EP2705303A2 - Facility and method for preparing biomass - Google Patents
Facility and method for preparing biomassInfo
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- EP2705303A2 EP2705303A2 EP12765982.9A EP12765982A EP2705303A2 EP 2705303 A2 EP2705303 A2 EP 2705303A2 EP 12765982 A EP12765982 A EP 12765982A EP 2705303 A2 EP2705303 A2 EP 2705303A2
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- C10L9/08—Treating solid fuels to improve their combustion by heat treatments, e.g. calcining
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Definitions
- the invention relates to a
- a disadvantage of the known from the prior art solutions is that they process biomass under high energy costs and perform the thermal utilization.
- the particular advantage of this invention is that when flowing through the process air through the evaporator, the process air condenses and thus moisture is removed.
- the process air with the moisture is also bound in the process air pollutants such. Withdrawn ammonia.
- the resulting condensate can be collected and used as agricultural fertilizer.
- the device for pressing biomass in fittings allows depending on the design of the head-side protrusions on the piston and slide manifold design options for the fittings, bale, tons, ball, cylindrical egg-shaped and many other forms are represented.
- Beneficial for the machine-oriented promotion are body shapes with a round contour, since there breaking or fanning is avoided, which not only reduces the pollution of the system, but receives the calorific value of the fittings.
- FIG. 1 shows a schematic process flow diagram for a method according to the invention for the treatment of biomass
- FIG. 2a shows a schematic representation of a device for processing biomass
- FIG. 2b shows a temperature-distance diagram for the process air as it flows through the air dryer 3
- 2c shows a perspective, schematic view of a drying drum with a stream of process air
- FIG. 4 shows a schematic, not to scale, perspective view of a heat exchanger for process air
- Fig. 6a shows a schematic cross section through the dryer drum with on and
- FIG. 8 shows in perspective the fuel dryer with dryer drum, dust filter and screw conveyor for transporting away the dried biomass
- Fig. 11 is a perspective view of a fuel dryer with cylindrical
- FIG. 12 shows, in a detail, the rotating tools mounted on a shaft for the mixing of biomass with process air and for the comminution of biomass in the drying drum;
- FIG. 1 shows a schematic process flow diagram for a method for processing biomass B formed as livestock manure and horse dung with litter.
- a device for the treatment of biomass in the form of, for example, horse manure therefore advantageously provides a conveying path in the form of a conveyor belt or a screw conveyor or a chain conveyor, with the aid of which the horse manure is transported from the manure removal points to a dryer for drying the horse manure.
- the pelleting After drying the Horse manure to a residual moisture content of at least 12% and a crushing of the long-fiber fractions in a further process step, the pelleting.
- the horse manure or biomass for a continuous feeding a burner of a heating system is easier to handle.
- pelleted biomass or horse manure is very well storable without significantly altering its physicochemical properties.
- the horse dung pellets can be stored temporarily in short-term or long-term storage facilities such as silos.
- they are easy to transport as pellets because of their ease of handling with an automatic conveyor.
- a screw conveyor or a chain conveyor or a conveyor belt provided seih to remove the pellets from the silo again and supply a burner to a heater.
- the waste heat generated in a heating device can be used, for example, in two ways.
- a hot water cycle for a residential or farm building or the like can be operated in the vicinity of the horse stable.
- hot water can be made available for the buildings. It is also possible to operate a heat exchanger with the heating device in such a way that with the aid of the heat exchanger the process air for dehumidifying and drying the biomass is heated and a high saturation deficit is thereby achieved.
- Fig. 2a, 2c is a schematic, not to scale, perspective view of a device 13 for processing biomass B shown for the combustion thereof.
- the device 13 consists essentially of a fuel dryer 2 with a drying drum 19, which in the manner of a hollow cylinder with a horizontal extending longitudinal axis 26 is formed.
- the drying drum 19 is further shown in Figures 2b and 3 to 3c.
- the device 13 has a designated as a whole with 4 air dryer for drying process air L for the drying of biomass B in the dryer drum 19.
- the device 13 also includes a device 33 for pressing dried biomass B to form pieces 34, such as to the spherical pellets shown in Figs. 4c to 4e.
- a conveying means for conveying the shaped pieces 34 into a temporary store 48 which is shown only schematically as a cube-shaped container, is shown belonging to the device 13.
- the device 13 shown in FIGS. 2 a, 2 c and their individual components shown in FIGS. 2 a to 4 e can be realized on a different scale. Thus, it may be appropriate to design such a system for a heating power of less than 100 kW or for a heating power of more than 100 kW. It may also be expedient to design the air dryer 4 and the fuel dryer 2 as mobile plant parts, which can be used for service purposes, for example in contracting companies. As set forth in the description of FIG. 1, a fuel dryer 2 in the form of a hollow cylindrical drying drum 19 is used for dehumidifying the horse dung up to a residual moisture content of about 12%. For this purpose, the drying drum 19 fixed on a frame 50 in the form of a welded tubular steel frame is provided.
- the drying drum 19 is formed from two sheet metal forming halves 51, 51 '.
- the halves 51, 51 'of the drying drum 19 are, as shown for example in Figures 3a, 3b, along a motivationsfalzes 52, which defines a longitudinal center plane, screwed with screws.
- the drying drum 19 On its upper lateral surface 30, the drying drum 19 has an oval filling opening 53 for biomass B extending over its entire axial length.
- the biomass B in the form of undried horse dung is introduced through the filling opening 53 in a discontinuous manner.
- the filling opening 53 can be closed with a lid.
- a funnel-like housing section 54 for discharging the biomass B dried in the drying drum 19 is flanged onto an underside jacket surface 31 of the drying drum 19.
- the funnel-shaped housing section 54 extends over the entire axial length of the drying drum 19 and adjoins an oval opening 22 'for removal of biomass B from the drying drum 19.
- the funnel-like housing section 54 can be used for discharging and supplying dried biomass. Se B in a crushing device, such as a hammer mill serve.
- the funnel-like housing section 54 is used for supplying the dried biomass B already shredded in the drying drum 19 to the device 33 for pressing the biomass B into shaped pieces 34.
- the device 33 is arranged on a platform below the drying drum 19 for this purpose ,
- Downstream port 15 leaves the process air L dried and heats the air dryer. 4
- the schematic process diagram according to FIG. 3 illustrates the separation of the biomass B before it enters the fuel dryer 2.
- the mixing and crushing tools 24 'for biomass B form together with a respective one
- Arm 27 in the form of a square steel profile the respective gripper 24.
- five grippers 24 are arranged on the shaft 55, each offset by about 70 ° to each other radially from the shaft 55 protrude.
- the shaft 55 is rotatably connected to a toothed wheel 56 or gear, which is fixed to a stub shaft, which projects through an end face 32 of the drying drum 19.
- a rotor 23 is formed in total, which is a mixing and crushing tool for the filled into the dryer drum 19 biomass B with the grippers 24.
- the rotor 23 is set in rotational motion.
- the grippers 24 act with their mixing and crushing tools 24 'with comb-like stators 57 or rake 29 on the entire drum inner side 28 of the dryer drum 19.
- the stators 57 are arranged on the drum inner side 28 that their comb-like structure of the mixing and crushing tools 24 'of the gripper 24 can be crossed (see Fig. 3b).
- biomass B reaching between the grippers 24 and the stators 57 is comminuted.
- a ring of stators 57 may be provided at a parting plane 58 between the halves 51, 51 'of the drying drum 19.
- the stators 57 protrude like a comb with equal length tines horizontally into the interior of the drying drum 19 and thus constitute a comminution tool for biomass B, which extends around the entire inner circumference of the drying drum 19.
- a connection 20 for a circular cylindrical tube 59 for supplying process air L to the drying drum 19 is arranged on the end face 32 of the drying drum 19 on which the toothed disk 56 is mounted.
- a second connection 21 for a circular cylindrical tube 60 for discharging process air L from the drying drum 19 is arranged radially offset relative to the longitudinal axis 26 of the latter.
- the tubes 59 and 60 open at approximately the same height in the drying drum 19. As shown in FIGS.
- the tubes 59, 60 are connected to an air dryer 4 for heating and drying process air L supplied to the drying drum 19 via the tube 59 ,
- the cooling functions of the drying drum 19 flowing Process air L and condensing and removing the moisture contained in the effluent from the drying drum 19 process air moisture provided.
- the air dryer 4 is shown in FIGS. 2 and 2 c overall as a box-shaped construction and has a left in the viewing direction of FIG. 2 connection 14 for the tube 60 for supplying humidified process air L from the drying drum 19.
- the enriched with pollutants such as ammonia and moisture from the drying drum 19, effluent process air L first passes to a capacitor 16, which is shown in simplified form as a plate.
- the condenser 16 is flowed through by a refrigerant 5 of a chiller 9 and allows drying of the process air L.
- the refrigerant 5 is R134a.
- the condensate thereby obtained at the condenser 16 is discharged via a discharge line 61 from the housing 18 of the air dryer 4.
- the condensate can be used as a liquid fertilizer.
- the dried process air L passes into the first heat exchanger 6 at the condenser 16 which is operated at a temperature of + 1 ° C.
