DE102021134264A1

DE102021134264A1 - Verfahren zur Pelletierung eines Prozessguts, sowie Pelletiervorrichtung

Info

Publication number: DE102021134264A1
Application number: DE102021134264.3A
Authority: DE
Inventors: Simon Höckenkamp; Dietmar Altegoer; Arnim Riep
Original assignee: Taprogge GmbH
Current assignee: Taprogge GmbH
Priority date: 2021-12-22
Filing date: 2021-12-22
Publication date: 2023-06-22

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung 10 zur Pelletierung eines Prozessguts. Das Verfahren bedient sich einer Pelletiervorrichtung 10 aufweisend einen Prozessraum 12, und in dem Prozessraum 12 eine Pelletiermatrize 14, welche mit einer Pressvorrichtung 16 zusammenwirkt. Gemäß dem Verfahren wird das Prozessgut und/oder eine Flüssigkeit in den Prozessraum 12 eingeleitet. Das Prozessgut wird weiter durch die Pelletiermatrize 14 mittels der Pressvorrichtung 16 gepresst. Um ein Verfahren und eine Pelletiervorrichtung 10 vorzuschlagen, mit welchen sich auf einfache und kostengünstige Weise Pellets von konstant hoher Qualität herstellen lassen, ist vorgesehen, dass eine Prozesstemperatur innerhalb des Prozessraums 12 gemessen wird und die Einleitung von Prozessgut und Flüssigkeit in den Prozessraum 12 zur Einhaltung eines Vorgabewerts oder eines Vorgabebereichs durch die Prozesstemperatur geregelt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Pelletierung eines Prozessguts, sowie eine Pelletiervorrichtung.
Aus der DE 3432780 A1 ist ein Verfahren zu Verpressen von pulverförmigen oder staubförmigen Materialien bekannt, wie bspw. Gips, Flugasche, Talkum oder auch Ammoniumsulfat zu Granulat oder Pellets. Das zu verpressende Material wird befeuchtet und anschließend in einer Presse auf eine mit Bohrungen versehene Matrize aufgebracht. Mit Hilfe von auf der Matrize ablaufenden und von einem Motor angetriebenen Rollen, wird das befeuchtete Material unter Verdichtung durch Bohrungen in der Matrize hindurchgedrückt. Das offenbarte Verfahren bedient sich dabei der Antriebsleistung des vorgenannten Motors als Parameter zur Regelung der Befeuchtung des Materials. Es wird ferner offenbart, dass statt der Rollen auch die Matrize angetrieben sein kann.
Aus EP 1884 506 B1 ist weiter ein Verfahren zur Granulierung von Ammoniumsulfat und ammoniumsulfatreichen mineralischen Düngemitteln bekannt. Dabei wird ein mit feinkörnigen Hilfsstoffen umhülltes Ammoniumsulfat unter Einsatz von Mischern mit hoher Turbulenz mit fein verdüstem Wasser befeuchtet. Das befeuchtete Ammoniumsulfat wird dann mit einer Flachmatrizenpresse einer Druckformung und Pressverdichtung unterzogen. Dabei werden solche Flachmatrizenpressen verwendet, bei denen der Verdichtungsdruck des Ammoniumsulfats durch einen einstellbaren Vordruck von Kollerwalzen auf die Flachmatrize eingestellt werden kann.
Bekannte Verfahren zur Erzeugung von Pellets, sowie die entsprechenden Vorrichtungen sind relativ aufwendig. Die Verfahrenssteuerung zur Erzielung gewünschter Produktionsqualitäten ist zudem ungenau und fehleranfällig.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde ein Verfahren und eine Pelletiervorrichtung vorzuschlagen, mit welchen sich auf einfache und kostengünstige Weise Pellets von konstant hoher Qualität herstellen lassen.
Die Erfindung löst die Aufgabe mit einem Verfahren nach Anspruch 1 und einer Vorrichtung nach Anspruch 15. Die abhängigen Ansprüche beziehen sich auf vorteilhafte Ausführungsformen.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Pelletierung eines Prozessguts wird ausgeführt mittels einer Pelletiervorrichtung aufweisend einen Prozessraum, und in dem Prozessraum eine Pelletiermatrize, welche mit einer Pressvorrichtung zusammenwirkt.
In einem Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das Einleiten des Prozessguts und einer Flüssigkeit in den Prozessraum. Das Prozessgut ist bevorzugt ein Feststoff und kann im Rahmen der Erfindung beim Einleiten bspw. pastös oder partikelförmig, also als Staub oder Pulver, oder gröber als Granulat o.ä. vorliegen. Es ist insbesondere denkbar, dass das Prozessgut aus organischem oder mineralischem Material oder als Gemisch der genannten Materialien ausgebildet ist. Als Flüssigkeit kann im Rahmen der Erfindung insbesondere Wasser bzw. zumindest eine wässrige Lösung zum Einsatz kommen. Das Wasser kann dabei sowohl als herkömmliches Leitungswasser, oder aber auch als destilliertes oder gar vollentsalztes Wasser ausgebildet sein. Es ist überdies denkbar, mittels der Flüssigkeit auch gezielt Additive in den Prozessraum einzuleiten, bspw. als Additiv gelöst in Wasser, und damit schließlich dem Prozessgut zuzugeben. Das Einleiten von Prozessgut und Flüssigkeit kann im Rahmen der Erfindung separat oder gemeinsam, und dabei jeweils kontinuierlich oder ferner batchweise erfolgen.
In einem weiteren Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das Messen einer Prozesstemperatur innerhalb des Prozessraums. Dabei erfolgt dann zur Einhaltung eines Vorgabewerts oder eines Vorgabebereichs durch die Prozesstemperatur das Regeln der Einleitung von Prozessgut und Flüssigkeit in den Prozessraum.
Die Prozesstemperatur kann im Rahmen der Erfindung mittels dem Prozessraum zugeordnetem Temperatursensor erfasst werden. Diese können sich dabei gängiger Messverfahren bedienen, welche insbesondere berührungslos aber auch mittels Kontakt arbeiten können. Ein oder mehrere solcher Temperatursensoren können im Rahmen der Erfindung mit einer Auswerteeinheit verbunden sein. Die Auswerteeinheit kann dabei eine Regelungseinrichtung umfassen oder mit einer solchen verbunden sein, welche wiederum mit Einrichtungen, insbesondere Fördermitteln, in Wirkverbindung steht und zur Regelung dieser ausgebildet ist, welche das Prozessgut und die Flüssigkeit dosiert in den Prozessraum einleiten. Der Temperatursensor kann dabei einen Wert erfassen und diesen in Form eines elektrischen Signals an die Auswerteeinheit senden, welche wiederum ein Steuersignal an die Regelungseinrichtung sendet. Die Regelungseinrichtung kann dann schließlich die vorgenannten Einrichtungen bzw. Fördermittel derart mittels eines elektrischen Signals ansteuern, dass diese die Rate bzw. Menge an in den Prozessraum eingeleiteten Prozessguts und/oder Flüssigkeit ändern.
