EP3025106A2 - Biomass-processing device and method - Google Patents

Biomass-processing device and method

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Publication number
EP3025106A2
EP3025106A2 EP14744534.0A EP14744534A EP3025106A2 EP 3025106 A2 EP3025106 A2 EP 3025106A2 EP 14744534 A EP14744534 A EP 14744534A EP 3025106 A2 EP3025106 A2 EP 3025106A2
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
biomass
heat
wood
drying
pellets
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP14744534.0A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Michael KOTYK
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.)
Kotyk Energy AG
Original Assignee
Kotyk Energy AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE201310107981 external-priority patent/DE102013107981A1/en
Priority claimed from DE102013107985.7A external-priority patent/DE102013107985A1/en
Priority claimed from DE201310107983 external-priority patent/DE102013107983A1/en
Application filed by Kotyk Energy AG filed Critical Kotyk Energy AG
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Definitions

  • the invention relates to a biomass processing device, in particular for thinnings, comprising a conveyor and a drying device and a biomass processing method, in particular for thinnings.
  • the invention relates to a pelletizer, in particular for the production of pellets from biomass, with a drying device for drying biomass, in particular fibrous biomass, and / or for comminuting biomass, a pressing device for pressing pellets, and a cooling device for cooling the pellets, as well as a process for the production of pellets.
  • the method comprises in particular the steps of drying biomass, in particular fibrous biomass, by means of a drying device, pressing the biomass into pellets by means of a pressing device, cooling the pellets with a cooling device.
  • the present invention relates to an apparatus and a method for the material utilization of fibers from biomass, in particular wood.
  • the invention relates to a device for generating energy from biomass with a heat recovery device for generating heat and a drying device and a method for energy production from biomass, especially from fibrous biomass, preferably from wood fibers, with the step of generating heat by burning crushed biomass residues, in particular wood dust.
  • the aforementioned invention can be applied in a production plant for green electricity and / or pellets.
  • the above-presented device and the method describe sections of such a production plant.
  • Typical producers of pellets are operators of planing and sawmills. These win as waste product of their usual commercial activity, the required raw materials, such as wood shavings and sawdust.
  • the waste products from the sawmill ie the sawdust and wood shavings, dried or post-dried.
  • waste heat from existing cogeneration plants is usually used.
  • the water content in the chips is reduced by the flow principle from about 50% to about 8%.
  • the chips are freed from impurities, such as stones or metal parts.
  • the chips get into the so-called hammer mills.
  • the chips are brought to a uniform size.
  • the maturing container serves the chips for absorbing the applied water film. This should provide the necessary smoothness during the subsequent pressing process.
  • chips are fed into a pelleting plant or pellet mill, in which the chips are pressed through a steel die under high pressure by means of knurling wheels.
  • the heat generated during the pressing process generated by friction on the die, releases lignin.
  • so-called pressing aids which are added to the ripening container before the pressing process, are activated by the heat in order to bind the loose chips.
  • These pressing aids act as a kind of adhesive, whereby the resulting pellets are dimensionally stable.
  • a doctor blade at the output of the die cuts from strands pressed strands to the length required for pellets. Decisive for the diameter of the pellets is the diameter of the press channels in the die. Depending on the desired diameter, the die can be exchanged and pellets of a different diameter can be produced. Subsequently, the pellets produced are cooled in a cooler and finally stored.
  • thinning wood is used instead of planing and sawdust. These are, for example, strained tree trunks or branches, but with a moist bark.
  • the process for the recovery of Thinning wood differs from the method presented above only in that the moist bark of the thinnings wood is separated from these before crushing the tree trunks or branches and burned in the wet state.
  • the debarked thinnings are then shredded to a size suitable for drying so that the shredded thinnings can then be pelletized in the same way as the chips described above.
  • the waste product obtained as wet bark is - as already described - burned, heat is generated by a wet bark combustion. This heat is used to dry the debarked and shredded thinning wood to reduce its water content. This heat can not be used directly because the water content in the flue gas is too high.
  • the moist hot flue gases in the heat transfer medium water must be converted by means of a heat exchanger, and be converted before the drying process with another heat exchanger in the heat transfer medium air.
  • heat exchangers are maintenance-intensive and thus also cause high costs.
  • the calorific value of wood decreases with increasing humidity.
  • the moisture of the wood is an indicator of the stored water.
  • the combustion temperature when burning wet wood is below an optimum range. Because the greater the humidity of wood (so-called wood moisture) in a combustion, the more heat is needed for the evaporation of the water stored in the wood. Consequently, the combustion flames are cooled and so-called incomplete combustion occurs.
  • biomass is sawdust, wood shavings, grinding dust, forest residue wood obtained in the thinning of forests, and / or wood chippings or wood chips.
  • biomass such as e.g. Thinning wood, wood shavings or wood chips, such as Miscanthus Giganteus and all other fast-growing plants and energy woods, or deciduous trees, e.g. Ash, chestnut, birch, beech, etc., or softwoods, e.g. Yew, spruce, fir, etc.
  • biomass-producing plants such as shrubs (e.g., ivy, hawthorn, blackberry) or the like may also be used. subsumed under the term biomass.
  • biomass is also understood as meaning wood residues, thinning wood, by-products and / or wood chips which have both wood and bark or bark.
  • by-product is used to denote non- or poorly usable parts, e.g. of a tree.
  • by coproduct a rotten tree, a crooked trunk or a treetop (tip of a tree) is called.
  • a biomass processing device has a conveyor and a drying device. It is advantageous if a heat removal channel of the drying device is connected to a heat supply channel of the conveyor to guide heat from the drying device in the conveyor. In this way, the heat used for the drying of biomass, which drops during drying within the drying device, can be guided further to the conveyor and used there to predry the biomass. Thus, it can be started even before the occurrence of the biomass in the drying device to dry them. This leads to energy savings in the drying device.
  • pre-drying mainly acts on the outside of the biomass.
  • biomass can be treated with bark so that in particular the water content of the bark is reduced, which in turn increases the calorific value of the biomass.
  • the combustion temperature upon combustion of a biomass treated according to the invention can be increased. Because of the reduced moisture in the biomass (so-called wood moisture) less heat is needed for the evaporation of the stored water in the biomass. Thus, the combustion flames reach higher temperatures and so-called complete combustion can be achieved, whereby substances such as carbon monoxide (CO) or wood tar can be avoided.
  • CO carbon monoxide
  • a high temperature is particularly favorable, since the gases stored in the biomass can escape only at higher temperatures and thus burn almost completely. This also makes it possible to deploy the ashes of the burned biomass in the forest, for example. In contrast, the ash produced during wet bark burning is hazardous waste and must be disposed of at a high cost.
  • heat is preferably conducted from the drying device into the conveyor.
  • the process variable heat is transmitted via a system boundary when temperature differences between the two systems or between the drying device and the conveyor are present.
  • thermal energy is transferred from the higher temperature system towards the lower temperature system. This is true as long as a temperature difference between two thermally coupled systems, so they are not yet in thermal equilibrium.
  • a fluid such as e.g. Air to use as a carrier of heat, which absorbs the heat in a place with higher temperature and returns to another location at a lower temperature. It is also possible, instead of air, to use another fluid, such as water, oil or silicone.
  • a heat removal channel is connected to a heat supply channel.
  • This connection is preferably made by means of a thermally insulated guide, e.g. a pipe or a hose realized.
  • the heat may be, for example, waste heat of the drying device. It is also possible for the heat introduced into the drying device to be conveyed further to the conveying device after transfer, ie after elimination of a temperature difference between the biomass in the drying device and the fluid acting as a carrier of the heat. There, the heat in the conveyor can be delivered or transferred to the biomass for pre-drying.
  • the conveyor is arranged in front of the drying device. It is advantageous if the conveyor promotes biomass in the direction of the drying device. Thus, using the conveyor biomass for drying in the drying device passes.
  • the conveyor By connecting the conveyor to the drying device or by connecting the heat removal channel of the drying device with the heat supply channel of the conveyor heat, which is used to dry the biomass in the drying device, reaches the upstream conveyor.
  • the drying device has a Wälzbetttrockner for uniform drying and mixing.
  • a Wälzbetttrockner is suitable to treat wood chips of biomass, such as woodchips and other organic substances.
  • the biomass to be dried is moved in a bed of warm air with a slowly flowing horizontal stirring paddle.
  • the dry material is constantly circulated.
  • the paddles are arranged so that the dry material is conveyed from an entry to a discharge. While the solid is moving, it is flowed through from bottom to top of the drying air. As a result, it is in contact with the drying air for a particularly long time, which leads to a uniform result.
  • the drying device has a tool for comminuting biomass. This serves to pre-shred the biomass, which is fed into the drying device to a certain size, so as to facilitate the drying and improve.
  • a tool is preferably, for example, a hammer mill or a shredder similar to a chopper, in which comminution is carried out from a gear built up by offset rollers, a chopper drum or by means of a impact disk.
  • the drying device or the tool for shredding are designed for the processing of thinnings wood.
  • the tool has rollers or impact disks, with the help of which such thinnings wood can be crushed with bark or by-products; and secondly, that the Wälzbetttrockner has passages through which the thinned with the tool thinnings wood remains within the Wälzbetttrockners so that heat can be continuously introduced via drying air without shredded wood thinning comes out of the Wälzbettdrockner to the outside. Nevertheless, small components with a smaller diameter than the passages can already be deposited in the drying device. Conveniently, the sorted small components are collected and another device, such as a Heat recovery unit, fed. The tool for comminution is ideally located in front of the Wälzbetttrockner. In this way, the biomass can be dried faster and more effectively
  • the conveyor has at least one heat-permeable region, in particular soil, can be arranged on the biomass.
  • Biomass including its bark can be pre-dried before being fed into a drying device with the aid of a conveying device designed in this way.
  • the heat-permeable region is arranged in the bottom of the conveyor. As a result, heat introduced into the conveyor can be used to predry the biomass with bark. In other words, for example, air as a heat transfer medium can easily flow through the heat-permeable region.
  • the wood processing device comprises a fiberizing device and / or a separating device.
  • the fiberization device it is possible to further reduce the biomass from the drying device after drying. Here, a further, finer comminution of the biomass takes place.
  • the defibrating device has a mill which fibrillates the biomass.
  • the mill is a hammer mill, the hammers are designed so that these energy-saving biomass crush and separate them into small-sized fiber conglomerates.
  • the separation device has at least one screen, in particular a tumble screen, for separation into at least two separation fractions.
  • the at least two separating fractions are preferably fibers and dust, in particular wood fibers, wood dust, bark dust and non-solid wood components, such as eg rotten parts in the trunk.
  • fibers and fiber conglomerates can be classified and processed according to the individual classification groups to form further products. Accordingly, it can be ensured that only high-quality material in the form of appropriately classified fibers or their conglomerates is processed to produce high quality pellets.
  • the separation device comprises optical means for optical separation in at least two separation fractions.
  • the at least two separation fractions are fibers and dust, in particular wood fibers and wood dust, bark dust and / or non-solid wood components.
  • optical separation a high degree of purity of wood fibers can be achieved, wherein the separation or separation of the fibers from the entirety of the comminuted biomass can be ensured such that the dust and bark of the biomass is almost completely separated from the fibers.
  • a so-called visual recognition can be used, as e.g. Bark darker than wood or wood fibers.
  • the wood processing device has a buffer.
  • this buffer for example, fibers can be stored after screening in the separator for further storage. Furthermore, it is advantageous if the buffer is arranged on the separating device. In this way, short distances between the separator and the buffer can be realized, which leads, for example, to energy savings and space savings within a production hall.
  • a biomass processing method beneficially proceeds in the following manner.
  • biomass is predried in a conveyor.
  • the water content of the biomass can be reduced in advance, so that in the subsequent step less energy has to be expended eg for drying.
  • the method is suitable for pre-drying biomass together with its bark. Consequently, the biomass is pre-dried before it is introduced into the drying device. This saves energy for eg a subsequent drying device.
  • the biomass is dried mainly on the outside, whereby the bark of the biomass can be treated so that conveniently the water content of the bark is reduced.
  • the calorific value of the biomass can be increased.
  • the biomass is dried by means of a drying device in a subsequent step.
  • the water content of the biomass is further reduced, so that processing can take place to a final product.
  • combustion of the biomass due to the reduced water content can achieve a higher combustion temperature, so that improved or even complete combustion can be achieved.
  • wood moisture causes no energy losses, which are due to the evaporation of the stored water in the biomass.
  • higher temperatures can be achieved in a combustion, avoiding carbon monoxide (CO) or wood tar.
  • CO carbon monoxide
  • wood tar During the combustion of the biomass under high temperatures, an optimal outgassing can take place and thus an optimal combustion can be achieved. This makes it possible to spend the residual ash, including the fly ash in meadows, fields and forests.
  • the biomass is comminuted before drying in the drying device. This allows easier and more effective drying, since biomass of a certain size is easier to dry with less energy than biomass, for example in the form of tree trunks.
  • heat is removed from the drying device to a heat-permeable region of the conveyor in a further step.
  • heat which is used to dry the biomass within the drying device, comes to pre-drying within the conveyor.
  • waste heat of the drying device can be guided to the conveyor. This serves as a further energy saving measure, thereby
  • the efficiency of the method according to the invention is improved.
  • the process variable heat - as already explained - is then transmitted over a system boundary, if temperature differences between two systems or between the drying device and the conveyor are present.
  • thermal energy namely heat
  • thermodynamics This applies as long as there is a temperature difference between two thermally coupled systems, so that they are not yet in thermal equilibrium.
  • a fluid such as e.g. Air
  • heat may be taken up in a higher temperature location and delivered to another lower temperature location.
  • a fluid such as water, oil or silicone instead of air.
  • the biomass is defibrated by means of a defibration device.
  • a further homogenization of the biomass is achieved, whereby a high-quality end product can be achieved or achieved.
  • inclusions in the biomass e.g. rotten areas or impurities such as soil are separated.
  • the shredded biomass is separated into at least two separation fractions.
  • a separation into fibers and dust, especially in wood fibers and wood dust, preferably together with bark takes place. Due to the above-described separation, it is possible to supply only high-quality material or fibers to the further process steps and to filter further components in the form of soil, rotten components, bark and dust from the process chain. Preferably, earth, rotten components, bark and dust after separation are present only in very small quantities.
  • the optimal separation into high-quality material like fibers, and further components, like earth, bark, etc. can from the further Components are produced high quality energy.
  • the raw material biomass is produced by drying and separation a higher quality product such as pellets.
  • the starting material or raw material is refined.
  • a separation fraction is used to generate heat and / or electrical energy. Due to the above-described separation into fibers and other components, such as dust and bark, in this process step, the components or component products separated from the fibers can be used to generate heat and / or electrical energy. Consequently, substances and component products occurring during the process can also be used for further use within the process chain and used profitably.
  • heat generated by combustion of a separation fraction, in particular of dust and preferably bark
  • the process chain is optimized and the components separated from the fibers or component products which occur during production within the process chain are used, for example to generate heat.
  • the heat generated can also be used for drying biomass with the aid of the above-described drying device.
  • heat can be generated from the component dust, rotten components, bark and / or soil, which is used to dry the delivered biomass by means of a drying device, wherein the heat generated there is forwarded or further discharged to a conveyor for pre-drying the biomass ,
  • heat generated by generation of electric power to the drying device.
  • waste heat of a turbine which is used for power generation
  • the heat conducted into the drying device can be used for pre-drying in the conveying device.
  • a separation fraction in particular fibers
  • a buffer With the aid of this buffer, for example, fibers can be stored after separation or sieving in the separating device for further storage.
  • the buffer can be used to homogenize the conglomerates of fibers, which can be fed to a further processing a uniform mixture of fibers.
  • the illustrated method steps are carried out with the aid of the objects of the apparatus described above, it is e.g. it is possible to use a separating device of the device for separating in the method or, for example, a separating device for the method step separating.
  • a pelleting device in particular for the production of pellets from biomass, is provided.
  • the pelleting device preferably has a drying device for drying biomass.
  • a drying device for drying biomass This makes it possible to moist biomass material such. B. bark of a tree (bark), but also, for example, trunk wood of a tree to a predetermined water content to dry. This is preferably between 9 and 11%.
  • the drying device has a Wälzbetttrockner for uniform drying and mixing.
  • a roller bed dryer is suitable Wood chips of biomass, such as woodchips and other organic substances to treat. Due to its functionality, it is suitable for non-uniformly shaped bulk goods, which require long residence times for drying at moderate drying air temperatures at a relatively high initial moisture.
  • the biomass to be dried is moved in a bed of warm air with a slowly flowing horizontal stirring paddle.
  • the dry material is constantly circulated.
  • the paddles are arranged so that the dry material is conveyed from an entry to a discharge. While the solid is moving, it is flowed through from bottom to top of the drying air. As a result, it is in contact with the drying air for a particularly long time, which leads to a uniform result.
  • the biomass is fibrous biomass, preferably wood fibers. Fibrous biomass is excellently suited for the production of pellets, since fibers impart a high mechanical stability to a pellet and have a high calorific value. Furthermore, it is preferred that the pelletizing device has a drying device for comminuting biomass. The comminution of biomass allows a more effective drying within the drying device and thus a simple and energy-saving reduction of the water content of the biomass. The drying device is also used to pre-shred the biomass, which is fed into the drying device to a certain size, so as to facilitate and improve the drying.
  • Such a tool is preferably, for example, a hammer mill or a shredder similar to a chopper machine, in which comminution is carried out from a gear built up by offset rollers, by means of a chipping drum or by means of a striking disk.
  • the drying device or the tool for shredding are designed for the processing of thinnings wood.
  • the tool has rollers or impact disks with the aid of which biomass or thinnings wood can be comminuted together with its bark or by-products; and second, that the Wälzbetttrockner has passages through which with the thinned wood inside the roller bed dryer remains crushed by the tool, so that heat can be continuously introduced via drying air without the shredded thinning wood coming out of the roller bed dryer to the outside. Nevertheless, small components with a smaller diameter than the passages can already be deposited in the drying device. Conveniently, the sorted small components are collected and fed to another device.
  • the pelletizing device has a pressing device for pressing pellets.
  • a pressing device for pressing pellets.
  • one or more pellets can be pressed out of the biomass, which is preferably in a loose state.
  • biomass is fed into the pressing device, in which the biomass is pressed through a die under pressure by means of knurling wheels.
  • the heat generated by friction on the die releases lignin, which gives the resulting pellets a dimensional stability due to interlacing.
  • the lignin is then visible on the outside of the pellets as a shiny surface.
  • Lignin is solid biopolymers that are incorporated into the plant cell wall and thus cause the celling of the cell (so-called lignification).
  • Lignin or lignins are thus responsible for the strength of plant tissues. These allow enduring plants and especially trees to withstand the mechanical stresses caused by gravity and environmental influences such as wind and weather. Furthermore, it is favorable if the pelletizing device has a cooling device for cooling the pellets. Due to the high degree of friction between the biomass and a die, through which the biomass is pressed, heat is generated by and during the pressing of pellets in a pressing device, whereby preferably the biomass or its fibers reach a temperature of 95 to 110 ° C. during the pressing process , Conveniently, a lower temperature, such as 95 ° C, is achieved with a soft biomass, such as pine, and with a hard biomass, such as beech, a temperature of 105 ° C.
  • the leakage of lignin for the respective biomass is achieved.
  • This heat is located both in the die of the pressing device and in the finished pellets.
  • the pellets after pressing in a pressing device at a temperature between 95 ° C and 108 ° C.
  • the lignin is activated in the fibers, whereby a Verhölztation of the pellets is made possible, whereby activation of the lignin, the addition of binders can be avoided.
  • the heat from the cooling device is preferably fed into the drying device. It is advantageous if a heat removal channel of the cooling device is connected to a heat supply channel of the drying device. In this way, the heat can be effectively and quickly passed from the cooling device to the drying device. By means of the heat obtained in the cooling device, the biomass which is led into the drying device for drying, can be dried effectively and energy-saving. Thus, the heat generated in the pressing device for the drying of biomass can be used.
  • the device has a first conditioner. Conveniently, this detects the water content of the biomass, in particular by means of ultrasound. Thus, the water content within the biomass can be detected in a simple manner. Furthermore, it is advantageous if the first conditioner adjusts the water content of the biomass by means of water from a first water metering device to a water content of between 7 and 13%, preferably to a water content of 9.5-11%. By adjusting the water content, mechanical parameters of the biomass can be adjusted as it passes through the pelletizer. So it is possible with the help of the aforementioned water content, both to press pellets and to easily pass the biomass through the Pellet istsvorraum.
  • the pelletizer has a ripening device.
  • this biomass in particular fibers, stored and mixed. This makes it possible to equalize the water, introduced by a conditioner in the biomass or give the biomass the opportunity to absorb the water and store.
  • the device has a second conditioner.
  • the second conditioner adjusts the water content of the biomass by means of water from a second metering device. It is advantageous if the water content between 7 and 13%, preferably adjusted to a water content of 9.5-11%.
  • the second conditioner has the advantage that the measurement and adaptation within the first conditioner is checked and possibly corrected.
  • the pelleting device comprises a sorting device for sorting the pellets.
  • the sorter can be used to separate solid pellet-bound components (such as fibers) from loose components (such as dust) after pressing the pellets. In this way it is possible to obtain only pellets of a certain size and shape as the final product. It is also possible to achieve a prescribed standard, such as the EU NORM ENplus AI or ENplus A2.
  • the pelletizing device has a mixing device which combines heat, which is obtained during cooling of the pellets, with other heat flows, in particular from other devices. Consequently, with the aid of the mixing device, the heat produced by the cooling of the pellets can be mixed with other heat flows from other devices, such as e.g. B. waste heat from turbines or a turbine cooling also transferred to the mixing device and united or mixed.
  • the pelletizing device has at least one storage cell.
  • the pellets produced can be stored in the sorter after sieving and then conveniently loaded loosely and / or bagged and / or gasified for the production of green energy. Due to the loose loading, the pellets produced can be filled in large quantities in silo trucks. Bagging allows predetermined amounts of pellets in bags to be sold to the end user for heating a home. The gasification of the pellets allows the production of green energy as an immediate use of the pellets in a connected eco-power plant.
  • a method for producing pellets comprises the following steps.
  • a step comprises the drying of biomass by means of a drying device.
  • the biomass is conveniently fibrous biomass, preferably wood fibers.
  • a high calorific value for the biomass is achieved, and, on the other hand, this step also serves to further process the biomass into pellets.
  • the drying is conveniently done by means of a drying device.
  • This is conveniently a Wälzbetttrockner for uniform drying and mixing.
  • a Wälzbetttrockner is suitable, wood chips of biomass, such as wood chips and other organic Substances to be treated. Due to its functionality, it is suitable for non-uniformly shaped bulk goods, which require long residence times for drying at moderate drying air temperatures at a relatively high initial moisture.
  • the biomass to be dried is moved in a bed of warm air with a slowly flowing horizontal stirring paddle.
  • the dry material is constantly circulated.
  • the paddles are arranged so that the dry material is conveyed from an entry to a discharge.
  • a further step comprises pressing the biomass into pellets by means of a pressing device.
  • a pressing device advantageously has a die and at least one Kollerrad, by means of which the biomass is pressed through the die. In this process, heat is generated both in the matrix and in the pressed biomass.
  • the pellets are advantageously cooled with a cooling device.
  • the heat generated by pressing within the pellets is dissipated therefrom, thereby allowing storage and, subsequently, loading and packaging at room temperature.
  • heat is removed from the cooling device to the drying device.
  • the heat dissipated during cooling of the pellets can be used for drying biomass in the drying device.
  • energy can be saved for the drying device or for the heat used for drying within the drying device.
  • the efficiency of such a method is increased.
  • such a method is optimal in terms of environmental aspects, whereby heat generated in a process is reused and not left unused in the process chain or even discharged.
  • the water content of the biomass is preferably detected after drying. This is done conveniently by means of ultrasound. Due to the fact that ultrasound propagates excellently in a dense medium such as water, the water content can be easily determined from the received signal of an ultrasonic transmitter. Because the more intense the signal or the closer the received signal on the output signal, the higher the water content.
  • the detection of the water content serves to reduce friction between the biomass and z. B. a conveyor trough, in which the biomass is performed. Thus, lubrication by the biomass on conveyors is possible, whereby the energy consumption for the promotion of biomass can be reduced.
  • the water content is increased by means of water of a first water metering device.
  • the water content is adjusted between 7 and 13%, preferably 9.5-11%.
  • the introduced water serves to improve the lubrication between biomass and a conveyor trough. This water content can easily escape by friction in the die during pellet production or pressing, so that low water content, high calorific value pellets are obtained.
  • the biomass is stored in a maturing device and mixed.
  • the water content of the biomass can be made uniform. Because the intermediate storage and the mixing of the biomass opens the possibility to absorb water and store.
  • This water is used to lubricate the biomass on eg a conveyor trough or on conveyor lines.
  • the water content is detected once more. This is advantageously done by means of ultrasound. Since, for example, ultrasound propagates excellently in a dense medium such as water, the water content can be determined in a simple manner on the basis of the received signal of an ultrasound transmitter-as already described above. The nearer the received signal on the output signal, the higher the water content.
  • the biomass is adjusted to a water content between 7 and 13%, preferably to a water content of 9.5-11%.
  • this water content can easily reduce the friction of the biomass into a conveyor trough.
  • this water content can easily escape by friction in the die in the production of pellets, so that pellets with a low water content and high calorific value can be generated.
  • the biomass is heated to a temperature between 98 ° C and 105 ° C.
  • the lignin gives the pressed pellets, on the one hand, a glossy surface and, on the other hand, a high dimensional stability, since the lignin is responsible for the biomass burying.
  • a further method step it is favorable to dissipate heat of the pressed pellets in order to cool the pellets to a predetermined temperature, preferably room temperature.
  • the dissipated heat is preferably conducted to the drying device, where it is used for drying biomass. This can save energy and costs.
  • the heat generated in the pressing device for the drying of biomass can be used.
  • the heat is combined with heat streams from other process areas.
  • the heat is used in one or more so-called.
  • ORC or a plant with waste heat and power coupling to generate electrical energy.
  • An ORC is preferably a plant with a waste heat / power coupling or a so-called Organic Rankine Cycle (abbreviation ORC), in which the operation of steam turbines with a working fluid other than water vapor, such as certain oils with a low evaporation temperature (eg silicone oil) is realized.
  • ORC Organic Rankine Cycle
  • Such a method or system is preferably used when the available temperature gradient between the heat source and the sink is too low for the operation of a turbine driven by steam.
  • the stored pellets can be loosely loaded and / or bagged and / or gasified for the production of eco-energy.
  • the pellets produced can be transported in large quantities in silo trucks and, for example, transported to consumer premises.
  • bagging it is possible to sell predetermined amounts of pellets in bags to the end user for heating a home.
  • gasifying the pellets for the production of green energy an immediate use of the pellets in a connected eco-power plant is possible.
  • the apparatus described above further comprises a defibering device for defibering (eg a mill), a separating device for separating (eg a sieve) and a buffer for intermediate storage.
  • a defibering device for defibering eg a mill
  • a separating device for separating eg a sieve
  • a buffer for intermediate storage e.g., a buffer for intermediate storage.
  • the aforementioned devices or objects and method steps preferably arranged between the pressing device and the drying device.
  • the separating device and the buffer reference is made to the above statements among the other aspects of the invention, which also apply here.
  • a device for generating energy from biomass is provided. This ideally has a heat recovery device for generating heat and a drying device.
  • a heat extraction channel of the heat recovery device is connected to a heat supply channel of the drying device.
  • heat can be passed from the heat recovery device in the drying device.
  • the drying device is preferably a Wälzbetttrockner for uniform drying and mixing of biomass, especially thinning wood.
  • the drying device has a Wälzbetttrockner for uniform drying and mixing.
  • a Wälzbetttrockner is particularly suitable for wood chips of biomass, such as wood chips and other organic substances. Due to its structural design, it can dry bulk materials that require long residence times for drying at moderate drying air temperatures at a relatively high initial moisture.
  • the biomass to be dried is moved in a bed of warm air with a slowly flowing horizontal stirring paddle.
  • the dry material is constantly circulated.
  • the paddles are arranged so that the dry material is conveyed from an entry to a discharge. As the solid moves, it is from bottom to top of the drying air, which is conveniently a temperature of 90 to max. 105 ° C, flows through. That's what he is particularly long with the drying air in contact, resulting in a uniform result.
  • a drying device advantageously has a tool for comminuting biomass.
  • the drying device and the shredding tool are designed for the processing of thinnings and by-products. That is, on the one hand, the tool has rollers, chopper drum or impact discs, with the help of such thinnings wood can be crushed; and secondly, that the Wälzbetttrockner has passages through which the thinned with the tool thinnings wood remains within the Wälzbetttrockners so that heat can be continuously introduced via drying air without shredded wood thinning comes out of the Wälzbettdrockner to the outside.
  • the tool for comminution is ideally located in front of the Wälzbetttrockner. In this way, the biomass can be dried faster and more effectively.
  • a mixer mixes warm fluid from the heat recovery means with cool fluid to reduce the temperature of the warm fluid.
  • the heat contained in the warm fluid is distributed to a larger amount of fluid, whereby the temperature of the mixed fluids decreases in comparison to the temperature of the warm fluid.
  • heat, generated from the heat recovery device distributed to a larger mass flow. This has the advantage of making fluid with a high heat content or high temperature usable for further use within the device.
  • a deposition device frees the fluid from the mixer of contaminants. In this way, contamination caused by burning of, for example, wood dust, bark dust and non-solid wood components in the heat recovery device, such. As fine dust, are filtered out. Conveniently, this is done with the aid of centrifugal force. In this way, the use of expensive filter sieves is not necessary because using the centrifugal force a continuous filter, without replacement and with little cleaning effort is realized. Furthermore, it is favorable if the device has at least one turbine. Ideally, the turbine is supplied with heat from the heat recovery device and / or from the mixer for the generation of electrical energy. With the help of the heat gained from the heat recovery device, the turbine can be operated.
  • the apparatus comprises a mixing device which receives waste heat from at least one turbine. It is also possible to absorb heat generated by cooling from the at least one turbine in the mixing device.
  • other heat flows in particular from other areas of the device, can be brought together in the mixing device.
  • a method for energy production from biomass is provided.
  • This preferably uses fibrous biomass, in particular wood fibers.
  • this method conveniently uses a device for generating energy from biomass, as previously described.
  • a step according to the invention comprises the generation of heat by firing comminuted biomass, in particular wood dust and bark.
  • Comminuted biomass are mostly comminuted components of the order of dust and / or bark. Such small parts are difficult to bind, e.g. for a pellet production. Nevertheless, this biomass is flammable and can thus be burned for heat generation.
  • a further step of the invention conveniently provides for the drying of biomass by means of the heat generated by firing.
  • biomass can be treated with bark so that in particular the water content of the bark is reduced, which in turn increases the calorific value of the biomass. Consequently, the combustion temperature upon combustion of a biomass treated according to the invention can be increased. Because of the reduced moisture in the biomass (so-called wood moisture) less heat is needed for the evaporation of the stored water in the biomass. Thus, the combustion flames reach higher temperatures and so-called complete combustion can be achieved, whereby substances such as carbon monoxide (CO) or wood tar can be avoided.
  • CO carbon monoxide
  • ORC ORC
  • An ORC is preferably a plant with waste heat / power coupling or a so-called organic rankine cycle (abbreviation ORC), in which the operation of steam turbines with a working fluid other than water vapor, such as certain oils with a low evaporation temperature (eg silicone oil) is realized.
  • ORC organic rankine cycle
  • Such a method or system is preferably used when the available temperature gradient between the heat source and the sink is too low for the operation of a turbine driven by steam.
  • a separation device filters contaminants out of the fluid.
  • this is done by means of centrifugal force.
  • centrifugal force eliminates the need for expensive filter screens, as the centrifugal force allows a continuous filter to be realized without replacement and with little cleaning effort.
  • waste heat of the turbines and / or heat generated by cooling the turbines it is advantageous to dissipate waste heat of the turbines and / or heat generated by cooling the turbines.
  • the waste heat and / or heat is combined with other heat streams.
  • the other heat flows from further process areas, such as e.g. from a cooling system for pellets, merged. In this way, heat can be collected and directed to a specific location.
  • the features described above are all combinable with each other.
  • the features of the biomass processing method can be combined with those of the method for producing pellets and those of the method for energy production from biomass.
  • the combination of the aforementioned devices with the method is possible.
  • An advantage of the present invention is further that the generated heat from the place of production, such as the heat recovery device, conveniently to the drying device and preferably to the conveyor can be performed without the heat must be passed through a lossy heat exchanger. This is advantageously achieved by using air as the heat carrier.
  • a device for recycling wood fibers is provided, the device being connected to a biomass processing device according to one of the above configurations and the device having means for processing the fibers into an intermediate or end product.
  • the operation of the connected biomass processing device is set up so that fibers can be produced with a predetermined specification.
  • the recycling of the fibers taken out of the biomass processing device comprises the production of a multi-component element, for example a plastic composite material element, which is formed using the wood fibers as a reinforcing material.
  • an injection molding apparatus is provided for material recycling of the fibers, which is adapted for the production of fiber-reinforced plastic parts using the extracted from the biomass processing device fibers.
  • a method of recycling wood fibers wherein the method according to any one of the above configurations is used to produce recyclable fibers, while recycled material is recycled material.
  • the material recycling is operated via a process that is substantially directly coupled to the process for producing the fibers by the method according to one of the above configurations.
  • the invention relates to a biomass processing apparatus, a pelleting apparatus and a device for generating energy from biomass.
  • the above-described devices can be combined with one another, as will be shown.
  • the invention is described below, which relates to a biomass processing method, a method for producing pellets and a method for energy production from biomass.
  • the above-described methods can be combined with one another, as will be shown.
  • FIG. 1 shows a flowchart and a biomass processing device
  • FIG. 2 shows a flow chart and a pelletizing device for producing wood pellets
  • Figure 3 is a flow diagram and a device for generating energy from biomass
  • FIG. 4 shows a flowchart and a production plant with a biomass processing device, a pelletizing device for the production of wood pellets and a device for generating energy from biomass.