- the first heat exchanger 6 is operated by the waste heat from an evaporator 8 of the chiller 9 and heats the process air L. for example 55 ° C.
- the process air is directed after flowing through the first heat exchanger 6 in the housing 18 of the air dryer 4 to a second, also shown only schematically heat exchanger 10.
- the second heat exchanger 10 is connected via a not shown water circuit 17 of an exhaust gas heat exchanger 11 of a heating system 12.
- the heating system 12 is heated with the fittings 34 of the device 13 for processing biomass B.
- the process air L is heated to 60 ° C, for example.
- a fuel dryer 2 is shown, which is capable of drying about 500 kg of biomass B to a residual moisture content of at least 12% in a random process.
- the drying process of the biomass B which is preferably automated and monitored by means of a control and / or regulating device, is completed, the shredded and dried biomass B discharged through the opening 22 'on the lower side surface 31 and the funnel-like housing portion 54 by gravity.
- the oval opening 22 'on a cap not shown, which is to be opened.
- the dried biomass B enters the device 33 for pressing biomass B into shaped pieces 34, wherein the shaped pieces 34 can have any shape. Basically, for example, bale, barrel, spherical, cylindrical or egg-shaped forms of the fittings 34 are conceivable.
- FIG. 6a shows the drying drum 19 with peripheral connections (20, 21) for filling and removal of biomass (B), the filling opening 22 and the opening 22 'for removing the dried biomass.
- the port 21 for discharging process air L and the opening 22 'for removing the dried biomass are diametrically opposed to each other, wherein the opening 22' at the bottom of the drying drum 19 is formed. This ensures that the dried biomass separated from the process air L can be deposited in the area of the opening 22 'and removed from there. It also ensures that the process L can be largely removed from biomass via connection 21 after exchange with the biomass.
- FIG. 6 b shows an embodiment of the drying drum 19 in which a rotor 23 with grippers 24 for moving the biomass B is arranged inside the drying drum 19.
- the grippers interact with rake 29 mounted on the inside of the drum 28 for effective circulation and drying of the biomass.
- the filling opening 22, the opening 22 'for removing the dried biomass and the connections 20, 21 for supplying and removing the process air L are each designed as a cutout in the jacket surface of the drying drum 19.
- Another advantage of the invention is that process air is condensed by the drying process air through the evaporator and thus moisture is removed.
- the process air with the moisture is also removed from the process air bound pollutants such as ammonia.
- the addition of effective microorganisms further degrades ammonia and hydrogen sulfide in the biomass.
- the condensate forming in the drying process is less stressed. This leads to a reduced load on the dryer drum Corrosion by ammonia and hydrogen sulfide.
- the fuel produced from the biomass is far less burdened by these components.
- Effective microorganisms is the name of a method of agricultural soil improvement and plant treatment by introducing or spraying with a mixture of microorganisms.
- This mixture consists mainly of lactic acid bacteria, yeasts and non-sulfur adult bacteria.
- the Broschwefpurpurbakterien are physiologically very diverse. They always belong to the alpha or Betaproteobacteria and are able to operate photosynthesis with various - including organic - compounds as electron donors. Here you will find the unusual metabolic type of photo heterotrophy. Unlike their name suggests, many species can also use sulfide - a sulfur compound - as an electron donor for photosynthesis. The ability of phototrophic sulfide oxidation has long been overlooked because even low sulfide concentrations ( ⁇ 1 mM) are toxic to the bacteria. Some representatives are able to grow by lack of light through respiration or fermentation. Most non-sulfur purple bacteria can fix nitrogen.
- Effective microorganisms - also called EM - are a special mixture of microorganisms that support regenerative processes and suppress rot processes. This blend was developed about 30 years ago on Okinawa (Japan). The most important microorganisms in EM are lactic acid bacteria, yeasts and photosynthetic bacteria. All microorganisms are collected on site in nature and specially bred.
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Abstract
The invention relates to a method for preparing biomass for use in a heating installation, a facility for preparing biomass, a facility for compacting biomass into shaped pieces, the use of said facility and a method for operating a heating installation.
Description
Einrichtung und Verfahren zur Aufbereitung von Biomasse Device and method for the treatment of biomass
Die Erfindung betrifft ein The invention relates to a
Verfahren zum Aufbereiten von Biomasse zur Verwendung in einer Heizanlage, eine Process for processing biomass for use in a heating system, a
Einrichtung zum Aufbereiten von Biomasse, eine Device for processing biomass, a
Verwendung der Einrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer Heizanlage. Use of the device and a method for operating a heating system.
Eine Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Pellets aus Pferdedung ist in der DE 10 2006 006 701 B3 offenbart. Eine geeignete Heizanlage und Verfahren zum Betreiben einer Heizanlage, insbesondere unter Verwendung von Pferdedung ist in der DE 102 26 538 A1 veröffentlicht. An apparatus and method for producing horse dung pellets is disclosed in DE 10 2006 006 701 B3. A suitable heating system and method for operating a heating system, in particular using horse dung, is published in DE 102 26 538 A1.
Weiterer Stand der Technik ergibt sich aus den Infoblättern Kältetechnik: Physikalische Grundlagen der Kälteerzeugung in ww . ind ustrie-eneregieeffizienz .de Further state of the art results from the leaflets Refrigeration: Physical basics of refrigeration in ww. in us energy efficiency .de
Nachteilig bei dem aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen ist, dass diese unter hohem energetischen Aufwand Biomasse aufbereiten und der thermischen Verwertung zuführen. A disadvantage of the known from the prior art solutions is that they process biomass under high energy costs and perform the thermal utilization.
Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, ein gattungsgemäßes Verfahren sowie Einrichtungen anzugeben, mit welchen der energetische sowie apparative Aufwand zur Aufbereitung der Biomasse minimiert wird. On this basis, it is an object of the invention to provide a generic method and devices with which the energy and equipment required for the treatment of biomass is minimized.
Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe durch die in den unabhängigen Patentansprüchen genannten Merkmale gelöst. According to the invention the object is achieved by the features mentioned in the independent claims.
Der besondere Vorteil dieser Erfindung liegt darin, dass beim Durchströmen der Prozessluft durch den Verdampfer die Prozessluft kondensiert und somit Feuchtigkeit entzogen wird. Dabei wird der Prozessluft mit der Feuchtigkeit auch in der Prozessluft gebundene Schadstoffe wie z.B. Ammoniak entzogen. Das dabei entstehende Kondensat kann aufgefangen und als landwirtschaftlicher Dünger verwendet werden. The particular advantage of this invention is that when flowing through the process air through the evaporator, the process air condenses and thus moisture is removed. The process air with the moisture is also bound in the process air pollutants such. Withdrawn ammonia. The resulting condensate can be collected and used as agricultural fertilizer.
Bestätigungskopiel
Die Einrichtung zum Pressen von Biomasse in Formstücke ermöglicht je nach Gestaltung der kopfseitigen Ausformungen an Kolben und Schieber vielfältige Gestaltungsmöglichkeiten für die Formstücke, ballen-, tonnen-, kugel-, zylinder- eiförmige und viele andere Formen sind darstellbar. Vorteilhaft für die maschinengerechte Förderung sind Körperformen mit runder Kontur, da dort ein Aufbrechen oder Auffasern vermieden wird, was nicht nur die Verschmutzung der Anlage reduziert, sondern den Brennwert der Formstücke erhält. Bestätigungskopiel The device for pressing biomass in fittings allows depending on the design of the head-side protrusions on the piston and slide manifold design options for the fittings, bale, tons, ball, cylindrical egg-shaped and many other forms are represented. Beneficial for the machine-oriented promotion are body shapes with a round contour, since there breaking or fanning is avoided, which not only reduces the pollution of the system, but receives the calorific value of the fittings.
Die Erfindung kann noch besser verstanden werden, wenn Bezug auf die beiliegenden Figuren 1 bis 4e sowie die Figuren der Seiten 27 bis 43 genommen wird. The invention can be better understood by reference to the accompanying Figures 1 to 4e and the figures of pages 27 to 43 is taken.
Fig. 1 zeigt einen schematischen Verfahrensablaufplan für ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Aufbereitung von Biomasse, 1 shows a schematic process flow diagram for a method according to the invention for the treatment of biomass,
Fig. 2a zeigt eine schematische, Darstellung einer Einrichtung zum Aufbereiten von Biomasse, FIG. 2a shows a schematic representation of a device for processing biomass, FIG.
