DE10224850A1

DE10224850A1 - Ersatzbrennstoff für Holzpellets

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Publication number: DE10224850A1
Application number: DE2002124850
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-06-05
Filing date: 2002-06-05
Publication date: 2004-01-08

Abstract

Ersatzbrennstoff für Holzpellets
1.1 Holzbrennstoff aus maschinell gehacktem Holz, dadurch gekennzeichnet, dass er in seiner Größe wie folgt definiert werden kann:
1.1.1 Länge der Holzsplitter
maximale Länge der Holzsplitter: 20 mm
minimale Länge der Holzsplitter: 5 mm
optimale Länge der Holzsplitter: 10–15 mm
1.1.2. Breite der Holzsplitter
maximale Breite der Holzsplitter: 10 mm
minimale Breite der Holzsplitter: ca. 1 mm
optimale Breite der Holzsplitter: 5–8 mm
1.1.3. Länge der Holzsplitter
maximale Länge der Holzsplitter: 7 mm
minimale Länge der Holzsplitter: ca. 1 mm optimale Länge der Holzsplitter: 2–5 mm
1.1.4. Anteil feineren Materials und Staub kleiner 1 %.
1.1.5. Anteil gröberen Materials kleiner 0,1 %.
1.2 Holzbrennstoff nach Patentanspruch 1.1., dadurch gekennzeichnet, dass er aus reinem und unbehandeltem Holz, vorzugsweise Waldholz, bestenfalls Nadelholz hergestellt wird.
1.3 Holzbrennstoff nach Patentanspruch 1.1., dadurch gekennzeichnet, dass die Restfeuchtigkeit des Holzes geringer 15 %, vorzugsweise geringer 10 % ist.

Description

1. Bezeichnung der Erfindung
Ersatzbrennstoff für Holzpellets
2. Technisches Gebiet
Das technische Gebiet, in welches die Erfindung einzuordnen ist, ergibt sich aus den Ausführungen unter dem Punkt: Stand der Technik
3. Stand der Technik
Herkömmliches Hackgut wird derzeit auf zwei verschiedene Wege hergestellt:

1. In der Holzernte anfallendes Waldholz wird ca. ein bis zwei Jahre abgelagert und anschließend maschinell gehackt.
2. In der Holz verarbeitenden Industrie wird anfallendes Sägerestholz (Verschnitt) maschinell gehackt.

Hackgut ist kein homogener Brennstoff, d.h. er kann nicht genau definiert werden. Je nach Herstellung und Lagerzeit des verwendeten Holzes gibt es große Unterschiede bezüglich Feuchtigkeit, Verunreinigungen und daraus resultierend des Heizwertes und der Verbrennung.
Bezüglich der energetischen Nutzung des Rohstoffes Holz zur Beheizung von Gebäuden kann man derzeit verschiedene Systeme unterscheiden:

1. Festbrennstoffkessel für Scheitholz,
2. Festbrennstoffkessel für Heizhackschnitzel,
3. Festbrennstoffkessel für Holzpellets,
4. kombinierte Anlagen.

