DE4325069A1 - Verfahren zum Herstellen von Brennstoffbriketts - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen
von Brennstoffbriketts aus karbonisierten nach
wachsenden kohlenstoffhaltigen Biomassen.
Es sind bereits Verfahren zum Herstellen von Brenn
stoffbriketts durch Verpressen verschiedenartiger
Biomassen, wie z. B. Kaffee- und Kakaoschalen,
Bagasse, Baumwollkapseln, Erdnußschalen, Abfällen
der Fruchtverarbeitung, Schilfgras usw. bekannt.
Die aus diesen Biomassen durch Karbonisierung
gewonnenen Biokohlen fallen in kleinstückiger bis
pulveriger Form an. Sie müssen für eine weitere
Verwendung brikettiert werden. Hierbei ist vorge
sehen, daß die Biokohlen gemahlen und anschließend
mit einem Bindemittel beispielsweise Holzteer,
Melasse oder Stärke sowie Wasser vermischt werden.
Die so erzeugte Masse wird mittels handelsüblicher
Vorrichtungen gepreßt und die Preßlinge werden
anschließend nach Absieben von Feinteilen einer
Trockenanlage zugeführt. Durch das Zufügen von
Wasser ist eine intensive Trocknung bespielsweise
in einem Tunnelofen mit Heißluft erforderlich. Bei
diesem Verfahren ist nachteilig, daß die durch
Karbonisierung nachwachsender Rohstoffe erzeugten
Biokohlen auch unter Anwendung großer Binde
mittelmengen nicht mit der gewünschten Festigkeit
brikettiert werden können. Die blättchenartige
Struktur vieler Biokohlen führt nicht zu einem
überlagernden, verfilzten Verbund der Kohle
partikel. Nach Verlassen des Presswerkzeuges ist
bei einer Mehrzahl der Briketts ein Auffedern der
Presslinge zu beobachten, die somit weder lager
noch transportstabil sind. Die bekannten Verfahren
zum Herstellen von Brennstoffbriketts auf Basis
karbonisierter nachwachsender Rohstoffe sind
darüber hinaus sehr energieaufwendig, da eine
zusätzliche Trocknung durchgeführt werden muß.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein
Verfahren der gattungsgemäßen Art zu schaffen, mit
dem in einfacher Weise und ohne großen Energie
einsatz Brennstoffbriketts auf Basis von
karbonisierten, nachwachsenden Rohstoffen herge
stellt werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß als kohlenstoffhaltiges Ausgangsmaterial aus
nachwachsenden Rohstoffen hergestellte Biokohle
verwendet wird, der vor dem Verpressen zu Brenn
stoffbriketts naturbelassene Pflanzenfasern als
Bindemittel beigemischt werden. Es hat sich ge
zeigt, daß beispielsweise bei Einsatz einer
Doppelschneckenpresse und durch die Beimischung von
naturbelassenen Pflanzenfasern zu der Biokohle eine
weitere spezielle Vorbehandlung der Biokohle
beispielsweise die Aufbereitung der Biokohle auf
ein definiertes Körnungsspektrum und die Zugabe von
Wasser nicht mehr notwendig sind. Dadurch, daß der
Ausgangsmasse kein Wasser zugegeben wird, ist eine
spätere intensive Trocknung unter Zufuhr von bei
spielsweise zusätzlicher Heißluft nach dem Ver
pressen nicht mehr notwendig. Somit können er
hebliche Energieeinsparungen erzielt werden.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung
ergeben sich aus den übrigen in den Unteransprüchen
genannten Merkmalen.
Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausfüh
rungsbeispiel anhand der zugehörigen Zeichnung, die
in einem Blockschaltbild den Verfahrensablauf
zeigt, näher erläutert.
