DE202007012865U1

DE202007012865U1 - Brennstoff aus nachwachsenden organischen Reststoffen und/oder Rohstoffen

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Publication number: DE202007012865U1
Application number: DE200720012865
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-09-15
Filing date: 2007-09-15
Publication date: 2007-12-06
Anticipated expiration: 2017-09-16
Also published as: DE202007012865U8

Abstract

Verpresster Brennstoff aus organischen Reststoffen und/oder Rohstoffen, bestehend aus einem Gemisch von
– 72 bis 83 Gew.% verbrennungsfähigen organischen Reststoffen und/oder Rohstoffen mit einer Feuchte von 8 bis 20%,
– 15 bis 25 Gew.% natürlichen organischen ölen und/oder Fetten,
– 2 bis 3 Gew.% Natriumperborat als Sauerstofflieferant und zur Erhöhung des Ascheschmelzpunktes,
wobei dieses Gemisch bezogen auf die Ölmenge einen Zusatz von 1–5 Gew.% Tenside mit einem pH-Wert ≥ 7 enthält.

Description

Die Erfindung betrifft einen verpressten Brennstoff aus nachwachsendem organischen Reststoff mit mindestens einem Zusatz zur Heizwerterhöhung und zur Verringerung der Schlackebildung.
Verpresste Brennstoffe aus nachwachsenden organischen Rohstoffen, wie beispielsweise Stroh als Nebenprodukt des Getreide- oder Rapsanbaus und anderer Samenpflanzen aber auch Holzabfälle, Rapskuchen als Abfallprodukt bei der Ölgewinnung aus Raps u. ä. organische Roh- und Reststoffe gewinnen für die Energieerzeugung, insbesondere von Wärmeenergie, sowohl in industriellen als auch in privaten Bereichen immer mehr an Bedeutung.
Aus der DE 103 34 645 A1 ist ein verpresster Brennstoff bekannt, der aus einem Gemisch aus Holz in zerkleinerter Form und aus weiteren organischen Nebenprodukten und Reststoffen besteht, wobei der Anteil an Holz in zerkleinerter Form zwischen 20 und 80% beträgt und der restliche Anteil aus organischen Bestandteilen nachwachsender Rohstoffe ohne Bindemittel besteht. Zur Herstellung dieses Brennstoffs wird nach dem vorgeschlagenen Verfahren das Gemisch vor dem Verpressen über das Mischungsverhältnis von Holz in zerkleinerter Form und organischen Bestandteilen mit einer Eingangs- bzw. Pressfeuchte zwischen 5 und 40% eingestellt und verpresst. Eine auf diese Weise eingestellte Eingangs- oder Pressfeuchte kann aber zu größeren Schwankungen der Feuchte im Gemisch und damit in den verpressten Brennstoffkörpern führen, was zwar für das bindemittelfreie Verpressen der Mischung, beispielsweise zu Brennstoffpellets, unerheblich erscheint, sich jedoch auf das Durchbrandverhalten der Brennstoffkörper und damit auf den Heizwert negativ auswirkt.
Aus der DE 10 2004 042 659 A1 ist ein Brennstoffformkörper bekannt, der einen agraren Abfallstoff, einen ersten Zusatzstoff zur Heizwerterhöhung und einen zweiten Zusatzstoff zur Verringerung von Schlackebildung enthält. Dabei werden als agrare Abfallstoffe primäre Abfälle der Getreideernte und als erster Zusatzstoff Restprodukte der Getreideverarbeitung und als zweiter Zusatzstoff zur Verringerung der Schlackebildung Kalk vorgeschlagen.
Diese Zusammensetzung der Brennstoffkörper besteht im wesentlichen aus Stroh und Restprodukten der Getreideverarbeitung, so dass ähnlich wie bei der reinen Strohverbrennung der Verbrennungsvorgang in vier Phasen erfolgt, nämlich 1. dem Verdampfen der Feuchtigkeit, 2. der Vergasung, bei der ein brennbares Gas mit einem gewissen Gehalt an Kohlenstoff, Wasserstoff, Methan und anderen Kohlenwasserstoffen entsteht, 3. der Gasverbrennung, 4. dem Verbrennen der Koksreste. Bei diesem Verbrennungsvorgang ist stets eine ausreichende Sauerstoffzufuhr zu sichern, um eine vollständige Verbrennung zu ge währleisten und zu verhindern, dass sich anstelle von Kohlendioxid ein größerer Anteil an Kohlenmonoxid bildet, das mit dem Rauchgas an die Atmosphäre abgegeben wird. Folglich ist bei der Verbrennung sicher zu stellen, dass stets eine ausreichende Sauerstoffzufuhr durch einen so genannten Luftüberschuss erreicht wird, der über der theoretisch erforderlichen Verbrennungsluft liegt. Dieser Luftüberschuss erhöht aber die in die Atmosphäre abzuführende Rauchgasmenge, die bei diesem Verbrennungsverfahren u. a. auch mit kleinen Aschepartikeln, Feinstaub und Alkalisalzen behaftet ist, die die Umwelt zusätzlich belasten.