Für das Verständnis der Erfindung sind die Festbrennstoffkessel für Heizhackschnitzel und für Holzpellets von Belang. Beide unterscheiden sich, bedingt durch Unterschiede des Brennstoffes in der Bauart.
In der Befeuerung von Ein- bis Zweifamilienhäusern (Heizkraftanlagen bis ca. 25 kWh) ist die Technologie der Festbrennstoffkessel für Holzpellets führend, und wird der Feuerung mit Heizhackschnitrel im Allgemeinen vorgezogen.
4. Der Erfindung zugrunde liegendes Problem
Wie unter dem vorhergehenden Punkt beschrieben wurde, lässt sich Heizhackgut bezüglich seiner Beschaffenheit nicht genau definieren. Das allgemeine Verkaufsmaß ist Schüttkubikmeter. Da der Heizwert von Holz aber stark von seiner Feuchtigkeit abhängt, lässt sich nicht oder nur schwer sagen, welchen Heizwert ein Schüttkubikmeter hat. So ergibt sich eine Unsicherheit für den Endverbraucher. Zu nasses Heizhackschnitzel kann unter Umständen im Brennstofflagerraum zu verschimmeln oder zu vermodern.
Die Verunreinigungen (Rinde, Schmutz) von Heizhackschnitrel führen zu einer Mehrbelastung der Brennkammer, zu erhöhtem Wartungs- und Reinigungsaufwand und zu erhöhtem Verschleiß. Sie können die Lebensdauer eines Festbrennstoffkessels für Heizhackschnitzel verkürzen.
Wie unter dem Punkt: Stand der Technik beschrieben gibt es bezüglich der Bauart zwischen Festbrennstoffkesseln für Holzpellets und denen für Hackschnitzel Unterschiede unter anderem in den Bereichen der Brennkammer und der Förderung. Diese Unterschiede führen dazu, dass auf einem Festbrennstoffkessel für Heizhackschnitzel auch Holzpellets als Brennstoff eingesetzt werden können. Der umgekehrte Fall: Heizhackschnitzel auf einem Festbrennstoffkessel für Holzpellets einzusetzen ist nicht möglich.
Holzpellets sind für den Endverbraucher ein relativ teurer Brennstoff.
Die Herstellung von Holzpellets ist aufgrund des Aufwandes verbunden mit einem hohen Investitionvolumen für wenige Firmen oder natürliche Personen möglich oder rentabel. Das hat zu Folge, dass sie nicht dezentral herzustellen sind, sondern die Holzpellets eines Herstellers überregional vertrieben werden. Dieser Umstand widerspricht dem umweltfreundlichen und regionalen Gedanken, der mit Holzheizungen verbunden wird.
5. Erfindung, für die Schutz begehrt wird Die Erfindung umfasst die Aufbereitung bzw. die alternative Herstellung von Hackschnitzel nach Patentanspruch 2., der Brennstoff nach Patentanspruch 1., sowie die Verwendungsmöglichkeit nach Patentanspruch 3.
Eine genaue Beschreibung des Brennstoffes und der Verwendungsmöglichkeiten finden Sie in den Patentansprüchen 1 und 3.
Eine detaillierte Beschreibung der Herstellung finden Sie in dem Patentanspruch 2., sowie in den Ausführungsbeispielen.
6. Gewerbliche Anwendbarkeit
Die gewerbliche Anwendbarkeit ergibt sich aus den Verwendungsmöglichkeiten nach Patentanspruch 3.
7. Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Die Erfindung ermöglicht eine genaue Definition des Brennstoffes bezüglich Heizwert pro Tonne oder Schüttkubikmeter. Sie bietet damit dem Verbraucher ein höheres Maß an Sicherheit.
Der Brennstoff lässt sich problemlos auf Festbrennstoffkesseln für Heizhackschnitzel einsetzen. Aufgrund seiner Beschaffenheit und der geringen Restfeuchte kann die Anlage den Brennstoff mit optimalem Wirkungsgrad verbrennen, sie arbeitet bezüglich der Förderung des Brennstoffes störungsfrei und im Allgemeinen verschleißarm. Das beinahe auszuschließende Maß an Verunreinigung trägt zur optimalen Verbrennung bei und hat außerdem durch die nahezu rückstandsfreie Verbrennung zur Folge, dass der Reinigungsaufwand des Kessels und das notwendige Entaschen auf ein Minimum reduziert wird.
Aufgrund seiner Homogenität, Trockenheit und deutlich verbesserter Rieselfähigkeit ist ein eingeschränkter Einsatz des Brennstoffes auf Festbrennstoffkesseln für Holzpellets möglich. (Die Möglichkeit zum Ersatz von Holzpellets ist von der Bauart -, und damit vom Hersteller abhängig.) Das heißt, dass bereits bestehende Anlagen für Holzpellets nach einer einmaligen Umstellung problemlos auch mit diesem Brennstoff betrieben werden können.
Die Möglichkeit des Ersatzes von Holzpellets mit diesem Brennstoff hat mehrere Vorteile:

- Der Brennstoff ist einfach und unproblematisch in der Herstellung und kann daher dezentral bereitgestellt werden.
- Eine regionale Vermarktung von Holz ist möglich, und somit regionale Wertschöpfung.
- Durch kurze Transportwege und geringes Energie-Input bei der Herstellung ist der Brennstoff nahezu Kohlendioxid-neutral und damit umweltfreundlich.
- Durch die unproblematische Herstellung ist der Preis des Brennstoffes pro Tonne deutlich niedriger als der von Holzpellets.

Die Herstellung des Brennstoffes nach Patentanspruch 2.1. in Verbindung mit Patentanspruch 2.2. hat folgenden Vorteil:

- Die Verwendung von frischem Holz als Ausgangsmaterial hat den Vorteil, dass frisches Holz einen höheren Heizwert pro Tonne atro (absolut trocken) hat als abgelagertes Holz, da gelagertes, nicht gespaltenes Holz ohne besondere Vorsichtsmaßnahmen von Pilzen befallen wird.

Die Herstellung des Brennstoffes nach Patentanspruch 2.1. in Verbindung mit Patentanspruch 2.3. hat folgende Vorteile:

- Die Verwendung von entrindetem Holz hat einen verschwindend geringen Rindenanteil im eigentlichen Brennstoff zur Folge. Dadurch wird der Ascheanfall bei der Verbrennung minimiert. Außerdem fällt durch diese Maßnahme keine Schlacke bei der Verbrennung an. Dadurch wird der Reinigungs- und Wartungsaufwand deutlich reduziert, und ein langes Arbeiten der Brennkammer mit optimalem Wirkungsgrad gewährleistet.
- Die Verwendung von reinem Nadelholz hat zur Folge dass der Heizwert des Produktes in kWh/kg steigt. Nadelholz hat einen höheren spezifischen Heizwert pro Tonne atro als Laubholz.