Das in der Figur gezeigte Blockschaltbild ver
deutlicht den Verfahrensablauf zur Herstellung von
Brennstoffbriketts auf der Basis von karbonisierten
nachwachsenden Rohstoffen. In einem ersten Ver
fahrensschritt 10 werden vorhandene Biomassen,
beispielsweise Holz und Rindenabfälle, Getreide
schalen, Nußschalen, Fruchtsteine, Kakao- oder
Kaffeeschalen, Stroh, Bagasse, Baumwollkapseln und
ähnliche nachwachsende Rohstoffe durch Karboni
sierung, d. h. durch Verkohlung in Biokohle umge
wandelt. Durch die Karbonisierung, die bei
Temperaturen bis 500°C durchgeführt wird, werden
Biokohlenstoffe erzeugt, die einen Kohlenstoff
gehalt von mehr als 70 Gewichtsprozent aufweisen.
Die organische Struktur des Ausgangsmaterials
bleibt beim Karbonisieren weitgehend erhalten, das
heißt die Biokohlen weisen eine in etwa
blättchenartige Struktur auf.
In einem zweiten Verfahrensschritt 12 wird die
Biokohle mit naturbelassenen Pflanzenfasern 14,
insbesondere in Form von grünen langfaserigen
Gräsern oder ähnlichen lokal verfügbaren Pflanzen
teilen vermischt. Dieses Gemisch aus Biokohle und
den Pflanzenfasern wird in einem nächsten Ver
fahrensschritt 16 weiter vermischt und verpreßt.
Dieses Vermischen und Verpressen erfolgt durch eine
gegenläufige Schnecken aufweisende Doppelschnecken
presse. Durch die Reibwirkung der gegenläufigen
Schnecken werden die unterschiedlich strukturierten
Biokohlen auf die erforderliche, für den Preß
vorgang optimale Korngrößenstruktur gebracht und
verteilt. Gleichzeitig wird das in Form von
Pflanzenfasern eingebrachte Bindemittel intensiv
mit der Biokohle vermischt. In der Doppelschnecken
presse werden dabei insbesondere am Schneckenende
Drücke von ca. 200 bar erreicht, die das Biokohle-
Pflanzenfaser-Gemisch so stark erhitzen, daß der
aus den Pflanzenfasern austretende Saft in
Verbindung mit der natürlichen Faserstruktur die
erwünschte Bindewirkung ergibt. Dabei verfilzt das
Bindemittel mit der Biokohle, so daß es im Brikett
nicht mehr sichtbar ist. Die derart erzeugten
Biokohlebriketts können frei abbrennen, da keine
zusätzlichen raucherzeugenden Bindemittel wie
beispielsweise Holzteer usw. eingesetzt werden. Die
erzeugte Mischung wird dann in dem gleichen
Arbeitsgang durch eine Matrize gepreßt, die
beispielsweise einen kontinuierlichen Kohlenstrang
von 50 mm Durchmesser und ca. 200 mm Länge erzeugt.
Diese strangförmigen Biokohlenbriketts werden
nunmehr in einem nächsten Verfahrensschritt 18 in
scheibenförmige Biokohlebriketts mit beispielsweise
einem Durchmesser von 50 mm und 20 mm Dicke
geschnitten werden. Diese erzeugten transport- und
lagerstabilen Biokohlebriketts werden in einem
nächsten Verfahrensschritt 20 getrocknet. Da bei
diesem Verfahren kein Wasser zugegeben wurde, ist
eine intensive Trocknung, das heißt unter Zufuhr
von energieintensiver Heißluft nicht erforderlich.
Die vollständige Trocknung der Biokohlebriketts
erfolgt ausschließlich an der Luft. Dazu können
diese beispielsweise breitflächig ausgebreitet
werden. Während die erzeugten scheibenförmigen
Biokohlebriketts sich sehr gut als Haushalts
brennstoff eignen, können nach Verlassen der
Doppelschneckenpresse im Verfahrensschritt 16 die
erzeugten strangförmigen Biokohlebriketts ohne
Zerschneiden ebenfalls gleich getrocknet werden, so
daß beispielsweise für Industrieöfen ein sehr gut
geeigneter Brennstoff zur Verfügung steht.
