EP2332656A2 - Verfahren und Vorrichtung zur Aufbereitung von Biomasse - Google Patents

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EP2332656A2
EP2332656A2 EP10015375A EP10015375A EP2332656A2 EP 2332656 A2 EP2332656 A2 EP 2332656A2 EP 10015375 A EP10015375 A EP 10015375A EP 10015375 A EP10015375 A EP 10015375A EP 2332656 A2 EP2332656 A2 EP 2332656A2
Authority
EP
European Patent Office
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biomass
stator
rotor
grinding
annular space
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP10015375A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP2332656A3 (de
Inventor
Hermannus Tapken
Josef Siemer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tapken Daniel
Original Assignee
Tapken Daniel
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Filing date
Publication date
Application filed by Tapken Daniel filed Critical Tapken Daniel
Publication of EP2332656A2 publication Critical patent/EP2332656A2/de
Publication of EP2332656A3 publication Critical patent/EP2332656A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C23/00—Auxiliary methods or auxiliary devices or accessories specially adapted for crushing or disintegrating not provided for in preceding groups or not specially adapted to apparatus covered by a single preceding group
    • B02C23/18—Adding fluid, other than for crushing or disintegrating by fluid energy
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C17/00—Disintegrating by tumbling mills, i.e. mills having a container charged with the material to be disintegrated with or without special disintegrating members such as pebbles or balls
    • B02C17/007—Disintegrating by tumbling mills, i.e. mills having a container charged with the material to be disintegrated with or without special disintegrating members such as pebbles or balls specially adapted for disintegrating refuse
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C18/00—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments
    • B02C18/0084—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments specially adapted for disintegrating garbage, waste or sewage

Definitions

  • the invention relates to a process for the continuous preparation of biomass, in particular fermentation residues, in which the biomass is comminuted. Moreover, the invention relates to a device for the continuous preparation of biomass, in particular fermentation residues, with at least one mill having at least one rotatably mounted on a stator rotor with a tool holder.
  • the digestate is a by-product of biogas production from biomass.
  • the biomass In the commercial production of biogas, the biomass is placed in the digester of biogas plants in which the fermentation residues arise from the biomass under biochemical conversion processes.
  • the investment volume can be further reduced by pelleting the biomass downstream of the drying, in particular the fermentation residues falling therefrom. Pelleting, however, requires elaborate treatment of the dried biomass. For this purpose, it is known to crush the dried biomass with a hammer mill.
  • the crushed biomass is conveyed into a separator. Preference is given to a control sieving with recirculation of a coarse fraction of the biomass into the hammer mill.
  • the fine fraction of the biomass is conveyed to a continuous mixer in which the moisture and the temperature of the biomass by admixing water vapor to those for pelleting optimal process values are set.
  • the biomass is transported to a dewatering tank upstream of the pelleting station.
  • this known method is disadvantageous consuming and also has the disadvantage that emanating from the crushing of the dried biomass in hammer mills and subsequent control sieves harmful particulate matter pollution.
  • the invention is therefore an object of the invention to provide a method and an apparatus of the type mentioned, the process as well as device complexity is significantly reduced.
  • the inventive method for the treatment of biomass is characterized in that the uncut biomass is set in rotation, that the rotating biomass is ground, and that the biomass is applied during the grinding process with water vapor.
  • the rotation results in centrifugal forces acting on the biomass, with which the uncut biomass is placed in a radially directed flow movement, which is essential for the continuous treatment of the biomass.
  • the centrifugal forces serve in particular to overcome the flow resistance which counteracts the flow of material through the grinding process.
  • the steam With the steam, the thermal conductivity of the material flow carrying the biomass is increased, so that in the grinding process occurring process heat can be transferred to the highest possible degree in the biomass.
  • the water vapor can have both temperatures above 100 ° C and temperatures below 100 ° C.
  • the steam has a temperature between 60 ° C and 200 ° C, in particular 95 ° C.
  • the biomass is enriched in a controlled manner during the grinding process with urea.
  • the urea decomposes to ammonia, which then converted during combustion toxic nitric oxides into harmless nitrogen and water.
  • the ammonia in the combustion gases leads to a reduction of the carbon monoxide and carbon dioxide content.