Liegt die gemessene Prozesstemperatur oberhalb des Vorgabewerts bzw. des Vorgabebereichs, so kann dementsprechend die Einleitung der Flüssigkeit in den Prozessraum erhöht werden. Liegt die Prozesstemperatur wiederum unterhalb des Vorgabewerts bzw. des Vorgabebereichs, so kann insbesondere die Einleitung des Prozessguts in den Prozessraum erhöht werden. Schließlich kann im Rahmen der Erfindung auf die Regelung des Verhältnisses von eingeleitetem Prozessgut und eingeleiteter Flüssigkeit abgestellt werden. Es ist also auch denkbar, dass wenn wie vorbezeichnet bei einer zu hohen Prozesstemperatur die Einleitung von Flüssigkeit erhöht wird, zugleich oder alternativ die Einleitung von Prozessgut reduziert wird. Im Falle einer zu niedrigen Prozesstemperatur kann dann wiederum analog, zusätzlich oder alternativ zur erhöhten Einleitung des Prozessguts in den Prozessraum, die Einleitung von Flüssigkeit reduziert werden.
Schließlich erfolgt in einem weiteren Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens das Pressen des Prozessguts durch die Pelletiermatrize mittels der Pressvorrichtung. Die Pelletiermatrize kann entsprechend ein oder mehrere Bohrungen oder andersartig ausgebildete Öffnungen aufweisen, so dass das Prozessgut von der Prozessvorrichtung durch die Pelletiermatrize gepresst werden kann. Die Pressvorrichtung kann neben der Aufgabe des Pressens zudem eine mischende Aufgabe übernehmen, um dabei zu helfen, insbesondere das Prozessgut und die Flüssigkeit miteinander zu vermengen.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist einen einfachen Verfahrensablauf auf und ermöglicht es, auf kostengünstige Weise Pellets konstant hoher Qualität herzustellen. Die Messung der Prozesstemperatur gestattet einen einfachen und ständig verlässlichen Rückschluss auf den Zustand im Prozessraum, insbesondere den vorherrschenden Feuchtegrad des Prozessguts. Der Feuchtegrad bestimmt wiederum bspw. die Qualität der Pellets, weil einerseits zu trockene Pellets insbesondere eine geringe Formstabilität aufweisen, und zu feuchte Pellets andererseits entweder aufwändig nachgetrocknet werden müssen oder eine geringe Einsatzqualität aufweisen. Trockene Pellets, also solche mit einem geringen Feuchtegrad, können überdies insbesondere eine vorteilhafte Handhabbarkeit aufweisen. Gegenüber bekannten Verfahren zur Pelletierung eines Prozessguts weist sich das erfindungsgemäße Verfahren als vorteilhaft aus.
Das Prozessgut kann bevorzugt trocken, insbesondere mit einer Restfeuchte in einem Bereich bis ca. 10 %, bevorzugt jedoch unter 1 %_in den Prozessraum eingeleitet werden. Das Prozessgut kann dabei bspw. ein besonders gutes Förder- und/oder Handhabungsverhalten aufweisen. Es ist denkbar, ein Prozessgut mit einer höheren Restfeuchte zu pelletieren, wobei dann der Pelletierung bevorzugt ein Trocknungsprozess nachgelagert ist. Es hat sich gezeigt, dass Pellets von besonders hoher Qualität bereitgestellt werden können, welche durch Pressen eines Prozessguts erzeugt werden, welches einen Feuchtegrad in einem Bereich von 0,1 % bis 10 %, bevorzugt 0,1 % bis 1 %, besonders bevorzugt 0,1 % bis 0,3 % aufweist. Wird das Prozessgut bspw. mit einem bereits im vorbezeichneten Rahmen geeigneten Feuchtegrad in den Prozess eingeleitet, so ist es ferner möglich, dass die Rate bzw. Menge der eingeleiteten Flüssigkeit gegenüber der entsprechenden Rate bzw. Menge des eingeleiteten Prozessguts gegen Null geregelt wird. Der Feuchtegrad des Prozessguts kann bspw. in einem Vorprozess eingestellt werden.
Wie bereits vorangehend erwähnt, zeigt eine gemessene Prozesstemperatur, welche oberhalb des Vorgabewerts bzw. des Vorgabebereichs liegt, ein zu trockenes Prozessgut im Prozessraum an. Eine zu niedrige Prozesstemperatur entsprechend ein zu feuchtes Gemisch. Dieser Effekt kann bspw. damit begründet werden, dass die Feuchte Wärme einerseits binden und gerade Reibungseffekte von bspw. Partikeln oder Granulaten des Prozessguts reduziert. Reibungseffekte treten bei der Pelletierung insbesondere beim Pressen auf. Überdies entzieht verdunstende Flüssigkeit dem Prozessgut bzw. dem Gemisch Energie in Form der entsprechenden Verdampfungsenthalpie.
Es kann entsprechend vorteilhaft sein, dass die Prozesstemperatur direkt im Bereich des Prozessguts im Prozessraum gemessen wird, um einen verlässlichen Rückschluss auf den Feuchtegrad wie vorgenannt zu erhalten. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird daher als Prozesstemperatur eine Materialtemperatur des Prozessguts gemessen. Die Materialtemperatur kann dabei einerseits unmittelbar per Kontakt zum Prozessgut gemessen werden, bspw. mittels eines Temperaturfühlers, oder andererseits kontaktfrei, bspw. mittels IR-Messung o.ä. Ein kontaktfreier (optischer) Temperatursensor kann dabei wiederum bspw. räumlich vom Prozessraum getrennt angeordnet sein, um Verschmutzungen, mechanische Beschädigung o.ä. vorzubeugen. Es kann auch vorgesehen sein, dem bspw. IR-Sensor eine Reinigungseinrichtung zuzuordnen, mit welcher der IR-Sensor von Verschmutzung befreit werden kann. Eine solche Reinigungseinrichtung kann bspw. ein Spülrohr darstellen. Der IR-Sensor kann dabei bspw. in dem Spülrohr im Prozessraum angeordnet sein, wobei das Spülrohr im Bereich des IR-Sensors dann insbesondere offen, oder ferner für die entsprechende Wellenlänge IR-durchlässig ausgebildet sein kann. Ist das Spülrohr wie vorgenannt im Bereich des IR-Sensors offen ausgebildet, so kann das Spülrohr bevorzugt ständig von einem Gas oder Gasgemisch durchströmt sein, um zu verhindern, dass Prozessgut und/oder Flüssigkeit in das Spülrohr gelangen und den IR-Sensor verschmutzen. Überdies kann damit vermieden werden, dass der Messbereich des IR-Sensors mit Aerosolen aus Dampf und/oder Stäuben belastet wird und somit das Messergebnis verfälscht. Es ist ferner möglich eine Materialtemperatur der an das Prozessgut im Prozessraum angrenzenden Teile, also insbesondere Pressvorrichtung und/oder Pelletiermatrize als Prozesstemperatur zu messen.