  • like reference numerals designate like objects.
  • Figure 1 shows a flow chart and a biomass processing device for thinnings and by-products, such as treetops.
  • the apparatus has a large-scale chipper machine 1 for thinning wood of all kinds, a wood chippings moving floor 2 or a moving floor as a conveyor and a wood chipper dryer 3 as a drying device.
  • the large chopper 1 divides the supplied thinnings wood to wood chips. Thinnings include, for example, tree trunks, branches and shrubs, as well as Miscanthus Giganteus and all other fast-growing plants and energy woods. Thinnings also have moist bark. In comminution by the large-scale mincing machine 1, smaller units are produced, such as e.g. G 20 to G 60 preferably G 30 to G 40 according to the European woodchip standard EN 14961. Of course, further sizes are conceivable. In this way, e.g. Whole tree trunks are pre-crushed together with their bark.
  • the shredded thinnings wood or forest woodchip along with its bark is poured onto the moving floor 2.
  • the sliding floor 2 has a raised floor as a heat-permeable area, which has inclined slot plates, so that air can flow through the raised floor or through the wood chips moving floor.
  • Length and width of the forestry lumber puddles 2 are designed on the one hand to the required amount of forest wood chips for the production of wood pellets, on the other hand, in particular the length of the forestry haystock 2 is designed to reduce the water content of wood chippings by about 1- 9%. Consequently, with the help of the moving floor, 2 wood chips with bark and other biomass can be predried, whereby the correct bed height (2 to 6 meters) is to be pre-dried.
  • the wood chipper dryer 3 is connected to the sliding floor 2 and takes over the wood chippings which are conveyed via a dosing screw (not shown) from the wood chippings push floor 2 to the roller bed dryer.
  • the wood chipper dryer 3 comprises a Wälzbetttrockner and optionally a tool for further crushing the wood chippings (both not shown), wherein the tool for crushing is ideally located in front of the Wälzbetttrockner. In this way, the biomass can be dried faster and more effectively.
  • the tool for comminuting may be, for example, a chopper machine, which makes a comminution of the wood chippings into defined chip sizes from a gear built up by offset rollers, by means of a chipping drum or by means of a impact disk.
  • the predetermined chip size is understood, for example, as the European woodchip standard EN 14961.
  • a main fraction mass fraction> 60%
  • parts of a size of 2, 8 ... 16 mm and a diameter of 0 30 mm represented
  • a fines content mass with parts smaller than ( ⁇ ) 2.8 mm
  • a coarse fraction mass fraction ⁇ 20%) with parts greater than (>) 16 mm.
  • relevant specialist literature reference is made to relevant specialist literature.
  • the Wälzbetttrockner essentially has a heat-permeable drum and paddle rollers, which promote the shredded wood chips through the drum of an entry to a discharge.
  • the Wälzbetttrockner for bulk materials that require long residence times for drying at a relatively high initial moisture.
  • the wood chips to be dried are moved in a stream of hot air from below with the slowly rotating paddle roller which guides or pushes the wood chips through the roller bed dryer 3 or its drum.
  • the shredded wood chips are constantly circulated together with its bark.
  • the slow rotational movement of the paddle roller allows for a good mixing of forest clippings in the drum and ensures that the water content of forest clippings is reduced from about 40% to 9-10%, before it enters a discharge screw of the dryer. While the wood chips move, it is from bottom to top of warm drying air, which favorably a temperature of 90 to max. 105 ° C, flows around.
  • the Wälzbetttrockner or the Waldhackguttrockner 3 in addition to a heat supply channel 3 a for introducing warm air and a heat removal channel 3b. About the heat removal channel, the introduced air is passed after transfer of heat to the wood chips from the Wälzbetttrockner.
  • the push floor 2 has a heat supply channel 2a, which is connected to the heat removal channel 3b of the Wälzbetttrockners.
  • the heat supply channel 2a of the moving floor 2 is connected to the above-mentioned raised floor as heat-permeable region, so that the remaining heat in the air directly on the forest wood chips, arranged or piled on the sliding floor 2, meets.
  • the drum or a basket of the Wälzbetttrockners or Waldhackguttrockners 3 is made permeable to air.
  • passages with a predetermined diameter are provided in the roller bed dryer, through which small components with a smaller diameter than the passages are already deposited in the drying device. These small components such as e.g. Dust can thus be separated and collected in advance and a further device for further processing such.
  • a heat recovery unit configured as a combustion unit 5a.
  • the biomass processing apparatus for thinnings and by-products comprises a metal and heavy material separator, a hammer mill as a defibering device, a separator as a tumble screen, and a buffer as a fiber silo. All other components, such as bark and fibers, the shredded wood chippings reach after passing through the Waldhackguttrockners 3 via a discharge screw to a metal and heavy material separator (not shown). This separator separates metal and iron parts into a separately provided magnet roller Container. Also, the heavy material separator promotes stones and non-woody components in a container.
  • the hammer mill 4 has specially designed hammers which are arranged on a rotor and which can be used, for example, for bark and non-solid wood chips, such as e.g. Wood dust and rotten parts in the trunk, smashed. Furthermore, the solid forest wood chips are shredded in the form of wood, so that fibers and conglomerates of wood fibers are formed.
  • the rotor of the hammer mill 4 rubs with its hammers or with hammer blows the shredded wood chips through a sieve which is arranged around the rotor. As a result, an optimal length and width for the conglomerates of wood fibers or individual wood fibers is achieved.
  • the hammer mill 4 further comprises a fan for generating negative pressure in the rotor region.
  • a fan for generating negative pressure in the rotor region.
  • the suction ensures a uniform negative pressure in the rotor range of 0.2 to 0.9 millibar.
  • the classification is made following the hammer mill 4 with a tumble screen 5 as a separator, in which the crushed or shredded or shredded wood chips is promoted.
  • the tumble screen has four layers of sieves that separate wood fibers from bark and wood dust or bark dust, as well as non-solid wood components such as rotten parts in the trunk.
  • the individual sieve levels differ by different mesh sizes, whereby different separation fractions of wood fibers are achieved.
  • the shattered forest wood chips are separated, which does not fit through the sieve level with the largest mesh size.
  • the mesh size from the sieve level to the sieve level decreases successively, so that on the fourth level ideally only battered or shredded wood chips in the range of wood dust, bark dust and non-solid wood components is collected. Consequently, in this way the shredded wood chips can be classified into four separation fractions.
  • optical means for the optical separation of wood fibers and wood dust.
  • the shredded woodchip dropped a predetermined distance.
  • cameras capture the size of the individual parts of the wood chippings.
  • Air nozzles also arranged on the route, but below the cameras classified by targeted control as a result of an evaluation of the camera detection, the individual parts of forest clippings in designated container. This happens because the air nozzles selectively separate the respective classes of wood chips from each other by means of air.
  • a visual recognition can be used since e.g. Bark darker than wood or wood fibers.
  • the separation fraction of the fourth screening deck so the wood dust, the bark dust and the non-solid wood components, like the separation fraction bark via a screw conveyor to an intermediate buffer (not shown) for further processing and recycling transported.
  • the fractions of the first three layers of mesh are transported in a screw conveyor to a fiber silo 6 as a buffer or to the first conditioner 7. At low outside temperatures more power is required for drying, therefore, preferably the third screening stage or other screening stages can be used for the heat recovery system.
  • the fiber silo 6 serves as a buffer into which classified, shredded wood chips or wood fiber material is conveyed. Furthermore, the fiber silo 6 serves to buffer fluctuations in the above-described processes or in the above-described devices, so that the following devices or steps without Interruption and can run continuously. Consequently, the buffer serves as intermediate storage should a stop take place in the downstream production. In addition, it is possible to use the fiber silo for the addition of dry planing and sawdust, thus making even better use of the downstream production processes.
  • the Waldhackguttrockners 3 After drying the wood chippings in Wälzbetttrockner the Waldhackguttrockners 3 the wood chips are fed into a mill 4 for defibration. The resulting fibers and conglomerates of fibers are then classified in a tumble screen 5.
  • the shredded forest wood chips in several levels of sieving in separation fractions, such as fibers, wood fibers of bark and wood dust or bark dust and non-solid wood components (wood dust and rotten parts in the trunk) is separated.
  • the individual classified separation fractions are stored in one or more buffers, which receives the dried and shredded wood chips in the event of a stop in the downstream production.
  • FIG. 2 shows a flow chart and a pelleting device for the production of pellets from biomass, in particular from thinned wood.
  • the pelletizing device comprises a wood chipper dryer 3 as a drying device, a pellet counterflow cooling 11 as a cooling device for cooling the pellets and a pellet press 10 as a pressing device for pressing pellets.
  • a wood chipper dryer 3 Upstream of the pellet mill is a wood chipper dryer 3, which includes a Wälzbetttrockner and optionally a tool for further crushing the wood chippings.
  • the tool for comminuting may be, for example, a chopper machine, which makes a comminution of the wood chippings into defined chip sizes from a gear built up by offset rollers, by means of a chopper drum or by means of a impact disk. In the event that this is used, it is conveniently located in front of the Wälzbetttrockner.
  • the Wälzbetttrockner has substantially a heat-permeable drum or basket and paddle rollers, which promote the shredded wood chips through the drum of an entry to a discharge.
  • the roller bed dryer is suitable for bulk materials which require long residence times for drying at a relatively high initial moisture content.
  • the wood chips to be dried are moved in a stream of hot air from below with the slowly rotating paddle roller, which guides or pushes the wood chippings through the roller bed dryer of the wood chopper dryer 3 or its drum.
  • the shredded wood chips are constantly being circulated.
  • the slow rotational movement of the paddle roller allows for a good mixing of forest clippings in the drum and ensures that the water content of forest clippings is reduced from about 40% to 9-10%, before it enters a discharge screw of the dryer. While the wood chips move, it is from bottom to top of warm drying air, which favorably a temperature of 90 to max. 105 ° C, flows around.
  • the Wälzbetttrockner next to a heat supply channel 3 a for introducing warm air and a heat removal channel 3b. About the heat removal channel, the introduced air after transfer of heat to the wood chips from the Wälzbetttrockner 3 is performed.
  • the pelleting device for producing pellets from biomass in particular from thinned wood, a first and a second Konditioneur 7, 9 and a maturing container 8, a pellet screen 12 as a screening device and storage cells 13.
  • the wood chipper dryer 3 is connected to a first conditioner 7 in order to take along the material temperature which arises during the drying process.
  • separation fractions of a hammer mill 4 (not shown), which have been classified for fines of a certain size, such as dust, bark and / or fibers, are conditioned.
  • the shredded wood chips are fibers of biomass, in particular thinning wood of all kinds, such as deciduous trees, such as ash, chestnut, birch, beech, etc. or conifers , such as yew, spruce, fir, etc. or shrubs, such as ivy, hawthorn, blackberry or the like, or an energy carrier such as Miscanthus giganteus.
  • the shredded woodchip material is transported via a screw conveyor (not shown) to the first conditioner 7.
  • the temperature of the shredded forest chaff in front of the conditioner is between 40 and 50 ° C.
  • the heat stored in the wood chips was introduced into the wood chippings by the wood chipper dryer 3 and the hammer mill 4 (not shown).
  • the preservation of the material temperature is important for further processing, in particular for processing into wood pellets.
  • lignin is released only at a temperature above about 95 ° C.
  • Lignin is solid biopolymers that are incorporated into the plant cell wall and thus cause the celling of the cell (so-called lignification). Lignin or lignins are thus responsible for the strength of plant tissues. These allow enduring plants and especially trees to withstand the mechanical stresses caused by gravity and environmental influences such as wind and weather.
  • the wood chips are fed to the first Konditioneur 7 after drying.
  • the first conditioner has a measuring station, a water metering device and a paddle mixer.
  • the paddle mixer promotes paddling the wood chippings through the first conditioner 7 from an entrance to an exit.
  • the water content of the wood chippings is detected by means of ultrasound, wherein the wood chippings, if necessary, can be sprayed or moistened by means of hot water by the water metering device.
  • the fibers of the wood chippings are introduced with a water content of 9-10%.
  • an ultrasound evaluation determines a deviation of the water content of the wood chippings from its ideal value, which is preferably about 9.5-11%, it is moistened with hot water.
  • the hot water has a temperature of 98 ° C, which does not remove heat from the shredded wood chips to be moistened. Conveniently, the heat stored in the wood chips is further increased.
  • a sufficient water content has the advantage that a water film between the wood chips and z.
  • lubrication on conveyor lines can be guaranteed.
  • the risk of fire due to a sufficient water content can be reduced.
  • a maturing container 8 is arranged following the first Konditioneur 7 .
  • the wood fibers or the shredded wood chips are temporarily stored for a period of about 10-15 minutes and mixed, so that the water can penetrate evenly into the wood chips.
  • the water can act evenly in the raw material and the wood chips are evened out.
  • the wood chippings fibers are transported to a second conditioner 9 via a discharge stirrer (not shown).
  • the water content of the shredded forestry chaff or the forest chaff fibers is again measured and, depending on the result, moistened once more with hot water.
  • This process is performed via ultrasound measurement and preferably set manually by a pelleting technician. Due to the setting of the correct water content in the fibers of the wood chippings, it is also possible, the so-called. Lignin in the fibers of the raw material as Activate adhesive.
  • the second conditioner 9 which likewise has a measuring station for detecting the moisture content of the wood chips fibers and a paddle mixer, the entire wood chips are again checked for a uniform moisture content and adapted accordingly, if necessary.
  • the press 10 takes over the fiber material from the exit of the second conditioner 9, wherein the material is conveyed by means of a pusher on a die within the press.
  • a die press In such a press is a so-called die press, with ring and Flachmatrizen be used for the Holzfaserpellet mich.
  • the shredded billet or the wood chips are pressed with Kollerwalzen through holes or press channels of the die, the cone angle is adjusted at the press channel beginning at the press channels to the respective pellets to be produced.
  • the pressing takes place at high pressure and at least 40 ° C and a water content between 9.5 and 11%.
  • a temperature of about 95 ° C in the press channel is achieved in the wood chippings.
  • the lignin is used in the press for lubrication, but also as an adhesive for pellets. In this way, for example, a stable shape for the pellets can be obtained since the activated lignin acts as a stabilizer and thus provides for stable wood pellets after pressing.
  • the discharged pellets are then cut or broken to the desired length.
  • the length of the pellets can be adjusted and changed both by the adjustable cutting length of the pellets and by the diameter of the individual pressing channels of the die.
  • pellets in the pellet press 10 After production of the pellets in the pellet press 10, these have a temperature of about 103 ° C.
  • the countercurrent pellet cooling 11 cools the pellets to ambient temperature with the help of outside air, with simultaneous curing of the pellets.
  • the exhaust air from the pellet countercurrent cooling 11 (about 80 ° C) is supplied via a heat removal channel I Ia a mixing device in the form of a mixing box 5f, wherein the heat stored in the exhaust heat from the heat removal channel I Ia is passed through the mixing box 5f to the heat supply channel 3a of Waldhackguttrockners ,
  • the mixing box 5f can combine the heat flow from the pellet counterflow cooling 11 with other heat flows, in particular from other devices. Consequently, with the aid of the mixing device, the heat produced by the cooling of the pellets can be mixed with other heat flows from other devices, such as e.g. B. waste heat from turbines or a turbine cooling also transferred to the mixing device and united or mixed.
  • pellets After cooling the pellets, they enter a sorting device for sorting the pellets, designed as a double deck vibrating screen arrangement 12.
  • This screening arrangement is designed according to a pellet standard, such as e.g. EU standard ENplus AI or ENplus A2, adapted so that only pellets that meet the standard, get into a downstream storage cell 13, for example, for packaging.
  • Pellets with too short lengths, small diameters or dust are fed via a screw conveyor in the direction of a heat recovery unit, designed as a combustion unit 5a, the combustion.
  • the cooled pellets are sieved again to a fine fraction of biomass or wood, which was not bound within a pellet, deposit and to feed it back to the production or the production stream at the beginning of the forestry hog dryers 3.
  • pellets whose length is outside the norm are broken to the correct length. This is preferably done by means of an adjustable crushing device, such as a cracker, at the end of a screen deck. This breaks the pellets to standard length and further promotes them in the direction of downstream storage cells 13.
  • the storage cells 13 take up the generated and cooled to room temperature pellets. From the storage cells 13, the pellets can for example be loaded loosely 14a or bagged into certain bag sizes 14b. It is also possible to use the pellets produced for pellet gasification and thus for the production of green electricity 14c.
  • the wood chips, especially fibers, such as wood fibers, in a first Konditioneur 7 is performed.
  • the shredded biomass or the shredded wood chips or wood chippings fibers is checked for their water content and optionally adapted to a water content between 9.5 and 11%.
  • the wood chopped material fibers are fed into a maturing container, in which the possibly introduced in the first conditioner 7 hot water can act evenly in the forest wood chips.
  • a second conditioner 9 is arranged, which again detects the water content of the shredded wood chippings or wood chips and humidifies depending on the result again with hot water.
  • the wood chippings fibers are pressed in a pellet press 10 into pellets. Due to the mechanical work performed there as well as the friction of the woodchip fibers with a die of the press 10, the wood chips are heated to a temperature of about 95 ° C. In this way, the lignin contained in the raw material is released and activated.
  • Pellet countercurrent cooling 11 cools the pellets to ambient temperature with the help of outside air, the exhaust air from pellet countercurrent cooling 11 (about 80 ° C.) a mixing box 5f is supplied.
  • the mixing box 5f can combine the heat flow from the pellet counterflow cooling 11 with other heat flows, in particular from other devices, such as ORCs or turbines.
  • ORCs ORCs or turbines.
  • Non-standard pellets are supplied toward a heat recovery unit configured as a combustion unit 5a, combustion and recovery of heat.
  • the sieved pellets are ready for sale and can be taken from the storage cell.
  • FIG. 3 shows a flow chart and a device for generating energy from biomass.
  • the apparatus comprises a heat recovery device as a combustion unit 5a for generating heat and a drying device as a wood chipper dryer 3.
  • combustion unit 5a on a heat exhaust duct 5a-1 which is connected to a heat supply channel 3 a of the wood chipper dryer 3, to conduct heat from the combustion unit 5 a in the forest wood chipper dryer 3.
  • the wood chipper dryer 3 comprises a Wälzbetttrockner and optionally a tool for further crushing the wood chippings on.
  • the tool for shredding may be, for example, a shredder, which makes a crushing of forest clippings in defined chip sizes from a built-up by offset mounted rollers gear, by means of chopping drum or by means of a beater.
  • the Wälzbetttrockner has substantially a heat-permeable drum and paddle rollers, which promote the shredded wood chips through the drum of an entry to a discharge.
  • the roller bed dryer is suitable for bulk materials which require long residence times for drying at a relatively high initial moisture content.
  • the wood chips to be dried are moved in a stream of hot air from below with the slowly rotating paddle roller which guides or pushes the wood chips through the roller bed dryer 3 or its drum.
  • the shredded wood chips are constantly being circulated.
  • the slow rotational movement of the paddle roller allows for a good mixing of forest clippings in the drum and ensures that the water content of forest clippings is reduced from about 40% to 9-10%, before it enters a discharge screw of the dryer.
  • the mentioned drying air or the heat stored therein is generated in the combustion unit 5 a.
  • the heat exhaust duct 5a-l of the combustion unit 5 a is connected to the heat supply channel 3 a of the wood chipper dryer 3 to heat, which is stored in air and transmitted using this, to lead from the combustion unit 5 a in the forestry material dryer 3.
  • a combustible material or biomass is preferably burned in the form of bark and dust or wood dust but also bark dust and non-solid wood components, such as rotten parts of a trunk.
  • This material is obtained from the wood chips which are dried in the Wälzbetttrockner the wood chipper dryer 3.
  • biomass material such as bark and dust or wood dust, with which further processing to, for example, wood pellets is not possible.
  • This material such as non-fibrous components of biomass, eg, wood dust, is desirably deposited in the tumble dryer.
  • the separation of fibrous biomass material and non- fibrous components such as dust in a further, not shown, screening device possible, which can be arranged after the wood chipper dryer 3 or the Wälzbetttrockner.
  • the non-fibrous biomass material such as dust or wood dust but also bark or bark, obtained in the screening device or else in the roller bed dryer is conveyed into the combustion unit 5a.
  • the biomass material is burned and thus converted to heat, the ash content, about 2%, can be reused in the surrounding agricultural and forestry land.
  • this heat is fed into a mixer 5b.
  • the mixture is passed into a multi-cyclone 5c as a separator, which is connected to the mixer.
  • the incineration in the combustion unit carries about 300-400 mg of dust per m3.
  • the multi-cyclone 5c cleans the mixture of hot exhaust gases and outside air to about 100 mg of dust per standard-m, whereby the separated fly ash is stored in ash containers. there the multicyclone 5c uses the centrifugal force. In this way, fine dust or ashes, which are heavier than air, can be sorted out easily. Also, the cleaning and maintenance of such a filter is cheaper compared to conventional types of filters. Also, by means of this embodiment, the mixture of hot exhaust gases and outside air can be used for further processing.
  • ORC Organic Rankine Cycle
  • the mixture of hot exhaust gases and outside air from the combustion unit 5a is passed through three ORCs or ORC turbines 5d.
  • the introduced through the mixture heat flow into the ORC turbines generates electrical energy or green electricity.
  • ORCs or other turbines also generate waste heat.
  • ORC turbines must be cooled.
  • the waste heat 5e-1 of the ORCs and the waste heat of a turbine cooling 5e-2 of the ORCs are combined in a mixing device in the form of a mixing box 5f.
  • the turbine receives about 530 ° at a replacement module (silicone oils) and can convert a difference to 260 ° in electricity. This means that approx. 260 ° of waste heat is fed into the mixing box.
  • the turbine cooling 5e-2 points a water circulation with a flow of 35 ° C and a return at 55 ° C. This hot water is converted via a water-air exchanger (not shown) and fed to the mixing box 5f.
  • mixing box 5f different waste heat streams are combined and mixed to a temperature of about 90 to 105 ° C.
  • the heat collected in the mixing box 5f is applied in air as a heat transfer medium in the direction of the wood chipper dryer 3.
  • the heat generated in the combustion unit 5a generated by combustion of dried non-fibrous biomass such as dust but also bark from the woodchip dryer 3, can be transported to the woodchip dryer 3 for drying the non-fibrous biomass. This allows efficient use of biomass and heat while optimally conserving resources and the environment.
  • Apparatus discussed above is suitable for carrying out a method in which heat is generated in a combustion unit 5a by burning non-fibrous biomass, such as dust but also bark, from a woodchip dryer 3. During combustion, heat is generated which is stored in air. The air as a heat carrier is mixed in an air mixer 5b as a mixer with additional air, so as to distribute the heat to a larger mass flow and to reduce the total temperature of the air coming from the combustion unit.
  • non-fibrous biomass such as dust but also bark
  • the mixed air is filtered by means of a multi-cyclone 5c to weed out fine dust.
  • ORCs plants with waste heat and power coupling to generate electrical energy.
  • the waste heat generated by the ORCs and the waste heat of the turbine cooling of the ORCs is fed into a mixing box 5f.
  • other heat flows can be performed, for example, from a countercurrent pellets in the mixing box.
  • the heat collected in the mixing box 5f is conducted in the direction of the wood chipper dryer 3.
  • the heat generated in the combustion unit 5a generated by combustion of bark and dust, is transported via the heat removal duct 11a to the heat supply duct 3a in the forestry material dryer 3 for drying for further biomass.
  • FIG. 4 shows a production plant with a biomass processing device, a pelleting device for producing wood pellets for wood pellets and a device for producing energy from biomass.
  • the heat generated in the combustion unit is conducted into a mixing box 5f into which the heat flow of the pellet countercurrent cooling 11 is likewise conducted.
  • the heat collected is delivered to the Waldhackguttrockner 3 to dry the wood chips and pre-dry the thinnings on the moving floor. In this way, the heat generated during pellet production is used for the preparation or predrying of biomass with bark.
  • This is achieved by the use of air as a heat transfer medium.
  • heat generated by combustion and stored in air is collected without heat exchange losses in the individual devices, such as combustion unit 5a, ORC 5d and pellets countercurrent cooling 11 and then released in biomass dryers 3 and on the moving floor 2 of biomass.
  • the following modification of the above embodiments is directed to the material utilization of the biomass.
  • the following embodiment relates to the material utilization of wood fibers, which is made possible in connection with the biomass processing apparatus described above.
  • the biomass processing apparatus means are used to produce wood fibers from wood, for example.
  • the hammer mill 4 shown in FIG. 1 and the wobble screen 5 likewise shown there are used for this purpose.
  • the objective is to consider the material use of wood fibers as a priority and to operate the energy processing as a complementary process.
  • the wood chips are used and shredded with bark as described above.
  • the wood chips are transported and introduced via the metering screw evenly in a Wälzbetttrockner.
  • the crushing of the bark as well as the separation of the bark in the total mixture is in this modification is made as described in the above embodiments.
  • fibrous material suitable for material use is taken from the tumbling screen 5 shown in FIG.
  • the tumble screen 5 is executed in multiple stages, so that the fiber characteristics can be customized especially in terms of diameter and length.
  • this modification makes it possible to produce fibers on a customer-specific basis.
  • pure-wood is used at the entrance of the overall process.
  • the mesh of the sieves of the tumbler 5 is set up specially adapted to the types of wood used in the modified version.
  • the mesh of the screens is very tightly tuned and the speed of the tumbler screening machine is tuned to the quality of the fibers.
  • Those fibers which are not suitable for further processing are separated and conveyed, for example, into the preliminary container of pellet production, which has already been described in the preceding embodiment.
  • Those fibers which are made available for recycling from the process can either be stored temporarily or fed directly to a processing device for the material recycling of the fibers connected to the biomass processing device.
  • the latter alternative is preferred because finely ground wood fibers are required with a very low moisture content of preferably not more than 1% for the material processing and storage would either deteriorate the quality of the fibers or the quality can be maintained during storage only with great effort ,
  • the input material used is selected for material properties in terms of properties and quality of the fibers. Those ingredients that are not available for recycling are used in the process of energetic biomass utilization described above.
  • the device for material recycling is connected to the biomass processing device.
  • the device for material Utilization of the fibers may include, for example, a plastic production in which the wood fibers are used as a reinforcing material.
  • injection molding devices can be provided in connection with the material recycling device, which feeds the fibers from the biomass processing device directly or at least without long transport routes or long-term storage in the process for the production of wood fiber reinforced plastic elements.
  • the products produced thereby may include, for example, softboard, wood tile and other elements, for example parts for the automotive industry. It is also possible to recycle the wood fibers for other applications.
  • the dust content of the fibers produced is discharged via a discharge screw and conveyed into the hopper of the firing box shown in the preceding embodiment.

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Abstract

The invention relates to a device for producing energy from biomass, comprising a heat-producing apparatus for producing heat and a drying apparatus, and a method for producing energy from biomass, in particular from fibrous biomass, preferably from wood fibers, comprising the step of producing heat by burning biomass remainders reduced to small pieces, in particular wood dust. The present invention further relates to a device and a method for the material utilization of fibers from biomass, in particular wood.

Description

Biomasseverarbeitungsvorrichtung und -verfahren  Biomass processing apparatus and method
BESCHREIBUNG [0001] Die Erfindung betrifft eine Biomasseverarbeitungsvorrichtung, insbesondere für Durchforstungsholz, mit einer Fördereinrichtung und einer Trocknungseinrichtung sowie ein Biomasseverarbeitungsverfahren, insbesondere für Durchforstungsholz. DESCRIPTION The invention relates to a biomass processing device, in particular for thinnings, comprising a conveyor and a drying device and a biomass processing method, in particular for thinnings.
[0002] Ferner betrifft die Erfindung eine Pelletierungsvorrichtung, insbesondere zur Herstellung von Pellets aus Biomasse, mit einer Trocknungseinrichtung zum Trocknen von Biomasse, insbesondere faseriger Biomasse, und/oder zum Zerkleinern von Biomasse, einer Presseinrichtung zum Pressen von Pellets, und einer Kühleinrichtung zum Kühlen der Pellets, sowie ein Verfahren zur Herstellung von Pellets. Das Verfahren weist insbesondere die Schritte, Trocknen von Biomasse, insbesondere faseriger Biomasse, mit Hilfe einer Trocknungseinrichtung, Pressen der Biomasse zu Pellets mit Hilfe einer Presseinrichtung, Kühlen der Pellets mit einer Kühleinrichtung, auf. Furthermore, the invention relates to a pelletizer, in particular for the production of pellets from biomass, with a drying device for drying biomass, in particular fibrous biomass, and / or for comminuting biomass, a pressing device for pressing pellets, and a cooling device for cooling the pellets, as well as a process for the production of pellets. The method comprises in particular the steps of drying biomass, in particular fibrous biomass, by means of a drying device, pressing the biomass into pellets by means of a pressing device, cooling the pellets with a cooling device.
[0003] Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zur stofflichen Nutzung von Fasern aus Biomasse, insbesondere Holz. Moreover, the present invention relates to an apparatus and a method for the material utilization of fibers from biomass, in particular wood.
[0004] Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Biomasse mit einer Wärmegewinnungseinrichtung zur Erzeugung von Wärme und einer Trocknungseinrichtung sowie ein Verfahren zur Energiegewinnung aus Biomasse, insbesondere aus faseriger Biomasse, vorzugsweise aus Holzfasern, mit dem Schritt, Erzeugen von Wärme durch Verfeuern von zerkleinerten Biomasseresten, insbesondere Holzstaub. Furthermore, the invention relates to a device for generating energy from biomass with a heat recovery device for generating heat and a drying device and a method for energy production from biomass, especially from fibrous biomass, preferably from wood fibers, with the step of generating heat by burning crushed biomass residues, in particular wood dust.
[0005] Die vorgenannte Erfindung kann in einem Produktionswerk für Ökostrom und/oder Pellets angewendet werden. Dabei beschreiben die oben vorgestellte Vorrichtung und das Verfahren Teilbereiche eines solchen Produktions werks. [0006] Typische Produzenten für Pellets sind Betreiber von Hobel- und Sägewerke. Diese gewinnen als Abfallprodukt ihrer üblichen gewerblichen Tätigkeit die benötigten Rohstoffe, wie z.B. Hobelspäne und Sägespäne. The aforementioned invention can be applied in a production plant for green electricity and / or pellets. In this case, the above-presented device and the method describe sections of such a production plant. Typical producers of pellets are operators of planing and sawmills. These win as waste product of their usual commercial activity, the required raw materials, such as wood shavings and sawdust.
[0007] Zur Erzeugung von Pellets werden die Abfallprodukte aus dem Sägewerk, also die Säge- und Hobelspäne, getrocknet bzw. nachgetrocknet. Hierzu wird in der Regel Abwärme aus vorhandenen Heizkraftwerken genutzt. Während des Trocknungsprozesses wird im Durchlaufprinzip der Wassergehalt in den Spänen von etwa 50 % auf etwa 8 % reduziert. Außerdem werden die Späne von Verunreinigungen, wie Steinen oder Metallteilen, befreit. For the production of pellets, the waste products from the sawmill, ie the sawdust and wood shavings, dried or post-dried. For this purpose, waste heat from existing cogeneration plants is usually used. During the drying process, the water content in the chips is reduced by the flow principle from about 50% to about 8%. In addition, the chips are freed from impurities, such as stones or metal parts.
[0008] Im Anschluss daran gelangen die Späne in die so genannten Hammermühlen. Hier werden die Späne auf eine einheitliche Größe gebracht. Bevor die Späne in einen Reifebehälter geführt werden, werden diese mit einem feinen Wasserfilm versehen. Der Reifebehälter dient den Spänen zum Aufsaugen des aufgebrachten Wasserfilms. Dies soll für die erforderliche Geschmeidigkeit während des sich anschließenden Pressvorgangs sorgen. Subsequently, the chips get into the so-called hammer mills. Here, the chips are brought to a uniform size. Before the chips are fed into a ripening container, they are provided with a fine film of water. The maturing container serves the chips for absorbing the applied water film. This should provide the necessary smoothness during the subsequent pressing process.
[0009] Beim Pressvorgang werden Späne in eine Pelletieranlage bzw. Pelletspresse geführt, in der unter großem Druck mittels Kollerrädern die Späne durch eine Stahlmatrize gepresst werden. Die beim Pressvorgang entstehende Wärme, erzeugt durch Reibung an der Matrize, setzt holzeigenes Lignin frei. Ferner werden durch die Wärme sog. Presshilfsmittel, die vor dem Pressvorgang in den Reifebehälter zugegeben werden, aktiviert, um die losen Späne zu binden. Diese Presshilfsmittel fungieren als eine Art Klebstoff, wodurch die entstehenden Pellets formstabil werden. During the pressing process chips are fed into a pelleting plant or pellet mill, in which the chips are pressed through a steel die under high pressure by means of knurling wheels. The heat generated during the pressing process, generated by friction on the die, releases lignin. Furthermore, so-called pressing aids, which are added to the ripening container before the pressing process, are activated by the heat in order to bind the loose chips. These pressing aids act as a kind of adhesive, whereby the resulting pellets are dimensionally stable.
[0010] Ein Abstreifmesser am Ausgang der Matrize schneidet aus Spänen gepresste Stränge auf die für Pellets benötigte Länge ab. Maßgeblich für den Durchmesser der Pellets ist der Durchmesser der Presskanäle in der Matrize. Je nach gewünschtem Durchmesser kann die Matrize ausgetauscht und Pellets mit anderem Durchmesser produziert werden. Anschließend werden die erzeugten Pellets in einem Kühler gekühlt und abschließend eingelagert. A doctor blade at the output of the die cuts from strands pressed strands to the length required for pellets. Decisive for the diameter of the pellets is the diameter of the press channels in the die. Depending on the desired diameter, the die can be exchanged and pellets of a different diameter can be produced. Subsequently, the pellets produced are cooled in a cooler and finally stored.
