff temperaturabhängig
geführt
werden, derart, dass der Verbennungsprozess im Verbrennungsreaktor
temperaturkonstant geregelt wird.
-
In
weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass bereits
unmittelbar nach Erntung das Erntegut in einer mit einer Erntemaschine
mitgeführten
Kompaktiereinheit gepresst oder kompaktiert oder pelletiert wird,
und das kompaktierte Erntegut nach dem Ernteprozess entweder direkt
dem Bio- oder Verbrennungsreaktor, oder einem Lagersilo zugeführt werden
kann. Bei schonender Kompaktierung kann darauf geachtet werden,
dass die Mikrostruktur der geernteten Biomasse, d. h. z. B. die
Offenporigkeit in der Struktur, was zu einer guten Flammenbelüftung führt, auch
dabei erhalten bleibt.
-
Durch
die Kompaktierung entsteht jedoch aus dem an sich sperrigen Erntegut
nunmehr ein Schüttgut.
Es ist von erheblichem Vorteil, wenn zumindest, aber nicht ausschließlich bei
der Trockenerntung direkt auf dem Erntefahrzeug bereits eine solche
Pelletierung automatisch vorgenommen wird. Das Erntefahrzeug, bzw
der mitgeführte
Bunker wird unmittelbar nach Erntung sofort mit einem konditionierten
kompaktierten Schüttgut
statt mit Erntegut vom Feld kommen, so dass das Schüttgut sofort
und einfach verladen oder kompakt gelagert werden kann. Dabei ist
hierbei auch die Pelletgröße einstellbar,
so dass sich quasi ein Granulat mit einstellbarer Granulat- oder Partikelgröße einstellen
lässt.
Dies hat Vorteile bei der Verbrennung und der Ofensteuerung.
-
In
Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird als Biomasse die Pflanze mit der vorläufigen Sortenbezeichnung Igniscum
CPVO 2007/0149 verwendet wird. Diese spezielle Sorte hat die Eigenschaft
extrem schnell zu wachsen, dabei jedoch dem Boden erhebliche Mengen
von unter anderem Stickstoff zuzuführen, womit zumindest diese Auslaugung
der Anbaufläche
vermieden wird. Damit ist die Pflanze ökologisch wertvoll, und durch
ihre bereits beschriebene besondere Faserstruktur zu der erfindungsgemäßen verfahrensgemäßen Verwertung
hochgradig geeignet. Außerdem
bindet bzw absorbiert die Pflanze sehr viel CO2.
-
Brennwertuntersuchungen
bezüglich
dieser oben genannten Eigenschaften sind von entsprechenden Instituten
durchgeführt
und deren extrem hohe Energieausbeutung bestätigt worden.
-
Die
besagte Pflanze erfüllt
daher in doppelter Weise sowohl einen ökologischen und zugleich aber auch
einen hohen ökonomischen
Nutzen.
-
Im
Hiblick auf einen Einrichtung besteht der Kern der Erfindung darin,
dass eine mit der Erntemaschine mitführbare Kompaktiereinrichtung
vorgesehen ist. Auf diese Weise wird noch auf der Erntemaschine
eine Granulierung bzw Pelletierung des Erntegutes möglich, so
dass das vom Feld kommende Erntefahrzeug sofort lager- oder transportfähiges Schüttgut bereit
hält. Und
zwar schon direkt während des
Ernteprozesses. Somit kann auch die Erntung und Konditionierung
des Erntegutes zeitsynchron und damit extrem zeitsparend und ökonomisch
vorgenommen werden.
-
Dabei
ist es vorteilhaft, dass in einer Ausgestaltung die Kompaktiereinrichtung
als eine an die Erntemaschine anhängbare Anhängereinheit ausgestaltet ist.
So kann die Erntung auch wahlweise mit und ohne zeitsynchrone Kompaktierung
erfolgen, nämlich
dann, wenn die besagte neue Pflanzensorte als Ganzes chemisch verwertet
werden soll.
-
Vorteilhaft
ist hierbei, wenn die Kompaktiereinrichtung eine Pelletiereinrichtung
ist, in welcher das abgeerntete und gehäkselte Erntegut direkt in ein gekörnetes,
granuliertes oder pelletiertes, Schüttgut oder in ein brennfähiges Mahlgut
umwandelbar ist.
