DE19757643C2 - Formkörper und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Formkörpern nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs sowie nach dem Verfahren hergestellter Formkörper unter Verwendung von Rindermist.

Es sind Verfahren bzw. Vorrichtungen bekannt, die Rindermist verwenden bzw. enthalten. Die DE 32 44 541 A1 offenbart Pflanzentöpfe und ein Verfahren zu deren Herstellung. Dabei wird, vorzugsweise unter Druckein­ wirkung, eine Formmasse, die Torf, ein Düngemittel (vorzugsweise Hühnermist, möglich ist jedoch auch Rindermist) und eine aus Zellulosefasern und Lignin­ binder bestehende Mischung (vorzugsweise hergestellt aus Altpapier) enthält, zu Pflanzentöpfen verarbei­ tet.

Die Offenlegungsschrift DE 34 01 220 A1 beschreibt ein Verfahren zur Verwertung von Abfallstoffen. Diese Schrift bezieht sich auf ein Verfahren zur Verwertung und Nutzung von Abfallstoffen wie Müll, Klärschlamm oder landwirtschaftlichen Abfällen. Hierbei werden trockene Abfallstoffe bis zur Granulatgröße zerklei­ nert, mit Brandkalk und/oder anderen Reagenzien sowie feuchten Abfallstoffen wie z. B. Klärschlamm, vermischt und anschließend zu Briketts gepreßt. Selbst wenn als landwirtschaftlicher Abfall Mist aus Massentierhal­ tungen zum Einsatz kommt, hat der Gegenstand nach dieser Erfindung jedoch den Nachteil, daß eine unge­ nügende Flüssigkeitsaufnahmekapazität der in der Formmasse enthaltenen organischen Bestandteile fest­ zustellen ist.

Die zu Zeiten des Deutschen Reiches ausgegebene Pa­ tentschrift DE 194 049 C beschreibt ein Verfahren zur Her­ stellung von Brennstoff in Form von Briketts aus Fut­ terabfällen, Stallabgängen, Pferde-, Kuh-, Schaf- und dergleichen Mist, Straßenabfällen, organischen Stof­ fen des Hausmülles und anderen brennbaren Abfallstof­ fen. Hierin werden die aufgezählten Abfälle gemischt und vor oder nach einer Zerkleinerung mit Dampf be­ handelt und anschließend gepreßt.

Schließlich behandelt die sowjetische veröffentlichte Patentanmeldung SU 171 39 22 A1 ein Verfahren zur Herstel­ lung eines brennbaren Formkörpers auf der Basis von frischem oder wiederbefeuchtetem Rindermist und fe­ sten Extraktionsrückständen, entstehend bei der Ge­ winnung ätherischer Öle aus zerkleinerten Geranienstücken.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrun­ de, Formkörper sowie ein Verfahren zu ihrer Herstel­ lung zu schaffen, welche auf eine einfache und kos­ tensparende Weise und unter Einsatz leicht erhältli­ cher Rohstoffe, die Bindung flüssiger Abfälle ermög­ lichen, um diese endzulagern oder verbrennen zu kön­ nen.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren zur Herstel­ lung von Formkörpern nach dem Hauptanspruch sowie den dabei hergestellten Formkörpern nach Anspruch 6 ge­ löst. Die Vermischung des Nutzmaterials mit nassem Rindermist ermöglicht das sehr einfache kostensparen­ de Einbringen des Nutzmaterials in eine Formmasse. Rindermist ist weltweit, insbesondere auch in den meisten Entwicklungsländern erhältlich. Die Mischung kann mit einfachsten Mitteln zum Beispiel durch ein­ faches Umrühren mit geeigneten Werkzeugen erfolgen. Dadurch, daß als Binde- und Trägermaterial für das in der Formmasse enthaltene Nutzmaterial ausschließlich Rindermist verwendet wird, sind zur Bindung des Nutz­ materials keine weiteren Stoffe notwendig, so daß au­ ßerdem auf ein genaues Dosieren einzelner Stoffe weitgehend verzichtet werden kann.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können beliebige Nutzmaterialien mit Rindermist als Bindemittel mecha­ nisch zu Formkörpern zusammengeklebt werden. Die gu­ ten Bindungseigenschaften des Rindermistes erklären sich aus der Faserstruktur des Rindermistes. Die Fasern sind in nassem Zustand weich und elastisch, ver­ haken und verfilzen jedoch bei dem Vermischungs- und Knetprozeß und erzielen damit ihre bindende Wirkung. Die Vorteile von Rindermist liegen darin, daß dieser in nassem Zustand elastisch und verformbar ist, im trocknen Zustand jedoch unelastisch, hart, schwer verformbar und porös ist. Im trocknen Zustand ist Rindermist gut brennbar und kann Flüssigkeiten gut aufsaugen.