  • the urea may be supplied to the biomass either as a solid or in the form of an aqueous solution.
  • the controlled supply of urea is of particular importance. In the context of the invention, it is to be regarded as having the same effect if the biomass is supplied with an ammonia-containing aqueous solution during the grinding process.
  • Independent protection is claimed for a process for the production of pellets in which natural biomass or natural biomaterial is enriched with a predetermined or previously calculated amount of urea, and the enriched biomass is pressed into pellets.
  • the determination or calculation of the amount of urea to be supplied to the biomass is carried out with the aim of minimizing the emission of pollutants caused by combustion of the pellets. In this way, in particular the content of nitrogen oxides, carbon monoxide and carbon dioxide is decisively reduced.
  • the enriched or refined with urea biomass is characterized by the fact that the amount of urea contained in it is greater than the sum of all amounts of urea, which contains the enriched biomass due to the natural biomass processed in it.
  • Natural biomass consists primarily of agricultural and plant-based materials such as silage, digestate, straw, manure or manure. The refinement of the natural biomass with an ammonia-containing aqueous solution is also within the scope of the invention.
  • the uncut biomass is preheated.
  • the relative humidity of the uncut biomass is lowered, so that its flowability and flowability is improved, and the temperature level of finished biomass is as high as possible.
  • the comminuted biomass is moistened as needed by introducing water. If necessary, such a method step offers the possibility of raising the moisture content of the biomass to an optimum process value for pelleting.
  • the moisture is determined on the basis of a temperature measurement carried out on the comminuted biomass. However, if it is determined on the basis of this temperature measurement that the moisture has already exceeded an optimum process value for pelleting, the preheating of the uncut biomass is intensified.
  • the device according to the invention for the continuous preparation of biomass is characterized in that the tool holder has at least one set of drivers, which is arranged on an inner turning circle of the rotor, that the tool holder and the stator together have at least one outer set of grinding tools, which at an outer Rotary circuit of the rotor is arranged, and that the stator has in the region of the grinding tools arranged steam outlet openings.
  • the drivers have the task to put the uncrushed biomass in rotation, the centrifugal forces the rotating biomass moves from the inner circle of the rotor to the outer circle of the rotor on which the grinding tools are arranged.
  • the grinding tools ensure a comminution of the biomass with a defined maximum grain size, so that with a disadvantageous dust development involving comminution processes in hammer mills and subsequent control sieves can be omitted.
  • the carriers arranged on the rotor produce, without an additional exhaust air flow, a material flow transporting the biomass to the grinding tools, so that air deposits subject to adverse dust formation can also be omitted.
  • the arranged in the field of grinding tools steam outlet openings serve to pressurize the biomass during their grinding process with water vapor.
  • the steam outlet openings are preferably arranged in the grinding surfaces of the grinding tools interrupting spaces, so that the resulting process heat in the grinding process on the grinding surfaces of the grinding tools can proceed as directly as possible to the biomass transporting material flow.
  • Device technology is reliably prevented with the heat transfer that the grinding tools reach their grinding surfaces damaging annealing temperatures.
  • the stator and a steam generator associated with the steam outlet openings are connected to one another in a heat-conducting manner.
  • This compound allows the irreversible heat transfer from the steam generator to the stator and from there to the biomass transporting material flow.
  • the heat-conducting connection is designed such that a hot water tank of the steam generator and the stator have the largest possible contact surface with each other and this contact surface has the smallest possible distance to the biomass transporting material flow.
  • the stator has at least one feed opening aligned with the driver, which is designed as an outlet opening of a chute.
  • the chute has the task to produce from the uncut biomass a bulk material column with the greatest possible bulk density, which ensures a continuous supply of biomass in the area arranged on the rotor driver.
  • the feed opening preferably has a circular opening cross-section, wherein the axis of rotation of the feed opening and the axis of rotation of the stator are in coaxial arrangement with one another.
  • stator In order to moisten the crushed biomass, if necessary, by introducing water, is at least one between the stator and the rotor
  • the annulus forming the grinding gap between the grinding tools the stator having at least one water outlet opening leading into the annular space.
  • the stator preferably has a multiplicity of water outlet openings which are distributed uniformly around the circumference of the annular space.
