DE2616725A1

DE2616725A1 - Verfahren und einrichtung zum herstellen von briketts

Info

Publication number: DE2616725A1
Application number: DE19762616725
Authority: DE
Inventors: Daniel Loas
Original assignee: Agence National de Valorisation de la Recherche ANVAR
Current assignee: Bpifrance Financement SA
Priority date: 1975-04-18
Filing date: 1976-04-15
Publication date: 1976-10-28
Also published as: FR2307866A1; US4043764A; DE2616725C2; GB1509857A; BR7602396A; OA05309A; FR2307866B1; CA1072331A

Description

WOLFGANG SCHULZ-DÖRLAM

INGENIEUR DIPLOME

D-8000 MÜNCHEN 80

MAUERKIRCHERSTRASSE 31

TELEFON (089)98 19 79

AGENCE NATIONALE DE VALORISATION DE

LA RECHERCHE (ANVAR) A 269 DT

13, Rue Madeleine Michelis

F-9 2522 Neuilly-eur-Seine (Frankreich)

Verfahren und Einrichtung zum Herstellen von Briketts

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art sowie auf eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Verfahren der genannten Art sind bekannt. Man verwendet hierbei als pflanzliche Stoffe Holzknüppel, Holzabschnitte, Hobelspäne, Sägespäne, Nußschalen, Obstkerne und sonstige, auch weiche pflanzliche Stoffe. Ein besonders wichtiges Anwendungsgebiet ist die Verarbeitung pflanzlicher Stoffe, die in industriellen Abfällen oder städtischem Müll enthalten sind, da hierdurch diese Abfälle einer nützlichen Wiederverwendung zugeführt werden. Bei den bekannten Verfahren werden die pflanzlichen Stoffe zunächst mittels

ORIGINAL INSPECTED 609844/0405

geeigneter Zerkleinerungsvorrichtungen, wie Zerschneidvorrichtungen oder Pulverisiervorrichtungen, auf die gewünschte Teilchengröße zerkleinert· Hieran schließt sich eine Trocknung bei erhöhter Temperatur an, die mit geeigneten Trocknungsvorrichtungen erfolgt, wobei unterschiedliche Wärmegeneratoren verwendet werden können. Im allgemeinen erfolgt die Trocknung auf eine Restfeuchte von weniger als 15 %. Schließlich werden die so hergestellten Teilchen mittels einer Presse zu brennbaren Briketts von unterschiedlichen Formen verpreßt. Derartige Verfahren können kontinuierlich oder diskontinuierlich durchgeführt werden.

Die vorgenannten bekannten Verfahren haben mehrere Nachteile, die insbesondere die an sich in ökonomischer Hinsicht besonders vorteilhafte kontinuierliche Durchführung erschweren. Die entsprechend ihrer Herkunft unterschiedliche Beschaffenheit der pflanzlichen Stoffe führt zu einer zeitlich stark unterschiedlichen Zusammensetzung der zu verpressenden Masse, Der meist hohe Feuchtigkeitsgehalt der verwendeten pflanzlichen Stoffe erfordert relativ hohe Trocknungstemperaturen von bis zu HOO⁰C, was bei unmittelbarem Verpressen der getrockneten pflanzlichen Stoffe eine für starke Wärmebelastungen geeignete und damit in der Herstellung aufwendige Presse erfordert. Weiter können die hohen Temperaturen beim Verpressen eine stellenweise Verkohlung und eine derartige weitere Erhitzung der Briketts bewirken, daß diese sich anschließend selbst entzünden. Weiter ist es bei den bekannten Verfahren erforderlich, daß die getrockneten Stoffe vor dem Verpressen noch eine Restfeuchte von mindestens 10 % bis 11 % aufweisen, wenn eine Bindung zwischen den Partikeln ohne Zugabe eines zusätzlichen Bindemittels erreicht werden soll. Die hohe Feuchte verringert den Heizwert der hergestellten Briketts, führt zu Schwierigkeiten bei deren Anzünden und führt weiter zu einem hohen Dampfgehalt in den Verbrennungsgasen, was zu unerwünschter Wasserkondensation in den Abgasleitungen

609844/OAOB

führen kann und den Einsatz in Raucher- und Trockenofen erschwert. Setzt man andererseits ein Bindemittel zu, um die getrockneten Stoffe bei geringerer Restfeuchte verpressen zu können, so wird hierdurch der Herstellungsaufwand stark erhöht. Schließlich weisen die nach den bekannten Verfahren hergestellten Briketts, sofern nicht ein Bindemittel zugegeben wird, eine geringe Haltbarkeit auf, so daß sie bei mechanischen Einwirkungen, wie sie beim Verladen und Abpacken stets auftreten, leicht zerbrechen.