Aber auch der Heizwert wird mit diesen Brennstoffkörpern gegenüber vergleichbaren Brennstoffen nicht wesentlich verbessert und soll annähernd in der Nähe von Holz also bei ca. 5,0 kWh/kg liegen.
Des weiteren ist die Asche von Brennstoffen aus organischen Rohstoffen infolge der mineralischen Anteile, wie beispielsweise Silikate, die bekanntlich einen niedrigen Schmelzpunkt haben, nicht ohne Probleme. So hat sich gezeigt, dass bereits bei Temperaturen von ≤ 600° C die Asche klebrig werden kann, was zur Schlackebildung und zum Verkleben der Feuerroste führt, was insbesondere für kleine Kessel sehr nachteilig ist. Es ist zwar auch allgemein bekannt, den Schmelzpunkt der Asche durch Beimischen von Kalk, wie es in der DE 10 2004 042 659 A1 vorgeschlagen wird, oder z. B. von Kaolin zu erhöhen, um der Schlackebildung und einem Verkleben der Feuerroste entgegen zu wirken und damit die Verfügbarkeit der Feuerungsanlagen zu verlängern. Eine annähernd dauerhafte Verhinderung konnte damit allerdings nicht erreicht werden.
Aus der DE 20 2006 014 651 ist ein Brennstoff aus verpressten nachwachsenden organischen Rohstoffen bekannt, der aus einem Gemisch von mindestens 72 bis 83 Gew.% verbrennungsfähigen organischen Rohstoffen und/oder agraren Reststoffen mit einer Feuchte von 8 bis max. 20%, 15 bis 25 Gew.% natürlichen organischen ölen und/oder Fetten und 2 bis 3 Gew.% Natriumperborat als Sauerstofflieferant und zur Erhöhung des Ascheerweichungspunkts besteht. Diese Brennstoffzusammensetzung weist infolge des Anteils von natürlichen organischen ölen und/oder Fetten ein sehr gutes Durchbrennverhalten und einen Heizwert von ca. 6,8 kWh/kg auf, der wesentlich über den Heizwert von vergleichbaren Brennstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen liegt.
Mit dem Anteil der natürlichen öle und/oder Fette, die bekanntlich über ein gutes Adhäsionsverhalten verfügen, konnte auf Zusätze von Additiven, wie native oder modifizierte Stärke, verzichtet und eine Staubbildung während der Verbrennung unterbunden werden, so dass die abzuleitenden Rauchgase annähernd frei von Feinstaub sind.
Mit dem Anteil von Natriumperborat, das beim Verbrennungsvorgang kontinuierlich seinen Sauerstoffanteil (ca. 9,9%) abgibt, wird auch erreicht, dass der Sauerstoffanteil im Brennstoff konstant gehalten wird und ausreichend ist, um den Verbrennungsvorgang mit einem zusätzlichen Luftüberschuss zu unterstützen. Wie bekannt, geht Natriumperborat bei der Erwärmung in Oxoborat über und ist wasserfrei, so dass auch der Ascheerweichungspunkt auf ca. 815°C bis 1098°C erhöht werden konnte, der gewährleistet, dass die Asche nicht klebrig wird und somit zur Schlackebildung und zum Anbacken an den Feuerrost führt. Nachteilig ist jedoch, dass bekanntlich organische Rest- und Rohstoffe nur eine geringe Penetrationsfähigkeit aufweisen, so dass der Ölanteil nicht in jedem Fall im ausreichenden Maß in die Fasern dieser Roh- oder Reststoffe ein dringt. Um diesen Nachteil zu beheben, wird in der DE 20 2006 014 651 vorgeschlagen, den Gemischanteil der organischen Roh- oder Reststoffe mit dem Gemischanteil von Öl einer Vakuumimprägnierung zu unterziehen, um auf diese Weise das eingelagerte Gas (Luft) aus den Poren der organischen Roh- oder Reststoffe zu entziehen und damit die Penetrationsfähigkeit der organischen Rest- und/oder Rohstoffe zu verbessern. Eine zusätzliche Vakuumimprägnierung führt aber zu einem erheblichen erhöhten technologischen Anlagenwert und zu erhöhten Herstellungskosten des Brennstoffs.