-
Im
Kontext dieser Erfindung steht ein mit der entsprechenden Ernte-
und Konditioniertechnik der Biomasse abgestimmter Verbrennungsofen,
bei welchem die Biomasse als Mahlgut über eine steuerbare Düse in den
Brennraum eines Verbrennungsofens eingesprüht wird, und dass über Rauchgassensoren und
Temperatursensoren die Düse über eine
Steuereinrichtung so ansteuerbar ist, dass über den angesteuerten Volumendurchfluß an Mahlgut
in die Flamme, die Temperatur derselben konstant regelbar ist.
-
Dies
stellt eine besonders vorteilhafte Betriebsweise des Ofens dar.
Es kann aber auch Granulat oder Pellets verbrannt werden.
-
Die
Erfindung ist in der Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen dargestellt
und nachfolgend näher
beschrieben.
-
Es
zeigt :
-
1:
Schematische Gegenüberstellung von
Nass- und Trockenernteverfahren
-
2:
Schematische Darstellung einer Verbrennungssteuerung
-
3:
Schematische Darstellung einer Erntemaschine
-
1 zeigt
eine schematische Gegenüberstellung
von Nass- bzw Feuchterntung und Trockenerntung. Die Abfolge der
Schritte bei der Feuchtertung ist im linken Bildteil dargestellt,
während
die Abfolge der Schritte für
die Trockenertung im rechten Bildteil dargestellt ist.
-
Im
linken Bildteil folgt nach Erntung und Häckseln des Erntegutes, eine
optionale Messung der Feuchte bzw der Restfeuchte im Erntegut. Danach
entscheidet sich die weitere Verwertung und demzufolge auch das
jeweile Ernteverfahren.
-
Im
dem Fall, dass die Restfeuchte im Erntegut größer als 20% ist, erfolgt das
Verfahren Feucht- oder Nasserntung. Dabei wird das Nassbunkern in
einem von der Erntemaschine mitgeführten Bunker vorgenommen, d.
h. während
des Erntevorganges zwischengelagert. Von dort wird das gebunkerte
Erntegut entweder schon auf der Erntemaschine oder erst nach dem
Abladen einem Mischer zugeführt
in dem es mit Klärschlämmen und/oder
anderen Gärmitteln
vermischt wird. Diese Gärmittel
können
Speisereste, oder anderer organischer Abfall sein, derart, dass
das Erntegut mit den benötigten
Bakterien geimpft und zur bakteriellen Fermentierung und/oder Vergärung die
notwendigen Nährstoffe
zugeführt werden.
-
Als
Gärmittel
können
aber auch Reste bzw Abfälle
aus der Wein- oder Weingeistbereitung zugeführt werden. Diese Abfälle sind
ansonsten aufwändig
zu entsorgender Sondermüll.
Auf diese Weise jedoch werden sie in diesem Vergärungsprozess sozusagen sinnvoll
recycelt. Durch eine Vermischung des Erntegutes mit solchem Trester
oder mit Tresterbestandteilen wird insbesondere eine Form der alkoholischen
Vergärung
angeschoben. Dabei entstehen im Endprodukt verwertbare Flüssigenergieträger. Nach Fermetierung
und/oder Gärung
erfolgt entweder der kontrollierte Gasabzug von im wesentlichen
Methan, oder die Entnahme von flüssigen
Energieträgern
die ggfs weiter raffiniert werden können. Um diese Prozesse biologisch
bzw chemisch rasch anzuschieben bedarf es einer höheren Restfeuchte
von mehr als 20% im Erntegut.
-
Die
aktuelle Feuchte im Erntegut kann durch bekannte Messeinrichtung
sofort auf dem Feld ermittelt werden, so dass sich entweder dort
die Art der Erntung, d. h. ob Trocken- oder Feuchterntung entscheidet, oder
es kann gezielt nach dem Ergebnis der Feuchtemessung der weitere
Ernte- und Verarbeitungsprozess bereits auf dem Feld entschieden werden.
