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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von pelletiertem
Brennstoff, welcher Kunststoff- und Cellulosepartikel enthält, wobei
ein Zuführstrom,
welcher Kunststoff- und Cellulosepartikel enthält, zu einer Pelletierungsvorrichtung
zugeführt
wird.
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Das
Verfahren wird inbesondere bei Prozessen zum Recyclen von Haushalts-
und Industrieabfallströmen
in pelletierten Brennstoff verwendet. Cellulosepartikel stammen
von zum Beispiel Papier, Holz, Windeln, Verbänden und Textilien. Kunststoffpartikel
stammen zum Beispiel von Verpackungsmaterialien, insbesondere Polyethylenfilm.
Solch pelletiertes Brennstoff-Recyclat hat eine hohe Verbrennungswärme und
wird als Brennstoff in Öfen
verwendet. Die Erfindung betrifft ebenfalls pelletierten Brennstoff,
die Verwendung des pelletierten Brennstoffs als sekundären Brennstoff
und unterschiedliche Verfahren der Feuerung von Öfen mit dem pelletierten Brennstoff.
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Das
im Handel erhältliche
pelletierte Brennstoff-Recyclat ist bisher quasi ausschließlich unter nicht-kritischen
Verbrennungsbedingungen verwendet worden, wie in Fließbettöfen. Aufgrund
der langen Verweilzeit in solchen Veraschungsöfen werden weniger Anforderungen
hinsichtlich der Eigenschaften des pelletierten Brennstoffs und
der Verfahren zu seiner Herstellung gestellt. Die bekannten Pellets werden
quasi nicht als sekundärer
Brennstoff unter kritischeren Verbrennungsbedingungen wie zum Beispiel
in Hochöfen
und Kraftwerksöfen
verwendet, welche mit pulverisierter Kohle befeuert werden. Als Folge
hinkt die potentielle Nachfrage nach pelletiertem Brennstoff-Recyclat
weit hinter dem enormen, potentiellen Angebot hinterher. Dies ist
sehr nachteilig, da eine sehr große Menge an beschmutzendem Abfall
unter hohen Kosten deponiert oder verarbeitet werden muss, während eine
große
Energiequelle unerschlossen bleibt.
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US-A-5342418
beschreibt ein Verfahren zum Herstellen von pelletiertem Brennstoff
aus Haushaltsabfällen,
insbesondere aus Windeln und Hygienebinden zur Verwendung als sekundärer Brennstoff
in einem Gemisch aus Kohle zum Befeuern von Öfen. Der Kunststoffgehalt der
Pellets wird zu diesem Zweck so gewählt, dass er zwischen 10 und
40 Gew.-% liegt. Die Eigenschaften des pelletierten Brennstoffs,
wie die Ausmaße,
die Zusammensetzung und die Dichte sind hinsichtlich seiner Verwendung
als sekun därer
Brennstoff in einem Gemisch gewählt
worden, welches Kohle als primären
Brennstoff enthält.
Diese Pellets werden durch Verwenden eines Schredders und einer
Hammermühle,
um die Partikelgröße in einem
Abfallstrom zu verringern, welcher aus Kunststoff- und Cellulosepartikeln
besteht, und Zuführen
des erhaltenen Zuführstroms
zu einer Pelletierungsvorrichtung hergestellt. Es wird beschrieben,
dass die erhaltenen Pellets leicht gebunden sind und leicht brechen
und dass härtere
Pellets durch Verringern des Kunststoffgehalts und Erhöhen des
Feuchtigkeitsgehalts erhalten werden können. Gemäß US-A-5342418 impliziert ein
höherer
Kunststoffgehalt eine noch niedrigere Härte, infolgedessen die Pellets
noch leichter brechen werden. Es wird ebenfalls erwähnt, dass
höhere
Kunststoffgehalte von bis zu 60 Gew.-% tatsächlich möglich sind, aber dass solch
ein pelletierter Brennstoff nicht zur Verwendung als sekundärer Brennstoff
für Kohle
geeignet ist und in besonderen Pellet-Veraschungsanlagen verbrannt
werden muss. Der Kunststoffgehalt und der Cellulosegehalt werden
hier und hiernach jedes Mal in Prozentsätzen des gesamten Trockengewichts
des Kunststoffs und der Cellulose ausgedrückt. Wo hier und hiernach auf
Eigenschaften des Brennstoffpellets oder von Partikeln in einer
Sammlung von Partikeln verwiesen wird ist dies so beabsichtigt,
dass es den durchschnittlichen Wert einer ausreichend großen Anzahl
an pelletiertem Brennstoff oder Partikeln einbezieht. „Zuführstrom" versteht sich hier
und hiernach jedes mal so, dass es der Strom ist, der zur Pelletierungsvorrichtung
zugeführt wird.
