DE3627986A1 - Verfahren zum herstellen von briketts - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Briketts oder pillenförmigen Körpern zum Heizen, die herge­ stellt sind aus Getreidehalmen oder Stroh oder ähnlichem celluloseartigem Abfallmaterial unter Vermischen mit einem Bindemittel während der Kompression, in erster Linie durch Strang- oder Kolbenpressen, mit einem Druck, der die Tem­ peratur in dem Brikett zeitweise auf 75 bis 200°C erhöht.

Ein solches Verfahren ist z. B. aus der DK-PS 1 48 119 be­ kannt, in der ein Verfahren zum Herstellen gepreßter Stroh­ briketts zum Heizen beschrieben ist, bei dem als Bindemit­ tel ein organisches Material enthaltender wässriger Schlamm verwendet wird, insbesondere ein Schlamm, der bei der Abwasserreinigung oder der Biogasgewinnung anfällt. Die für dieses Verfahren genannten Vorteile sind insbesondere die Entfernung des Schlamms durch die Herstellung von Strohbriketts und die Ausbeutung des Heizwertes des orga­ nischen Gehaltes des Schlamms, während die Struktur- oder Deformationsbeständigkeit des Briketts von geringerer Bedeutung zu sein scheint. Die nach dem bekannten Verfah­ ren erhaltenen Briketts haben sich als für den Transport ungeeignet erwiesen, da sie keine ausreichende Beständig­ keit gegen Deformation aufweisen. Bereits bei der gering­ sten Beanspruchung zerbröckeln diese Briketts häufig, z. B. wenn sie in Haufen gelagert werden.

Aus der DK-Patentanmeldung 90/84 ist es bekannt, daß ein Bindemittel zur Verbesserung der Deformationsbeständigkeit des Briketts beim Transport über relativ große Entfernun­ gen benutzt werden kann. Nach dieser letzgenannten Anmel­ dung besteht das Bindemittel aus Flugasche, die, vergli­ chen mit anderen Bindemitteln, eine billige Abfallsubstanz ist und die sogar einen leicht erhöhten Feuchtigkeitsge­ halt im Stroh absorbieren kann. Die Nachteile bei dem Einsatz von Flugasche schließen die Tatsache ein, daß der Mineralgehalt der Flugasche einen starken mechanischen Abrieb auf Kolben und anderen Teilen beim Herstellungsver­ fahren verursacht, und daß der Gehalt der Flugasche an Abfallmaterial im Hinblick auf die Umgebung verunreinigen­ de Substanzen nicht kontrollierbar ist. Dies läßt Flug­ asche auch zur Verwendung als Dünger nicht geeignet er­ scheinen.

Aus der DK-Patentanmeldung 4471/81 sind Brennstoff-Briketts oder -Pillen bekannt, bei denen als Bindemittel Tallöl in einer Menge von 1 bis 10 Gew.-% benutzt wird. Wegen 5 des Einsatzes dieses Bindemittels sollten die Briketts mit einer Flamme brennen. Der Nachteil dieses Bindemittels ist, daß Tallöl keine ausreichende Deformationsbeständig­ keit in den Briketts sicherstellt, damit man diese über große Distanzen befördern kann.

Da Tallöl ein öliges Produkt mit einem Gehalt an höheren Fettsäuren, Harzsäuren, Estern und unverseifbaren Substan­ zen ist, verträgt es sich während der Herstellung der Briketts oder Pillen nicht gut mit der Presse, da Tallöl, das nur bei 80-90°C dünnflüssig wird, während des Abkühlens verklebt und sich in der Matrix und im Kühlabschnitt ab­ setzt. Außerdem muß Tallöl importiert werden, was die Zahlungsbilanz belasten kann.

Ein weiteres bekanntes Verfahren benutzt das unter dem Handelsnamen WAFOLIN^R bekannte Lignosulfonat als Bindemit­ tel. Mit dieser Substanz hergestellte Briketts haften aber nur schlecht zusammen und zerbröckeln leicht. Außer­ dem hat Lignosulfonat einen Schwefelgehalt von etwa 5% und führt so zu einer erhöhten Schwefelemission.