Nachteilig ist aber auch, dass zur Herstellung des Brennstoffs anwendungsgerechte abgelagerte, d. h. verwitterte, nachwachsende Roh- oder Reststoffe genutzt werden müssen, damit aggressive Stoffe, wie Silikate, Chlor, Kalium u. a., die infolge ihrer korrodierenden Wirkung negativ auf Kesselanlagen und Rauchgasrohre oder den Verbrennungsvorgang oder der Asche einwirken, teilweise abgebaut werden. Folglich ist eine ausreichende Langzeitlagerungskapazität erforderlich.
Aufgabe der Erfindung ist es daher einen verpressten Brennstoff nach der DE 20 2006 014 651 dahingehend zu verbessern, dass der Brennstoff bei mindestens gleichem Heizwert und umweltfreundlichen Abgasen mit einem verringerten technologischen Aufwand und verringerten Herstellungskosten hergestellt werden kann und der die Voraussetzung schafft, dass die Lagerkapazität und Dauer zum Abbau von Schadstoffen aus den eingesetzten organischen Reststoffen und/oder Rohstoffen erheblich minimiert werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem verpressten Brennstoff aus nachwachsendem organischen Reststoff und/oder Rohstoffen gelöst, der aus einem Gemisch von

– 72 bis 83 Gew.% verbrennungsfähigem organischen Reststoff und/oder Rohstoffen mit einer Feuchte von 8 bis 20%,
– bis 25 Gew.% natürlichen organischen ölen und/oder Fetten,
– 2 bis 3 Gew.% Natriumperborat als Sauerstofflieferant und zur Erhöhung des Ascheschmelzpunktes besteht,

Vorteilhafterweise sind die beigemischten Tenside aus der Gruppe der ampholytischen oder amphoteren Tenside, wobei bevorzugt ampholytische oder amphotere Tenside eingesetzt werden, die als Basis eine Fettsäure aus Cocosöl oder Palmenöl oder Jatrophaöl haben.
Es hat sich überraschend gezeigt, dass mit Tensiden die Penetrationsfähigkeit von nachwachsenden organischen Reststoffen und Rohstoffen in einer ähnlichen Weise wie bei der Vakuumimprägnierung erhöht werden kann. Folglich kann beim Einsatz von Tensiden auf die aufwendige Verfahrenstechnologie zum Vakuumimprägnieren verzichtet und der Herstellungsprozess des Brennstoffs wesentlich wirtschaftlicher ausgestaltet werden. Darüber hinaus liegen Tenside mit einem pH-Wert ≥ 7 im alkalischen Bereich und sind daher kein Gefahrgut, wobei insbesondere ampholytische oder amphotere Tenside, die als Basis eine Fettsäure von Cocosöl, Palmenöl oder Jatrophaöl enthalten, leicht und schnell biologisch abbaubar sind und die Verbrennung der Brennstoffe nicht beeinträchtigen.
Brennversuche haben aber auch gezeigt, dass mit einem Gemisch, das bereits in der DE 20 2006 014 651 vorgeschlagen wurde, und dem die erfindungsgemäßen 1–5 Gew.% Tenside bezogen auf die Ölmasse zugeschlagen wurden, ebenfalls ein Heizwert von ca. 6,8 kWh/kg erreicht wurde, wobei die Brennstoffe in gleicher weise ein gutes staubfreies Durchbrennverhalten und rauchfreie Verbrennung zeigten. Vielmehr, Brennversuchsmessungen haben sogar ergeben, dass bei der Verbrennung dieser Brennstoffe keine messbaren Schadstoffe nachweisbar waren.
Durch den beibehaltenen Anteil an Natriumperborat im Gemisch, das wie bereits ausgeführt, kontinuierlich einen ausreichenden Sauerstoffanteil bei der Erwärmung abgibt, zeigten die Brennstoffe eine vollständige Verbrennung, so dass Schwelbrände, deren Rauchgas infolge eines mangelnden Luftüberschusses zu einem erhöhten Anteil von Kohlenmonoxid belastet sein können, völlig vermieden werden.
