DE102019122001A1

DE102019122001A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Trocknen von Biomasse mit hohem Flüssigkeitsgehalt, insbesondere Gülle

Info

Publication number: DE102019122001A1
Application number: DE102019122001.7A
Authority: DE
Inventors: Felix Hellmuth
Original assignee: BOEHM FERTIGUNGSTECHNIK SUHL GmbH; Bohm Fertigungstechnik Suhl GmbH
Current assignee: Boehm Dryrun GmbH
Priority date: 2019-08-15
Filing date: 2019-08-15
Publication date: 2021-02-18
Also published as: WO2021028261A1; EP4013721A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (10) zum Trocknen von Biomasse mit hohem Flüssigkeitsgehalt, insbesondere Gülle, mit einer Trocknungsstrecke, über die die Biomasse zum Trockenen förderbar ist. Die Trocknungsstrecke umfasst zumindest eine geschlossene Trocknungsfläche (11a, 11b, 12a, 12b), auf der die Biomasse zum Trocknen flächig ausbringbar ist. Zum Ausbringen der Biomasse auf der zumindest einen geschlossenen Trocknungsfläche (11a, 11b, 12a, 12b) und zum Fördern der Biomasse entlang der Trocknungsstrecke sind bewegbare Förderelemente (16) vorgesehen. Gemäß der Erfindung ist eine Mischeinrichtung (13), die der Trocknungsstrecke vorgeschalten ist, dazu ausgebildet, die Biomasse durch Versetzen mit Trockengranulat einzudicken. Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zum Trocknen von Biomasse mit hohem Flüssigkeitsgehalt.

Description

Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Trocknen von Biomasse mit hohem Flüssigkeitsgehalt, insbesondere Gülle, beispielsweise Tiergülle und/oder Biogasgülle, mit einer Trocknungsstrecke, über die die Biomasse zum Trockenen förderbar ist.
Zur Trocknung von Klärschlamm ist es bekannt, diesen in einer Ebene auf einer Trocknungsfläche möglichst gleichmäßig zu verteilen und anschließend insbesondere unter dem Einfluss von Sonnenstrahlung zu trocknen. Hierbei kann es sich insbesondere als hilfreich erweisen, die schichtartig auf die Trocknungsfläche aufgebrachte Biomasse während des Trocknungsvorgangs ein oder mehrmals zu wenden. Der Trocknungsvorgang erfolgt typischerweise in hierzu geeigneten Gebäuden, die insbesondere hallenartig oder nach Art von Gewächshäusern ausgebildet und entsprechend groß dimensioniert sind. Die Trocknungsfläche bei bekannten Anlagen können insbesondere Längen von mehr als 100 Meter aufweisen.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Vorrichtungen bekannt, die dazu ausgebildet sind, Biomasse, insbesondere Klärschlamm, in einer Ebene auf einer Trocknungsfläche auszubringen. DE 103 11 554 B4 beschreibt beispielsweise eine Vorrichtung mit einem Kratzenförderer, dessen Kratzer in definiertem Abstand zur Trocknungsfläche geführt werden, um Klärschlamm auf dieser zu verteilen. Zur Unterstützung des Trocknungsvorgangs unter Einfluss von Sonnenstrahlung kann die Trocknungsfläche zusätzlich beheizbar sein.
Aus DE 20 2019 101 031 U1 ist eine Vorrichtung zum Trocknen von Biomasse, insbesondere Klärschlamm bekannt, bei der die Biomasse mit Hilfe von mittels Zugmitteln bewegbaren Förderelementen entlang einer Trocknungsstrecke, die beispielsweise mehrere übereinander angeordnete Trocknungsflächen aufweist, gefördert wird.
Klärschlamm weist einen relativ hohen Trockengehalt auf. Die zum Trocknen von Klärschlamm geeigneten Anlagen können im Allgemeinen nicht unmittelbar zum Trocknen von Biomasse mit hohem Flüssigkeitsgehalt, wie etwa Gülle, verwendet werden. Gülle darf zudem nicht entwässert werden, da das Abwasser typischerweise aus regulatorischen Gründen nicht in die Kanalisation gelangen darf.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neue Vorrichtung und ein neues Verfahren zum Trocknen von Biomasse mit hohem Flüssigkeitsgehalt, insbesondere Gülle, anzugeben.
Hinsichtlich der Vorrichtung wird diese Aufgabe gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1.
Hinsichtlich des Verfahrens wird diese Aufgabe gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 11.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Trocknen von Biomasse mit hohem Flüssigkeitsgehalt, insbesondere Gülle, beispielsweise Tiergülle und/oder Biogasgülle, weist eine Trocknungsstrecke auf, über die die Biomasse zum Trockenen förderbar ist. Die Trocknungsstrecke umfasst zumindest eine geschlossene Trocknungsfläche (auch: Trockenfläche, Trocknungsebene), auf die Biomasse zum Trocknen flächig ausbringbar ist. Zum Ausbringen der Biomasse auf der zumindest einen geschlossenen Trocknungsfläche und zum Fördern der Biomasse entlang der Trocknungsstrecke sind bewegbare Förderelemente vorgesehen. Gemäß der Erfindung ist eine Mischeinrichtung, die der Trocknungsstrecke vorgeschalten ist, dazu ausgebildet, die Biomasse durch Versetzen mit Trockengranulat einzudicken.
Als Biomasse mit hohem Flüssigkeitsgehalt im Sinne dieser Beschreibung gilt insbesondere Biomasse mit einem Trockengehalt (auch: Trockenmassegehalt oder Trockensubstanzgehalt) von weniger als 15% (Masseprozent, das heißt Masseanteil der Trockensubstanz an der Gesamtmasse), beispielsweise etwa 5%. Bei der Mischeinrichtung kann es sich um einen Mischbehälter, Eindicker oder dergleichen handeln. Die Mischeinrichtung ist vorzugsweise am Eingang der Trocknungsstrecke angeordnet. Zum gleichmäßigen Durchmischen der relativ flüssigen Biomasse mit Trockengranulat kann die Mischeinrichtung insbesondere ein Rührwerk aufweisen. Die Trocknungsstrecke umfasst in Ausgestaltungen eine oder auch mehreren in Förderrichtung nacheinander angeordnete, geschlossenen Trocknungsflächen. Unter einer geschlossenen Trocknungsfläche wird insbesondere eine flüssigkeitsdichte Trocknungsfläche verstanden. Insbesondere weist eine geschlossene Trocknungsfläche keine Durchbrüche oder dergleichen auf, so dass auch Biomasse mit hohem Flüssigkeitsgehalt auf ihr verteilt und gefördert und damit getrocknet werden kann.
Als Trockengranulat kann insbesondere Sägemehl oder bereits getrocknete Biomasse, die keine Giftstoffe enthält, zum Einsatz kommen.
Die noch zu trocknende Biomasse wird in der Mischeinrichtung vorzugsweise auf ein vorgegebenen Mindesttrockengehalt eingedickt. Hierzu kann die Vorrichtung in oder an der Mischeinrichtung eine Messeinrichtung zur Bestimmung des Trockengehalts aufweisen, die vorzugsweise mit einer Steuereinrichtung der Mischeinrichtung, insbesondere der Trockengranulatzugabe, zusammenwirkt.
In Ausgestaltungen erfasst zumindest ein Sensor die Zufuhr von Trockengranulat und/oder Biomasse in die Mischeinrichtung, vorzugsweise volumetrisch. Der mindestens eine Sensor ist beispielsweise in der Mischeinrichtung oder an der Zufuhr für Trockengranulat und/oder für zu trocknende Biomasse mit hohem Flüssigkeitsgehalt der Mischeinrichtung vorgesehen.
In Ausgestaltung der Erfindung kann die Mischeinrichtung mindestens einen Dosierer für die Zufuhr des Trockengranulats und/oder mindestens einen Dosierer für die Zufuhr der zu trocknenden Biomasse mit hohem Flüssigkeitsgehalt umfassen.