Es ist möglich, dass ein Prozessgut pelletiert werden soll, welches zu Anbackungen neigt, und/oder möglicherweise mechanisch abrasiv wirkt. Während Anbackungen häufig gerade bei zu feuchtem Prozessgut begünstigt werden, kann es entsprechend vorteilhaft sein, die Prozesstemperatur kontaktfrei zu messen. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird daher als Prozesstemperatur eine Raumtemperatur des Prozessraums gemessen. Die Raumtemperatur, d.h. bspw. die Temperatur der Atmosphäre des Prozessraums bzw. die Lufttemperatur, kann insbesondere durch die Temperatur des Prozessguts im Prozessraum beeinflusst werden und entsprechend ebenfalls einen mittelbaren Rückschluss auf den Feuchtegrad des vorgenannten Prozessguts ermöglichen. Raumtemperaturen lassen sich bspw. einfach und kostengünstig mittels eines Temperaturfühlers messen, welcher im Prozessraum angeordnet ist. Es ist ferner möglich eine Mehrzahl an Temperaturfühlern oder gleichwertiger Temperatursensoren zu verwenden, bspw. um sicherzustellen, dass die Messung nicht im Bereich eines lokalen Wärmestaus gemessen wird.
Um die Vorteile einer kontaktfreien Bemessung des Prozessgutes ersatzweise über die Erfassung der Raumtemperatur effizient nutzen zu können, kann es weiter vorteilhaft sein, die Raumtemperatur in einem Bereich zu messen, welcher vor Verschmutzung durch das Prozessgut und/oder die Flüssigkeit geschützt ist. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die Raumtemperatur daher in einem Bereich gemessen, welcher von dem Prozessgut beabstandet ist. Eine Messung kann dabei z.B. in einem Bereich zwischen der Pelletiermatrize und der Pressvorrichtung erfolgen.
Um einen im Prozessraum für die Messung der Raumtemperatur angeordneten Temperatursensor, insbesondere einen Temperaturfühler zudem vor mechanischer Einwirkung durch die Pressvorrichtung oder das Prozessgut zu schützen, kann es weiter vorteilhaft sein, einen Ort für die Messung zu wählen, der ebenfalls von der Pressvorrichtung beabstandet ist. Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Raumtemperatur daher oberhalb der Pressvorrichtung gemessen, bevorzugt in einem Messabstand oberhalb der Pressvorrichtung. Dabei kann eine entsprechende Pelletiervorrichtung derart ausgebildet sein, dass die Pelletiermatrize einen Boden oder Zwischenboden des Prozessraums bildet. Die Pelletiermatrize kann dabei also insbesondere unten im Prozessraum angeordnet sein. Auf einer Oberseite der Pelletiermatrize ist dann bevorzugt die Pressvorrichtung angeordnet. Zwischen dieser Oberseite und der Pressvorrichtung kann weiter ein Spaltabstand ausgebildet sein. Prozessgut und Flüssigkeit werden also zumindest mittelbar aufgrund der Schwerkraft der Pelletiermatrize zugeleitet. Dabei ist es denkbar, dass Pressvorrichtung und/oder Pelletiermatrize höhenverstellbar ausgebildet sind, so dass der Spaltabstand einstellbar ausgebildet sein kann. Die Pressvorrichtung kann ferner derart arbeiten, dass der Spaltabstand beim Pressen ständig vergrößert und verkleinert wird.
Mit steigendem Messabstand nach oben von der Pressvorrichtung kann entsprechend der Einfluss des Prozessguts bzw. der Prozessguteigenschaften auf die Raumtemperatur im entsprechenden Messbereich sinken. Es hat sich gezeigt, dass dieser Messabstand vorteilhaft Werte im Bereich bis 20cm, bevorzugt aber 2cm bis 15cm, besonders bevorzugt 3cm bis 10cm, ganz besonders bevorzugt 4cm bis 9cm annehmen kann. Oberhalb der genannten Grenze von ca. 20cm schwindet der Einfluss des Prozessguts bzw. der Prozessguteigenschaften auf die Raumtemperatur im Messbereich. Gleichzeitig erhöhen sich nicht mehr die Vorteile bzgl. des Schutzes des bspw. Temperaturfühlers vor Verschmutzung und/oder mechanischer Einwirkung. Auch hier ist es möglich, mehr als einen bspw. Temperaturfühler o.ä. vorzusehen, um den Einfluss lokaler Maxima bzw. Minima der Raum- bzw. Prozesstemperatur auszuschließen. Es kann dann auch bspw. ein Mittelwert der an mehreren Stellen gemessenen Raum- bzw. Prozesstemperatur für die Regelung der Einleitung von Prozessgut und Flüssigkeit in den Prozessraum herangezogen werden.
Es ist möglich, dass das Prozessgut die Pelletierung bei verschiedenen Feuchtegraden und entsprechend bei verschiedenen gemessenen Prozesstemperaturen ohne Regelung der Einleitung des Prozessguts und/oder der Flüssigkeit erlaubt, solang die Prozesstemperatur in einem Vorgabebereich verbleibt. Die Pellets können dabei jeweils die gewünscht hohe Qualität einhalten. Bevorzugt wird die Prozesstemperatur aber auf die vorgenannte Weise, also durch Regelung der Zugabe von Prozessgut und/oder Flüssigkeit, möglichst konstant oberhalb der Umgebungstemperatur gehalten. Die Umgebungstemperatur bezieht sich auf die Umgebung, in welcher das vorstehende Verfahren durchgeführt wird. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die Prozesstemperatur als Regelgröße daher derart eingestellt, dass zwischen einer Umgebungstemperatur und der Prozesstemperatur eine Temperaturdifferenz im Bereich von bevorzugt 5°C bis 40°C, besonders bevorzugt 10°C bis 35°C, ganz besonders bevorzugt 15°C bis 30°C eingehalten wird. Es kann dabei vorteilhaft sein, bspw. wenn mineralisches Material auf Stickstoffbasis als Prozessgut verwendet wird, darauf zu achten, eine Obergrenze für die Prozesstemperatur von ca. 120°C, bevorzugt 90°C, besonders bevorzugt 60°C nicht zu überschreiten. Mit steigender Temperatur könnte andernfalls Stickstoff aus dem Feststoff ausgasen. Dies kann ein Sicherheitsrisiko darstellen, wobei dem Prozessraum dann eine aktive Abluft zugeordnet sein kann. Mittels einer solchen Abluft können wiederum neben etwaigen Gasen auch Stäube abgeführt werden. Der beispielhaft ausgegaste Stickstoff kann weiter auch dem pelletierten Prozessgut fehlen, was wiederum eine Qualitätsminderung darstellen kann.