Ein gemeinsames Merkmal der bekannten Bindemittel ist, daß sie alle einen Wassergehalt zwischen 12 und 16% im Stroh, d. h. ein sehr trockenes Stroh, erfordern. Unter den klimatischen Bedingungen in Nordeuropa ist ein Trock­ nen bis zu einem so geringen Wassergehalt auf dem Feld vor dem Einfahren des Strohs selten möglich, und es hat sich in der Tat erwiesen, daß der größte Teil des Strohs, der für das Pressen von Briketts benutzt wird, vor dem Verarbeiten zu Briketts entwässert werden muß. Dieses De­ hydratationsverfahren ist energieaufwendig und vergleichs­ weise teuer und vermindert so die aus dem Stroh gewinnba­ re Gesamtmenge an Energie.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen von Briketts oder pillenför­ migen Körpern aus Stroh oder ähnlichem celluloseartigem Abfallmaterial mit einem Wassergehalt von mehr als 16% zu schaffen, bei dem man ein Bindemittel benutzt, das die Stabilität des Briketts sicherstellt, so daß ein Trans­ port über große Entfernungen möglich ist, wobei das Binde­ mittel keine Sekundärwirkungen derart haben soll, wie einen erhöhten Abrieb bei Kolben oder Matrix noch soll es die Umwelt verunreinigende Bestandteile enthalten. Weiter soll das Bindemittel zusammen mit dem Brennstoff in einen landwirtschaftlichen Kreislauf einführbar sein, d. h. die bei der Verbrennung dieser Briketts anfallenden Ascherückstände sollen als zusätzlicher Dünger benutzt werden können.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe da­ durch gelöst, daß man Stroh und ähnliches Abfallmaterial von Hülsenfrüchten und Proteinpflanzen als Bindemittel verwendet. Stroh von Hülsenfrüchten und Proteinpflanzen hat einen Proteingehalt zwischen 30 und 40 g/kg. Dieses Protein führt während der Kompression bei der hohen Tem­ peratur zusammen mit dem Wassergehalt im Stroh zu einer Koagulation der Proteine, wodurch die Strohbriketts zu einer stabilen Form mit einer relativ hohen Beständigkeit gegenüber physikalischer Spannung gebunden werden. Ein sehr wichtiges Merkmal des angegebenen Bindemittels ist es, daß man damit Stroh mit einem Wassergehalt von bis zu 75% mehr als bisher einsetzen kann, ohne daß die Qualität des hergestellten Briketts beeinträchtigt wird, und daß das Bindemittel keinen großen Abrieb auf dem Kolben oder der Matrix verursacht. Im koagulierten Zustand wirkt das Bindemittel außerdem als Schmiermittel zwischen dem Stroh und der Matrix.

Der Verbrennungsrückstand der Strohbriketts ist eine Asche, die keine Verunreinigungen für die Umwelt enthält, wie Schwermetalle, da alle für die Herstellung der Strohbri­ ketts benutzten Materialien aus der Überschußproduktion eines üblichen Bauernhofes stammen. Es ist daher nur na­ türlich, die anfallende Asche zum Düngen zu benutzen, wo­ raus sich ergibt, daß für die Bestandteile der Briketts ein Kreislauf geschaffen wird.

Es hat sich als besonders geeignet erwiesen, Stroh von der Produktion von Erbsen und Lupinen als Bindemittel zu benutzen. Dadurch kann man die relativ große Menge von Stroh, das aus Hülsenfruchtanbau stammt, ebenfalls vorteilhaft verwenden. In häufig angebauten Sorten beträgt der Rohproteingehalt zwischen 30 und 40 g/kg Stroh. Damit das Bindemittel wirksam ist, muß es in einer Menge von bis zu 10%, vorzugsweise 5%, zugesetzt werden.

Eine besonders überraschende Wirkung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß der Wassergehalt des Strohs von 16 bis 30% variieren kann, was bisher das Pressen von Strohbriketts ausschloß, weil feuchtes Stroh beim Pressen zu Briketts Dampftaschen bildete, die die Briketts beein­ trächtigten und zu einem schlechten Zusammenhalt führten. Der zulässige höhere Wassergehalt beim erfindungsgemäßen Verfahren ist in Verbindung mit dem Proteingehalt des Bindemittels an der Schaffung einer stabilen Bindung be­ teiligt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Beispiels erläutert:

Stroh mit einem Wassergehalt von 24% wurde in einer FARM- HAND-Zerkleinerungsmaschine zu 1 bis 3 cm großen Stücken zerschnitten. In einer Mischkammer wurde zerkleinertes Erbsenstroh hinzugemischt und die Mischung dann einer C.F. Nielsen-Exzenterpresse zugeführt, die sich zum Pressen von Strohbriketts als von angemessener Stabilität erwiesen hat. Die Wirkung und die Betriebsbedingungen einer solchen Presse sind bekannt, so daß deren Beschrei­ bung nicht erforderlich ist. Die gepreßten Briketts werden in einer zusammenhängenden Kette bei einer Temperatur von etwa 70°C aus der Presse ausgeworfen und entlang einem Kühlabteil zum Lagerplatz geführt, wo die Briketts durch Herunterfallen abbrechen.

Die erzeugten Strohbriketts haben einen Gehalt an trocke­ nen Feststoffen von etwa 92% und einen Wärmewert von etwa 4310 kcal/kg oder 18 045 kJ/kg. Die genannten Heizwerte hängen stark von der Jahreszeit, dem Klima, der Getreide­ sorte und der Bodenbeschaffenheit ab.

Claims (4)

1. Verfahren zum Herstellen von Briketts zum Heizen, die hergestellt sind aus Getreidehalmen oder Stroh oder ähnli­ chem cellulosehaltigem Abfallmaterial im Gemisch mit einem Bindemittel während des Zusammenpressens, hauptsächlich durch Strang- oder Kolbenpressen, wobei man einen Druck benutzt, der die Temperatur im Brikett zeitweilig auf 75 bis 200°C erhöht, dadurch gekennzeichnet, daß man Stroh oder ähnliches Abfallmaterial von Hülsenfrüchten und/oder Proteinpflanzen als Bindemittel hinzumischt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man zerkleinertes Stroh von Erbsen oder Lupinen als Binde­ mittel benutzt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das Bindemittel in einer Menge von bis zu 10%, vorzugs­ weise 5%, hinzugibt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Stroh einen Wassergehalt im Bereich von 16 bis 30%, vorzugsweise von 18 bis 23%, hat.