Beispielsweise kann die Mischeinrichtung einen Karusselldosierer mit mehreren, beispielsweise drei oder vier Kammern, umfassen, die beispielsweise auf einer kreisförmigen Grundplatte angeordnet sind, zueinander durch Trennwände getrennt und nach oben zum Befüllen offen sind. Dieser Karusselldosierer kann beispielsweise folgendermaßen arbeiten: Eine erste Kammer des Karusselldosierers ist zunächst einer Zufuhreinrichtung, beispielsweise einem Dosierer, für zu trocknende Biomasse zugewandt, so dass die erste Kammer mit zu trocknender Biomasse gefüllt wird, vorzugsweise volumetrisch dosiert. Anschließend rotiert der Karusselldosierer um einen vorgegebenen und/oder einstellbaren Drehwinkel, so dass die erste Kammer einem Dosierer für die Zufuhr von Trockengranulat zugewandt ist, so dass Trockengranulat, vorzugsweise volumetrisch dosiert, aus einem Dosierer für die Zufuhr von Trockengranulat in die erste Kammer gegeben wird, bis ein vorgegebenes oder eingestelltes Zugabevolumen erreicht ist. Gleichzeitig ist eine zweite Kammer nunmehr der Zufuhreinrichtung für zu trocknende Biomasse zugewandt und wird mit Biomasse gefüllt, wie vorstehend beim Befüllen der ersten Kammer beschrieben. Anschließend rotiert der Karusselldosierer erneut um einen vorgegebenen und/oder einstellbaren Drehwinkel, so dass die erste Kammer nunmehr einer Entnahmestelle für die eingedickte Biomasse zur Übergabe an die Trocknungsstrecke zugewandt ist. In Ausgestaltungen kann eine Kammer auch nacheinander mehreren Dosierern für Trockengranulat und/oder mehreren Zugabeeinrichtungen für zu trocknende Biomasse zugewandt werden.
Beispielsweise kann die Mischeinrichtung auch einen Schneckendosierer umfassen. Dieser kann beispielsweise folgendermaßen arbeiten: Die Schnecke fördert, insbesondere volumetrisch dosiert, Trockengranulat von einem Schneckeneingang zu einem Schneckenausgang. Hierzu kann an oder nahe dem Eingang des Schneckendosierers eine Zugabe für Trockengranulat angeordnet sein, beispielsweise ein insbesondere volumetrischer Zugabedosierer für Trockengranulat. Entlang der Förderstrecke des Schneckendosierers wird an einer oder mehreren Stellen von der Seite zu trocknende Biomasse zugegeben, beispielsweise über insbesondere volumentrische Dosierer, so dass die Biomasse auf dem weiteren Förderweg mit dem Trockengranulat vermischt wird. Am Ausgang des Schneckendosierers erfolgt die Übergabe der eingedickten Biomasse an die Trockenstrecke.
In Ausgestaltungen steuert oder regelt eine Steuereinrichtung die Zufuhr von Trockengranulat und/oder Biomasse mit hohem Flüssigkeitsgehalt in der Mischeinrichtung derart, dass die eingedickte Biomasse ein vorgebbaren Mindesttrockengehalt aufweist. Die Steuereinheit ist in Ausgestaltungen insbesondere mit dem vorstehend genannten Sensor verbunden, der im Rahmen einer Steuerung oder eines Regelkreises zum Erfassen der zugeführten Menge an Trockengranulat und/oder Biomasse mit hohem Flüssigkeitsgehalt dient. Die Zufuhr von Trockengranulat und/oder Biomasse mit hohem Flüssigkeitsgehalt erfolgt vorzugsweise insbesondere über eine steuerbare Zufuhreinrichtung.
In Ausgestaltungen ist eine Rückführeinrichtung dazu ausgebildet, getrocknete Biomasse am Ausgang der Trocknungsstrecke aufzunehmen und der Mischeinrichtung als Trockengranulat zuzuführen. Mit anderen Worten ist somit vorgesehen, zuvor getrocknete Biomasse als Trockengranulat zum Eindicken der flüssigen, noch zu trocknenden Biomasse zu verwenden. Die Rückführeinrichtung entnimmt getrocknete Biomasse am Ausgang der Trocknungsstrecke und führt sie der Mischeinrichtung, die der Trocknungstrecke vorgeschaltet ist, zu. Auf diese Weise ist ein Teilkreislauf mit eigens hergestelltem Trockengranulat gebildet, so dass Verunreinigungen von außen vermieden werden können.
Die getrocknete Biomasse, insbesondere ein Überschuss an getrockneter Biomasse, der nicht als Trockengranulat weiterverwendet wird, kann als Dünger dienen. Auf diese Weise ist es möglich, insbesondere Gülle aus der Landwirtschaft einfach zu entsorgen.
In Ausgestaltungen ist eine Entnahmeeinrichtung dazu ausgebildet, Stichproben der getrockneten Biomasse, insbesondere am Ausgang der Trocknungsstrecke, zu entnehmen. Die Stichproben können beispielsweise in einem Labor hinsichtlich enthaltener Giftstoffe untersucht werden. Die Entnahme derartiger Stichproben dient somit der Qualitätssicherung.
Die Förderelemente zum Ausbringen der Biomasse sind in Ausgestaltungen von zumindest einem Zugmittel bewegbare oder bewegte Förderelemente, welche unmittelbar oder mittelbar an zumindest einen Zugmittel befestigt sind und von diesem in einer vorgesehenen Förderrichtung bewegbar sind.
Die mittelbare Befestigung an dem zumindest einen Zugmittel kann beispielsweise über Träger verwirklicht sein. Die Träger erstrecken sich in Ausgestaltungen quer zur Förderrichtung und an jedem Träger können insbesondere mehrere Förderelemente befestigt sein.
Die Förderelemente können als Paddel, Harken, Rechen, Zinken, Haken, Wendehaken oder Scharen, insbesondere Pflugscharen oder Gänsefußscharen ausgebildet sein. Die Förderelemente sind beispielsweise als Wendehaken ausgebildet und können jeweils zumindest einen Wendeabschnitt zum Verteilen der Biomasse auf den Trocknungsflächen aufweisen.
Die Förderelemente sind beispielsweise zueinander bezüglich einer von dem zumindest einen Zugmittel vorgegebenen Förderrichtung beabstandet angeordnet. Die zueinander in Förderrichtung beabstandeten Förderelemente können insbesondere in vorteilhaften Ausgestaltungen zueinander regelmäßig beabstandet sein. In Ausgestaltungen, in denen die Förderelemente als Wendehaken ausgebildet sind, weist jeder Wendehaken vorzugsweise zumindest einen Wendeabschnitt zum Eindringen in die auf die Trocknungsflächen auszubringende bzw. ausgebrachte Biomasse auf. Die Förderelemente bzw. Wendehaken sind somit von dem zumindest einen Zugmittel in Förderrichtung bewegbar, wobei beispielsweise sich quer zur Förderrichtung erstreckende Träger mehrere Wendehaken bzw. Förderelemente tragen können. In vorteilhaften Ausgestaltungen ist insbesondere vorgesehen, die Träger aus Gründen der mechanischen Stabilität an mehreren Zugmitteln aufzuhängen bzw. zu befestigen. Jeder Träger ist insbesondere dazu ausgebildet, mehrere Förderelemente bzw. Wendehaken zu tragen, die zueinander in lateraler Richtung quer zur Förderrichtung beabstandet sind. Die zueinander in lateraler Richtung quer zur Förderrichtung beabstandeten Wendehaken können insbesondere zueinander regelmäßig beabstandet sein. Durch die Dimensionierung der Träger und eine entsprechende Anpassung der Anzahl der Wendehaken, die jeder Träger trägt, können insbesondere Vorrichtungen angegeben werden, die dazu ausgebildet sind, Biomasse auf Trocknungsflächen unterschiedlicher Breite gleichmäßig auszubringen und/oder bereits auf der zumindest einen Trocknungsfläche ausgebrachte Biomasse zu durchmischen, um den Trocknungsprozess zu unterstützen.
Als Länge der zumindest einen Trocknungsfläche soll insbesondere die Ausdehnung der Trocknungsfläche längs bzw. parallel zur Förderrichtung verstanden werden. Als Breite der zumindest einen Trocknungsfläche soll insbesondere die Ausdehnung der Trocknungsfläche quer bzw. senkrecht zur Förderrichtung verstanden werden.