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Es
gibt nun einen Bedarf für
einen Prozess für
ein Verfahren zum Herstellen von pelletiertem Brennstoff, der einen
hohen Kunststoffgehalt hat, während
er dennoch ausreichend gute Eigenschaften hat, um seine Verwendung
als sekundären Brennstoff
zu ermöglichen.
Neben einem hohen Brennwert werden „gute Eigenschaften" insbesondere so
verstanden, dass sie eine gute Härte
einbeziehen, welche dem Pellet gute Massen-, Lagerungs- und Transporteigenschaften
verleiht, wie insbesondere bessere pneumatische Dosiereigenschaften, weniger
Pelletbruch, weniger Partikelgrößenabtrennung
eine höhere
Dichte und besseres Fließverhalten.
Eine weitere wichtige gewünschte
Eigenschaft ist eine gute Mahlbarkeit. Das Ziel der Erfindung ist es,
diesen Bedarf zu erfüllen.
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Dieses
Ziel wird gemäß der Erfindung
erreicht, weil der Zuführstrom
mindestens 40 Gew.-% Kunststoff (bezogen auf das Gesamttrockengewicht der
Kunststoff- und der Cellulosepartikel) enthält, der Zuführstrom eine Temperatur (T1)
von höchstens 90°C hat, die
Pelletierungsvorrichtung eine Ringform mit Löchern hat, deren tatsächliche
Lochlänge
(L) und Lochdurchmesser (D) Verhältnis
(R) mindestens 5 ist und eine Temperatur (T1) von höchstens
90°C hat,
und der pelletierte Brennstoff eine Härte von mehr als 10 kgf hat,
oder, falls das Pellet einen Kunststoffgehalt von mehr als 60 Gew.-%
hat, mehr als 15 kgf hat, wobei die Härte gemäß dem Kahl-Test gemessen wird.
Der „Lochdurchmesser" versteht sich in jedem
Fall als der kleinste Durchmesser des Lochs, welcher den Durchmesser
des Pellets bestimmt. „Tatsächliche
Lochlänge" (L) versteht sich
als Länge
des Teils des Loches, worin der Zuführstrom tatsächlich gepresst
wird.
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Es
ist überraschend
herausgefunden worden, dass es möglich
ist, unter Verwendung einer Pelletierungstechnik in dem Verfahren
gemäß der Erfindung
pelletierten Brennstoff mit einem hohen Kunststoffgehalt herzustellen,
der zur Verwendung als sekundärer
Brennstoff geeignet ist. Dies ist besonders überraschend, weil Pellets mit
solch hohen Kunststoffgehalten üblicherweise
nur mit Hilfe eines Extruders oder Agglomerator-Maschinen hergestellt werden
können,
sei es auch für
andere Zwecke. Dies ist ein Hauptvorteil für die Abfall-verarbeitende
Industrie, weil Pelletieren eine sehr preiswerte Formgebungstechnik
ist im Vergleich mit Extrusion oder Agglomeration. Vorzugsweise
ist der Kunststoffgehalt dann sogar höher, vorzugsweise mindestens
50%, bevorzugter mindestens 60 und insbesondere bevorzugt sogar
mindestens 75 Gew.-%. Es ist herausgefunden worden, dass der mit
diesem Verfahren erhaltene pelletierte Brennstoff die Vorteile eines
sehr hohen Brennwerts, gute Verbrennungseigenschaften und eine gute
Härte und
Mahlbarkeit vereinigen.