Der Anteil an Tensiden kann dem Gemisch sowohl direkt zu gegeben werden als auch im entsprechenden Mengenverhältnis vor Ort oder bereits durch den Öllieferanten in das Öl eingemischt werden. Damit kann durch den Bezug des fertigen Gemischs von Öl und Tensiden das Herstellungsverfahren der Brennstoffe weiter vereinfacht und der Brennstoff wirtschaftlicher hergestellt werden.
Vorteilhafterweise ist das Öl-Tenside-Gemisch bei einer Öl- oder Fetttemperatur ≥ 60°C und bei einem Druck von 200 bis 250 bar mit den organischen Rest- und/oder Rohstoffen verpresst. Bei dieser Temperatur wird eine Viskositätssenkung des Öls erreicht, mit der die Penetration der Fasern von organischen Rest- und/oder organischen Rohstoffen sehr begünstigt wird.
Die Brennstoffe generell, insbesondere Brennstoffe, die in offenen Feuerstätten, wie beispielsweise im Kamin genutzt wer den, kann das Gemisch zum Verpressen des Brennstoffs auch bezogen auf die Ölmenge 1,5 bis 3 Gew.% einen Geruchsverbesserer enthalten. Der Geruchsverbesserer ist dabei bevorzugt ein in Öl lösliches ätherisches Öl, wie Fichtennadel-, Nelken- oder Citrus- oder Waldduftöl. Diese Geruchsverbesserer sind mischbar in Öl und zeigten bei einem Anteil von 1.5–3 Gew.% bezogen auf die Ölmenge keinen negativen Einfluss bei der Verbrennung der Brennstoffe und dem abzuführenden Abgas.
Vorteilhaft ist auch, wenn das Gemisch bezogen auf die Masse des Gesamtgemischs 1,5 bis 3 Gew.% einen Luftporenbildner enthält. Bevorzugt ist dieser Luftporenbildner ein pulverförmiges Natriumlaurylsulfat oder Sodiumdodecylsulfat oder ein in Wasser gelöstes Natriumlaurylsulfat oder Sodiumdodecylsulfat mit einem pH-Wert ≥ 7. Die Luftporenbildner mit einem pH-Wert ≥ 7 sind nicht toxisch und biologisch abbaubar und erhöhen einerseits zusätzlich den Sauerstoffgehalt des Brennstoffs, der die Verbrennung begünstigt, und andererseits enthalten sie verkappte Tenside, welche die Penetration weiter verbessern.
Die eingesetzten organischen Reststoffe und/oder Rohstoffe sind bevorzugt Getreidestroh aller Art, Zuckerrohr, Bambus, Baumwollstauden, Jute, Sisal, Hanf, Ramie, Reisstroh, Reisschalen, Chinaschilf, Elefantengras, Flachs, Kokos, Kenaf oder Alfagras. Mit diesen Reststoff- und Rohstoffarten konnten in Verbindung mit der vorgeschlagenen Zusammensetzung des verpressten Brennstoffs annähernd gleiche Heizwerte erreicht aber auch dichte und verpresste Brennstoffe mit guter Dosierbarkeit hergestellt werden.
Zum Abbau von chemischen und teilweise aggressiven Stoffen, die bekanntlich in organischen Reststoffen und/oder Rohstoffen enthalten sind, enthält das Gemisch bezogen auf die Masse der organischen Reststoffe und/oder nach Rohstoffen 0,1 bis 0,3 Gew.% eines UV-Absorbers mit einem bevorzugten pH-Wert ≥ 7 oder ein die Alterung förderndes UV-Additiv mit einem bevorzugten pH-Wert ≥ 7 oder die organischen Reststoffe und/oder Rohstoffe sind alternativ mit UV-Strahlen vorbehandelt. Damit kann auf den natürlichen Alterungsprozess zum Abbau der chemischen und teilweise aggressiven Stoffe, die in organischen Reststoffen und/oder Rohstoffen enthalten sind, verzichtet werden, womit die Lagerflächen minimiert und der Herstellungsprozess der Brennstoffe wirtschaftlicher durchgeführt werden kann.
Vorteilhaft ist auch, wenn dieses Gemisch bezogen auf die Gesamtmasse 0,4 bis 0,6% Hexamethylentetramin enthält. Auf diese Weise kann die Zündung des Brennstoffs und die Abbrandbeschleunigung des Brennstoffes wesentlich begünstigt werden.
Vorteilhaft ist auch, wenn dieses Gemisch bezogen auf die Gesamtmasse 1,0% bis 1,5% Lignin enthält. Lignin fördert die Ver-festigung des verpressten Brennstoffs und hinterlässt nach der Verbrennung annähernd keine oder nur unbedeutende Schadstoffe im Rauchgas bzw. in der Asche.