In Ausgestaltungen ist der zumindest eine Wendeabschnitt der Wendehaken gekrümmt ausgebildet. Der zumindest eine Wendeabschnitt kann insbesondere die Form eines gestreckten C oder eines gestreckten S aufweisen. Die gekrümmte Form des zumindest einen Wendeabschnitts dient insbesondere dazu, bereits auf der zumindest einen Trocknungsfläche aufgebrachte Biomasse zu durchmischen bzw. zu wenden, um den Trocknungsprozess zu begünstigen.
In Ausgestaltungen weist zumindest einer der Träger ein Hohlprofil auf, welches insbesondere aus einem Metall, einem Leichtmetall, einer Metalllegierung oder einer Leichtmetalllegierung besteht. Die Ausbildung des Trägers als Hohlprofil ermöglicht in vorteilhafter Weise eine Gewichtreduktion. In konkreten Ausführungsbeispielen kann das Hohlprofil beispielsweise aus Stahl, Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bestehen.
In Ausgestaltungen sind die Förderelemente bzw. Wendehaken, die zumindest einer der Träger trägt, an diesem drehfest befestigt. Auf diese Weise wird eine Rotation der Förderelemente bzw. Wendehaken um ihre Achsen während des Förderbetriebs unterbunden, so dass insbesondere eine gute Durchmischung des bereits schichtartig auf der zumindest einen Trocknungsfläche aufgebrachte Biomasse sichergestellt werden kann.
In Ausgestaltungen sind zur drehfesten Befestigung der Förderelemente bzw. Wendehaken diese mit einer nicht-rotationssymmetrischen Querschnittsfläche versehen, die in dazu komplementär ausgebildeten Ausnehmungen im Träger aufgenommen sind. Eine derartig ausgebildete drehfeste Verbindung ist insbesondere hinsichtlich Verschmutzungen durch Biomasse robust und kann daher die drehfeste Verankerung der Wendehaken auch über längere Einsatzdauern sicherstellen.
In Ausgestaltungen sind die Förderelemente bzw. Wendehaken derart mit vertikalem Spiel ausgebildet, dass diese im Förderbetrieb in direktem Kontakt, insbesondere in reibendem Kontakt mit der zumindest einen Trocknungsfläche stehen können. Mit anderen Worten sind die Förderelemente bzw. Wendehaken beispielsweise derart an den vorstehend bereits beschriebenen Trägern befestigt, dass die Förderelemente bzw. Wendehaken ein gewissen Freigang in vertikaler Richtung aufweisen. Da die Förderelemente bzw. Wendehaken dazu vorgesehen und ausgebildet sind, im Förderbetrieb in schleifendem bzw. reibendem Kontakt über die zumindest eine Trocknungsfläche geführt zu werden, können durch das Spiel Unebenheiten bzw. Fertigungstoleranzen, insbesondere hinsichtlich der Struktur der Trocknungsfläche, wie etwa deren Welligkeit, ausgeglichen werden.
Alternativ oder zusätzlich sind die Förderelemente bzw. Wendehaken derart federnd gelagert, dass diese im Förderbetrieb in direktem Kontakt, insbesondere in reibendem Kontakt mit der zumindest einen Trocknungsfläche stehen können. Die Förderelemente bzw. Wendehaken sind hierzu beispielsweise mittels Federelementen, wie etwa Schraub- oder Blattfedern, in vertikaler Richtung vorgespannt, so dass diese insbesondere nach unten auf die zumindest eine Trocknungsfläche einwirken können. Auch durch diese Maßnahme können Unebenheiten bzw. Fertigungstoleranzen, insbesondere hinsichtlich der Struktur der zumindest einen Trocknungsfläche, wie etwa deren Welligkeit, ausgeglichen werden.
In Ausgestaltungen umfasst die Vorrichtung zumindest eine geschlossene obere und eine geschlossene untere Trocknungsfläche, die in vertikaler Richtung voneinander beabstandet sind. Auf der oberen und der unteren Trocknungsfläche ist Biomasse zum Trocknen flächig ausbringbar. Zum Ausbringen der Biomasse auf der oberen und unteren Trocknungsfläche sind die bereits genannten Förderelemente bzw. Wendehaken vorgesehen, die mit Hilfe zumindest eines Zugmittels bewegbar sind. Das oder die Zugmittel ist bzw. sind insbesondere umlaufend um die obere Trocknungsfläche angeordnet. Die Gesamtheit der Trocknungsflächen bilden zumindest einen Teil der Trocknungsstrecke der Vorrichtung.
Es wurde erkannt, dass von Zugmitteln bewegbare bzw. bewegte Förderelemente bzw. Wendehaken prinzipiell dazu verwendet werden können, zu trocknende Biomasse auf zwei vertikal zueinander beabstandeten Trocknungsflächen auszubringen, wenn das Zugmittel die obere Trocknungsfläche umläuft. Die Trocknungsflächen können hierbei insbesondere zwei übereinander angeordnete, horizontale Ebenen bilden. Die am Zugmittel mittelbar oder unmittelbar befestigten Förderelemente bzw. Wendehaken bewegen sich über die Trocknungsflächen, so dass Biomasse auf den Trocknungsflächen verteilt und entlang der Trocknungsstrecke gefördert werden kann. Die Förderelemente bzw. Wendehaken sind entsprechend dazu ausgebildet, in Richtung der oberen und/oder unteren Trocknungsfläche zu wirken. Dies kann beispielsweise durch eine geeignete strukturelle Ausbildung und/oder Ausrichtung der Förderelemente erfolgen.
In Ausgestaltungen, in denen die Förderelemente bzw. Wendehaken am Zugmittel starr befestigt sind (die Formulierung „starr“ erlaubt ein Spiel der Förderelemente bzw. Wendehaken, insbesondere ein vertikales Spiel zum Ausgleich von Unebenheiten auf der zugeordneten Trocknungsfläche), sind diese beispielsweise bezüglich der vertikalen Richtung unterschiedlich ausgerichtet, so dass diese beim Umlauf um die obere Trocknungsfläche jeweils auf die bezüglich der bewegten Förderelemente unterhalb gelegene (obere und untere) Trocknungsfläche wirken. Alternativ oder zusätzlich können auch Förderelemente bzw. Wendehaken vorgesehen sein, die strukturell so ausgebildet sind, dass diese stets nach oben und nach unten wirken. Das Förderelement bzw. der Wendehaken kann beispielsweise hierzu eine Struktur aufweisen, die sich beidseitig von der Umlaufkontur oder Umlaufebene, die von dem umlaufenden Zugmittel oder den umlaufenden Zugmitteln definiert wird, erstreckt. Dies kann insbesondere durch eine bezüglich des Zugmittels symmetrische strukturelle Ausbildung des Förderelements bzw. Wendehakens realisiert sein. Solche Förderelemente bzw. Wendehaken sind somit strukturell so ausgebildet, dass diese beim Umlauf um die obere Trocknungsfläche zumindest auf die bezüglich der bewegten Förderelemente bzw. Wendehaken jeweils unterhalb gelegene (obere oder untere) Trocknungsfläche wirken.
Alternativ oder zusätzlich können Wendehaken bzw. Förderelemente vorgesehen sein, die nicht starr oder steif mit dem Zugelement verbunden sind, sondern am Zugmittel mittelbar oder unmittelbar flexibel, beispielsweise über ein Gelenk, befestigt sind, so dass diese Förderelemente bzw. Wendehaken insbesondere beim Umlauf um die obere Trocknungsfläche stets auf die bezüglich der bewegten Förderelemente bzw. Wendehaken unterhalb gelegene (obere und untere) Trocknungsebene wirken. Die Ausrichtung der insbesondere mit dem zumindest einen Zugmittel gelenkig verbundenen Förderelemente bzw. Wendehaken kann beispielsweise unter Einwirkung der Schwerkraft erfolgen, so dass die Förderelemente bzw. Wendehaken hinsichtlich ihrer Ausrichtung bezüglich der Hochachse, also in vertikaler Richtung, beim Umlauf um die obere Trocknungsfläche umklappen.