Fig. 2b zeigt ein Temperatur-Strecken-Diagramm zur Prozessluft beim Durchströmen durch den Lufttrockner 3 FIG. 2b shows a temperature-distance diagram for the process air as it flows through the air dryer 3
Fig. 2c zeigt eine perspektivische, schematische Ansicht einer Trocknertrommel mit einem Strom von Prozessluft, 2c shows a perspective, schematic view of a drying drum with a stream of process air,
Fig. 3 zeigt ein schematisches Prozesschaubild zur Separierung der Biomasse, 3 shows a schematic process diagram for separating the biomass,
Fig. 4 zeigt eine schematische, nicht maßstäbliche perspektivische Ansicht eines Wärmetauschers für Prozessluft, 4 shows a schematic, not to scale, perspective view of a heat exchanger for process air,
Fig. 5 zeigt eine weitere perspektivische Ansicht der Trocknertrommel, 5 shows a further perspective view of the drying drum,
Fig. 6a einen schematischen Querschnitt durch die Trocknertrommel mit Ein- undFig. 6a shows a schematic cross section through the dryer drum with on and
Austritt jeweils für Anschlüsse zum Befüllen und zur Entnahme von Biomasse bzw. Anschlüsse zum Zu- und Abführen von Prozessluft am Umfang der Trocknertrommel,
Fig. 6b und 6b' einen Querschnitt durch die Trocknertrommel nach Fig. 5, Each outlet for connections for filling and removal of biomass or connections for supply and removal of process air at the periphery of the drying drum, 6b and 6b 'a cross section through the drying drum of FIG. 5,
Fig. 7 Einblick in die Trocknertrommel mit Blick auf Umlenkbleche und Rotor zum Fig. 7 insight into the dryer drum overlooking baffles and rotor for
Durchmischen von Biomasse mit Prozessluft und für die Zerkleinerung von Biomasse, Mixing of biomass with process air and for the comminution of biomass,
Fig. 8 zeigt perspektivisch den Brennstofftrockner mit Trocknertrommel, Staubfilter und Schneckenförderer zum Abtransportieren der getrockneten Biomasse, 8 shows in perspective the fuel dryer with dryer drum, dust filter and screw conveyor for transporting away the dried biomass,
Fig. 9 zeigt die Trocknertrommel in maßstäblicher Darstellung in Seiten-, Grund-, Front- sowie perspektivischer Ansicht, 9 shows the drying drum in scale representation in side, bottom, front and perspective view,
Fig. 10 zeigt den Lufttrockner mit Einblick ins Innere, 10 shows the air dryer with inside view,
Fig. 11 eine perspektivische Ansicht eines Brennstofftrockners mit zylindrischer Fig. 11 is a perspective view of a fuel dryer with cylindrical
Trocknertrommel, Dryer drum,
Fig. 12 zeigt in einem Detail die für die Durchmischung von Biomasse mit Prozessluft und für die Zerkleinerung von Biomasse in der Trocknertrommel an einer Welle drehfest angebrachten, rotierenden Werkzeuge, FIG. 12 shows, in a detail, the rotating tools mounted on a shaft for the mixing of biomass with process air and for the comminution of biomass in the drying drum;
In Fig. 1 ist ein schematischer Verfahrensablaufplan für ein Verfahren zum Aufbereiten von als Haustierdung und Pferdedung mit Einstreu gebildeter Biomasse B dargestellt. FIG. 1 shows a schematic process flow diagram for a method for processing biomass B formed as livestock manure and horse dung with litter.
Die Pferdehaltung, insbesondere zur Zucht und als Freizeitsport ist u.a. in Deutschland zu einem wichtigen, wenn auch wenig beachteten Wirtschaftsfaktor geworden. Die Anzahl der alleine in Deutschland für die genannten Zwecke gehaltenen Pferde und Ponys wird auf etwa 1 Million Tiere geschätzt. Der Gesamtumsatz dieses Wirtschaftszweiges bewegt sich in Deutschland bei etwa 6 Milliarden€ jährlich. Pro Pferd fallen jährlich etwa 57 m3 Pferdedung an (pro Tag ca. 25 kg Brennstoff/Pferd), wobei Einstreu in Form von Stroh oder Sägespänen berücksichtigt ist. Der Heizwert von Pferdedung ist interessant und beachtenswert. So kann bei der Verbrennung von 1 kg Pferdedung 3,5 bis 4,0 kWh gewonnen werden. Der Brennwert von 1 kg Pferdedung in für die Verbrennung geeigneter, getrockneter Form ist in etwa vergleichbar mit dem Brennwert von 200 bis 300 ml Heizöl.
An Entmistungsstellen von Ställen für Haustiere, wie etwa Pferde, fällt Haustierdung oder Pferdedung zusammen mit dem jeweiligen Einstreumaterial für die Tiere, also beispielsweise Stroh oder Sägespäne auch versetzt noch mit Futterresten, wie Heu als Gemenge an. Eine Einrichtung zur Aufbereitung von Biomasse in Form beispielsweise von Pferdedung sieht daher vorteilhafterweise eine Förderstrecke in Form von einem Förderband oder einer Förderschnecke oder eines Kettenförderers vor, mit Hilfe derer der Pferdedung von den Entmistungsstellen zu einem Trockner zur Trocknung des Pferdedungs transportiert wird, vor. Keeping horses, especially for breeding and recreational sports, has become an important, albeit little noticed, economic factor in Germany. The number of horses and ponies held solely for this purpose in Germany is estimated at about 1 million animals. The total turnover of this branch of industry in Germany is around € 6 billion annually. Approximately 57 m 3 of horse manure are produced per horse per year (approx. 25 kg fuel / horse per day), whereby litter in the form of straw or sawdust is taken into account. The calorific value of horse manure is interesting and noteworthy. Thus, when burning 1 kg horse manure 3.5 to 4.0 kWh can be obtained. The calorific value of 1 kg of horse manure in a form suitable for burning, dried form is roughly comparable to the calorific value of 200 to 300 ml of fuel oil. At dunging out of stables for pets, such as horses, animal manure or horse dung falls along with the respective bedding material for the animals, so for example straw or sawdust also mixed with food leftovers, such as hay as a mixture. A device for the treatment of biomass in the form of, for example, horse manure therefore advantageously provides a conveying path in the form of a conveyor belt or a screw conveyor or a chain conveyor, with the aid of which the horse manure is transported from the manure removal points to a dryer for drying the horse manure.
Nach dem Trocknen des Pferdedunges auf eine Restfeuchte von zumindest 12 % und einer Zerkleinerung der langfaserigen Anteile erfolgt in einem weiteren Verfahrensschritt das Pelletieren. Durch diesen Verfahrensschritt ist der Pferdedung oder die Biomasse für eine kontinuierliche Beschickung eines Brenners einer Heizanlage besser handhabbar. Zudem ist pelletierte Biomasse oder Pferdedung sehr gut lagerfähig, ohne seine physikalisch-chemischen Eigenschaften wesentlich zu verändern. Die Pferdedung- Pellets können in Kurzzeit- oder Langzeitlagerstätten wie etwa Silos zwischengelagert werden. Sie lassen sich zudem auf einfache Weise aufgrund ihrer für die Handhabung mit einem automatischen Fördermittel, günstigen Formgebung als Pellets gut transportieren. So kann eine Förderschnecke oder ein Kettenförderer oder ein Förderband vorgesehen seih um die Pellets aus dem Silo wieder zu entnehmen und einem Brenner einer Heizeinrichtung zuzuführen. After drying the Horse manure to a residual moisture content of at least 12% and a crushing of the long-fiber fractions in a further process step, the pelleting. By this step, the horse manure or biomass for a continuous feeding a burner of a heating system is easier to handle. In addition, pelleted biomass or horse manure is very well storable without significantly altering its physicochemical properties. The horse dung pellets can be stored temporarily in short-term or long-term storage facilities such as silos. In addition, they are easy to transport as pellets because of their ease of handling with an automatic conveyor. Thus, a screw conveyor or a chain conveyor or a conveyor belt provided seih to remove the pellets from the silo again and supply a burner to a heater.
Die in einer Heizeinrichtung entstehende Abwärme lässt sich beispielsweise auf zwei Arten nutzen. Zum einen kann ein Heißwasserkreislauf für ein Wohn- oder Wirtschaftsgebäude oder dergleichen in der Umgebung des Pferdestalles betrieben werden. Zum anderen kann Warmwasser für die Gebäude zur Verfügung gestellt werden. Es kann auch ein Wärmetauscher mit der Heizeinrichtung dahingehend betrieben werden, dass mit Hilfe des Wärmetauschers die Prozessluft zur Entfeuchtung und Trocknung der Biomasse erwärmt wird und ein hohes Sättigungsdefizit damit erreicht wird. The waste heat generated in a heating device can be used, for example, in two ways. On the one hand, a hot water cycle for a residential or farm building or the like can be operated in the vicinity of the horse stable. On the other hand, hot water can be made available for the buildings. It is also possible to operate a heat exchanger with the heating device in such a way that with the aid of the heat exchanger the process air for dehumidifying and drying the biomass is heated and a high saturation deficit is thereby achieved.