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Vorzugsweise
besteht der Kunststoff in dem Verfahren gemäß der Erfindung im Wesentlichen
aus Polyethylen. Der Kunststoff in den meisten Abfallströmen kommt
hauptsächlich
aus Verpackungsmaterialien, welche hauptsächlich aus Polyethylen gemacht sind. „Polyethylen" versteht sich hier
auch so, dass es alle Polymere einschließt, welche prinzipiell Ethylen
als Monomer enthalten, wie lineare, verzweigte Homopolymere oder
Copolymere aus Ethy len. Zusätzlich
zu Polyethylen kann der Zuführstrom
eine geringere Menge von höchstens
etwa 30, bevorzugter höchstens
20 Gew.-% von einem oder mehreren anderen Kunststoffen enthalten.
Die unten erwähnten
Verarbeitungsbedingungen basieren auf Polyethylen als Hauptbestandteil.
Das Verfahren gemäß der Erfindung
kann im Prinzip jedoch ähnlich
auf Abfallströme
angewendet werden, die prinzipiell andere Kunststoffe als Polyethylen
enthalten, mit dem Verständnis,
dass die unten zu erwähnenden
Verfahrensbedingungen entsprechend angepasst werden müssen. Insbesondere
werden die Temperaturen durch einen Betrag angepasst, der etwa dem
Unterschied bei der Erweichungstemperatur des Kunststoffs in dem
Zuführstrom
entspricht. Ein Fachmann kann den optimalen Wert aufgrund der Beschreibung einfach
bestimmen.
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In
dem Verfahren gemäß der Erfindung
hat der Zuführstrom
vorzugsweise eine Temperatur (T1) von höchstens 90°C, bevorzugter höchstens
75°C. Bei
dieser Temperatur hat der Zuführstrom
ausreichend gute Transporteigenschaften, ohne Probleme von Agglomeration,
Schmieren und Filamentbildung vor oder in der Pelletierungsvorrichtung
einzubeziehen. „Schmieren" versteht sich so,
dass es meint, dass die hohe Temperatur den Kunststoff in so einem Ausmaß zum Erweichen,
Schmelzen oder zumindest Verflüssigen
bringt, dass er über
geschmiert wird und an allen Teilen anhaftet, mit welchen er in
Kontakt kommt. Im Kontext dieser Ziele beträgt die Temperatur vorzugsweise
höchstens
60°C und
insbesondere bevorzugt höchstens
50°C. Bevorzugterweise
wird der Zuführstrom
zur vorher erwähnten
Temperatur in einem Trockenschritt vor dem Pelletierungsschritt
erhitzt. Falls der Kunststoffgehalt des Zuführstroms mindestens 60 Gew.-%
beträgt,
hat der Zuführstrom vorzugsweise
eine Temperatur (T1) von höchstens 75,
bevorzugter höchstens
60°C zum
Zweck der Verhinderung von Agglomeration und Schmieren.
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Hinsichtlich
der Stabilität
des Pelletierungsverfahrens und der Qualität der erhaltenen pelletierten
Brennstoffs werden die Werte von R und T1 vorzugsweise in einem
Verhältnis
zueinander gewählt, dass
die Temperatur (T2) der Pellets, welche die Ringform verlassen,
zwischen 80 und 125°C
beträgt. Vorzugsweise
ist die Temperatur T2 über
90°C, weil dann
eine gute Pellethärte
erhalten wird. Vorzugsweise ist die Temperatur im Allgemeinen niedriger
als 125°C,
vorzugsweise niedriger als 120°C
und sogar bevorzugterweise niedriger als 115°C, weil sich die Pellets, welche
die Form verlassen, dann weniger agglomerieren werden. Je höher der
Kunststoffgehalt, desto größer wird
die Agglomerierungsneigung sein. Daher werden bei einem Kunststoffgehalt
von mehr als 60 Gew.-% die Werte von R und T1 in einem Verhältnis zueinander
gewählt,
dass die Temperatur (T2) der Pellets, welche die Ringform verlassen,
zwischen 80 und 110°C
beträgt.
Der Anstieg in der Temperatur (T2 – T1), der in der Pelletierungsvorrichtung
auftritt, beträgt
hinsichtlich des Erhalts einer guten Härte vorzugsweise mindestens
10, bevorzugter mindestens 20 und noch bevorzugter mindestens 30
und insbesondere bevorzugt mindestens 40°C. Ein höherer Temperaturanstieg kann
zum Beispiel durch Einstellen eines höheren R gewählt werden. Dies wird ein kompakteres
und härteres
Brennstoffpellet ergeben. Aus diesem Grund beträgt R vorzugsweise mindestens
8, bevorzugter mindestens 10, noch bevorzugter mindestens 12 und
insbesondere bevorzugt mindestens 15. Der Wert von R, der gewählt wird,
kann nicht jeder hohe Wert sein, weil dies die Produktivität negativ
beeinflussen würde.