Unter der Formulierung, dass die Förderelemente bzw. Wendehaken auf oder in Richtung der Trocknungsfläche wirken, soll insbesondere jeder mechanische Eingriff zu verstehen sein, der dazu geeignet ist, die zu trocknende Biomasse auf der jeweiligen Trocknungsfläche zu verteilen und/oder in Förderrichtung entlang der Trocknungsstrecke zu fördern und/oder gegebenenfalls auf der jeweiligen Trocknungsfläche zu durchmischen.
Begriffe wie „oben“, „unten“, „vertikal“ oder „horizontal“ sollen im Rahmen dieser Spezifikation im herkömmlichen Sinne mit Bezug auf das Schwerefeld der Erde verstanden werden. Die obere und untere Trocknungsfläche sind in diesem Sinne zumindest abschnittsweise übereinander angeordnet, d. h. sie überlagern sich zumindest teilweise. In Ausgestaltungen erstrecken sich die obere und die untere Trocknungsfläche im Wesentlichen über zueinander in vertikaler Richtung beabstandete horizontale Ebenen, die nicht notwendiger Weise gleiche Ausdehnungen aufweisen und zueinander versetzt angeordnet sein können. In anderen Ausgestaltungen können die obere und/oder untere Trocknungsfläche bezüglich einer horizontalen Ebene beispielsweise leicht geneigt angeordnet sein. In wiederum anderen Ausgestaltungen ist lediglich eine einzige Trocknungsfläche vorgesehen, die sich bevorzugt in einer horizontalen Ebene erstreckt.
Unter einer mittelbaren Befestigung der Förderelemente bzw. Wendehaken am Zugmittel soll insbesondere eine Befestigung verstanden werden, bei der zwischen dem Zugmittel und den Förderelementen bzw. Wendehaken ein Befestigungsteil, wie etwa ein Querträger, der mehrere Förderelemente trägt, angeordnet ist. Ein derartiger Querträger mit mehreren Förderelementen kann beispielsweise als Mitnehmerrechen ausgebildet sein, bei den Förderelementen bzw. Wendehaken kann es sich um Zinken handeln.
Die Umlaufkontur bzw. die Umlaufebene soll insbesondere diejenige umlaufende Kontur bzw. diejenige umlaufende Fläche bezeichnen, entlang der sich das zumindest eine Zugmittel bzw. die vorgesehenen Zugmittel im Förderbetrieb bewegt bzw. bewegen.
Die Trocknungsfläche bzw. die Trocknungsflächen sind in vorteilhaften Ausführungen durch Platten aus Metall, insbesondere aus Edelstahl realisiert. Die Trocknungsflächen bilden zumindest einen Teil der Trocknungsstrecke, über die die Biomasse zum Trocknen gefördert wird. Die Trocknungsflächen der Trocknungsstrecke sind geschlossen ausgebildet, d. h. es sind keine Durchbrüche oder dergleichen vorhanden, damit Biomasse mit hohem Flüssigkeitsgehalt getrocknet werden kann.
In Ausgestaltungen sind die Wendeabschnitte der Wendehaken, die zum Verteilen und/oder Durchmischen der zu trocknenden Biomasse auf der oberen Trocknungsfläche vorgesehen sind, bezüglich der vertikalen Richtung bzw. bezüglich der Umlaufebene (oder Umlaufkontur) entgegengesetzt zu den Wendeabschnitten angeordnet, die zum Verteilen und/oder Durchmischen des zu trocknenden Materials, insbesondere der zu trocknenden Biomasse, auf der unteren Trocknungsfläche vorgesehen sind. Mit anderen Worten können Wendehaken vorgesehen sein, die dazu ausgebildet und ausgerichtet sind, auf oder in Richtung der oberen Trocknungsfläche zu wirken. Entsprechend können Wendehaken vorgesehen sein, die dazu ausgebildet und ausgerichtet sind, auf oder in Richtung der unteren Trocknungsfläche zu wirken. Die Wendehaken können in Ausgestaltungen insbesondere nach Art von Doppelhaken ausgebildet sein und somit sowohl erste als auch zweite Wendeabschnitte aufweisen, die sich insbesondere beidseitig von der Umlaufkontur oderebene, die von dem umlaufenden Zugmittel oder den umlaufenden Zugmitteln definiert wird, in entgegengesetzten Richtungen erstrecken. Derartige Wendehaken wirken somit bei der Umlaufbewegung sowohl auf oder in Richtung der oberen und der unteren Trocknungsfläche.
In Ausgestaltungen sind in Förderrichtung benachbart angeordnete Wendehaken jeweils alternierend mit ihren Wendeabschnitten bezüglich der vertikalen Richtung und/oder bezüglich der Umlaufebene angeordnet. Mit anderen Worten sind die Wendehaken, die in Förderrichtung benachbart angeordnet sind, hinsichtlich ihrer Ausrichtung bezüglich der vertikalen Richtung (bzw. bezüglich der Umlaufkontur oder Umlaufebene) alternierend angeordnet bzw. ausgerichtet. Die Wendehaken, die in Förderrichtung benachbart angeordnet sind, können insbesondere hinsichtlich der Umlaufkontur oder Umlaufebene, die von dem umlaufenden Zugmittel oder den umlaufenden Zugmitteln definiert wird, jeweils um 180° rotiert oder hierzu spiegelsymmetrisch angeordnet sein. Auf diese Weise wird erreicht, dass die Wendehaken, welche zum Einwirken auf die obere Trocknungsfläche vorgesehen sind, und diejenigen Wendehaken, welche zum Einwirken auf die untere Trocknungsfläche vorgesehen sind, entlang der Förderrichtung bzw. entlang der Umlaufebene zumindest näherungsweise gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Dies kann insbesondere einen im Wesentlichen gleichmäßigen Förderbetrieb sicherstellen.
In Ausgestaltungen trägt zumindest einer der Träger mehrere Förderelemente bzw. Wendehaken. Dabei sind beispielsweise die Wendehaken, welche an zumindest einem der Träger befestigt und quer zur Förderrichtung benachbart angeordnet sind, mit Wendeabschnitten versehen, die bezüglich der vertikalen Richtung und/oder bezüglich der Umlaufebene jeweils alternierend angeordnet sind. Mit anderen Worten sind in Ausgestaltungen die Wendehaken, die längs des zumindest einen Trägers benachbart angeordnet sind, hinsichtlich ihrer Ausrichtung bezüglich der vertikalen Richtung bzw. der Umlaufebene alternierend angeordnet bzw. ausgerichtet. Die Wendehaken, die längs des zumindest einen Trägers benachbart angeordnet sind, können insbesondere bezüglich des zumindest einen Trägers, jeweils um 180° rotiert oder hierzu spiegelsymmetrisch angeordnet sein. Auf diese Weise wird erreicht, dass die Wendehaken, welche zum Einwirken auf die obere Trocknungsfläche an dem zumindest einen Träger vorgesehen sind, und diejenigen Wendehaken, welche zum Einwirken auf die untere Trocknungsfläche an dem zumindest einen Träger vorgesehen sind, längs des zumindest einen Trägers zumindest näherungsweise gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Dies kann insbesondere einen im Wesentlichen gleichmäßigen Förderbetrieb sicherstellen.
In Ausgestaltungen ist zumindest einer der Wendehaken als Doppelhaken dergestalt ausgeführt, dass dieser einen ersten und einen zweiten Wendeabschnitt aufweist, die bezüglich der vertikalen Richtung zueinander entgegengesetzt angeordnet sind. Der erste und der zweite Wendeabschnitt erstrecken sich insbesondere beidseitig und in entgegengesetzten Richtungen von der Umlaufkontur oder Umlaufebene, die von dem umlaufenden Zugmittel oder den umlaufenden Zugmitteln definiert wird bzw. werden. Derartige Wendehaken sind somit strukturell so ausgebildet, dass diese beim Umlauf um die obere Trocknungsfläche zumindest auf die bezüglich der im Förderbetrieb bewegten Wendehaken jeweils unterhalb gelegene (oberen und unteren) Trocknungsfläche wirken.
In Ausgestaltungen ist die Länge der oberen Trocknungsfläche, also die Ausdehnung der oberen Trocknungsfläche längs bzw. parallel zur Förderrichtung, kleiner als die Ausdehnung der unteren Trocknungsfläche. Auf diese Weise kann in besonders einfacher Art und Weise sichergestellt werden, dass Material, insbesondere Biomasse, im Förderbetrieb von der oberen Trocknungsfläche auf die untere Trocknungsfläche gelangt.
