DE60210072T2

DE60210072T2 - Verfahren zur herstellung von festbrennstoff aus biomasse

Info

Publication number: DE60210072T2
Application number: DE60210072T
Authority: DE
Inventors: Piotr Manko; Andrzej Noskowiak
Original assignee: Biotek Sp Z O O; Biotek Sp Zoo
Current assignee: Biotek Sp Z O O; Biotek Sp Zoo
Priority date: 2001-06-06
Filing date: 2002-06-05
Publication date: 2006-11-02
Anticipated expiration: 2022-06-06
Also published as: DK1397470T3; HUP0400112A2; CZ20033348A3; EP1397470A2; CZ295818B6; WO2002099015A2; PL198194B1; WO2002099015A3; US20060037235A1; PL347960A1; EP1397470B1; DE60210072D1; ATE321112T1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verfahren zur Herstellung eines festen Brennstoffs aus Biomasse in Form von Briketts.
Ein fester Brennstoff dieses Typs wird für das Heizen von Häusern, Gewächshäusern, Heizkesselräumen und Heizöfen verwendet.
DE 196 10 247 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung verschiedenartig geformter Elemente, einschließlich Briketts aus Stängeln von Sonnenblumen, welche einjährige Pflanzen sind. Die geformten Elemente können als industrielle Produkte wie beispielsweise Isoliermaterialien und/oder Bauplatten verwendet werden.
Die Verfahren zur Herstellung von Brennstoffen pflanzlichen Ursprungs in der Form von Briketts in unterschiedlicher Dichte, Größe und Form, die derzeit bekannt sind, verwenden zur Herstellung Abfallmaterialien wie beispielsweise Sägemehl und Holzstückchen von mehrjährigen Bäumen. Jedoch sind mit diesen Arten von Brennstoffen und deren Herstellungsverfahren zahlreiche Nachteile verbunden. Die beschränkte Basis an Rohmaterial sowie dessen heterogener Charakter ist einer von ihnen. Dies beeinflusst das Herstellungsverfahren, die Reproduzierbarkeit der Parameter und die Qualität des Endprodukts nachteilig. Die Brennstoffhersteller sollten in der Nähe von Sägewerken oder anderen holzverarbeitenden Firmen, die Rohmaterial liefern, angesiedelt sein. Der beste Standort für Brennstoffhersteller ist in der Nähe ihrer Verkaufsstellen, das bedeutet in großen Städten, vorstädtischen Häusersiedlungen und Gewächshausfarmen.
Diese Erfindung zielt darauf ab, die oben genannten Mängel durch Einführung eines Hochleistungs-Rohmaterials mit homogenem Charakter, das konstante Herstellungsbedingungen gewährleisten kann, zu beseitigen.
Diese Erfindung führt ein Verfahren zur Herstellung eines festen Brennstoffs aus Biomasse in Form von Briketts in einem Dichtebereich von 400 bis 1500 g/dm² ein.
Gemäß der Erfindung wird die Biomasse aus Stängeln einer mehrjährigen Pflanze, die Sida hermaphrodita Rusby genannt wird, die in 20 bis 100 mm, vorzugsweise 50 mm lange Stücke zerkleinert wurden, hergestellt, die anschließend weiter zerkleinert werden, um ein durchschnittliches Verhältnis von Länge zu Dicke von 40 bis 80, vorzugsweise 60, und einen Anteil von Stücken, die länger als 10 mm sind, von 2 bis 20%, vorzugsweise 10%, zu erhalten, während Stücke, die kürzer als 0,25 mm sind, 5 bis 15%, vorzugsweise 10%, ausmachen sollen.
Die zerkleinerten Stängel mit Feuchtigkeitsgehalt von 3 bis 18%, vorzugsweise 12% werden zu Briketts der beabsichtigten Dicke und Form gepresst, während Lignin, dass sich natürlicherweise im Rohmaterial befindet, als Bindemittel dient.
Die Biomasse wird aus Stängeln von Sida hermaphrodita Rusby gemischt mit anderen zerkleinerten Substanzen pflanzlichen Ursprungs, vorzugsweise Holz, das weniger als 60% der Trockenmasse bildet, hergestellt.
Es wird ein natürliches Bindemittel, vorzugsweise Melasse entsprechend 0,3 bis 2,0%, vorzugsweise 0,3%, der Trockenmasse hinzugefügt und anschließend der Komprimierung unterzogen.
Der Brennstoff, der aus Biomasse und nach dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren hergestellt wird, hat eine chemische Zusammensetzung und eine Wärmeeffizienz, die mit Birkenholz vergleichbar ist, und kann in zufriedenstellendem Maße Kohle oder Holz ersetzen.