Das Pressen geht insbesondere mit einer Verdichtung des Prozessguts einher. Entsprechend ist es vorteilhaft, wenn zwischen der Pressvorrichtung und der Pelletiermatrize eine Relativbewegung stattfindet, welche die für die Verdichtung erforderliche Kraft bereitstellt und damit das Prozessgut durch die Pelletiermatrize treibt. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Pressvorrichtung daher ein Walzenelement auf, welches gegenüber der Pelletiermatrize zur Rotation angetrieben wird. Als Walzenelement kann bspw. ein Koller vorgesehen sein. Das auf der Pelletiermatrize rotierende Walzenelement rotiert bevorzugt um eine Längsachse des Prozessraums, wobei die Längsachse besonders bevorzugt parallel zur Höhe des Prozessraums ausgerichtet ist. Die Längsachse kann dabei insbesondere senkrecht auf der Pelletiermatrize stehen. Die Längsachse kann die Pelletiermatrize dabei insbesondere mittig durchdringen. Das Walzenelement kann dafür bspw. an einer Welle aufgehängt sein, welche mit einem Motor, insbesondere einem Elektromotor, zusammenwirkt.
Für eine erhöhte Lebensdauer vom Walzenelement und von der Pelletiermatrize kann zwischen den beiden Teilen wie vorgenannt ein Spaltabstand ausgebildet sein. In diesem Spaltabstand ist bevorzugt eine Menge des in den Prozessraum eingeleiteten Prozessguts angeordnet. Im Zuge der Rotation des Walzenelements fährt dieses also entsprechend bevorzugt über das Prozessgut hinweg und verdichtet es in Richtung der Pelletiermatrize. Das Walzenelement kann weiter drehbar um eine Drehachse ausgebildet sein, welche quer zur Längsachse ausgerichtet ist. Die Drehachse kann wiederum physisch als Aufhängung des Walzenelements an der vorgenannten Welle des Motors ausgebildet sein. Entsprechend kann das Walzenelement also insbesondere auf dem Prozessgut im Prozessraum bei angetriebener Rotation um die Längsachse abrollen. Schließlich kann das Walzenelement eine profilierte Oberfläche aufweisen, wobei das entsprechende Profil bspw. zur Durchmischung des Prozessguts und der Flüssigkeit beitragen kann. Auch ist es möglich eine Mehrzahl an Walzenelementen vorzusehen, die bspw. symmetrisch um die Längsachse angeordnet und über dieselbe vorgenannte Welle zugleich motorisch angetrieben werden.
Wie vorangehend dargelegt wurde, ist für das Pressen des Prozessguts mittels der Pressvorrichtung insbesondere eine Relativbewegung zwischen Pressvorrichtung und Pelletiermatrize erforderlich. Umfasst die Pressvorrichtung ein Walzenelement der vorbezeichneten Art, so kann es auch vorteilhaft sein, wenn die Pressvorrichtung in Ruhe verbleibt, insbesondere wenn das Walzenelement zum Abrollen auf dem Prozessgut ausgebildet ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird daher die Pelletiermatrize gegenüber der Pressvorrichtung zur Rotation angetrieben, wobei die Pressvorrichtung ein Walzenelement aufweist. Die zuvor dargelegten Zusammenhänge für die zur Rotation angetriebenen Pressvorrichtung können auch hier Anwendung finden. Es ist überdies möglich, dass sowohl die Pressvorrichtung, als auch die Pelletiermatrize zur Rotation angetrieben werden, wobei entweder die Rotationsrichtung und/oder die Rotationsgeschwindigkeit voneinander abweichen, so dass eine Relativbewegung erzeugt wird.
Die Pressvorrichtung und/oder die Pelletiermatrize können dabei wie vorgenannt zur Höhenverstellung insbesondere entlang der Welle des motorischen Antriebs ausgebildet sein. Dies kann jeweils ermöglicht werden durch ein zusätzliches Antriebselement, welches bspw. pneumatisch oder hydraulisch arbeiten kann. Um eine gleichmäßige Verteilung des Prozessguts auf der Pelletiermatrize zu gewährleisten und auch Anbackungen zu reduzieren, können entsprechende Antriebselemente auch dazu ausgebildet sein, die Pressvorrichtung und/oder die Pelletiermatrize zur Vibration anzuregen. Es ist ebenfalls denkbar, zusätzlich oder alternativ dazu Teile des Gehäuses und/oder andere feststehende Bauteile auch zur Vibration anzuregen. Etwaige Anbackungen an Bauteilen im Prozessraum durch Prozessgut können bspw. mit Reinigungsmedien entfernt bzw. gelöst werden. Solche Reinigungsmedien können in Form von Flüssigkeiten und/oder Gasen wie bspw. Druckluft vorliegen.
Wird lediglich die Pelletiermatrize zur Rotation gegenüber der Pressvorrichtung, bzw. gegenüber des Walzenelements der Pressvorrichtung angetrieben, so ist es möglich, dass sich auf der Pelletiermatrize lokale Toträume von Prozessgut bilden, welches z.B. nicht ausreichend mit Flüssigkeit vermengt wird, oder nicht ausreichend Verdichtungsdruck durch das Walzenelement erfährt. Es kann entsprechend vorteilhaft sein, dann weitere Einrichtungen zur Vermengung bzw. Umwälzung des Prozessguts in diesen Bereichen vorzusehen. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird das Prozessgut daher von einem zusätzlich im Prozessraum angeordneten Rührwerk durchmischt. Das Rührwerk kann insbesondere separat vom motorischen Antrieb für die vorgenannten Rotationen angetrieben sein. Während die Welle des Antriebsstrangs für die Rotation von Pressvorrichtung und/oder Pelletiermatrize bevorzugt von unten an diese herangeführt ist, kann der Antrieb des Rührwerks besonders bevorzugt von oben in den Prozessraum eingeführt sein.
Insbesondere in Bezug auf die vorgenannte Rotation von Pressvorrichtung und/oder Pelletiermatrize kann es vorteilhaft sein, dass die Pelletiermatrize kreisförmig ausgebildet ist. Runde Geometrien eignen sich besonders für Aufgaben die eine Rotation umfassen. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Pelletiermatrize daher scheibenartig ausgebildet, mit einer ersten Oberfläche, welche der Pressvorrichtung zugewandt ist und einer zweiten Oberfläche welche von der Pressvorrichtung abgewandt ist. Die Pelletiermatrize kann auch bspw. ringförmig ausgebildet sein. Es ist weiter vorteilhaft eine simple Ausgestaltung der Pelletiermatrize zu wählen, auch um im Falle von Austausch oder Umrüstung Kosten zu vermeiden. Die erste und die zweite Oberfläche können dabei bspw. konisch oder bevorzugt parallel zueinander ausgerichtet sein. Besonders bevorzugt steht eine etwaige Längsachse des Prozessraums der vorgenannten Art senkrecht auf sowohl der ersten, als auch auf der zweiten Oberfläche. Dies hat zudem den Vorteil, dass einerseits auf der ersten Oberfläche die Pressvorrichtung, ggf. mit einem Walzenelement, leichter rotieren bzw. bspw. abrollen kann. Andererseits ist es damit auch einfach möglich, der zweiten Oberfläche der Pelletiermatrize eine bspw. Schneidevorrichtung zuzuordnen, welche bspw. als analog zur Pressvorrichtung gegenüber der Pelletiermatrize rotierende Klinge ausgebildet sein kann. Im Falle, dass die Pelletiermatrize gegenüber der Pressvorrichtung zur Rotation angetrieben ist, kann die Schneidevorrichtung auch unterhalb der Pelletiermatrize ruhende Klingen aufweisen.