In vorteilhaften Ausgestaltungen sind die Förderelemente mit Hilfe der Vorrichtung zumindest über die gesamte Länge der zumindest einen Trocknungsfläche, insbesondere über die gesamte Länge der oberen Trocknungsfläche bewegbar.
In Ausgestaltungen ist die zumindest eine Trocknungsfläche mittels einer Heizeinrichtung zumindest abschnittsweise, vorzugsweise vollständig beheizbar. Die Heizeinrichtung ist beispielsweise ähnlich einer Fußbodenheizung ausgebildet und kann in vorteilhaften Ausführungen zumindest zum Teil, insbesondere vollständig in der zumindest einen Trocknungsfläche integriert sein.
In Ausgestaltungen ist das zumindest eine Zugmittel ein endloses Zugmittel, insbesondere ein umlaufendes Seil, ein umlaufendes Band, ein umlaufender Gurt oder eine umlaufende Kette. Die Zugmittel sind vorzugsweise von gängigen Antrieben, wie etwa Elektromotoren, angetrieben.
In Ausgestaltungen ist zumindest eine Zerkleinerungseinrichtung zum Zerkleinern des über die Trocknungsflächen geförderten Materials an zumindest einer der Trocknungsflächen angeordnet, insbesondere endseitig. Vorzugsweise ist zumindest eine Zerkleinerungseinrichtung eingangsseitig zum Zerkleinern des feuchten, noch zu trocknenden Materials und/oder zumindest eine Zerkleinerungseinrichtung ausgangsseitig zum Zerkleinern des getrockneten Materials vorgesehen. Die Zerkleinerungseinrichtungen sind beispielsweise als Fräsen, Schredder, Häcksler, Schneidrechen oder dergleichen ausgebildet.
In Ausgestaltungen umfasst die Trocknungsstrecke mehrere, insbesondere oberen und unteren, Trocknungsflächen, die in vertikaler Richtung voneinander beabstandet sind und jeweils geschlossen ausgebildet sind. Zum Ausbringen der zu trocknenden Biomasse auf den Trocknungsflächen und zum Fördern der Biomasse entlang der Trocknungsstrecke sind bewegbare Förderelemente vorgesehen. Die Vorrichtung umfasst somit in bevorzugten Ausgestaltungen mehrere Trocknungsebenen, die in vertikaler Richtung übereinander angeordnet sind. Auf diese Weise kann der in vertikaler Richtung zu Verfügung stehende Bauraum für die Trocknung besser genutzt werden. Die Vorrichtung ist entsprechend als Kompaktanlage ausgeführt und kann in vorteilhafter Weise in Gebäudeeinheiten mit relativ kleinen Außenabmessungen installiert werden. Auf diese Weise wird insbesondere ermöglicht, die als Kompaktanlage ausgeführten Vorrichtung bereits werkseitig in einer Gebäudeeinheit zu integrieren, um diese dann anschließend an den Endkunden als Einheit auszuliefern. Die einzelnen Trocknungsflächen der Kompaktanlage können insbesondere in horizontalen Ebenen übereinander angeordnet sein. Die Kompaktanlage ist derart ausgebildet, dass beim Trocknungsvorgang die Biomasse über die Gesamtheit der vorhandenen Trocknungsflächen transportiert wird, die entsprechend zumindest einen Teil der Trocknungsstrecke für das zu trocknende Gut bilden.
In Ausgestaltungen, bei denen mehrere obere und untere Trocknungsflächen vorhanden sind, sind entsprechend mehrere Zugmittel zum Bewegen der Förderelemente vorgesehen, wobei die Zugmittel jeweils umlaufend um die jeweils zugeordnete obere Trocknungsfläche angeordnet sind. Wie vorstehend bereits beschrieben, können mit Hilfe des um die jeweilige obere Trocknungsfläche umlaufenden Zugmittels mehrere Förderelemente bewegt werden, die den Transport der Biomasse über die zugeordnete obere und die darunterliegende, untere Trocknungsfläche sicherstellen. Für jeweils zwei Trocknungsebenen muss jeweils entsprechend nur ein umlaufendes Zugmittel vorgesehen werden. Die Vorrichtung zum Trocknen der Biomasse kann auf diese Weise insbesondere hinsichtlich des Bauraumbedarfs besonders kompakt ausgeführt werden.
In Ausgestaltungen umfasst die Vorrichtung einen Höhenförderer zum Fördern von Biomasse auf die oberste Trocknungsfläche. Von dieser Trocknungsfläche kann die zu trocknende Biomasse auf besonders einfache Weise im Förderbetrieb auf die unterhalb liegenden Trocknungsebenen gefördert werden. Der Höhenförderer ist in Ausgestaltungen insbesondere dazu ausgebildet, eingedickte Biomasse, beispielsweise mit Trockengranulat versetzte Gülle, beispielsweise Tiergülle oder Biogasgülle, zu fördern. Hierzu geeignete Höhenförderer sind beispielsweise als Bandförderanlagen, Trogketten-, Stetig- oder Gurtförderer ausgebildet. In vorteilhaften Ausführungen umfasst der Höhenförderer zumindest ein Förderband.
In Ausgestaltungen sind die übereinander angeordneten oberen und unteren Trocknungsflächen derart überlagernd angeordnet, dass diese sich zumindest zum Großteil, insbesondere zu mehr als 80%, überlagern, um eine bessere Raumnutzung sicherzustellen. Die überlagernde Anordnung soll insbesondere bezüglich des Flächenbedarfs der jeweiligen Trocknungsfläche hinsichtlich einer senkrechten Projektion auf eine horizontale Ebene verstanden werden.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Trocknen von Biomasse mit hohem Flüssigkeitsgehalt, insbesondere Gülle, beispielsweise Tiergülle und/oder Biogasgülle. Das Verfahren wird beispielsweise mit der vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgeführt.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Biomasse mittels Förderelementen über eine Trocknungsstrecke gefördert. Die Trocknungsstrecke weist zumindest eine geschlossene Trocknungsfläche auf, auf der die Biomasse zum Trocknen flächig aufgebracht wird. Gemäß der Erfindung wird die zu trocknende Biomasse vor dem Eingang zur Trocknungsstrecke durch Versetzen mit Trockengranulat eingedickt.
In Ausgestaltungen wird die Biomasse vor dem Eingang zur Trocknungsstrecke auf einen Trockengehalt von zumindest 15% eingedickt. Vorzugsweise wird die Biomasse vor dem Eingang zur Trocknungsstrecke auf einen Trockengehalt von mehr als 15% eingedickt.
In Ausgestaltungen wird die Biomasse durch Versetzen mit Sägemehl eingedickt. Alternativ oder zusätzlich kann als Trockengranulat getrocknete Biomasse, insbesondere getrocknete Gülle, beispielsweise Tiergülle und/oder Biogasgülle, verwendet werden. Die als Trockengranulat verwendete Biomasse kann insbesondere mit Hilfe der vorstehend beschriebenen, erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem vorangehenden Trocknungsprozess gewonnen werden. In Ausgestaltungen wird ausschließlich eigens getrocknete Biomasse als Trockengranulat verwendet. Dies hat zum Vorteil, dass zum einen kein Trockengranulat zum Betrieb der Vorrichtung zum Trocknen von Biomasse mit hohem Flüssigkeitsgehalt zugekauft werden muss und zum anderen Verunreinigungen, welche beispielsweise durch Trockengranulat von minderer Qualität verursacht sind, vermieden werden können.
In Ausgestaltungen wird am Ausgang der Trocknungsstrecke getrocknete Biomasse aufgenommen, die als Trockengranulat mit noch zu trocknender Biomasse versetzt wird, wobei die mit Trockengranulat versetzte, noch zu trocknende Biomasse anschließend zum Trocknen der Trocknungsstrecke zugeführt wird.
In Ausgestaltungen werden, insbesondere am Ausgang der Trocknungsstrecke, Stichproben von getrockneter Biomasse entnommen und, insbesondere in einem Labor, auf enthaltene Gifte und/oder Schadstoffe untersucht.