Der Wert von R ist daher im Allgemeinen kleiner als 20. Höhere Temperaturanstiege
können
auch durch Wählen
einer erhitzten oder Hitze-isolierten Ringform realisiert werden.
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Vorzugsweise
beträgt
der Durchmesser der Löcher
in der Ringform höchstens
10 mm. Der Vorteil hiervon ist, dass dann härtere Pellets erhalten werden.
Der R-Quotient muss dann wie oben beschrieben größer als 5 sein. Hinsichtlich
der gewünschten hohen
Härte beträgt der Durchmesser
vorzugsweise höchstens
8, bevorzugter höchstens
6 und insbesondere bevorzugt höchstens
4 mm. Eine mögliche
Erklärung
hierfür
ist, dass die erzeugte Hitze auch in das Innere des Pellets schneller
eindringt, was eine bessere Adhäsion
zwischen den erweichten Kunststoffpartikeln und auch den Cellulosepartikeln
im Innern des Pellets ergibt. Die Länge des Pellets wird im Allgemeinen
zwischen dem 1- und 10-, vorzugsweise zwischen dem 1- und 5- und
bevorzugter zwischen dem 1- und 3-Fachen des Durchmessers gewählt. Insbesondere
bevorzugt sind die Längen
etwa gleich dem Durchmesser. Die (durchschnittliche) Länge kann
zum Beispiel durch Schneiden oder Brechen der Pellets, welche die
Ringform verlassen, mit Hilfe eines oder mehrerer Messer oder Brechbalken
gewählt
werden, welche sich relativ zur Formoberfläche bewegen.
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Im
Verfahren gemäß der Erfindung
wird der Zuführstrom
vorzugsweise aus einem Abfallstrom durch dessen Reduktion in einer
Reduktionsvorrichtung hergestellt, welche eine Siebgutmatte und
eine Mahlvorrichtung enthält,
welche Siebgutmatte als Folge einer häufig variierenden Zugkraft,
welche darauf einwirkt, den Abfallstrom lose schüttelt, während und/oder nachdem er auf
Größenbasis
in eine Fraktion von kleinen Partikeln und eine Fraktion von großen Partikeln
getrennt worden ist, wonach die Fraktion der großen Partikel zu einem gemahlenen
Produkt mit der gewünschten
Partikelgröße in der
Mahlvorrichtung reduziert wird, wonach das gemahlene Produkt und
die Fraktion der kleinen Partikel vereinigt werden. Das intensive
Schütteln
auf der Siebgutmatte verursacht, dass kleine agglomerierte Partikel
aufbrechen, infolgedessen eine relativ große Fraktion bereits die gewünschten,
maximalen Ausmaße
erfüllen
kann. Dies bringt einen größeren Kapazitätsvorteil
mit sich. Vorzugsweise sind bereits 20–30 Gew.-% des Abfallstroms
kleiner als die Maschengröße der Siebgutmatte.
Ein weiterer Vorteil dieses Verfahrens ist, dass schwere Teile,
wie Metallteile, gut von leichten Partikeln wie den Cellulose- und Kunststoffpartikeln
getrennt werden können,
infolgedessen sie leichter, vollständiger und selektiver aus dem
Abfallstrom entfernt werden, bevor die Fraktion der großen Partikel
der Mahlvorrichtung zugeführt wird.
Vorzugsweise werden die Metallteile durch einen Magneten, vorzugsweise
ein Magnetband während
und/oder nach dem Schütteln
auf der Siebgutmatte entfernt. Die Kapazität wird von dem gewünschten
Reduktionsgrad und somit von dem Unterschied in der Partikelgröße zwischen
dem Abfallstrom und dem Zuführstrom
abhängen.
Eine „Mahlvorrichtung" versteht sich insbesondere
als Schredder, obwohl das Verfahren prinzipiell nicht darauf beschränkt ist.