[0011] Bei einem weiteren Verfahren aus dem Stand der Technik wird anstelle der Hobel- und Sägespäne Durchforstungsholz verwendet. Bei diesem handelt es sich z.B. um entastete Baumstämme oder Äste, jedoch mit feuchter Rinde. Das Verfahren zur Verwertung von Durchforstungsholz unterscheidet sich zu dem oben vorgestellten Verfahren lediglich darin, dass die feuchte Rinde des Durchforstungsholzes vor Zerkleinerung der Baumstämme oder Äste von diesen abgetrennt und im feuchten Zustand verbrannt wird. Das entrindete Durchforstungsholz wird anschließend auf eine Größe zerkleinert, die zur Trocknung geeignet ist, sodass dann das zerkleinerte Durchforstungsholz auf demselben Weg wie die oben beschriebenen Späne zu Pellets verarbeitet werden können. In another method of the prior art thinning wood is used instead of planing and sawdust. These are, for example, strained tree trunks or branches, but with a moist bark. The process for the recovery of Thinning wood differs from the method presented above only in that the moist bark of the thinnings wood is separated from these before crushing the tree trunks or branches and burned in the wet state. The debarked thinnings are then shredded to a size suitable for drying so that the shredded thinnings can then be pelletized in the same way as the chips described above.
[0012] Die als Abfallprodukt anfallende feuchte Rinde wird - wie bereits beschrieben - verbrannt, wobei durch eine feuchte Rindenverbrennung Wärme erzeugt wird. Diese Wärme wird zur Trocknung des entrindeten und zerkleinerten Durchforstungsholzes verwendet, um dessen Wassergehalt zu reduzieren. Diese Wärme kann nicht direkt verwendet werden, da der Wassergehalt im Rauchgas zu hoch ist. Bei diesen Werken müssen die feucht-heißen Rauchgase in den Wärmeträger Wasser mittels eines Wärmetauschers gewandelt werden, und vor dem Trocknungsprozess wieder mit einem weiteren Wärmetauscher in den Wärmeträger Luft gewandelt werden. Wärmetauscher sind jedoch wartungsintensiv und verursachen somit auch hohe Kosten. The waste product obtained as wet bark is - as already described - burned, heat is generated by a wet bark combustion. This heat is used to dry the debarked and shredded thinning wood to reduce its water content. This heat can not be used directly because the water content in the flue gas is too high. In these plants, the moist hot flue gases in the heat transfer medium water must be converted by means of a heat exchanger, and be converted before the drying process with another heat exchanger in the heat transfer medium air. However, heat exchangers are maintenance-intensive and thus also cause high costs.
[0013] Jedoch nimmt der Heizwert von Holz bei steigender Feuchtigkeit ab. Hierbei ist die Feuchtigkeit des Holzes ein Indikator für das darin gespeicherte Wasser. Auch liegt die Verbrennungstemperatur bei Verbrennung von feuchtem Holz unterhalb eines optimalen Bereichs. Denn je größer die Feuchtigkeit von Holz (sog. Holzfeuchtigkeit) bei einer Verbrennung, desto mehr Wärme wird für die Verdampfung des im Holz gespeicherten Wassers benötigt. Folglich werden die Verbrennungsflammen gekühlt und es kommt zu einer sogenannten unvollständigen Verbrennung. Unter diesem Begriff wird zum einen eine unvollständige Oxidation und zum anderen die Reduktion organischer Verbindungen oder von Kohlenstoffmonoxid (CO) zu Ruß oder Holzteer verstanden, wobei neue Verbindungen gebildet und emittiert werden können, wie z.B. Kohlenstoffmonoxid, Glanzruß, Kohlenwasserstoffe und Aschefeinstäube; noch dazu können einige Gase, die im Holz gespeichert sind, aufgrund der niedrigen Verbrennungstemperaturen nicht freigesetzt werden. Das Ergebnis ist ein schlechter Wirkungsgrad. Die vorgenannten Stoffe werden im Stand der Technik direkt an die Umwelt abgegeben und führen so zu einer Verschmutzung. [0014] Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren anzugeben, mit deren Hilfe Feuchtigkeit in Biomasse, umfassend Rinde bzw. Borke, vor deren Verbrennung reduziert wird, um somit eine hohe Verbrennungstemperatur zur Vermeidung von Schadstoffen zu gewährleisten und den Wirkungsgrad der Verbrennung zu erhöhen. However, the calorific value of wood decreases with increasing humidity. Here, the moisture of the wood is an indicator of the stored water. Also, the combustion temperature when burning wet wood is below an optimum range. Because the greater the humidity of wood (so-called wood moisture) in a combustion, the more heat is needed for the evaporation of the water stored in the wood. Consequently, the combustion flames are cooled and so-called incomplete combustion occurs. Under this term, on the one hand, an incomplete oxidation and on the other hand the reduction of organic compounds or of carbon monoxide (CO) to carbon black or wood tar understood, with new compounds can be formed and emitted, such as carbon monoxide, carbon black, hydrocarbons and ash fines; moreover, some gases stored in the wood can not be released due to the low combustion temperatures. The result is a poor efficiency. The abovementioned substances are released directly to the environment in the prior art and thus lead to contamination. It is therefore an object of the present invention to provide an apparatus and a method by which moisture in biomass, comprising bark or bark, is reduced prior to their combustion, thus ensuring a high combustion temperature to avoid pollutants and the Increase combustion efficiency.
[0015] Unter Biomasse wird im Nachfolgenden Sägemehl, Hobelspäne, Schleifstaub, Waldrestholz, das bei der Durchforstung von Wäldern anfällt, und/oder Waldhackgut bzw. Hackgut verstanden. In the following, biomass is sawdust, wood shavings, grinding dust, forest residue wood obtained in the thinning of forests, and / or wood chippings or wood chips.
[0016] Dabei handelt es sich bei den vorbeschriebenen Erscheinungsformen von Biomasse, wie z.B. Durchforstungsholz, Hobelspäne oder Waldhackgut, um beispielsweise Miscanthus Giganteus und allen weiteren schnell wachsenden Pflanzen und Energiehölzern oder um Laubhölzer, wie z.B. Esche, Kastanie, Birke, Buche, usw. oder um Nadelhölzer, wie z.B. Eibe, Fichte, Tanne, usw. Selbstverständlich können auch weitere Biomasse erzeugende Pflanzen, wie Sträucher (z.B. Efeu, Feuerdorn, Brombeere) o.dgl. unter dem Begriff Biomasse subsumiert werden. Vorzugsweise werden unter der Bezeichnung Biomasse auch Waldresthölzer, Durchforstungsholz, Koppelprodukte und/oder Waldhackgut verstanden, die sowohl Holz als auch Rinde bzw. Baumrinde aufweisen. Selbstverständlich können auch die anderen, oben bezeichneten Pflanzen eine Rinde aufweisen. Unter dem Begriff Koppelprodukt werden nicht- oder schlechtverwertbare Teile z.B. eines Baumes bezeichnet. So wird unter Koppelprodukt ein morscher Baum, ein krummer Stamm oder ein Baumwipfel (Spitze eines Baumes) bezeichnet. These are the above-described forms of biomass, such as e.g. Thinning wood, wood shavings or wood chips, such as Miscanthus Giganteus and all other fast-growing plants and energy woods, or deciduous trees, e.g. Ash, chestnut, birch, beech, etc., or softwoods, e.g. Yew, spruce, fir, etc. Of course, other biomass-producing plants such as shrubs (e.g., ivy, hawthorn, blackberry) or the like may also be used. subsumed under the term biomass. The term biomass is also understood as meaning wood residues, thinning wood, by-products and / or wood chips which have both wood and bark or bark. Of course, the other, above-mentioned plants may have a bark. The term by-product is used to denote non- or poorly usable parts, e.g. of a tree. For example, by coproduct a rotten tree, a crooked trunk or a treetop (tip of a tree) is called.
[0017] Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungs gemäß durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. The above object is achieved according to the Invention by the features of the independent claims.
[0018] Weitere vorteilhafte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Further advantageous embodiments of the present invention are the subject of the dependent claims.
[0019] Nach einem ersten Aspekt der Erfindung ist es vorgesehen, dass eine Biomasseverarbeitungsvorrichtung eine Fördereinrichtung und eine Trocknungseinrichtung aufweist. [0020] Dabei ist es günstig, wenn ein Wärmeabfuhrkanal der Trocknungseinrichtung mit einem Wärmezufuhrkanal der Fördereinrichtung verbunden ist, um Wärme aus der Trocknungseinrichtung in die Fördereinrichtung zu führen. Auf diese Weise kann die zur Trocknung von Biomasse eingesetzte Wärme, die während der Trocknung innerhalb der Trocknungseinrichtung abfällt, weiter zur Fördereinrichtung hingeführt und dort zu einer Vortrocknung der Biomasse verwendet werden. Somit kann bereits vor Eintritt der Biomasse in die Trocknungseinrichtung begonnen werden, diese zu trocknen. Dies führt zu Energieeinsparung in der Trocknungseinrichtung. Eine derartige Vortrocknung wirkt hauptsächlich auf der Außenseite der Biomasse. Somit kann beispielsweise Biomasse mit Rinde derart aufbereitet werden, dass insbesondere der Wassergehalt der Rinde reduziert wird, wodurch wiederum der Heizwert der Biomasse gesteigert wird. Folglich kann die Verbrennungstemperatur bei Verbrennung einer nach der Erfindung behandelten Biomasse erhöht werden. Denn durch die reduzierte Feuchtigkeit in der Biomasse (sog. Holzfeuchtigkeit) wird weniger Wärme für die Verdampfung des in der Biomasse gespeicherten Wassers benötigt. Somit erreichen die Verbrennungsflammen höhere Temperaturen und es kann eine sogenannte vollständige Verbrennung erzielt werden, wobei Stoffe wie Kohlenstoffmonoxid (CO) oder Holzteer vermieden werden können. Bei der Verbrennung von Biomasse ist eine hohe Temperatur besonders günstig, da die in der Biomasse gespeicherten Gase erst bei höheren Temperaturen austreten und somit nahezu restlos verbrennen können. Dadurch ist es auch möglich, die Asche der verbrannten Biomasse z.B. im Wald auszubringen. Im Gegensatz dazu ist die bei der feuchten Rindenverbrennung erzeugte Asche Sondermüll und muss unter hohen Kosten entsorgt werden. According to a first aspect of the invention, it is provided that a biomass processing device has a conveyor and a drying device. It is advantageous if a heat removal channel of the drying device is connected to a heat supply channel of the conveyor to guide heat from the drying device in the conveyor. In this way, the heat used for the drying of biomass, which drops during drying within the drying device, can be guided further to the conveyor and used there to predry the biomass. Thus, it can be started even before the occurrence of the biomass in the drying device to dry them. This leads to energy savings in the drying device. Such pre-drying mainly acts on the outside of the biomass. Thus, for example, biomass can be treated with bark so that in particular the water content of the bark is reduced, which in turn increases the calorific value of the biomass. Consequently, the combustion temperature upon combustion of a biomass treated according to the invention can be increased. Because of the reduced moisture in the biomass (so-called wood moisture) less heat is needed for the evaporation of the stored water in the biomass. Thus, the combustion flames reach higher temperatures and so-called complete combustion can be achieved, whereby substances such as carbon monoxide (CO) or wood tar can be avoided. In the combustion of biomass, a high temperature is particularly favorable, since the gases stored in the biomass can escape only at higher temperatures and thus burn almost completely. This also makes it possible to deploy the ashes of the burned biomass in the forest, for example. In contrast, the ash produced during wet bark burning is hazardous waste and must be disposed of at a high cost.
[0021] Wie oben beschrieben wird vorzugsweise Wärme von der Trocknungseinrichtung in die Fördereinrichtung geführt. Die Prozessgröße Wärme wird über eine Systemgrenze dann übertragen, wenn Temperaturunterschiede zwischen beiden Systemen bzw. zwischen der Trocknungseinrichtung und der Fördereinrichtung vorhanden sind. As described above, heat is preferably conducted from the drying device into the conveyor. The process variable heat is transmitted via a system boundary when temperature differences between the two systems or between the drying device and the conveyor are present.
[0022] Bei der Wärmeübertragung wird thermische Energie aufgrund des zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik vom System mit höherer Temperatur in Richtung des Systems mit geringerer Temperatur übertragen. Dies gilt, solange eine Temperaturdifferenz zwischen zwei thermisch gekoppelten Systemen besteht, diese sich also noch nicht im thermischen Gleichgewicht befinden. In heat transfer, due to the second law of thermodynamics, thermal energy is transferred from the higher temperature system towards the lower temperature system. This is true as long as a temperature difference between two thermally coupled systems, so they are not yet in thermal equilibrium.
[0023] Um die Wärme von der Trocknungseinrichtung zur Fördereinrichtung zu führen, ist es bevorzugt, ein Fluid, wie z.B. Luft, als Träger der Wärme zu verwenden, das die Wärme an einem Ort mit höherer Temperatur aufnimmt und an einem anderen Ort mit geringerer Temperatur wieder abgibt. Auch ist es möglich, anstelle von Luft ein anderes Fluid, wie Wasser, Öl oder Silikon zu verwenden. In order to transfer the heat from the drying device to the conveyor, it is preferred to use a fluid such as e.g. Air to use as a carrier of heat, which absorbs the heat in a place with higher temperature and returns to another location at a lower temperature. It is also possible, instead of air, to use another fluid, such as water, oil or silicone.
[0024] Somit ist es also möglich, Wärme mithilfe von z.B. Luft von der Trocknungseinrichtung zur Fördereinrichtung zu führen, indem ein Wärmeabfuhrkanal mit einem Wärmezufuhrkanal verbunden ist. Diese Verbindung wird vorzugsweise mittels einer wärmeisolierten Führung, wie z.B. einem Rohr oder einem Schlauch, realisiert. Thus, it is thus possible to heat by means of e.g. To pass air from the drying device to the conveyor by a heat removal channel is connected to a heat supply channel. This connection is preferably made by means of a thermally insulated guide, e.g. a pipe or a hose realized.
[0025] Hierbei kann es sich bei der Wärme beispielsweise um Abwärme der Trocknungseinrichtung handeln. Auch ist es möglich, dass die in die Trocknungseinrichtung eingebrachte Wärme nach Übertragung, also nach Beseitigung einer Temperaturdifferenz zwischen der Biomasse in der Trocknungseinrichtung und dem als Träger der Wärme fungierenden Fluid, weiter zur Fördereinrichtung geführt wird. Dort kann die Wärme in der Fördereinrichtung an die Biomasse zur Vortrocknung abgegeben bzw. übertragen werden. In this case, the heat may be, for example, waste heat of the drying device. It is also possible for the heat introduced into the drying device to be conveyed further to the conveying device after transfer, ie after elimination of a temperature difference between the biomass in the drying device and the fluid acting as a carrier of the heat. There, the heat in the conveyor can be delivered or transferred to the biomass for pre-drying.
[0026] Idealerweise ist die Fördereinrichtung vor der Trocknungseinrichtung angeordnet. Hierbei ist es günstig, wenn die Fördereinrichtung Biomasse in Richtung der Trocknungseinrichtung fördert. Somit gelangt mithilfe der Fördereinrichtung Biomasse zur Trocknung in die Trocknungseinrichtung. Durch Verbindung der Fördereinrichtung mit der Trocknungseinrichtung beziehungsweise durch Verbindung des Wärmeabfuhrkanals der Trocknungseinrichtung mit dem Wärmezufuhrkanal der Fördereinrichtung gelangt Wärme, die zur Trocknung der Biomasse in der Trocknungseinrichtung eingesetzt wird, zur vorgeschalteten Fördereinrichtung. Hierdurch kann bereits im Vorfeld, vor Bestückung der Trocknungseinrichtung, der Wassergehalt der Biomasse mit Rinde reduziert werden. Auf diese Weise kann der Einsatz von Energie zur Trocknung innerhalb der Trocknungseinrichtung reduziert werden. [0027] Vorzugsweise weist die Trocknungseinrichtung einen Wälzbetttrockner zur gleichmäßigen Trocknung und Durchmischung auf. Ein Wälzbetttrockner ist geeignet, Hackschnitzel von Biomasse, wie z.B. Holzhackschnitzel und andere organische Stoffe, zu behandeln. Aufgrund seiner Funktionsweise eignet er sich für ungleichmäßig geformte Schüttgüter, die bei einer relativ hohen Anfangsfeuchte lange Verweilzeiten zur Trocknung bei moderaten Trocknungslufttemperaturen benötigen. Die zu trocknende Biomasse wird in einer von unten mit Warmluft angeströmten Schüttung mit einem sich langsam drehenden horizontalen Rührwerkzeugpaddel bewegt. Dabei wird das Trockengut stetig umgewälzt. Die Paddel sind derart angeordnet, dass das Trockengut von einem Eintrag zu einem Austrag gefördert wird. Während der Feststoff sich bewegt, wird er von unten nach oben von der Trocknungsluft durchströmt. Dadurch ist er besonders lange mit der Trocknungsluft in Kontakt, was zu einem gleichmäßigen Ergebnis führt. Ideally, the conveyor is arranged in front of the drying device. It is advantageous if the conveyor promotes biomass in the direction of the drying device. Thus, using the conveyor biomass for drying in the drying device passes. By connecting the conveyor to the drying device or by connecting the heat removal channel of the drying device with the heat supply channel of the conveyor heat, which is used to dry the biomass in the drying device, reaches the upstream conveyor. As a result, the water content of the biomass with bark can be reduced in advance, before equipping the drying device. In this way, the use of energy for drying within the drying device can be reduced. Preferably, the drying device has a Wälzbetttrockner for uniform drying and mixing. A Wälzbetttrockner is suitable to treat wood chips of biomass, such as woodchips and other organic substances. Due to its functionality, it is suitable for non-uniformly shaped bulk goods, which require long residence times for drying at moderate drying air temperatures at a relatively high initial moisture. The biomass to be dried is moved in a bed of warm air with a slowly flowing horizontal stirring paddle. The dry material is constantly circulated. The paddles are arranged so that the dry material is conveyed from an entry to a discharge. While the solid is moving, it is flowed through from bottom to top of the drying air. As a result, it is in contact with the drying air for a particularly long time, which leads to a uniform result.
[0028] Günstigerweise weist die Trocknungseinrichtung ein Werkzeug zum Zerkleinern von Biomasse auf. Dieses dient dazu, die Biomasse, die in die Trocknungseinrichtung geführt wird, vorab auf eine bestimmte Größe zu zerkleinern, um somit die Trocknung zu erleichtern und zu verbessern. Bei einem derartigen Werkzeug handelt es sich vorzugsweise um beispielsweise eine Hammermühle oder einen Shredder ähnlich einer Häckselmaschine, bei denen aus einem durch versetzt angebrachten Walzen aufgebauten Getriebe, einer Hacktrommel oder mittels einer Schlagscheibe eine Zerkleinerung vorgenommen wird. [0029] Vorteilhafterweise sind die Trocknungseinrichtung bzw. das Werkzeug zum Zerkleinern auf die Verarbeitung von Durchforstungsholz ausgelegt. D.h., dass zum einen das Werkzeug Walzen bzw. Schlagscheiben aufweist, mit deren Hilfe derartiges Durchforstungsholz mit Rinde oder Koppelprodukte zerkleinert werden kann; und zum anderen, dass der Wälzbetttrockner Durchgänge aufweist, durch die das mit dem Werkzeug zerkleinerte Durchforstungsholz innerhalb des Wälzbetttrockners verbleibt, sodass stetig Wärme über Trocknungsluft eingebracht werden kann, ohne dass zerkleinertes Durchforstungsholz aus dem Wälzbetttrockner nach außen gelangt. Gleichwohl können Kleinbestandteile mit einem kleineren Durchmesser als die Durchgänge bereits in der Trocknungseinrichtung abgeschieden werden. Günstigerweise werden die aussortierten Kleinbestandteile gesammelt und einer weiteren Einrichtung, wie z.B. einer Wärmegewinnungseinheit, zugeführt. Das Werkzeug zum Zerkleinern ist idealerweise vor dem Wälzbetttrockner angeordnet. Auf diese Weise kann die Biomasse schneller und effektiver getrocknet werden Conveniently, the drying device has a tool for comminuting biomass. This serves to pre-shred the biomass, which is fed into the drying device to a certain size, so as to facilitate the drying and improve. Such a tool is preferably, for example, a hammer mill or a shredder similar to a chopper, in which comminution is carried out from a gear built up by offset rollers, a chopper drum or by means of a impact disk. Advantageously, the drying device or the tool for shredding are designed for the processing of thinnings wood. That is, on the one hand, the tool has rollers or impact disks, with the help of which such thinnings wood can be crushed with bark or by-products; and secondly, that the Wälzbetttrockner has passages through which the thinned with the tool thinnings wood remains within the Wälzbetttrockners so that heat can be continuously introduced via drying air without shredded wood thinning comes out of the Wälzbettdrockner to the outside. Nevertheless, small components with a smaller diameter than the passages can already be deposited in the drying device. Conveniently, the sorted small components are collected and another device, such as a Heat recovery unit, fed. The tool for comminution is ideally located in front of the Wälzbetttrockner. In this way, the biomass can be dried faster and more effectively
[0030] Ferner ist es bevorzugt, wenn die Fördereinrichtung mindestens einen wärmedurchlässigen Bereich, insbesondere Boden aufweist, an dem Biomasse angeordnet werden kann. Mit Hilfe einer derartig ausgestalteten Fördereinrichtung kann bereits Biomasse inkl. ihrer Rinde vor Zuführung in eine Trocknungseinrichtung vorgetrocknet werden. Hierbei ist es insbesondere von Vorteil, wenn der wärmedurchlässige Bereich im Boden der Fördereinrichtung angeordnet ist. Dadurch kann Wärme, eingeführt in die Fördereinrichtung, zur Vortrocknung der Biomasse mit Rinde genutzt werden. Anders ausgedrückt, kann beispielsweise Luft als Wärmeträger auf einfache Weise durch den wärmedurchlässigen Bereich strömen. Dadurch, dass warme Luft leichter ist als kalte und ein wärmedurchlässiger Bereich im Boden angeordnet ist, ist eine ausreichende Wegstrecke vorgesehen, die es erlaubt, die in der Luft gespeicherte Wärme an die auf dem wärmedurchlässigen Bereich angeordnete Biomasse zu übertragen. Damit kann insbesondere die Rinde bzw. die Borke der Biomasse getrocknet werden. Further, it is preferred if the conveyor has at least one heat-permeable region, in particular soil, can be arranged on the biomass. Biomass including its bark can be pre-dried before being fed into a drying device with the aid of a conveying device designed in this way. It is particularly advantageous if the heat-permeable region is arranged in the bottom of the conveyor. As a result, heat introduced into the conveyor can be used to predry the biomass with bark. In other words, for example, air as a heat transfer medium can easily flow through the heat-permeable region. Characterized in that warm air is lighter than cold and a heat-transmissive region is arranged in the ground, a sufficient distance is provided, which allows to transfer the heat stored in the air to the arranged on the heat-transmissive region biomass. Thus, in particular the bark or the bark of the biomass can be dried.
[0031] Weiterhin ist es bevorzugt, dass die Holzverarbeitungseinrichtung eine Zerfaserungseinrichtung und/oder eine Trenneinrichtung aufweist. Mit Hilfe der Zerfaserungseinrichtung ist es möglich, die Biomasse aus der Trocknungseinrichtung nach dem Trocknen weiter zu zerkleinern. Hierbei findet eine weitere, feinere Zerkleinerung der Biomasse statt. Furthermore, it is preferred that the wood processing device comprises a fiberizing device and / or a separating device. With the help of the fiberization device, it is possible to further reduce the biomass from the drying device after drying. Here, a further, finer comminution of the biomass takes place.
[0032] Ferner ist es günstig, wenn die Zerfaserungseinrichtung eine Mühle aufweist, die die Biomasse zerfasert. Bei einer konkreten Ausgestaltung der Mühle handelt es sich um eine Hammermühle, deren Hämmer so ausgebildet sind, dass diese energieschonend Biomasse zerkleinern und diese in kleinteilige Faserkonglomerate auftrennen. Further, it is advantageous if the defibrating device has a mill which fibrillates the biomass. In a concrete embodiment of the mill is a hammer mill, the hammers are designed so that these energy-saving biomass crush and separate them into small-sized fiber conglomerates.
[0033] Bevorzugterweise weist die Trenneinrichtung mindestens ein Sieb auf, insbesondere ein Taumelsieb, zur Trennung in zumindest zwei Trennfraktionen. Bei den zumindest zwei Trennfraktionen handelt es sich vorzugsweise um Fasern und Staub, insbesondere um Holzfasern, Holzstaub, Rindenstaub und nicht-feste Holzbestandteile, wie z.B. morsche Anteile im Stamm. Mit Hilfe dieser Ausgestaltung können Fasern und Faserkonglomerate klassiert werden und entsprechend den einzelnen Klassierungsgruppen zu weiteren Produkten verarbeitet werden. Demzufolge kann gewährleistet werden, dass zur Erzeugung hochwertiger Pellets lediglich hochwertiges Material in Form von entsprechend klassierten Fasern bzw. deren Konglomeraten verarbeitet wird. Preferably, the separation device has at least one screen, in particular a tumble screen, for separation into at least two separation fractions. The at least two separating fractions are preferably fibers and dust, in particular wood fibers, wood dust, bark dust and non-solid wood components, such as eg rotten parts in the trunk. With the aid of this embodiment, fibers and fiber conglomerates can be classified and processed according to the individual classification groups to form further products. Accordingly, it can be ensured that only high-quality material in the form of appropriately classified fibers or their conglomerates is processed to produce high quality pellets.
[0034] Vorteilhafterweise weist die Trenneinrichtung optische Mittel zur optischen Trennung in zumindest zwei Trennfraktionen auf. Günstigerweise handelt es sich bei den mindestens zwei Trennfraktionen um Fasern und Staub, insbesondere Holzfasern und Holzstaub, Rindenstaub und/oder nicht-feste Holzbestandteile. Mit Hilfe der optischen Trennung ist ein hoher Reinheitsgrad an Holzfasern erreichbar, wobei das Trennen bzw. Abscheiden der Fasern aus der Gesamtheit der zerkleinerten Biomasse derart gewährleistet werden kann, dass der Staub aber auch Rinde der Biomasse nahezu vollständig von den Fasern abgetrennt wird. Zur Trennung von Fasern, Staub und Rinde kann eine sog. Sichterkennung eingesetzt werden, da z.B. Rinde dunkler als Holz bzw. Holzfasern ist. [0035] Des Weiteren ist es günstig, wenn die Holzverarbeitungseinrichtung einen Puffer aufweist. Mit Hilfe dieses Puffers können beispielsweise Fasern nach dem Sieben in der Trenneinrichtung zur weiteren Aufbewahrung gelagert werden. Ferner ist es von Vorteil, wenn der Puffer an der Trenneinrichtung angeordnet ist. Auf diese Weise können kurze Wege zwischen der Trenneinrichtung und dem Puffer realisiert werden, was beispielsweise zu Energieeinsparung und Platzeinsparungen innerhalb einer Produktionshalle führt. Advantageously, the separation device comprises optical means for optical separation in at least two separation fractions. Conveniently, the at least two separation fractions are fibers and dust, in particular wood fibers and wood dust, bark dust and / or non-solid wood components. With the help of optical separation, a high degree of purity of wood fibers can be achieved, wherein the separation or separation of the fibers from the entirety of the comminuted biomass can be ensured such that the dust and bark of the biomass is almost completely separated from the fibers. For the separation of fibers, dust and bark, a so-called visual recognition can be used, as e.g. Bark darker than wood or wood fibers. Furthermore, it is favorable if the wood processing device has a buffer. With the help of this buffer, for example, fibers can be stored after screening in the separator for further storage. Furthermore, it is advantageous if the buffer is arranged on the separating device. In this way, short distances between the separator and the buffer can be realized, which leads, for example, to energy savings and space savings within a production hall.
[0036] Bei einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass ein Biomasseverarbeitungsverfahren günstigerweise auf nachfolgende Weise verfährt. In another aspect of the present invention, it is contemplated that a biomass processing method beneficially proceeds in the following manner.
[0037] In einem ersten Schritt wird idealerweise Biomasse in einer Fördereinrichtung vorgetrocknet. Auf diese Weise kann der Wassergehalt der Biomasse im Vorfeld verringert werden, sodass im nachfolgenden Schritt weniger Energie z.B. zum Trocknen aufgewendet werden muss. Insbesondere ist das Verfahren geeignet, Biomasse zusammen mit ihrer Rinde vorzutrocknen. [0038] Folglich wird die Biomasse, bevor sie in die Trocknungseinrichtung eingebracht wird, vorgetrocknet. Dies spart Energie für z.B. eine nachfolgende Trocknungseinrichtung. Die Biomasse wird hauptsächlich auf der Außenseite getrocknet, wodurch die Rinde der Biomasse derart aufbereitet werden kann, dass günstigerweise der Wassergehalt der Rinde reduziert wird. Somit kann beispielsweise der Heizwert der Biomasse gesteigert werden. In a first step, ideally biomass is predried in a conveyor. In this way, the water content of the biomass can be reduced in advance, so that in the subsequent step less energy has to be expended eg for drying. In particular, the method is suitable for pre-drying biomass together with its bark. Consequently, the biomass is pre-dried before it is introduced into the drying device. This saves energy for eg a subsequent drying device. The biomass is dried mainly on the outside, whereby the bark of the biomass can be treated so that conveniently the water content of the bark is reduced. Thus, for example, the calorific value of the biomass can be increased.
[0039] Günstigerweise wird in einem nachfolgenden Schritt die Biomasse mit Hilfe einer Trocknungseinrichtung getrocknet. Auf diese Weise wird der Wassergehalt der Biomasse weiterhin reduziert, sodass eine Verarbeitung zu einem Endprodukt stattfinden kann. Demzufolge kann bei einer Verbrennung der Biomasse aufgrund des reduzierten Wassergehalts eine höhere Verbrennungstemperatur erreicht werden, sodass eine verbesserte oder sogar vollständige Verbrennung erzielbar wird. Denn die reduzierte Feuchtigkeit in der Biomasse (sog. Holzfeuchtigkeit) verursacht keine Energieeinbußen, die der Verdampfung des in der Biomasse gespeicherten Wassers geschuldet sind. Somit können höhere Temperaturen bei einer Verbrennung erreicht werden, wobei Kohlenstoffmonoxid (CO) oder Holzteer vermieden werden. Bei der Verbrennung der Biomasse unter hohen Temperaturen kann eine optimale Ausgasung stattfinden und somit eine optimale Verbrennung erreicht werden. Dadurch ist es möglich, die Restasche, inkl. der Flugasche in Wiesen, Feldern und Wäldern auszubringen. Conveniently, the biomass is dried by means of a drying device in a subsequent step. In this way, the water content of the biomass is further reduced, so that processing can take place to a final product. Accordingly, combustion of the biomass due to the reduced water content can achieve a higher combustion temperature, so that improved or even complete combustion can be achieved. Because the reduced moisture in the biomass (so-called wood moisture) causes no energy losses, which are due to the evaporation of the stored water in the biomass. Thus, higher temperatures can be achieved in a combustion, avoiding carbon monoxide (CO) or wood tar. During the combustion of the biomass under high temperatures, an optimal outgassing can take place and thus an optimal combustion can be achieved. This makes it possible to spend the residual ash, including the fly ash in meadows, fields and forests.
[0040] Vorteilhafterweise wird vor dem Trocknen in der Trocknungseinrichtung die Biomasse zerkleinert. Dies erlaubt eine einfachere und effektivere Trocknung, da Biomasse einer bestimmten Größe leichter und mit weniger Energie zu trocknen ist als Biomasse beispielsweise in Form von Baumstämmen. Advantageously, the biomass is comminuted before drying in the drying device. This allows easier and more effective drying, since biomass of a certain size is easier to dry with less energy than biomass, for example in the form of tree trunks.
[0041] Vorzugsweise wird in einem weiteren Schritt Wärme aus der Trocknungseinrichtung zu einem wärmedurchlässigen Bereich der Fördereinrichtung abgeführt. Auf diese Weise gelangt Wärme, die zum Trocknen der Biomasse innerhalb der Trocknungseinrichtung eingesetzt wird, zum Vortrocknen innerhalb der Fördereinrichtung. Somit kann Energie eingespart werden sowie eine Prozesskette hinsichtlich des Energieverbrauchs optimiert werden. Auch kann Abwärme der Trocknungseinrichtung zur Fördereinrichtung geführt werden. Dies dient als weitere Energiesparmaßnahme, wodurch selbstverständlich neben Umweltaspekten auch der Wirkungsgrad des erfindungsgemäßen Verfahrens verbessert wird. Preferably, heat is removed from the drying device to a heat-permeable region of the conveyor in a further step. In this way, heat, which is used to dry the biomass within the drying device, comes to pre-drying within the conveyor. Thus, energy can be saved and a process chain can be optimized with regard to energy consumption. Also, waste heat of the drying device can be guided to the conveyor. This serves as a further energy saving measure, thereby Of course, in addition to environmental aspects, the efficiency of the method according to the invention is improved.
[0042] Die Prozessgröße Wärme - wie bereits erläutert - wird über eine Systemgrenze dann übertragen, wenn Temperaturunterschiede zwischen zwei Systemen bzw. zwischen der Trocknungseinrichtung und der Fördereinrichtung vorhanden sind. Bei der Wärmeübertragung wird thermische Energie, nämlich Wärme, aufgrund des zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik vom System mit höherer Temperatur in Richtung des Systems mit geringerer Temperatur übertragen. Dies gilt, solange eine Temperaturdifferenz zwischen zwei thermisch gekoppelten Systemen besteht, diese sich also noch nicht im thermischen Gleichgewicht befinden. The process variable heat - as already explained - is then transmitted over a system boundary, if temperature differences between two systems or between the drying device and the conveyor are present. In heat transfer, thermal energy, namely heat, is transferred from the higher temperature system towards the lower temperature system due to the second law of thermodynamics. This applies as long as there is a temperature difference between two thermally coupled systems, so that they are not yet in thermal equilibrium.
