DE102010001330B4 - Verfahren und Anlage zur thermischen Verwertung von Biomasse - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betriff eine Anlage (A) und ein Verfahren zur thermischen Verwertung von Biomassematerial (B), wobei die Anlage (A) mittels Zu- bzw. Abführeinrichtungen mit Vorrichtungen (1, 3a, 3b, 9) zur Aufbereitung von Biomassematerial (B) energetisch und/oder stofflich verbunden ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage, insbesondere ein Biomassekraftwerk, zur thermischen Verwertung von Biomasse.
  • In Deutschland fallen pro Jahr ca. 4,3 Millionen Tonnen Hecken- und Strauchschnitt als biogene Reststoffe (Grünabfälle) aus kommunalen und gewerbliche Betrieben, der Landschaftspflege und der kommunalen Sammlung, bzw. über die kommunalern Sammelplätze etc. an. Rund 1,8 Millionen Tonnen Grüngut fallen zusätzlich durch Forst und -Trassenpflege an. Die genannten Mengen können prinzipiell als regenerativer Brennstoff eingesetzt, aber auch stofflich verwertet werden. Davon werden nach dem Stand der Technik ca. 30%, also über 2 Mio. t/a, abgetrennt, insbesondere ausgesiebt, weil diese mineralstoffreiche Fraktion in den bestehenden Biomasse-Heizkesselanlagen nur schlecht verbrannt werden kann. Die ausgesiebten mineralstoffreichen Fraktionen werden bisher weitgehend in Erdenwerken und Kompostanlagen verwertet oder direkt auf landwirtschaftlichen Flächen ausgebracht.
  • Bei der Aufbereitung von Biomasse aus Grünschnitt, Hecken und Strauchschnitt (wie zuvor beschrieben) zu Brennstoffen für biomassegefeuerte Verbrennungsanlagen, fallen bei und nach der Zerkleinerung Untersiebchargen (bis zu 30% Gewichtsprozent des Rohbrennstoffs) in großen Mengen an, die einen hohen mineralischen Anteil enthalten.
  • Diese Untersiebchargen mit einer Korngröße von z. B. < 30 mm werden in der Regel durch (Nass)-Absiebung separiert. Wegen des hohen mineralischen Anteils können diese Untersiebchargen schlecht in herkömmlichen Biomassekesseln mit mechanischen Rostsystemen verbrannt werden. Durch den hohen mineralischen Anteil dieser Untersiebchargen ist der mechanische Verschleiß dieser Rostsysteme sehr hoch. Ein weiteres Problem beim Einsatz von feinen Untersiebchargen in rostgefeuerten Kesselanlagen ist der unkontrollierte Ausbrand von Feinanteilen Staubanteilen im den Nachheizzonen zurückgeht. In diesen ”Hot-Spots” kann die Temperatur auf weit über 1.000°C ansteigen und erreicht bzw. überschreitet den Ascheschmelzpunkt (des Holz-Brennstoffs), mit allen störenden Folgen für die Kesselanlage.
  • Die Untersiebchargen werden deswegen in der Regel auch in Erdenwerken dem Kompost beigemischt oder landwirtschaftlich verwertet (untergepflügt) oder deponiert. Diese Art der Verwertung ist mit einem beträchtlichem Transportaufwand verbunden, wobei die Deponierung dieser Reststoffe zusätzlich noch mit dem Abfallwirtschaftsgesetz (AWG) kollidiert, da sich die Restkohlenstoffgehalte in der Regel bei ca. 30–40 oder darüber bewegen. Weiterhin ist die Verbringung von ”unhygienisierter” Biomasse zukünftig einer gesetzlichen Regelung unterworfen. (Hygienisierung wird erforderlich) Die Bedingungen für eine Hygienisierung werden durch die EG Hygieneverordnung geregelt. Gemäß der Richtlinie 1774/2002 müssen Substanzen, die der Hygienevorschrift unterliegen, für eine Stunde auf eine Temperatur von mindestens 70°C erhitzt werden. Dabei dürfen die Teilchen nicht größer als maximal 12 mm sein, um eine sichere Pasteurisierung zu gewährleisten.
  • Die oben beschriebenen Randbedingungen haben zur Folge, dass die möglichen Erlöse für Untersiebchargen bei der Herstellung von Komposten oder als Düngerbeimischung häufig weit unter den anfallenden Transport- und Gestehungskosten liegen.