Die chemische Zusammensetzung des Rohmaterials, welches in der Herstellung verwendet wird, ermöglicht eine geringe Emission an schädlichen Nebenprodukten aus der Verbrennung wie beispielsweise Schwefeldioxid und Stickoxide. Es besteht keine Gefahr von Emissionen schädlicher Nebenprodukte aus der Verbrennung von Harzen oder synthetischen Klebstoffen, welche auftreten, wenn Briketts oder Möbel aus Abfällen von Spanplatten hergestellt werden. Sida hermaphrodita Rusby-Plantagen können neben Brikettanlagen angesiedelt sein, um Transport und Lagerung des Rohmaterials besonders einfach zu gestalten.
Die Erfindung wird durch die folgenden praktischen Beispiele dargestellt.
Beispiel I
Sobald die Stängel von Sida hermaphrodita Rusby technologisch reif waren, wurden sie durch einen Siloernter abgeschnitten und in eine Masse von 50–100 mm langen Stücke umgewandelt. Dann wurde die Biomasse auf einem Anhänger zur Fabrik transportiert. Es wurde ein Schredder verwendet, um die Biomasse weiter in 1 bis 5 mm lange Stücke zu zerkleinern. Weniger als 12% bestand aus Stücken, die kleiner als 0,25 mm waren. Zu diesem Zeitpunkt stand die Biomasse mit einem Wassergehalt von 30% für die Brikettierung bereit. Die Verfahrenslinie bestand aus einem Trommeltrockner, einem Trockenmaterialbehälter und zwei Arten von Brikettierungspressen vom Kolben- und Schneckentyp. Briketts, die mittels der Kolbenbrikettierungpresse hergestellt wurden, enthielten 10% an Wasser und zeichneten sich durch eine Dichte von 800 bis 1300 g/m³ aus, wohingegen Briketts, die mittels der Schneckenbrikettierungspresse hergestellt wurden, eine Dichte von 1300 bis 1500 g/dm³ aufwiesen. Entsprechend war die Produktionsleistung der Kolbenbrikettierungspresse 180 kg/Stunde und die der Schneckenbrikettierungspresse 50 kg/Stunde. Die Brikettierungspressen haben im Vergleich zur Verarbeitung von Holzabfällen auf stabilere Weise gearbeitet.
Beispiel II
Zur wie oben beschrieben zuvor zerkleinerten Biomasse wurde etwas hölzernes Sägemehl entsprechend 50% der Trockenmasse hinzugegeben. Die Mischung wurde mittels eines Schneidewerks weiter in 1 bis 5 mm Stücke zerkleinert. Stücke, die kleiner als 0,25 mm sind, machten 12% des Volumens aus. Zu diesem Zeitpunkt hatte die Biomasse einen Wassergehalt von 30%. Zur Biomasse, die wie oben beschrieben hergestellt wurde, wurden etwa 0,03% Molasse hinzugegeben und dann wurde sie in einer Kolbenpresse zusammengepresst. Es wurden schließlich Briketts mit einer Dichte von 1100 kg/m³ erhalten, welche für Herde verwendet werden können.
Diese Art von Brennstoff wird für die Wärmeerzeugung in Heizkesseln und als Ersatz für Kohle, Holz oder Gas sowie für Herde im Haus verwendet.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines festen Brennstoffs aus Biomasse in Form von Briketts in einem Dichtebereich von 400–1.500 g/dm³, die durch Komprimierung geformt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Biomasse aus zu 20–100 mm, vorzugsweise 50 mm langen zerkleinerten Stücken aus Stengeln einer mehrjährigen Pflanze, die Sida hermaphrodita Rusby genannt wird, hergestellt wird und als nächstes weiter zerkleinert wird, um ein durchschnittliches Verhältnis von Länge zu Dicke von 40–80, vorzugsweise 60, und einen Anteil von Stücken, die länger als 10 mm sind, von 2–20%, vorzugsweise 10%, zu erhalten, während Stücke, die kürzer als 0,25 mm sind, 5–15%, vorzugsweise 10%, ausmachen sollten.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die weiter zerkleinerten Stengel mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 3–18%, vorzugsweise 12%, zu Briketts der beabsichtigten Dicke und Form gepreßt werden, während Lignin, das sich natürlicherweise im Rohmaterial befindet, als Bindemittel dient.
Verfahren gemäß Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Biomasse aus Stengeln von Sida hermaphrodita Rusby hergestellt wird, die mit anderen zerkleinerten Substanzen pflanzlichen Ursprungs, vorzugsweise Holz, das weniger als 60% der Trockenmasse bildet, vermischt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das natürliche Bindemittel zur Biomasse hinzugefügt wird, wobei das Bindemittel vorzugsweise Melasse ist und 0,3–2,0%, vorzugsweise 0,3%, der Trockenmasse beträgt, bevor die Biomasse der Komprimierung unterzogen wird.