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen von brennbaren Briketts aus pflanzlichen Stoffen anzugeben, das die vorstehend angegebenen Nachteile vermeidet und insbesondere bei niedrigen Verarbeitungstemperaturen und ohne Verwendung von Bindemitteln durchführbar ist.

Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung wird die rein mechanische Behandlung zur Zerkleinerung der pflanzlichen Stoffe mit deren Fermentation kombiniert, wodurch eine Zerlegung der Ausgangsstoffe sowohl auf mechanischem als auch auf biologischem Wege erfolgt; (im folgenden wird von der Fermentation als Gärung gesprochen, da diese anaerob verlaufende, von Enzymen gesteuerte Reaktion im allgemeinen mit der Fermentation gleichgesetzt wird; im Rahmen der Erfindung sollen jedoch unter einer Fermentation auch wirkungsmäßig gleichartige, beispielsweise auf der Wirkung von Bakterien beruhende Zersetzungsprozesse verstanden werden, worauf noch näher einzugehen sein wird)·

Die Trocknung der pflanzlichen Stoffe ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren einfacher und mit geringerem Leistungsbedarf a^ls bei bekannten Verfahren durchzuführen, da die Gärung als exothermer Vorgang Wärme liefert, die bereits zu einer zumindest teilweisen Trocknung ausgenützt werden kann. Die Trocknung kann weiter gegenüber bekannten Verfahren wesentlich weiter bis zu einer geringen Restfeuchte von weniger als 8 % erfolgen, wodurch die hergestellten Briketts eine leichtere Entflammbarkeit und eine erhöhte Wärmeentwicklung aufweisen sowie an Wasserdampf arme Rauchgase erzeugen. Die Verringerung der Restfeuchte vor dem Verpressen führt nicht zu einer Verringerung der mechanischen Haltbarkeit der Briketts. Diese ist im Gegenteil gegenüber den nach den bekannten Verfahren hergestellten Briketts merklich erhöht, und zwar ohne daß der Preßmasse ein

-If-

Bindemittel zugesetzt werden müßte. Es kann sogar der Preßdruck und/oder die Temperatur beim Verpressen verringert werden. Die erhöhte Bindungsneigung der Preßmasse beim Verpressen beruht möglicherweise darauf, daß das in dem aus Zellulose bestehenden Zellengewebe enthaltene, jedoch zu chemischen Reaktionen freigelegte Lignin beim Verpressen als Bindemittel wirkt, das eine zufriedenstellende mechanische Bindung zwischen den Partikeln des Briketts bewirkt; diese theoretische Deutung beruht allerdings nicht auf gesicherten Untersuchungserkenrtnissen und ist nicht im Sinne einer Einschränkung des Erfindungsgedankens zu verstehen. Für die Deutung spricht, daß die Bindungswirkung zwischen den Partikeln des Briketts nur dann erzielt wird, wenn die Gärung nur so lange und so stark durchgeführt wird, daß das in den pflanzlichen Stoffen enthaltene Lignin noch nicht aus dem Zellengewebe freigesetzt wird.

Ein weiterer Vorteil des Verfahrens gemäß der Erfindung liegt darin, daß bei dem Gärungsvorgang aufgrund der ablaufenden biochemischen Prozesse bereits eine gewisse Homogenisierung der Ausgangsstoffe erfolgt, wodurch die erzeugten Briketts zeitlich gleichbleibend gute mechanische Eigenschaften und Verbrennungseigenschaften aufweisen. Der Vorteil macht es auch möglich, pflanzliche Abfallstoffe unterschiedlichster Art zu verwenden, ohne daß zur Anpassung an den jeweils zugeführten pflanzlichen Stoff starke Regeleingriffe in den Verfahrensablauf erforderlich wären. Eh anderer wichtiger Vorteil ergibt sich daraus, daß beim Verpressen mit niedrigen Temperaturen gearbeitet werden kann, da'hierdurch eine Verkohlung oder Selbstentzündung der erzeugten Briketts ausgeschlossen ist und die verwendete Presse aner geringeren Wärmebelastung unterliegt, so daß sie von leichterer Bauart sein kann

609844/0405

und geringere Anforderungen hinsichtlich häufiger Wartung stellt.