  • Allgemein ist die Kompostierung von Bioabfall mit einem erheblichen Energieverlust verbunden, da die freiwerdenden Wärmemengen an die Umgebung abgegeben werden. Das beim biologischen Abbau entstehende CO2 gelangt somit ohne weitere Energienutzung in die Atmosphäre. In einer bestehenden Anlage z. B. des Zweckverbandes Abfallbehandlung Nuthe-Spree (ZAB) zur mechanisch-biologischen Stabilisierung (MBS) wurde der Nachweis der technischen Machbarkeit zur Herstellung von Biomasse-Brennstoff aus Bioabfall und Grünschnitt ein Großversuch durchgeführt. Durch die biologische Trocknung wurde die Feuchtigkeit von 55% auf 24 Masse-% reduziert. Die getrocknete Biomasse wurde durch eine Kombination von Siebung- und Sichtungsstufen aufbereitet. Dieser Biomasse-Brennstoff wurde dann zur CO2-neutralen Energiegewinnung in einem Biomassekraftwerk eingesetzt. Durch den hohen Feinanteil lag der Aschegehalt bei über 30 Masse-% TS und ist damit mehr als doppelt so hoch wie bei Altholz. Durch eine Ergänzung der Aufbereitungstechnik ist eine Reduzierung des Aschegehaltes im Brennstoff möglich.
  • Ausgehend von dem geschilderten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung anzugeben, mittels derer eine umweltschonende, wirtschaftliche Verwertung von Biomasseabfällen ermöglicht wird.
  • Diese Aufgabe wird durch die Vorrichtung und das Verfahren mit den in den unabhängigen Ansprüchen aufgeführten Merkmalen gelöst. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Ausführungsformen und Varianten der Erfindung.
  • Die erfindungsgemäße Anlage zur thermischen Verwertung von Biomasse, bei der es sich insbesondere um ein Biomassekraftwerk bzw. um ein Biomasseheizkraftwerk handeln kann, ist mittels Zu- bzw. Abführeinrichtungen mit Vorrichtungen zur Aufbereitung von Biomasse energetisch und/oder stofflich verbunden.
  • Insbesondere kann die Anlage über eine Wärmetransportvorrichtung mit Trocknern für Biomasse verbunden sein. Hierdurch kann erreicht werden, dass die bei der thermischen Verwertung der Biomasse anfallende Wärme vorteilhaft zur Trocknung der Biomasse zur Aufbereitung insbesondere entweder vor einer Verbrennung oder einer anderweitigen stofflichen Verwertung der Biomasse genutzt werden kann.
  • Daneben kann die Anlage mittels einer Treibdampfzuleitung mit einer Antriebseinheit eines Zerkleinerers für die Biomasse verbunden sein. Die Antriebseinheit kann dabei insbesondere als Dampfturbine oder auch als Kolbendampfmaschine ausgebildet sein.
  • Wenn die Anlage eine Wirbelschichtfeuerungsanlage mit einem Wirbelbett aufweist, kann das Wirbelbett Mineralstoffe aus einer Siebanlage für Biomasse enthalten, welche auf diese Weise eine sinnvollen Verwertung zugeführt werden können.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur thermischen Verwertung von Biomasse wird in stofflichem und/oder energetischem Verbund mit einem Verfahren zur Aufbereitung der Biomasse durchgeführt.
  • Die thermische Verwertung kann insbesondere mittels einer Wirbelschichtfeuerungsanlage mit einem Wirbelbett erfolgen, wobei dem Wirbelbett Mineralstoffe aus einer Siebanlage für Biomasse zugeführt werden.
  • Dadurch, dass im Zuge der thermischen Verwertung anfallender Treibdampf einer Antriebseinheit eines Zerkleinerers zugeführt wird, kann ein Antrieb des Zerkleinerers mit einem hohen Wirkungsgrad erreicht werden.
  • Ferner kann eine weitere Verbesserung des Wirkungsgrades des Verfahrens dadurch erreicht werden, dass die bei der thermischen Verwertung der Biomasse entstehende Wärme zur Aufbereitung der Biomasse in einem vorgeschalteten Verfahrensschritt verwendet wird.
  • Bei dem vorgeschalteten Verfahrensschritt kann es sich insbesondere um einen Trocknungsschritt handeln.