  • the stator has at least one outlet channel connected to the annular space, the annular space and the outlet channel being in operative connection with one another via a set of ejection wings arranged on the rotor.
  • the ejection wings have the task to divert the material flow leaving the grinding gap in the radial directions in the direction of the discharge channel. In order to ensure the ejection wings related to the circumference of the annular space uniform removal of emerging from the grinding gap crushed biomass.
  • the removal of the biomass delivered by the ejection wings to the discharge channel takes place via a discharge screw arranged in the discharge channel, which feeds the processed biomass preferably directly to a pelleting station.
  • the figure shows a side view of the device according to the invention in the middle section.
  • the device has a rotatably mounted on a stator 1 rotor 2 with a tool holder 3.
  • the tool holder has a set of drivers 4, which is arranged on an inner turning circle of the rotor 2.
  • the tool holder 3 and the stator 2 together have a set of grinding tools 5, which is arranged on an outer turning circle of the rotor 2.
  • the grinding tools 5 have holes 6, whose walls function with each other as shear surfaces.
  • the stator 2 has a plurality of steam outlet openings 7 arranged in the region of the grinding tools 5.
  • the stator 1 and the steam outlet openings. 7 associated steam generator 8 are connected to each other thermally conductive.
  • the steam generator 8 to a hot water tank 9, which is arranged on a grinding tool 5 of the stator 1 supporting steel plate 10.
  • the stator 1 has an aligned on the driver 4 feed opening 11 which is formed as an outlet opening of a chute 12. Between the ring-shaped grinding tools 5, a size-adjustable grinding gap 13 is formed, which is surrounded by a formed between the stator 1 and the rotor 2 annular space 14. In these lead arranged on the stator 1 water outlet openings 15 into it.
  • the stator 1 has a discharge channel 16 connected to the annular space 14.
  • the annular space 14 and the discharge channel 16 are connected via a set on the rotor 1 ejection wings 17 in operative connection with each other.
  • the steam generator 8 has a water inlet pipe 18 and a water overflow 19.

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Abstract

Bei einem Verfahren zur kontinuierlichen Aufbereitung von Biomasse, insbesondere von Gärresten, wird die Biomasse zerkleinert, die unzerkleinerte Biomasse in Rotation versetzt, die rotierende Biomasse zermahlen, die Biomasse während des Mahlvorgangs mit Wasserdampf beaufschlagt und kontrolliert mit Harnstoff angereichert. Zur Durchführung des Verfahrens dient eine Vorrichtung mit wenigstens einer Mühle, die wenigstens einen an einem Stator drehbar gelagerten Rotor mit einer Werkzeugaufnahme aufweist. Diese weist wenigstens einen Satz Mitnehmer auf, der auf einem inneren Drehkreis des Rotors angeordnet ist. Außerdem weisen die Werkzeugaufnahme sowie der Stator gemeinsam wenigstens einen Satz Mahlwerkzeuge auf, der an einem äußeren Drehkreis des Rotors angeordnet ist. Der Stator weist im Bereich der Mahlwerkzeuge angeordnete Dampfaustrittsöffnungen auf.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Aufbereitung von Biomasse, insbesondere von Gärresten, bei dem die Biomasse zerkleinert wird. Außerdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Aufbereitung von Biomasse, insbesondere von Gärresten, mit wenigstens einer Mühle, die wenigstens einen an einem Stator drehbar gelagerten Rotor mit einer Werkzeugaufnahme aufweist.