Es sollte vermerkt werden, dass das vorher erwähnte Verfahren zum Reduzieren
des Abfallstroms nicht nur im Verfahren gemäß der Erfindung, sondern auch
allgemein in den vorher erwähnten
bevorzugten Ausführungsformen
und mit den vorher erwähnten
Vorteilen verwendet werden kann, um einen Abfallstrom zu reduzieren,
welcher Kunststoff- und Cellulosepartikel
enthält.
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Die
Größe der Siebmaschen
und somit der Partikel nach dem Mahlen wird in Relation zum Lochdurchmesser
der Ringform gewählt.
Mit Blick auf Erhalt eines gut pelletierbaren Zuführ stroms
beträgt
die Größe der Kunststoff-
und Cellulosepartikel im Strom, der zur Pelletierungsvorrichtung
zugeführt wird,
vorzugsweise überwiegend
höchstens
das 6-Fache, bevorzugter höchstens
das 5-Fache und insbesondere höchstens
das 4-Fache des Lochdurchmessers der Ringform im nachfolgenden Pelletierungsschritt. „Überwiegend" versteht sich hier
so, dass es mindestens etwa 75 Gew.-% einbezieht. Falls die Partikel
zu groß sind,
wird die Verweilzeit des Materials in der Pelletierungsvorrichtung
zu lang, infolgedessen die Temperatur zu hoch werden kann und Schmieren
der Kunststoffpartikel auftreten kann. Es ist gefunden worden, dass
gute Pelletierungsergebnisse für
pelletierten Brennstoff mit Durchmessern von zwischen 5 und 10 mm
erhalten werden können,
falls die Partikel in dem Zuführstrom überwiegend
kleiner als 30 mm sind. Mit einer Partikelgröße in dem Zuführstrom
von 30 mm oder mehr ist es schwierig, Brennstoffpellets mit Durchmessern
von weniger als 5 mm in einem Pelletierungsschritt zu erhalten.
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Da
der Abfallstrom üblicherweise
einen hohen Feuchtigkeitsgehalt hat, umfasst das Recyclingverfahren
des Abfallstroms üblicherweise
einen oder mehrere Trockenschritte. Der Feuchtigkeitsgehalt spielt
eine wichtige Rolle beim Pelletieren des Zuführstroms. Feuchtigkeitsgehalte
werden in Prozentsätzen
des Gesamtgewichts ausgedrückt,
während die
Kunststoff- oder Cellulosegehalte in Prozentsätzen des Trockengewichts der
Kunststoff- und
Cellulosepartikel ausgedrückt
werden. Vorzugsweise hat der Zuführstrom
in dem Verfahren gemäß der Erfindung
einen Feuchtigkeitsgehalt von 1 bis 15 Gew.-% (bezogen auf das Gesamtgewicht
des Zuführstroms). Vorzugsweise
beträgt
der Feuchtigkeitsgehalt 2–10 Gew.-%
und bevorzugter 3–5
Gew.-%. Der Vorteil einer bestimmten minimalen Menge an Wasser ist, dass
der Zuführstrom
leichter verformt und somit leichter pelletiert werden kann. Falls
der Kunststoffgehalt höher
als 60 Gew.-% ist, kann der Feuchtigkeitsgehalt des Zuführstroms
niedriger sein, insbesondere zwischen 1 und 5 oder sogar zwischen
1 und 3 Gew.-%, was den Vorteil hat, dass das Endprodukt weniger
Feuchtigkeit enthalten wird und einen noch höheren Brennwert hat. Ein weiterer
Vorteil der Gegenwart einer minimalen Menge an Feuchtigkeit ist, dass
die Pellets, welche die Formlöcher
verlassen, aufgrund der Verdampfung der noch vorhandenen Feuchtigkeit
schneller und weiter abkühlen,
infolgedessen Agglomeration weniger leicht stattfinden wird. In
dem Verfahren gemäß der Erfindung
haben die Pellets, welche die Ringform verlassen, daher vorzugsweise
einen Feuchtigkeitsgehalt von zwischen 2 und 5 Gew.-%, wonach die
Pellets in einem Gasstrom gekühlt
und getrocknet werden. Der Feuchtigkeitsgehalt des Zuführstroms
ist ebenfalls ein Kontrollparameter für die Temperatur des Zuführstroms
und die Temperatur der Pellets, welche die Form verlassen. Vorzugsweise
wird dieser Gehalt daher so gewählt,
dass die Temperatur der Pellets, welche die Formlöcher verlassen,
aus Gründen
und mit den besonderen Präferenzen
wie oben beschrieben, nicht höher
als 125°C
ist. Der Feuchtigkeitsgehalt kann andererseits nicht so hoch gewählt werden, dass
der Restfeuchtigkeitsgehalt nach der Herstellung der Brennstoffpellets
zu hoch ist, weil die Feuchtigkeit den Brennwert der Brennstoffpellets
wegen der hohen Hitze der Verdampfung wesentlich verringert. Aus
diesen Gründen
beträgt
der Feuchtigkeitsgehalt der ultimativen Brennstoffpellets weniger
als 5, bevorzugter sogar weniger als 3 Gew.-%.