  • Ferner kann eine Fraktion der Biomasse einer stofflichen Verwertung zugeführt werden, wobei z. B. aus der Fraktion ein Granulat oder eine Faserfraktion gewonnen wird. Daneben ist denkbar, dass aus der Fraktion Briketts gewonnen werden.
  • Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der einzigen 1 näher erläutert.
  • Das grob auf eine Körnung von vorzugsweise unter 500 mm geschredderte Biomassematerial B, bspw. Grünschnitt, Hecken- und Strauchschnitt, biogene Restfraktionen aus der Landwirtschaft und Lebensmittelindustrie wird auf der Anlage angeliefert, geprüft, gewogen und nachfolgend vorzugsweise in einen Zerkleinerer 1, der als Prallreaktor oder als Hammermühle ausgebildet sein kann, gefördert, wo eine Zerkleinerung und Homogensierung des Biomassematerials erfolgt. Die Verwendung eines Prallreaktors zeigt dabei den Vorteil, dass in diesem Fall eine erhöhte Robustheit gegenüber Verschleiß auch bei stark bspw. durch Steine verunreinigtem Biomassematerial B gegeben ist. Auch eine parallele oder serielle Anordnung von mehreren Zerkleinerern 1 ist denkbar.
  • Zum wirtschaftlichen Betrieb des Zerkleinerers 1 ist insbesondere ein kombinierter Antrieb dieser Anlage über eine in der Figur nicht dargestellte Dampfturbine mit Treibdampf 22 aus dem nachgeschalteten Biomassekraftwerk A, in welchem unter anderem Strom und Prozesswärme (angedeutet durch das Bezugszeichen C) produziert werden, vorgesehen. Hierdurch kann der Verbrauch an Fremdstrom erheblich gesenkt werden. Das Kondensat aus der Dampfturbine kann nachfolgend wieder in den Wärmekreislauf zurückgeführt werden.
  • Die Zerkleinerung des Biomassematerials B erfolgt dabei nach Maßgabe des erforderlichen Endprodukts. Das zerkleinerte Biomassematerial kann in verschiedenen Fraktionen bzw. Teilströmen 1a z. B. (G25-Anteil) und 1b z. B. (G50-Anteil) aus dem Zerkleinerer 1 ausgetragen werden. Ein Teil 1b des Massenstroms kann nach dem Durchgang durch den Vorwärmer 4a und den Trockner 3b als Brennstoff für das Biomassekraftwerk A dienen, ein anderer Teil 1a als Rohmaterial für weitere Verfahrensschritte (wie unten beschrieben).
  • Gegebenenfalls können an jeder Stelle des Verfahrens auch Beimischungen anderer Biomassen oder Zuschlagstoffe zugegeben werden. Hierbei kommt insbesondere die Beimischung von halmartigen Biomassen wie Stroh, Getreidereststoffen aus Müllereibetrieben, Biertreber, Weintreber, Reststoffen aus der Lebensmittelindustrie, landwirtschaftliche Reststoffe, Pferdemist, Hölzer aus Kurzumtriebsplantagen, Miscanthus, Faserhanf, Bagasse und anderen Faserstoffen, Schlämmen aus Kläranlagen und Restschlämmen aus Biogasanlagen in Frage. Die Zuschlagstoffe können bereits vor der Zerkleinerung im Zerkleinerer 1 zugegeben werden, wodurch eine entsprechende Homogenisierung mit dem rohen Biomassematerial B bereits im Zerkleinerer 1 stattfindet. Auch die Beimengung von Braunkohlestaub oder -bruch sowie Brandinhibitoren können zur Erreichung einer nachhaltigen Verwertung des Biomassematerials B sinnvoll sein. Derartige Zuschläge können aber vorteilhaft erst gegen Ende