Die Dichte der nach dem Verfahren hergestellten
Biokohlebriketts garantieren Formstabilität und
geringe Abriebverluste, wodurch diese gut lager-
und transportfähig sind. Weiterhin wird ein dem
traditionellen Brennstoff Holzkohle gleichwertiges
Anzünd- und Abbrennverhalten erreicht sowie weisen
die Biokohlebriketts nahezu gleichwertige Heiz
leistungen von ca. 28.000 kJ/kg auf. Die mit dem
erfindungsgemäßen Verfahren erzeugten Biokohlebri
ketts können als hochwertiger, umweltfreundlicher
Brennstoff in industriellen und gewerblichen sowie
Haushaltsfeuerungsanlagen eingesetzt werden. Die
Biokohlebriketts verursachen dabei keine Schwefel
emissionen und führen als aus gewachsenen Pflanzen
massen entstandene Briketts zu keiner CO₂-
Anreicherung in der Atmosphäre.
Weiterhin ist sehr vorteilhaft, daß die trockenen
Biokohlebriketts sich relativ leicht von Hand
brechen lassen, so daß der Brennstoff je nach
Bedarf gut dosiert werden kann.
Die erzeugten Biokohlebriketts sind insbesondere
für die Entwicklungsländer eine zukunftsweisende
Alternative zu Feuerholz und Holzkohle und damit
von grundlegender Bedeutung im Kampf gegen den
Raubbau an den Wäldern mit seinen katastrophalen
ökologischen Folgen.
Es wurde ein einfaches Verfahren gefunden, bei dem
die Aufbereitung der Biokohle auf ein definiertes
Körnungsspektrum, das Beimischen eines Binde
mittels, hier Pflanzenfasern und die Produktion
eines vorzugsweise strangförmigen Briketts in einem
Arbeitsgang erfolgen kann. Insgesamt ergibt sich
damit der Vorteil, daß die Herstellung der Bio
kohlebriketts durch eine einfache robuste Maschi
nentechnik erfolgen kann, die neben einer ein
fachen und sicheren Bedienungsweise zu erheblichen
Kostenreduzierungen führt. Darüber hinaus können
sehr günstig, insbesondere in Entwicklungsländern,
lokal vorhandene preiswerte Bindemittel verwendet
werden.
Die Anlage zur Durchführung des Verfahrens kann
sehr einfach und klein gehalten werden, so daß
diese gut transportabel ist und auch an entlegene
Gebiete ohne weiteres eingesetzt werden kann. Wird
diese Brikettieranlage mit einer Anlage zum Karbo
nisieren von nachwachsenden Rohstoffen kombiniert,
so ist insgesamt eine ökologisch unbedenkliche und
preiswerte Herstellung von Biokohlen bzw. Bio
kohlenbriketts unmittelbar am Anfallort der nach
wachsenden Rohstoffe möglich.
Claims (8)
1. Verfahren zum Herstellen von Brennstoffbriketts
aus karbonisierten, nachwachsenden kohlenstoff
haltigen Ausgangsmaterialien (Biomassen), dadurch
gekennzeichnet, daß den karbonisierten Biomassen
naturbelassene Pflanzenfasern als Bindemittel
beigemischt werden und das Gemisch anschließend
verpreßt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß als naturbelassene Pflan
zenfasern grüne langfaserige Gräser, insbesondere
einen großen Pflanzensaftanteil aufweisende Gräser
beigemischt werden.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das
kohlenstoffhaltige Ausgangsmaterial in eine Korn
größe von 0,05-5 mm, vorzugsweise 0,1-3 mm,
gemahlen wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Pflan
zenfasern in einer Menge von 3-15 Ge
wichtsprozent, vorzugsweise 5-10 Gewichtsprozent
beigemischt werden.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch
aus kohlenstoffhaltigem Ausgangsmaterial und
Pflanzenfasern unter einem Druck von 150-350 bar,
vorzugsweise 200-300 bar verpreßt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Brennstoffbriketts zu Strängen von ca. 200 mm Länge
und ca. 50 mm Durchmesser verpreßt werden.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stränge
unmittelbar nach dem Verpressen in Scheiben von ca.
20 mm Dicke geschnitten werden.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stränge
und/oder Scheiben getrocknet, vorzugsweise luft
getrocknet werden.
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Owner name: EBERSWALDER HOLZKOHLE KASTEN & CO GMBH, 16230 NEUE |
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8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: KAPAK GMBH GESELLSCHAFT FUER KARBONISIERUNG, PYROL |
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