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Zusammenfassend
betrifft das Verfahren zum Herstellen von pelletiertem Brennstoff
gemäß der Erfindung
ein Verfahren, bei welchem ein Zuführstrom, welcher mindestens
40 Gew.-% Kunststoffpartikel, im Wesentlichen Polyethylenpartikel,
Cellulosepartikel und 1-15 Gesamtgew.-% Feuchtigkeit enthält, bei
einer Temperatur (T1) von höchstens
90°C zu
einer Pelletierungsvorrichtung zugeführt wird, welche eine Ringform
mit Löchern
mit einem Lochdurchmesser von höchstens
10 mm und mit einem Verhältnis
(R) einer tatsächlichen
Lochlänge
und Lochdurchmesser von mindestens 5 enthält, wobei die Werte von R und
T1 so im Verhältnis
zueinander gewählt
werden, dass die Temperatur (T2) der Pellets, welche die Ringform
verlassen, zwischen 80 und 125°C
liegt und der T2 – T1
Temperaturanstieg mindestens 10°C
beträgt.
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In
einer besonderen Ausführungsform
des Verfahrens gemäß der Erfindung
wird das Pelletieren in zwei aufeinander folgenden Schritten durchgeführt, wobei
der Lochdurchmesser der Ringform im zweiten Pelletierungsschritt
kleiner ist, als im ersten Pelletierungsschritt. Mit Blick auf das
Erhalten einer höheren
Gesamtkapazität
ist R in dem ersten Schritt vorzugsweise kleiner als in dem zweiten
Schritt. Der Vorteil dieses Verfahrens ist, dass es zum Herstellen von
Pellets mit sehr kleinen Durchmessern sehr geeignet ist. Das Zwei-Schritt
Pelletierungsverfahren wird vorzugsweise für einen gewünschten Pelletdurchmesser von
weniger als 8 mm, bevorzugter für einen
Pelletdurchmesser von weniger als 5 mm und noch bevorzugter für einen
Pelletdurchmesser von weniger als 4 mm verwendet. Es ist sehr überraschend,
dass so kleine Pellets mit Hilfe einer Pelletierungstechnik ohne
jedes Risiko von zu langer Verweilzeit und Schmieren der Kunststoffpartikel
in dem Pelletierungsschritt hergestellt werden können. Das vorher erwähnte Zwei-Schritt
Pelletieren wird vorzugsweise verwendet, falls die Partikelgröße in dem Zuführstrom
größer als
etwa das 4-, bevorzugt das 5-, bevorzugter das 6-Fache des Durchmessers
des ultimativen Brennstoffpellets ist.
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Die
erhaltenen Pellets haben gute Brenneigenschaften, wie insbesondere
einen sehr hohen Brennwert, und gute Masse-, Lagerungs- und Transporteigenschaften,
wie insbesondere gute pneumatische Dosierungseigenschaften, wenig
Staubbildung, Bruch und Partikelgrößenabtrennung, gutes Fließverhalten
und gute Mahlbarkeit. Unter „pneumatischer
Dosierung" versteht
man die Injektion der Pellets in den Ofen durch Transport, welcher
mit einem Gasstrom (Luftstrom) bewirkt worden ist. Die Pellets haben
auch eine niedrigere Hygroskopizität, infolgedessen die Langzeitstabilität auch besser
sein kann. Die Absorption von Feuchtigkeit und somit der ultimative
Feuchtigkeitsgehalt wird demzufolge auch geringer sein, was vorteilhaft
ist, weil Feuchtigkeit den Brennwert der Pellets verringert. Die
Pellets haben daher eine relativ hohe Verbrennungswärme. Diese wird
mehr als 20, vorzugsweise mehr als 25, noch bevorzugter mehr als
30 und insbesondere bevorzugt sogar mehr als 35 Giga-Joules pro
Tonne betragen, was teilweise auch vom Kunststoffgehalt abhängt. Der
pelletierte Brennstoff gemäß der Erfindung
ist besonders zur Verwendung als Brennstoff, insbesondere als sekundärer Brennstoff
zusätzlich zu
einem primären
Brennstoff, zum Befeuern von Öfen
geeignet.