  • Die Gärreste sind ein Nebenprodukt, das bei der Erzeugung von Biogas aus Biomasse anfällt. Bei der gewerblichen Erzeugung von Biogas wird die Biomasse in die Faulbehälter von Biogasanlagen gegeben, in denen aus der Biomasse unter Ablauf biochemischer Umwandlungsprozesse die Gärreste entstehen. Zur Minderung des Investitionsvolumens für Lagerkapazitäten und Transport ist es bekannt, einen hohen Wasseranteil aufweisende Biomasse, insbesondere die einen hohen Wasseranteil aufweisende Gärreste mittels Abwärme aus den Maschinen der Biogasanlage zu trocknen. Ferner ist es bekannt, das Investitionsvolumen durch eine der Trocknung nachgeschaltete Pelletierung der Biomasse, insbesondere der daraus abfallenden Gärreste weiter herabzusetzen. Die Pelletierung erfordert jedoch eine aufwendige Aufbereitung der getrockneten Biomasse. Dazu ist es bekannt, die getrocknete Biomasse mit einer Hammermühle zu zerkleinern. Mit dem Abluftstrom der Hammermühle wird die zerkleinerte Biomasse in einen Abscheider befördert. Vorzugsweise folgt eine Kontrollsiebung mit Rückführung einer Grobfraktion der Biomasse in die Hammermühle. Die Feinfraktion der Biomasse wird in einen Durchlaufmischer befördert, in welchem die Feuchte und die Temperatur der Biomasse durch Beimengung von Wasserdampf auf die für das Pelletieren optimalen Prozesswerte eingestellt werden. Im Anschluss daran wird die Biomasse in einen der Pelletierstation vorgeschalteten Verweilbehälter befördert. Diese bekannte Verfahrensweise ist jedoch nachteilig aufwendig und weist zudem den Nachteil auf, dass von der Zerkleinerung der getrockneten Biomasse in Hammermühlen sowie von nachfolgenden Kontrollsiebungen eine gesundheitsgefährdende Feinstaubbelastung ausgeht.
  • Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung aufzuzeigen, deren verfahrenssowie vorrichtungstechnischer Aufwand maßgeblich herabgesetzt ist.
  • Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 4 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweils auf diese Patentansprüche rückbezogenen Unteransprüchen angegeben.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Aufbereitung von Biomasse zeichnet sich dadurch aus, dass die unzerkleinerte Biomasse in Rotation versetzt wird, dass die rotierende Biomasse zermahlen wird, und dass die Biomasse während des Mahlvorganges mit Wasserdampf beaufschlagt wird. Aus der Rotation resultieren auf die Biomasse einwirkende Fliehkräfte, mit welchen die unzerkleinerte Biomasse in eine radial gerichtete Strömungsbewegung versetzt wird, die zur kontinuierlichen Aufbereitung der Biomasse unabdingbar ist. Die Fliehkräfte dienen dabei insbesondere der Überwindung des dem Materialstrom durch den Mahlvorgang entgegenwirkenden Strömungswiderstandes. Mit dem Wasserdampf wird die Wärmeleitfähigkeit des die Biomasse tragenden Materialstromes erhöht, so dass im Mahlvorgang anfallende Prozesswärme in möglichst hohem Maße in die Biomasse übergehen kann. Der Wasserdampf kann sowohl Temperaturen über 100°C als auch Temperaturen unter 100°C aufweisen. Vorzugsweise weist der Wasserdampf eine Temperatur zwischen 60°C und 200°C, insbesondere 95°C auf.
  • Nach einer ersten Weiterbildung der Erfindung wird die Biomasse während des Mahlvorganges kontrolliert mit Harnstoff angereichert. Bei einer späteren Verbrennung der vorzugsweise pelletierten Biomasse zersetzt sich der Harnstoff zu Ammoniak, mit welchem dann bei der Verbrennung entstehende giftige Stickoxide in unbedenklichen Stickstoff und in Wasser umgewandelt werden. Außerdem führt das Ammoniak in den Verbrennungsgasen zu einer Verringerung des Kohlenmonoxid- und Kohlendioxidgehaltes. Der Harnstoff kann der Biomasse entweder als Feststoff oder in Form einer wässrigen Lösung zugeführt werden. Bei einer Aufbereitung von Biomasse mit einem geringen Gehalt an tierischen Stoffwechselprodukten wie Gülle oder Festmist, ist die kontrollierte Zufuhr von Harnstoff von besonderer Bedeutung. Im Rahmen der Erfindung ist es als gleichwirkend zu betrachten, wenn der Biomasse während des Mahlvorganges eine Ammoniak enthaltende wässrige Lösung zugeführt wird.