Ausgestaltungen des Verfahrens gemäß der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis It angegeben. Eine günstige Ausführung einer Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung ist in Anspruch 15 angegeben, während Ausgestaltungen dieser Einrichtung in den Unteransprüchen 16 bis 19 angegeben sind.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert , in der eine Ausführungsform einer Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung schematisch dargestellt ist.

Die dargestellte Einrichtung umfaßt vier Lagerplätze IA, IB, IC, ID, auf denen pflanzliche Abfallstoffe, die zum Herstellen von brennbaren Briketts bestimmt sind, getrennt nach ihren Eigenschaften gelagert sind. Die auf dem Lagerplatz IA lagernden Abfälle befinden sich teilweise in einem fortgeschrittenen Gärungsstadium, während es sich bei den auf den Lagerplätzen IB bis ID befindlichen Abfällen um frische oder getrocknete pflanzliche Stoffe handelt.

Die Abfallstoffe werden von den Lagerplätzen IB bis ID in ein oben offenes Silo 2 gefüllt, wo sie mit den vom Lagerplatz IA herangeführten, gärenden Abfallstoffen gemischt werden. Die frischen oder getrockneten, erforderlichenfalls angefeuchteten Abfallstoffe werden durch die vom Lagerplatz IA stammenden gärenden Stoffe ebenfalls in Gärung versetzt, und die ursprünglich vorhandenen und zunehmend neu gebildeten Enzyme beschleu-

609844/040 5

nigen als Katalysatoren den Gärungsprozeß der Masse zunehmend, während diese im Silo 2 in dem Maße nach unten wandert, wie am unteren Ende des Silos 2 eine Abführung erfolgt. Im gleichen Maße wird das Silo 2 wieder von seiner Oberseite her aufgefüllt. Die Verweildauer eines Abfallstoffpartikels im Silo 2, d.h. die Dauer, die es zum Durchlauf durch das Silo 2 von dessen oberem Ende bis zu dessen Boden benötigt, beträgt beispielsweise 24 h.

Die am unteren Ende des Silos 2 entnommene gärende Masse wird mittels eines Förderers 3 zum obenliegenden Einlaß eines in einem Behälter angeordneten Siebes H gefördert. Dieses läßt kleinteilige Abfallstoffpartikel unmittelbar durch, während größere Teile mittels einer Zerkleinerungsvorrichtung 5 einer erstmaligen mechanischen Behandlung unterzogen werden. Es erfolgt so eine grobe Zerkleinerung der Abfallstoffe. Erforderlichenfalls können in den Abfallstoffen enthaltene Metallteile entfernt werden; je nach Herkunft der Abfallstoffe kann es genügen, wenn lediglich die das Sieb 4 durchsetzenden kleineren Partikel mittels eines Elektromagneten von solchen Metallteilen gereinigt werden. Soweit mit größeren in den Abfallstoffen enthaltenen Metallteilen zu rechnen ist, erfolgt die Magnetabscheitung zweckmäßig vor dem Sieb H₉ damit größere Metallteile nicht zur Zerkleinerungsvorrichtung 5 gelangen.

Mittels eines weiteren Förderers 6 werden die durch das Sieb 4 hindurchgefallenen und die von der Zerkleinerungsvorrichtung 5 zerkleinerten Partikel einem weiteren Silo 7 zugeführt, wo die auf dem Weg vom Silo 2 nicht unterbrochene Gärung fortgesetzt wird. Die Zufuhr in das Silo 7 erfolgt wieder an dessen oberem Ende, während die Entnahme am unteren Ende stattfindet. Während des Durchlaufs durch das Silo 7, der beispielsweise 12 h dauern

609844/0405

kann, erfolgt bereits eine so weitgehende Zersetzung des Zellengewebes der Abfallstoffe, daß eine anschließende mechanische Feinzerkleinerung mit geringem Leistungsbedarf möglich wird. Diese Feinzerkleinerung erfolgt mittels einer geeigneten Zerkleinerungsvorrichtung 8, die beispielsweise als Hammermühle oder als Feinmahlwerk ausgebildet sein kann.