Das zu trocknende Material wird mittels der bereits genannten Förderelemente über die zumindest eine Trocknungsfläche verteilt. In vorteilhaften Ausgestaltungen wird die eingedickte, aber noch zu trocknende Biomasse über zumindest zwei Trocknungsflächen, die in vertikaler Richtung voneinander beabstandet sind und sich zumindest abschnittsweise überlagern, kaskadenähnlich verteilt, um das Material zum Trocknen auf den zumindest zwei Trocknungsflächen flächig auszubringen. Es ist somit vorzugsweise zumindest eine obere Trocknungsfläche und zumindest eine untere Trocknungsfläche vorgesehen, die sich zumindest abschnittsweise derart überlappen, dass die Biomasse mit Hilfe der Förderelemente von der zumindest einen oberen Trocknungsfläche auf die zumindest eine untere Trocknungsfläche gefördert werden kann. Die Trocknung des Materials erfolgt vorteilhafter Weise auf mehreren Ebenen, wobei die Trocknungsflächen vorzugsweise beheizt werden.
Vorzugsweise wird das Material von der zumindest einen oberen Trocknungsfläche auf die zumindest eine untere Trocknungsfläche unter Einfluss der Schwerkraft gefördert. Beispielsweise ist zumindest ein Abschnitt der zumindest einen unteren Trocknungsfläche derart unterhalb des Endes der oberen Trocknungsfläche angeordnet, dass das mittels der Förderelemente über die zumindest eine obere Trocknungsfläche geförderte Material auf den darunter liegenden Abschnitt der zumindest einen unteren Trocknungsfläche fällt. Auf diese Weise wird Biomasse kaskadenähnlich über die Trocknungsflächen verteilt. Vorzugsweise sind mehrere Trocknungsflächen, also insbesondere mehr als zwei Trocknungsflächen, wie vorstehend beschrieben übereinander angeordnet, so dass das Material zum Trocknen auf besonders einfache Art und Weise über eine Vielzahl von Trocknungsflächen gleichmäßig verteilt werden kann.
Vorzugsweise werden die Förderelemente zum Ausbringen des Materials von zumindest einem um die zumindest eine obere Trocknungsfläche umlaufenden Zugmittel bewegt. Die Förderelemente wirken zum Verteilen des Materials auf die zumindest eine obere Trocknungsfläche und die zumindest eine untere Trocknungsfläche ein.
Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden, schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

1 eine Vorrichtung zum Trocken von Biomasse in einer Querschnittsdarstellung;
2 ein Wendehaken für die in 1 dargestellte Vorrichtungen zum Trocken von Material, insbesondere von Biomasse in einer Querschnittsdarstellung;
3 den Wendehaken der 2 in einer weiteren Schnittdarstellung;
4 den Wendehaken der 2 in einer perspektivischen Darstellung;
5 eine Gebäudeeinheit, in der die Vorrichtung der 1 als Kompaktanlage installiert ist, in einer perspektivischen Außenansicht;
6 eine alternative Gebäudeeinheit, in der die Vorrichtung der 1 als Kompaktanlage installiert ist, in einer perspektivischen Außenansicht.

Einander entsprechende Teile und Komponenten sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt eine Gebäudeeinheit 100 in der eine Kompaktanlage 50 installiert ist, die eine Vorrichtung 10 zum Trocken von Biomasse mit hohem Flüssigkeitsgehalt, wie etwa Gülle, beispielsweise Tiergülle oder Biogasgülle, und einen Höhenförderer 40 umfasst.
Die Vorrichtung 10 weist zwei obere Trocknungsflächen 11a, 11b und zwei untere Trocknungsfläche 12a, 12b auf, die in vertikaler Richtung voneinander beabstandet sind. Die oberen und unteren Trocknungsflächen 11a, 11b, 12a, 12b sind im dargestellten Ausführungsbeispiel als beheizbare Platten beispielsweise aus Edelstahl ausgebildet. Eine erste obere Trocknungsfläche 11a ist unmittelbar oberhalb einer ersten unteren Trocknungsflächen 12a angeordnet. Entsprechend ist eine zweite obere Trocknungsfläche 11b unmittelbar oberhalb einer zweiten unteren Trocknungsflächen 12b angeordnet. Die ersten Trocknungsflächen 11a, 12a sind oberhalb der zweiten Trocknungsflächen 11b, 12b angeordnet. Auf den Trocknungsflächen 11a, 11b, 12a, 12b ist eingedickte Biomasse zum Trocknen flächig ausbringbar, die der Höhenförderer 40 im Betrieb aus einer Mischeinrichtung 13, welche sich in einem Lager 60 für die zu trocknende Biomasse befindet, auf die erste obere Trocknungsfläche 11a fördert. Die Vorrichtung 10 ist dazu ausgebildet, die geförderte Biomasse auf den Trocknungsflächen 11a, 11b, 12a, 12b zu verteilen und gegebenenfalls zu durchmischen. Hierzu weist die Vorrichtung 10 umlaufende Zugmittel 14, beispielsweise eine umlaufende Kette oder ein umlaufendes Seil, auf, an denen die Förderelemente 16 mittelbar oder unmittelbar befestigt sind.
Die endlosen Zugmittel 14 sind umlaufend um die oberen Trocknungsflächen 11a, 11b angeordnet und können von motorisch angetriebenen Antriebsmitteln 18, beispielsweise von motorisch angetriebenen Rollen oder Walzen, in eine umlaufende Bewegung versetzt werden.
Während des Förderbetriebs bewegen sich die Zugmittel 14 entlang geschlossener Trajektorien, die eine Umlaufebene U bzw. Umlaufkontur beschreiben. Die Umlaufebenen U sind im Querschnitt in 1 dargestellt. Da die Zugmittel 14 umlaufend um die jeweiligen oberen Trocknungsfläche 11a, 11b (auch: Trocknungsebene) angeordnet sind, kann mit Hilfe der daran mittelbar oder unmittelbar befestigten Förderelementen 16 Biomasse sowohl über die oberen Trocknungsfläche 11a, 11b als auch über die unmittelbar darunter liegenden, unteren Trocknungsflächen 12a, 12b gefördert werden. Die Förderelemente 16 sind strukturell derart ausgebildet und ausgerichtet, dass diese bei der umlaufenden Bewegung entlang der Umlaufebene U in Richtung der oberen und/oder der unteren Trocknungsfläche 11a, 11b, 12a, 12b wirken. Hierzu können die Förderelemente 16 beispielsweise eine zum Fördern von Biomasse geeignete Struktur aufweisen, die sich beidseitig von der Umlaufebene U in entgegengesetzten Richtungen erstreckt.
In anderen Fällen können beispielsweise Förderelemente 16 vorgesehen sein, die eine zum Fördern von Biomasse geeignete Struktur aufweisen, die sich lediglich einseitig von der Umlaufebene U erstreckt. Derartige, in lediglich eine Richtung wirkende Förderelemente 16 sind entsprechend in unterschiedlichen Orientierungen bezüglich der vertikalen Richtung an den Zugmitteln 14 mittelbar oder unmittelbar befestigt, damit mit Hilfe der Vorrichtung 10 Biomasse sowohl über die oberen Trocknungsfläche 11a, 11b als auch über die unteren Trocknungsfläche 12a, 12b verteilt werden kann. Vorzugsweise sind derartige Förderelemente 16 hinsichtlich ihrer Orientierung alternierend entlang der Umlaufebene U angeordnet.
Die erste obere Trocknungsfläche 11a hat längs der Zugmittel 14 (parallel zu Förderrichtung) eine geringfügig kleinere Ausdehnung als die erste untere Trocknungsfläche 12a. Die zweite obere Trocknungsfläche 11b hat ebenfalls längs der Zugmittel 14 (parallel zu Förderrichtung) eine geringfügig kleinere Ausdehnung als die zweite untere Trocknungsfläche 12b. Die erste untere Trocknungsfläche 12a und die zweite obere Trocknungsfläche 11b sind geringfügig zueinander versetzt angeordnet. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die vom Höhenförderer 40 geförderte Biomasse großflächig über die oberen und unteren Trocknungsflächen 11a, 11b, 12a, 12b verteilt werden kann.