Die Fähigkeit des Formkörpers, Flüssigkeit aufzusau­ gen und zu speichern wird hierbei durch die erfin­ dungsgemäße Beimengung von Reishülsen zu dem Nutzma­ terial verbessert. Diese können während des Trock­ nungsprozesses des Formkörpers kleine Hohlräume hin­ terlassen, die relativ große Mengen an Flüssigkeit speichern können. Hierdurch wird es zum Beispiel mög­ lich, daß Formkörper, die Reisbestandteile enthalten, verschmutzte Chemikalien oder Flüssigkeiten aufneh­ men, das darin enthaltene Wasser verdunsten lassen und toxische Schadstoffe dauerhaft speichern.

Auf getrocknete Formkörper kann flüssiges Zusatzmate­ rial geleitet und von dem Formkörper aufgenommen wird. Auf diese Weise können von dem Formkörper flüs­ sige Materialien leicht aufgenommen werden. Dies emp­ fiehlt sich besonders bei der Entsorgung flüssiger Abfälle. Hiermit wird zunächst der einfache Abtrans­ port der flüssigen Abfälle ermöglicht und außerdem eine Möglichkeit zur Verbrennung dieser Abfälle zur Verfügung gestellt.

Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfin­ dung werden in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Es ist besonders vorteilhaft, daß die Formmasse nach der intensiven Vermischung des Nutzmaterials mit dem nassen Rindermist über Ausformelemente gestrichen und die durch die Ausformelemente hindurchgelaufene Form­ masse zu einem Strang geformt, in der Länge zu Form­ körpern abgeschnitten und getrocknet wird. Hiermit wird die Herstellung der Formkörper mit einfachsten Mitteln erreicht. Die mechanische Herstellung der Formkörper entspricht einem kontinuierlichen Verfah­ ren, das stetig und ununterbrochen Massenfertigung zu niedrigen Stückkosten ermöglicht.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, daß das Nutzmaterial vor der Vermischung mit dem nassen Rindermist verkokt wird bzw. daß der fertige Formkörper verkokt wird. Hierdurch wird eine einfache Möglichkeit zur rauch- und geruchfreien Verbrennung der verkokten Nutzmaterialien bzw. Formkörper zur Verfügung gestellt.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, daß die mit dem Verfahren hergestellten Formkörper eine im wesentlichen quaderförmige Gestalt, wie sie aus herkömmlichen Kohlebriketts bekannt ist, aufwei­ sen. Als Nutzmaterialien können die Formkörper ver­ schiedenste Stoffe enthalten, zum Beispiel zu ver­ brennenden Haus- und sonstigen Müll, land-, vieh-, forstwirtschaftlichen Abfall sowie Altöle und/oder Ölschlamm. Es ist jedoch auch möglich, mit dem Formkörper ein Trägermedium für ein zu trocknendes Mate­ rial zur Verfügung zu stellen.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung werden in den übrigen abhängigen Ansprüchen angegeben.

Die vorliegende Erfindung wird anhand von Figuren er­ läutert. Es zeigen:

Fig. 1a und 1b Arbeitsschritte zur Ausformung von er­ findungsgemäßen Formkörpern.