Dies hat entscheidende Vorteile gegenüber bekannten Verfahren. Es
kann bereits durch die nachfolgenden, darauf abgestimmten Ernteschritte und
der nachfolgenden Vorverabreitung auf der fahrenden Erntemaschine
bereits während
des laufenden Ernteprozesses auf dem Feld, die Konditionierung des
Erntegutes in der richtigen Weise für den nachfolgenden weiteren
Verwertungsprozess erfolgen.
-
Bei
der Trockenerntung erfolgt nach dem Häckseln und Messen des Erntegutes
auf Restfeuchte, wenn diese dann unter 20% liegt, die Kompaktierung
des Erntegutes, oder gar die staubfeine Mahlung. Je nachdem ob für die nachfolgende
Verbrennung Pellets, Granulat oder staubfeines Mahlgut verwendet
werden soll. Wichtig ist hierbei, dass bei der Kompaktierung und/oder
Granulierung und/oder Pelletierung die Pellet- oder Granulatgröße einstellbar ist. Das gleiche
gilt für
die staubfeine Mahlung. Auch hierbei soll die Partikelgröße optional
einstellbar sein.
-
Ein
besonders wichtiger Vorteil ergibt sich dabei, dass alle diese Maßnahmen
bereits auf der Erntemaschine vorgenommen werden, so dass am Ende
des Erntevorganges nur noch Schüttgut
verladen werden muss. Dies optimiert die Verwendung der Biomasse
für die
nachfolgende Energiegewinnung erheblich. Damit wird der Transport
vereinfacht, die Ladetonnagen für
den Transport werden optimiert, weil keine unerwünschten Pflanzenteile oder
Partikel mehr vorhanden sind. Durch die einheitliche Partikelgröße kann
das Schüttgut
sofort einer gesteuerten Brennstoffzuführeinrichtung für einen
Ofen zugebracht werden.
-
Für den Fall
dass Mahlgut erzeugt wird, wird dieses natürlich auch auf der Erntemaschine
gebunkert, bis diese voll ist und zum Abladen gebracht wird.
-
2 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
eines Verbrennungsofens, bei dem z. B. Mahlgut über eine Staubdüse kontrolliert,
d. h. geregelt in den Ofen bzw die Flamme eingesprücht wird. Über die
Verwendung als Mahlgut ergibt sich in enorm vorteilhafter Weise, dass
der Ausgangsstoff Biomasse nicht irgendwie verbrannt wird, wie dies
im Stand der Technik oft der Fall ist, sondern die Biomasse ist
soweit konditioniert, dass die Öfen
in optimalen Arbeitspunkten gesteuert werden können.
-
Bei
der Verbrennung von Biomasse in dieser Art entsteht jedoch der Vorteil,
dass diese Biomasse nicht fossil entnommen ist, sondern direkt aus
einem Nachwachsprozess vom Feld kommt. Das ergibt in der CO2-Bilanz
der Energieerzeugung den entscheidenden ökologischen Vorteil, dass der
Brennstoff zuvor aktuell durch seinen Wuchs CO2 aus der Atmosphäre absorbiert
und umgewandelt hat. D. h. mit anderen Worten, dass dies fossile
Energieträger
nicht leisten. Diese haben ihre CO2 Absorption von mehren Millionen
Jahren durchgeführt.
-
Bei
der Verabreitung einer nachwachsenden Biomasse in der erfindungsgemäßen Weise
wird durch die energetische Umsetzung direkt nach dem Wuchs eine
zumindest tendenziell zu Null eliminierte CO2 Bilanz erzeugt. Durch
die erfindungsgemäße Abstimmung
von Erntevorgang und Erntegutbehandlung wird die Biomasse als Energieträger so kompaktiert,
oder gemahlen, dass optimal reduzierte und reproduzierbare Abgaswerte
entstehen. Im Gesamtkonzept aller technischen Maßnahmen und aller erzielten
Vorteile ist dies eine wirtschaftlich aber auch ökologisch erheblich vorteilhafte
Vorgehensweise.