der nachfolgenden Prozesse (vgl. Bezugszeichen 12 und 14) erfolgen. Bei sehr stark mit Mineralstoff angereichertem, feuchtem Biomassematerial B kann bereits nach der Zerkleinerung im Zerkleinerer 1 eine Materialtrennung, d. h. eine Ausschleusung von Störstoffen 2b erfolgen. Dies geht in diesem Status relativ einfach, da das im Zerkleinerer 1 zerkleinerte Material bereits weitgehend in seine stofflichen Fraktionen zerlegt ist. Die weitere Fraktionierung oder Abtrennung kann mittels eines Nassabscheiders 2 oder mittels eines Trockenverfahrens bspw. in einem Windsichter erfolgen. Störstoffe werden an diesen Stellen ausgeschleust, gegebenenfalls werden entsprechende Abscheider eingesetzt. Das Material 2a wird dann direkt in den Trockner 3a gefördert, wo es thermisch getrocknet, gegebenenfalls hygienisiert und auf die gewünschte Restfeuchte gebracht wird, um anschließend in verschiedenen Stufen wie z. B. dem Windsichter 8 und der Siebanlage 9 weiter entmineralisiert zu werden. Bei dem Trockner 3a handelt es sich vorzugsweise um einen Schubwendetrockner oder bei feinem Material 2a um einen Bandtrockner oder ähnliches. Es können auch mehrere Trocknertypen parallel oder in Reihe eingesetzt werden und mit unterschiedlich fraktioniertem Material beschickt werden. Die Beheizung der Trockner 3a und 3b erfolgt mit Warmluft, ggf. indirekt über Wärmetauscher erwärmt, vorzugsweise mit Niedertemperatur 5 oder direkt mit trockenem Rauchgas 6 aus dem Biomassekraftwerk A. Auch eine Mischbeheizung mit beiden oder verschiedenen Wärmeströmen 5 und 6 ist möglich. Andere zusätzliche Wärmequellen wie Kondensatwärme, Solarthermie, Erdwärme, Industrieabwärme etc. können zusätzlich oder alleine eingesetzt werden.
  • In dem beschriebenen Verfahren soll die Trocknung der Untersiebchargen in den Trocknern 3a und 3b möglichst mit der sonst nicht ganzjährig verwertbaren Niedertemperaturwärme (Abwärme < 90°C) eines des Biomassekraftwerks A erfolgen. Dadurch wird einerseits der thermischen Wirkungsgrad des Biomassekraftwerks A kontinuierlich erhöht und andererseits ermöglicht der relativ trockene Brennstoff 4, der durch Vorwärmen und Trocknen aus dem Teilstrom 1b hervorgeht, den Einsatz des dann ”trockenen” Rauchgases 6 des Biomassekraftwerks A zur weiteren Trocknung und Inertisierung des Biomasseaufbereitungsprozesses. Idealerweise kann der Brennstoff 4 bzw. 1b für das Biomassekraftwerk A parallel in ähnlichen Verfahrensschritten aufbereitet und im Trockner 3b vorgetrocknet werden, dadurch entstehen Synergieeffekte in der Brennstoffannahme und in der Redundanz der einzelnen Anlagekomponenten zueinander sowie durch die effektivere Personalnutzung durch einen kombinierten Anlagenbetrieb von Biomassekraftwerk A und Biomasseaufbereitung.
  • Das beschriebene effektive Trennungs- und Trocknungsverfahren stellt sich durch die Synergieeffekte aus dem Wärmeverbund mit dem Biomassekraftwerk A insbesondere durch die kontinuierliche Wärmenutzung als besonders wirtschaftlich dar; ferner ist eine Förderung durch die Regelungen des deutschen EEG- und KWK-Gesetzes möglich.