  • Eigenständiger Schutz wird für ein Verfahren zur Herstellung von Pellets beansprucht, bei dem naturbelassene Biomasse, bzw. naturbelassenes Biomaterial mit einer vorbestimmten oder zuvor errechneten Menge Harnstoff angereichert wird, und die angereicherte Biomasse zu Pellets verpresst wird. Dabei erfolgt die Bestimmung oder Errechnung der der Biomasse zuzuführenden Menge Harnstoff mit dem Ziel, den durch eine Verbrennung der Pellets verursachten Schadstoffausstoß auf ein Minimum herabzusetzen. Auf diese Weise wird insbesondere der Gehalt an Stickoxiden, Kohlenmonoxid und Kohlendioxid maßgebend herabgesetzt. Die mit Harnstoff angereicherte bzw. veredelte Biomasse zeichnet sich dadurch aus, dass die in ihr enthaltende Menge Harnstoff größer ist als die Summe aller Harnstoffmengen, die die angereicherte Biomasse aufgrund der in ihr verarbeiteten naturbelassenen Biomassen enthält. Naturbelassene Biomassen sind vornehmlich in der Landwirtschaft anfallende pflanzliche und tierische Materialien wie beispielsweise Silage, Gärreste, Stroh, Gülle oder Mist. Der Veredelung der naturbelassenen Biomasse mit einer ammoniakhaltigen, wässrigen Lösung liegt auch hier im Rahmen der Erfindung.
  • Nach einer nächsten Weiterbildung der Erfindung wird die unzerkleinerte Biomasse vorgewärmt. Mit einer Vorwärmung wird die relative Feuchte der unzerkleinerten Biomasse gesenkt, so dass ihre Fließ- und Rieselfähigkeit verbessert ist, und das Temperaturniveau fertig aufbereiteter Biomasse möglichst hoch liegt.
  • Nach einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird die zerkleinerte Biomasse bedarfsweise durch Einleitung von Wasser angefeuchtet. Ein derartiger Verfahrensschritt bietet im Bedarfsfall die Möglichkeit, die Feuchte der Biomasse auf einen für das Pelletieren optimalen Prozesswert anzuheben. Dabei wird die Feuchte auf Basis einer an der zerkleinerten Biomasse durchgeführten Temperaturmessung bestimmt. Wird jedoch auf Basis dieser Temperaturmessung festgestellt, dass die Feuchte einen für das Pelletieren optimalen Prozesswert bereits überschritten hat, wird die Vorwärmung der unzerkleinerten Biomasse intensiviert.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur kontinuierlichen Aufbereitung von Biomasse zeichnet sich dadurch aus, dass die Werkzeugaufnahme wenigstens einen Satz Mitnehmer aufweist, der auf einem inneren Drehkreis des Rotors angeordnet ist, dass die Werkzeugaufnahme sowie der Stator gemeinsam wenigstens einen äußeren Satz Mahlwerkzeuge aufweisen, der an einem äußeren Drehkreis des Rotors angeordnet ist, und dass der Stator im Bereich der Mahlwerkzeuge angeordnete Dampfaustrittsöffnungen aufweist. Die Mitnehmer haben dabei die Aufgabe, die unzerkleinerte Biomasse in Rotation zu versetzen, wobei die Fliehkräfte die rotierende Biomasse vom inneren Drehkreis des Rotors auf den äußeren Drehkreis des Rotors bewegt, auf dem die Mahlwerkzeuge angeordnet sind. Die Mahlwerkzeuge gewährleisten eine Zerkleinerung der Biomasse mit einer definierten maximalen Korngröße, so dass mit einer nachteiligen Staubentwicklung behaftete Zerkleinerungsvorgänge in Hammermühlen sowie nachfolgende Kontrollsiebungen entfallen können. Von den Fliehkräften angetrieben, erzeugen die auf dem Rotor angeordneten Mitnehmer ohne einen zusätzlichen Abluftstrom einen die Biomasse zu den Mahlwerkzeugen transportierenden Materialstrom, so dass mit einer nachteiligen Staubentwicklung behaftete Luftabscheidungen ebenfalls entfallen können. Die im Bereich der Mahlwerkzeuge angeordneten Dampfaustrittsöffnungen dienen dazu, die Biomasse während ihres Mahlvorganges mit Wasserdampf zu beaufschlagen. Die Dampfaustrittsöffnungen sind bevorzugt in die Mahlflächen der Mahlwerkzeuge unterbrechenden Zwischenräumen angeordnet, so dass die beim Mahlvorgang an den Mahlflächen der Mahlwerkzeuge entstehende Prozesswärme auf möglichst direktem Wege auf den die Biomasse transportierenden Materialstrom übergehen kann. Vorrichtungstechnisch ist mit dem Wärmeübergang zuverlässig verhindert, dass die Mahlwerkzeuge ihre Mahlflächen schädigende Glühtemperaturen erreichen.