In Fig. 2a, 2c ist in einer schematischen, nicht maßstäblichen, perspektivischen Darstellung eine Einrichtung 13 zum Aufbereiten von Biomasse B zu deren Verbrennung gezeigt. Die Einrichtung 13 besteht im Wesentlichen aus einem Brennstofftrockner 2 mit einer Trocknertrommel 19, die in der Art eines Hohlzylinders mit einer horizontal
verlaufenden Längsachse 26 gebildet ist. Die Trocknertrommel 19 ist desweiteren in den Figuren 2b und 3 bis 3c gezeigt. Ferner weist die Einrichtung 13 einen als Ganzes mit 4 bezeichneten Lufttrockner auf zur Trocknung von Prozessluft L für die Trocknung von Biomasse B in der Trocknertrommel 19. Zu der Einrichtung 13 zählt ferner eine Einrichtung 33 zum Pressen von getrockneter Biomasse B zu Formstücken 34, wie etwa zu den in den Figuren 4c bis 4e gezeigten, kugelförmigen Pellets. Lediglich beispielhaft ist zu der Einrichtung 13 gehörig ein als Förderschnecke 49 gebildetes Fördermittel zur Förderung der Formstücke 34 in einen Zwischenspeicher 48 gezeigt, der lediglich schematisch als kubusförmiges Behältnis dargestellt ist. In Fig. 2a, 2c is a schematic, not to scale, perspective view of a device 13 for processing biomass B shown for the combustion thereof. The device 13 consists essentially of a fuel dryer 2 with a drying drum 19, which in the manner of a hollow cylinder with a horizontal extending longitudinal axis 26 is formed. The drying drum 19 is further shown in Figures 2b and 3 to 3c. Furthermore, the device 13 has a designated as a whole with 4 air dryer for drying process air L for the drying of biomass B in the dryer drum 19. The device 13 also includes a device 33 for pressing dried biomass B to form pieces 34, such as to the spherical pellets shown in Figs. 4c to 4e. By way of example only, a conveying means for conveying the shaped pieces 34 into a temporary store 48, which is shown only schematically as a cube-shaped container, is shown belonging to the device 13.
Die in der Fig. 2a, 2c dargestellte Einrichtung 13 und deren in den Figuren 2a bis 4e dargestellten Einzelkomponenten lässt sich in verschieden großem Maßstab realisieren. So kann es zweckmäßig sein, eine derartige Anlage für eine Heizleistung von weniger als 100 kW oder für eine Heizleistung von mehr als 100 kW auszulegen. Es kann auch zweckmäßig sein, den Lufttrockener 4 und den Brennstofftrockner 2 als mobile Anlagenteile zu konzipieren, die zu Dienstleistungszwecken - etwa bei Lohnunternehmen - einsetzbar sind. Wie in der Beschreibung zu Fig. 1 dargelegt, dient ein Brennstofftrockner 2 in Form einer hohlzylindrischen Trocknertrommel 19 zur Entfeuchtung des Pferdedunges bis zu einer Restfeuchte von etwa 12 %. Zu diesem Zweck ist die auf einem Gestell 50 in Form eines geschweißten Stahlrohrrahmens festgelegte Trocknertrommel 19 vorgesehen. Die Trocknertrommel 19 ist aus zwei Blech-Umformhälften 51 ,51 ' gebildet. Die Hälften 51 ,51 ' der Trocknertrommel 19 sind, wie dies etwa die Figuren 3a, 3b zeigen, entlang eines Umfangsfalzes 52, der eine Längsmittelebene definiert, mit Schrauben verschraubt. An ihrer oberen Mantelfläche 30 weist die Trocknertrommel 19 eine über ihre gesamte axiale Länge sich erstreckende, ovale Einfüllöffnung 53 für Biomasse B auf. The device 13 shown in FIGS. 2 a, 2 c and their individual components shown in FIGS. 2 a to 4 e can be realized on a different scale. Thus, it may be appropriate to design such a system for a heating power of less than 100 kW or for a heating power of more than 100 kW. It may also be expedient to design the air dryer 4 and the fuel dryer 2 as mobile plant parts, which can be used for service purposes, for example in contracting companies. As set forth in the description of FIG. 1, a fuel dryer 2 in the form of a hollow cylindrical drying drum 19 is used for dehumidifying the horse dung up to a residual moisture content of about 12%. For this purpose, the drying drum 19 fixed on a frame 50 in the form of a welded tubular steel frame is provided. The drying drum 19 is formed from two sheet metal forming halves 51, 51 '. The halves 51, 51 'of the drying drum 19 are, as shown for example in Figures 3a, 3b, along a Umfangsfalzes 52, which defines a longitudinal center plane, screwed with screws. On its upper lateral surface 30, the drying drum 19 has an oval filling opening 53 for biomass B extending over its entire axial length.
Die Biomasse B in Form von ungetrocknetem Pferdedung wird durch die Einfüllöffnung 53 in einer diskontinuierlichen Weise eingegeben. Die Einfüllöffnung 53 ist mit einem Deckel verschließbar. Diametral gegenüber der Einfüllöffnung 53 ist ein trichterartiger Gehäuse-Abschnitt 54 zum Austrag der in der Trocknertrommel 19 getrockneten Biomasse B an einer unterseitigen Mantelfläche 31 der Trocknertrommel 19 angeflanscht. Der trichterförmige Gehäuseabschnitt 54 erstreckt sich über die gesamte axiale Länge der Trocknertrommel 19 und schließt an eine ovale Öffnung 22' zur Entnahme von Biomasse B aus der Trocknertrommel 19 an. Der trichterartige Gehäuseabschnitt 54 kann zum Austrag und zur Zuführung von getrockneter Biomas-
se B in eine Zerkleinerungseinrichtung, wie etwa eine Hammermühle dienen. In den gezeigten Ausführungsbeispielen dient der trichterartige Gehäuseabschnitt 54 zur Zufuhr der getrockneten und in der Trocknertrommel 19 bereits zerkleinerten Biomasse B zu der Einrichtung 33 zum Pressen der Biomasse B in Formstücke 34. Die Einrichtung 33 ist zu diesem Zweck auf einer Plattform unter der Trocknertrommel 19 angeordnet. The biomass B in the form of undried horse dung is introduced through the filling opening 53 in a discontinuous manner. The filling opening 53 can be closed with a lid. Diametrically opposite the filling opening 53, a funnel-like housing section 54 for discharging the biomass B dried in the drying drum 19 is flanged onto an underside jacket surface 31 of the drying drum 19. The funnel-shaped housing section 54 extends over the entire axial length of the drying drum 19 and adjoins an oval opening 22 'for removal of biomass B from the drying drum 19. The funnel-like housing section 54 can be used for discharging and supplying dried biomass. Se B in a crushing device, such as a hammer mill serve. In the exemplary embodiments shown, the funnel-like housing section 54 is used for supplying the dried biomass B already shredded in the drying drum 19 to the device 33 for pressing the biomass B into shaped pieces 34. The device 33 is arranged on a platform below the drying drum 19 for this purpose ,
Beim Durchströmen der Prozessluft L durch den Lufttrockner 4 ergibt sich ein Temperaturverlauf T(s) wie im Diagramm der Fig. 2b gezeigt. Hierbei tritt die Prozessluft L mit der Temperatur T1 am stromaufwärtigen Anschluss 14 in den Lufttrockner 4 ein, wird sodann durch einen Kondensator 6 abgekühlt und getrocknet, wobei die Temperatur auf das Niveau T2 abfällt. Weiter stromabwärts durchströmt die Prozessluft L einen ersten Wärmetauscher 6 und wird dabei auf die Temperatur T3 erwärmt, die höher ist als die Temperatur T1 am stromaufwärtigen Anschluss 14. Am When flowing through the process air L through the air dryer 4 results in a temperature profile T (s) as shown in the diagram of Fig. 2b. Here, the process air L enters the air dryer 4 at the temperature T1 at the upstream port 14, is then cooled by a condenser 6 and dried, with the temperature falling to the level T2. Further downstream, the process air L flows through a first heat exchanger 6 and is thereby heated to the temperature T3, which is higher than the temperature T1 at the upstream connection 14. Am
stromabwärtigen Anschluss 15 verlässt die Prozessluft L getrocknet und erwärmt den Lufttrockner 4. Downstream port 15 leaves the process air L dried and heats the air dryer. 4
Das schematische Prozesschaubild nach Fig.3 illustriert die Separierung der Biomasse B bevor sie in den Brennstofftrockner 2 gelangt. Generell bieten sich drei Betriebsformen zur Aufbereitung der Biomasse B an: The schematic process diagram according to FIG. 3 illustrates the separation of the biomass B before it enters the fuel dryer 2. In general, there are three forms of operation for processing biomass B:
a) Separierung der rohen, unbehandelten Biomasse B in deren Bestandteile Dung und Einstreu, Zuführen des Dungs zum Brennstofftrockner 2, Weiterverarbeitung des Dungs als Dünger, a) Separation of the raw, untreated biomass B in its constituents manure and litter, feeding the manure to the fuel dryer 2, further processing of the manure as fertilizer,
b) Separierung der rohen, unbehandelten Biomasse B in deren Bestandteile Dung und Einstreu, Zuführen des Einstreus zum Brennstofftrockner 2, Weiterverarbeitung des Einstreus als Brennstoff oder b) Separation of the raw, untreated biomass B in its components dung and litter, feeding the litter to the fuel dryer 2, further processing of the litter as fuel or
c) Zuführen der unbehandelten Biomasse B zum Brennstofftrockner 2, Weiterverarbeitung der Biomasse B als Brennstoff. c) feeding the untreated biomass B to the fuel dryer 2, further processing the biomass B as fuel.