  • Die feuchte, warme Abluft 7 aus den Trocknern 3a und 3b kann auch zur Vorwärmung des Brennstoffes 1b in dem Vorwärmer 4a vor dem Eintrag in den Trockner 3b eingesetzt werden. Die Abluft 7 aus den Trocknern 3a und 3b wird danach über einen Staubfilter 23 entweder an die Außenluft abgegeben oder vorzugsweise als vorgewärmte Verbrennungsluft 7a in der Feuerung des Biomassekraftwerks A eingesetzt. Hierdurch werden gegebenenfalls Geruchsbelästigungen aus dem Trocknungsprozess vermieden. Nach der Trocknung im Trockner 3a kann das Material 2a je nach gewünschtem Trockenheitsgrad in einem Schwerkraftabscheider 8, der vorzugsweise als Windsichter ausgebildet ist, weiter fraktioniert werden. Mineralische Stör-/Schwerstoffe 20 sind nach der Trocknung leichter abtrennbar. Abgetrennte Schwerstoffe 20 werden ausgeschleust. Die trockene Gutkornfraktion 11 wird anschließend über eine Siebanlage 9 geführt, welche vorzugsweise als Rüttel- oder Vibro-Sieb ausgebildet ist, und so aufbereitet, dass die Fraktion 10, also das Unterkorn mit einer Korngröße von bspw. 0–6 mm, abgezogen und in die Verbrennung des Biomassekraftwerkes A zurückgefördert werden kann. Das Unterkorn 10 besteht weitgehend aus einer Mischung von mineralischen Feinanteilen und feiner Biomasse. Diese Mischung wird in das Sandbett der Wirbelschichtfeuerung des Biomassekraftwerkes A geführt und dort werden die noch enthaltenen Kohlenstoffanteile komplett ausgebrannt; hierdurch wird das angelieferte Biomassematerial B bis zu 100% thermisch verwertet. Der enthaltene mineralische Anteil ersetzt so das sonst nachzuführende Bettmaterial, welches nach dem Stand der Technik durch Quarzsand oder einen anderen Sand gebildet wird. Dieser Sand wird durch die Fluidisierung im Wirbelbett einem kontinuierlichen Abrieb ausgesetzt, wobei die entstehenden Kleinstpartikel mit dem Abgasmassenstrom aus dem Feuerraum ausgetragen werden und sich als Teil der komplett ausgebrannten Filterasche im Filter ansammeln. Die Filterasche muss qualifiziert entsorgt werden. Dieser ”Verlust” an Bettmaterial muss durch kontinuierliches Nachführen von Bettmaterial (Sand) ausgeglichen werden. Die Verwendung der Untersiebcharge bzw. des Unterkorns 10 als Ersatz für den Sand hat für das Biomassekraftwerk A zum einen den Vorteil, dass keine oder nur geringe Kosten für die Nachführung von Bettmaterial entstehen und zum anderen, dass die darin noch enthaltenen Kohlenstoffreste bis zu 100% thermisch genutzt werden können und so keine kohlenstoffhaltigen Reststoffe zur Entsorgung anstehen. Im Gegenteil, das so ausgebrannte Restmaterial 18 (Asche mit Restkohlenstoff < 1%) findet seinen Einsatz als Inertmaterial, als Zuschlagstoff für Betonwerke sowie als Düngemittelzusatz. Nach deutscher Erfordernis ist vor der Verwendung (als Düngemittelzusatz oder Zuschlagstoff) das entsprechende Eluatverhalten solcher Aschen zu prüfen.
  • Der in der Siebanlage 9 anfallende Siebüberlauf, also der Gutkornanteil 11a mit einer Körnung von bspw. 6–15 mm wird in einer ersten Variante einer Brikettieranlage 14 zugeführt und ohne weitere Bindemittel zu stangenförmigen Biomassebriketts 15 mit vorzugsweise 50–90 mm Durchmesser verpresst. Andere Durchmesser und Pressformen sind möglich. Nach der Pressung kann das Biomassebrikett 15 so aufgespalten werden, dass flache Brikettscheiben, sogenannte Pucks, von ca. 10–20 mm Stärke oder Teile davon entstehen, die in einem für Holz-Hackschnitzel geeigneten Kessel vorzugsweise ab ca. 35 kW bis 1000 kW Heizleistung und darüber als Ersatz für unspezifisch anfallende Waldhackschnitzel verfeuert werden können. Die Biomassebriketts 15 sind formstabil, gering hygroskopisch, gut lagerfähig und hinsichtlich Heizwert, Zusammensetzung und Form genau spezifiziert; sie haben einen Trockensubstanz-Gehalt von > 85% und einen Heizwert von ca. 5 kWh/kg bei langer Stabilität des Brennwertes. Der Ascheanteil soll < 5% liegen. Gegenüber der Verwendung von Waldhackschnitzeln hat die Verfeuerung der Biomassebriketts 15 den Vorteil, dass hierbei ein verbessertes Verbrennungsverhalten mit erheblich günstigeren Abgaswerten erreicht werden kann. Hierdurch kann insbesondere den gesetzlichen Bestimmungen (z. B. 1. BlmSchV 2009) besser Rechnung getragen werden. Die genannten Vorteile kommen insbesondere im Vergleich mit der Verfeuerung feuchter Hackschnitzel in einfachen Hackschnitzelheizkesseln zum Tragen. Darüber hinaus gestalten sich die Transport- und Lagerkosten bedingt durch die höhere Schüttdichte der Biomassebriketts 15 und die Energiekosten aufgrund des höheren Heizwertes der Biomassebriketts 15 im Vergleich mit Waldhackschnitzeln oder genormten DIN-Pellets günstiger.