Um den Ascheerweichungspunkt weiter zu erhöhen, können auch diesem Gemisch bezogen auf die Gesamtmasse bis zu 3% ein weiterer Zusatz zur Erhöhung des Ascheerweichungspunktes zugesetzt werden.
Diese Zusätze sind bevorzugt Borax oder Natriummetasilikat oder Trinatiumoctaborat oder Zinkborat oder Trinatriumphosphat oder Amoniumsulfate oder ähnliche chemische Substanzen, die geeignet sind, den Ascheerweichungspunkt anzuheben.
Auch bei diesem Brennstoff kann der Gemischanteil der organischen Reststoffe und/oder aus 50–58 Gew.% organischen Reststoffen und/oder Rohstoffen und 22–25 Gew.% Rapskuchen bestehen.
Dieser Gemischanteil beeinflusst den wirtschaftlichen Einsatz des vorgeschlagenen Brennstoffs vorteilhaft, da mit dem verbleibenden energiereichen Restölgehalt im Rapskuchen, der in Abhängigkeit des angewandten Verfahrens zur Ölgewinnung aus Raps unterschiedlich hoch sein kann, der Heizwert kostengünstig weiter angehoben und annähernd bis an einen Heizwert teurer fossiler Brennstoffe herangeführt werden kann. Darüber hinaus erfolgt gleichzeitig eine wirtschaftliche und umweltfreundliche Entsorgung des Rapskuchens, wenn er auf Grund seines hohen Eiweißgehaltes nicht als Tierfutter genutzt werden kann.
Aber auch der Gemischanteil an natürlichen organischen Ölen und/oder Fetten kann bei diesem Brennstoff aus 13–21 Gew.% natürlichen organischen ölen und/oder Fetten und 2–4 Gew.% Fuselöl bestehen.
Vorteilhafterweise sind in diesem Fall die Fuselöle Homologe des Athylalkohols oder höhere Alkohole, wie Amylalkohol. Da, wie bekannt, Fuselöle die Viskosität von ölen und Fetten reduzieren, gewährleisten auch diese öle und Fette infolge des Fuselölanteils eine ausreichende Penetration von organischen Rohstoffen ohne eine zusätzliche Erwärmung.
Damit können die Kosten des Brennstoffs infolge der kostengünstigeren Fuselöle verbrauchergünstiger gestaltet werden, ohne dass der Verbrennungsvorgang oder der Heizwert des Brennstoffs beeinträchtigt oder das Rauchgas mit Schadstoffen belastet wird.
Bevorzugt liegen allen eingesetzten Additive im alkalischen Bereich (ph-Wert ≥ 7) und sind nicht toxisch und biologisch abbaubar. Damit wird gewährleistet, dass der Brennstoff keine korrosiven Bestandteile enthält, die bei der Verbrennung zur Korrosion führen können und die Asche des Brennstoffs kann problemlos umweltfreundlich entsorgt werden.
Nachfolgend werden anhand von Ausführungsbeispielen einige besonders bevorzugte Zusammensetzungen von verpressten Brennstoffen nach der Erfindung dargestellt.
Brennstoff (1) besteht aus einer Rezeptur von
75% Weizenstroh mit einer Feuchte von ca.12%, das mit einer UV-Strahlung zur künstlichen Alterung vorbehandelt ist,
20,5% Palmöl,
3% Natriumperporat,
1,5% Tensiden aus der Gruppe ampholytischer oder amphoterer Tenside mit einem pH-Wert ≥ 7.
Zur Herstellung dieses Brennstoffs wird das UV-bestrahlte Weizenstroh zerkleinert und dem zerkleinerten Weizenstroh der auf ≥ 6000 erwärmte Palmölanteil und der Anteil an Tensiden getrennt oder beide im Gemisch sowie der Natriumperboratanteil zugegeben und danach das Gesamtgemisch gemischt und bevorzugt zu Pellets oder Briketts bei einem bevorzugten Druck von 200 bis 250 bar verpresst.
Brennstoff (2) besteht aus einer Rezeptur von
77,8% Bagasse gleich extrahiertes Zuckerrohr,
17,4% Sojaöl,
2% Natriumperborat,
0,5% Hexamethylentetramin als Zündhilfe,
2,1% Tensiden aus der Gruppe ampholytischer oder amphoterer Tenside mit einem pH-Wert ≥ 7 und
0,2% eines Alterung förderndes UV-Additivs mit einem pH-Wert ≥ 7 oder eines UV-Absorbers mit einem pH-Wert ≥ 7.