  • Nach einer ersten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind der Stator sowie ein den Dampfaustrittsöffnungen zugeordneter Dampferzeuger wärmeleitend miteinander verbunden. Diese Verbindung erlaubt die irreversible Wärmeübertragung vom Dampferzeuger auf den Stator und von diesem auf den die Biomasse transportierenden Materialstrom. Mit Vorteil ist die wärmeleitende Verbindung derart ausgebildet, dass ein Heißwassertank des Dampferzeugers und der Stator eine möglichst große Kontaktfläche miteinander aufweisen und diese Kontaktfläche einen möglichst geringen Abstand zu dem die Biomasse transportierenden Materialstrom aufweist.
  • Nach einer nächsten Weiterbildung der Erfindung weist der Stator wenigstens eine auf die Mitnehmer ausgerichtete Beschickungsöffnung auf, die als Austrittsöffnung eines Fallschachtes ausgebildet ist. Der Fallschacht hat die Aufgabe, aus der unzerkleinerten Biomasse eine Schüttgutsäule mit größtmöglicher Schüttgutdichte herzustellen, die für einen kontinuierlichen Nachschub von Biomasse im Bereich der am Rotor angeordneten Mitnehmer sorgt. Die Beschickungsöffnung weist vorzugsweise einen kreisförmigen Öffnungsquerschnitt auf, wobei die Rotationsachse der Beschickungsöffnung und die Rotationsachse des Stators in koaxialer Anordnung zueinander stehen.
  • Um die zerkleinerte Biomasse bedarfsweise durch Einleitung von Wasser anfeuchten zu können, ist zwischen dem Stator und dem Rotor wenigstens ein den Mahlspalt zwischen den Mahlwerkzeugen umgebender Ringraum ausgebildet, wobei der Stator wenigstens eine in den Ringraum hineinführende Wasseraustrittsöffnung aufweist. Vorzugsweise weist der Stator jedoch eine Vielzahl von Wasseraustrittsöffnungen auf, die gleichmäßig am Umfang des Ringraumes verteilt sind.
  • Nach einer nächsten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist der Stator wenigstens einen am Ringraum angeschlossenen Austrittskanal auf, wobei der Ringraum und der Austrittskanal über einen Satz am Rotor angeordneter Auswurfflügel in Wirkverbindung miteinander stehen. Die Auswurfflügel haben die Aufgabe, den den Mahlspalt in radialen Richtungen verlassenden Materialstrom in Richtung des Austragskanales umzulenken. Damit gewährleisten die Auswurfflügel einen auf den Umfang des Ringraumes bezogenen gleichmäßigen Abtransport der aus dem Mahlspalt austretenden zerkleinerten Biomasse.
  • Die Abnahme der von den Auswurfflügeln an den Austragskanal herangetragenen Biomasse erfolgt über eine in dem Austragskanal angeordnete Austragsschnecke, welche die aufbereitete Biomasse vorzugsweise auf direktem Wege einer Pelletierstation zuführt.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, aus dem sich weitere erfinderische Merkmale ergeben, ist in der Zeichnung dargestellt.