Durch etwaige Öffnungen der Pelletiermatrize hindurchgepresstes Prozessgut kann dann auf eine gewünschte Länge abgeschnitten werden. Es können damit auch Pellets erzeugt werden, die eine Länge aufweisen, die kleiner oder größer ist, als die Länge der Pelletieröffnungen. Ohne eine Schneidevorrichtung wäre es denkbar, Pellets auch als Stranggut zu produzieren. Bevorzugt werden mit dem vorstehenden Verfahren aber stäbchenförmige Pellets erzeugt.
Um eine effiziente Pelletierung zu gewährleisten kann es vorteilhaft sein, die Oberflächen der Pelletiermatrize größtmöglich auszunutzen, um also an mehreren Stellen zugleich Prozessgut durch die Pelletiermatrize zu pressen. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Pelletiermatrize daher eine Mehrzahl Pelletieröffnungen auf, wobei die Pelletieröffnungen jeweils einen Öffnungseingang auf der ersten Oberfläche, sowie jeweils einen Öffnungsausgang auf der zweiten Oberfläche der Pelletiermatrize aufweisen. Die Pelletieröffnungen erstrecken sich durch die Pelletiermatrize dabei bevorzugt parallel zur Längsachse des Prozessraums. Öffnungseingang und Öffnungsausgang können gleiche oder unterschiedliche Durchmesser aufweisen. Der Querschnitt der Pelletieröffnungen kann dabei wiederum bevorzugt auf der ersten bzw. der zweiten Oberfläche gleich sein. Die Pelletieröffnungen können insbesondere einen runden Querschnitt aufweisen. Es ist denkbar auch einen polygonalen Querschnitt zu nutzen, wobei das Ausfüllen der Pelletieröffnungen mit Prozessgut unter Verdichtungsdruck bzgl. eines runden Querschnitts besonders einfach ist. Auch lassen sich runde Pelletieröffnungen einfach erzeugen, insbesondere als Bohrungen.
Es ist entsprechend für eine effiziente und einfache Pelletierung vorteilhaft, wenn die Öffnungsein- bzw. ausgänge jeweils in der oberen bzw. der unteren Oberfläche der Pelletiermatrize ausgebildet sind. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Öffnungseingänge und/oder die Öffnungsausgänge jeweils in einer Ebene angeordnet. Der Abstand von Öffnungseingang und Öffnungsausgang kann entsprechend bspw. die Dicke der Pelletiermatrize darstellen bzw. die Länge der Pelletieröffnungen. Die Durchmesser der bspw. runden Pelletieröffnungen können dabei letztendlich den Durchmesser der erzeugten Pellets bestimmen. Die Länge der Pellets kann wie vorgenannt insbesondere durch eine Schneidevorrichtung bestimmt werden.
Es kann weiter vorteilhaft sein, insbesondere die Öffnungseingänge derart auszubilden, dass das Prozessgut verbessert den Pelletieröffnungen zugeleitet wird. Dazu können die Öffnungseingänge bspw. trichterförmig ausgebildet sein. Unter trichterförmig kann hier eine lineare oder eine nicht-lineare Änderung des Durchmessers der Öffnungseingänge bezogen auf eine Längsrichtung verstanden werden. Sind zudem oder alternativ die Öffnungsausgänge entsprechend ausgebildet, so wird die Ausgabe des gepressten Prozessguts aufgrund reduzierter Reibungseffekte in dem Bereich vereinfacht. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen die Pelletieröffnungen daher am Öffnungseingang und/oder am Öffnungsausgang eine konische Fasung auf. Es ist möglich, dass die Pelletieröffnungen einer Pelletiermatrize unterschiedlich ausgebildete Öffnungseingänge bzw. Öffnungsausgänge aufweisen. Insbesondere eine Konizität im Bereich des Öffnungseingangs, mit sich zur ersten Oberfläche der Pelletiermatrize aufweitendem Querschnitt begünstigt das Pressen des Prozessguts durch die Pelletieröffnungen. Der gleichmäßig schmale Anteil der Pelletieröffnungen, auf welchen die Fasungen sich hin verkleinern, kann als Pelletierkanal angesehen werden. Der Pelletierkanal kann dabei bspw. einen Durchmesser in einem Bereich von 3mm bis 12mm, bevorzugt 4mm bis 10mm, besonders bevorzugt 5mm bis 7mm aufweisen. Der Pelletierkanal kann weiter bspw. eine Länge im Bereich von 10mm bis 35mm, bevorzugt 15mm bis 25mm aufweisen. Schließlich ist es dann der Pelletierkanal und nicht der gefaste Teil der Pelletieröffnungen, welcher die Dicke bzw. den Durchmesser der Pellets maßgeblich bestimmt.
Pellets können wie vorgenannt insbesondere aus organischen oder mineralischen Materialien erzeugt werden. Pellets können dabei bspw. als verdichtete Brennstoffe hohe Heizwerte gegenüber unpelletiertem Material bereitstellen. Dazu können bspw. organische, insbesondere pflanzliche Materialien wie Holz, Stroh, Torf, oder andersartiges Fasermaterial biogener Brennstoffe pelletiert werden. Es kann ebenfalls Futtermittel für Nutztiere pelletiert werden. Pellets lassen sich insbesondere besser transportieren und auch längere Zeit lagern. Es ist weiter möglich, Gemische in einem festgelegten Stoffverhältnis zu Pellets zu pressen, während die Rohstoffe ggf. zu Entmischung neigen können.
In der Düngemittelproduktion bieten Pellets insbesondere den Vorteil, dass diese sicherer, langlebiger und einfacher zu transportieren sind als bspw. ein partikelförmiger Ausgangsstoff. Bei der Lagerung bergen Düngemittelpartikel in Form von Staub bspw. stets eine erhöhte Gefahr von Explosion und der Einlagerung von Feuchtigkeit. Auch lassen sich so stets exakt dosierte Additive in die Pellets pressen. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Prozessgut daher schwefelsaures Ammoniak (SSA) auf. Es ist möglich, als Prozessgut reines SSA, also Ammoniumsulfat zu nutzen. Neben für den Zweck der Düngung hilfreichen Additiven können jedoch bspw. auch Mittel dem Prozessgut beigemengt sein, welche z.B. zur Formstabilität, Hydrophobierung, Flammresistenz o.ä. der Pellets beitragen.