Zur Herstellung dieses Brennstoffs wird der Bagasseanteil zerkleinert und dem zerkleinerten Bagasseanteil der Anteil des Alterung fördernden UV-Additivs oder des UV-Absorbers zugegeben. Anschließend wird der auf ≥ 60°C erwärmte Sojaölanteil und der Anteil der Tenside getrennt oder beide im Gemisch sowie der Natriumperboratanteil zugeführt und das Gesamtgemisch gemischt und bevorzugt zu Pellets oder Briketts bei einem bevorzugten Druck von 200 bis 250 bar verpresst.
Brennstoff (3) besteht aus einer Rezeptur von
49,75% Hanffasern,
25% Rapskuchen nach der Ölextraktion,
20,9% Sonnenblumenöl,
2% Natriumperborat,
1,2% Lignin in Pulverform
1,0% Tensiden aus der Gruppe ampholytischer oder amphoterer Tenside mit einem pH-Wert ≥ 7 und
0,15% eines Alterung förderndes UV-Additivs mit einem pH-Wert ≥ 7 oder eines UV-Absorbers mit einem pH-Wert ≥ 7.
Zur Herstellung dieses Brennstoffs werden die Hanffasern zerkleinert und dem zerkleinerten Hanffaseranteil Anteile des Alterung fördernden UV-Additivs oder des UV-Absorbers zugegeben. Anschließend wird der zerkleinerte Anteil des Rapskuchen, der auf ≥ 60°C erwärmte Sonnenblumenölanteil und der Anteil der Tenside getrennt oder beide im Gemisch sowie der Natriumperboratanteil und der Ligninanteil in Pulverform zugeführt und das Gesamtgemisch gemischt und bevorzugt zu Pellets oder Briketts bei einem Druck von 200 bis 250 bar verpresst.
Brennstoff (4) besteht aus einer Rezeptur von
75,75% Reisstroh,
12,9% Rohrapsöl und/oder Tallöl,
2% Natriumperborat,
4% Fuselöl
1,8% Zinkborat,
3,3% Tensiden aus der Gruppe ampholytischer oder amphoterer Tenside mit einem pH-Wert ≥ 7 und
0,25% eines Alterung förderndes UV-Additivs mit einem pH-Wert ≥ 7 oder eines UV-Absorbers mit einem pH-Wert ≥ 7.
Zur Herstellung dieses Brennstoffs wird das Reisstroh zerkleinert und dem zerkleinerten Reisstroh der Anteil des Alterung fördernden UV-Additivs oder des UV-Absorbers zugegeben. Anschließend wird der auf ≥ 60°C erwärmte Rohrrapsölanteil und Fuselölanteil und der Anteil der Tenside getrennt oder beide im Gemisch sowie der Natriumperboratanteil und der Zinkboratanteil zugeführt und das Gesamtgemisch gemischt und bevorzugt zu Pellets oder Briketts bei einem bevorzugten Druck von 200 bis 250 bar verpresst.
Brennstoff (5) besteht aus einer Rezeptur von
71,6% Chinaschilf,
20,9% Olivenöl,
3% Natriumperborat mit einer Zugabe von Trinatriumoctaborat (Polybor),
4,2% Tensiden aus der Gruppe ampholytischer oder amphoterer Tenside mit einem pH-Wert ≥ 7 und
0,3% eines Alterung förderndes UV-Additivs mit einem pH-Wert ≥ 7 oder eines UV-Absorbers mit einem pH-Wert ≥ 7.
Zur Herstellung dieses Brennstoffs wird das Chinaschilf zerkleinert und dem zerkleinerten Chinaschilfanteil der Anteil des Alterung fördernden UV-Additivs oder des UV-Absorbers zugegeben. Anschließend wird der auf ≥ 60°C erwärmte Olivenölanteil und der Anteil der Tenside getrennt oder beide im Gemisch sowie der Natriumperboratanteil zugeführt und das Gesamtgemisch gemischt und bevorzugt zu Pellets oder Briketts bei einem bevorzugten Druck von 200 bis 250 bar verpresst.