[0043] Zur Führung von Wärme beispielsweise von der Trocknungseinrichtung zur Fördereinrichtung, ist es günstig, wenn ein Fluid, wie z.B. Luft, als Träger der Wärme verwendet wird. Somit kann Wärme an einem Ort mit höherer Temperatur aufgenommen und an einem weiteren Ort mit geringerer Temperatur abgegeben werden. Auch ist es möglich, anstelle von Luft ein Fluid, wie Wasser, Öl oder Silikon zu verwenden. For guiding heat, for example, from the drying device to the conveyor, it is advantageous if a fluid, such as e.g. Air, as a carrier of heat is used. Thus, heat may be taken up in a higher temperature location and delivered to another lower temperature location. It is also possible to use a fluid, such as water, oil or silicone instead of air.
[0044] Bei einem weiteren Schritt ist es günstig, wenn die Biomasse mittels einer Zerfaserungseinrichtung zerfasert wird. Mit Hilfe der Zerfaserung wird eine weitere Homogenisierung der Biomasse erreicht, wodurch ein hochwertiges Endprodukt erreichbar beziehungsweise erzielbar wird. Außerdem können auf diese Weise Einschlüsse in der Biomasse, wie z.B. morsche Bereiche oder Verunreinigungen wie Erde abgetrennt werden. In a further step, it is favorable if the biomass is defibrated by means of a defibration device. By means of defibration, a further homogenization of the biomass is achieved, whereby a high-quality end product can be achieved or achieved. In addition, in this way inclusions in the biomass, e.g. rotten areas or impurities such as soil are separated.
[0045] Günstigerweise wird in einem weiteren Schritt die zerfaserte Biomasse in zumindest zwei Trennfraktionen getrennt. Vorzugsweise findet eine Trennung in Fasern und Staub, insbesondere in Holzfasern und Holzstaub, vorzugsweise zusammen mit Rinde, statt. Aufgrund der vorbeschriebenen Trennung ist es möglich, nur hochwertiges Material bzw. Fasern den weiteren Prozessschritten zuzuführen und weitere Komponenten in Form von Erde, morschen Bestandteilen, Rinde und Staub aus der Prozesskette zu filtern. Bevorzugterweise sind Erde, morsche Bestandteilen, Rinde und Staub nach dem Trennen nur mehr in sehr geringen Mengen vorhanden. Durch die optimale Trennung in hochwertiges Material, wie Fasern, und weitere Komponenten, wie Erde, Rinde, usw. kann aus den weiteren Komponenten hochwertige Energie erzeugt werden. So wird aus dem Rohstoff Biomasse durch Trocknung und Trennung ein höherwertiges Produkt wie Pellets herstellt. Somit wird eine ähnlich einer Raffinerie das Ausgangsmaterial bzw. der Ausgangsrohstoff veredelt. Conveniently, in a further step, the shredded biomass is separated into at least two separation fractions. Preferably, a separation into fibers and dust, especially in wood fibers and wood dust, preferably together with bark, takes place. Due to the above-described separation, it is possible to supply only high-quality material or fibers to the further process steps and to filter further components in the form of soil, rotten components, bark and dust from the process chain. Preferably, earth, rotten components, bark and dust after separation are present only in very small quantities. By the optimal separation into high-quality material, like fibers, and further components, like earth, bark, etc. can from the further Components are produced high quality energy. Thus, the raw material biomass is produced by drying and separation a higher quality product such as pellets. Thus, similar to a refinery, the starting material or raw material is refined.
[0046] Günstigerweise wird bei einem weiteren Verfahrensschritt eine Trennfraktion zur Erzeugung von Wärme und/oder von elektrischer Energie genutzt. Aufgrund der vorbeschriebenen Trennung in Fasern und weitere Komponenten, wie Staub und Rinde, können bei diesem Verfahrensschritt die von den Fasern getrennten Komponenten bzw. Komponentenprodukte verwendet werden, um Wärme und/oder elektrische Energie zu erzeugen. Folglich können auch während des Verfahrens anfallende Stoffe und Komponentenprodukte innerhalb der Prozesskette zur weiteren Nutzung verwendet und diese gewinnbringend eingesetzt werden. Conveniently, in a further process step, a separation fraction is used to generate heat and / or electrical energy. Due to the above-described separation into fibers and other components, such as dust and bark, in this process step, the components or component products separated from the fibers can be used to generate heat and / or electrical energy. Consequently, substances and component products occurring during the process can also be used for further use within the process chain and used profitably.
[0047] Ferner ist es in einem weiteren Verfahrensschritt bevorzugt, Wärme, erzeugt durch Verfeuerung von einer Trennfraktion, insbesondere von Staub und vorzugsweise Rinde, zur Trocknungseinrichtung zu führen. Mit Hilfe dieser Anordnung wird die Prozesskette optimiert und die von den Fasern getrennten Komponenten bzw. Komponentenprodukte, die während der Produktion innerhalb der Prozesskette anfallen, eingesetzt, um beispielsweise Wärme zu erzeugen. Die erzeugte Wärme kann ferner zum Trocknen von Biomasse mit Hilfe der vorbeschriebenen Trocknungseinrichtung eingesetzt werden. Somit kann aus der Komponente Staub, morsche Bestandteile, Rinde und/oder Erde, Wärme erzeugt werden, die zur Trocknung der angelieferten Biomasse mit Hilfe einer Trocknungseinrichtung eingesetzt wird, wobei die dort erzeugte Wärme weitergeleitet beziehungsweise weiter zu einer Fördereinrichtung zum Vortrocknen der Biomasse abgeführt wird. Furthermore, in a further method step, it is preferable to conduct heat, generated by combustion of a separation fraction, in particular of dust and preferably bark, to the drying device. With the aid of this arrangement, the process chain is optimized and the components separated from the fibers or component products which occur during production within the process chain are used, for example to generate heat. The heat generated can also be used for drying biomass with the aid of the above-described drying device. Thus, heat can be generated from the component dust, rotten components, bark and / or soil, which is used to dry the delivered biomass by means of a drying device, wherein the heat generated there is forwarded or further discharged to a conveyor for pre-drying the biomass ,
[0048] Des Weiteren ist es bevorzugt, Wärme, generiert durch Erzeugung von elektrischer Energie, zur Trocknungseinrichtung zu führen. Auf diese Weise kann beispielsweise Abwärme einer Turbine, die zur Stromerzeugung eingesetzt wird, genutzt werden, um Biomasse zusammen mit deren Rinde in der Trocknungseinrichtung zu trocknen. Ferner kann die in die Trocknungseinrichtung geführte Wärme, aber auch die dort anfallende Abwärme zur Vortrocknung in der Fördereinrichtung genutzt werden. Hierfür ist es günstig, wenn die Wärme nach Durchlaufen der Trocknungseinrichtung zur Fördereinrichtung geführt wird. Selbstverständlich ist es auch möglich, die bei der Erzeugung von elektrischer Energie generierte Wärme direkt an die Fördereinrichtung abzugeben. Furthermore, it is preferable to conduct heat generated by generation of electric power to the drying device. In this way, for example, waste heat of a turbine, which is used for power generation, can be used to dry biomass together with the bark in the drying device. Furthermore, the heat conducted into the drying device, but also the waste heat occurring there, can be used for pre-drying in the conveying device. For this purpose, it is advantageous if the heat led to the conveyor after passing through the drying device becomes. Of course, it is also possible to deliver the heat generated in the generation of electrical energy directly to the conveyor.
[0049] In einem weiteren Verfahrensschritt ist es von Vorteil, wenn Wärme aus der Fördereinrichtung nach Außen, insbesondere zur Umwelt hin, geführt wird. Auf diese Weise muss keine zusätzliche Abgasrauchführung oder dergleichen realisiert werden, wodurch Kosten sowie die Wartung eines Filters eingespart werden kann. Die direkte Abgabe an die Umwelt ist möglich, da vorzugsweise der Wärmestrom bzw. die Luft als Wärmeträger zuvor gereinigt wird. In a further method step, it is advantageous if heat from the conveyor to the outside, in particular to the environment out. In this way, no additional exhaust smoke control or the like must be realized, whereby costs and the maintenance of a filter can be saved. The direct release to the environment is possible, since preferably the heat flow or the air is cleaned as a heat carrier before.
[0050] Ferner ist es von Vorteil, wenn in einem weiteren Verfahrensschritt eine Trennfraktion, insbesondere Fasern, in einem Puffer gelagert werden. Mit Hilfe dieses Puffers können beispielsweise Fasern nach dem Trennen bzw. Sieben in der Trenneinrichtung zur weiteren Aufbewahrung gelagert werden. Auch kann der Puffer dazu verwendet werden, die Konglomerate an Fasern zu homogenisieren, wodurch einer weiteren Verarbeitung eine vergleichmäßigte Mischung an Fasern zugeführt werden kann. [0051] Bei dem vorbeschriebenen Verfahren ist es günstig, wenn die dargestellten Verfahrensschritte mithilfe der Gegenstände der weiter oben beschriebenen Vorrichtung durchgeführt werden, so ist es z.B. möglich, eine Trenneinrichtung der Vorrichtung zum Trennen im Verfahren oder beispielsweise eine Trenneinrichtung für den Verfahrensschritt Trennen zu verwenden. [0052] Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Pelletierungsvorrichtung, insbesondere zur Herstellung von Pellets aus Biomasse, vorgesehen. Furthermore, it is advantageous if in a further process step, a separation fraction, in particular fibers, are stored in a buffer. With the aid of this buffer, for example, fibers can be stored after separation or sieving in the separating device for further storage. Also, the buffer can be used to homogenize the conglomerates of fibers, which can be fed to a further processing a uniform mixture of fibers. In the method described above, it is favorable if the illustrated method steps are carried out with the aid of the objects of the apparatus described above, it is e.g. it is possible to use a separating device of the device for separating in the method or, for example, a separating device for the method step separating. According to a further aspect of the present invention, a pelleting device, in particular for the production of pellets from biomass, is provided.
[0053] Hierbei weist bevorzugterweise die Pelletierungsvorrichtung eine Trocknungseinrichtung zum Trocknen von Biomasse auf. Dadurch ist es möglich, feuchtes Biomassenmaterial, wie z. B. Rinde eines Baumes (Borke), aber auch beispielsweise Stammholz eines Baumes auf einen vorbestimmten Wassergehalt zu trocknen. Dieser liegt vorzugsweise zwischen 9 und 11 %. In this case, the pelleting device preferably has a drying device for drying biomass. This makes it possible to moist biomass material such. B. bark of a tree (bark), but also, for example, trunk wood of a tree to a predetermined water content to dry. This is preferably between 9 and 11%.
[0054] Vorzugsweise weist die Trocknungseinrichtung einen Wälzbetttrockner zur gleichmäßigen Trocknung und Durchmischung auf. Ein Wälzbetttrockner ist geeignet, Hackschnitzel von Biomasse, wie z.B. Holzhackschnitzel und andere organische Stoffe, zu behandeln. Aufgrund seiner Funktionsweise eignet er sich für ungleichmäßig geformte Schüttgüter, die bei einer relativ hohen Anfangsfeuchte lange Verweilzeiten zur Trocknung bei moderaten Trocknungslufttemperaturen benötigen. Die zu trocknende Biomasse wird in einer von unten mit Warmluft angeströmten Schüttung mit einem sich langsam drehenden horizontalen Rührwerkzeugpaddel bewegt. Dabei wird das Trockengut stetig umgewälzt. Die Paddel sind derart angeordnet, dass das Trockengut von einem Eintrag zu einem Austrag gefördert wird. Während der Feststoff sich bewegt, wird er von unten nach oben von der Trocknungsluft durchströmt. Dadurch ist er besonders lange mit der Trocknungsluft in Kontakt, was zu einem gleichmäßigen Ergebnis führt. Preferably, the drying device has a Wälzbetttrockner for uniform drying and mixing. A roller bed dryer is suitable Wood chips of biomass, such as woodchips and other organic substances to treat. Due to its functionality, it is suitable for non-uniformly shaped bulk goods, which require long residence times for drying at moderate drying air temperatures at a relatively high initial moisture. The biomass to be dried is moved in a bed of warm air with a slowly flowing horizontal stirring paddle. The dry material is constantly circulated. The paddles are arranged so that the dry material is conveyed from an entry to a discharge. While the solid is moving, it is flowed through from bottom to top of the drying air. As a result, it is in contact with the drying air for a particularly long time, which leads to a uniform result.
[0055] Idealerweise handelt es sich bei der Biomasse um faserige Biomasse, vorzugsweise Holzfasern. Faserige Biomasse eignet sich hervorragend zur Herstellung von Pellets, da Fasern einem Pellet eine hohe mechanische Stabilität verleihen sowie einen hohen Brennwert aufweisen. [0056] Des Weiteren ist es bevorzugt, dass die Pelletierungsvorrichtung eine Trocknungseinrichtung zum Zerkleinern von Biomasse aufweist. Das Zerkleinern von Biomasse erlaubt eine effektivere Trocknung innerhalb der Trocknungseinrichtung und somit eine einfache und energiesparende Reduktion des Wassergehalts der Biomasse. Auch dient die Trocknungseinrichtung dazu, die Biomasse, die in die Trocknungseinrichtung geführt wird, vorab auf eine bestimmte Größe zu zerkleinern, um somit die Trocknung zu erleichtern und zu verbessern. Bei einem derartigen Werkzeug handelt es sich vorzugsweise um beispielsweise eine Hammermühle oder einen Schredder ähnlich einer Häckselmaschine, bei denen aus einem durch versetzt angebrachten Walzen aufgebauten Getriebe, mittels einer Hacktrommel oder mittels einer Schlagscheibe eine Zerkleinerung vorgenommen wird. [0057] Vorteilhafterweise sind die Trocknungseinrichtung bzw. das Werkzeug zum Zerkleinern auf die Verarbeitung von Durchforstungsholz ausgelegt. D.h., dass zum einen das Werkzeug Walzen bzw. Schlagscheiben aufweist, mit deren Hilfe Biomasse bzw. Durchforstungsholz zusammen mit seiner Rinde oder Koppelprodukte zerkleinert werden kann; und zum anderen, dass der Wälzbetttrockner Durchgänge aufweist, durch die das mit dem Werkzeug zerkleinerte Durchforstungsholz innerhalb des Wälzbetttrockners verbleibt, sodass stetig Wärme über Trocknungsluft eingebracht werden kann, ohne dass zerkleinertes Durchforstungsholz aus dem Wälzbetttrockner nach außen gelangt. Gleichwohl können Kleinbestandteile mit einem kleineren Durchmesser als die Durchgänge bereits in der Trocknungseinrichtung abgeschieden werden. Günstigerweise werden die aussortierten Kleinbestandteile gesammelt und einer weiteren Einrichtung zugeführt. Ideally, the biomass is fibrous biomass, preferably wood fibers. Fibrous biomass is excellently suited for the production of pellets, since fibers impart a high mechanical stability to a pellet and have a high calorific value. Furthermore, it is preferred that the pelletizing device has a drying device for comminuting biomass. The comminution of biomass allows a more effective drying within the drying device and thus a simple and energy-saving reduction of the water content of the biomass. The drying device is also used to pre-shred the biomass, which is fed into the drying device to a certain size, so as to facilitate and improve the drying. Such a tool is preferably, for example, a hammer mill or a shredder similar to a chopper machine, in which comminution is carried out from a gear built up by offset rollers, by means of a chipping drum or by means of a striking disk. Advantageously, the drying device or the tool for shredding are designed for the processing of thinnings wood. That is, on the one hand, the tool has rollers or impact disks with the aid of which biomass or thinnings wood can be comminuted together with its bark or by-products; and second, that the Wälzbetttrockner has passages through which with the thinned wood inside the roller bed dryer remains crushed by the tool, so that heat can be continuously introduced via drying air without the shredded thinning wood coming out of the roller bed dryer to the outside. Nevertheless, small components with a smaller diameter than the passages can already be deposited in the drying device. Conveniently, the sorted small components are collected and fed to another device.
[0058] Ferner ist es günstig, wenn die Pelletierungsvorrichtung eine Presseinrichtung zum Pressen von Pellets aufweist. Mithilfe einer derartigen Einrichtung können aus der Biomasse, die vorzugsweise in einem losen Zustand vorliegt, ein oder mehrere Pellets gepresst werden. Beim Pressvorgang wird Biomasse in die Presseinrichtung geführt, in der unter Druck mittels Kollerrädern die Biomasse durch eine Matrize gepresst wird. Die durch Reibung an der Matrize entstehende Wärme, setzt holzeigenes Lignin frei, welches den entstehenden Pellets eine Formstabilität durch Verhölzerung verleiht. Auch ist das Lignin anschließend auf der Außenseite der Pellets als glänzende Oberfläche sichtbar. Bei Lignin handelt es sich um feste Biopolymere, die in die pflanzliche Zellwand eingelagert werden und dadurch die Verholzung der Zelle bewirken (sog. Lignifizierung). Lignin bzw. Lignine sind somit wesentlich für die Festigkeit von pflanzlichen Geweben verantwortlich. Diese ermöglichen landlebenden Pflanzen und vor allem Bäumen den mechanischen Belastungen, hervorgerufen durch die Schwerkraft und Umwelteinflüsse wie Wind und Wetter, zu widerstehen. [0059] Ferner ist es günstig, wenn die Pelletierungsvorrichtung eine Kühleinrichtung zum Kühlen der Pellets aufweist. Durch und während des Pressens von Pellets in einer Presseinrichtung entsteht aufgrund des hohen Reibungsgrades zwischen der Biomasse und einer Matrize, durch die die Biomasse gepresst wird, Wärme, wobei vorzugsweise die Biomasse bzw. deren Fasern beim Pressvorgang eine Temperatur von 95 bis 110°C erreichen. Hierbei wird günstigerweise eine niedrigere Temperatur, wie 95 °C, bei einer weichen Biomasse, wie z.B. Kiefer, erreicht und bei einer harten Biomasse, wie beispielsweise Buche, eine Temperatur von 105°C. Durch Einstellung der Temperatur bzw. der einzubringenden Wärme in die Biomasse wird der Austritt von Lignin für die jeweilige Biomasse erreicht. [0060] Diese Wärme befindet sich sowohl in der Matrize der Presseinrichtung als auch in den fertiggestellten Pellets. Idealerweise weisen die Pellets nach dem Pressen in einer Presseinrichtung eine Temperatur zwischen 95°C und 108°C auf. Hierdurch wird das Lignin in den Fasern aktiviert, wodurch eine Verhölzerung der Pellets ermöglich wird, wobei durch Aktivierung des Lignins die Zugabe von Bindemitteln vermieden werden kann. Furthermore, it is favorable if the pelletizing device has a pressing device for pressing pellets. By means of such a device, one or more pellets can be pressed out of the biomass, which is preferably in a loose state. During the pressing process, biomass is fed into the pressing device, in which the biomass is pressed through a die under pressure by means of knurling wheels. The heat generated by friction on the die releases lignin, which gives the resulting pellets a dimensional stability due to interlacing. Also, the lignin is then visible on the outside of the pellets as a shiny surface. Lignin is solid biopolymers that are incorporated into the plant cell wall and thus cause the celling of the cell (so-called lignification). Lignin or lignins are thus responsible for the strength of plant tissues. These allow enduring plants and especially trees to withstand the mechanical stresses caused by gravity and environmental influences such as wind and weather. Furthermore, it is favorable if the pelletizing device has a cooling device for cooling the pellets. Due to the high degree of friction between the biomass and a die, through which the biomass is pressed, heat is generated by and during the pressing of pellets in a pressing device, whereby preferably the biomass or its fibers reach a temperature of 95 to 110 ° C. during the pressing process , Conveniently, a lower temperature, such as 95 ° C, is achieved with a soft biomass, such as pine, and with a hard biomass, such as beech, a temperature of 105 ° C. By adjusting the temperature or the heat to be introduced into the biomass, the leakage of lignin for the respective biomass is achieved. This heat is located both in the die of the pressing device and in the finished pellets. Ideally, the pellets after pressing in a pressing device at a temperature between 95 ° C and 108 ° C. As a result, the lignin is activated in the fibers, whereby a Verhölzerung of the pellets is made possible, whereby activation of the lignin, the addition of binders can be avoided.
[0061] Um die in den Pellets gespeicherte Energie, in Form von Wärme, für weitere Einrichtungen und/oder Verfahrensschritte nutzen zu können, wird vorzugsweise die Wärme aus der Kühleinrichtung in die Trocknungseinrichtung geführt. Dabei ist es günstig, wenn ein Wärmeabfuhrkanal der Kühleinrichtung mit einem Wärmezufuhrkanal der Trocknungseinrichtung verbunden ist. Auf diese Weise kann die Wärme effektiv und schnell von der Kühleinrichtung zur Trocknungseinrichtung geführt werden. Mithilfe der in der Kühleinrichtung gewonnenen Wärme, kann die Biomasse, die in die Trocknungseinrichtung zum Trocknen geführt wird, effektiv und energieschonend getrocknet werden. Somit kann die in der Presseinrichtung erzeugte Wärme zur Trocknung von Biomasse weiterverwendet werden. In order to use the stored energy in the pellets, in the form of heat, for other facilities and / or process steps, the heat from the cooling device is preferably fed into the drying device. It is advantageous if a heat removal channel of the cooling device is connected to a heat supply channel of the drying device. In this way, the heat can be effectively and quickly passed from the cooling device to the drying device. By means of the heat obtained in the cooling device, the biomass which is led into the drying device for drying, can be dried effectively and energy-saving. Thus, the heat generated in the pressing device for the drying of biomass can be used.
[0062] Ferner ist es von Vorteil, wenn die Vorrichtung einen ersten Konditioneur aufweist. Günstigerweise erfasst dieser den Wassergehalt der Biomasse, insbesondere mittels Ultraschall. Somit kann auf einfache Weise der Wasseranteil innerhalb der Biomasse detektiert werden. Ferner ist es von Vorteil, wenn der erste Konditioneur den Wassergehalt der Biomasse mittels Wasser aus einer ersten Wasserdosierungseinrichtung auf einen Wassergehalt zwischen 7 und 13%, vorzugsweise auf einen Wassergehalt von 9,5-11% angepasst. Mithilfe der Adaptierung des Wassergehalts können mechanische Parameter der Biomasse auf ihrem Weg durch die Pelletierungsvorrichtung eingestellt werden. So ist es mit Hilfe des vorbezeichneten Wassergehalts möglich, sowohl Pellets zu pressen als auch die Biomasse auf einfache Weise durch die Pelletierungsvorrichtung zu führen. Insbesondere bei einem Wassergehalt zwischen 9,5 und 11% bildet sich ein ausreichender Wasserfilm zwischen der Biomasse und z. B. einer Förderrinne, in der die Biomasse geführt wird. Auf diese Weise ist eine Schmierung durch die Biomasse auf Förderstrecken möglich, wodurch die Reibung zwischen Biomasse und Förderstrecke reduziert und der Energieverbrauch zur Förderung der Biomasse gesenkt werden kann. Ferner verdunstet durch die bei der Produktion erzeugte Reibung zwischen Biomasse und Matrize das in der Biomasse enthaltene Wasser, sodass Pellets mit z.B. einem unterhalb der EU NORM ENplus AI oder A2 liegenden Wassergehalt und somit mit hohem Brennwert erhalten werden. Furthermore, it is advantageous if the device has a first conditioner. Conveniently, this detects the water content of the biomass, in particular by means of ultrasound. Thus, the water content within the biomass can be detected in a simple manner. Furthermore, it is advantageous if the first conditioner adjusts the water content of the biomass by means of water from a first water metering device to a water content of between 7 and 13%, preferably to a water content of 9.5-11%. By adjusting the water content, mechanical parameters of the biomass can be adjusted as it passes through the pelletizer. So it is possible with the help of the aforementioned water content, both to press pellets and to easily pass the biomass through the Pelletierungsvorrichtung. In particular, with a water content between 9.5 and 11%, a sufficient film of water between the biomass and z. B. a conveyor trough, in which the biomass is performed. In this way, lubrication by the biomass is possible on conveyor lines, which reduces the friction between biomass and conveyor line and the energy consumption for the promotion of biomass can be reduced. It also evaporates due to the generated during production Friction between biomass and matrix The water contained in the biomass, so that pellets are obtained with, for example, a below the EU NORM ENplus AI or A2 water content and thus with high calorific value.
[0063] Idealerweise weist die Pelletierungsvorrichtung eine Reifevorrichtung auf. Bevorzugterweise werden in dieser die Biomasse, insbesondere Fasern, zwischengelagert und durchmischt. Dadurch ist es möglich, das Wasser, eingebracht durch einen Konditioneur, in der Biomasse zu vergleichmäßigen bzw. der Biomasse die Gelegenheit zu geben, das Wasser aufzusaugen und zu speichern. Ideally, the pelletizer has a ripening device. Preferably, in this biomass, in particular fibers, stored and mixed. This makes it possible to equalize the water, introduced by a conditioner in the biomass or give the biomass the opportunity to absorb the water and store.
[0064] Des Weiteren ist es bevorzugt, dass die Vorrichtung einen zweiten Konditioneur aufweist. Bei diesem ist es günstig, den Wassergehalt der Biomasse, insbesondere mittels Ultraschall, zu erfassen. Somit kann der Wassergehalt der Biomasse erneut überprüft werden. Günstigerweise passt der zweite Konditioneur den Wassergehalt der Biomasse mittels Wasser aus einer zweiten Dosierungseinrichtung an. Hierbei ist es günstig, wenn der Wassergehalt zwischen 7 und 13%, vorzugsweise auf einen Wassergehalt von 9,5-11% angepasst wird. Der zweite Konditioneur hat der Vorteil, dass die Messung und Anpassung innerhalb des ersten Konditioneurs kontrolliert und ggf. korrigiert wird. Furthermore, it is preferable that the device has a second conditioner. In this case, it is favorable to detect the water content of the biomass, in particular by means of ultrasound. Thus, the water content of the biomass can be checked again. Conveniently, the second conditioner adjusts the water content of the biomass by means of water from a second metering device. It is advantageous if the water content between 7 and 13%, preferably adjusted to a water content of 9.5-11%. The second conditioner has the advantage that the measurement and adaptation within the first conditioner is checked and possibly corrected.
[0065] Sowohl beim ersten als auch beim zweiten Konditioneur ist es günstig, wenn der Wassergehalt mit Heißwasser, vorzugsweise durch eine Heißwasserbesprühung, erhöht wird. Auf diese Weise bleibt die in der Biomasse gespeicherte Wärme erhalten und wird nicht getauscht. Somit kann die Prozessgröße Wärme weiterhin im Prozess verbleiben und weiter verwendet werden. Both in the first and the second Konditioneur, it is advantageous if the water content is increased with hot water, preferably by a Heißwasserbesprühung. In this way, the heat stored in the biomass is retained and is not exchanged. Thus, the process variable heat can continue to remain in the process and continue to be used.
[0066] Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn die Pelletierungsvorrichtung eine Sortiereinrichtung zum Sortieren der Pellets umfasst. Mithilfe der Sortiereinrichtung können nach dem Pressen der Pellets feste, in Pellets gebundene Bestandteile (wie Fasern) von losen Bestandteilen (wie Staub) getrennt werden. Auf diese Weise ist es möglich, ausschließlich Pellets bestimmter Größe und Form als Endprodukt zu erhalten. Auch kann somit eine vorgeschriebene Norm wie z.B. die EU NORM ENplus AI oder ENplus A2 erreicht werden. [0067] Bevorzugterweise weist die Pelletierungsvorrichtung eine Mischeinrichtung auf, die Wärme, die beim Kühlen der Pellets gewonnen wird, mit anderen Wärmeströmen, insbesondere aus weiteren Einrichtungen zusammenführt. Mithilfe der Mischeinrichtung kann folglich die durch das Abkühlen der Pellets gewonnene Wärme mit anderen Wärmeströmen aus anderen Einrichtungen, wie z. B. Abwärme von Turbinen oder einer Turbinenkühlung ebenfalls in die Mischeinrichtung überführt und vereint bzw. gemischt werden. Furthermore, it is advantageous if the pelleting device comprises a sorting device for sorting the pellets. The sorter can be used to separate solid pellet-bound components (such as fibers) from loose components (such as dust) after pressing the pellets. In this way it is possible to obtain only pellets of a certain size and shape as the final product. It is also possible to achieve a prescribed standard, such as the EU NORM ENplus AI or ENplus A2. Preferably, the pelletizing device has a mixing device which combines heat, which is obtained during cooling of the pellets, with other heat flows, in particular from other devices. Consequently, with the aid of the mixing device, the heat produced by the cooling of the pellets can be mixed with other heat flows from other devices, such as e.g. B. waste heat from turbines or a turbine cooling also transferred to the mixing device and united or mixed.
[0068] Ferner ist es günstig, wenn die Pelletierungsvorrichtung mindestens eine Lagerzelle aufweist. In dieser können die produzierten Pellets nach dem Sieben in der Sortiereinrichtung gelagert werden und anschließend günstigerweise lose verladen und/oder abgesackt und/oder für die Erzeugung von Ökoenergie vergast werden. Durch das lose Verladen können die erzeugten Pellets in großen Mengen in Silo-LKW abgefüllt werden. Das Absacken erlaubt vorbestimmte Mengen an Pellets in Säcken an den Endverbraucher zum Beheizen einer Wohneinrichtung zu verkaufen. Das Vergasen der Pellets ermöglicht die Erzeugung von Ökoenergie als eine sofortige Verwendung der Pellets in einem angeschlossenen Ökokraftwerk. Des Weiteren ist es bevorzugt, eine Lagerzelle für Pellets gemäß der Norm ENplus A1/A2 bereitzuhalten. In diese Lagerzelle kann z.B. bei Inbetriebnahme einer Anlage mit der Pelletierungsvorrichtung oder nach dem Beheben einer Störung beim Wiederanfahren produziert werden, solange bis alle Parameter für die weitere Produktion (nach z.B. den Betriebshandbüchern) eingestellt und kontrolliert sind. [0069] Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung weist ein Verfahren zur Herstellung von Pellets, vorzugsweise von Holzpellets, nachfolgende Schritte auf. Furthermore, it is favorable if the pelletizing device has at least one storage cell. In this, the pellets produced can be stored in the sorter after sieving and then conveniently loaded loosely and / or bagged and / or gasified for the production of green energy. Due to the loose loading, the pellets produced can be filled in large quantities in silo trucks. Bagging allows predetermined amounts of pellets in bags to be sold to the end user for heating a home. The gasification of the pellets allows the production of green energy as an immediate use of the pellets in a connected eco-power plant. Furthermore, it is preferable to provide a pellet storage cell according to ENplus A1 / A2 standard. In this storage cell can e.g. upon initial operation of a plant with the pelletizer, or after rectification of a restart fault, until all parameters for further production (e.g., according to the operating manuals) have been set and controlled. According to a further aspect of the invention, a method for producing pellets, preferably wood pellets, comprises the following steps.
[0070] Vorteilhafterweise umfasst ein Schritt das Trocknen von Biomasse mithilfe einer Trocknungseinrichtung. Bei der Biomasse handelt es sich günstigerweise um faserige Biomasse, vorzugsweise Holzfasern. Durch das Trocknen der Biomasse wird zum einen ein hoher Brennwert für die Biomasse erzielt, und zum anderen dient dieser Schritt auch der Weiterverarbeitung der Biomasse zu Pellets. Das Trocknen geschieht günstigerweise mithilfe einer Trocknungseinrichtung. Bei dieser handelt es sich günstigerweise um einen Wälzbetttrockner zur gleichmäßigen Trocknung und Durchmischung. Ein Wälzbetttrockner ist geeignet, Hackschnitzel von Biomasse, wie z.B. Holzhackschnitzel und andere organische Stoffe, zu behandeln. Aufgrund seiner Funktionsweise eignet er sich für ungleichmäßig geformte Schüttgüter, die bei einer relativ hohen Anfangsfeuchte lange Verweilzeiten zur Trocknung bei moderaten Trocknungslufttemperaturen benötigen. Die zu trocknende Biomasse wird in einer von unten mit Warmluft angeströmten Schüttung mit einem sich langsam drehenden horizontalen Rührwerkzeugpaddel bewegt. Dabei wird das Trockengut stetig umgewälzt. Die Paddel sind derart angeordnet, dass das Trockengut von einem Eintrag zu einem Austrag gefördert wird. Während der Feststoff sich bewegt, wird er von unten nach oben von der Trocknungsluft, die günstigerweise eine Temperatur von 90 bis max. 105°C aufweist, durchströmt. Dadurch ist er besonders lange mit der Trocknungsluft in Kontakt, was zu einem gleichmäßigen Ergebnis führt. Advantageously, a step comprises the drying of biomass by means of a drying device. The biomass is conveniently fibrous biomass, preferably wood fibers. By drying the biomass, on the one hand, a high calorific value for the biomass is achieved, and, on the other hand, this step also serves to further process the biomass into pellets. The drying is conveniently done by means of a drying device. This is conveniently a Wälzbetttrockner for uniform drying and mixing. A Wälzbetttrockner is suitable, wood chips of biomass, such as wood chips and other organic Substances to be treated. Due to its functionality, it is suitable for non-uniformly shaped bulk goods, which require long residence times for drying at moderate drying air temperatures at a relatively high initial moisture. The biomass to be dried is moved in a bed of warm air with a slowly flowing horizontal stirring paddle. The dry material is constantly circulated. The paddles are arranged so that the dry material is conveyed from an entry to a discharge. As the solid moves, it is from bottom to top of the drying air, which is conveniently a temperature of 90 to max. 105 ° C, flows through. As a result, it is in contact with the drying air for a particularly long time, which leads to a uniform result.
[0071] Günstigerweise umfasst ein weiterer Schritt das Pressen der Biomasse zu Pellets mithilfe einer Presseinrichtung. Eine Presseinrichtung weist günstigerweise eine Matrize sowie mindestens ein Kollerrad auf, mit dessen Hilfe die Biomasse durch die Matrize gepresst wird. Bei diesem Vorgang entsteht Wärme sowohl in der Matrize als auch in der gepressten Biomasse. Conveniently, a further step comprises pressing the biomass into pellets by means of a pressing device. A pressing device advantageously has a die and at least one Kollerrad, by means of which the biomass is pressed through the die. In this process, heat is generated both in the matrix and in the pressed biomass.