  • Die Figur zeigt eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Mittelschnitt. Die Vorrichtung weist einen an einem Stator 1 drehbar gelagerten Rotor 2 mit einer Werkzeugaufnahme 3 auf. Die Werkzeugaufnahme weist einen Satz Mitnehmer 4 auf, der an einem inneren Drehkreis des Rotors 2 angeordnet ist. Die Werkzeugaufnahme 3 sowie der Stator 2 weisen gemeinsam einen Satz Mahlwerkzeuge 5 auf, der an einem äußeren Drehkreis des Rotors 2 angeordnet ist. Die Mahlwerkzeuge 5 weisen Bohrungen 6 auf, deren Wandungen untereinander als Scherflächen fungieren. Der Stator 2 weist mehrere im Bereich der Mahlwerkzeuge 5 angeordnete Dampfaustrittsöffnungen 7 auf. Der Stator 1 sowie ein den Dampfaustrittsöffnungen 7 zugeordneter Dampferzeuger 8 sind wärmeleitend miteinander verbunden. Dazu weist der Dampferzeuger 8 einen Heißwasserbehälter 9 auf, der auf einer das Mahlwerkzeug 5 des Stators 1 tragenden Stahlplatte 10 angeordnet ist. Außerdem weist der Stator 1 eine auf die Mitnehmer 4 ausgerichtete Beschickungsöffnung 11 auf, die als Austrittsöffnung eines Fallschachtes 12 ausgebildet ist. Zwischen den ringförmig ausgebildeten Mahlwerkzeugen 5 ist ein in seiner Größe einstellbarer Mahlspalt 13 ausgebildet, der von einem zwischen dem Stator 1 und dem Rotor 2 ausgebildeten Ringraum 14 umgeben ist. In diesen führen am Stator 1 angeordnete Wasseraustrittsöffnungen 15 hinein. Zum Abführen der fertig aufbereiteten Biomasse weist der Stator 1 einen am Ringraum 14 angeschlossenen Austragskanal 16 auf. Der Ringraum 14 und der Austragskanal 16 stehen über einen Satz am Rotor 1 angeordneter Auswurfflügel 17 in Wirkverbindung miteinander. Der Dampferzeuger 8 weist einen Wassereinlaufstutzen 18 sowie einen Wasserüberlauf 19 auf.

Claims (10)

  1. Verfahren zur kontinuierlichen Aufbereitung von Biomasse, insbesondere von Gärresten, bei dem die Biomasse zerkleinert wird,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die unzerkleinerte Biomasse in Rotation versetzt wird,
    dass die rotierende Biomasse zermahlen wird, und
    dass die Biomasse während des Mahlvorgangs mit Wasserdampf beaufschlagt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Biomasse während des Mahlvorganges kontrolliert mit Harnstoff angereichert wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die unzerkleinerte Biomasse vorgewärmt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zerkleinerte Biomasse bedarfsweise durch Einleitung von Wasser angefeuchtet wird.
  5. Vorrichtung zur kontinuierlichen Aufbereitung von Biomasse, insbesondere von Gärresten, mit wenigstens einer Mühle, die wenigstens einen an einem Stator drehbar gelagerten Rotor mit einer Werkzeugaufnahme aufweist, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Werkzeugaufnahme (3) wenigstens einen Satz Mitnehmer (4) aufweist, der auf einem inneren Drehkreis des Rotors (2) angeordnet ist, dass die Werkzeugaufnahme (3) sowie der Stator (2) gemeinsam wenigstens einen Satz Mahlwerkzeuge (5) aufweisen, der an einem äußeren Drehkreis des Rotors (2) angeordnet ist, und
    dass der Stator (1) im Bereich der Mahlwerkzeuge (5) angeordnete Dampfaustrittsöffnungen (7) aufweist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (1) sowie ein den Dampfaustrittsöffnungen (7) zugeordneter Dampferzeuger (8) wärmeleitend miteinander verbunden sind.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (1) wenigstens eine auf die Mitnehmer (4) ausgerichtete Beschickungsöffnung (11) aufweist, die als Austrittsöffnung eines Fallschachtes (12) ausgebildet ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Stator (1) und dem Rotor (2) wenigstens ein den Mahlspalt (13) zwischen den Mahlwerkzeugen (5) umgebender Ringraum (14) ausgebildet ist, und dass der Stator (1) wenigstens eine in den Ringraum (14) hineinführende Wasseraustrittsöffnung (15) aufweist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (1) wenigstens einen am Ringraum (14) angeschlossenen Austragskanal (16) aufweist, und dass der Ringraum (14) und der Austragskanal (16) über einen Satz am Rotor (2) angeordnete Auswurfflügel (17) in Wirkverbindung miteinander stehen.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Austragskanal (16) wenigstens eine Austragsschnecke angeordnet ist.
EP10015375.8A 2009-12-09 2010-12-07 Verfahren und Vorrichtung zur Aufbereitung von Biomasse Withdrawn EP2332656A3 (de)

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DE (1) DE102009057687A1 (de)

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