Brennstoff (6) besteht aus einer Rezeptur aus
80,15% Graues Roggenstroh,
11% Leinöl,
2,5% Natriumperborat mit einer auf die Gesamtmasse bezogenen Zugabe von 2% eines Gemisches, das aus ca. 0,6% Borax, ca. 0,6% Trinatriumphosphat und 0,8% Ammoniumsulfat besteht,
2,8% Tensiden aus der Gruppe ampholytischer oder amphoterer Tenside mit einem pH-Wert ≥ 7,
0,25% eines Alterung förderndes UV-Additivs mit einem pH-Wert ≥ 7 oder eines UV-Absorbers mit einem pH-Wert ≥ 7,
1,2% Geruchsverbesserer und
2,1% Luftporenbildner.
Zur Herstellung dieses Brennstoffs wird das graue Roggenstroh zerkleinert und dem zerkleinerten Roggenstroh der Anteil des Alterung fördernden UV-Additivs oder des UV-Absorbers zugegeben. Anschließend wird der Luftporenbildner mit dem auf ≥ 60°C erwärmten Leinölanteil und der Anteil der Tenside getrennt oder beide im Gemisch sowie der Natriumperboratanteil mit dem Gemisch von Borax, Trinatriumphosphat und der Anteil des Geruchsverbesserers zugeführt und das Gesamtgemisch gemischt und bevorzugt zu Pellets oder Briketts bei einem bevorzugten Druck von 200 bis 250 bar verpresst.
Die aufgeführte Rezeptur des Brennstoffes 6 sind beispielhaft, da jeder der genannten Brennstoffe 1 bis 6 aber auch andere nicht genannte Zusammensetzungen eines Brennstoffs wahlweise Zusätze von Geruchsverbesserer und/oder Luftporenbildner enthalten kann.
Bei Zusatz von Geruchsverbesserer mit einem prozentualen Anteil zwischen 1,5% bis 3% verringert sich der jeweilige Ölanteil im Brennstoff um die zugesetzte Menge des Geruchsverbesserers, wogegen sich beim Zusatz eines Luftporenbildners mit einem prozentualen Anteil zwischen 1,5% bis 3% bevorzugt der jeweilige Anteil an organischen Reststoffen und/oder der Rohstoffe um die zugesetzte Menge des Luftporenbildners verringert.
Auch kann jeder der aufgeführten Brennstoffe 1 bis 6 aber auch andere Brennstoffzusammensetzungen mit einem technologischen Verfahren hergestellt werden, nach dem die organischen Reststoffe und/oder der Rohstoffe zur Alterung durch eine UV-Strahlung vorbehandelt wurden, wie beispielsweise der Brennstoff 1. In diesen Fällen kann auf den Einsatz von Alterungsfördernden UV-Additiven oder UV-Absorbern ganz oder teilweise verzichtet werden und der prozentuale Anteil der organischen Reststoffe und/oder Rohstoffe erhöht sich um den prozentualen Anteil der Alterungsfördernden UV-Additive bzw. UV-Absorber.
Selbstverständlich können auch beim Beispiel des Brennstoffs 1 anstelle des vorbehandelten Weizenstrohs mit UV-Bestrahlung ein die Alterung förderndes UV-Additiv mit einem pH-Wert ≥ 7 oder ein UV-Absorber mit einem pH-Wert ≥ 7 genutzt werden, in diesem Fall verringert sich der Weizenstrohanteil um den prozentualen Anteil des UV-Additivs bzw. UV-Absorbers.
Der Einsatz eines Alterungsfördernden UV-Additivs oder eines UV-Absorbers ist abhängig vom geografischen Standort der Herstellungsanlagen der Brennstoffe bzw. von den eingesetzten Grundstoffen und ist bei der Aufnahme der Herstellung der Brennstoffe von Fall zu Fall zu entscheiden.
Die vorstehend dargestellten Zusammensetzungen der Brennstoffe sind Zusammensetzungen für bevorzugte organische Reststoffe und/oder Rohstoffe und können daher in Abhängigkeit der Eigenart der organischen Rest- und/oder Rohstoffe in den vorgeschlagenen Grenzen der prozentualen Anteile verändert sein. Die prozentuale Zusammensetzung der Grundstoffe gemäß Anspruch 1 und die Auswahl der Zusatzstoffe oder deren Kombination, ausgenommen der Geruchsverbesserer, die zusätzlich der Brennstoffzusammensetzung zugeführt werden, ist von der Art und Eigenschaft der organischen Reststoffe und/oder Rohstoffe und möglicherweise der Eigenschaften bereits behandelter organischer Reststoffe, die als Abfallprodukt aus anderen Verfahren beigefügt werden sollen, abhängig.