[0072] In einem weiteren Verfahrensschritt werden günstigerweise die Pellets mit einer Kühleinrichtung gekühlt. Auf diese Weise wird die durch das Pressen erzeugte Wärme innerhalb der Pellets von diesen abgeführt, wodurch das Lagern und in weiterer Folge das Verladen und Verpacken bei Raumtemperatur ermöglicht wird. [0073] Bevorzugterweise wird in einem weiteren Schritt des Verfahrens zur Herstellung von Pellets, Wärme aus der Kühleinrichtung zur Trocknungseinrichtung abgeführt. Auf diese Weise kann die beim Kühlen der Pellets abgeführte Wärme zum Trocknen von Biomasse in der Trocknungseinrichtung verwendet werden. Somit kann Energie für die Trocknungseinrichtung bzw. für die zur Trocknung eingesetzte Wärme innerhalb der Trocknungseinrichtung eingespart werden. Ferner wird der Wirkungsgrad eines derartigen Verfahrens erhöht. Ferner ist ein solches Verfahren hinsichtlich Umweltaspekten optimal, wobei Wärme, die in einem Prozess erzeugt wird, wiederverwendet und nicht ungenutzt in der Prozesskette verbleibt oder sogar abgeführt wird. [0074] In einem weiteren Verfahrensschritt wird vorzugsweise nach dem Trocknen der Wassergehalt der Biomasse erfasst. Dies geschieht günstigerweise mittels Ultraschall. Aufgrund der Tatsache, dass Ultraschall sich in einem dichten Medium wie Wasser hervorragend ausbreitet, kann anhand des empfangenen Signals eines Ultraschallsenders auf einfache Weise der Wassergehalt bestimmt werden. Denn je intensiver das Signal bzw. je näher das Empfangssignal am Ausgangssignal, desto höher der Wassergehalt. Das Erfassen des Wassergehalts dient der Reduktion von Reibung zwischen der Biomasse und z. B. einer Förderrinne, in der die Biomasse geführt wird. Somit ist eine Schmierung durch die Biomasse auf Förderstrecken möglich, wodurch der Energieverbrauch zur Förderung der Biomasse gesenkt werden kann. In a further method step, the pellets are advantageously cooled with a cooling device. In this way, the heat generated by pressing within the pellets is dissipated therefrom, thereby allowing storage and, subsequently, loading and packaging at room temperature. Preferably, in a further step of the process for producing pellets, heat is removed from the cooling device to the drying device. In this way, the heat dissipated during cooling of the pellets can be used for drying biomass in the drying device. Thus, energy can be saved for the drying device or for the heat used for drying within the drying device. Furthermore, the efficiency of such a method is increased. Furthermore, such a method is optimal in terms of environmental aspects, whereby heat generated in a process is reused and not left unused in the process chain or even discharged. In a further method step, the water content of the biomass is preferably detected after drying. This is done conveniently by means of ultrasound. Due to the fact that ultrasound propagates excellently in a dense medium such as water, the water content can be easily determined from the received signal of an ultrasonic transmitter. Because the more intense the signal or the closer the received signal on the output signal, the higher the water content. The detection of the water content serves to reduce friction between the biomass and z. B. a conveyor trough, in which the biomass is performed. Thus, lubrication by the biomass on conveyors is possible, whereby the energy consumption for the promotion of biomass can be reduced.
[0075] Ferner ist es in einem weiteren Verfahrensschritt günstig, wenn nach dem Erfassen des Wassergehalts der Biomasse der Wassergehalt mittels Wasser einer ersten Wasserdosierungseinrichtung erhöht wird. Günstigerweise wird der Wassergehalt zwischen 7 und 13%, vorzugweise auf 9,5 - 11% eingestellt. Das eingebrachte Wasser dient der Verbesserung der Schmierung zwischen Biomasse und eine Förderrinne. Dieser Wassergehalt kann auf einfache Weise durch Reibung in der Matrize bei Erzeugung bzw. beim Pressen von Pellets entweichen, sodass Pellets mit einem niedrigen Wassergehalt und hohem Brennwert erhalten werden. Furthermore, it is favorable in a further method step if, after detecting the water content of the biomass, the water content is increased by means of water of a first water metering device. Conveniently, the water content is adjusted between 7 and 13%, preferably 9.5-11%. The introduced water serves to improve the lubrication between biomass and a conveyor trough. This water content can easily escape by friction in the die during pellet production or pressing, so that low water content, high calorific value pellets are obtained.
[0076] Ferner ist es günstig, wenn die Biomasse in einer Reifeeinrichtung zwischengelagert und durchmischt wird. Auf diese Weise kann der Wassergehalt der Biomasse vergleichmäßigt werden. Denn durch die Zwischenlagerung und das Durchmischen wird der Biomasse die Möglichkeit eröffnet, Wasser aufzunehmen und zu speichern. Dieses Wasser dient der Schmierung der Biomasse auf z.B. einer Förderrinne bzw. auf Förderstrecken. [0077] Günstigerweise wird nach dem Ver gleichmäßigen des Wassergehalts der Biomasse der Wassergehalt ein weiteres Mal erfasst. Dies geschieht vorteilhafterweise mittels Ultraschall. Da sich beispielsweise Ultraschall in einem dichten Medium wie Wasser hervorragend ausbreitet, kann anhand des empfangenen Signals eines Ultraschallsenders auf einfache Weise der Wassergehalt - wie bereits oben beschrieben - bestimmt werden. Je näher das Empfangssignal am Ausgangssignal, desto höher der Wassergehalt. Für den Fall, dass der Wassergehalt von einem Sollwert abweicht, ist es bevorzugt, nach dem Erfassen des Wassergehalts der Biomasse den Wassergehalt mittels Wasser einer weiteren Wasserdosierungseinrichtung zu erhöhen. Vorteilhafterweise wird die Biomasse auf einen Wassergehalt zwischen 7 und 13%, vorzugsweise auf einen Wassergehalt von 9,5-11% eingestellt. Wie bereits erwähnt, kann mithilfe dieses Wassergehalts einfach die Reibung der Biomasse zu einer Förderrinne verringert werden. Auch kann dieser Wassergehalt auf einfache Weise durch Reibung in der Matrize bei Erzeugung von Pellets entweichen, sodass Pellets mit einem niedrigen Wassergehalt und hohem Brennwert erzeugbar sind. [0078] Des Weiteren ist es günstig, wenn durch Pressen der Biomasse zu Pellets mithilfe der Presseinrichtung die Biomasse auf eine vorgegebene Temperatur aufgewärmt wird. Dies geschieht vorzugsweise auf einen Temperatur zwischen 85°C und 115°C. Bevorzugterweise wird die Biomasse auf eine Temperatur zwischen 98°C und 105°C aufgewärmt. In den vorgenannten Temperaturbereich, der während des Pressens der Biomasse durch die Matrize einer Presseinrichtung mithilfe von Kollerrädern erzielt wird, ist es möglich, das Lignin in der Biomasse zu aktivieren. Dieses wirkt als Bindemittel, sodass auf künstliche Zusatzstoffe verzichtet werden kann. Das Lignin verleiht den gepressten Pellets zum einen eine glänzende Oberfläche und zum anderen eine hohe Formstabilität, da das Lignin für die Verhölzerung von Biomasse verantwortlich ist. [0079] In einem weiteren Verfahrensschritt ist es günstig, Wärme der gepressten Pellets abzuführen, um die Pellets auf eine vorgegeben Temperatur, vorzugsweise Raumtemperatur zu kühlen. Die abgeführte Wärme wird vorzugsweise zur Trocknungseinrichtung geführt, wo sie zur Trocknung von Biomasse eingesetzt wird. Dadurch können Energie und Kosten eingespart werden. Somit kann die in der Presseinrichtung erzeugte Wärme zur Trocknung von Biomasse weiterverwendet werden. Furthermore, it is advantageous if the biomass is stored in a maturing device and mixed. In this way, the water content of the biomass can be made uniform. Because the intermediate storage and the mixing of the biomass opens the possibility to absorb water and store. This water is used to lubricate the biomass on eg a conveyor trough or on conveyor lines. Conveniently, after the uniformity of the water content of the biomass, the water content is detected once more. This is advantageously done by means of ultrasound. Since, for example, ultrasound propagates excellently in a dense medium such as water, the water content can be determined in a simple manner on the basis of the received signal of an ultrasound transmitter-as already described above. The nearer the received signal on the output signal, the higher the water content. In the event that the water content deviates from a desired value, it is preferable, after detecting the water content of the biomass, to increase the water content by means of water of a further water metering device. Advantageously, the biomass is adjusted to a water content between 7 and 13%, preferably to a water content of 9.5-11%. As already mentioned, this water content can easily reduce the friction of the biomass into a conveyor trough. Also, this water content can easily escape by friction in the die in the production of pellets, so that pellets with a low water content and high calorific value can be generated. Furthermore, it is favorable if the biomass is heated to a predetermined temperature by pressing the biomass into pellets with the aid of the pressing device. This is preferably done at a temperature between 85 ° C and 115 ° C. Preferably, the biomass is heated to a temperature between 98 ° C and 105 ° C. In the aforementioned temperature range, which is achieved during the pressing of the biomass through the die of a pressing device by means of milled wheels, it is possible to activate the lignin in the biomass. This acts as a binder, so that can be dispensed with artificial additives. The lignin gives the pressed pellets, on the one hand, a glossy surface and, on the other hand, a high dimensional stability, since the lignin is responsible for the biomass burying. In a further method step, it is favorable to dissipate heat of the pressed pellets in order to cool the pellets to a predetermined temperature, preferably room temperature. The dissipated heat is preferably conducted to the drying device, where it is used for drying biomass. This can save energy and costs. Thus, the heat generated in the pressing device for the drying of biomass can be used.
[0080] Ferner ist es in einem weiteren Verfahrensschritt günstig, Wärme, die beim Kühlen der Pellets gewonnen wird, mit anderen Wärmeströmen zusammenzuführen. Günstigerweise wird die Wärme mit Wärmeströmen aus weiteren Verfahrensbereichen zusammengeführt. So ist es beispielsweise möglich, Wärme aus der Kühleinrichtung mit Abwärme von z.B. einer Turbine und deren Turbinenkühlung zusammenzuführen und weiterzuleiten bzw. weiterzuführen. Vorzugsweise wird die Wärme in einem oder mehreren sog. ORC bzw. einer Anlage mit Abwärme-Kraft-Kopplung genutzt, um elektrische Energie zu erzeugen. [0081] Bei einem ORC handelt es sich vorzugsweise um eine Anlage mit Abwärme- Kraft- Kopplung bzw. um einen sog. Organic Rankine Cycle (Abkürzung ORC), bei dem der Betrieb von Dampfturbinen mit einem anderen Arbeitsmittel als Wasserdampf, wie z.B. bestimmte Öle mit einer niedrigen Verdampfungstemperatur (z.B. Silikonöl) realisiert wird. Ein derartiges Verfahren bzw. eine solche Anlage kommt bevorzugterweise dann zum Einsatz, wenn das zur Verfügung stehende Temperaturgefälle zwischen Wärmequelle und - senke zu niedrig für den Betrieb einer von Wasserdampf angetriebenen Turbine ist. Furthermore, in a further method step, it is advantageous to combine heat which is obtained during cooling of the pellets with other heat flows. Conveniently, the heat is combined with heat streams from other process areas. For example, it is possible to use heat from the cooling device To merge waste heat from eg a turbine and its turbine cooling and forward or continue. Preferably, the heat is used in one or more so-called. ORC or a plant with waste heat and power coupling to generate electrical energy. An ORC is preferably a plant with a waste heat / power coupling or a so-called Organic Rankine Cycle (abbreviation ORC), in which the operation of steam turbines with a working fluid other than water vapor, such as certain oils with a low evaporation temperature (eg silicone oil) is realized. Such a method or system is preferably used when the available temperature gradient between the heat source and the sink is too low for the operation of a turbine driven by steam.
[0082] Ferner ist es günstig, nach dem Kühlen die Pellets zu sortieren. Vorteilhafterweise geschieht dies mittels Sieben. Hierzu eignet sich günstigerweise ein Rüttel- oder Taumelsieb. Ein derartiges Sieb ist auf einfache Weise ausgestaltet und trennt Pellets bestimmter Größe von kleineren Schnittresten oder Schnittabfällen, sodass eine Abfüllung von qualitativ hochwertigen Pellets, die einer Norm wie z.B. EU NORM ENplus AI oder ENplus A2 folgen, gewährleistet werden kann. Furthermore, it is favorable to sort the pellets after cooling. Advantageously, this is done by sieving. Conveniently, a vibrating or tumbling screen is suitable for this purpose. Such a sieve is easily configured and separates pellets of particular size from smaller cut debris or trimmings, so that a filling of high quality pellets conforming to a standard such as e.g. EU NORM ENplus AI or ENplus A2 can be guaranteed.
[0083] Des Weiteren ist es in einem weiteren Verfahrensschritt bevorzugt, die Pellets nach dem Sortieren zu lagern. Günstigerweise sind die gelagerten Pellets lose verladbar und/oder absackbar und/oder für die Erzeugung von Ökoenergie vergasbar. Mittels der losen Verladbarkeit können die erzeugten Pellets in großen Mengen in Silo-LKW transportiert und beispielsweise zu Verbraucherstätten befördert werden. Mittels des Absackens ist es möglich, vorbestimmte Mengen an Pellets in Säcken an den Endverbraucher zum Beheizen einer Wohneinrichtung zu verkaufen. Durch Vergasen der Pellets zur Erzeugung von Ökoenergie ist eine sofortige Verwendung der Pellets in einem angeschlossenen Ökokraftwerk möglich. Furthermore, in a further method step, it is preferable to store the pellets after sorting. Conveniently, the stored pellets can be loosely loaded and / or bagged and / or gasified for the production of eco-energy. By means of loose loading, the pellets produced can be transported in large quantities in silo trucks and, for example, transported to consumer premises. By means of bagging, it is possible to sell predetermined amounts of pellets in bags to the end user for heating a home. By gasifying the pellets for the production of green energy, an immediate use of the pellets in a connected eco-power plant is possible.
[0084] Vorzugsweise weist die oben beschriebene Vorrichtung sowie das Verfahren des Weiteren eine Zerfaserungseinrichtung zum Zerfasern (z.B. eine Mühle), eine Trenneinrichtung zum Trennen (z.B. ein Sieb) sowie einen Puffer zum Zwischenlagern auf. Dabei sind die vorgenannten Einrichtungen bzw. Gegenstände und Verfahrensschritte bevorzugterweise zwischen der Presseinrichtung und der Trocknungseinrichtung angeordnet. Bezüglich weiterer Merkmale und Ausgestaltung der Zerfaserungseinrichtung, der Trenneinrichtung sowie dem Puffer wird auf obige Ausführungen unter den anderen Erfindungsaspekten verwiesen, die hier ebenfalls zutreffen. [0085] Bei dem vorbeschriebenen Verfahren ist es günstig, wenn die dargestellten Verfahrensschritte mithilfe der Gegenstände der weiter oben beschriebenen Vorrichtung durchgeführt werden, so ist es beispielsweise möglich, eine Sortiereinrichtung für den Verfahrensschritt Sortieren zu verwenden. Preferably, the apparatus described above, as well as the method further comprises a defibering device for defibering (eg a mill), a separating device for separating (eg a sieve) and a buffer for intermediate storage. In this case, the aforementioned devices or objects and method steps preferably arranged between the pressing device and the drying device. With regard to further features and design of the defibrating device, the separating device and the buffer, reference is made to the above statements among the other aspects of the invention, which also apply here. In the method described above, it is favorable if the illustrated method steps are carried out with the aid of the objects of the device described above, it is thus possible, for example, to use a sorting device for the sorting method step.
[0086] Bei einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Biomasse vorgesehen. Diese weist idealerweise eine Wärmegewinnungseinrichtung zur Erzeugung von Wärme und eine Trocknungseinrichtung auf. In a further aspect of the invention, a device for generating energy from biomass is provided. This ideally has a heat recovery device for generating heat and a drying device.
[0087] Vorteilhafterweise ist ein Wärmeabzugskanal der Wärmegewinnungseinrichtung mit einem Wärmezufuhrkanal der Trocknungseinrichtung verbunden. Somit kann Wärme aus der Wärmegewinnungseinrichtung in die Trocknungseinrichtung geführt werden. Bei der Trocknungseinrichtung handelt es sich vorzugsweise um einen Wälzbetttrockner zur gleichmäßigen Trocknung und Durchmischung von Biomasse, insbesondere Durchforstungsholz. Advantageously, a heat extraction channel of the heat recovery device is connected to a heat supply channel of the drying device. Thus, heat can be passed from the heat recovery device in the drying device. The drying device is preferably a Wälzbetttrockner for uniform drying and mixing of biomass, especially thinning wood.
[0088] Vorzugsweise weist die Trocknungseinrichtung einen Wälzbetttrockner zur gleichmäßigen Trocknung und Durchmischung auf. Ein Wälzbetttrockner eignet sich insbesondere für Hackschnitzel von Biomasse, wie z.B. Holzhackschnitzel und andere organische Stoffe. Aufgrund seiner konstruktiven Ausgestaltung kann er Schüttgüter trocknen, die bei einer relativ hohen Anfangsfeuchte lange Verweilzeiten zur Trocknung bei moderaten Trocknungslufttemperaturen benötigen. Die zu trocknende Biomasse wird in einer von unten mit Warmluft angeströmten Schüttung mit einem sich langsam drehenden horizontalen Rührwerkzeugpaddel bewegt. Dabei wird das Trockengut stetig umgewälzt. Die Paddel sind derart angeordnet, dass das Trockengut von einem Eintrag zu einem Austrag gefördert wird. Während der Feststoff sich bewegt, wird er von unten nach oben von der Trocknungsluft, die günstigerweise eine Temperatur von 90 bis max. 105°C aufweist, durchströmt. Dadurch ist er besonders lange mit der Trocknungsluft in Kontakt, was zu einem gleichmäßigen Ergebnis führt. Preferably, the drying device has a Wälzbetttrockner for uniform drying and mixing. A Wälzbetttrockner is particularly suitable for wood chips of biomass, such as wood chips and other organic substances. Due to its structural design, it can dry bulk materials that require long residence times for drying at moderate drying air temperatures at a relatively high initial moisture. The biomass to be dried is moved in a bed of warm air with a slowly flowing horizontal stirring paddle. The dry material is constantly circulated. The paddles are arranged so that the dry material is conveyed from an entry to a discharge. As the solid moves, it is from bottom to top of the drying air, which is conveniently a temperature of 90 to max. 105 ° C, flows through. That's what he is particularly long with the drying air in contact, resulting in a uniform result.
[0089] Ferner weist eine Trocknungseinrichtung günstigerweise ein Werkzeug zum Zerkleinern von Biomasse auf. Vorteilhafterweise sind die Trocknungseinrichtung sowie das Werkzeug zum Zerkleinern auf die Verarbeitung von Durchforstungsholz und Koppelprodukte ausgelegt. D.h., dass zum einen das Werkzeug Walzen, Hacktrommel oder Schlagscheiben aufweist, mit deren Hilfe derartiges Durchforstungsholz zerkleinert werden kann; und zum anderen, dass der Wälzbetttrockner Durchgänge aufweist, durch die das mit dem Werkzeug zerkleinerte Durchforstungsholz innerhalb des Wälzbetttrockners verbleibt, sodass stetig Wärme über Trocknungsluft eingebracht werden kann, ohne dass zerkleinertes Durchforstungsholz aus dem Wälzbetttrockner nach außen gelangt. Das Werkzeug zum Zerkleinern ist idealerweise vor dem Wälzbetttrockner angeordnet. Auf diese Weise kann die Biomasse schneller und effektiver getrocknet werden. Furthermore, a drying device advantageously has a tool for comminuting biomass. Advantageously, the drying device and the shredding tool are designed for the processing of thinnings and by-products. That is, on the one hand, the tool has rollers, chopper drum or impact discs, with the help of such thinnings wood can be crushed; and secondly, that the Wälzbetttrockner has passages through which the thinned with the tool thinnings wood remains within the Wälzbetttrockners so that heat can be continuously introduced via drying air without shredded wood thinning comes out of the Wälzbettdrockner to the outside. The tool for comminution is ideally located in front of the Wälzbetttrockner. In this way, the biomass can be dried faster and more effectively.
[0090] Ferner ist es bevorzugt, wenn ein Mischer warmes Fluid aus der Wärmegewinnungseinrichtung mit kühlem Fluid vermischt, um die Temperatur des warmen Fluids zu verringern. Auf diese Weise wird die im warmen Fluid enthaltene Wärme auf eine größere Fluidmenge verteilt, wodurch die Temperatur der gemischten Fluide im Vergleich zur Temperatur des warmen Fluids sinkt. Auf diese Weise wird nicht nur eine Temperaturverringerung herbeigeführt, sondern Wärme, erzeugt aus der Wärmegewinnungseinrichtung, auf einen größeren Massenstrom verteilt. Dies hat den Vorteil, Fluid mit einem hohen Wärmeanteil bzw. mit hoher Temperatur für die weitere Nutzung innerhalb der Vorrichtung verwendbar zu machen. Further, it is preferable that a mixer mixes warm fluid from the heat recovery means with cool fluid to reduce the temperature of the warm fluid. In this way, the heat contained in the warm fluid is distributed to a larger amount of fluid, whereby the temperature of the mixed fluids decreases in comparison to the temperature of the warm fluid. In this way, not only a temperature reduction is brought about, but heat, generated from the heat recovery device, distributed to a larger mass flow. This has the advantage of making fluid with a high heat content or high temperature usable for further use within the device.
[0091] Ferner ist es bevorzugt, dass eine Abscheidungseinrichtung das Fluid aus dem Mischer von Verschmutzungen befreit. Auf diese Weise können Verschmutzungen, die durch Verbrennen von beispielsweise Holzstaub, Rindenstaub sowie nicht-festen Holzbestandteilen in der Wärmegewinnungseinrichtung entstehen, wie z. B. Feinstaub, herausgefiltert werden. Günstigerweise geschieht dies unter Zuhilfenahme der Zentrifugalkraft. Auf diese Weise ist der Einsatz teurer Filtersiebe nicht notwendig, da mithilfe der Zentrifugalkraft ein kontinuierlicher Filter, ohne Ersatz und mit geringem Reinigungsaufwand realisiert wird. [0092] Ferner ist es günstig, wenn die Vorrichtung mindestens eine Turbine aufweist. Idealerweise wird der Turbine Wärme aus der Wärmegewinnungseinrichtung und/oder aus dem Mischer zur Generierung von elektrischer Energie zugeführt. Mithilfe der gewonnen Wärme aus der Wärmegewinnungseinrichtung kann die Turbine betrieben werden. Diese setzt thermische Energie, also Wärme, in mechanische Energie, also Wellenarbeit, um. Somit kann aus Wärme mechanische Energie bzw. durch Umwandlung von mechanischer Energie in elektrische Energie Strom und Spannung, also elektrische Energie, erzeugt werden. Dabei ist es möglich, dass die Wärme aus der Wärmegewinnungseinrichtung auf direktem Wege in die mindestens eine Turbine, vorzugsweise eines ORC, gelangt oder aber über den vorbeschriebenen Mischer. Furthermore, it is preferred that a deposition device frees the fluid from the mixer of contaminants. In this way, contamination caused by burning of, for example, wood dust, bark dust and non-solid wood components in the heat recovery device, such. As fine dust, are filtered out. Conveniently, this is done with the aid of centrifugal force. In this way, the use of expensive filter sieves is not necessary because using the centrifugal force a continuous filter, without replacement and with little cleaning effort is realized. Furthermore, it is favorable if the device has at least one turbine. Ideally, the turbine is supplied with heat from the heat recovery device and / or from the mixer for the generation of electrical energy. With the help of the heat gained from the heat recovery device, the turbine can be operated. This converts thermal energy, ie heat, into mechanical energy, ie wave work. Thus, mechanical energy or by conversion of mechanical energy into electrical energy and voltage, ie electrical energy can be generated from heat. It is possible that the heat from the heat recovery device in a direct way in the at least one turbine, preferably an ORC, passes or via the above-described mixer.
[0093] Günstigerweise weist die Vorrichtung eine Mischeinrichtung auf, die Abwärme von mindestens einer Turbine aufnimmt. Auch ist es möglich, Wärme, erzeugt durch Kühlung von der mindestens einer Turbine, in der Mischeinrichtung aufzunehmen. Vorteilhafterweise können auch andere Wärmeströme, insbesondere aus weiteren Bereichen der Vorrichtung, in der Mischeinrichtung zusammengeführt werden. Somit ist es also möglich, Wärme aus der mindestens einen Turbine mit Wärme aus beispielsweise einer Kühleinrichtung für Pellets zu vermischen und auf eine vorgesehene Temperatur, beispielsweise 105°C, zu bringen. Conveniently, the apparatus comprises a mixing device which receives waste heat from at least one turbine. It is also possible to absorb heat generated by cooling from the at least one turbine in the mixing device. Advantageously, other heat flows, in particular from other areas of the device, can be brought together in the mixing device. Thus, it is thus possible to mix heat from the at least one turbine with heat from, for example, a cooling device for pellets and bring it to a designated temperature, for example 105 ° C.
[0094] Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Energiegewinnung aus Biomasse vorgesehen. Dieses bedient sich vorzugsweise faseriger Biomasse, insbesondere Holzfasern. Ferner bedient sich dieses Verfahren günstigerweise einer Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Biomasse, wie es zuvor dargestellt wurde. According to a further aspect of the invention, a method for energy production from biomass is provided. This preferably uses fibrous biomass, in particular wood fibers. Furthermore, this method conveniently uses a device for generating energy from biomass, as previously described.
[0095] Ein erfindungsgemäßer Schritt umfasst das Erzeugen von Wärme durch Verfeuern von zerkleinerter Biomasse, insbesondere Holzstaub und Rinde. Bei zerkleinerter Biomasse handelt es sich größtenteils um derartig zerkleinerte Bestandteile, die in der Größenordnung von Staub und/oder Rinde liegen. Derartig kleine Teile sind schwer zu binden, z.B. für eine Pelletsproduktion. Gleichwohl ist diese Biomasse brennbar und kann somit zur Wärmeerzeugung verfeuert werden. A step according to the invention comprises the generation of heat by firing comminuted biomass, in particular wood dust and bark. Comminuted biomass are mostly comminuted components of the order of dust and / or bark. Such small parts are difficult to bind, e.g. for a pellet production. Nevertheless, this biomass is flammable and can thus be burned for heat generation.
[0096] Ein weitere erfindungsgemäßer Schritt sieht günstigerweise das Trocknen von Biomasse mithilfe der durch Verfeuern erzeugten Wärme vor. Auf diese Weise kann die aus zerkleinerter Biomasse gewonnene Wärme zum Trocknen von Biomasse eingesetzt werden. Somit kann beispielsweise Biomasse mit Rinde derart aufbereitet werden, dass insbesondere der Wassergehalt der Rinde reduziert wird, wodurch wiederum der Heizwert der Biomasse gesteigert wird. Folglich kann die Verbrennungstemperatur bei Verbrennung einer nach der Erfindung behandelten Biomasse erhöht werden. Denn durch die reduzierte Feuchtigkeit in der Biomasse (sog. Holzfeuchtigkeit) wird weniger Wärme für die Verdampfung des in der Biomasse gespeicherten Wassers benötigt. Somit erreichen die Verbrennungsflammen höhere Temperaturen und es kann eine sog. vollständige Verbrennung erzielt werden, wobei Stoffe wie Kohlenstoffmonoxid (CO) oder Holzteer vermieden werden können. [0097] Ferner ist es in einem weiteren Verfahrensschritt günstig, die erzeugte Wärme weiter zu nutzen, um mindestens eine Turbine zur elektrischen Energieerzeugung anzutreiben. Somit kann thermische Energie in mechanische und mechanische Energie in elektrische umgewandelt werden. Vorzugsweise wird die Wärme in einem sog. ORC bzw. einer Anlage mit Abwärme-Kraft-Kopplung genutzt, um elektrische Energie zu erzeugen. [0098] Bei einem ORC handelt es sich vorzugsweise um eine Anlage mit Abwärme- Kraft- Kopplung bzw. um einen sog. Organic Rankine Cycle (Abkürzung ORC), bei dem der Betrieb von Dampfturbinen mit einem anderen Arbeitsmittel als Wasserdampf, wie z.B. bestimmte Öle mit einer niedrigen Verdampfungstemperatur (z.B. Silikonöl) realisiert wird. Ein derartiges Verfahren bzw. eine solche Anlage kommt bevorzugterweise dann zum Einsatz, wenn das zur Verfügung stehende Temperaturgefälle zwischen Wärmequelle und - senke zu niedrig für den Betrieb einer von Wasserdampf angetriebenen Turbine ist. A further step of the invention conveniently provides for the drying of biomass by means of the heat generated by firing. In this way, the off Crushed biomass heat used for drying biomass. Thus, for example, biomass can be treated with bark so that in particular the water content of the bark is reduced, which in turn increases the calorific value of the biomass. Consequently, the combustion temperature upon combustion of a biomass treated according to the invention can be increased. Because of the reduced moisture in the biomass (so-called wood moisture) less heat is needed for the evaporation of the stored water in the biomass. Thus, the combustion flames reach higher temperatures and so-called complete combustion can be achieved, whereby substances such as carbon monoxide (CO) or wood tar can be avoided. Furthermore, it is favorable in a further method step to continue to use the heat generated in order to drive at least one turbine for generating electrical energy. Thus, thermal energy can be converted into mechanical and mechanical energy into electrical energy. Preferably, the heat in a so-called. ORC or a plant with waste heat and power coupling is used to generate electrical energy. An ORC is preferably a plant with waste heat / power coupling or a so-called organic rankine cycle (abbreviation ORC), in which the operation of steam turbines with a working fluid other than water vapor, such as certain oils with a low evaporation temperature (eg silicone oil) is realized. Such a method or system is preferably used when the available temperature gradient between the heat source and the sink is too low for the operation of a turbine driven by steam.
[0099] Des Weiteren ist es günstig, die erzeugte Wärme in einem Fluid zu speichern und durch Zumischen eines weiteren Fluides die Temperatur des Fluides zu verringern. Auf diese Weise wird die in einem warmen Fluid enthaltene Wärme auf eine größere Fluidmenge verteilt, wodurch die Temperatur der gemischten Fluide im Vergleich zur Temperatur des warmen Fluids sinkt. Auf diese Weise wird nicht nur eine Temperaturverringerung herbeigeführt, sondern Wärme auf einen größeren Massenstrom verteilt. Dies hat den Vorteil, Fluid mit einem hohen Wärmeanteil bzw. mit hoher Temperatur für die weitere Nutzung verwendbar gemacht wird. Bei dem Fluid handelt es sich vorzugsweise um Luft, da diese bereits günstigerweise in einer Wärmegewinnungseinrichtung erzeugt wurde. Furthermore, it is favorable to store the heat generated in a fluid and to reduce the temperature of the fluid by admixing a further fluid. In this way, the heat contained in a warm fluid is distributed to a larger amount of fluid, whereby the temperature of the mixed fluids decreases compared to the temperature of the warm fluid. In this way, not only a temperature reduction is brought about, but distributed heat to a larger mass flow. This has the advantage, fluid with a high heat content or high temperature for further use is made usable. The fluid is preferably air, since it has already been beneficially produced in a heat recovery device.
[00100] Des Weiteren ist es in einem Verfahrensschritt günstig, wenn eine Abscheidungseinrichtung Verschmutzungen aus dem Fluid filtert. Vorzugsweise geschieht dies mittels Zentrifugalkraft. Auf diese Weise können Verschmutzungen, die durch Verbrennen von beispielsweise Holzstaub, Rindenstaub sowie nicht-festen Holzbestandteilen in der Wärmegewinnungseinrichtung entstehen, wie z. B. Feinstaub, herausgefiltert werden. Durch die Nutzung der Zentrifugalkraft ist der Einsatz teurer Filtersiebe nicht notwendig, da mithilfe der Zentrifugalkraft ein kontinuierlicher Filter, ohne Ersatz und mit geringem Reinigungsaufwand realisiert werden kann. Furthermore, it is favorable in a method step if a separation device filters contaminants out of the fluid. Preferably, this is done by means of centrifugal force. In this way, contamination caused by burning of, for example, wood dust, bark dust and non-solid wood components in the heat recovery device, such. As fine dust, are filtered out. The use of centrifugal force eliminates the need for expensive filter screens, as the centrifugal force allows a continuous filter to be realized without replacement and with little cleaning effort.
[00101] Bei einem weiteren Verfahrensschritt ist es günstig, Abwärme der Turbinen und/oder Wärme, erzeugt durch Kühlung der Turbinen, abzuführen. Vorzugsweise wird die Abwärme und/oder Wärme mit anderen Wärmeströmen zusammengeführt. Günstigerweise werden die anderen Wärmeströme aus weiteren Verfahrensbereichen, wie z.B. aus einer Kühlung für Pellets, zusammengeführt. Auf diese Weise kann Wärme gesammelt und gezielt an einen Ort geführt werden. In a further method step, it is advantageous to dissipate waste heat of the turbines and / or heat generated by cooling the turbines. Preferably, the waste heat and / or heat is combined with other heat streams. Conveniently, the other heat flows from further process areas, such as e.g. from a cooling system for pellets, merged. In this way, heat can be collected and directed to a specific location.
[00102] Bei dem vorbeschriebenen Verfahren ist es günstig, wenn die dargestellten Verfahrensschritte mithilfe der Gegenstände der weiter oben beschriebenen Vorrichtung durchgeführt werden, so ist es z.B. möglich, eine Wärmegewinnungseinrichtung der Vorrichtung zum Verfeuern von Biomasse einzusetzen. In the method described above, it is favorable if the illustrated method steps are carried out with the aid of the objects of the apparatus described above, it is e.g. possible to use a heat recovery device of the device for burning biomass.