Die mittels der Zerkleinerungsvorrichtung 8 erhaltene, nicht allzu feuchte und daher lockere und flugfähige Masse wird mittels eines Gebläses 9 über einen Zyklon 10 einem dritten Silo 11 zugeführt. Im Zyklon 10 wird die Förderluft abgeschieden. Das dritte Silo 11 ist ebenso wie das zweite Silo 7 an seiner Oberseite offen und wird hier beschickt. Während des Durchlaufs durch das dritte Silo 11, der beispielsweise wiederum 12 h betragen kann, wird die Gärung fortgesetzt und zu ihrem Ende gebracht. Die am unteren Ende des dritten Silos 11 entnommene, lockere Masse besteht aus gegenüber ihren ursprünglichen Dimensionen vergrößerten, aufgelockerten Partikeln, wodurch die Flüssigkeit s- und Dampfabführung aus dem Inneren dieser Partikel beim anschließenden Trocknen erleichtert wird.

Der Feuchtigkeitsgehalt der aus dem dritten Silo 11 entnommenen Masse ist relativ niedrig, da bereits durch die mit der Gärung einhergehende Wärmeentwicklung in den Silos 2, 7, 11 sowie durch die pneumatische Förderung mittels des Gebläses 9 und die anschließende Verweildauer im Zyklon 10 eine teilweise Trocknung erfolgt. Die anschließende weitere Trocknung auf eine vorgegebene Restfeuchte kann daher mit relativ geringer Wärmezufuhr und vor allem bei relativ geringer Temperatur unterhalb von 200⁰C erfolgen. Der letztgenannte Umstand ist wichtig im Hinblick darauf, daß so die Möglichkeit einer Verkohlung und einer

609844/040

Selbstentzündung der Masse, auch bei und nach dem Verpressen zu Briketts, völlig vermieden wird.

Um ein Anhaften der gärenden Abfallstoffe an den Innenwänden der Silos 7, 11 und eine damit entstehende Blockierung des Durchsatzes zu vermeiden, haben diese Silos 7, 11 eine sich nach unten erweiternde, konische Form. Weiter sind in den Silos 7, 11 Mischvorrxchtungen 12, 13 vorgesehen, die beispielsweise in der schematisch angedeuteten Weise als Rührwerke, vorzugsweise jedoch als sich entlang der vertikalen Achse der Silos 7, 11 erstreckende, nach oben fördernde Schneckenförderer ausgebildet sind. Die Mischvorrxchtungen 12, 13 bewirken eine Homogenisierung der gärenden Masse, was der zeitlich gleichmäßigen Zusammensetzung der erzeugten Briketts zugute kommt.

Die Dauer und/oder die Stärke des in den Silos 2, 7, 11 insgesamt ablaufenden Gärungsprozesses wird so geregelt, daß .das aus ZeLlulose bestehende Zellengewebe der Abfallstoffe in seiner Struktur zersetzt wird, daß aber das in den Abfallstoffen enthaltene Lignin nicht aus den Zellen freigesetzt wird. Beim Ausführungsbeispiel wird die Dauer des Gärungsvorganges, d.h. die Dauer vom Einfüllen der Abfallstoffe in das Silo 2 bis zur Entnahme der vergorenen Masse aus dem dritten Silo 11, annähernd konstant gehalten. Dagegen wird die Stärke der Gärung geregelt. Dies erfolgt im wesentlichen dadurch, daß die sich bei der Gärung ergebende Temperaturerhöhung durch zusätzliche Wärmezufuhr noch weiter ^ssteigert bzw. erforderlichenfalls durch Kühlung verringert wird. Zusätzlich hierzu oder anstelle hiervon ist es ebenfalls möglich, ohne zusätzliche Wärmezufuhr bzw. -abführ dfe Stärke der Gärxung und damit die Gärungstemperatur zu beeinflussen, indem Gärungs-Katalysatoren, beispielsweise in Form von geeigneten