  • Der Aufbau und der Betrieb von Satellitenheizanlagen 16 mit den beschriebenen Briketts überein mit dem Bezugszeichen 17 angedeutetes Wärmecontracting mit entsprechender Brennstofflogistik in regionaler Umgebung des Biomassekraftwerks A zur Versorgung von Heizungs-Endkunden ist deshalb wirtschaftlich sinnvoll, da durch die kontinuierliche Belieferung, Betreuung der Anlagen, Rücknahme der Aschen 19 und Verwertung der Brikett-Abriebstoffe 21 aus den Brikettbunkern in dem Biomassekraftwerk A eine gute Wirtschaftlichkeit zu erzielen ist. Der regionale, wirtschaftlich nutzbare Umkreis von solchen Satellitenheizanlagen 16 ist, da nicht leitungsgebunden, wesentlich weiter als die mögliche Abgabe der Niedertemperaturwärme 5 des Biomassekraftwerks A an ein Fernheiznetz mit allen betrieblichen Folgen. Alternativ oder zusätzlich kann Niedertemperaturabwärme gegebenenfalls auch an ein leitungsgebundenes Netz abgegeben werden.
  • Satellitenheizanlagen stehen hier im direkten Wettbewerb mit leitungsgebundenen Fernwärme- und Nahwärmeheizsystemen, die einen erheblichen Teil der erzeugten Wärme als Leitungsverlust im Vor- und Rücklauf des Wärmeträgers aufweisen. Insbesondere im Sommerbetrieb ist verfahrensgemäß eine kontinuierliche Wärmeabnahme so für ein Biomassekraftwerk wirtschaftlich darstellbar.
  • Eine weitere Verwertung des getrockneten und damit auch hygienisierten Gutkornanteils 11b, welches z. B. als 6–15 mm Faser-Fraktion anfallen kann, kann stofflich mittels einer Granulierung bzw. einer Herstellung von Fluff, also eines lockeren Faserstoffes, erfolgen. Die Hygienisierung kann auf einfache Weise im Rahmen der Trocknung im Trockner 3a durch eine entsprechende Einstellung der Verweildauer und Temperatur leicht erreicht werden. Im weiteren Verlauf kann durch eine entsprechende Weiterverarbeitung und Ausrüstung Materialien 13 wie z. B. Dämmstoff, Pressplattenrohfaser oder Tiereinstreu hergestellt werden, darüber hinaus ist auch eine andere stoffliche Verwertung denkbar. Der entsprechende Gutkornanteil 11b als Rohmaterial kann hinsichtlich der gewünschten Zusammensetzung und Ausrüstung mit entsprechenden Zusatzstoffen versehen werden. Die Beimischung von Zusatzstoffen kann in jedem Verfahrensschritt erfolgen, so dass die gewünschte Rezeptur, Homogenität und die gewünschten Trockenheitsgrade erreicht werden können. Die mineralischen Bestandteile des Rohmaterials können bei der stofflichen Verwertung bis zu einem bestimmten Anteil enthalten bleiben.
  • Durch den Einsatz des beschriebenen Verfahrens kann so aus einem in großen Mengen anfallenden, minderwertigen” Biomasse-Rohstoff ein hochwertiger industrieller Brennstoff oder Rohstoff entstehen, der kostengünstig in großen Mengen ganzjährig herstellbar ist und wirtschaftlich günstiger ist, als der übliche Holzhackschnitzel, der z. Zt. als regenerativer Brennstoff oder Rohstoff eingesetzt wird.
  • Die Erfindung löst insbesondere auch das, Problem des azyklischen Anfalls von Biomasse als Brennstoff außerhalb der Heizperioden. Durch die übliche Zwischenlagerung auf Häckselplätzen verliert die Biomasse durch Teilkompostierung kontinuierlich an Heizwert. Hierbei werden erhebliche Mengen an Methangas und CO2 freigesetzt. Durch die ”just in time”-Aufbereitung (Trocknung, Entmineralisierung, Rohstoffherstellung und Brikettierung,) der anfallenden Biomasse bleibt der Heizwert weitgehend erhalten und die Umweltbelastungen werden minimiert.