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Der
pelletierte Brennstoff kann als sekundärer Brennstoff zusätzlich zu
einem primären
Brennstoff verwendet werden, insbesondere in einem Verfahren zum
Befeuern eines Ofens mit einem primären Brennstoff und einem sekundären Brennstoff,
bei welchem der sekundäre
Brennstoff zur Flamme des primären
Brennstoffs getrennt vom primären
Brennstoff zugeführt
wird. Wegen seiner guten Eigenschaften ist der gemäß der Erfindung
erhaltene pelle tierte Brennstoff besonders zum Verbrennen in Öfen geeignet,
zu welchen der primäre
Brennstoff und der sekundäre
Brennstoff getrennt zugeführt
werden, wobei der sekundäre
Brennstoff zur Flamme des primären Brennstoffs
zugeführt
wird. Dieses Verfahren bietet den Vorteil, zum Beispiel gegenüber einer
Verbrennung eines Gemisches aus dem primären Brennstoff und dem sekundären Brennstoff,
dass weniger Feststoff-Abtrennung, Staubbildung und auch unvollständige Verbrennung
stattfindet. Der pelletierte Brennstoff kann entweder in gemahlener
oder ungemahlener Form zugeführt
werden.
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Der
pelletierte Brennstoff ist auch zur Verwendung in Hochöfen und
Kraftwerksöfen
besonders geeignet, welche mit pulverisierter Kohle befeuert werden,
in welchen aus recycelten Abfallströmen erhaltener pelletierter
Brennstoff bislang nur mit großen Problemen
verwendet worden ist. Die Forschung hat nun gezeigt, dass der bekannte
pelletierte Brennstoff zur Verwendung in Kraftwerksöfen, welche
mit pulverisierter Kohle befeuert werden, teilweise wegen pneumatischer
Dosierungsprobleme (schlechtes Fließverhalten) nicht geeignet
ist, und weil er einerseits zu groß für die direkte Verwendung ist
und andererseits nicht gut gemahlen werden kann, was zu Blockierung
des Dosiersystems (Injektionssystems) und unvollständiger Verbrennung
und Verunreinigung der Bodenasche führen kann. Es ist herausgefunden
worden, dass der pelletierte Brennstoff gemäß der Erfindung mit einer Härte von
mehr als 10 kgf oder, falls das Pellet einen Kunststoffgehalt von mehr
als 60 Gew.-% hat, von mehr als 15 kgf, für diese Anwendung aufgrund
seiner sehr guten Mahlbarkeit besonders geeignet ist. Der pelletierte
Brennstoff kann auch in einem Verfahren zum Befeuern eines Ofens
mit pulverisierter Kohle als primärem Brennstoff verwendet werden,
wobei gemäß der Erfindung erhaltener
pelletierter Brennstoff mit einer Härte von mehr als 10 kgf, oder
falls das Pellet einen Kunststoffgehalt von mehr als 60 Gew.-% hat,
von mehr als 15 kgf, gemahlen wird und das gemahlene Produkt zur Flamme
des primären
Brennstoffs zugeführt
wird. Hinsichtlich der Mahlbarkeit beträgt die Härte vorzugsweise mindestens
20 kgf. Vorzugsweise wird in diesem Verfahren das gemahlene Produkt
gleich nach dem Mahlen direkt zum Ofen zugeführt. Die Vorteile hiervon sind,
dass jegliche Transportprobleme, welche dem Pressen des gemahlenen
Produkts zuzu schreiben sind, vermieden werden und dass das Sicherheitsrisiko
von auftretenden Staubexplosionen verringert wird. vorzugsweise
wird der pelletierte Brennstoff so gemahlen, dass mindestens 80 Gew.-%
des gemahlenen Produkts kleiner als 2 mm sind. Der Vorteil hiervon
ist, dass die Verbrennung vollständig
ist. Es ist herausgefunden worden, dass sehr gute Mahlergebnisse
erzielt werden, wenn ein Ultrarotor als Mahlvorrichtung verwendet
wird, insbesondere bei hohen Kunststoffgehalten, zum Beispiel von über etwa
60 Gew.-%.