Mögliche Ausgestaltungen der Förderelemente 16 sind in 2 bis 4 dargestellt. Die Förderelemente 16 sind in möglichen Ausgestaltungen insbesondere als Wendehaken 20 ausgeführt, die von Trägern 22 getragen werden, welche an den Zugmitteln 14 befestigt sind. Jeder Träger 22 erstreckt sich quer zur Förderrichtung und trägt mehrere Wendehaken 20, die bezüglich der Umlaufebene U alternierend (vgl. 1), also insbesondere abwechselnd nach oben und nach unten, ausgerichtet sind.
Der Wendehaken 20 umfasst einen gekrümmten Wendeabschnitt 24 zum Fördern von Biomasse über die Trocknungsflächen 11a, 11b, 12a, 12b. Der Wendeabschnitt 24 ist dazu ausgebildet, endseitig auf den Trocknungsflächen 11a, 11b, 12a, 12b aufzuliegen und während des Förderbetriebs schleifend über die Trocknungsflächen 11a, 11b, 12a, 12b geführt zu werden. Um einen kontinuierlichen reibenden Kontakt der Wendehaken 20 mit den Trocknungsflächen 11a, 11b, 12a, 12b sicherzustellen, sind diese am Träger 22 mit vertikalem Spiel befestigt, d. h. die Wendehaken 20 haben einen gewissen Freigang in vertikaler Richtung, damit bei der Förderbewegung insbesondere Unebenheiten der Trocknungsflächen 11a, 11b, 12a, 12b ausgeglichen werden können.
Alternativ oder zusätzlich sind die Wendehaken 20 in vertikaler Richtung mittels nicht näher dargestellten Federelementen in Richtung der Trocknungsflächen 11a, 11b, 12a, 12b vorgespannt, um einen weitgehend schleifenden Kontakt zwischen den Wendehaken 20 und den Trocknungsflächen 11a, 11b, 12a, 12b während des Förderbetriebs sicherzustellen.
Um einem Verschleiß der Wendehaken 20 entgegen zu wirken, sind diese vorzugsweise zumindest abschnittsweise aus verschleißfestem Material wie etwa Edelstahl gebildet. Alternativ oder zusätzlich weisen die Wendehaken 20 zumindest endseitig einen Überzug aus verschleißfestem Material auf. Dieser Überzug kann beispielsweise ein Edelstahlüberzug sein, der zumindest den endseitigen Bereich des Wendehakens 20 überdeckt, der beim bestimmungsgemäßen Gebrauch der Vorrichtung 10 in Kontakt zum geförderten Material und/oder in schleifendem Kontakt zu den Trocknungsflächen 11a, 11b, 12a, 12b steht.
Die Anzahl, der Abstand und die Form der Wendehaken 20 kann insbesondere auf das zu trocknende Material angepasst werden. Die Vorrichtung 10 ist diesbezüglich flexibel ausgestaltet und kann modifiziert werden, um beispielsweise das Trocknen von Biomasse mit unterschiedlichem Flüssigkeitsgehalt zu ermöglichen.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel sind die Wendehaken in nicht dargestellter Art und Weise als Doppelhaken ausgeführt und umfassen erste und zweite Wendeabschnitte, die gekrümmt sind, und vom Träger 22 in entgegengesetzten Richtungen hervorstehen.
Wie insbesondere in 2 bis 4 dargestellt, sind die Wendehaken 20 in einer Ausnehmung 26 des Trägers 22 formschlüssig eingesetzt und endseitig mittels eines Splintes 28 und einer Unterlegscheibe 30 gesichert. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass der am Träger 22 befestigte Wendehaken 20 einen Freigang in vertikaler Richtung aufweist und zudem schnell und einfach ausgetauscht werden kann. Beispielsweise kann der Träger 22 mit den Wendehaken 20 als Mitnehmerrechen mit schnellwechselbaren Zinken ausgebildet sein.
Der Träger 22 ist als Hohlprofil ausgeführt. Die Formgebung der Ausnehmung 26 ist komplementär zu der Querschnittsgestalt des eingesetzten Wendehakens 22, der in diesem Bereich einen nicht-rotationssymmetrischen Querschnitt aufweist. Der Wendehaken 20 ist somit am Träger 22 drehfest befestigt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Wendehaken 22 im Bereich der Ausnehmung 26 einen runden Kern 32 auf, von dem diametral zwei Rippen 34 abstehen. Wie insbesondere in 2 oder 4 dargestellt, weist eine der Rippen 34 eine etwas kürzere Ausdehnung auf als die andere.
5 und 6 zeigen in einer Außenansicht jeweils die Gebäudeeinheit 100 in verschiedenen, alternativen Ausgestaltungen. In der Gebäudeeinheit 100 ist jeweils die Vorrichtung 10 als Kompaktanlage 50 installiert ist (siehe 5). Eine derartige Gebäudeeinheit 100 kann modular aufgebaut sein und mehrere übereinander angeordnete Trocknungsflächen 11a, 11b, 12a, 12b enthalten, die zumindest einen Teil der Trocknungsstrecke für das zu trocknende Gut bilden. In einem möglichen Ausführungsbeispiel sind acht übereinander angeordnete Trocknungsflächen 11a, 11b, 12a, 12b vorgesehen, so dass der Trocknungsprozess auf insgesamt acht Trocknungsebenen erfolgt. Die Kompaktanlage 50 zeichnet sich durch einen reduzierten Bauraumbedarf aus und kann in einer Gebäudeeinheit 100 installiert werden, deren Länge längs zur Förderrichtung weniger als 30 Meter, bevorzugt weniger als 20 Meter, besonders bevorzugt in etwa 15 Meter und deren Breite quer zur Förderrichtung weniger als 5 Meter, bevorzugt weniger als 3 Meter, besonders bevorzugt in etwa 2,5 Meter und deren Höhe weniger als 10 Meter, bevorzugt weniger als 8 Meter, besonders bevorzugt in etwa 6 Meter beträgt. Durch den geringen Bauraumbedarf der Kompaktanlage 50 kann diese bereits werkseitig in einer geeigneten Gebäudeeinheit 100 installiert werden, die dann als im Wesentlichen bereits endmontierte Gesamtanlage an einen Kunden ausgeliefert werden kann.
6 zeigt beispielhaft verschiedene Komponenten der Gebäudeeinheit 100, und zwar ein Silo 101 für Trockengranulat, einen Schubbodencontainer 102 für zu trocknende Biomasse, eine Absaugung 103, eine Trocknungseinheit 104 und einen Steuerungscontainer 105. Das Trockengranulat kann beispielsweise über einen an der Trocknungseinheit 104 vorgesehenen Schneckendosierer (nicht dargestellt) in Richtung Trocknungseinheit 104 gefördert werden. In den Schneckendosierer wird über seitliche Zuführungen die zu trocknende Biomasse eingebracht und mit dem Trockengranulat vermischt, wodurch eingedickte Biomasse entsteht. Der Schneckendosierer bildet somit, gegebenenfalls mit weiteren Komponenten, die Mischeinrichtung. Die eingedickte Biomasse wird dann der Trocknungseinheit 104 zugeführt.
Die Trocknungsflächen 11a, 11b, 12a, 12b der Kompaktanlage 50 bilden zumindest einen Teil der Trocknungsstrecke für relativ flüssige Biomasse und sind geschlossen ausgebildet. Zum Eindicken der zu trocknenden Biomasse ist die Mischeinrichtung 13 der Trocknungsstrecke vorgeschaltet. In der Mischeinrichtung 13 wird Biomasse mit hohem Flüssigkeitsgehalt und Trockengranulat gemischt, insbesondere derart, dass eingedickte Biomasse mit einem bestimmten Mindesttrockengehalt entsteht. In 1 ist die Zufuhr der Biomasse mit hohem Flüssigkeitsgehalt aus dem Lager 60 zur Mischeinrichtung 13 durch einen Pfeil 71 symbolisiert. Die Weiterführung der eingedickten Biomasse zur Trocknungsstrecke, konkret im dargestellten Beispiel zum Höhenförderer 40, ist durch einen Pfeil 72 symbolisiert. Die Mischeinrichtung 13 umfasst beispielsweise zum Einrühren des Trockengranulats einen Mischbehälter mit Rührwerk. Die Zufuhr von zu trocknender Biomasse und/oder Trockengranulat in die Mischeinrichtung ist steuerbar und mittels zumindest eines Sensors 15 beispielsweise volumetrisch erfassbar. Der Sensor 15 ist, in 1 symbolisiert durch eine Linie, mit einer Steuereinrichtung 17 verbunden. Die Steuereinrichtung 17 steuert, in 1 symbolisiert durch zwei Linien, die Zufuhr von zu trocknender Biomasse mit hohem Flüssigkeitsgehalt und von Trockengranulat derart, dass eingedickte Biomasse mit einem vorgegebenen Mindesttrockengehalt gebildet wird. Die eingedickte Biomasse wird der Trocknungsstrecke zum weiteren Trocknen zugeführt.