609844/0405

Enzymen, bzw. Gärungs-Inhibitoren zugesetzt werden. Eine Beschleunigung des Gärungsvorganges kann auch durch eine Befeuchtung der gärenden Masse erzielt werden, da bei der anaerob verlaufenden, durch Enzyme verursachten Gärung eine erhöhte Feuchtigkeit den Zutritt von Luftsauerstoff behindert, dagegen den Ablauf der chemischen Reaktionen unter Vermittlung des Wassers als Trägerstoff fördert. Bei unmittelbarer Temperaturregelung kann mindestens eines der Silos 2, 7, 11 doppelwandig ausgebildet sein, um durch die Hohlräume der Wandung ein heißes bzw. kühlendes Strömungsmittel hindurchzuführen.

Fermentation oder J
Unter einer ^Gärung soll im Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht nur die klassische, anaerob ablaufende Zersetzung durch stoffeigene Katalysatoren (Enzyme), sondern jede hinsichtlich des gewünschten Ergebnisses gleichartige biologische Zersetzung verstanden werden. Hierzu zählt auch eine Fäulnis, also eine Zersetzung unter der Wirkung von Bakterien, wie dies bei einer Kompostierung der Fall ist. Eine Regelung der Stärke der Gärung kann also auch durch Zugabe von Fäulnxsbakterxen oder deren Wachstum beschleunigenden organischen Stoffen bzw. durch die Zugabe von entsprechenden bakteriziden Wirkstoffen erzielt werden. Ekie mögliche Ausführungsform des Verfahrens besteht dementsprechend auch darin, anstelle einer klassischen Gärung ausschließlich eine Zersetzung der pflanzlichen Stoffe durch Fäulnis durchzuführen.

Die aus dem dritten Silo 11 entnommene Masse wird zur Trocknung auf eine vorgegebene Restfeuchte einer Trockenvorrichtung 14 zugeführt , in welcher in die Masse heiße Gase - im Ausführungsbeispiel Heißluft - eingeblasen wird. Die Heißluft wird mittels eines Lufterhitzers 15 erzeugt. Alle Partikel der Masse werden so in genügendem Maße aufgeheizt, um die in ihnen enthaltene Feuchte als Wasserdampf abzugeben. Die durch die Heißluft fluidi-

609844/0405

261672

sierte Masse wird zusammen mit dem als Heißdampf vorliegenden Wasserdampf mittels eines Gebläses 17 einem weiteren Zyklon zugeführt, wo die Heißluft und der Dampf abgeschieden werden. Im einfachsten Fall wird die Heißluft mit dem Dampfanteil in die Umgebung abgeblasen. Ebenfalls ist es möglich, den Dampfanteil zu kondensieren und abzuscheiden und die Wärme der Gase zum Beheizen mindestens eines der Silos 2, 7, 11 zu benutzen. Auch kann die vom Dampfanteil befreite, noch warme Luft zum Lufterhitzer 15 zurückgeführt werden, um den erforderlichen Energiebedarf zu verringern.

Um die von den Partikeln angenommene Trocknungstemperatur in der Trocknungsvorrichtung 14- auf einem Wert unterhalb von 200⁰C zu halten und zu regeln, ist an der Beschickungsseite der Trocknungsvorrichtung 14 eine Dosierungsvorrichtung 18 vorgesehen, die die der Trocknungsvorrichtung 14 je Zeiteinheit zugeführte Menge der vergorenen Masse in Abhängigkeit von der am Ausgang der Trocknungsvorrichtung 14- herrschenden Temperatur regelt. Durch diese Regelung des Massestroms durch die Trocknung sνorrichtung 14 wird eine mit geringer Regelträgheit behaftete und genaue Regelung der Trocknungstemperatur erzielt, während beispielsweise eine Regelung der Heizleistung des Lufterhitzers 15 nur mit wesentlich größerer Trägheit möglich wäre. Es ist so auch möglich, die vorgegebene Restfeuchte genau einzuhalten. Diese liegt im allgemeinen zwischen 5 % und 8 %, kann jedoch auch bis in die Größenordnung von 3 % verringert werden.