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Die
Forschung hat ebenfalls gezeigt, dass der üblicherweise erhältliche
pelletierte Brennstoff zur Verwendung in Hochöfen ungeeignet ist. In Hochöfen gibt
es einen hohen Druck von etwa 5 bar und der ganze Transport findet
in geschlossenen Systemen statt. Wenn ein sekundärer Brennstoff verwendet wird,
befinden sich die Lagerung und Zulieferung des sekundären Brennstoffs
unter Druck und Injektionslanzen werden verwendet, um ihn zuzuführen. Diese
Bedingungen machen es sehr schwierig, einen sekundären Brennstoff
zu verwenden. von Blockierungen wurde gefunden, dass sie häufig während des
Transports durch das Injektionssystem sowohl im Fall von Pellets,
als auch gemahlenem Produkt auftraten. Im Fall von gemahlenem Produkt
entstehen als Folge von Brückenbildung
auch Probleme bei der Lagerung. Es gab daher einen Bedarf für ein verbessertes
Verfahren zum Befeuern eines Hochofens unter Verwendung eines Recyclats
als sekundärem Brennstoff
zusätzlich
zum primären
Brennstoff. Es ist gefunden worden, dass sehr gute Ergebnisse erhalten
werden, wenn der pelletierte Brennstoff gemäß der Erfindung dann direkt
zum Hochofen als sekundärer
Brennstoff zugeführt
wird. Vorzugsweise ist der Durchmesser des pelletierten Brennstoffs
dann weniger als etwa 5 mm, bevorzugter sogar weniger als 4 mm,
um gute Fließeigenschaften
und vollständige Verbrennung
zu erhalten.
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Hinsichtlich
der Produktionskosten beträgt der
Durchmesser der Brennstoffpellets vorzugsweise mehr als 2 mm, bevorzugter
mehr als 3 mm. Die Länge
beträgt
vorzugsweise etwa das 0,5-5- und
insbesondere das 1-2-Fache des Durchmessers. Hinsichtlich der pneumatischen
Transporteigenschaften ist die Länge
insbesondere bevorzugt die gleiche wie der Durchmesser. Wegen seiner
besonders guten Eignung zur Verwendung als sekundärer Brennstoff in
Hochöfen
betrifft die Erfindung ebenfalls pelletierten Brenn stoff gemäß der Erfindung
mit einem Durchmesser von weniger als 5 mm und seine Verwendung
in Hochöfen.
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Einige
besondere Vorteile des vorher erwähnten Verfahrens zum Befeuern
von Hochöfen können im
Allgemeinen auch mit pelletiertem Brennstoff mit einem Durchmesser
von höchstens
5 mm erhalten werden, selbst wenn er nicht gemäß dem Verfahren gemäß der Erfindung
hergestellt worden ist. Der pelletierte Brennstoff gemäß der Erfindung
wird jedoch bevorzugt, weil er eine gute Härte hat und wenig Staubbildung
und Blockierung im Injektionssystem verursacht.
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In
JP-A-57057796 werden Pellets offenbart, welche aus einem Gemisch
aus einem Cellulose-enthaltenden Material und einem Kunststoff hergestellt werden.
Auch wird ein Verfahren zur Herstellung solcher Pellets durch Pelletieren
offenbart, indem zuerst ein Cellulose-enthaltendes Material mit
Kunststoff unter Druck geschmolzen und dann pelletiert wird.
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In
US-A-4952216 wird ein verbrennbares Mitglied, welches zwei Arten
Polyethylen und einen Holzbrei einschließt, offenbart, als auch ein
Verfahren zur Herstellung eines solchen Mitglieds durch Extrusion
einer Schmelze aus den zwei Arten Polyethylen und einem Holzbrei.
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In
WO-A-97/95218 werden ein Brennstoffpellet und ein Verfahren zum
Herstellen solch eines Brennstoffpellets durch Pelletieren offenbart.