  • Ein wichtiger Vorteil des eingesetzten Biomasse-Rohstoffs ist, dass diese Biomassefraktion kaum im Wettbewerb zu anderen Verwertungsarten steht, insbesondere nicht mit den Fraktionen der stofflichen Verwertung. Darüber hinaus fällt dieser Rohstoff weitgehend unabhängig von forstlichen Belangen, vom Holzmarkt und von der Papierindustrie in großen Mengen kontinuierlich an. Bezugszeichenliste
    A Biomassekraftwerk
    B Biomassematerial
    C Strom und Prozesswärme
    1 Zerkleinerer
    1a Teilstrom G25
    1b Teilstrom G50
    2 Nassabscheider
    2a Material
    2b Störstoffe
    3b Trockner
    3a Trockner
    4 Brennstoff
    4a Vorwärmer
    5 Niedertemperatur
    6 Trockenes Rauchgas
    7 Abluft aus Trocknern 3a und 3b
    7a Vorgewärmte Verbrennungsluft
    8 Windsichter
    9 Siebanlage
    10 Unterkorn
    11 Gutkornfraktion
    11a Gutkornanteil
    11b Gutkornanteil
    12 Fluffherstellung
    13 Materialien wie Tiereinstreu usw.
    14 Brikettieranlage
    15 Biomassebriketts
    16 Satellitenheizanlage
    17 Wärmecontracting
    18 Restmaterial
    19 Asche
    20 Stör-/Schwerstoffe
    21 Brikett-Abriebstoffe
    22 Treibdampf
    23 Staubfilter

Claims (14)

  1. Anlage (A) a) zur thermischen und stofflichen Verwerfung b) von Biomassematerial (B), dadurch gekennzeichnet, dass c) die Anlage (A) mittels Zu- und Abführeinrichtungen d) mit Vorrichtungen (1, 3a, 3b, 9) zur Aufbereitung von Biomassematerial (B) energetisch und stofflich derart verbunden ist, e) dass ein Zerkleinerer (1) des Biomassematerials (B) als Prallreaktor ausgebildet ist, f) wobei das zerkleinerte Biomassematerial in verschiedene Teilströme (1a, 1b) aus dem Zerkleinerer (1) ausgetragen wird, g) wobei ein Teilstrom (1a) als Rohmaterial zur Herstellung weiterer Materialien (13) als stoffliche Verwerfung und h) ein Teilstrom (1b) energetisch als Brennstoff dient.
  2. Anlage (A) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage (A) über eine Wärmetransportvorrichtung mit Trocknern (3d, 3b) für das Biomassematerial (8) verbunden ist.
  3. Anlage (A) nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage (A) mittels einer Treibdampfzuleitung mit einer Antriebseinheit des Zerkleinerers (1) verbunden ist.
  4. Anlage (A) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage (A) eine Wirbelschichtfeuerungsanlage mit einem Wirbelbett aufweist.
  5. Anlage (A) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Wirbelbett Mineralstoffe (10) aus einer Siebanlage (9) für das Biomassematerial (8) enthält.
  6. Verfahren aa) zur thermischen und stofflichen Verwertung bb) von Biomassematerial (8), dadurch gekennzeichnet, dass cc) das Verfahren in stofflichem und energetischem Verbund dd) mit einer Anlage (A) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5 zur Aufbereitung des Biomassematerials (8) durchgeführt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Verwertung mittels einer Wirbelschichtfeuerungsanlage mit einem Wirbelbett erfolgt.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass dem Wirbelbett Mineralstoffe (10) aus einer Siebanlage (9) für das Biomassematerial (8) zugeführt werden.
  9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Zuge der thermischen Verwertung anfallender Treibdampf einer Antriebseinheit des Zerkleinerers (1) zugeführt wird.
  10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die bei der thermischen Verwertung des Biomassematerials (B) entstehende Wärme zur Aufbereitung des Biomassematerials (B) in einem vorgeschalteten Verfahrensschritt verwendet wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem vorgeschalteten Verfahrensschritt um einen Trocknungsschritt handelt.
  12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fraktion (11) des Biomassematerials (B) einer stofflichen Verwertung zugeführt wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Fraktion (11) ein Granulat oder eine Faserfraktion gewonnen wird.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Fraktion (11) Briketts oder andere Brennstoffe gewonnen werden.
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