Bei dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren wird nasser Rindermist und Nutzmaterial, unter Umständen unter Beimengung zusätzlicher Materialien, zu einer Formmasse vermischt. Hierbei ist darauf zu achten, daß der Rindermist einen ausreichenden Feuchtigkeits­ gehalt aufweist, der unter Umständen durch die Zugabe von Wasser erhöht werden kann. Die Faserstruktur des Rindermistes begründet die klebenden und bindenden Eigenschaften des Rindermistes. Die Fasern sind im nassen Zustand weich und elastisch, verhaken und ver­ filzen sich beim Vermischen und erzielen damit eine gute Klebewirkung. Es ist darauf zu achten, daß die Vermischung des Nutzmaterials mit dem nassen Rinder­ mist möglichst lange und intensiv abläuft. Hiermit läßt sich zum einen eine einheitliche Konzentration des Nutzmaterials in dem als Binde- und Trägermateri­ al dienenden Rindermist erreichen. Außerdem erhöht sich die klebende und bindende Wirkung des Rindermi­ stes mit dem Misch- und Knetvorgang. Je nach Menge des zu verarbeitenden Nutzmaterials bzw. des Rinder­ mistes können unterschiedliche Verfahren zum Kneten zur Anwendung kommen, die sich von einem manuellen Bearbeiten bis zu einer großindustriellen Verarbei­ tung erstrecken können. Mit der erfindungsgemäßen Verwendung von Rindermist ist somit auch eine dezen­ tralisierte Erzeugung von Formkörpern möglich, wie sie besonders in Entwicklungsländern (in denen im allgemeinen Rindermist in ausreichender Menge zur Verfügung steht) benötigt wird. Dadurch, daß als Bin­ de- und Trägermaterial für das in der Formmasse ent­ haltene Nutzmaterial ausschließlich Rindermist ver­ wendet wird, kann auf die Zugabe weiterer Stoffe zur Bindung bzw. Aufnahme der Nutzmaterialien verzichtet werden. Dies bedeutet sehr geringe Kosten und außer­ dem die Erzeugung der Formmasse auch von wenig geschultem Personal, da eine genaue Dosierung einzelner Zutaten nicht benötigt wird.

Fig. 1a und 1b zeigen den Ausstreichvorgang einer Formmasse 2 mittels eines sich kreisförmig bewegenden Schiebers 4. Der von einer nicht näher dargestellten Vorrichtung, wie etwa einem Elektromotor oder einer Handkurbel, bewegte Schieber 4 schiebt eine gut durchmischte Formmasse 2 vor sich her und streift beim Passieren von Ausformelementen 3 Formmasse 2 in die Ausformelemente 3. Die Ausformelemente 3 sind hierbei als an der Stirnseite offene Hohlkörper aus­ gebildet, die in der Ebene parallel zu den Stirnseit­ gen einen kreiszylindrischen oder auch rechteckigen Querschnitt aufweisen. Der sich ausbildende Strang aus geformter Masse tritt stetig aus den Ausformele­ menten 3 aus und kann in der Länge abgeschnitten wer­ den. Dies geschieht zum Beispiel mit Hilfe einer Schneidvorrichtung 5. Diese kann mit einem eigenen Antrieb ausgestattet sein oder in einem festgelegten Takt mit dem Schieber 4 von einer gemeinsamen An­ triebsvorrichtung betätigt werden. Die so entstande­ nen Formkörper 1 werden dann getrocknet. Besonders in Entwicklungsländern bietet sich hierbei die Trocknung der nassen Formkörper 1 mit Hilfe der von der Sonne zur Verfügung gestellten Wärmeenergie an. Das oben beschriebene Herstellungsverfahren erlaubt je nach Ausführungsgröße einen beliebig hohen Durchsatz von Formmasse pro Zeiteinheit. Entsprechende Vorrichtun­ gen sind entweder handbetrieben oder (für industriel­ le Anwendungen) motorbetrieben und vollautomatisch auszuführen.