[00103] Die vorbeschriebenen Merkmale, sind alle miteinander kombinierbar. So ist es z.B. möglich, die Merkmale der Biomasseverarbeitungsvorrichtung mit denen der Pelletierungsvorrichtung und mit denen der Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Biomasse zu kombinieren. Selbstverständlich können auch die Merkmale des Biomasseverarbeitungsverfahrens mit denen des Verfahrens zur Herstellung von Pellets und mit denen des Verfahrens zur Energiegewinnung aus Biomasse kombiniert werden. Auch ist die Kombination der vorgenannten Vorrichtungen mit den Verfahren möglich. [00104] Vorteilhaft an der vorgestellten Erfindung ist ferner, dass die erzeugte Wärme vom Erzeugungsort, wie z.B. der Wärmegewinnungseinrichtung, günstigerweise zur Trocknungseinrichtung und vorzugsweise hin zur Fördereinrichtung geführt werden kann, ohne dass die Wärme über einen verlustreichen Wärmetauscher geführt werden muss. Dies gelingt vorteilhafterweise dadurch, dass als Wärmeträger Luft eingesetzt wird. Auf diese Weise kann durch Verbrennung erzeugte und in Luft gespeicherte Wärme ohne Verluste, die bei einem Wärmetauscher zwangsläufig entstehen, durch die einzelnen Einrichtungen eingesammelt werden, um dann an einem Einsatzort (Trocknungseinrichtung und/oder Fördereinrichtung) an Biomasse abgegeben zu werden. [00105] In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist eine Vorrichtung zur stofflichen Verwertung von Holzfasern vorgesehen, wobei die Vorrichtung an eine Biomasseverarbeitungsvorrichtung gemäß einer der vorstehenden Konfigurationen angeschlossen ist und die Vorrichtung Mittel zum Verarbeiten der Fasern zu einem Zwischen- oder Endprodukt aufweist. [00106] Vorzugsweise ist dabei der Betrieb der angeschlossenen Biomasseverarbeitungsvorrichtung so eingerichtet, dass Fasern mit einer vorbestimmten Spezifikation erzeugbar sind. The features described above are all combinable with each other. For example, it is possible to combine the features of the biomass processing device with those of the pelletizer and with those of the biomass energy production device. Of course, the features of the biomass processing method can be combined with those of the method for producing pellets and those of the method for energy production from biomass. Also, the combination of the aforementioned devices with the method is possible. An advantage of the present invention is further that the generated heat from the place of production, such as the heat recovery device, conveniently to the drying device and preferably to the conveyor can be performed without the heat must be passed through a lossy heat exchanger. This is advantageously achieved by using air as the heat carrier. In this way, generated by combustion and stored in air heat without losses, which inevitably arise in a heat exchanger, are collected by the individual institutions, and then at a site (drying device and / or conveyor) to be delivered to biomass. In an alternative embodiment of the invention, a device for recycling wood fibers is provided, the device being connected to a biomass processing device according to one of the above configurations and the device having means for processing the fibers into an intermediate or end product. Preferably, the operation of the connected biomass processing device is set up so that fibers can be produced with a predetermined specification.
[00107] Weiter vorzugsweise umfasst die stoffliche Verwertung der Fasern, die aus der Biomasseverarbeitungsvorrichtung entnommen werden, die Herstellung eines Mehrkomponentenelements, beispielsweise eines Kunststoffverbundmaterialelements, das unter Verwendung der Holzfasern als Verstärkungsmaterial ausgebildet ist. Further preferably, the recycling of the fibers taken out of the biomass processing device comprises the production of a multi-component element, for example a plastic composite material element, which is formed using the wood fibers as a reinforcing material.
[00108] Weiter vorzugsweise ist zur stofflichen Verwertung der Fasern eine Spritzgießvorrichtung vorgesehen, die zur Herstellung von faserverstärkten Kunststoffteilen unter Einsatz der aus der Biomasseverarbeitungsvorrichtung entnommenen Fasern eingerichtet ist. Further preferably, an injection molding apparatus is provided for material recycling of the fibers, which is adapted for the production of fiber-reinforced plastic parts using the extracted from the biomass processing device fibers.
[00109] In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist ein Verfahren zur stofflichen Verwertung von Holzfasern vorgesehen, wobei das Verfahren gemäß einer der vorstehenden Konfigurationen eingesetzt wird, um stofflich verwertbare Fasern zu erzeugen, während stofflich nicht verwertbares Material der energetischen Verwertung zugeführt wird. [00110] Vorzugsweise wird dabei die stoffliche Verwertung über einen Prozess betrieben, der im Wesentlichen direkt an den Prozess zur Erzeugung der Fasern durch das Verfahren gemäß einer der vorstehenden Konfigurationen gekoppelt ist. In an alternative embodiment of the invention, a method of recycling wood fibers is provided, wherein the method according to any one of the above configurations is used to produce recyclable fibers, while recycled material is recycled material. Preferably, the material recycling is operated via a process that is substantially directly coupled to the process for producing the fibers by the method according to one of the above configurations.
[00111] Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. The invention will be explained in more detail below with reference to embodiments in conjunction with the accompanying drawings.
[00112] Im Folgenden wird die Erfindung beschrieben, welche eine Biomasseverarbeitungsvorrichtung, eine Pelletierungsvorrichtung sowie eine Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Biomasse betrifft. Die vorbeschriebenen Vorrichtungen sind miteinander kombinierbar, wie gezeigt werden wird. In the following, the invention is described, which relates to a biomass processing apparatus, a pelleting apparatus and a device for generating energy from biomass. The above-described devices can be combined with one another, as will be shown.
[00113] Ferner wird im Folgenden die Erfindung beschrieben, die ein Biomasseverarbeitungsverfahren, ein Verfahren zur Herstellung von Pellets sowie ein Verfahren zur Energiegewinnung aus Biomasse betrifft. Die vorbeschriebenen Verfahren sind miteinander kombinierbar, wie gezeigt werden wird. Furthermore, the invention is described below, which relates to a biomass processing method, a method for producing pellets and a method for energy production from biomass. The above-described methods can be combined with one another, as will be shown.
[00114] Auch ist die Kombination der vorgenannten Vorrichtungen mit den Verfahren möglich. Also, the combination of the aforementioned devices with the method is possible.
[00115] Die Zeichnungen zeigen schematisch: [00115] The drawings show schematically:
Figur 1 ein Fließschema sowie eine Biomasseverarbeitungsvorrichtung, FIG. 1 shows a flowchart and a biomass processing device,
Figur 2 ein Fließschema sowie eine Pelletierungsvorrichtung zur Herstellung von Holzpellets, FIG. 2 shows a flow chart and a pelletizing device for producing wood pellets,
Figur 3 ein Fließschema sowie eine Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Biomasse, und Figure 3 is a flow diagram and a device for generating energy from biomass, and
Figur 4 ein Fließschema sowie eine Produktionsanlage mit einer Biomasseverarbeitungsvorrichtung, eine Pelletierungsvorrichtung zur Herstellung von Holzpellets und eine Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Biomasse. [00116] In der nachfolgenden Figurenbeschreibung der Figuren 1 bis 4 bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Gegenstände. 4 shows a flowchart and a production plant with a biomass processing device, a pelletizing device for the production of wood pellets and a device for generating energy from biomass. In the following description of the figures of Figures 1 to 4, like reference numerals designate like objects.
[00117] Figur 1 zeigt ein Fließschema sowie eine Biomasseverarbeitungsvorrichtung für Durchforstungsholz und Koppelprodukte, wie Baumwipfel. Die Vorrichtung weist eine Großhackmaschine 1 für Durchforstungsholz aller Arten, einen Waldhackgut-Schubboden 2 bzw. einen Schubboden als Fördereinrichtung und einen Waldhackgut-Trockner 3 als Trocknungseinrichtung auf. Figure 1 shows a flow chart and a biomass processing device for thinnings and by-products, such as treetops. The apparatus has a large-scale chipper machine 1 for thinning wood of all kinds, a wood chippings moving floor 2 or a moving floor as a conveyor and a wood chipper dryer 3 as a drying device.
[00118] Die Großhackmaschine 1 zerteilt das angelieferte Durchforstungsholz zu Waldhackgut. Durchforstungsholz umfasst beispielsweise Baumstämme, Äste und Sträucher, sowie Miscanthus Giganteus und allen weiteren schnell wachsenden Pflanzen und Energiehölzern. Auch weist Durchforstungsholz feuchte Rinde auf. Bei der Zerkleinerung durch die Großhackmaschine 1 werden kleinere Einheiten erzeugt, wie z.B. G 20 bis G 60 vorzugsweise G 30 bis G 40 gemäß der europäischen Hackgutnorm EN 14961. Selbstverständlich sind auch weiter Größen denkbar. Auf diese Weise können z.B. ganze Baumstämme zusammen mit ihrer Rinde vorzerkleinert werden. The large chopper 1 divides the supplied thinnings wood to wood chips. Thinnings include, for example, tree trunks, branches and shrubs, as well as Miscanthus Giganteus and all other fast-growing plants and energy woods. Thinnings also have moist bark. In comminution by the large-scale mincing machine 1, smaller units are produced, such as e.g. G 20 to G 60 preferably G 30 to G 40 according to the European woodchip standard EN 14961. Of course, further sizes are conceivable. In this way, e.g. Whole tree trunks are pre-crushed together with their bark.
[00119] Das zerkleinerte Durchforstungsholz bzw. das Waldhackgut mit samt seiner Rinde wird auf den Schubboden 2 geschüttet. Der Schubboden 2 weist einen Doppelboden als wärmedurchlässigen Bereich auf, der über Schrägschlitzbleche verfügt, sodass Luft durch den Doppelboden bzw. durch den Waldhackgut-Schubboden strömen kann. Länge und Breite des Waldhackgut- Schubbodens 2 sind zum einen auf die erforderliche Menge an Waldhackgut zur Produktion von Holzpellets ausgelegt, zum anderen ist insbesondere die Länge des Waldhackgutschubbodens 2 auf eine Reduktion des Wassergehalts im Waldhackgut um ca. 1- 9% ausgelegt. Folglich kann mithilfe des Schubbodens 2 Waldhackgut mit Rinde und sonstige Biomassen, wobei auf die richtige Schütthöhe zu achten ist (2 bis 6 Meter), vorgetrocknet werden. The shredded thinnings wood or forest woodchip along with its bark is poured onto the moving floor 2. The sliding floor 2 has a raised floor as a heat-permeable area, which has inclined slot plates, so that air can flow through the raised floor or through the wood chips moving floor. Length and width of the forestry lumber puddles 2 are designed on the one hand to the required amount of forest wood chips for the production of wood pellets, on the other hand, in particular the length of the forestry haystock 2 is designed to reduce the water content of wood chippings by about 1- 9%. Consequently, with the help of the moving floor, 2 wood chips with bark and other biomass can be predried, whereby the correct bed height (2 to 6 meters) is to be pre-dried.
[00120] An den Schubboden 2 ist - wie in Figur 1 dargestellt - der Waldhackgut- Trockner 3 angeschlossen, der das Waldhackgut übernimmt, das über eine Dosierschnecke (nicht dargestellt) von dem Waldhackgutschubboden 2 zum Wälzbetttrockner gefördert wird. Der Waldhackgut-Trockner 3 umfasst einen Wälzbetttrockner und optional ein Werkzeug zum weiteren Zerkleinern des Waldhackguts (beide nicht dargestellt), wobei das Werkzeug zum Zerkleinern idealerweise vor dem Wälzbetttrockner angeordnet ist. Auf diese Weise kann die Biomasse schneller und effektiver getrocknet werden. As shown in FIG. 1, the wood chipper dryer 3 is connected to the sliding floor 2 and takes over the wood chippings which are conveyed via a dosing screw (not shown) from the wood chippings push floor 2 to the roller bed dryer. The wood chipper dryer 3 comprises a Wälzbetttrockner and optionally a tool for further crushing the wood chippings (both not shown), wherein the tool for crushing is ideally located in front of the Wälzbetttrockner. In this way, the biomass can be dried faster and more effectively.
[00121] Bei dem Werkzeug zum Zerkleinern kann es sich beispielsweise um eine Häckselmaschine handeln, die aus einem durch versetzt angebrachten Walzen aufgebauten Getriebe, mittels einer Hacktrommel oder mittels einer Schlagscheibe eine Zerkleinerung des Waldhackguts in definierte Chipgrößen vornimmt. Unter der vorbestimmten Chipgröße wird beispielsweise die europäische Hackgutnorm EN 14961 verstanden. Bei diesen ist beispielsweise eine Hauptfraktion (Massenanteil >60 %) mit Teilen von einer Größe von 2, 8...16 mm und einem Durchmesser von 0 30 mm vertreten, ein Feinanteil (Massenanteil <20 %) mit Teilen kleiner als (<) 2,8 mm und ein Grobanteil (Massenanteil <20 %) mit Teilen größer als (>) 16 mm. Hinsichtlich weiterer Normen wird auf einschlägige Fachliteratur verwiesen. The tool for comminuting may be, for example, a chopper machine, which makes a comminution of the wood chippings into defined chip sizes from a gear built up by offset rollers, by means of a chipping drum or by means of a impact disk. The predetermined chip size is understood, for example, as the European woodchip standard EN 14961. In these, for example, a main fraction (mass fraction> 60%) with parts of a size of 2, 8 ... 16 mm and a diameter of 0 30 mm represented, a fines content (mass fraction <20%) with parts smaller than (<) 2.8 mm and a coarse fraction (mass fraction <20%) with parts greater than (>) 16 mm. With regard to further standards, reference is made to relevant specialist literature.
[00122] Der Wälzbetttrockner weist im Wesentlichen eine wärmedurchströmbare Trommel sowie Paddelwalzen auf, die das zerkleinerte Waldhackgut durch die Trommel von einem Eintrag zu einem Austrag fördern. The Wälzbetttrockner essentially has a heat-permeable drum and paddle rollers, which promote the shredded wood chips through the drum of an entry to a discharge.
[00123] Aufgrund seiner Funktionsweise eignet sich der Wälzbetttrockner für Schüttgüter, die bei einer relativ hohen Anfangsfeuchte lange Verweilzeiten zur Trocknung benötigen. Das zu trocknende Waldhackgut wird in einer von unten mit Warmluft angeströmten Schüttung mit der sich langsam drehenden Paddelwalze bewegt, die das Waldhackgut durch den Wälzbetttrockner 3 bzw. dessen Trommel führt bzw. schiebt. Dabei wird das zerkleinerte Waldhackgut gemeinsam mit seiner Rinde stetig umgewälzt. Die langsame Drehbewegung der Paddelwalze ermöglicht eine gute Durchmischung des Waldhackgutes in der Trommel und sorgt dafür, dass der Wassergehalt des Waldhackgutes von ca. 40% auf 9-10% verringert wird, bevor es in eine Austragsschnecke des Trockners gelangt. Während sich das Waldhackgut bewegt, wird es von unten nach oben von warmer Trocknungsluft, die günstigerweise eine Temperatur von 90 bis max. 105°C aufweist, umströmt. Dadurch ist es besonders lange mit der Trocknungsluft in Kontakt, was zu einem gleichmäßigen Ergebnis führt. [00124] Aufgrund des stetigen Einbringens von warmer Luft zur Trocknung des zerkleinerten Waldhackgutes weist der Wälzbetttrockner bzw. der Waldhackguttrockner 3 neben einem Wärmezufuhrkanal 3 a zum Einbringen von warmer Luft auch einen Wärmeabfuhrkanal 3b auf. Über den Wärmeabfuhrkanal wird die eingebrachte Luft nach Übertragung von Wärme auf das Waldhackgut aus dem Wälzbetttrockner geführt. Due to its mode of operation, the Wälzbetttrockner for bulk materials that require long residence times for drying at a relatively high initial moisture. The wood chips to be dried are moved in a stream of hot air from below with the slowly rotating paddle roller which guides or pushes the wood chips through the roller bed dryer 3 or its drum. Here, the shredded wood chips are constantly circulated together with its bark. The slow rotational movement of the paddle roller allows for a good mixing of forest clippings in the drum and ensures that the water content of forest clippings is reduced from about 40% to 9-10%, before it enters a discharge screw of the dryer. While the wood chips move, it is from bottom to top of warm drying air, which favorably a temperature of 90 to max. 105 ° C, flows around. As a result, it is in contact with the drying air for a particularly long time, which leads to a uniform result. Due to the continuous introduction of warm air to dry the shredded wood chippings, the Wälzbetttrockner or the Waldhackguttrockner 3 in addition to a heat supply channel 3 a for introducing warm air and a heat removal channel 3b. About the heat removal channel, the introduced air is passed after transfer of heat to the wood chips from the Wälzbetttrockner.
[00125] Der Schubboden 2 weist einen Wärmezufuhrkanal 2a auf, der mit dem Wärmeabfuhrkanal 3b des Wälzbetttrockners verbunden ist. Somit wird die in der Luft verbliebene Wärme nach Durchlauf durch den Wälzbetttrockner weiterverwendet, um das Waldhackgut auf dem Schubboden 2 vorzutrocknen. Hierzu ist der Wärmezufuhrkanal 2a des Schubbodens 2 mit dem oben erwähnten Doppelboden als wärmedurchlässiger Bereich verbunden, sodass die in der Luft verbliebene Wärme direkt auf das Waldhackgut, angeordnet bzw. aufgeschüttet auf dem Schubboden 2, trifft. The push floor 2 has a heat supply channel 2a, which is connected to the heat removal channel 3b of the Wälzbetttrockners. Thus, the remaining heat in the air heat is continued to pass through the Wälzbetttrockner to pre-dry the wood chips on the moving floor 2. For this purpose, the heat supply channel 2a of the moving floor 2 is connected to the above-mentioned raised floor as heat-permeable region, so that the remaining heat in the air directly on the forest wood chips, arranged or piled on the sliding floor 2, meets.
[00126] Wie bereits oben erläutert, ist die Trommel bzw. ein Korb des Wälzbetttrockners bzw. des Waldhackguttrockners 3 luftdurchlässig ausgestaltet. Hierzu sind im Wälzbetttrockner Durchgänge mit einem vorbestimmten Durchmesser vorgesehen, durch die Kleinbestandteile mit einem kleineren Durchmesser als die Durchgänge bereits in der Trocknungseinrichtung abgeschieden werden. Diese Kleinbestandteile wie z.B. Staub können somit bereits im Vorfeld abgesondert und gesammelt sowie einer weiteren Vorrichtung zur Weiterverarbeitung wie z.B. einer Wärmegewinnungseinheit, ausgestaltet als Verbrennungseinheit 5a, zugeführt werden. As already explained above, the drum or a basket of the Wälzbetttrockners or Waldhackguttrockners 3 is made permeable to air. For this purpose, passages with a predetermined diameter are provided in the roller bed dryer, through which small components with a smaller diameter than the passages are already deposited in the drying device. These small components such as e.g. Dust can thus be separated and collected in advance and a further device for further processing such. a heat recovery unit configured as a combustion unit 5a.
[00127] Ferner weist die Biomasseverarbeitungsvorrichtung für Durchforstungsholz und Koppelprodukte einen Metall- und Schwergutabscheider, eine Hammermühle als Zerfaserungseinrichtung, eine Trenneinrichtung als Taumelsieb und einen Puffer als Fasersilo auf. [00128] Alle anderen Bestandteile, wie Rinde und Fasern, des zerkleinerten Waldhackgutes gelangen nach Passieren des Waldhackguttrockners 3 über eine Austragsschnecke zu einem Metall- und Schwergutabscheider (nicht dargestellt). Dieser separiert über eine Magnetwalze Metall- und Eisenteile in einen separat vorgesehenen Container. Ebenfalls fördert der Schwergutabscheider Steine und nicht-holzartige Bestandteile in einen Container. Further, the biomass processing apparatus for thinnings and by-products comprises a metal and heavy material separator, a hammer mill as a defibering device, a separator as a tumble screen, and a buffer as a fiber silo. All other components, such as bark and fibers, the shredded wood chippings reach after passing through the Waldhackguttrockners 3 via a discharge screw to a metal and heavy material separator (not shown). This separator separates metal and iron parts into a separately provided magnet roller Container. Also, the heavy material separator promotes stones and non-woody components in a container.
[00129] Im Anschluss daran wird das zerkleinerte und getrocknete Waldhackgut zur weiteren Zerkleinerung in eine Zerfaserungseinrichtung, ausgestaltet als Hammermühle 4, gefördert. Die Hammermühle 4 weist speziell ausgestaltete Hämmer auf, die an einem Rotor angeordnet sind und die beispielsweise Rinde und nicht-festes Waldhackgut, wie z.B. Holzstaub und morsche Anteile im Stamm, zerschlagen. Ferner wird das feste Waldhackgut in Form von Holz zerfasert, sodass Fasern und Konglomerate von Holzfasern gebildet werden. Subsequently, the shredded and dried forest wood chips for further comminution in a defibrating device, designed as a hammer mill 4, promoted. The hammer mill 4 has specially designed hammers which are arranged on a rotor and which can be used, for example, for bark and non-solid wood chips, such as e.g. Wood dust and rotten parts in the trunk, smashed. Furthermore, the solid forest wood chips are shredded in the form of wood, so that fibers and conglomerates of wood fibers are formed.
[00130] Der Rotor der Hammermühle 4 reibt mit seinen Hämmern bzw. mit Hammerschlägen das zerkleinerte Waldhackgut durch ein Sieb, das rund um den Rotor angeordnet ist. Dadurch wird eine optimale Länge und Breite für die Konglomerate von Holzfasern bzw. einzelne Holzfasern erreicht. The rotor of the hammer mill 4 rubs with its hammers or with hammer blows the shredded wood chips through a sieve which is arranged around the rotor. As a result, an optimal length and width for the conglomerates of wood fibers or individual wood fibers is achieved.
[00131] Aufgrund der trockenen Beschaffenheit des Waldhackgutes weist die Hammermühle 4 ferner ein Gebläse zur Erzeugung von Unterdruck im Rotorbereich auf. Dadurch wird in der Hammermühle 4 das gesamte Waldhackgut, umfassend Fasern sowie Rinde, Rinden- und Holzstaub, abgesaugt. Die Absaugung gewährleistet einen gleichmäßigen Unterdruck im Rotorbereich von 0,2 bis 0,9 Millibar. Somit kann ein optimaler Wirkungsgrad der Hammermühle erzielt werden, wobei gleichzeitig kein Waldhackgut verloren geht. Die abgesaugte Luft kann über einen Filter gereinigt und ins Freie abgegeben werden oder in einer weiteren Einrichtung innerhalb eines weiteren Prozesses weiter genutzt werden. Due to the dry nature of the wood chippings, the hammer mill 4 further comprises a fan for generating negative pressure in the rotor region. As a result, in the hammer mill 4, the entire wood chips, comprising fibers and bark, bark and wood dust, sucked. The suction ensures a uniform negative pressure in the rotor range of 0.2 to 0.9 millibar. Thus, an optimal efficiency of the hammer mill can be achieved, at the same time no wood chips are lost. The extracted air can be cleaned via a filter and released into the open or used in another device within a further process.
[00132] Entweder bereits innerhalb der Hammermühle 4 oder nach Austragung des zerkleinerten Waldhackgutes aus der Hammermühle 4 wird dieses klassiert, um Feinteile wie z.B. Staub einer bestimmten Größe auszusortieren. Either already within the hammer mill 4 or after discharge of the shredded wood chippings from the hammer mill 4, this is classified to remove fines such as e.g. To sort out dust of a certain size.
[00133] Die Klassierung wird im Anschluss an die Hammermühle 4 mit einem Taumelsieb 5 als Trenneinrichtung vorgenommen, in welches das zerschlagene bzw. zerkleinerte bzw. zerfaserte Waldhackgut gefördert wird. Das Taumelsieb weist vier Siebebenen auf, die Holzfasern von Rinde und Holzstaub bzw. Rindenstaub sowie nicht-festen Holzbestandteilen, wie z.B. morsche Anteile im Stamm, trennen. Die einzelnen Siebebenen unterscheiden sich durch unterschiedliche Maschenweiten, wobei auch unterschiedliche Trennfraktionen von Holzfasern erreicht werden. Auf der obersten Ebene wird das zerschlagene Waldhackgut abgesondert, das nicht durch die Siebebene mit der größten Maschenweite passt. Die Maschenweite von Siebebene zu Siebebene verringert sich sukzessive, sodass auf der vierten Ebene idealerweise nur zerschlagenes bzw. zerfasertes Waldhackgut in der Größenordnung von Holzstaub, Rindenstaub sowie nicht-festen Holzbestandteilen aufgefangen wird. Folglich kann auf diese Weise das zerfaserte Waldhackgut in vier Trennfraktionen klassiert werden. The classification is made following the hammer mill 4 with a tumble screen 5 as a separator, in which the crushed or shredded or shredded wood chips is promoted. The tumble screen has four layers of sieves that separate wood fibers from bark and wood dust or bark dust, as well as non-solid wood components such as rotten parts in the trunk. The individual sieve levels differ by different mesh sizes, whereby different separation fractions of wood fibers are achieved. At the top level, the shattered forest wood chips are separated, which does not fit through the sieve level with the largest mesh size. The mesh size from the sieve level to the sieve level decreases successively, so that on the fourth level ideally only battered or shredded wood chips in the range of wood dust, bark dust and non-solid wood components is collected. Consequently, in this way the shredded wood chips can be classified into four separation fractions.
[00134] Alternativ ist es auch möglich, optische Mittel zur optischen Trennung von Holzfasern und Holzstaub einzusetzen. Hierfür wird beispielsweise das zerkleinerte Waldhackgut eine vorbestimmte Wegstrecke fallen gelassen. Hierbei erfassen am Anfang der Wegstrecke Kameras die Größe der einzelnen Teile des Waldhackgutes. Luftdüsen, ebenfalls auf der Wegstrecke, jedoch unterhalb der Kameras angeordnet, klassieren durch gezieltes Steuern als Ergebnis einer Auswertung der Kameraerfassung die einzelnen Teile des Waldhackgutes in vorgesehene Behälter. Dies geschieht dadurch, dass die Luftdüsen gezielt mittels Luft die jeweiligen Klassen an Waldhackgut voneinander trennen. Auch kann eine Sichterkennung eingesetzt werden, da z.B. Rinde dunkler als Holz bzw. Holzfasern ist. Alternatively, it is also possible to use optical means for the optical separation of wood fibers and wood dust. For this purpose, for example, the shredded woodchip dropped a predetermined distance. At the beginning of the route, cameras capture the size of the individual parts of the wood chippings. Air nozzles, also arranged on the route, but below the cameras classified by targeted control as a result of an evaluation of the camera detection, the individual parts of forest clippings in designated container. This happens because the air nozzles selectively separate the respective classes of wood chips from each other by means of air. Also, a visual recognition can be used since e.g. Bark darker than wood or wood fibers.
[00135] Die Trennfraktion des vierten Siebdecks, also der Holzstaub, der Rindenstaub sowie die nicht-festen Holzbestandteile, wird wie die Trennfraktion Rinde über eine Förderschnecke zu einem Zwischenpuffer (nicht dargestellt) zur weiteren Verarbeitung und Verwertung transportiert. The separation fraction of the fourth screening deck, so the wood dust, the bark dust and the non-solid wood components, like the separation fraction bark via a screw conveyor to an intermediate buffer (not shown) for further processing and recycling transported.
[00136] Die Fraktionen der ersten drei Siebebenen werden in einer Förderschnecke zu einem Fasersilo 6 als Puffer oder zum ersten Konditioneur 7 transportiert. Bei tiefen Außentemperaturen ist mehr Leistung für die Trocknung erforderlich, daher kann auch vorzugsweise die dritte Siebstufe oder auch weitere Siebstufen für die Wärmegewinnungsanlage verwendet werden. The fractions of the first three layers of mesh are transported in a screw conveyor to a fiber silo 6 as a buffer or to the first conditioner 7. At low outside temperatures more power is required for drying, therefore, preferably the third screening stage or other screening stages can be used for the heat recovery system.
[00137] Bei einer Störung dient das Fasersilo 6 als Puffer, in das klassiertes, zerfasertes Waldhackgut bzw. Holzfasermaterial gefördert wird. Ferner dient das Fasersilo 6 dazu, Schwankungen in den vorbeschriebenen Prozessen bzw. in den vorbeschriebenen Einrichtungen zu puffern, sodass die nachfolgenden Einrichtungen bzw. Schritte ohne Unterbrechung und kontinuierlich ablaufen können. Folglich dient der Puffer zur Zwischenlagerung, sollte ein Stopp in der nachgelagerten Produktion stattfinden. Zudem ist es möglich, das Fasersilo für eine Beimengung von trockenen Hobel- und Sägespänen zu nutzen und somit die nachgelagerten Produktionsabläufe noch besser auszulasten. [00138] Oben diskutierte Vorrichtung ist geeignet ein Verfahren durchzuführen, in welchem bei einem ersten Verfahrensschritt des Fließschemas nach Figur 1 Durchforstungsholz aller Arten sowie Koppelprodukte aus einer Großhackmaschine 1 , die das Durchforstungsholz und die Koppelprodukte zerteilt, in einen Waldhackgutschubboden bzw. in einen Schubboden 2 geführt wird. [00139] Für die Trocknung des Waldhackguts im Schubboden 2 wird Abluft aus dem Wärmeabfuhrkanal 3b des Waldhackguttrockners 3 durch Schrägschlitzbleche des Schubbodens 2 geführt. Gleichzeitig wird das Waldhackgut aus dem Schubboden 2 in den Wälzbetttrockner 3 bzw. den Waldhackguttrockner 3 geführt, um die im Waldhackgutschubboden 2 begonnene Trocknung fortzusetzen. [00140] Nach Trocknung des Waldhackguts im Wälzbetttrockner des Waldhackguttrockners 3 wird das Waldhackgut in eine Mühle 4 zur Zerfaserung geführt. Die erhaltenen Fasern und Konglomerate an Fasern werden danach in einem Taumelsieb 5 klassiert. Dabei wird das zerfaserte Waldhackgut in mehreren Siebebenen in Trennfraktionen, wie Fasern, Holzfasern von Rinde und Holzstaub bzw. Rindenstaub sowie nicht-festen Holzbestandteilen (Holzstaub und morsche Anteile im Stamm) getrennt. In the event of a fault, the fiber silo 6 serves as a buffer into which classified, shredded wood chips or wood fiber material is conveyed. Furthermore, the fiber silo 6 serves to buffer fluctuations in the above-described processes or in the above-described devices, so that the following devices or steps without Interruption and can run continuously. Consequently, the buffer serves as intermediate storage should a stop take place in the downstream production. In addition, it is possible to use the fiber silo for the addition of dry planing and sawdust, thus making even better use of the downstream production processes. Device discussed above is suitable to perform a method in which in a first step of the flow chart of Figure 1 thinning wood of all kinds and by-products from a large chopping machine 1, which divides the thinning wood and the by-products, in a forest chopping board or in a moving floor. 2 to be led. For the drying of the wood chippings in the sliding floor 2 exhaust air from the heat removal channel 3b of Waldhackguttrockners 3 is guided by inclined slot plates of the sliding floor 2. At the same time the wood chips from the moving floor 2 in the Wälzbetttrockner 3 and the Waldhackguttrockner 3 is performed to continue the begun in the wood chopping board 2 drying. After drying the wood chippings in Wälzbetttrockner the Waldhackguttrockners 3 the wood chips are fed into a mill 4 for defibration. The resulting fibers and conglomerates of fibers are then classified in a tumble screen 5. Here, the shredded forest wood chips in several levels of sieving in separation fractions, such as fibers, wood fibers of bark and wood dust or bark dust and non-solid wood components (wood dust and rotten parts in the trunk) is separated.
[00141] Im Anschluss daran werden die einzelnen klassierten Trennfraktionen in einem oder mehreren Puffern zwischengelagert, der im Falle eines Stopps in der nachgelagerten Produktion das getrocknete und zerfaserte Waldhackgut aufnimmt. Subsequently, the individual classified separation fractions are stored in one or more buffers, which receives the dried and shredded wood chips in the event of a stop in the downstream production.
[00142] Figur 2 zeigt ein Fließschema sowie eine Pelletierungsvorrichtung zur Herstellung von Pellets aus Biomasse, insbesondere aus Durchforstungsholz. Die Pelletierungsvorrichtung umfasst einen Waldhackgut-Trockner 3 als Trocknungseinrichtung, einen Pelletsgegenstromkühlung 11 als Kühleinrichtung zum Kühlen der Pellets und eine Pelletspresse 10 als Presseinrichtung zum Pressen von Pellets. [00143] Der Pelletspresse vorgeschaltet ist ein Waldhackgut-Trockner 3, der einen Wälzbetttrockner und optional ein Werkzeug zum weiteren Zerkleinern des Waldhackguts umfasst. FIG. 2 shows a flow chart and a pelleting device for the production of pellets from biomass, in particular from thinned wood. The pelletizing device comprises a wood chipper dryer 3 as a drying device, a pellet counterflow cooling 11 as a cooling device for cooling the pellets and a pellet press 10 as a pressing device for pressing pellets. Upstream of the pellet mill is a wood chipper dryer 3, which includes a Wälzbetttrockner and optionally a tool for further crushing the wood chippings.
[00144] Bei dem Werkzeug zum Zerkleinern kann es sich beispielsweise um eine Häckselmaschine handeln, die aus einem durch versetzt angebrachten Walzen aufgebauten Getriebe, mittels einer Hacktrommel oder mittels einer Schlagscheibe eine Zerkleinerung des Waldhackguts in definierte Chipgrößen vornimmt. Für den Fall, dass dieses eingesetzt wird, ist es günstigerweise vor dem Wälzbetttrockner angeordnet. The tool for comminuting may be, for example, a chopper machine, which makes a comminution of the wood chippings into defined chip sizes from a gear built up by offset rollers, by means of a chopper drum or by means of a impact disk. In the event that this is used, it is conveniently located in front of the Wälzbetttrockner.
[00145] Der Wälzbetttrockner weist im Wesentlichen eine wärmedurchströmbare Trommel bzw. Korb sowie Paddelwalzen auf, die das zerkleinerte Waldhackgut durch die Trommel von einem Eintrag zu einem Austrag fördern. The Wälzbetttrockner has substantially a heat-permeable drum or basket and paddle rollers, which promote the shredded wood chips through the drum of an entry to a discharge.