-
Um
die Verbrennung in der genannten Weise zu regeln, wird die Einsprühdüse des Mahlgutes über die
Brennofensteuerung gesteuert. Dabei gehen auch die Brennraumtemperatur über einen
im Brennraum angeordneten Temperaturfühler als Steuer- und Regelparameter
in die Steuerung des Ofens ein. Mitberücksichtigt werden auch die
Signale eines oder mehrerer Rauchgassensoren. Anstelle der geregelten
bzw gesteuerten Düse
für Mahlgut,
können
auch Pellet- oder Granulateinbringmittel, oder Einspritzdüsen für flüssigen Biomassenbrennstoff
vorgesehen sein. Diese können
stattdessen oder aber auch parallel vorgesehen werden, so dass der
Ofen für
jede Form konditionierten Biomasse-Brennstoffs betrieben werden
kann. Die Steuerung ist dabei für
alle Befeuerungsarten äquivalent.
So wird in jedem Fall der Brennstoffeintrag über die Ofensteuerung geregelt.
-
Dabei
ist auch vorgesehen, dass zusätzlich Klärschlämme in die
Verbrennung eingespeist werden können.
Bei dieser Art Klärschlämme handelt
es sich um solche die nicht direkt deponiert oder auch nicht auf
Felder ausgebracht werden dürfen.
Diese sind dann bspw durch Verbrennung zu entsorgen.
-
Bei
dieser Art Biomasse-Verbrennungsofen können im Effekt höhere Verbrennungstemperaturen erzielt
werden als bei herkömmlichen
Biomasse-Verbrennungsöfen. Dies
liegt an der Art der erfindungsgemäß konditionierten Biomasse.
Weiterhin wird dies durch die erfindungsgemäße Verwendung der neuen Plfanzensorte
IGNISCUM (CPVO Nr 2007/0149) erzielt. Diese neue Pflanzensorte erzeugt
auf die erfindungsgemäße Ernte-
und Konditionierweise eine Biomasse, die stark offenporig, also
kapillar ist, und auch in kompaktierter Form eine hohe Zuführung von Luftsauerstoff
in die Brennflamme gewährtleistet.
Dabei sind die erzielten Brenntemperaturen höher als bei üblicher
Biomasse. Begünstigt
wird dies durch die verfahrensgemäße Trockenerntung mit den beschriebenen
Parametern. Dadurch entsteht ein höchst effektiver direkter Brennstoff.
-
3 zeigt
eine Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Erntemaschine,
zur Durchführung der
erfindungsgemäßen Ernteverfahren
mit Vorkonditionierung des Erntegutes während des laufenden Erntevorganges.
-
Hieran
wird deutlich in welcher funktionellen Verzahnung die Verfahren,
die Einrichtung und die Verwendung die Umsetzung dieser konzeptionellen Erfindung
ermöglicht
wird.
-
In
diesem Zusammenhang sind die Gegenstände der einzelnen Schutzkategorien
streng einheitlich miteinander und bedingen sich sogar gegenseitig.
-
So
zeigt 3 schematisch die Komponenten der erfindungsgemäßen Erntemaschine.
Betrieben wird die Erntemaschine von einer Zugmaschine, die die
Anordnung durch das Feld zieht. Angehängt oder integriert sind die
funktionellen Erntemittel bspw Erntemesser, die die Biomasse in
geeigneter Höhe abschneiden.
Das geerntete Schnittgut wird dann in einer weiterhin mit der Erntemaschine
mitgeführte oder
darin integrierten Einrichtung gehechselt, und intern ggfs automatisch
mit einem hier nicht weiter dargestellten Feuchtesensor, wird die
Restfeuchte des Erntegutes bestimmt und bei Vorliegen der Bedingungen
für einen
Trockenerntung wird das Erntegut sogleich kompaktiert, d. h. pelletiert,
granuliert oder gemahlen. Das Ergebnis dieser Erntegutbehandlung
wird dann wiederum im mitgeführten
oder integrierten Bunker gebunkert, bis der Bunker voll ist.
-
Die
hier dargestellte Erntemaschine betrifft die Trockenerntung, wie
oben beschrieben.
-
Für den Fall
der Nass- oder Feuchterntung werden nach dem Heckseln und messen
der Restfeuchte das Erntegut dann ggfs nur gebunkert, um dieses
danach den Fermentier- oder Gärprozessen zuzuführen.
-
Insgesamt
sind Einrichtung und Verwendung punktgenau auf die Verfahren abgestimmt.