Claims

Verpresster Brennstoff aus organischen Reststoffen und/oder Rohstoffen, bestehend aus einem Gemisch von – 72 bis 83 Gew.% verbrennungsfähigen organischen Reststoffen und/oder Rohstoffen mit einer Feuchte von 8 bis 20%, – 15 bis 25 Gew.% natürlichen organischen ölen und/oder Fetten, – 2 bis 3 Gew.% Natriumperborat als Sauerstofflieferant und zur Erhöhung des Ascheschmelzpunktes, wobei dieses Gemisch bezogen auf die Ölmenge einen Zusatz von 1–5 Gew.% Tenside mit einem pH-Wert ≥ 7 enthält.
Verpresster Brennstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beigemischten Tenside aus der Gruppe der ampholytischen oder amphoteren Tenside sind.
Verpresster Brennstoff nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als ampholytische oder amphoteren Tenside bevorzugt eine Fettsäurebasis aus Cocosöl oder Palmenöl oder Jatrophaöl ist.
Verpresster Brennstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch bei einer Öl- und/oder Fetttemperatur ≥ 60°C und bei einem Druck von 200 bis 250 bar verpresst ist.
Verpresster Brennstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch bezogen auf die Ölmenge 1,5 bis 3 Gew.% einen Geruchsverbesserer enthält.
Verpresster Brennstoff nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Geruchsverbesserer ein in Öl lösliches ätherisches Öl ist.
Verpresster Brennstoff nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das ätherische Öl ein Fichtennadel- oder Nelken- oder Citrus- oder Waldduftöl ist.
Verpresster Brennstoff, nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch bezogen auf die Gesamtmasse des Gemischs 1,5 bis 3 Gew.% einen Luftporenbildner enthält.
Verpresster Brennstoff nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftporenbildner ein pulverförmiges Natriumlaurylsulfat oder Sodiumdodecylsulfat oder ein in Wasser gelöstes Natriumlaurylsulfat oder Sodiumdodecylsulfat mit einem PH-Wert ≥ 7 ist.
Verpresster Brennstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die organischen Reststoffe und/oder Rohstoffe Getreidestroh aller Art, Zuckerrohr, Bambus, Baumwollstauden, Jute, Sisal, Hanf, Ramie, Reisstroh, Reisschalen, Chinaschilf, Elefantengras, Flachs, Kokos, Kenaf oder Alfagras sind.
Verpresster Brennstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch bezogen auf die Masse der organischen Reststoffe und/oder Rohstoffe 0,1 bis 0,3 Gew.% einen UV-Absorber oder ein die Alterung förderndes UV-Additiv enthält.
Verpresster Brennstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die organischen Reststoffe und/oder Rohstoffe mit UV-Stahlen vorbehandelt sind.
Verpresster Brennstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch bezogen auf die Gesamtmasse 0,4 bis 0,6% Hexamethylentetramin enthält.
Verpresster Brennstoff nach einem der Ansprüche 1 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch bezogen auf die Gesamtmasse 1,0 bis 1,5% Lignin enthält.
Verpresster Brennstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch bezogen auf die Gesamtmasse bis zu 3% einen weiteren pulverförmigen Zusatz oder einen in Wasser gelösten Zusatz mit einem pH-Wert ≥ 7 zur Erhöhung des Ascheerweichungspunktes enthält.
Verpresster Brennstoff nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatz Borax oder Natriummetasilikat oder Trinatriumoctaborat oder Zinkborat oder Trinatriumphosphat oder Ammoniumsulfat ist oder ähnliche chemische Substanzen, die geeignet sind, den Ascheerweichungspunkt anzuheben.
Verpresster Brennstoff nach Anspruch 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Gemischanteil der organischen Reststoffe und/oder Rohstoffe aus 50–58 Gew.% organischen Reststoffen und/oder Rohstoffen und 22–25 Gew.% Rapskuchen besteht.
Verpresster Brennstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Gemischanteil an natürlichen organischen ölen und/oder Fetten aus 3–21 Gew.% aus natürlichen organischen ölen und/oder Fetten und 2–4 Gew.% aus Fuselöl besteht.
Verpresster Brennstoff nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Fuselöl Homologe des Äthylalkohols oder höhere Alkohole, wie Amylalkohol sind.
Verpresster Brennstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 10 und 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die organischen Reststoffe und/oder Rohstoffe anwendungsgerechte abgelagerte Neurohstoffe oder Altrohstoffe sind, wie beispielsweise graues Stroh.
Verpresster Brennstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass alle Additive im alkalischen Bereich (ph-Wert ≥ 7) liegen, nicht toxisch und biologisch abbaubar sind.