[00146] Aufgrund seiner Funktionsweise eignet sich der Wälzbetttrockner für Schüttgüter, die bei einer relativ hohen Anfangsfeuchte lange Verweilzeiten zur Trocknung benötigen. Das zu trocknende Waldhackgut wird in einer von unten mit Warmluft angeströmten Schüttung mit der sich langsam drehenden Paddelwalze bewegt, die das Waldhackgut durch den Wälzbetttrockner des Waldhackguttrockners 3 bzw. dessen Trommel führt bzw. schiebt. Dabei wird das zerkleinerte Waldhackgut stetig umgewälzt. Die langsame Drehbewegung der Paddelwalze ermöglicht eine gute Durchmischung des Waldhackgutes in der Trommel und sorgt dafür, dass der Wassergehalt des Waldhackgutes von ca. 40% auf 9-10% verringert wird, bevor es in eine Austragsschnecke des Trockners gelangt. Während sich das Waldhackgut bewegt, wird es von unten nach oben von warmer Trocknungsluft, die günstigerweise eine Temperatur von 90 bis max. 105°C aufweist, umströmt. Dadurch ist es besonders lange mit der Trocknungsluft in Kontakt, was zu einem gleichmäßigen Ergebnis führt. [00147] Aufgrund des stetigen Einbringens von warmer Luft zur Trocknung des zerkleinerten Waldhackgutes weist der Wälzbetttrockner neben einem Wärmezufuhrkanal 3 a zum Einbringen von warmer Luft auch einen Wärmeabfuhrkanal 3b auf. Über den Wärmeabfuhrkanal wird die eingebrachte Luft nach Übertragung von Wärme auf das Waldhackgut aus dem Wälzbetttrockner 3 geführt. [00148] Ferner weist die Pelletierungsvorrichtung zur Herstellung von Pellets aus Biomasse, insbesondere aus Durchforstungsholz, einen ersten und einen zweiten Konditioneur 7, 9 sowie einen Reifebehälter 8, ein Pelletssieb 12 als Siebeinrichtung und Lagerzellen 13 auf. [00149] Der Waldhackgut-Trockner 3 ist mit einem ersten Konditioneur 7 verbunden, um die Materialtemperatur, die beim Trocknungsvorgang entsteht, mitzunehmen. Im ersten Konditioneur 7 werden Trennfraktionen einer Hammermühle 4 (nicht dargestellt), die nach Feinteilen einer bestimmten Größe, wie z.B. Staub, Rinde und/oder Fasern, klassiert wurden, konditioniert. Somit gelangt zerfasertes Waldhackgut bestimmter Klassierung in den ersten Konditioneur 7. Bei dem zerfaserten Waldhackgut handelt es sich um Fasern von Biomasse, insbesondere um Durchforstungsholz aller Arten, wie z.B. um Laubhölzer, wie z.B. Esche, Kastanie, Birke, Buche, usw. oder um Nadelhölzer, wie z.B. Eibe, Fichte, Tanne, usw. oder um Sträucher, wie z.B. Efeu, Feuerdorn, Brombeere oder dgl., oder um einen Energieträger wie Miscanthus Giganteus. [00150] Das zerfaserte Waldhackgut wird über eine Förderschnecke (nicht dargestellt) zum ersten Konditioneur 7 transportiert. Die Temperatur des zerfaserten Waldhackguts vor dem Konditioneur liegt ca. zwischen 40 und 50°C. Die im Waldhackgut gespeicherte Wärme wurde durch den Waldhackgut-Trockner 3 und die Hammermühle 4 (nicht dargestellt) in das Waldhackgut eingebracht. Die Erhaltung der Materialtemperatur ist wichtig für eine weitere Verarbeitung, insbesondere zur Verarbeitung zu Holzpellets. Denn Lignin wird erst bei einer Temperatur ab ca. 95 °C freigesetzt. Bei Lignin handelt es sich um feste Biopolymere, die in die pflanzliche Zellwand eingelagert werden und dadurch die Verholzung der Zelle bewirken (sog. Lignifizierung). Lignin bzw. Lignine sind somit wesentlich für die Festigkeit von pflanzlichen Geweben verantwortlich. Diese ermöglichen landlebenden Pflanzen und vor allem Bäumen den mechanischen Belastungen, hervorgerufen durch die Schwerkraft und Umwelteinflüsse wie Wind und Wetter, zu widerstehen. Due to its mode of operation, the roller bed dryer is suitable for bulk materials which require long residence times for drying at a relatively high initial moisture content. The wood chips to be dried are moved in a stream of hot air from below with the slowly rotating paddle roller, which guides or pushes the wood chippings through the roller bed dryer of the wood chopper dryer 3 or its drum. The shredded wood chips are constantly being circulated. The slow rotational movement of the paddle roller allows for a good mixing of forest clippings in the drum and ensures that the water content of forest clippings is reduced from about 40% to 9-10%, before it enters a discharge screw of the dryer. While the wood chips move, it is from bottom to top of warm drying air, which favorably a temperature of 90 to max. 105 ° C, flows around. As a result, it is in contact with the drying air for a particularly long time, which leads to a uniform result. Due to the continuous introduction of warm air for drying the shredded wood chippings, the Wälzbetttrockner next to a heat supply channel 3 a for introducing warm air and a heat removal channel 3b. About the heat removal channel, the introduced air after transfer of heat to the wood chips from the Wälzbetttrockner 3 is performed. Furthermore, the pelleting device for producing pellets from biomass, in particular from thinned wood, a first and a second Konditioneur 7, 9 and a maturing container 8, a pellet screen 12 as a screening device and storage cells 13. The wood chipper dryer 3 is connected to a first conditioner 7 in order to take along the material temperature which arises during the drying process. In the first conditioner 7, separation fractions of a hammer mill 4 (not shown), which have been classified for fines of a certain size, such as dust, bark and / or fibers, are conditioned. The shredded wood chips are fibers of biomass, in particular thinning wood of all kinds, such as deciduous trees, such as ash, chestnut, birch, beech, etc. or conifers , such as yew, spruce, fir, etc. or shrubs, such as ivy, hawthorn, blackberry or the like, or an energy carrier such as Miscanthus giganteus. The shredded woodchip material is transported via a screw conveyor (not shown) to the first conditioner 7. The temperature of the shredded forest chaff in front of the conditioner is between 40 and 50 ° C. The heat stored in the wood chips was introduced into the wood chippings by the wood chipper dryer 3 and the hammer mill 4 (not shown). The preservation of the material temperature is important for further processing, in particular for processing into wood pellets. Because lignin is released only at a temperature above about 95 ° C. Lignin is solid biopolymers that are incorporated into the plant cell wall and thus cause the celling of the cell (so-called lignification). Lignin or lignins are thus responsible for the strength of plant tissues. These allow enduring plants and especially trees to withstand the mechanical stresses caused by gravity and environmental influences such as wind and weather.
[00151] Zusammengefasst wird das Waldhackgut nach der Trocknung dem ersten Konditioneur 7 zugeführt. Der erste Konditioneur weist eine Messstation, eine Wasserdosierungseinrichtung sowie einen Paddelmischer auf. Der Paddelmischer fördert mithilfe von Paddeln das Waldhackgut durch den ersten Konditioneur 7 von einem Eingang zu einem Ausgang. In summary, the wood chips are fed to the first Konditioneur 7 after drying. The first conditioner has a measuring station, a water metering device and a paddle mixer. The paddle mixer promotes paddling the wood chippings through the first conditioner 7 from an entrance to an exit.
[00152] Mit Hilfe der Messstation wird der Wassergehalt des Waldhackgutes mittels Ultraschall erfasst, wobei durch die Wasserdosierungseinrichtung das Waldhackgut, falls notwendig, mittels Heißwasser besprüht bzw. befeuchtet werden kann. In der Regel werden die Fasern des Waldhackgutes mit einem Wassergehalt von 9-10% eingebracht. Für den Fall, dass eine Ultraschallauswertung eine Abweichung des Wassergehalts des Waldhackgutes von seinem Idealwert, der vorzugsweise bei ca. 9,5-11% liegt, ermittelt, wird mit Heißwasser befeuchtet. Das Heißwasser weist dabei eine Temperatur von 98°C auf, die keine Wärme aus dem zu befeuchtenden zerfaserten Waldhackgut entnimmt. Günstigerweise wird die im Waldhackgut gespeicherte Wärme weiter erhöht. With the help of the measuring station, the water content of the wood chippings is detected by means of ultrasound, wherein the wood chippings, if necessary, can be sprayed or moistened by means of hot water by the water metering device. As a rule, the fibers of the wood chippings are introduced with a water content of 9-10%. In the event that an ultrasound evaluation determines a deviation of the water content of the wood chippings from its ideal value, which is preferably about 9.5-11%, it is moistened with hot water. The hot water has a temperature of 98 ° C, which does not remove heat from the shredded wood chips to be moistened. Conveniently, the heat stored in the wood chips is further increased.
[00153] Ein ausreichender Wassergehalt hat den Vorteil, dass ein Wasserfilm zwischen dem Waldhackgut und z. B. einer Förderrinne für das Waldhackgut gebildet wird. Somit kann eine Schmierung auf Förderstrecken gewährleistet werden. Ferner kann die Brandgefahr aufgrund eines ausreichenden Wassergehalts reduziert werden. A sufficient water content has the advantage that a water film between the wood chips and z. B. a conveyor trough for the wood chips is formed. Thus, lubrication on conveyor lines can be guaranteed. Furthermore, the risk of fire due to a sufficient water content can be reduced.
[00154] Im Anschluss an den ersten Konditioneur 7 ist ein Reifebehälter 8 angeordnet. In diesem werden die Holzfasern bzw. das zerfaserte Waldhackgut für eine Zeitspanne von ca. 10-15 Minuten zwischengelagert und durchmischt, damit das Wasser gleichmäßig in das Waldhackgut eindringen kann. Somit kann nach Konditionierung der Fasern des Waldhackguts auf einheitliche Eigenschaften, das Wasser gleichmäßig in den Rohstoff einwirken und das Waldhackgut vergleichmäßigt werden. Anschließend werden die Waldhackgutfasern zu einem zweiten Konditioneur 9 über ein Austragrührwerk (nicht dargestellt) transportiert. Following the first Konditioneur 7 a maturing container 8 is arranged. In this, the wood fibers or the shredded wood chips are temporarily stored for a period of about 10-15 minutes and mixed, so that the water can penetrate evenly into the wood chips. Thus, after conditioning the fibers of the forestry chaff, for uniform properties, the water can act evenly in the raw material and the wood chips are evened out. Subsequently, the wood chippings fibers are transported to a second conditioner 9 via a discharge stirrer (not shown).
[00155] Im zweiten Konditioneur, der sich an den Reifebehälter anschließt, wird erneut der Wassergehalt des zerfaserten Waldhackguts bzw. der Waldhackgutfasern gemessen und abhängig vom Ergebnis noch einmal mit Heißwasser befeuchtet. Dieser Vorgang wird über Ultraschallmessung durchgeführt und vorzugsweise von einem Pelletiertechniker per Hand eingestellt. Aufgrund der Einstellung des korrekten Wassergehalts in den Fasern des Waldhackgutes ist es ferner möglich, das sog. Lignin in den Fasern des Rohmaterials als Klebstoff zu aktivieren. Im zweiten Konditioneur 9, der ebenfalls eine Messstation zur Erfassung des Feuchtegehalts der Waldhackgutfasern sowie einen Paddelmischer aufweist, wird nochmals das gesamte Waldhackgut auf einen einheitlichen Feuchtigkeitsgehalt kontrolliert und dieser dementsprechend adaptiert, falls notwendig. [00156] Nach Einstellung der Parameter, insbesondere des Feuchtigkeitsgehalts für die Waldhackgutfasern, gelangen diese zu einer Pelletpresse 10. Die Presse 10 übernimmt das Fasermaterial vom Ausgang des zweiten Konditioneurs 9, wobei das Material mittels einer Schiebevorrichtung auf eine Matrize innerhalb der Presse befördert wird. Bei einer derartigen Presse handelt es sich um eine so genannte Matrizenpresse, wobei für die Holzfaserpelletierung Ring- und Flachmatrizen eingesetzt werden. In dieser Matrizenpresse werden das zerfaserte Walzhackgut bzw. die Waldhackgutfasern mit Kollerwalzen durch Bohrungen bzw. Presskanäle der Matrize gepresst, wobei der Konuswinkel am Presskanalbeginn bei den Presskanälen auf die jeweiligen zu fertigenden Pellets angepasst ist. Das Pressen geschieht bei hohem Druck und mindestens 40°C sowie einem Wassergehalt zwischen 9,5 und 11%. In the second conditioner, which adjoins the ripening container, the water content of the shredded forestry chaff or the forest chaff fibers is again measured and, depending on the result, moistened once more with hot water. This process is performed via ultrasound measurement and preferably set manually by a pelleting technician. Due to the setting of the correct water content in the fibers of the wood chippings, it is also possible, the so-called. Lignin in the fibers of the raw material as Activate adhesive. In the second conditioner 9, which likewise has a measuring station for detecting the moisture content of the wood chips fibers and a paddle mixer, the entire wood chips are again checked for a uniform moisture content and adapted accordingly, if necessary. After setting the parameters, in particular the moisture content for the wood chips, they arrive at a pellet press 10. The press 10 takes over the fiber material from the exit of the second conditioner 9, wherein the material is conveyed by means of a pusher on a die within the press. In such a press is a so-called die press, with ring and Flachmatrizen be used for the Holzfaserpelletierung. In this die press, the shredded billet or the wood chips are pressed with Kollerwalzen through holes or press channels of the die, the cone angle is adjusted at the press channel beginning at the press channels to the respective pellets to be produced. The pressing takes place at high pressure and at least 40 ° C and a water content between 9.5 and 11%.
[00157] Aufgrund der vorherrschenden Druckverhältnisse sowie der mechanischen Arbeit, hervorgerufen durch die Kollerräder, sowie durch die Reibung der Waldhackgutfasern durch die Matrize, wird in den Waldhackgutfasern eine Temperatur von ca. über 95°C im Presskanal erreicht. Auf diese Weise wird das im Rohstoff enthaltene Lignin freigesetzt und aktiviert. Das Lignin dient innerhalb der Presse zur Schmierung, aber auch als Klebstoff für Pellets. Auf diese Weise kann beispielsweise eine stabile Form für die Pellets erhalten werden, da das aktivierte Lignin wie ein Stabilisator wirkt und so für stabile Holzpellets nach dem Pressen sorgt. Due to the prevailing pressure conditions and the mechanical work caused by the milled wheels, as well as by the friction of forest woodchip fibers through the die, a temperature of about 95 ° C in the press channel is achieved in the wood chippings. In this way, the lignin contained in the raw material is released and activated. The lignin is used in the press for lubrication, but also as an adhesive for pellets. In this way, for example, a stable shape for the pellets can be obtained since the activated lignin acts as a stabilizer and thus provides for stable wood pellets after pressing.
[00158] An der Austrittseite der Matrize der Pelletspresse 10 werden anschließend die ausgetragenen Pellets auf die gewünschte Länge zugeschnitten bzw. gebrochen. Die Länge der Pellets kann dabei sowohl durch die einstellbare Schnittlänge der Pellets als auch durch den Durchmesser der einzelnen Presskanäle der Matrize angepasst und verändert werden. At the outlet side of the die of the pellet press 10, the discharged pellets are then cut or broken to the desired length. The length of the pellets can be adjusted and changed both by the adjustable cutting length of the pellets and by the diameter of the individual pressing channels of the die.
[00159] Nach Erzeugung der Pellets in der Pelletpresse 10 weisen diese eine Temperatur von ca. 103°C auf. Am Austritt der Presse 10 werden die Pellets von einem Austragsförderband übernommen und über einen Beförderungsvorrichtung zu der Kühleinrichtung, ausgestaltet als Pellets gegenstromkühlung 11, transportiert. Die Pelletsgegenstromkühlung 11 kühlt mit Hilfe von Außenluft die Pellets auf Umgebungstemperatur ab, wobei gleichzeitig eine Aushärtung der Pellets stattfindet. Die Abluft aus der Pelletsgegenstromkühlung 11 (ca. 80°C) wird über einen Wärmeabfuhrkanal I Ia einer Mischeinrichtung in Form einer Mischbox 5f zugeführt, wobei die in der Abluft gespeicherte Wärme vom Wärmeabfuhrkanal I Ia über die Mischbox 5f zum Wärmezufuhrkanal 3a des Waldhackguttrockners geführt wird. Die Mischbox 5f kann den Wärmestrom aus der Pelletsgegenstromkühlung 11 mit anderen Wärmeströmen, insbesondere aus weiteren Einrichtungen zusammenführen. Mithilfe der Mischeinrichtung kann folglich die durch das Abkühlen der Pellets gewonnene Wärme mit anderen Wärmeströmen aus anderen Einrichtungen, wie z. B. Abwärme von Turbinen oder einer Turbinenkühlung ebenfalls in die Mischeinrichtung überführt und vereint bzw. gemischt werden. After production of the pellets in the pellet press 10, these have a temperature of about 103 ° C. At the exit of the press 10, the pellets of a Discharge conveyor and taken over a conveyor to the cooling device, designed as pellets countercurrent cooling 11, transported. The countercurrent pellet cooling 11 cools the pellets to ambient temperature with the help of outside air, with simultaneous curing of the pellets. The exhaust air from the pellet countercurrent cooling 11 (about 80 ° C) is supplied via a heat removal channel I Ia a mixing device in the form of a mixing box 5f, wherein the heat stored in the exhaust heat from the heat removal channel I Ia is passed through the mixing box 5f to the heat supply channel 3a of Waldhackguttrockners , The mixing box 5f can combine the heat flow from the pellet counterflow cooling 11 with other heat flows, in particular from other devices. Consequently, with the aid of the mixing device, the heat produced by the cooling of the pellets can be mixed with other heat flows from other devices, such as e.g. B. waste heat from turbines or a turbine cooling also transferred to the mixing device and united or mixed.
[00160] Nach Abkühlung der Pellets kommen diese in eine Sortiereinrichtung zum Sortieren der Pellets, ausgestaltet als Doppeldeckschwingsiebanordnung 12. Diese Siebanordnung ist entsprechend einer Pellets-Norm, wie z.B. EU NORM ENplus AI oder ENplus A2, angepasst, sodass nur Pellets, die der Norm entsprechen, in eine nachgeschaltete Lagerzelle 13 beispielsweise zur Abpackung gelangen. Pellets mit zu kurzen Längen, geringem Durchmesser oder aber Staub werden über eine Förderschnecke in Richtung einer Wärmegewinnungseinheit, ausgestaltet als Verbrennungseinheit 5a, der Verbrennung zugeführt. After cooling the pellets, they enter a sorting device for sorting the pellets, designed as a double deck vibrating screen arrangement 12. This screening arrangement is designed according to a pellet standard, such as e.g. EU standard ENplus AI or ENplus A2, adapted so that only pellets that meet the standard, get into a downstream storage cell 13, for example, for packaging. Pellets with too short lengths, small diameters or dust are fed via a screw conveyor in the direction of a heat recovery unit, designed as a combustion unit 5a, the combustion.
[00161] Vor Abpackung der Pellets in beispielsweise verschiedene Sackgrößen oder vor Abfüllung in einen Silo-LKW und Aufbewahrung in einem Lagerzellen werden die gekühlten Pellets noch einmal gesiebt um einen Feinanteil von Biomasse bzw. Holz, der nicht innerhalb eines Pellets gebunden wurde, abzuscheiden und diesen der Produktion beziehungsweise dem Produktionsstrom zu Beginn beim Waldhackguttrockner 3 erneut zuzuführen. Before packing the pellets in, for example, different bag sizes or before filling in a silo truck and storage in a storage cell, the cooled pellets are sieved again to a fine fraction of biomass or wood, which was not bound within a pellet, deposit and to feed it back to the production or the production stream at the beginning of the forestry hog dryers 3.
[00162] Ferner werden Pellets deren Länge außerhalb der Norm liegen, auf die korrekte Länge gebrochen. Dies geschieht vorzugsweise mit Hilfe einer einstellbaren Brechvorrichtung, wie z.B. einem Cracker, am Ende eines Siebdecks. Dieser bricht die Pellets auf Normlänge und fördert sie weiter in Richtung von nachgeschalteten Lagerzellen 13. Die Lagerzellen 13 nehmen die erzeugten und auf Raumtemperatur abgekühlten Pellets auf. Aus den Lagerzellen 13 können die Pellets beispielswiese lose verladen werden 14a oder in bestimmte Sackgrößen abgesackt werden 14b. Auch ist es möglich die erzeugten Pellets zur Pelletsvergasung und somit zur Erzeugung von Ökostrom 14c zu verwenden. Furthermore, pellets whose length is outside the norm are broken to the correct length. This is preferably done by means of an adjustable crushing device, such as a cracker, at the end of a screen deck. This breaks the pellets to standard length and further promotes them in the direction of downstream storage cells 13. The storage cells 13 take up the generated and cooled to room temperature pellets. From the storage cells 13, the pellets can for example be loaded loosely 14a or bagged into certain bag sizes 14b. It is also possible to use the pellets produced for pellet gasification and thus for the production of green electricity 14c.
[00163] Obige Ausführungen in Verfahrensschritten kurz zusammengefasst schildern, wie nach Trocknung von Waldhackgut in einem Wälzbetttrockner eines Waldhackguttrockners 3 das Waldhackgut, insbesondere Fasern, wie Holzfasern, in einen ersten Konditioneur 7 geführt wird. In diesem wird die zerfaserte Biomasse bzw. das zerfaserte Waldhackgut bzw. Waldhackgutfasern auf ihren Wassergehalt kontrolliert und gegebenenfalls auf einen Wassergehalt zwischen 9,5 und 11% adaptiert. Summarize the above embodiments in process steps briefly summarized how, after drying wood chips in a Wälzbetttrockner a Waldhackguttrockners 3 the wood chips, especially fibers, such as wood fibers, in a first Konditioneur 7 is performed. In this, the shredded biomass or the shredded wood chips or wood chippings fibers is checked for their water content and optionally adapted to a water content between 9.5 and 11%.
[00164] Danach werden die Waldhackgutfasern in einen Reifebehälter geführt, in welchem das eventuell im ersten Konditioneur 7 eingebrachte Heißwasser gleichmäßig in die Waldhackgutfasern einwirken kann. [00165] Im Anschluss daran ist ein zweiter Konditioneur 9 angeordnet, der erneut den Wassergehalt des zerfaserten Waldhackguts bzw. der Waldhackgutfasern detektiert und abhängig vom Ergebnis nochmals mit Heißwasser befeuchtet. Somit wird es möglich, das sog. Lignin in den Waldhackgutfasern als Klebstoff zur Aktivierung vorzubereiten. Thereafter, the wood chopped material fibers are fed into a maturing container, in which the possibly introduced in the first conditioner 7 hot water can act evenly in the forest wood chips. Following this, a second conditioner 9 is arranged, which again detects the water content of the shredded wood chippings or wood chips and humidifies depending on the result again with hot water. Thus, it becomes possible to prepare the so-called lignin in the woodchip fibers as an adhesive for activation.
[00166] Danach werden die Waldhackgutfasern in einer Pelletpresse 10 zu Pellets gepresst. Aufgrund der dort verrichteten mechanischen Arbeit sowie durch die Reibung der Waldhackgutfasern mit einer Matrize der Presse 10 werden die Waldhackgutfasern auf eine Temperatur von ca. über 95 °C erwärmt. Auf diese Weise wird das im Rohstoff enthaltene Lignin freigesetzt und aktiviert. Thereafter, the wood chippings fibers are pressed in a pellet press 10 into pellets. Due to the mechanical work performed there as well as the friction of the woodchip fibers with a die of the press 10, the wood chips are heated to a temperature of about 95 ° C. In this way, the lignin contained in the raw material is released and activated.
[00167] Bei Austritt der Pellets aus der Pelletspresse 10 werden diese auf die gewünschte Länge zugeschnitten. When the pellets exit the pellet press 10, they are cut to the desired length.
[00168] Nach Erzeugung der Pellets werden die Pellets zu einer Pelletsgegenstromkühlung 11 geführt. Die Pelletsgegenstromkühlung 11 kühlt mit Hilfe von Außenluft die Pellets auf Umgebungstemperatur ab, wobei die Abluft aus der Pelletsgegenstromkühlung 11 (ca. 80°C) einer Mischbox 5f zugeführt wird. Die Mischbox 5f kann den Wärmestrom aus der Pelletsgegenstromkühlung 11 mit anderen Wärmeströmen, insbesondere aus weiteren Einrichtungen, wie z.B. ORCs bzw. Turbinen, zusammenführen. Somit kann die durch das Abkühlen der Pellets gewonnene Wärme mit anderen Wärmeströmen vereint bzw. gemischt werden. After the pellets have been produced, the pellets are fed to a pellet countercurrent cooling 11. Pellet countercurrent cooling 11 cools the pellets to ambient temperature with the help of outside air, the exhaust air from pellet countercurrent cooling 11 (about 80 ° C.) a mixing box 5f is supplied. The mixing box 5f can combine the heat flow from the pellet counterflow cooling 11 with other heat flows, in particular from other devices, such as ORCs or turbines. Thus, the heat obtained by cooling the pellets can be combined or mixed with other heat streams.
[00169] Nach Abkühlung der Pellets werden diese entsprechend einer Pellets-Norm, wie z.B. EU NORM ENplus AI oder ENplus A2, gesiebt und anschließend die der Norm entsprechenden Pellets in einer nachgeschalteten Lagerzelle 13 gelagert. Von der Norm abweichende Pellets werden in Richtung einer Wärmegewinnungseinheit, ausgestaltet als Verbrennungseinheit 5a, der Verbrennung und Gewinnung von Wärme zugeführt. After cooling the pellets, they are pelletized according to a pellet standard such as e.g. EU standard ENplus AI or ENplus A2, sieved and then stored the standard pellets in a downstream storage cell 13. Non-standard pellets are supplied toward a heat recovery unit configured as a combustion unit 5a, combustion and recovery of heat.
[00170] Hiernach sind die gesiebten Pellets zum Verkauf bereit und können der Lagerzelle entnommen werden. After that, the sieved pellets are ready for sale and can be taken from the storage cell.
[00171] Figur 3 zeigt ein Fließschema sowie eine Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Biomasse. Die Vorrichtung umfasst eine Wärmegewinnungseinrichtung als Verbrennungseinheit 5a zur Erzeugung von Wärme und eine Trocknungseinrichtung als Waldhackgut-Trockner 3. FIG. 3 shows a flow chart and a device for generating energy from biomass. The apparatus comprises a heat recovery device as a combustion unit 5a for generating heat and a drying device as a wood chipper dryer 3.
[00172] Ferner weist die Verbrennungseinheit 5a einen Wärmeabzugskanal 5a- 1 auf, der mit einem Wärmezufuhrkanal 3 a des Waldhackgut-Trockners 3 verbunden ist, um Wärme aus der Verbrennungseinheit 5a in den Waldhackgut-Trockner 3 zu führen. [00173] Der Waldhackgut-Trockner 3 umfasst einen Wälzbetttrockner und optional ein Werkzeug zum weiteren Zerkleinern des Waldhackguts auf. Further, the combustion unit 5a on a heat exhaust duct 5a-1, which is connected to a heat supply channel 3 a of the wood chipper dryer 3, to conduct heat from the combustion unit 5 a in the forest wood chipper dryer 3. The wood chipper dryer 3 comprises a Wälzbetttrockner and optionally a tool for further crushing the wood chippings on.
[00174] Bei dem Werkzeug zum Zerkleinern kann es sich beispielsweise um eine Häckselmaschine handeln, die aus einem durch versetzt angebrachten Walzen aufgebauten Getriebe, mittels Hacktrommel oder mittels einer Schlagscheibe eine Zerkleinerung des Waldhackguts in definierte Chipgrößen vornimmt. [00175] Der Wälzbetttrockner weist im Wesentlichen eine wärmedurchströmbare Trommel sowie Paddelwalzen auf, die das zerkleinerte Waldhackgut durch die Trommel von einem Eintrag zu einem Austrag fördern. The tool for shredding may be, for example, a shredder, which makes a crushing of forest clippings in defined chip sizes from a built-up by offset mounted rollers gear, by means of chopping drum or by means of a beater. The Wälzbetttrockner has substantially a heat-permeable drum and paddle rollers, which promote the shredded wood chips through the drum of an entry to a discharge.
[00176] Aufgrund seiner Funktionsweise eignet sich der Wälzbetttrockner für Schüttgüter, die bei einer relativ hohen Anfangsfeuchte lange Verweilzeiten zur Trocknung benötigen. Das zu trocknende Waldhackgut wird in einer von unten mit Warmluft angeströmten Schüttung mit der sich langsam drehenden Paddelwalze bewegt, die das Waldhackgut durch den Wälzbetttrockner 3 bzw. dessen Trommel führt bzw. schiebt. Dabei wird das zerkleinerte Waldhackgut stetig umgewälzt. Die langsame Drehbewegung der Paddelwalze ermöglicht eine gute Durchmischung des Waldhackgutes in der Trommel und sorgt dafür, dass der Wassergehalt des Waldhackgutes von ca. 40% auf 9-10% verringert wird, bevor es in eine Austragsschnecke des Trockners gelangt. Während sich das Waldhackgut bewegt, wird es von unten nach oben von warmer Trocknungsluft, die günstigerweise eine Temperatur von 90 bis max. 105°C aufweist, umströmt. Dadurch ist es besonders lange mit der Trocknungsluft in Kontakt, was zu einem gleichmäßigen Ergebnis führt. Due to its mode of operation, the roller bed dryer is suitable for bulk materials which require long residence times for drying at a relatively high initial moisture content. The wood chips to be dried are moved in a stream of hot air from below with the slowly rotating paddle roller which guides or pushes the wood chips through the roller bed dryer 3 or its drum. The shredded wood chips are constantly being circulated. The slow rotational movement of the paddle roller allows for a good mixing of forest clippings in the drum and ensures that the water content of forest clippings is reduced from about 40% to 9-10%, before it enters a discharge screw of the dryer. While the wood chips move, it is from bottom to top of warm drying air, which favorably a temperature of 90 to max. 105 ° C, flows around. As a result, it is in contact with the drying air for a particularly long time, which leads to a uniform result.
[00177] Die erwähnte Trocknungsluft bzw. die darin gespeicherte Wärme wird in der Verbrennungseinheit 5 a erzeugt. Hierbei ist der Wärmeabzugskanal 5a-l der Verbrennungseinheit 5 a mit dem Wärmezufuhrkanal 3 a des Waldhackgut-Trockners 3 verbunden, um Wärme, die in Luft gespeichert und mithilfe dieser übertragen wird, aus der Verbrennungseinheit 5 a in den Waldhackgut-Trockner 3 zu führen. The mentioned drying air or the heat stored therein is generated in the combustion unit 5 a. Here, the heat exhaust duct 5a-l of the combustion unit 5 a is connected to the heat supply channel 3 a of the wood chipper dryer 3 to heat, which is stored in air and transmitted using this, to lead from the combustion unit 5 a in the forestry material dryer 3.
[00178] Zur Erzeugung von Wärme in der Verbrennungseinheit 5 a wird brennbares Material bzw. Biomasse bevorzugterweise in Form von Rinde und Staub bzw. Holzstaub aber auch Rindenstaub sowie nicht-feste Holzbestandteile, wie morsche Anteile eines Stammes, verbrannt. Dieses Material wird aus dem Waldhackgut gewonnen, das im Wälzbetttrockner des Waldhackgut-Trockners 3 getrocknet wird. Hierbei handelt es sich vorzugsweise um Biomassenmaterial, wie Rinde und Staub bzw. Holzstaub, mit dem eine Weiterverarbeitung zu beispielsweise Holzpellets nicht möglich ist. Dieses Material, wie nicht-faserige Bestandteile von Biomasse, z.B. Holzstaub, wird günstigerweise in dem Wälzbetttrockner abgeschieden. Auch ist zusätzlich die Trennung von faserigem Biomassematerial und nicht- faserigen Bestandteile wie Staub in einer weiteren, nicht dargestellten, Siebeinrichtung möglich, die nach dem Waldhackgut-Trockner 3 bzw. dem Wälzbetttrockner angeordnet sein kann. For generating heat in the combustion unit 5 a combustible material or biomass is preferably burned in the form of bark and dust or wood dust but also bark dust and non-solid wood components, such as rotten parts of a trunk. This material is obtained from the wood chips which are dried in the Wälzbetttrockner the wood chipper dryer 3. These are preferably biomass material, such as bark and dust or wood dust, with which further processing to, for example, wood pellets is not possible. This material, such as non-fibrous components of biomass, eg, wood dust, is desirably deposited in the tumble dryer. In addition, the separation of fibrous biomass material and non- fibrous components such as dust in a further, not shown, screening device possible, which can be arranged after the wood chipper dryer 3 or the Wälzbetttrockner.
[00179] Das in der Siebeinrichtung bzw. auch im Wälzbetttrockner gewonnene nicht- faserige Biomassenmaterial wie Staub bzw. Holzstaub aber auch Rinde bzw. Borke wird in die Verbrennungseinheit 5a gefördert. In dieser wird das Biomassenmaterial verbrannt und somit zu Wärme gewandelt, wobei der Ascheanteil, ca. 2%, in den umliegenden land- und forstwirtschaftlichen Flächen wiederverwendet werden kann. The non-fibrous biomass material, such as dust or wood dust but also bark or bark, obtained in the screening device or else in the roller bed dryer is conveyed into the combustion unit 5a. In this, the biomass material is burned and thus converted to heat, the ash content, about 2%, can be reused in the surrounding agricultural and forestry land.
[00180] Durch die Verbrennung von getrocknetem nicht-faserigen Biomassenmaterial, bei dem es sich zu einem Großteil um Rinde und Rindenstaub mit einem Wassergehalt von 5% handelt, kann die Erzeugung von trockenen Verbrennungsgasen gewährleistet werden. Im hier vorliegenden Fall ist die Verbrennung derart günstig, dass die Anlage im Normalbetrieb keinen Kamin benötigt, jedoch ein Notkamin (nicht dargestellt) vorgesehen ist. By burning dried non-fibrous biomass material, which is mostly bark and bark dust with a water content of 5%, the production of dry combustion gases can be ensured. In the present case, the combustion is so low that the system does not require a fireplace in normal operation, but an emergency chimney (not shown) is provided.