Wie die Figuren 3a und 3c in verschiedener perspektivischer Darstellung der Trocknertrommel 19 zeigen, ist etwa kongruent zu der Längs mittelachse oder Längsachse 26 der Trocknertrommel 19 eine Welle 55 angeordnet, die an jeweils einer Stirnseite 32 der Trocknertrommel 19 in Wälzlagern gelagert ist. Von der Welle 55 ragen in verschiedenen radiale Richtungen Greifer 24 ab. Die Greifer 24 As the figures 3a and 3c show in different perspective view of the drying drum 19, approximately congruent to the longitudinal central axis or longitudinal axis 26 of the dryer drum 19, a shaft 55 is arranged, which is mounted on each end face 32 of the dryer drum 19 in bearings. From the shaft 55 protrude in different radial directions gripper 24. The grippers 24
sind mit axialem Abstand a zueinander an der Welle 55 festgelegt und weisen an ihren, der Welle 55 abgewandten Enden jeweils rechenartige mit jeweils fünf Zinken
versehene Misch- und Zerkleinerungswerkzeuge 24' auf. Die Misch- und Zerkleinerungswerkzeuge 24' für Biomasse B bilden zusammen mit einem jeweiligen are fixed to each other at an axial distance a to the shaft 55 and have at their, the shaft 55 opposite ends each rake-like, each with five prongs provided mixing and crushing tools 24 'on. The mixing and crushing tools 24 'for biomass B form together with a respective one
Arm 27 in Form eines Vierkant- Stahlprofiles den jeweiligen Greifer 24. In den gezeigten Ausführungsbeispielen sind an der Welle 55 fünf Greifer 24 angeordnet, die jeweils um etwa 70 ° versetzt zueinander radial von der Welle 55 abragen. Die Welle 55 ist drehfest mit einer Zahnscheibe 56 oder Zahnrad verbunden, die an einem Wellenstummel, der eine Stirnseite 32 der Trocknertrommel 19 durchragt, festgelegt ist. Somit ist insgesamt ein Rotor 23 gebildet, der mit den Greifern 24 ein Misch- und Zerkleinerungswerkzeug für die in die Trocknertrommel 19 gefüllte Biomasse B darstellt. Arm 27 in the form of a square steel profile the respective gripper 24. In the embodiments shown five grippers 24 are arranged on the shaft 55, each offset by about 70 ° to each other radially from the shaft 55 protrude. The shaft 55 is rotatably connected to a toothed wheel 56 or gear, which is fixed to a stub shaft, which projects through an end face 32 of the drying drum 19. Thus, a rotor 23 is formed in total, which is a mixing and crushing tool for the filled into the dryer drum 19 biomass B with the grippers 24.
Über ein schematisch dargestelltes Zugmittelgetriebe mit einem elektromotorischen Drehantrieb 25, wird der Rotor 23 in Drehbewegung versetzt. Die Greifer 24 wirken dabei mit ihren Misch- und Zerkleinerungswerkzeugen 24' mit kammartigen Statoren 57 oder Rechen 29 an der gesamten Trommelinnenseite 28 der Trocknertrommel 19. Die Statoren 57 sind so an der Trommelinnenseite 28 angeordnet, dass deren kammartige Struktur von den Misch- und Zerkleinerungswerkzeugen 24' der Greifer 24 durchstrichen werden kann (vgl. Fig. 3b). Dadurch wird zwischen die Greifer 24 und die Statoren 57 gelangende Biomasse B zerkleinert. We Fig. 3c zeigt, kann ein Kranz von Statoren 57 an einer Trennebene 58 zwischen den Hälften 51 ,51 ' der Trocknertrommel 19 vorgesehen sein. Die Statoren 57 ragen kammartig mit gleichlangen Zinken horizontal ins Innere der Trocknertrommel 19 und stellen so ein Zerkleinerungswerkzeug für Biomasse B dar, das um den gesamten Innenumfang der Trocknertrommel 19 reicht. About a schematically illustrated traction mechanism with an electromotive rotary drive 25, the rotor 23 is set in rotational motion. The grippers 24 act with their mixing and crushing tools 24 'with comb-like stators 57 or rake 29 on the entire drum inner side 28 of the dryer drum 19. The stators 57 are arranged on the drum inner side 28 that their comb-like structure of the mixing and crushing tools 24 'of the gripper 24 can be crossed (see Fig. 3b). As a result, biomass B reaching between the grippers 24 and the stators 57 is comminuted. As shown in Fig. 3c, a ring of stators 57 may be provided at a parting plane 58 between the halves 51, 51 'of the drying drum 19. The stators 57 protrude like a comb with equal length tines horizontally into the interior of the drying drum 19 and thus constitute a comminution tool for biomass B, which extends around the entire inner circumference of the drying drum 19.
Wie insbesondere die Figuren 2a, 2b zeigen, ist an der Stirnseite 32 der Trocknertrommel 19 an welcher die Zahnscheibe 56 gelagert ist, ein Anschluss 20 für ein kreiszylindrisches Rohr 59 zur Zufuhr von Prozessluft L in die Trocknertrommel 19 angeordnet. Auf der gegenüberliegenden Stirnseite 32 der Trocknertrommel 19 ist in Bezug auf die Längsachse 26 radial versetzt zu deren Anschluss 20 ein zweiter Anschluss 21 für ein kreiszylindrisches Rohr 60 zur Abfuhr von Prozessluft L aus der Trocknertrommel 19 angeordnet. Die Rohre 59 und 60 münden in etwa derselben Höhe in die Trocknertrommel 19. Wie die Figuren 2, 2a zeigen, sind die Rohre 59, 60 an einem Lufttrockner 4 zum Erwärmen und Trocknen von, der Trocknertrommel 19 über das Rohr 59 zugeführten Prozessluft L angeschlossen. Zudem sind in dem Lufttrocker 4 die Funktionen Abkühlen der aus der Trocknertrommel 19 strömenden
Prozessluft L und Kondensieren und Abführen der in der aus der Trocknertrommel 19 ausströmenden Prozessluft enthaltenen Feuchte, vorgesehen. As shown particularly in FIGS. 2a, 2b, a connection 20 for a circular cylindrical tube 59 for supplying process air L to the drying drum 19 is arranged on the end face 32 of the drying drum 19 on which the toothed disk 56 is mounted. On the opposite end face 32 of the drying drum 19, a second connection 21 for a circular cylindrical tube 60 for discharging process air L from the drying drum 19 is arranged radially offset relative to the longitudinal axis 26 of the latter. The tubes 59 and 60 open at approximately the same height in the drying drum 19. As shown in FIGS. 2, 2a, the tubes 59, 60 are connected to an air dryer 4 for heating and drying process air L supplied to the drying drum 19 via the tube 59 , In addition, in the air dryer 4, the cooling functions of the drying drum 19 flowing Process air L and condensing and removing the moisture contained in the effluent from the drying drum 19 process air moisture provided.
Der Lufttrockner 4 ist in den Fig. 2 und 2c insgesamt als kastenförmige Konstruktion dargestellt und weist einen in Betrachtungsrichtung der Fig. 2 linken Anschluss 14 für das Rohr 60 zur Zufuhr von angefeuchteter Prozessluft L aus der Trocknertrommel 19 auf. Die mit Schadstoffen wie Ammoniak und Feuchte aus der Trocknertrommel 19 angereicherte, ausströmende Prozessluft L gelangt zunächst an einen Kondensator 16, der vereinfacht als Platte dargestellt ist. Der Kondensator 16 wird von einem Kältemittel 5 einer Kältemaschine 9 durchströmt und ermöglicht eine Trocknung der Prozessluft L. Das Kältemittel 5 ist R134a. Das dabei an dem Kondensator 16 gewonnene Kondensat wird über eine Abführleitung 61 aus dem Gehäuse 18 des Lufttrockners 4 abgeleitet. Das Kondensat kann als Flüssigdünger weiterverwendet werden. The air dryer 4 is shown in FIGS. 2 and 2 c overall as a box-shaped construction and has a left in the viewing direction of FIG. 2 connection 14 for the tube 60 for supplying humidified process air L from the drying drum 19. The enriched with pollutants such as ammonia and moisture from the drying drum 19, effluent process air L first passes to a capacitor 16, which is shown in simplified form as a plate. The condenser 16 is flowed through by a refrigerant 5 of a chiller 9 and allows drying of the process air L. The refrigerant 5 is R134a. The condensate thereby obtained at the condenser 16 is discharged via a discharge line 61 from the housing 18 of the air dryer 4. The condensate can be used as a liquid fertilizer.