Eine mögliche Ausgangsform des SSA ist bspw. die Gewinnung aus einem Bioprozess. So könnte bspw. aus einem vorangehenden Bioprozess (Vergärung von Biomasse, Kläranlage, Biogasanlage, Biomassekraftwerk o.ä.) Ammoniumstickstoff entnommen und nach Zugabe von Schwefelsäure als Ammoniumsulfatlösung (ASL) bereitgestellt werden. Durch Trocknung des ASL kann dann schließlich mineralisches SSA gewonnen werden, welches sich als Prozessgut für das vorstehende Verfahren eignet.
Es ist ebenfalls denkbar anstelle von SSA bspw. Gärreste oder Gärreste mit festen und/oder flüssigen Zusatzstoffen als Prozessgut vorzusehen. Ferner ist es ebenfalls denkbar, als Prozessgut NPK-basierte Salze (Stickstoff (N), Phosphor (P), Kalium (K)) bzw. Gemische, bspw. Asche in Verbindung mit einer Flüssigkeit bei der vorstehenden Pelletierung zu verwenden.
Der Pelletierung kann wie bereits vorangehend beschrieben ein Trocknungsprozess nachgelagert sein, insbesondere dann, wenn der Feuchtegrad des Prozessguts im Prozessraum höher ist als gewünscht. Dazu können die erzeugten Pellets bspw. einem Trommeltrockner zugeführt werden. Der Trommeltrockner kann bspw. doppelwandig ausgebildet sein, wobei im Doppelwandspalt ein Wärmemittel fließt, so dass die Pellets mittels indirekter Wärmebehandlung getrocknet werden. Bevorzugt kann jedoch ein Strom an Trocknungsluft von bspw. entsprechendem Wärmegehalt vorgesehen sein, welcher in dem Trommeltrockner den Pellets insbesondere im Gegenstrom zugeführt wird und diese entsprechend direkt trocknet.
Es ist ferner möglich, dass der Gegenstrom an Trocknungsluft regenerativ genutzt wird, um insbesondere hinter der Pelletiermatrize bzw. am Ende der Pelletiervorrichtung Partikel und/oder Stäube des Prozessguts zu entfernen. Die mit Partikeln bzw. Staub belastete Trocknungsluft kann dann wiederum einem Abscheider, insbesondere einem Zyklonabscheider zugeführt werden, wo die Partikel bzw. Stäube dem Prozess wieder zugeführt bzw. schließlich wieder in den Prozessraum als Prozessgut eingeleitet werden können. Ferner kann der Trocknung, insbesondere der Trocknungstrommel eine Klassierung nachgelagert sein. Dabei können bspw. beschädigte oder zerfallene Pellets schließlich regenerativ wieder in den Prozessraum eingeleitet werden.
Die Erfindung umfasst weiter eine erfindungsgemäße Pelletiervorrichtung. Die zum erfindungsgemäßen Verfahren getroffenen Beschreibungen, Definitionen und auch bewertenden Aussagen können auch auf die erfindungsgemäße Pelletiervorrichtung angewendet werden.
Die erfindungsgemäße Pelletiervorrichtung weist ein Gehäuse auf, welches einen Prozessraum begrenzt. Erfindungsgemäß sind weiter Zuleitungen in den Prozessraum vorgesehen, welchen Fördermittel zur Einleitung von Prozessgut und Flüssigkeit zugeordnet sind. Weiter weist die erfindungsgemäße Pelletiervorrichtung in dem Prozessraum eine Pelletiermatrize auf, welche mit einer auf ihr angeordneten Pressvorrichtung zusammenwirkt. Es ist erfindungsgemäß zudem ein Temperatursensor vorgesehen, welcher mit einer Auswerteeinheit und einer Regelungseinrichtung in Wirkverbindung befindlich ist, wobei die Regelungseinrichtung wiederum mit den Fördermitteln zusammenwirkt.
Das Gehäuse kann bevorzugt im Schnitt zumindest nach innen zum Prozessraum hin rund ausgebildet sein. Der Innendurchmesser des Gehäuses und damit der Durchmesser des bspw. runden Prozessraums kann sich dann insbesondere an der Dimension der Pelletiermatrize orientieren. Die Pelletiermatrize schließt bevorzugt bündig mit einer inneren Mantelfläche des Gehäuses ab.
Als Fördermittel für das Prozessgut kann bevorzugt eine Dosierschnecke genutzt werden. Diese eignet sich insbesondere für eine kontinuierliche Einleitung des Prozessguts, kann aber bedarfsweise auch batchweise arbeiten. Für das Einleiten der Flüssigkeit kann insbesondere eine Dosierpumpe genutzt werden. Es ist ferner jeweils auch möglich andersartige Fördermittel einzusetzen die die genannten Voraussetzungen erfüllen.
Die Aufgaben der Auswerteeinheit und der Regelungseinrichtung können bspw. auch von einem einzelnen Computer mit entsprechender Software übernommen werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend mit Bezug auf Figuren erläutert. Die Figuren zeigen:

1a eine schematische Darstellung einer Pelletiervorrichtung zur Pelletierung eines Prozessguts gemäß einer Ausführungsform;
1b eine schematische Darstellung einer Pelletiervorrichtung zur Pelletierung eines Prozessguts gemäß einer weiteren Ausführungsform;
2 schematische Nahsicht eines Prozessraumes einer Pelletiervorrichtung gemäß einer Ausführungsform.

1a illustriert schematisch eine Pelletiervorrichtung 10 mit einem Gehäuse 11, welches einen Prozessraum 12 begrenzt. In dem Prozessraum 12 sind eine scheibenartige Pelletiermatrize 14, und auf der Pelletiermatrize 14 eine Walzenpresse 16 angeordnet. Die Pelletiermatrize 14, sowie die Walzenpresse 16 sind aus einem korrosionsbeständigen und hier auch gehärteten Edelstahl ausgebildet.
Aus Sicht entlang einer Längsachse L des Prozessraums 12 bzw. der Pelletiervorrichtung 10 ist die Pelletiermatrize 14 in einem hier nicht näher dargestellten Bodenbereich des Prozessraums 12 angeordnet. In einem oberen Bereich ist in dem Prozessraum 12 ein Temperaturfühler 18 angeordnet, welcher mit einem hier nicht näher dargestellten Computer C verbunden ist. Der Temperaturfühler 18 ist ausgebildet zur Messung der Raumtemperatur des Prozessraums 12. Der hier nicht dargestellte Computer C kann die Einleitung von schwefelsaurem Ammoniak (SSA) als Prozessgut und Wasser in den Prozessraum 12 entlang einer Einleitrichtung E regeln. Dazu ist der Computer C in der Lage, ausgehend von einem Wert für die Raumtemperatur auf den insbesondere dazu proportionalen Feuchtegrad des SSA im Prozessraum zu schließen.