Die Trocknungstemperatur hängt von der Feuchte der aus dem dritten Silo 11 entnommenen Masse ab und liegt im allgemeinen zwischen 60⁰C und 150⁰C. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß in manchen Anwendungsfällen eine zusätzliche Trocknung nicht erforderlich ist, sondern" bereits während des Durchlaufs

609844/0405

■31-

durch die Silos 2, 7, 11 und durch die sich durch die Gärung ergebende Temperaturerhöhung eine Trocknung bis auf die vorgegebene Restfeuchte erfolgt„

Die auf die Restfeuchte getrockneten Partikel werden in einem Behälter 19 gesammelt, der vom Zyklon 16 gespeist und den Pressen vorgeschaltet ist. Dem Behälter 19 ist ein Rückführungsweg mit einer darin eingeschalteten Fördervorrichtung/parallel geschaltet, wodurch von dem den Behälter 19 verlassenden Massestrom ein Teilstrom abgezweigt und zum Eingang des Behälters zurückgeführt wird. Hierdurch wird eine noch weiter verbesserte Homogenisierung der Masse erreicht. Der nicht zurückgeführte Teilstrom wird einer Dosiervorrichtung 21 zugeführt, die die Masse einer oder mehreren Pressen 22 in der jeweils erforderlichen Menge abgibt. In den Pressen 22 werden die Briketts in einzelnen, geeignet bemessenen Formen hergestellt, wobei durch die hierbei ausgeübten Druckkräfte und die sich dadurch ergebende Temperaturerhöhung eine starke mechanische Bindung der Partikel der Masse aneinander ergibt. Diese Bindung wird durch die homogene und zeitlich gleichbleibende Zusammensetzung der vergorenen und getrockneten Masse gefördert, und es wird trotz der relativ geringen Temperatur und der relativ geringen Restfeuchte ohne jeden Bindemittelzusatz erreicht, daß die Briketts mechanisch widerstandsfähig sind.

Es seien nachfolgend noch Einzelheiten der Brikettherstellung mittels der dargestellten Einrichtung angegeben.

Auf den Lagerplätzen IA bis ID werden jeweils Haufen von einer Höhe von 2 m bis 3 m aus AbfäLlen pflanzlicher Herkunft gebildet, Der auf dem Lagerplatz IA gebildete Haufen besteht aus einer

- 609844704^s 5

Mischung von Sägespänen, Blättern und anderen forstwirtschaftlichen Abfällen. Diese Masse verbleibt mehrere Wochen auf dem Haufen, bis sie sich in einem fortgeschrittenen GärungsStadium befindet. Dieses Stadium ist erkennbar an einer dunklen Verfärbung, dem Entweichen von Dämpfen und einer gewissen Erwärmung auf 30⁰C bis 50⁰C. Auf dem Lagerplatz IB werden forstwirtschaftliche, harzhaltige Abfälle gesammelt. Auf dem Lagerplatz IC werden von Laubbäumen stammende forstwirtschaftliche Abfälle abgelagert. Der Lagerplatz ID lagert industrielle Holzabfäle wie Bretter- und Balkenabschnitte und Späne.

Mittels eines Schaufelladers werden Abfälle nacheinander von den Lagerplätzen IA bis ID entnommen und in miteinander abwechselnden Schichten in das Silo 1 eingefüllt. Diese Einfüllung erfolgt im Verhältnis von je einer Ladeschaufel von den Lagerplätzen IA, IB, IC auf zwei Laderschaufeln vom Lagerplatz ID. Das Verhältnis kann jedoch abgewandelt werden je nachdem, welche Feuchte die vom Lagerplatz IB und vom Lagerplatz IC entnommenen Abfälle haben.

Die in das Silo 2 täglich eingefüllte, angegebene Menge und die Tagesproduktion an Briketts bestimmen den Durchfluß durch die Einrichtung. Dabei wird die Füllung der Silos 2, 7, 11 annähernd konstant gehalten. Hierbei ergibt sich für das erste Silo 2, das zur Dosierung und zur Auslösung der biochemischen Gärungsreaktionen dient, eine Durchsatzzeit von 2M- h. Das zwischen Grobzerkleinerung und Feinzerkleinerung eingeschaltete zweite Silo 7 wird in 12 h durchsetzt. Dieselbe Durchsatzzeit gilt dann noch einmal für das dritte Silo 13, worauf dann unmittelbar die Trocknung auf die festgelegte

6098U/0405

Restfeuchte erfolgt.