Die getrocknete Prozessluft L gelangt nach dem Abtrocknen und Abkühlen an den etwa mit einer Temperatur von + 1 ° C betriebenen Kondensator 16 in einen ersten Wärmetauscher 6. Der erste Wärmetauscher 6 ist von der Abwärme eines Verdampfers 8 der Kältemaschine 9 betrieben und erhitzt die Prozessluft L auf beispielsweise 55 °C. Die Prozessluft wird nach Durchströmen des ersten Wärmetauschers 6 im Gehäuse 18 des Lufttrockners 4 an einen zweiten, ebenfalls lediglich schematisch dargestellten Wärmetauscher 10 gelenkt. Der zweite Wärmetauscher 10 ist über einen nicht näher dargestellten Wasserkreislauf 17 eines Abgaswärmetauschers 11 einer Heizanlage 12 angeschlossen. Die Heizanlage 12 wird mit den Formstücken 34 der Einrichtung 13 zum Aufbereiten von Biomasse B beheizt. In dem zweiten Wärmetauscher 10 wird die Prozessluft L beispielsweise auf 60°C erhitzt. Sodann wird die Prozessluft L mit Hilfe eines Gebläses 7 über einen weiteren Anschluß 15 für das Rohr 59 erneut der Trocknertrommel 19 zugeführt. Es ist somit insgesamt ein geschlossener oder weitestgehend geschlossener Kreislauf der Prozessluft L verwirklicht, bei dem diese axial turbulent die Trocknertrommel 19 durchströmt. After drying and cooling, the dried process air L passes into the first heat exchanger 6 at the condenser 16 which is operated at a temperature of + 1 ° C. The first heat exchanger 6 is operated by the waste heat from an evaporator 8 of the chiller 9 and heats the process air L. for example 55 ° C. The process air is directed after flowing through the first heat exchanger 6 in the housing 18 of the air dryer 4 to a second, also shown only schematically heat exchanger 10. The second heat exchanger 10 is connected via a not shown water circuit 17 of an exhaust gas heat exchanger 11 of a heating system 12. The heating system 12 is heated with the fittings 34 of the device 13 for processing biomass B. In the second heat exchanger 10, the process air L is heated to 60 ° C, for example. Then, the process air L with the aid of a fan 7 via a further terminal 15 for the tube 59 again the drying drum 19 is supplied. It is thus a total of a closed or largely closed cycle of the process air L realized in which this flows through the drying drum 19 in an axially turbulent manner.
In den gezeigten Ausführungsbeispielen ist ein Brennstofftrockner 2 gezeigt, der in der Lage ist, in einem absätzigen Verfahren etwa 500 kg Biomasse B auf eine Restfeuchte von wenigstens 12 % zu trocknen. Nachdem der Trocknungsvorgang der Biomasse B, der vorzugsweise mit Hilfe eine Steuer- und/oder Regelungseinrichtung automatisiert ist und überwacht ist, abgeschlossen ist, wird die zerkleinerte und ge-
trocknete Biomasse B über die Öffnung 22' an der unterseitigen Mantelfläche 31 und dem trichterartigen Gehäuseabschnitt 54 durch Schwerkraft ausgetragen. Zu diesem Zweck weist die ovale Öffnung 22' eine nicht näher dargestellte Verschlusskappe auf, die zu öffnen ist. Die getrocknete Biomasse B gelangt in die Einrichtung 33 zum Pressen von Biomasse B in Formstücke 34, wobei die Formstücke 34 beliebige Gestalt haben können. Grundsätzlich sind beispielsweise ballen-, tonnen-, kugel-, zylinderförmige oder eiförmige Formen der Formstücke 34 denkbar. In the exemplary embodiments shown, a fuel dryer 2 is shown, which is capable of drying about 500 kg of biomass B to a residual moisture content of at least 12% in a random process. After the drying process of the biomass B, which is preferably automated and monitored by means of a control and / or regulating device, is completed, the shredded and dried biomass B discharged through the opening 22 'on the lower side surface 31 and the funnel-like housing portion 54 by gravity. For this purpose, the oval opening 22 'on a cap, not shown, which is to be opened. The dried biomass B enters the device 33 for pressing biomass B into shaped pieces 34, wherein the shaped pieces 34 can have any shape. Basically, for example, bale, barrel, spherical, cylindrical or egg-shaped forms of the fittings 34 are conceivable.
Fig. 6a zeigt die Trocknertrommel 19 mit am Umfang angeordneten Anschlüssen (20,21 ) zum Befüllen und zur Entnahme von Biomasse (B), die Einfüllöffnung 22 und die Öffnung 22' zur Entnahme der getrocknete Biomasse. Der Anschluss 21 zum Abführen von Prozessluft L und die Öffnung 22' zur Entnahme der getrocknete Biomasse liegen einander diametral gegenüber, wobei die Öffnung 22' am Boden der Trocknertrommel 19 ausgebildet ist. Somit wird sichergestellt, dass die getrocknete Biomasse von der Prozessluft L getrennt sich im Bereich der Öffunung 22' ablagern und von dort abtransportiert werden kann. Ebenso wird gewährleistet, dass die Pro- zessl ft L nach Austausch mit der Biomasse über den Anschluss 21 weitgehend frei von Biomasse abgeführt werden kann. 6a shows the drying drum 19 with peripheral connections (20, 21) for filling and removal of biomass (B), the filling opening 22 and the opening 22 'for removing the dried biomass. The port 21 for discharging process air L and the opening 22 'for removing the dried biomass are diametrically opposed to each other, wherein the opening 22' at the bottom of the drying drum 19 is formed. This ensures that the dried biomass separated from the process air L can be deposited in the area of the opening 22 'and removed from there. It also ensures that the process L can be largely removed from biomass via connection 21 after exchange with the biomass.
Fig. 6b zeigt eine Ausführung der Trocknertrommel 19 bei der innerhalb der Trocknertrommel 19 ein Rotor 23 mit Greifern 24 zum Bewegen der Biomasse B angeordnet ist. Bei Drehbewegung des Rotors 23 wirken die Greifer mit auf der Trommelinnenseite 28 angebrachten Rechen 29 zur wirkungsvollen Umwälzung und Trocknung der Biomasse zusammen. Um den Rotor 23 herum sind die Einfüllöffnung 22, die Öffnung 22' zur Entnahme der getrocknete Biomasse und die Anschlüsse 20,21 zum Zu- und Abführen der Prozessluft L jeweils als Ausschnitt in die Mantelfläche der Trocknertrommel 19 ausgeführt. FIG. 6 b shows an embodiment of the drying drum 19 in which a rotor 23 with grippers 24 for moving the biomass B is arranged inside the drying drum 19. Upon rotational movement of the rotor 23, the grippers interact with rake 29 mounted on the inside of the drum 28 for effective circulation and drying of the biomass. Around the rotor 23, the filling opening 22, the opening 22 'for removing the dried biomass and the connections 20, 21 for supplying and removing the process air L are each designed as a cutout in the jacket surface of the drying drum 19.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass durch das Trocknen Prozessluft durch den Verdampfer die Prozessluft kondensiert und somit Feuchtigkeit entzogen wird. Dabei wird der Prozessluft mit der Feuchtigkeit auch in der Prozessluft gebundene Schadstoffe wie z.B. Ammoniak entzogen. Durch die Hinzugabe effektiver Mikroorganismen wird weiter Ammoniak sowie Schwefelwasserstoffe in der Biomasse abgebaut. Damit ist einerseits das sich im Trocknungsprozeß bildende Kondensat geringer belastet. Dies führt zu einer reduzierten Belastung der Trocknertrommel mit
Korrosion durch Ammoniak und Schwefelwasserstoffe. Zudem ist der aus der Biomasse gewonnene Brennstoff weitaus weniger durch diese Bestandteile belastet. Another advantage of the invention is that process air is condensed by the drying process air through the evaporator and thus moisture is removed. The process air with the moisture is also removed from the process air bound pollutants such as ammonia. The addition of effective microorganisms further degrades ammonia and hydrogen sulfide in the biomass. Thus, on the one hand, the condensate forming in the drying process is less stressed. This leads to a reduced load on the dryer drum Corrosion by ammonia and hydrogen sulfide. In addition, the fuel produced from the biomass is far less burdened by these components.
Effektive Mikroorganismen ist die Bezeichnung für eine Methode der landwirtschaftlichen Bodenverbesserung und Pflanzen behandlung durch Einbringen von bzw. Besprühen mit einer Mischung von Mikroorganismen. Diese Mischung besteht vor allem aus Milchsäurebakterien, Hefen und Nichtschwefelpurpurbakterien. Effective microorganisms is the name of a method of agricultural soil improvement and plant treatment by introducing or spraying with a mixture of microorganisms. This mixture consists mainly of lactic acid bacteria, yeasts and non-sulfur adult bacteria.
Die Nichtschwefelpurpurbakterien sind physiologisch sehr vielfältig. Sie gehören stets den Alpha- oder Betaproteobacteria an und sind in der Lage, Photosynthese mit verschiedenen - darunter auch organischen - Verbindungen als Elektronendonoren zu betreiben. Man findet hier den ungewöhnlichen Stoffwechseltyp der Photohetero- trophie. Anders als ihr Name vermuten lässt, können viele Arten aber auch Sulfid - also eine Schwefelverbindung - als Elektronendonor für die Photosynthese verwenden. Die Fähigkeit der phototrophen Sulfidoxidation wurde lange Zeit übersehen, weil bereits geringe Sulfidkonzentrationen (< 1 mM) für die Bakterien toxisch sind. Manche Vertreter sind in der Lage, bei Lichtmangel durch Atmung oder auch Gärung zu wachsen. Die meisten Nichtschwefelpurpurbakterien können Stickstoff fixieren. The Nichtschwefpurpurbakterien are physiologically very diverse. They always belong to the alpha or Betaproteobacteria and are able to operate photosynthesis with various - including organic - compounds as electron donors. Here you will find the unusual metabolic type of photo heterotrophy. Unlike their name suggests, many species can also use sulfide - a sulfur compound - as an electron donor for photosynthesis. The ability of phototrophic sulfide oxidation has long been overlooked because even low sulfide concentrations (<1 mM) are toxic to the bacteria. Some representatives are able to grow by lack of light through respiration or fermentation. Most non-sulfur purple bacteria can fix nitrogen.