Unterhalb der Pelletiermatrize 14 ist eine Klinge 22 angeordnet. Sowohl die Walzenpresse 16, als auch die Klinge 22 sind hier mit einer Welle 20 verbunden. Die Welle 20 ist wiederum mittels eines Getriebes G mit einem Elektromotor M verbunden, welcher die Welle 20 und entsprechend die mit ihr verbundenen Teile zur Rotation in einer Drehrichtung D antreibt. Der Elektromotor M hat hier beispielhaft eine Leistung von ca. 7,5kW. Leistungen zwischen 2 und 10kW sind ebenfalls denkbar.
SSA (und Wasser) werden im Rahmen der Pelletiervorrichtung 10 wie sie beispielhaft in 1a gezeigt ist, auf der ruhenden Pelletiermatrize 14 von der auf dieser rotierenden Walzenpresse 16 zu Pellets verarbeitet. Dazu fährt die Walzenpresse 16 über das hier nicht dargestellte SSA in rotierender Weise hinweg und presst das SSA nach unten durch die Pelletiermatrize 14. Dazu weist die Pelletiermatrize 14 hier nicht dargestellte Pelletieröffnungen 30 auf. Das SSA wird strangförmig nach unten aus der Pelletiermatrize 14 ausgegeben und dort von der rotierenden Klinge 22 stäbchenweise abgetrennt.
Das SSA hat bei der Einleitung in den Prozessraum 12 hier beispielhaft eine Restfeuchte von kleiner 1%. Nach der Zugabe von Wasser übermittelt der Temperaturfühler 18 an den hier nicht dargestellten Computer C, dass die Raumtemperatur des Prozessraums 12 im Vergleich zur Umgebungstemperatur zu niedrig ist. Der Computer C kennt hier bspw. eine Umgebungstemperatur von 25°C. Der Computer C erkennt softwareseitig, dass das SSA/Wasser-Gemisch aktuell einen zu hohen Feuchtegrad aufweist. Der Computer C sendet daher ein Steuersignal an die hier nicht dargestellte Dosierpumpe 34, welche daraufhin ihre Förderleistung reduziert und entsprechend weniger Wasser in den Prozessraum 12 einführt. Es ist ebenfalls denkbar, dass ein Steuersignal an die Dosierschnecke 32 gesendet wird, welche dann kontinuierlich mehr Prozessgut in den Prozessraum 12 einleiten würde. Der Temperaturfühler 18 erkennt nun eine Erhöhung der Raumtemperatur auf einen Wert, welcher die geforderte Temperaturdifferenz zur Umgebungstemperatur einhält. Entsprechend registriert der Computer C mittelbar einen ausreichenden Feuchtegrad des SSA/Wasser-Gemischs. Die Zugabe von SSA und Wasser erfolgt dann konstant weiter mit den vorangehend angepassten Werten. Das SSA/Wasser-Gemisch wird mit diesem ausreichenden Feuchtegrad wie vorgenannt zu Pellets verpresst.
Weitere Änderungen bzgl. der kontinuierlichen Einleitung von Prozessgut bzw. Flüssigkeit steuert der hier nicht dargestellte Computer C nur dann, wenn in der Regelschleife festgestellt wird, dass die vom Temperaturfühler 18 gemessene Raumtemperatur die geforderte Temperaturdifferenz zur Umgebungstemperatur nicht mehr einhält. Es ist bspw. möglich, dass die Raumtemperatur mit Blick auf die wie vorbezeichnet erhöhte Einleitung von Prozessgut in den Prozessraum 12, im Prozessverlauf als nächstes einen Wert oberhalb des vorgenannten Vorgabebereichs annimmt. Dann kann der Computer C bspw. ein Steuersignal an die hier ebenfalls nicht dargestellte Dosierpumpe 34 senden, welche ihrerseits wiederum ihre Förderleistung erhöht und kontinuierlich mehr Wasser in den Prozessraum 12 einleitet.
Schließlich wird deutlich, dass bspw. auch bevorzugte Arbeitsbereiche für die Förderleistungen von Dosierschnecke 32 bzw. Dosierpumpe 34 festgelegt und im Computer C hinterlegt werden können (hier nicht dargestellt, aber vgl. 2). Dies ermöglicht es dem Computer C die Entscheidung zu treffen, wann anstelle der vorzugsweise verringerten Einleitung von Wasser mittels der Dosierpumpe 34, die Einleitung von Prozessgut in den Prozessraum 12 mittels der Dosierschnecke 32 erhöht werden sollte. Dies kann vorteilhaft sein zur Schonung und Erhöhung der Lebensdauer der Fördermittel 32,34. Solche Arbeitsbereiche können insbesondere auch mit Blick auf den gewünschten Durchsatz bzw. die Menge an zu produzierenden Pellets pro Zeit ausgewählt werden.
1b illustriert wiederum eine abgeänderte Ausführungsform der Pelletiervorrichtung 10 aus 1a. Die Darstellung gemäß 1b zeigt nämlich beispielhaft eine Pelletiervorrichtung 10, bei der die Pelletiermatrize 14 mit der Welle 20 verbunden ist und von dieser zur Rotation in Drehrichtung D angetrieben wird. Die Pelletierung von SSA bzw. vom SSA/Wasser-Gemisch bzw. insbesondere die Regelung der Menge erfolgt ansonsten in derselben Weise wie in der Ausführungsform gemäß 1a. Um die Durchmischung von SSA und Wasser j edoch zu erleichtern, ist hier im Falle der 1b im Prozessraum 12 noch ein Rührwerk 24 auf Höhe der Walzenpresse 16 und darüber hinaus angeordnet. Das Rührwerk 24 verfügt über einen eigenen, hier nicht näher dargestellten Antrieb. Das Rührwerk 24 kann weiter dazu beitragen, Anbackungen von SSA insbesondere an der Walzenpresse 16 und/oder an einer Innenseite des Gehäuses 11 zu vermeiden bzw. zu lösen. Der separate Antrieb des Rührwerks 24 erbringt hier bspw. eine Antriebsleistung von ca. 0,3-0,4kW und erzeugt dabei Drehzahlen von ca. 400 U/min bis 500 U/min. Denkbar sind in anderen Ausführungsformen Antriebsleistungen von ca. bis zu 0,75kW und entsprechend ca. 1000 U/min.
2 illustriert beispielhaft eine nähere Ausgestaltung des Prozessraums 12 in einer weiteren Ausführungsform.
Die Walzenpresse 16 mit zwei gekoppelten Walzen ist in einem Spaltabstand S über einer ersten Oberfläche 26 der Pelletiermatrize 14 angeordnet. Auf Seiten einer zweiten Oberfläche 28 der Pelletiermatrize 14 ist der Antriebsstrang der Walzenpresse 16, bestehend aus Getriebe G und Elektromotor M angeordnet, welcher wiederum mittels der Welle 20 die Walzenpresse in Drehrichtung D zur Rotation antreibt. Die Walzenpresse 16 weist eine schematisch angedeutete Profilierung auf, welche die Wirkung der Walzenpresse 16 auf das hier nicht dargestellte bspw. SSA begünstigt. Das SSA kann mittels einer hier schematisch dargestellten Dosierschnecke 32 insbesondere entlang der Einleitungsrichtung Ein den Prozessraum 12 eingeleitet werden. Für die Einleitung des Wassers illustriert 2 überdies schematisch die Anordnung einer Dosierpumpe 34.
