DE2751820A1

DE2751820A1 - Verfahren und vorrichtung zur waermegewinnung aus pflanzlichen abfallstoffen

Info

Publication number: DE2751820A1
Application number: DE19772751820
Authority: DE
Inventors: Johann Kleber
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-11-19
Filing date: 1977-11-19
Publication date: 1979-05-23
Also published as: DE2751820C2

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Wärmegewinnung aus
pflanlichen Abfallstoffen = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = Die Erfindung betrifft zunächst ein Verfahren zur Wärme gewinnung aus pflanzlichen Abfallstoffen. Außerdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Unter pflanzlichen Abfallstof?en sollen hier Rückstände in Form von Stroh, rutterresten od. ä. verstanden werden.
Ferner sollen diese über einen verhältnismäßig hohen natürlichen oder durch Lagerung aufgenommenen Eeuchtigkeitsgehalt verfügen und/oder derart heterogen zusammengesetzt sein, daß eine wirtschaftliche Wärmegewinnung durch Verbrennung ausscheidet.
Die solchen pflanzlichen Abfallstoffen noch innewohnende Wärmeenergie bleibt praktisch bis jetzt ungenutzt.
Hier setzt nun die Erfindung an. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches Verfahrens sowie eine geeignete Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens vorzuschlagen, mit denen noch Wärme aus pflanzlichen Abfallstoffen der genannten Art auf wirtschaftliche Weise gewonnen werden kann.
Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch ein Verfahren, dessen t3esonderhelt darin besteht, daß die Abfallstoffe nach Beginn einer biologischen Zersetzung und unter Beibehaltung ihrer natürlichen Feuchte bei freiem Luftzutritt gelagert werden, wobei die Abfallstoffe um einen Wärmeaustauscher geschichtet sind und durch den Wärmeaustauscher eine aufzuwarmende Flüssigkeit geleitet wird.
Bei dieser Art der Wärmegewinnung können pflanzliche Abfallstoffe verschiedener Zusammensetzung zusammen verwertet werden. Gelagert werden Abfallstoffe, bei denen erkennbar eine biologische Zersetzung begonnen hat. Außer der Lagerung sind dann keinerlei mechanische Einwirkungen mehr erforderlich. Die Abfallstoffe werden vielmehr sich selbst überlassen, wobei die biologische Zersetzung unter Wärmeentwicklung fortschreitet.
Die Wärme gelangt dabei an den Wärmeaustauscher (der von beliebiger Bauart sein kann), wird dort auf die aufzuw'>rmende FlüssigReit übertragen und mit dieser fortgeleitet.
Die Wärmeleitung innerhalb der Abfallstoffe, welche bis unmittelbar um den Wärmeaustauscher geschichtet sind, wird durch die natürliche Feuchte der Abfallstoffe begünstigt.
Hier ist also die Feuchte von Nutzen, während sie für eine Verbrennung einen Ballaststoff darstellt und erst durch aufwendige Trocknungsprozesse entfernt werden müßte.
Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet somit, in besonders einfacher und wirtschaftlicher Weise Wärme aus Abfallstoffen zu gewinnen, die sonst verlorengingen. Es ist das Verdienst der Erfindung, dieses Energiepotential erkannt zu haben und einen einfachen Weg zu seiner Nutzung vorzuschlagen.
Bis zu welcher Intensität die Wärmeentwicklung gehen kann, ist nicht zuletzt durch Katastrophenberichte bekannt. So kommt es immer wieder bei Gras, Klee und anderem Grünfutter, aber auch bei Heu, Stroh usw., welche der Fäulnis unterliegen, zur Selbsterhitzung mit anschließender Selbstentzünaung. Es wird also dabei mitunter schneller Wärme entwickelt als abgeführt werden kann.
Vorteilhaft kommen als Abfallstoffe ldist von Pferden, Kühen od. ä. zur Anwendung. - Dabei ist die biologische Zersetzung zunächst in dem tierischen Dung besonders intensiv eingeleitet und findet in dem beigemengten Stroh weitere Nahrung.
Dieses Verfahren ist naturgemäß für landwirtschaftliche Betriebe mit Viehhaltung von besonderem Interesse, da dort ohnehin eine ttistlagerung üblich ist. Diese kann jetzt zur praktisch kostenlosen MWårmegewinnung für Heizzwecke, einer Warmwasserzubereitung und vieles mehr genutzt werden. Damit eröffnet sich auch die Möglichkeit, entlegene Stallungen, Reithallen od. ä. Einrichtungen mit Wärme zu versorgen, während die Bereitstellung von Verbrennungswärme oder Elektrowärme zu aufwendig wäre.