Die in den Silos 7, 11 vorgesehenen Mischvorrichtungen 12, sind, wie bereits erwähnt, als senkrecht stehende Schneckenförderer ausgebildet. Indem diese ständig einen Teil der im Silo 7, 11 enthaltenen Masse entgegen der Durchsatzrichtung, die von oben nach unten gerichtet ist, zurück nach oben fördern, wird eine Durchmischung der Masse erzielt, die der Homogenität der erzeugten Briketts zugute kommt. Die Förderleistung der Schneckenförderer kann in Abhängigkeit von dem jeweils geforderten Homogenitätsgrad geregelt werden. Die Stärke der Gärung wird auf eine der bereits erläuterten Weisen so geregelt, daß sich in den Silos 7, 11 bestimmte Temperaturen aufgrund der bei der Gärung ablaufenden exothermen Reaktionen einstellen. Diese Temperaturen liegen zweckmäßig zwischen 30⁰C und 60⁰C im zweiten Silo 7 und zwischen 40⁰C und 80⁰C im dritten Silo

Die aus dem dritten Silo 11 je Zeiteinheit entnommene Menge der vergorenen und teilweise getrockneten Masse wird mittels der Dosiervorrichtung 18 in Abhängigkeit von der Ausgangstemperatur der Trocknungsvorrichtung 14 geregelt, und zwar beträgt die Solltemperatur am Ausgang der Trocknungsvorrichtung 14 zweckmäßig zwischen 120⁰C und 150⁰C. Die Temperatur der vom Lufterhitzer 15 gelieferten Heißluft wird zweckmäßig ebenfalls, auf einen Wert zwischen 300⁰C und 350⁰C, geregelt. Diese Regelung erfolgt dadurch, daß der Lufterhitzer 15 die Luft zunächst auf einen Wert oberhalb der Solltemperatur erhitzt und daß dann durch thermostatisch gesteuerte Zumischung von Kaltluft die gewünschte Temperatur der Heißluft erzielt wird. Durch die Heißlufttemperatur zwischen 300⁰C und 35O°C wird eine auch nur lokale Überhitzung und Verkohlung der Masse verhindert.

4/0405

-IU-

Nach Abscheidung der Heißluft und des Heißdampfes wird die Masse erneut dadurch homogenisiert, daß ein Teilstrom vom Ausgang des Behälters 19 zu dessen Eingang zurückgeführt wird. Die den Pressen 22 zugeführte Masse weist daher eine gleichbleibend geringe Restfeuchte zwischen 5 % und 8 %, eine gleichbleibende chemisch-physikalische Beschaffenheit ihrer Partikel und eine gleichbleibende Größenverteilung dieser Partikel auf. Diese Größenverteilung, die im wesentlichen durch die Zerkleinerungsvorrichtung 8 bestimmt wird, liegt vorzugsweise zwischen 1 mm und 5 mm.

609844/04

Claims

WOLFGANG SCHULZ-DÖRLAM

INGENIEUR DIPLOME

D-8000 MÜNCHEN 80

MAUERKIRCHERSTRASSE 31

TELEFON (089)9819 79

AGENCE NATIONALE DE VALORISATION DE

LA RECHERCHE (ANVAR) ^{A Zba}

13, Rue Madeleine Michelis

F-9 2522 Neuilly-sur-Seine (Frankreich)

ANSPRÜCHE

(y erfahren zum Herstellen von brennbaren Briketts aus pflanzlichen Stoffen, wobei diese Stoffe vorzugsweise kontinuierlich zerkleinert und getrocknet sowie zu den Briketts verpreßt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die pflanzlichen Stoffe zunächst einer Fermentation unterworfen werden, daß die pflanzlichen Stoffe in fermentierendem Zustand zerkleinert werden und daß die Dauer und/oder Stärke der Fermentation so geregelt werden, daß das aus Zellulose bestehende Zellengewebe der pflanzlichen Stoffe unter Vermeidung eines Freisetzens des in den pflanzlichen Stoffen enthaltenen Lignins in seiner Struktur zersetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die unfermentierten pflanzlichen Stoffe durch Zusatz von fermentierten, vorzugsweise in fortgeschrittenem Fermentationsstadium befindlichen pfl&nzlichen Stoffen in Fermentation versetzt werden.