Effektive Mikroorganismen- auch EM genannt- sind eine spezielle Mischung von Mikroorganismen, die regenerative Prozesse unterstützen und fäulnisbildende Prozesse unterdrücken. Diese Mischung wurde vor etwa 30 Jahren auf Okinawa (Japan) entwickelt. Die wichtigsten Mikroorganismen in EM sind Milchsäurebakterien, Hefen und Photosynthesebakterien. Alle Mikroorganismen werden vor Ort in der Natur gesammelt und speziell gezüchtet. Effective microorganisms - also called EM - are a special mixture of microorganisms that support regenerative processes and suppress rot processes. This blend was developed about 30 years ago on Okinawa (Japan). The most important microorganisms in EM are lactic acid bacteria, yeasts and photosynthetic bacteria. All microorganisms are collected on site in nature and specially bred.
• EM beschleunigen die Umsetzung organischer Materialien und verhindern Fäulnis • EM accelerate the implementation of organic materials and prevent rot
• EM beleben den Boden und erhöhen die Aktivität der Bodenlebewesen • EM liven up the soil and increase the activity of soil organisms
• EM verbessern die Erwärmung im Frühjahr und die Speicherkapazität des Bodens • EM improve warming in the spring and storage capacity of the soil
• EM verringern die Keimdauer und fördern die Wurzelbildung • EM reduce germination time and promote rooting
• EM reinigen Wasser • EM clean water
• EM reduzieren umweltrelevante Schadgase und beseitigen schlechte Gerüche
Bezugszeichenliste • EM reduce environmentally relevant noxious gases and eliminate bad odors LIST OF REFERENCE NUMBERS
Brennstofftrockner fuel dryer
Staubfilter dust filter
Lufttrockner air dryer
Kältemittel refrigerant
Wärmetauscher, erster Heat exchanger, first
Gebläse fan
Verdampfer Evaporator
Kältemaschine refrigeration machine
Wärmetauscher, zweiter Heat exchanger, second
Abgaswärmetauscher Exhaust gas heat exchanger
Heizanlage heating system
Einrichtung Facility
Anschluss connection
Anschluss connection
Kondensator capacitor
Wasserkreislauf Water cycle
Gehäuse casing
Trocknertrommel dryer drum
Anschluss connection
Anschluss connection
22' Öffnung 22 'opening
Rotor rotor
Greifer grab
Misch- Zerkleinerungswerkzeug Mixed crusher tool
Drehantrieb rotary drive
Längsachse longitudinal axis
Arm poor
Trommelinnenseite Drum inside
Rechen rake
Mantelfläche, oberseitig Lateral surface, upper side
Mantelfläche, unterseitig Lateral surface, underside
Stirnseite front
Einrichtung zum Pressen
4 FormstückDevice for pressing 4 fitting
5 Zylinder 5 cylinders
6 Arbeitskammer 6 working chamber
7 Kolben 7 pistons
8 38' Schieber 8 38 'slide
9 Zylindermantel 9 cylinder jacket
0 Fensteröffnung 0 window opening
1 Auswurfschacht 1 discharge chute
2 Ende 2 end
3 Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 4 Ausformung 3 Control and / or regulating device 4 shaping
5 Öffnung 5 opening
6 Heizkessel 6 boilers
7 Fördermittel 7 subsidies
8 Zwischenspeicher 8 buffers
9 Förderschnecke 9 screw conveyor
0 Gestell 0 frame
1 51 ' Hälfte 1 51 'half
52 Umfangsfalz 52 circumferential fold
53 Einfüllöffnung 53 filling opening
54 Gehäuseabschnitt 54 housing section
55 Welle 55 wave
56 Zahnscheibe 56 toothed disc
57 Stator 57 stator
58 Trennebene 58 parting line
59 Rohr 59 pipe
60 Rohr 60 pipe
61 Abführleitung 61 discharge line
62 Druckmittelbehälter 62 pressure medium container
63 Plattform 63 platform
64 Druckmittelpumpe 64 pressure medium pump
65 Ventilblock 65 valve block
66 Drucklufteinrichtung 66 compressed air device
a Abstand, axial v. 24 a distance, axial v. 24
B Biomasse B biomass
L Prozessluft
L process air
Claims
Verfahren zum Aufbereiten von Biomasse (B) zur Verwendung in einer Heizanlage oder als Dünger, bei welchem die Biomasse (B) einem Brennstofftrockner (2) zugeführt wird und durch Umwälzen mit Prozessluft (L) getrocknet wird, wobei die im Brennstofftrockner (2) angefeuchtete Prozessluft (L) einem Lufttrockner (4) zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Prozessluft (L) Process for the preparation of biomass (B) for use in a heating system or as a fertilizer, in which the biomass (B) is fed to a fuel dryer (2) and dried by circulating with process air (L), wherein the in the fuel dryer (2) moistened Process air (L) is fed to an air dryer (4), characterized in that the process air (L)
- im Lufttrockner (4) zunächst durch Wärmetausch mit einem Kältemittel (5) abgekühlt und durch Kondensation Feuchtigkeit entzogen wird, - In the air dryer (4) initially cooled by heat exchange with a refrigerant (5) and moisture is removed by condensation,
- sodann in einem ersten Wärmetauscher (6) zum Erhitzen zugeführt wird und - Is then supplied in a first heat exchanger (6) for heating and
- durch ein Gebläse (7) zwischen Brennstofftrockner (2) und Lufttrockner (4) gefördert wird. - By a fan (7) between the fuel dryer (2) and air dryer (4) is promoted.
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Biomasse (B) während oder nach dem Trocknen zerkleinert wird. A method according to claim 1, characterized in that the biomass (B) is comminuted during or after drying.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Biomasse (B) nach dem Trocknen und Zerkleinern in Formstücke gepresst, insbesondere pelletiert wird. A method according to claim 1 or 2, characterized in that the biomass (B) after drying and crushing pressed into shaped pieces, in particular pelletized.
Verfahren nach Anspruch einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetausch mit dem Kältemittel (5) über einen Verdampfer (8) erfolgt, der mit einer Kältemaschine (9) betrieben wird, die dem Verdampfer (8) ein Kältemittel (5) zuführt. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the heat exchange with the refrigerant (5) takes place via an evaporator (8) which is operated with a refrigerating machine (9) which supplies a refrigerant (5) to the evaporator (8) ,
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Prozessluft (L) stromabwärts des ersten Wärmetauschers (6) einem zweiten Wärmetauscher (10) zur Erhöhung der Prozesslufttemperatur zugeführt wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the process air (L) downstream of the first heat exchanger (6) is fed to a second heat exchanger (10) for increasing the process air temperature.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Wärmetauscher (10) über einen Wasserkreislauf mit dem Abgaswärmetauscher (11 ) einer Heizanlage (12) versorgt wird. 6. The method according to claim 4, characterized in that the second heat exchanger (10) via a water circuit with the exhaust gas heat exchanger (11) of a heating system (12) is supplied.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Biomasse zumindest Einstreu und Dung enthält und die vor dem Zuführen in den Brennstofftrockner (2) in die Bestandteile Einstreu und Dung separiert wird sodass dem Brennstofftrockner (2) als Biomasse (B) lediglich die Bestandteile Einstreu oder Dung zugeführt wird. 7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the biomass contains at least litter and manure and before being fed into the fuel dryer (2) is separated into the components litter and manure so that the fuel dryer (2) as biomass (B) only the ingredients bedding or manure is supplied.
8. Einrichtung (13) zum Aufbereiten von Biomasse (B) insbesondere nach dem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (13) einen Brennstofftrockner (2) und einen Lufttrockner (4) aufweist, die über einen Prozessluftkreislauf miteinander verbunden sind, wobei der Lufttrockner (4) eine Kältemaschine (9) zur Trocknung der Prozessluft (L) aufweist. 8. Device (13) for processing biomass (B) in particular according to the method according to one of the preceding claims, characterized in that the device (13) comprises a fuel dryer (2) and an air dryer (4), which communicate with each other via a process air cycle are connected, wherein the air dryer (4) comprises a refrigerator (9) for drying the process air (L).