Die Pelletiermatrize 14 ist von der ersten Oberfläche 26 zur zweiten Oberfläche 28 von Pelletieröffnungen 30 durchsetzt. Die Pelletieröffnungen 30 sind parallel zur Längsachse L ausgerichtet. Es wird dazu beispielhaft verdeutlicht, dass die Pelletieröffnungen 30 im Bereich der ersten Oberfläche 26 bzw. der zweiten Oberfläche 28 unterschiedlich ausgebildet sein können, hier entweder mit nur einer Fasung oben, Fasungen jeweils oben und unten oder ganz ohne Fasung. Die Fasung ist dabei jeweils zur entsprechenden Oberfläche 26,28 hin aufweitend ausgebildet. Es wird auch deutlich, dass die unterschiedlich gestalteten Pelletieröffnungen zumindest im Kern einen Kanal aufweisen, welcher einen konstanten Kanaldurchmesser aufweisen.
Es wird zudem deutlich, dass die scheibenartige Pelletiermatrize 14 drei Reihen Pelletieröffnungen 30 aufweist, welche jeweils auf einem Kreisumfang unterschiedlichen Durchmessers angeordnet sind. Die Pelletiermatrize 14 weist hier also beispielhaft drei Lochkreise auf, welche die Pelletieröffnungen 30 ausmachen.
Die Walzenpresse 16 weist gemäß der beispielhaften Darstellung der 2 eine Oberseite in einer Referenzebene R auf. In einem Abstand A von der Referenzebene R ist wiederum der Temperaturfühler 18 zur Messung der Raumtemperatur des Prozessraums angeordnet. Der Temperaturfühler 18 ist hier schematisch mit dem Computer C verbunden. Der Abstand A beträgt hier beispielhaft ca. 5cm.
Mit Pelletiervorrichtungen 10 nach den vorbezeichneten Ausführungsformen können Massenströme von bis zu ca. 100kg/h SSA-Pellets erzeugt werden. Dieser Wert hängt hier insbesondere von der Leistung des Elektromotors M ab. Bei den genannten 7,5kW können Massenströme von ca. 30 bis 55kg/h erzeugt werden. Der Elektromotor M bewerkstelligt dabei Drehzahlen von Pelletiermatrize 14 bzw. Walzenpresse 16 und Klinge 22 von bevorzugt zwischen 250 U/min und 300 U/min. Es sind im genannten Leistungsbereich Werte bis ca. 500 U/min denkbar.
Bezugszeichenliste

10: Pelletiervorrichtung
11: Gehäuse
12: Prozessraum
14: Pelletiermatrize
16: Walzenpresse
18: Temperaturfühler
20: Welle
22: Klinge
24: Rührwerk
26: erste Oberfläche
28: zweite Oberfläche
30: Pelletieröffnung
32: Dosierschnecke
34: Dosierpumpe
A: Abstand
C: Computer
D: Drehrichtung
E: Einleitrichtung
G: Getriebe
L: Längsachse
M: Motor
R: Referenzebene

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 3432780 A1 [0002]
EP 1884506 B1 [0003]

Claims

Verfahren zur Pelletierung eines Prozessguts mittels einer Pelletiervorrichtung (10) aufweisend einen Prozessraum (12), und in dem Prozessraum (12) eine Pelletiermatrize (14), welche mit einer Pressvorrichtung (16) zusammenwirkt, mit den Schritten, - Einleiten des Prozessguts und einer Flüssigkeit in den Prozessraum (12), - Messen einer Prozesstemperatur innerhalb des Prozessraums (12) und Regeln der Einleitung von Prozessgut und/oder Flüssigkeit in den Prozessraum (12) zur Einhaltung eines Vorgabewerts oder eines Vorgabebereichs durch die Prozesstemperatur, - Pressen des Prozessguts durch die Pelletiermatrize (14) mittels der Pressvorrichtung (16).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Prozesstemperatur eine Materialtemperatur des Prozessguts gemessen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Prozesstemperatur eine Raumtemperatur des Prozessraums (12) gemessen wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Raumtemperatur in einem Bereich gemessen wird, welcher von dem Prozessgut beabstandet (A) ist.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Raumtemperatur oberhalb der Pressvorrichtung (16) gemessen wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einer Umgebungstemperatur und der Prozesstemperatur eine Temperaturdifferenz im Bereich von bevorzugt 5°C bis 40°C, besonders bevorzugt 10°C bis 35°C, ganz besonders bevorzugt 15°C bis 30°C eingehalten wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pressvorrichtung (16) ein Walzenelement aufweist, welches gegenüber der Pelletiermatrize (14) zur Rotation (D) angetrieben wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pelletiermatrize (14) gegenüber der Pressvorrichtung (16) zur Rotation (D) angetrieben wird, wobei die Pressvorrichtung (16) ein Walzenelement aufweist.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Prozessgut von einem zusätzlich im Prozessraum (12) angeordneten Rührwerk (24) durchmischt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pelletiermatrize (14) scheibenartig ausgebildet ist, mit einer ersten Oberfläche (26), welche der Pressvorrichtung (16) zugewandt ist und einer zweiten Oberfläche (28) welche von der Pressvorrichtung (16) abgewandt ist.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Pelletiermatrize (14) eine Mehrzahl Pelletieröffnungen (30) aufweist, wobei die Pelletieröffnungen (30) jeweils einen Öffnungseingang auf der ersten Oberfläche (26), sowie jeweils einen Öffnungsausgang auf der zweiten Oberfläche (28) der Pelletiermatrize (14) aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungseingänge und/oder die Öffnungsausgänge jeweils in einer Ebene angeordnet sind.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Pelletieröffnungen (30) am Öffnungseingang und/oder am Öffnungsausgang eine konische Fasung aufweisen.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Prozessgut schwefelsaures Ammoniak (SSA) aufweist.
Pelletiervorrichtung (10) zur Pelletierung eines Prozessguts, mit - einem Gehäuse (11), welches einen Prozessraum (12) begrenzt, sowie - Zuleitungen in den Prozessraum mit Fördermitteln (32,34) zur Einleitung des Prozessguts und Flüssigkeit, sowie - in dem Prozessraum (12) einer Pelletiermatrize (14), welche mit einer auf ihr angeordneten Pressvorrichtung (16) zusammenwirkt, sowie - mindestens einem Temperatursensor (18), welcher mit einer Auswerteeinheit und einer Regelungseinrichtung (C) in Wirkverbindung befindlich ist, wobei die Regelungseinrichtung (C) wiederum mit den Fördermitteln (32,34) zusammenwirkt.