Nach der Trocknung kann auf den Formkörper 1 ein flüssiges Zusatzmaterial geleitet werden, das von dem Formkörper aufgenommen wird. Dies ist insbesondere bei der Entsorgung von Chemikalien bzw. mit Fäkalien versetzten Flüssigkeiten vorteilhaft. Auf diese Weise können viele Arten von Flüssigkeiten von dem getrock­ neten Formkörper aufgesogen werden und später zur Deponie transportiert bzw. verbrannt werden, ohne daß unter Umständen toxische Flüssigkeit austritt.

Es ist auch möglich, den trockenen Formkörper zu ver­ koken, etwa um gewünschten rauch- und geruchlosen Brennstoff bereitzustellen. Es ist jedoch auch eine Teilverkokung möglich, die dadurch ausgeführt wird, daß lediglich das Nutzmaterial vor der Vermischung mit dem nassen Rindermist verkokt wird.

Die Formkörper 1 erhalten ihre Gestalt nach Maßgabe der Ausformelemente 3. Es ist aus Gründen der einfa­ chen Formgebung sowie der leichten Lagerung der Form­ körper günstig, diese im wesentlichen quader- oder zylinderförmig zu gestalten. Es ist jedoch auch mög­ lich, beliebige andere Formgebungen vorzusehen.

Als Nutzmaterialien kommen verschiedenste Stoffe in Betracht. Je nach Größe der Ausgangsstoffe kann es hierbei erforderlich sein, diese vor der Vermischung mit dem Rindermist zu verkleinern, etwa mit Hilfe eines Häckslers, um sicherzustellen, daß die Nutzma­ terialien eine möglichst große Oberfläche zur Bindung an den Rindermist bereitstellen.

Als Nutzmaterialien kommen etwa zu verbrennender Hausmüll und sonstiger Müll, land-, vieh-, forstwirt­ schaftlicher Abfall, Altöl, Ölschlamm und/oder eine Öl-Wasser-Suspension in Betracht. Diese etwa in Bri­ kettform ausgeführten Formkörper können als gut portionierbarer Brennstoff genutzt werden. Im Gegensatz zu den bekannten Briketts aus Stein- und Braunkohle werden bei der vorliegenden Erfindung jedoch keine hohen Drücke und Temperaturen zur Brikettierung benö­ tigt. Im Gegensatz zu Holzkohlenbriketts, die meist aus Forstabfällen, die mit einem Bindemittel, wie zum Beispiel Stärke gebunden werden, weisen die erfin­ dungsgemäßen Formkörper bessere Bindeeigenschaften auf. Im Gegensatz zu den Holzkohlenbriketts, die im Feuer schon bei geringer Belastung auseinanderfallen, meist bevor das verfeuerungsfähige Nutzmaterial ver­ brannt ist, behält der Rindermist seine Binde- und Klebfähigkeit bis zum vollständigen Verbrennen des verfeuerungsfähigen Nutzmaterials und verbrennt dann ebenfalls zu Asche.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von Formkörpern können also beliebige Nutzmaterialien mit Rindermist als Bindemittel mechanisch zu Briketts (Formkörpern) zusammengeklebt, getrocknet und später verbrannt werden. Zur besonders sicheren und kosten­ wirksamen Entsorgung flüssiger toxischer Abfälle, wie zum Beispiel Altölen, Abwässer aus chemischen Fabri­ ken, Ölschlämmen etc. können diese auch als Nutzmate­ rial der Formmasse beigefügt werden. Durch dem Nutz­ material beigemengte Reishülsen bzw. Reisspreu oder auch Strohhalme bzw. Reishalme kann das spezifische Flüssigkeitsspeichervolumen der Formmasse bzw. des späteren Formkörpers erhöht werden. Damit können be­ reits große Flüssigkeitsmengen in der Formmasse ge­ bunden werden. Diese Reishülsen etc. können vor der Beimengung auch verkokt werden.

Es ist jedoch auch möglich, zum Beispiel für den Fall, daß als Nutzmaterial Rindermist selbst verwendet wird, Reishülsen, Reisspreu oder Stroh beizumen­ gen. Hiermit kann bei einem getrockneten Formkörper die Fähigkeit zur Aufnahme von Flüssigkeit deutlich verbessert werden, da zum Beispiel die Reishülsen nach dem Trocknungsprozeß in dem Formkörper kleine Hohlräume hinterlassen, die große Mengen an Flüssig­ keiten speichern können. Es ist damit möglich, toxi­ sche Stoffe schwammartig aufzusaugen und die einge­ bundenen Schadstoffe zusammen mit dem Formkörper zu entsorgen (etwa durch Verbrennung oder Deponierung).