9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Lufttrockner (4) mit Anschlüssen (14,15) zum Zu- und Abführen von Prozessluft (L), einem Kondensator (16) zum Abkühlen und Trocknen der Prozessluft (L) und einem ersten Wärmetauscher (6) zum Erhitzen der Prozessluft (L) versehen ist, wobei der Wärmetauscher (6) stromabwärts des Kondensators (16) angeordnet ist. 9. Device according to claim 8, characterized in that the air dryer (4) with connections (14,15) for supplying and discharging process air (L), a condenser (16) for cooling and drying the process air (L) and a first heat exchanger (6) for heating the process air (L) is provided, wherein the heat exchanger (6) is arranged downstream of the condenser (16).
10. Einrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wärmetauscher (6) mit einer Kompressorkältemaschine (9) betrieben wird, wobei der Wärmetauscher (6) mit dem hochtemperaturseitigen Anschluss der Kompressorkältemaschine (9) in Verbindung steht. 10. Device according to claim 8 or 9, characterized in that the first heat exchanger (6) with a compressor chiller (9) is operated, wherein the heat exchanger (6) with the high-temperature side connection of the compressor chiller (9) is in communication.
11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die 11. Device according to claim 10, characterized in that the
Kompressorkältemaschine (9) innerhalb des Lufttrockners (4) in der Luftströmung L zwischen Kondensator (16) und ersten Wärmetauscher (6) zum Erhitzen der Prozessluft (L) angeordnet ist. Compressor chiller (9) within the air dryer (4) in the air flow L between the condenser (16) and the first heat exchanger (6) for heating the process air (L) is arranged.
12. Einrichtung einem der Ansprüche 8 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Lufttrockner (4) einen dem ersten Wärmetauscher (6) nachgeschalteten zweiten Wärmetauscher (10) zum Aufheizen der Prozessluft (L) aufweist. 12. Device according to one of claims 8 to 11, characterized in that the air dryer (4) has a first heat exchanger (6) downstream of the second heat exchanger (10) for heating the process air (L).
13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Wärmetauscher (10) über einen Wasserkreislauf (17) mit dem Abgaswärmetauscher (11) einer Heizanlage (12) versorgt wird. 13. Device according to claim 12, characterized in that the second heat exchanger (10) via a water circuit (17) with the exhaust gas heat exchanger (11) of a heating system (12) is supplied.
14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Lufttrockner (4) in einem vom Brennstofftrockner (2) separaten Gehäuse ( 8) untergebracht ist. 14. Device according to one of claims 8 to 13, characterized in that the air dryer (4) is housed in a separate from the fuel dryer (2) housing (8).
15. Einrichtung zum Aufbereiten von Biomasse insbesondere einem der Ansprüche 8 bis 14, wobei der Brennstofftrockner (2) eine Trocknertrommel (19), Anschlüsse (22, 22') zum Befüllen und zur Entnahme von Biomasse (B) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass im Inneren der Trocknertrommel (19) eine Vorrichtung zum Bewegen der Biomasse (B) angeordnet ist, wobei während des Betriebes gleichzeitig ein Trocknen und Zerkleinern der Biomasse (B) erfolgt. 15. Device for processing biomass, in particular one of claims 8 to 14, wherein the fuel dryer (2) has a drying drum (19), connections (22, 22 ') for filling and removal of biomass (B), characterized in that in the interior of the drying drum (19) a device for moving the biomass (B) is arranged, wherein at the same time a drying and crushing of the biomass (B) takes place during operation.
16. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zum Bewegen der Biomasse (B) einen Rotor (23) mit Greifern (24) sowie einen Drehantrieb (25) zum Drehen des Rotors (23) aufweist. 16. The device according to claim 15, characterized in that the device for moving the biomass (B) has a rotor (23) with grippers (24) and a rotary drive (25) for rotating the rotor (23).
17. Einrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifer (24) bei Drehbewegung des Rotors (23) mit auf der Trommelinnenseite (28) angebrachten Rechen (29) kämmen. 17. Device according to claim 15 or 16, characterized in that the grippers (24) mesh with rotary movement of the rotor (23) on the inside of the drum (28) mounted rake (29).
18. Einrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Einfüllöffnung (22) und/oder die Öffnung (22') zur Entnahme der getrocknete Biomasse und/oder die Anschlüsse (20,21 ) zum Zu- und Abführen von Prozessluft (L) jeweils als Ausschnitt in die Mantelfläche der Trocknertrommel (19) ausgeführt sind. 18. Device according to one of claims 15 to 17, characterized in that the filling opening (22) and / or the opening (22 ') for removing the dried biomass and / or the terminals (20,21) for feeding and discharging Process air (L) are each designed as a cutout in the lateral surface of the drying drum (19).
19. Einrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschluss (21 ) zum Abführen von Prozessluft (L) und die Öffnung (22') zur Entnahme der getrocknete Biomasse einander diametral gegenüber liegen. 19. Device according to one of claims 15 to 18, characterized in that the connection (21) for discharging process air (L) and the opening (22 ') for removing the dried biomass are diametrically opposite each other.
20. Einrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 19 dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (22') zur Entnahme der getrockneten und zerkleinerten Biomasse (B) mit einer Einrichtung (33) zum Pressen von Biomasse (B) in Formstücke (34) in Verbindung steht. 20. Device according to one of claims 15 to 19, characterized in that the opening (22 ') for removing the dried and comminuted biomass (B) with a device (33) for pressing biomass (B) in fittings (34) in combination stands.
21. Einrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Anschlusses (21 ) zum Abführen von Prozessluft (L) ein Staubfilter (3) zum Reinigen der Prozessluft (L) vorgesehen ist. 21. Device according to one of claims 15 to 20, characterized in that in the region of the connection (21) for discharging process air (L), a dust filter (3) for cleaning the process air (L) is provided.
22. Einrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Trocknertrommel im Bereich des Anschlüsse (22) zum Befüllen von Biomasse (B) Luftleitbleche zum Verwirbeln der Biomasse mit Prozessluft (L) vorgesehen sind. 22. Device according to one of claims 15 to 21, characterized in that inside the dryer drum in the region of the connections (22) for filling biomass (B) air baffles for swirling the biomass with process air (L) are provided.
23. Einrichtung nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass der Staubfilter (3) mit einer Drucklufteinrichtung (66) zum zyklischen Ausblasen des Staubs in die Trocknertrommel (19) versehen ist. 23. Device according to claim 21, characterized in that the dust filter (3) is provided with a compressed air device (66) for the cyclical blowing out of the dust in the drying drum (19).
24. Verwendung der Einrichtung (13) nach einem der Ansprüche 8 bis 23 in einer Heizanlage. 24. Use of the device (13) according to any one of claims 8 to 23 in a heating system.
25. Verfahren zum Betreiben einer Heizanlage (12) mit einer Einrichtung (13) nach einem der Ansprüche 7 bis 18, bei welcher als Brennstoff Biomasse (B) , insbesondere Haustierdung in einem Brennstofftrockner (2) unter Verwendung von aufgewärmter Prozessluft (L) getrocknet und zerkleinert wird, die Biomasse (B) sodann nach Verpressen in Formkörper (34) einem Heizkessel (46) zur Verbrennung über ein Fördermittel (47) zugeführt wird, wobei die Formkörper (34) nach dem Verpressen zumindest zeitweise einem Zwischenspeicher (48) zugeführt werden. 25. A method for operating a heating system (12) with a device (13) according to one of claims 7 to 18, wherein as fuel biomass (B), in particular animal manure in a fuel dryer (2) using heated process air (L) dried and crushed, the biomass (B) is then supplied to a boiler (46) for combustion via a conveyor (47) after being pressed into molded body (34), wherein the molded body (34) after pressing at least temporarily supplied to a buffer (48) become.
26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgaswärme des Heizkessels (46) zum Aufheizen der Prozessluft (L) verwendet wird. 26. The method according to claim 25, characterized in that the exhaust gas heat of the boiler (46) for heating the process air (L) is used.
27. Verfahren zur Herstellung von Brennstoffformkörpern aus Biomasse, welches die folgenden Schritte aufweist: 27. Process for the production of biomass shaped fuel articles, which comprises the following steps:
• Zerkleinern der Biomasse, • Trocknen der Biomasse durch Umwälzen mit Prozessluft, • crushing the biomass, Drying the biomass by circulating it with process air,
• Entziehen der in der Biomasse gebundene Schadstoffe durch Einbringen effektiver Mikroorganismen, Removing the pollutants bound in the biomass by introducing effective microorganisms,
• Umformen der Biomasse in Brennstoffformkörper. • Transforming the biomass into fuel moldings.
28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die effektiven Mikroorganismen eine Mischung aus Milchsäurebakterien und/oder Hefen und/oder Nichtschwefelpurpurbakterien und/oder Wasser aufweist. 28. The method according to claim 27, characterized in that the effective microorganisms comprises a mixture of lactic acid bacteria and / or yeasts and / or non-sulfur trace bacteria and / or water.
29. Verfahren nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Hinzugabe der Mikroorganismen durch zeitweises Einsprühen erfolgt. 29. The method according to claim 27 or 28, characterized in that the addition of the microorganisms takes place by temporary spraying.
30. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Umformen der Biomasse ein weiteres Trocknen erfolgt 30. The method according to any one of claims 27 to 29, characterized in that prior to the forming of the biomass further drying takes place
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