8. Ausführungsbeispiele
Ausführungsbeispiel nach Patentanspruch 2.1. in Verbindung mit Patentanspruch 2.2.
In der Waldpflege geerntetes Holz wird zwei Jahre im Freien oder in einer offenen Halle gelagert. Das abgelagerte Holz wird anschließend maschinell gehackt, also zu Hackschnitzel weiterverarbeitet. Das Hackgut wird gesiebt (nach Patentanspruch 2.1.), wobei drei Fraktionen ausgeworfen werden. Die Fraktion, welche den Patentsprüchen 1.1. entspricht, wird in einem Schubwendetrockner auf weniger als 15 % Restfeuchtigkeit getrocknet. Das fertige Produkt wird entweder abgesackt oder lose verkauft - es kann auf jedem Festbrennstoffkessel für Hackschnitzel, und auf diversen Festbrennstoffkesseln für Holzpellets als Brennstoff eingesetzt werden.
Im Sägewerk anfallendes Sägerestholz wird maschinell gehackt und als Ausgangsmaterial für eben beschriebenes Verfahren herangezogen.
Ausführungsbeispiel nach Patentanspruch 2.3.
In der Waldpflege geerntetes Holz wird sofort (max. 6 Monaten) nach der Ernte maschinell gehackt und anschließend nach Patentanspruch 2.1. weiterverarbeitet.
Ausführungsbeispiel nach Patentanspruch 2.4.
In der Waldpflege geerntetes Nadelholz, vorzugsweise Fichte, Kiefer und/oder Lärche wird sofort (max. 6 Monate) nach der Ernte entrindet. Das entrindete Holz wird anschließend maschinell gehackt und nach Patentanspruch 2.1. weiterverarbeitet.

Claims

Ersatzbrennstoff für Holzpellets 1.1 Holzbrennstoff aus maschinell gehacktem Holz, dadurch gekennzeichnet, dass er in seiner Größe wie folgt definiert werden kann: 1.1.1 Länge der Holzsplitter maximale Länge der Holzsplitter: 20 mm minimale Länge der Holzsplitter: 5 mm optimale Länge der Holzsplitter: 10–15 mm 1.1.2. Breite der Holzsplitter maximale Breite der Holzsplitter: 10 mm minimale Breite der Holzsplitter: ca. 1 mm optimale Breite der Holzsplitter: 5–8 mm 1.1.3. Länge der Holzsplitter maximale Länge der Holzsplitter: 7 mm minimale Länge der Holzsplitter: ca. 1 mm optimale Länge der Holzsplitter: 2–5 mm 1.1.4. Anteil feineren Materials und Staub kleiner 1 %. 1.1.5. Anteil gröberen Materials kleiner 0,1 %. 1.2 Holzbrennstoff nach Patentanspruch 1.1., dadurch gekennzeichnet, dass er aus reinem und unbehandeltem Holz, vorzugsweise Waldholz, bestenfalls Nadelholz hergestellt wird. 1.3 Holzbrennstoff nach Patentanspruch 1.1., dadurch gekennzeichnet, dass die Restfeuchtigkeit des Holzes geringer 15 %, vorzugsweise geringer 10 % ist.
Herstellung 2.1. Die Herstellung des Holzbrennstoffes nach Patentanspruch 1.1. dadurch gekennzeichnet, dass Hackgut gesiebt und getrocknet wird: Zum Aussieben des gröberen Materials wird ein Sieb mit dem Sieblochdurchmesser vom max. 12 mm, vorzugsweise 10 mm verwendet. Zum Aussieben des feineren Materiales und des Staubes wird ein Sieb mit dem Sieblochdurchmesser von minimal 4 mm, vorzugsweise 6 mm verwendet. Zum Trocknen des Brennstoffes wird ein beliebiger geeigneter Trockner, vorzugsweise ein Schubwendetrockner verwendet. 2.2 Die Herstellung nach Schutzanspruch 2.1., insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass das verwendete Ausgangsmaterial Hackgut aus 6 – 24 Monate abgelagerten Waldholz, oder aus Sägerestholz hergestellt wird. 2.3. Die Herstellung nach Schutzanspruch 2.1., insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass das verwendete Ausgangsmaterial Hackgut aus frisch eingeschlagenem Waldholz mit einer maximalen Lagerdauer von 6 Monaten hergestellt wird. 2.4. Die Herstellung nach Schutzanspruch 2.1 ., insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass das verwendete Ausgangsmaterial Hackgut aus entrindetem Nadelholz hergestellt wird.
Verwendung 3.1. Die Verwendung des Brennstoffes nach Schutzanspruch 1. in Festbrennstoffkesseln für Heizhackschnitzel. 3.2. Die Verwendung des Brennstoffes nach Schutzanspruch 1. in Festbrennstoffkesseln für Holzpellets. 3.3. Die Verwendung des Brennstoffes nach Schutzanspruch 1. in kombinierten Holzfeuerungsanlagen