Daß derartige Abfallstoffe ein ernstzunehmendes Energiepotential darstellen, konnten Versuche eindrucksvoll zeigen. So erreichte die aufzuwärmende Flüssigkeit Endtemperaturen bis zu 900 C und ließ sich damit ohne weiteres eine Zentralheizung betreiben. Andererseits treten keine übermäßigen Temperaturen auf, so daß es auch keiner aufwendigen Temperaturüberwachung, Temperaturregelung od. dgl.
bedarf. Die Abfallstoffe verbrauchen sich im übrigen verhältnismäßig langsam. So genügte es bei einer Versuchsanlage, erst nach 3 Monaten die ursprünglichen Abfallstoffe auszulagern und durch frischere zu ersetzen.
Das Verfahren ist besonders einfach und preisgünstig zu realisieren, wenn als aufzuwärmende Flüssigkeit Wasser eingesetzt wird.
Zur Durchführung des Verfahrens schlägt die Erfindung eine Vorrichtung mit einem nach oben belüfteten und im übrigen feuchtigkeitsundurchlässigen Sammelbehälter mit den besonderen Merkmalen vor, daß im Abstand zum Boden und zu den Seitenwänden des Sammelbehälters ein Wärmeaustauscher angeordnet ist und der Wärmeaustauscher einen über den Sammelbehälter überstehenden Einlaufstutzen und Auslaufstutzen aufweist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist einfach aufgebaut, so daß sich auch bereits vorhandene Sammelbehälter ohne weiteres im Sinne der Erfindung umrüsten lassen. Die Sammelbehälter können ortsfest oder ortsbeweglich sein.
Zweckmäßigerweise besteht der Sammelbehälter aus Beton.
Daneben kommen aber auch andere Bau- und Werkstoffe in Betracht, z. B. glasfaserverstärkter Kunststoff od. ä..
Nach einem weiteren Vorschlag bildet mindestens eine Seitenwand des Sammelbehälters eine Schräge. Diese kann bei größeren Sammelbehältern auch als befahrbare Rampe ausgebildet sein. - Dadurch wird vor allem das maschinelle Ein- und Auslagern der Abfallstoffe mit Ladefahrzeugen erleichtert.
Vorteilhaft besteht der Wärmeaustauscher aus Kunststoff. -Ein derartiger Wärmeaustauscher ist besonders korrosionsfest. Ansonsten können auch Wärmeaustauscher aus Metall mit einer Kunststoffbeschichtung oder einer dauerhaften, insbesondere säurefesten, Lackierung zum Einsatz kommen.
In weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens sind mehrere Wärmeaustauscher hintereinander geschaltet und gemeinsam auf einem herausnehmbaren Gestell montiert.
Um den allmählichen Abbau der Abfallstoffe und die Wirksamkeit der Vorrichtung in einfacher Weise überwachen zu können, ist in der Nähe des Einlaufstutzens sowie des Auslaufstutzens ein Temperaturmeßgerät für die aufzuwärmende Flüssigkeit angeordnet.
Vorteilhaft ist ferner der Einlaufstutzen mit einer Förderpumpe für die aufzuwärmende Flüssigkeit verbunden.
Weitere Einzelheiten werden nachfolgend für ein Ausführungsbeispiel in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Darin zeigen: Figur 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einem Längsschnitt und Figur 2 den Gegenstand nach Figur 1 in entsprechender Draufsicht.
Nach den schematischen Darstellungen der Figuren 1 und 2 besteht eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Wärmegewinnung aus pflanzlichen Abfallstoffen aus einem Sammelbehälter 1 mit mehreren darin angeordneten Wärmeaustauschern 2. Der Sammelbehälter 1 ist nach oben offen und besteht aus feuchtigkeitsundurchlässigem Beton.
Die Wärmeaustauscher 2 haben die Form von aufrecht stehenden Kesseln mit eingebauten Schikanen und sind zu einer Reihe hintereinander geschaltet. Dabei sind sie gemeinsam auf einem plattenförmlgen Gestell 3 montiert.
Der Wärmeaustauscher 2 am Anfang der Reihe weist einen Einlaufstutzen 4 und der Wärmeaustauscher am Ende der Reihe einen Auslaufstutzen 5 auf. Ferner ist an jedem der vorgenannten Wärmeaustauscher 2 ein Temperaturmeßgerät 6 für die aufzuwärmende Flüssigkeit angebracht.
Mit dem Einlaufstutzen 4 ist eine Förderpumpe 7 verbunden.
Der Sammelbehälter 1 ist bis dicht unter seine Ränder mit pflanzlichen bfallstoffen 8, nämlich Mist gefüllt, welcher die Wärmeaustauscher 2 allseits umgibt. Die Wärmeaustauscher 2 haben voneinander und vom Boden des Sammelbehälters 1 einen wesentlichen kleineren Abstand als von den Seitenwänden und den Rändern des Sammelbehälters 1 und liegen somit in einem warmen Kern, der seitlich und nach oben durch dickere Schichten gut isoliert ist.
Statt einer einzigen Reihe von Wärmeaustauschern 2 können bei größeren Sammelbehältern auch mehrere Reihen nebeneinander angeordnet und in Reihe oder parallel geschaltet werden. Zum besseren Ein- und Auslagern der Abfallstoffe kann eine Seitenwand des Sammelbehälters 1, wie gestrichelt dargestellt, eine Schräge 9 bilden.