Die unbehandelte Biomasse ist beispielsweise Gülle mit einem geringen Trockengehalt von insbesondere nur 5%. Die eingedickte Biomasse, die der Trocknungsstrecke zum weiteren Trocknen zugeführt wird, hat einen Trockengehalt von zumindest 15%, vorzugsweise mehr als 15%. Das Eindicken der Biomasse erfolgt durch Versetzen mit Trockengranulat, beispielsweise Sägemehl oder zuvor getrockneter Biomasse.
Eine Zerkleinerungseinrichtung (nicht dargestellt), beispielsweise ein Schneidrechen, zum Zerkleinern der getrockneten Biomasse ist in möglichen Ausgestaltungen ausgangsseitig an der Trocknungsstrecke, also am Ende der zweiten unteren Trocknungsfläche 12b (vgl. insbesondere 1) angeordnet.
Am Ausgang der Trocknungsstrecke befindet sich beispielsweise eine Rückführeinrichtung 19, in der zumindest ein Teil der getrockneten Biomasse gesammelt wird.
Die Rückführeinrichtung 19 ist dazu ausgebildet, die entnommene getrocknete Biomasse der Mischeinrichtung 13 als Trockengranulat zuzuführen. Die Rückführeinrichtung 19 umfasst beispielsweise Fördermittel wie etwa einem Bandförderer, die dazu ausgebildet sind, die getrocknete Biomasse zur Mischeinrichtung 13 zu transportieren. Die Rückführung von getrockneter Biomasse als Trockengranulat für die Mischeinrichtung 13 ist in 1 durch einen Pfeil 70 symbolisiert.
Am Ausgang der Trocknungsstrecke ist weiterhin eine Entnahmeeinrichtung 21 angeordnet, die dazu ausgebildet ist, Stichproben der getrockneten Biomasse zu entnehmen. Die entnommenen Stichproben werden beispielsweise in einem Labor auf Gifte oder Schadstoffbelastung untersucht.
Bezugszeichenliste

10: Vorrichtung
11a: obere Trocknungsfläche
11b: obere Trocknungsfläche
12a: untere Trocknungsfläche
12b: untere Trocknungsfläche
13: Mischeinrichtung
14: Zugmittel
15: Sensor
16: Förderelement
17: Steuereinrichtung
18: Antriebsmittel
19: Rückführeinrichtung
20: Wendehaken
21: Entnahmeeinrichtung
22: Träger
24: Wendeabschnitt
26: Ausnehmung
28: Splint
30: Unterlegscheibe
32: Kern
34: Rippe
40: Höhenförderer
50: Kompaktanlage
60: Lager
70: Rückführung getrockneter Biomasse als Trockengranulat
71: Zufuhr von Biomasse mit hohem Flüssigkeitsgehalt
72: Weiterführung eingedickter Biomasse
100: Gebäudeeinheit
101: Silo
102: Schubbodencontainer
103: Absaugung
104: Trocknungseinheit
105: Steuerungscontainer
U: Umlaufebene

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10311554 B4 [0003]
DE 202019101031 U1 [0004]

Claims

Vorrichtung (10) zum Trocknen von Biomasse mit hohem Flüssigkeitsgehalt, insbesondere Gülle, mit einer Trocknungsstrecke, über die die Biomasse zum Trockenen förderbar ist, wobei die Trocknungsstrecke zumindest eine geschlossene Trocknungsfläche (11a, 11b, 12a, 12b), auf der die Biomasse zum Trocknen flächig ausbringbar ist, umfasst, wobei zum Ausbringen der Biomasse auf der zumindest einen geschlossenen Trocknungsfläche (11a, 11b, 12a, 12b) und zum Fördern der Biomasse entlang der Trocknungsstrecke bewegbare Förderelemente (16) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mischeinrichtung (13), die der Trocknungsstrecke vorgeschalten ist, dazu ausgebildet ist, die Biomasse durch Versetzen mit Trockengranulat einzudicken.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Sensor (15) die Zufuhr von Trockengranulat und/oder Biomasse in der Mischeinrichtung (13) erfasst.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinrichtung (17) die Zufuhr von Trockengranulat und/oder Biomasse mit hohem Flüssigkeitsgehalt in der Mischeinrichtung (13) derart steuert oder regelt, dass die eingedickte Biomasse einen vorgebbaren Mindesttrockengehalt aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rückführeinrichtung (19) dazu ausgebildet ist, getrocknete Biomasse am Ausgang der Trocknungsstrecke aufzunehmen und der Mischeinrichtung (13) als Trockengranulat zuzuführen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Entnahmeeinrichtung (21) dazu ausgebildet ist, Stichproben der getrockneten Biomasse zu entnehmen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderelemente (16) mittels zumindest eines Zugmittels (14) bewegbar sind.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine obere und eine untere Trocknungsfläche (11a, 11b, 12a, 12b), die in vertikaler Richtung voneinander beabstandet sind, vorgesehen sind, wobei das zumindest eine Zugmittel (14) umlaufend um die obere Trocknungsfläche (11a, 11b) angeordnet ist und die obere und die untere Trocknungsfläche (11a, 11b, 12a, 12b) geschlossen ausgebildet sind.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Zugmittel (14) ein endloses Zugmittel, insbesondere ein umlaufendes Seil, ein umlaufendes Band, ein umlaufender Gurt oder eine umlaufende Kette, ist.
Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknungsstrecke von mehreren oberen und unteren Trocknungsflächen (11a, 11b, 12a, 12b), die in vertikaler Richtung voneinander beabstandet sind und jeweils geschlossen ausgebildet sind, gebildet ist und zum Ausbringen der Biomasse auf den oberen und unteren Trocknungsflächen (11a, 11b, 12a, 12b) und zum Fördern der Biomasse entlang der Trocknungsstrecke bewegbare Förderelemente (16) vorgesehen sind.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass mehreren Zugmitteln (14) zum Bewegen der Förderelemente vorgesehen sind, wobei jedes Zugmittel (14) jeweils umlaufend um jeweils eine obere Trocknungsfläche (11a, 11b) angeordnet ist.
Verfahren zum Trocknen von Biomasse mit hohem Flüssigkeitsgehalt, insbesondere Gülle, wobei die Biomasse mittels Förderelementen (16) über eine Trocknungsstrecke gefördert wird, wobei die Trocknungsstrecke zumindest eine geschlossene Trocknungsfläche (11a, 11b, 12a, 12b) aufweist, auf die die Biomasse zum Trocknen flächig aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Biomasse vor dem Eingang zur Trocknungsstrecke durch Versetzen mit Trockengranulat eingedickt wird.
Verfahren zum Trocknen nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Biomasse vor dem Eingang zur Trocknungsstrecke auf einen Trockengehalt von zumindest 15% eingedickt wird.
Verfahren zum Trocknen nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Biomasse durch Versetzen mit Sägemehl und/oder mit getrockneter Biomasse, insbesondere getrockneter Gülle eingedickt wird.
Verfahren zum Trocknen nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass am Ausgang der Trocknungsstrecke getrocknete Biomasse aufgenommen wird, die als Trockengranulat mit noch zu trocknender Biomasse versetzt wird, wobei die mit Trockengranulat versetzte, noch zu trocknende Biomasse anschließend zum Trocknen der Trocknungsstrecke zugeführt wird.
Verfahren zum Trocknen nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass Stichproben von getrockneter Biomasse entnommen werden und auf enthaltene Gifte und/oder Schadstoffe untersucht werden.