Es ist ebenfalls möglich, als Nutzmaterial zu trock­ nendes Material zu verwenden. Dies ist besonders bei Brennmaterialien, die kaum luftdurchlässig sind, vor­ teilhaft. Mit der vorliegenden Erfindung werden die zu trocknenden Materialien auf eine geeignete Größe zerkleinert und mit dem Rindermist zu einer Formmasse vermischt. Die Formmasse wird daraufhin in geeigneten Ausformelementen zu Formkörpern geformt. Mit den im wesentlichen gasdurchlässigen Formkörpern ist die Zuführung von trockener Heißluft bzw. anderer heißer Gase an das zu trocknende Material möglich. Durch die Zerkleinerung wird die Oberfläche der zu trocknenden Materialien stark erhöht, durch die Einbindung in den Rindermist als Binde- und Trägermaterial werden die Formkörper gehalten. Die vorteilhafterweise in Zylin­ derform gestalteten Formkörper werden einem Heißluft­ strom ausgesetzt, um ihre Oberfläche möglichst schnell zu trocknen. Danach können sie gestapelt wer­ den, ohne zu verkleben.

Die das nasse Brennmaterial enthaltenden Formkörper sollten so angeordnet werden, daß möglichst gleiche Zwischenräume zwischen den einzelnen Formkörpern klaffen, um Heißluft bzw. entstehenden Wasserdampf gleichmäßig zu- und ableiten zu können und somit die Formkörper gleichmäßig zu trocknen. Nach dem erfolg­ ten Trocknungsprozeß können die Formkörper transpor­ tiert und bei Bedarf als Brennstoff genutzt werden, wobei neben dem gebundenen, ursprünglich zu trocknen­ den Brennmaterial auch der getrocknete Rindermist vollständig verbrennt.

Claims (11)

1. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern (1), bei dem flüssigkeitsbehafteter Rindermist als Binde- und Trägermaterial sowie ein Nutzmaterial zu einer Formmasse (2) gemischt werden und die Formmasse (2) zu Formkörpern (1) geformt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Nutzmaterial zur Erhöhung des Speicher­ volumens des Formkörpers für auf den Formkörper aufzubringende flüssige Abfälle Beimengungen von Reishülsen enthält.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß es in den folgenden Schritten abläuft:

• - das Nutzmaterial wird mit nassem Rindermist zu der Formmasse (2) vermischt,
• - die Formmasse (2) über Ausformelemente (3) gestrichen und
• - die durch die Ausformelemente (3) stetig hin­ durchlaufende Formmasse (2) zu einem Strang geformt,
• - der dann in der Länge zu Formkörpern (1) ab­ geschnitten und getrocknet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß das Nutzmaterial vor der Vermischung mit dem nassen Rindermist zerkleinert wird.

4. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Nutzmaterial vor der Vermischung mit dem nassen Rindermist verkokt wird.

5. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Formkörper (1) verkokt werden.

6. Formkörper (1), hergestellt mit dem Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5.

7. Formkörper nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine im Wesentlichen quaderförmige oder zylin­ derförmige Gestalt.

8. Formkörper nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Nutzmaterial zu verbrennender Haus- oder sonstiger Müll, land-, vieh- forstwirtschaftlicher Abfall, Altöl, Ölschlamm und/oder eine Öl-Wasser-Suspension ist.

9. Formkörper nach mindestens einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Nutzma­ terial zu trocknendes Material ist.

10. Formkörper nach mindestens einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Nutzma­ terial Rindermist ist.

11. Formkörper nach mindestens einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Nutzma­ terial Beimengungen von Reisspreu und/oder Reisstroh zur Erhöhung des spezifischen Flüssig­ keitsspeichervolumens enthält