609844/0405
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in Fermentation versetzten pflanzlichen Stoffe grob zerkleinert werden, weiterhin fermentieren gelassen werden und danach fein, vorzugsweise auf eine Teilchengröße zwischen 1 mm und 5 mm, zerkleinert werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die pflanzlichen Stoffe während der Fermentation nach der Grobzerkleinerung durchmischt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die pflanzlichen Stoffe nach der Feinzerkleinerung weiter fermentieren gelassen werden, bis das Zellengewebe zersetzt ist.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die pflanzlichen Stoffe während der Fermentation nach der Feinzerkleinerung durchmischt werden.
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung der Starte der Fermentation durch Regelung der Fermentationstemperatur erfolgt.
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung der Stärke der Fermentation durch Zusatz von Fermentations-Katalysatoren und/oder Fermentations-Inhibitoren erfolgt·
9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch' gekennzeichnet, daß die Dauer der Fermentation so bemessen wird, daß die pflanzlichen Stoffe durch die entstehende Fermentationswärme zumindest teilweise getrocknet werden.

609844/0405

261G 7 2 ö
10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Trocknen der fermentierten pflanzlichen Stoffe, vorzugsweise unmittelbar im Anschluß an die Fermentation, durch Temperaturerhöhung auf weniger als 200⁰C, vorzugsweise auf 60⁰C bis 150⁰C, insbesondere 120⁰C bis 150⁰C, erfolgt.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Trocknen durch Einblasen von Heißluft, vorzugsweise von 300⁰C bis 35O°C, in die fermentierten pflanzlichen Stoffe erfolgt.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Trocknen auf eine vorgegebene Restfeuchte in einer Trocknungszone, vorzugsweise bei zeitlich zumindest annähernd gleichbleibender Wärmezufuhr, durch Regelung der der Trocknungszone je Zeiteinheit zugeführten Menge der fermentierten pflanzlichen Stoffe erfolgt.
13. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Trocknen auf eine Restfeuchte von 3 % bis 8 % erfolgt.
14. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß von den zum Verpressen geförderten, getrockneten pflanzlichen Stoffen zu deren Homogenisierung eine Teilmenge bzw. ein Teilstrom abgezweigt und den jeweils erneut vom Trocknen kommenden Stoffen hinzugefügt wird.
15. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen ersten Fermentationsbehälter (2), eine diesem nachgeschaltete Grobzerkleinerungsvorrichtung (5), einen der Grobzerkleinerungsvorrichtung (5) vorzugsweise über ein Fördermittel (6) nachgeschalteten zweiten Fermentationsbehälter (7), eine diesem nachgeschaltete Feinzerkleinerungs-

B f! M H 4 h I 0 U 0 B ORfQf Γ-AL >m?E

vorrichtung (8) und einen der Feinzerkleinerungsvorrichtung (8) vorzugsweise über ein weiteres Fördermittel (9, 10) nachgeschalteten dritten Fermentationsbehälter (11).
16. Einrichtung nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch eine im zweiten und/oder im dritten Fermentationsbehälter (7; 11) angeordnete Mischvorrichtung (12; 13).
17. Einrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß dLe Fermentationsbehälter (2; 7; 11) jeweils an ihrem oberen Ende beschickbar und an ihrem unteren Ende entleerbar sind.
18. Einrichtung nach Anspruch 16 und 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischvorrichtung (12; 13) eine in der Mitte des Fermentationsbehälters (7; 11) senkrecht stehende, nach oben fördernde Förderschnecke ist.
19. Einrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Fermentationsbehälter (7; 11) eine sich nach unten erweiternde, vorzugsweise
kege!stumpfförmige Gestalt hat.

Bli HHA 4 /04 Π S