Claims

Verfahren und Vorrichtung zur Wärmegewinnung aus pflanzlichen Abfallstoffen Patentansprüche/SchutzansDrüche 1. Verfahren zur Wärmegewinnung aus pflanzlichen Abfallstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfallstoffe nach Beginn einer biologischen Zersetzung und unter Beibehaltung ihrer natürlichen Feuchte bei freiem tuftzutritt gelagert werden, wobei die Abfallstoffe um einen Wärmeaustauscher geschichtet sind und durch den Wärmeaustauscher eine aufzuwärmende Flüssigkeit geleitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Abfallstoffe Mist von Pferden, Kühen od. ä.

zur Anwendung kommt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als aufzuwärmende Flüssigkeit Wasser eingesetzt wird.
4. Vorrichtung zur Wärmegewinnitrig aus pflanzlichen Abfalistoffen nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit einen rauch oben belüfteten und im übrigen feuchtigkeitsundurchlässigen Sammelbehälter, dadurcn gekennzeichnet, da3 im Abstand zum Boden und zu den Seitenwänden des Sammelbehälters ( 1 ) ein Wärmeaustauscher ( 2 ) angeordnet ist und der Wärineaustauscher ( 2 ) einen über den Sammelbehälter ( 1 ) überstehenden Einlaufstutzen ( 4 ) und einen Auslaufstutzen ( 5 ) aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch , dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelbehälter ( 1 ) aus Beton besteht.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Seitenwand des Sammelbehälters ( 1 ) eine Schräge ( 9 ) bildet.
7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeaustauscher ( 2 ) aus Kunststoff besteht.
8. Vorrichtung nach Anspnich 4 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Wärmeaustauscher ( 2 ) hintereinander geschaltet und gemeinsam auf einem herausnehmbaren Gestell ( v ) montiert sind,
9. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der ähe des Einlaufstutzens ( 4 ) sowie des Auslaufstutzens ( 5 ) ein Temperatureßgerät ( 6 ) für die aufzuarmende Flüssigkeit angeordnet ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch l oder 9, dadurch gekennzeichnet, da3 der Einlaufstutzen ( ) mit eine Förderpumpe ( 7 ) -'ür die aufzuwärmende Flüssigkeit verbunden ist.