[00181] Nach Erzeugung von Wärme in der Verbrennungseinheit 5a durch Verbrennung von nicht-faserigem Biomassenmaterial, wie Rinde aber auch Staub, wird diese Wärme in einen Mischer 5b geführt. Dieser mischt die in der Verbrennungseinheit erzeugte Wärme, die in ca. 900-1000°C heißen Abgasen der Verbrennungseinheit 5a gespeichert sind, mit Außenluft, sodass nach Vermischung mit der Außenluft die Wärme auf einen größeren Massenstrom verteilt ist, der eine Temperatur von ca. 530°C aufweist. [00182] Um Verschmutzungen wie Feststoffe und Schadstoffe aus dem Gemisch von heißen Abgasen und Außenluft zu entfernen, wird das Gemisch in ein Multizyklon 5c als Abscheidungseinrichtung geführt, das an den Mischer angeschlossen ist. After generation of heat in the combustion unit 5a by combustion of non-fibrous biomass material, such as bark but also dust, this heat is fed into a mixer 5b. This mixes the heat generated in the combustion unit, which are stored in approximately 900-1000 ° C hot exhaust gases of the combustion unit 5a, with outside air, so that after mixing with the outside air, the heat is distributed to a larger mass flow, the temperature of about 530 ° C has. In order to remove soils such as solids and pollutants from the mixture of hot exhaust gases and outside air, the mixture is passed into a multi-cyclone 5c as a separator, which is connected to the mixer.
[00183] Mithilfe des Multizyklons können die Verschmutzungen, die durch Verbrennen von beispielsweise Holzstaub, Rindenstaub sowie nicht-festen Holzbestandteilen in der Verbrennungseinheit 5a entstehen, wie z. B. Feinstaub, heraus gefiltert werden. So werden von der Verbrennung in der Verbrennungseinheit ca. 300-400 mg Staub pro m3 mitbefördert. Der Multizyklon 5c säubert das Gemisch von heißen Abgasen und Außenluft auf ca. 100mg Staub pro Norm-m , wobei die abgesonderte Flugasche in Aschecontainern gelagert wird. Dabei bedient sich das Multizyklon 5c der Zentrifugalkraft. Auf diese Weise können Feinstaub oder Asche, die schwerer als Luft sind, einfach aussortiert werden. Auch ist die Reinigung und Wartung eines derartigen Filters kostengünstiger im Vergleich zu herkömmlichen Filterarten. Auch kann mithilfe dieser Ausgestaltung das Gemisch von heißen Abgasen und Außenluft für die Weiterverarbeitung verwendet werden. Using the multi-cyclone, the pollution caused by burning of, for example, wood dust, bark dust and non-solid wood components in the combustion unit 5a, such. As fine dust, are filtered out. Thus, the incineration in the combustion unit carries about 300-400 mg of dust per m3. The multi-cyclone 5c cleans the mixture of hot exhaust gases and outside air to about 100 mg of dust per standard-m, whereby the separated fly ash is stored in ash containers. there the multicyclone 5c uses the centrifugal force. In this way, fine dust or ashes, which are heavier than air, can be sorted out easily. Also, the cleaning and maintenance of such a filter is cheaper compared to conventional types of filters. Also, by means of this embodiment, the mixture of hot exhaust gases and outside air can be used for further processing.
[00184] Das Gemisch aus der Verbrennung ist trocken aufgrund eines Wassergehalts von 5% in der im Waldhackgut-Trockner 3 getrockneten Biomasse. Dadurch eröffnet sich die Möglichkeit, das Gemisch von heißen Abgasen und Außenluft durch einen ORC 5d bzw. eine Anlage mit Abwärme-Kraft-Kopplung zu führen. [00185] Generell gesagt, handelt es sich bei einer Anlage mit Abwärme-Kraft-Kopplung bzw. nach dem sog. Organic Rankine Cycle (Abkürzung ORC) um ein Verfahren des Betriebs von Dampfturbinen mit einem anderen Arbeitsmittel als Wasserdampf, wie z.B. bestimmte Öle mit einer niedrigen Verdampfungstemperatur (z.B. Silikonöl). Das Verfahren bzw. die Anlage kommt vor allem dann zum Einsatz, wenn das zur Verfügung stehende Temperaturgefälle zwischen Wärmequelle und -senke zu niedrig für den Betrieb einer von Wasserdampf angetriebenen Turbine ist. The mixture from the combustion is dry due to a water content of 5% in the biomass dried in the wood chipper dryer 3. This opens up the possibility of guiding the mixture of hot exhaust gases and outside air through an ORC 5d or a plant with waste heat / power coupling. Generally speaking, a system with waste heat / power coupling or according to the so-called. Organic Rankine Cycle (abbreviation ORC) is a method of operating steam turbines with a working fluid other than water vapor, such. certain oils with a low evaporation temperature (e.g., silicone oil). The method or plant is used primarily when the available temperature gradient between the heat source and sink is too low for the operation of a turbine driven by steam.
[00186] Im Anschluss an das Multizyklon 5c wird das Gemisch aus heißen Abgasen und Außenluft aus der Verbrennungseinheit 5a durch drei ORCs bzw. ORC-Turbinen 5d geführt. Der durch das Gemisch eingeführte Wärmestrom in die ORC-Turbinen erzeugt elektrische Energie bzw. Ökostrom. Selbstverständlich ist es auch möglich, nur ein ORC oder eine beliebige Anzahl von ORCs zu verwenden. Subsequent to the multicyclone 5c, the mixture of hot exhaust gases and outside air from the combustion unit 5a is passed through three ORCs or ORC turbines 5d. The introduced through the mixture heat flow into the ORC turbines generates electrical energy or green electricity. Of course, it is also possible to use only one ORC or any number of ORCs.
[00187] Des Weiteren erzeugen auch die ORCs oder andere Turbinen Abwärme. Auch müssen die ORC-Turbinen gekühlt werden. Die Abwärme 5e-l der ORCs sowie die Abwärme einer Turbinenkühlung 5e-2 der ORCs wird in einer Mischeinrichtung in Form einer Mischbox 5f zusammengeführt. Furthermore, the ORCs or other turbines also generate waste heat. Also, the ORC turbines must be cooled. The waste heat 5e-1 of the ORCs and the waste heat of a turbine cooling 5e-2 of the ORCs are combined in a mixing device in the form of a mixing box 5f.
[00188] Bei den beiden genannten Abwärmeströmen erhält die Turbine ca. 530° an einem Austauschmodul (Silikonöle) und kann eine Differenz zu 260° in Strom wandeln. Das heißt, dass ca. 260° als Abwärme in die Mischbox geführt werden. Die Turbinenkühlung 5e-2 weist einen Wasserkreislauf mit einem Vorlauf von 35°C und einen Rücklauf mit 55°C auf. Dieses Warmwasser wird über einen Wasser-Lufttauscher (nicht dargestellt) gewandelt und der Mischbox 5f zugeführt. In the two aforementioned waste heat streams, the turbine receives about 530 ° at a replacement module (silicone oils) and can convert a difference to 260 ° in electricity. This means that approx. 260 ° of waste heat is fed into the mixing box. The turbine cooling 5e-2 points a water circulation with a flow of 35 ° C and a return at 55 ° C. This hot water is converted via a water-air exchanger (not shown) and fed to the mixing box 5f.
[00189] Auch können weitere Wärmeströme z.B. aus einer Pellets gegenstromkühlung oder aus weiteren Einrichtungen in die Mischbox geführt werden. Mithilfe der Mischbox 5f kann folglich die durch das Abkühlen der ORCs gewonnene Wärme mit anderen Wärmeströmen aus anderen Einrichtungen, wie z. B. Abwärme einer Pellets gegenstromkühlung ebenfalls in die Mischbox überführt und vereint bzw. gemischt werden. Also, other heat flows, e.g. be fed from a countercurrent pellets or from other facilities in the mixing box. Consequently, by means of the mixing box 5f, the heat obtained by the cooling of the ORCs can be mixed with other heat flows from other devices, such as e.g. B. waste heat of a pellets countercurrent cooling also transferred to the mixing box and combined or mixed.
[00190] In der Mischbox 5f werden unterschiedliche Abwärmeströme zusammengeführt und auf eine Temperatur von ca. 90 bis 105°C vermischt. Die in der Mischbox 5f gesammelte Wärme wird in Luft als Wärmeträger in Richtung des Waldhackguttrockners 3 ausgebracht. In the mixing box 5f different waste heat streams are combined and mixed to a temperature of about 90 to 105 ° C. The heat collected in the mixing box 5f is applied in air as a heat transfer medium in the direction of the wood chipper dryer 3.
[00191] Somit kann die in der Verbrennungseinheit 5a erzeugte Wärme, erzeugt durch Verbrennung von getrockneter nicht-faseriger Biomasse wie Staub aber auch Rinde aus dem Waldhackgut-Trockner 3, in den Waldhackgut-Trockner 3 zum Trocknen der nicht-faserigen Biomasse transportiert werden. Dies erlaubt eine effiziente Nutzung von Biomasse und Wärme bei gleichzeitiger optimaler Schonung von Ressourcen und Umwelt. Thus, the heat generated in the combustion unit 5a, generated by combustion of dried non-fibrous biomass such as dust but also bark from the woodchip dryer 3, can be transported to the woodchip dryer 3 for drying the non-fibrous biomass. This allows efficient use of biomass and heat while optimally conserving resources and the environment.
[00192] Oben diskutierte Vorrichtung ist geeignet ein Verfahren durchzuführen, in welchem durch Verbrennung von nicht-fasriger Biomasse, wie Staub aber auch Rinde, aus einem Waldhackgut- Trockner 3 Wärme in einer Verbrennungseinheit 5a erzeugt wird. [00193] Bei der Verbrennung entsteht Wärme, welche in Luft gespeichert wird. Die Luft als Wärmeträger wird in einem Luftmischer 5b als Mischer mit weiterer Luft vermischt, um somit die Wärme auf einen größeren Massenstrom zu verteilen und insgesamt die Temperatur der aus der Verbrennungseinheit stammenden Luft zu senken. Apparatus discussed above is suitable for carrying out a method in which heat is generated in a combustion unit 5a by burning non-fibrous biomass, such as dust but also bark, from a woodchip dryer 3. During combustion, heat is generated which is stored in air. The air as a heat carrier is mixed in an air mixer 5b as a mixer with additional air, so as to distribute the heat to a larger mass flow and to reduce the total temperature of the air coming from the combustion unit.
[00194] Danach wird die vermischte Luft mittels eines Multizyklons 5c gefiltert, um Feinstäube auszusondern. Thereafter, the mixed air is filtered by means of a multi-cyclone 5c to weed out fine dust.
[00195] Der gereinigte warme Luftstrom wird zu sog. ORCs, Anlagen mit Abwärme- Kraft- Kopplung geführt, um elektrische Energie zu erzeugen. [00196] Die von den ORCs erzeugte Abwärme sowie die Abwärme der Turbinenkühlung der ORCs wird in eine Mischbox 5f geführt. Auch können weitere Wärmeströme z.B. aus einer Pellets gegenstromkühlung in die Mischbox geführt werden. Die in der Mischbox 5f gesammelte Wärme wird in Richtung des Waldhackguttrockners 3 geführt. Dadurch wird die in der Verbrennungseinheit 5a erzeugte Wärme, generiert durch Verbrennung von Rinde und Staub, über den Wärmeabfuhrkanal I Ia zum Wärmezufuhrkanal 3a in den Waldhackgut- Trockner 3 zum Trocknen für weitere Biomasse transportiert. The purified warm air stream is led to so-called. ORCs, plants with waste heat and power coupling to generate electrical energy. The waste heat generated by the ORCs and the waste heat of the turbine cooling of the ORCs is fed into a mixing box 5f. Also, other heat flows can be performed, for example, from a countercurrent pellets in the mixing box. The heat collected in the mixing box 5f is conducted in the direction of the wood chipper dryer 3. As a result, the heat generated in the combustion unit 5a, generated by combustion of bark and dust, is transported via the heat removal duct 11a to the heat supply duct 3a in the forestry material dryer 3 for drying for further biomass.
[00197] Figur 4 zeigt eine Produktionsanlage mit einer Biomasseverarbeitungsvorrichtung, eine Pelletierungsvorrichtung zur Herstellung von Holzpellets für Holzpellets und eine Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Biomasse. FIG. 4 shows a production plant with a biomass processing device, a pelleting device for producing wood pellets for wood pellets and a device for producing energy from biomass.
[00198] Zur Vermeidung von Wiederholungen wird auf die obigen Beschreibungen zu den Figuren 1 bis 3 verwiesen. Im Nachfolgenden werden lediglich die Schnittstellen der in den Figuren diskutierten Ausführungsbeispiele zueinander beschrieben. To avoid repetition, reference is made to the above descriptions of Figures 1 to 3. In the following, only the interfaces of the embodiments discussed in the figures will be described.
[00199] Wie in Figur 4 dargestellt, werden im Taumelsieb 4 Holzfasern von Rinde und Holzstaub bzw. Rindenstaub sowie nicht-festen Holzbestandteilen, wie morsche Anteile im Stamm, getrennt. Dabei wird aussortiertes Waldhackgut in der Größenordnung von Holzstaub aber auch Rinde der Verbrennungseinheit 5a zur Verbrennung zugeführt. Die Verbrennungseinheit verbrennt das aussortierte Waldhackgut und erzeugt Wärme. Für den Fall des Auftretens von geringen Außentemperaturen oder schlechtem Staubmaterial mit einem geringen Energiegehalt ist es auch möglich, weiteres Material aus den unterschiedlichen Siebebenen des Taumelsiebs für die Verbrennungseinheit 5 a zu verwenden. As shown in Figure 4, 4 wood fibers of bark and wood dust or bark dust and non-solid wood components, such as rotten parts in the trunk separated in the tumble screen. Here sorted forest wood chips in the order of wood dust but also bark of the combustion unit 5a is fed to the combustion. The combustion unit burns the rejected wood chips and generates heat. In the case of the occurrence of low outside temperatures or poor dust material with a low energy content, it is also possible to use further material from the different mesh levels of the tumble screen for the combustion unit 5 a.
[00200] Die in der Verbrennungseinheit erzeugte Wärme wird nach Umwandlung in elektrische Energie in eine Mischbox 5f geführt, in die ebenfalls der Wärmestrom der Pelletsgegenstromkühlung 11 geführt wird. [00201] Nach dem Zusammenbringen aller Wärmeströme bzw. der Wärmeströme der Verbrennungseinheit 5a und der Pelletsgegenstromkühlung 11 wird die gesammelte Wärme an den Waldhackguttrockner 3 abgegeben, um das Waldhackgut zu trocken und um das Durchforstungsholz auf dem Schubboden vorzutrocknen. [00202] Auf diese Weise wird die während der Pelletsproduktion erzeugte Wärme zur Vorbereitung bzw. Vortrocknung von Biomasse mit Rinde genutzt. After being converted into electrical energy, the heat generated in the combustion unit is conducted into a mixing box 5f into which the heat flow of the pellet countercurrent cooling 11 is likewise conducted. After bringing all the heat flows or the heat flows of the combustion unit 5a and the pellets countercurrent cooling 11, the heat collected is delivered to the Waldhackguttrockner 3 to dry the wood chips and pre-dry the thinnings on the moving floor. In this way, the heat generated during pellet production is used for the preparation or predrying of biomass with bark.
[00203] Anders ausgedrückt und zusammengefasst wird die erzeugte Wärme vom Erzeugungsort, der Verbrennungseinheit, zum Waldhackguttrockner 3 und anschließend weiter zum Schubboden 2 geführt. Dies gelingt durch den Einsatz von Luft als Wärmeträger. Somit wird durch Verbrennung erzeugte und in Luft gespeicherte Wärme ohne Wärmetausch- Verluste in den einzelnen Einrichtungen, wie Verbrennungseinheit 5a, ORC 5d und Pelletsgegenstromkühlung 11 eingesammelt und dann im Waldhackguttrockner 3 und auf dem Schubboden 2 an Biomasse abgegeben. In other words and summarized, the heat generated from the place of production, the combustion unit, to the forestry hog dryer 3 and then on to the moving floor 2. This is achieved by the use of air as a heat transfer medium. Thus, heat generated by combustion and stored in air is collected without heat exchange losses in the individual devices, such as combustion unit 5a, ORC 5d and pellets countercurrent cooling 11 and then released in biomass dryers 3 and on the moving floor 2 of biomass.
Abwandlung modification
[00204] Während die vorstehenden Ausführungsformen sich im Wesentlichen mit der energetischen Nutzung von Biomasse befasst haben, ist die folgende Abwandlung der vorstehenden Ausführungsbeispiele auf die stoffliche Nutzung der Biomasse gerichtet. Insbesondere bezieht sich die folgende Ausführungsform auf die stoffliche Nutzung von Holzfasern, die im Zusammenhang mit der vorstehend beschriebenen Biomasseverarbeitungsvorrichtung ermöglicht wird. While the above embodiments have dealt essentially with the energetic use of biomass, the following modification of the above embodiments is directed to the material utilization of the biomass. In particular, the following embodiment relates to the material utilization of wood fibers, which is made possible in connection with the biomass processing apparatus described above.
[00205] Wie vorstehend beschrieben wurde, werden in der Biomasseverarbeitungsvorrichtung Einrichtungen verwendet, um beispielsweise aus Holz Holzfasern zu erzeugen. Im vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel werden hierzu die in Fig. ι gezeigte Hammermühle 4 sowie das ebenfalls dort gezeigte Taumelsieb 5 verwendet. As described above, in the biomass processing apparatus, means are used to produce wood fibers from wood, for example. In the embodiment described above, the hammer mill 4 shown in FIG. 1 and the wobble screen 5 likewise shown there are used for this purpose.
[00206] In der vorliegenden Abwandlung ist es daher die Zielsetzung, die stoffliche Verwendung der Holzfasern als Priorität zu betrachten und die energetische Verarbeitung als ergänzenden Prozess zu betreiben. Im Einzelnen wird hierzu das Hackgut wie vorstehend beschrieben mit Rinde verwendet und zerkleinert. Auf einem Schubboden wird das Hackgut befördert und über die Dosierschnecke gleichmäßig in einem Wälzbetttrockner eingebracht. Die Zermahlung der Rinde sowie die Trennung der Rinde in der Gesamtmischung wird in dieser Abwandlung ebenso vorgenommen, wie in den vorstehenden Ausführungsbeispielen beschrieben ist. In the present modification, therefore, the objective is to consider the material use of wood fibers as a priority and to operate the energy processing as a complementary process. In detail, the wood chips are used and shredded with bark as described above. On a moving floor, the wood chips are transported and introduced via the metering screw evenly in a Wälzbetttrockner. The crushing of the bark as well as the separation of the bark in the total mixture is in this modification is made as described in the above embodiments.
[00207] Jedoch wird aus dem in Fig. 1 gezeigten Taumelsieb 5 zur stofflichen Verwendung geeignetes Fasermaterial entnommen. Hierzu wird das Taumelsieb 5 mehrstufig ausgeführt, so dass die Fasercharakteristik insbesondere hinsichtlich Durchmesser und Länge kundenspezifisch eingerichtet werden kann. Ferner wird in dieser Abwandlung ermöglicht, Fasern reinsortig auf Kundenwunsch herzustellen. Hierbei wird reinsortiges Holz am Eingang des Gesamtprozesses eingesetzt. Die Maschung der Siebe des Taumelsiebs 5 wird dabei in der abgewandelten Ausführung speziell abgestimmt auf die verwendeten Holzarten eingerichtet. However, fibrous material suitable for material use is taken from the tumbling screen 5 shown in FIG. For this purpose, the tumble screen 5 is executed in multiple stages, so that the fiber characteristics can be customized especially in terms of diameter and length. Furthermore, this modification makes it possible to produce fibers on a customer-specific basis. Here, pure-wood is used at the entrance of the overall process. The mesh of the sieves of the tumbler 5 is set up specially adapted to the types of wood used in the modified version.
[00208] Insbesondere ist die Maschung der Siebe sehr eng abgestimmt und ist auch die Drehzahl der Taumelsiebmaschine auf die Qualität der Fasern abgestimmt. Diejenigen Fasern, die für die stoffliche Weiterverarbeitung nicht geeignet sind, werden getrennt und beispielsweise in den Vorbehälter der Pelletsproduktion befördert, die im vorstehenden Ausführungsbeispiel bereits beschrieben ist. Diejenigen Fasern, die aus dem Prozess zur stofflichen Verwertung zur Verfügung gestellt werden, können entweder zwischengelagert werden oder direkt einer an der Biomasseverarbeitungsvorrichtung angeschlossenen Verarbeitungsvorrichtung für die stoffliche Verwertung der Fasern zugeführt werden. Die letztgenannte Alternative ist dabei bevorzugt, da feingemahlene Holzfasern mit einem sehr niedrigen Feuchtegehalt von vorzugsweise nicht mehr als 1% für die stoffliche Verarbeitung erforderlich sind und die Lagerung entweder die Qualität der Fasern verschlechtern würde oder die Qualität bei Lagerung nur mit großem Aufwand aufrechterhalten werden kann. In particular, the mesh of the screens is very tightly tuned and the speed of the tumbler screening machine is tuned to the quality of the fibers. Those fibers which are not suitable for further processing are separated and conveyed, for example, into the preliminary container of pellet production, which has already been described in the preceding embodiment. Those fibers which are made available for recycling from the process can either be stored temporarily or fed directly to a processing device for the material recycling of the fibers connected to the biomass processing device. The latter alternative is preferred because finely ground wood fibers are required with a very low moisture content of preferably not more than 1% for the material processing and storage would either deteriorate the quality of the fibers or the quality can be maintained during storage only with great effort ,
[00209] Somit ist es das Grundkonzept der vorliegenden Abwandlung, die in den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen verwendete Biomasseverarbeitungsvorrichtung und das dazugehörige Verfahren zur Bereitstellung von Fasern für die stoffliche Verwertung einzusetzen. Bei dieser Anwendung wird das verwendete Eingangsmaterial im Hinblick auf die Eigenschaften und die Qualität der Fasern für die stoffliche Verwertung ausgewählt. Diejenigen Bestandteile, die der stofflichen Verwertung nicht zugänglich sind, werden in dem vorstehend beschriebenen Prozess zur energetischen Biomasseverwertung verwendet. Thus, it is the basic concept of the present modification to use the biomass processing apparatus used in the embodiments described above and the associated method for the provision of fibers for recycling. In this application, the input material used is selected for material properties in terms of properties and quality of the fibers. Those ingredients that are not available for recycling are used in the process of energetic biomass utilization described above.
[00210] Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Vorrichtung zur stofflichen Verwertung an die Biomasseverarbeitungsvorrichtung angeschlossen ist. Die Vorrichtung zur stofflichen Verwertung der Fasern kann beispielsweise eine Kunststoffproduktion umfassen, bei der die Holzfasern als Verstärkungsmaterial eingesetzt werden. Insbesondere können Spritzgießeinrichtungen im Zusammenhang mit der Vorrichtung zur stofflichen Verwertung vorgesehen sein, die die Fasern aus der Biomasseverarbeitungsvorrichtung direkt oder jedenfalls ohne weite Transportwege oder langfristige Zwischenlagerung in den Prozess zur Erzeugung von mit Holzfasern verstärkten Kunststoffelementen zuführt. It is particularly advantageous if the device for material recycling is connected to the biomass processing device. The device for material Utilization of the fibers may include, for example, a plastic production in which the wood fibers are used as a reinforcing material. In particular, injection molding devices can be provided in connection with the material recycling device, which feeds the fibers from the biomass processing device directly or at least without long transport routes or long-term storage in the process for the production of wood fiber reinforced plastic elements.
[00211] Die dadurch erzeugten Produkte können beispielsweise Weichfaserplatten, Holzziegel und weitere Elemente, beispielsweise Teile für die Automobilindustrie umfassen. Zudem ist es möglich, die Holzfasern für andere Anwendungen stofflich zu verwerten. [00212] Bevorzugt wird der Staubanteil der erzeugten Fasern über eine Austragschnecke ausgetragen und in den Vorbehälter der im vorstehenden Ausführungsbeispiel dargestellten Feuerbox befördert. Außerdem ist es möglich, eine ultraschallbasierte Feuchtemessung an den erzeugten Fasern vorzunehmen, um den produktspezifischen geforderten Feuchtegehalt der Fasern zu messen und beispielsweise über eine rückgekoppelte Regelung einzustellen. The products produced thereby may include, for example, softboard, wood tile and other elements, for example parts for the automotive industry. It is also possible to recycle the wood fibers for other applications. Preferably, the dust content of the fibers produced is discharged via a discharge screw and conveyed into the hopper of the firing box shown in the preceding embodiment. In addition, it is possible to carry out an ultrasound-based moisture measurement on the fibers produced in order to measure the product-specific required moisture content of the fibers and to set them, for example, via a feedback control.
BEZUGSZEICHENLISTE LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Großhackmaschine 1 large chopper
2 Fördereinrichtung  2 conveyor
2a Wärmezufuhrkanal  2a heat supply channel
3 Trocknungseinrichtung  3 drying device
3a Wärmezufuhrkanal  3a heat supply channel
3b Wärmeabfuhrkanal  3b heat removal channel
4 Mühle  4 mill
5 Taumelsieb  5 tumbler
5a Verbrennungseinheit  5a combustion unit
5a- 1 Wärmeabzugskanal  5a- 1 heat exhaust duct
5b Luftmischer  5b air mixer
5c Multizyklon  5c multicyclone
5d ORCs  5d ORCs
5e-l Abwärme  5e-l waste heat
5e-2 Turbinenkühlung  5e-2 turbine cooling
6 Fasersilo  6 fiber silo
7 erster Konditioneur  7 first conditioner
8 Reifebehälter  8 ripening containers
9 zweiter Konditioneur  9 second conditioner
10 Pelletspresse  10 pellet press
11 Pellets gegenstromkühlun  11 countercurrent cooling pellets
I Ia Wärmeabfuhrkanal  I Ia heat removal channel
12 Pelletssieb  12 pellet sieve
13 Lagerzellen  13 storage cells
14a Verladung lose  14a Loading loose
14b Absackung  14b bagging
14c Pelletsvergasung  14c pellet gasification

Claims

ANSPRÜCHE EXPECTATIONS
1. Biomasseverarbeitungsvorrichtung, insbesondere für Durchforstungsholz, mit a) einer Fördereinrichtung (2) und 1. Biomass processing device, in particular for thinning wood, with a) a conveyor device (2) and
b) einer Trocknungseinrichtung (3), wobei ein Wärmeabfuhrkanal (3a) der Trocknungseinrichtung (3) mit einem Wärmezufuhrkanal (2a) der Fördereinrichtung (2) verbunden ist, um Wärme aus der Trocknungseinrichtung (3) in die Fördereinrichtung (2) zu führen. b) a drying device (3), wherein a heat dissipation channel (3a) of the drying device (3) is connected to a heat supply channel (2a) of the conveying device (2) in order to lead heat from the drying device (3) into the conveying device (2).
2. Biomasseverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknungseinrichtung (3) einen Wälzbetttrockner zur gleichmäßigen Trocknung und Durchmischung sowie vorzugsweise Werkzeug zum Zerkleinern von Biomasse, insbesondere Durchforstungsholz aufweist. 2. Biomass processing device according to claim 1, characterized in that the drying device (3) has a rolling bed dryer for uniform drying and mixing and preferably a tool for shredding biomass, in particular thinning wood.
3. Biomasseverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinrichtung (2) mindestens einen wärmedurchlässigen Bereich, insbesondere Boden, aufweist, an dem Biomasse angeordnet ist. 3. Biomass processing device according to claim 1 or 2, characterized in that the conveying device (2) has at least one heat-permeable area, in particular floor, on which biomass is arranged.
4. Biomasseverarbeitungsvorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Biomasseverarbeitungseinrichtung ferner eine4. Biomass processing device according to one of the preceding claims, characterized in that the biomass processing device further comprises a
Zerfaserungseinrichtung (4) und/oder eine Trenneinrichtung (5) aufweist. Defibering device (4) and / or a separating device (5).
5. Biomasseverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zerfaserungseinrichtung (4) eine Mühle aufweist, die Biomasse zerfasert. 5. Biomass processing device according to claim 4, characterized in that the defibration device (4) has a mill which defibres biomass.
6. Biomasseverarbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Trenneinrichtung (5) mindestens ein Sieb, insbesondere ein Taumelsieb, zur Trennung in zumindest zwei Trennfraktionen, vorzugsweise zur Trennung von Holzfasern und Holzstaub, aufweist. 6. Biomass processing device according to one of claims 4 or 5, characterized in that the separating device (5) has at least one sieve, in particular a tumbling sieve, for separation into at least two separation fractions, preferably for separating wood fibers and wood dust.
7. Biomasseverarbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Trenneinrichtung (5) optische Mittel zur optischen Trennung in zumindest zwei Trennfraktionen, vorzugsweise zur Trennung von Holzfasern und Holzstaub, aufweist. 7. Biomass processing device according to one of claims 4 or 5, characterized in that the separating device (5) has optical means for optical separation into at least two separation fractions, preferably for separating wood fibers and wood dust.
8. Biomasseverarbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Biomasseverarbeitungseinrichtung einen Puffer (6) aufweist, der vorzugsweise an der Trenneinrichtung (5) angeordnet ist. 8. Biomass processing device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the biomass processing device has a buffer (6), which is preferably arranged on the separating device (5).
9. Biomasseverarbeitungsverfahren, insbesondere mit einer Biomasseverarbeitungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, aufweisend die Schritte: 9. Biomass processing method, in particular with a biomass processing device according to one of claims 1 to 8, comprising the steps:
a. Vortrocknen von Biomasse in einer Fördereinrichtung (2), a. Pre-drying biomass in a conveyor device (2),
b. Trocknen der Biomasse mithilfe einer Trocknungseinrichtung (3), c. Abführen von Wärme aus der Trocknungseinrichtung (3) zu einem wärmedurchlässigen Bereich der Fördereinrichtung (2). b. Drying the biomass using a drying device (3), c. Dissipating heat from the drying device (3) to a heat-permeable area of the conveying device (2).
10. Biomasseverarbeitungsverfahren nach Anspruch 9, aufweisend die weiteren Schritte: 10. Biomass processing method according to claim 9, comprising the further steps:
d. Zerfasern der Biomasse mittels einer Zerfaserungseinrichtung (4), e. Trennen der zerfaserten Biomasse in zumindest zwei Trennfraktionen (5), vorzugsweise in Holzfasern und Holzstaub. d. Defibering the biomass using a defibration device (4), e. Separating the defibered biomass into at least two separation fractions (5), preferably into wood fibers and wood dust.
11. Biomasseverarbeitungsverfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei eine Trennfraktion zur Erzeugung von Wärme und/oder von elektrischer Energie genutzt wird. 11. Biomass processing method according to claim 9 or 10, wherein a separation fraction is used to generate heat and / or electrical energy.
12. Biomasseverarbeitungsverfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei Wärme, erzeugt durch Verfeuerung von einer Trennfraktion, insbesondere Holzstaub, zur Trocknungseinrichtung (3) geführt wird. 12. Biomass processing method according to one of claims 9 to 11, wherein heat generated by combustion of a separation fraction, in particular wood dust, is led to the drying device (3).
13. Biomasseverarbeitungsverfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei Wärme, generiert durch Erzeugung von elektrischer Energie, zur Trocknungseinrichtung (3) geführt wird. 13. Biomass processing method according to one of claims 9 to 12, wherein heat, generated by generating electrical energy, is led to the drying device (3).
14. Biomasseverarbeitungsverfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei Wärme aus der Fördereinrichtung (2) nach außen, insbesondere zur Umwelt hin, geführt wird. 14. Biomass processing method according to one of claims 9 to 13, wherein heat is led from the conveying device (2) to the outside, in particular to the environment.
15. Biomasseverarbeitungsverfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei eine Trennfraktion, insbesondere Holzfasern, in einem Puffer (6) gelagert werden. 15. Biomass processing method according to one of claims 9 to 13, wherein a separation fraction, in particular wood fibers, are stored in a buffer (6).
16. Pelletierungsvorrichtung, insbesondere zur Herstellung von Pellets aus Biomasse, mit a) einer Trocknungseinrichtung (3) zum Trocknen von Biomasse, insbesondere faseriger Biomasse, vorzugsweise Holzfasern, und/oder zum Zerkleinern von Biomasse, 16. Pelletizing device, in particular for producing pellets from biomass, with a) a drying device (3) for drying biomass, in particular fibrous biomass, preferably wood fibers, and / or for shredding biomass,
b) einer Presseinrichtung (10) zum Pressen von Pellets, und b) a pressing device (10) for pressing pellets, and
c) einer Kühleinrichtung (11) zum Kühlen der Pellets, wobei ein Wärmeabfuhrkanal (I Ia) der Kühleinrichtung (11) mit einem Wärmezufuhrkanal (3a) der Trocknungseinrichtung (3) verbunden ist, um Wärme aus der Kühleinrichtung (11) in die Trocknungseinrichtung (3) zu führen. c) a cooling device (11) for cooling the pellets, a heat dissipation channel (I Ia) of the cooling device (11) being connected to a heat supply channel (3a) of the drying device (3) in order to transfer heat from the cooling device (11) into the drying device ( 3) to lead.
17. Pelletierungsvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen ersten Konditioneur (7) aufweist, der den Wassergehalt der Biomasse, insbesondere mittels Ultraschall, erfasst und/oder den Wassergehalt der Biomasse mittels Wasser aus einer ersten Wasserdosierungseinrichtung auf einen Wassergehalt zwischen 7 und 13 , vorzugsweise auf einen Wassergehalt von 9,5 - 11 % anpasst. 17. Pelletizing device according to claim 16, characterized in that the device has a first conditioner (7) which detects the water content of the biomass, in particular by means of ultrasound, and / or the water content of the biomass using water from a first water metering device to a water content between 7 and 13, preferably adjusted to a water content of 9.5 - 11%.
18. Pelletierungsvorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Reifeeinrichtung (8) aufweist, in der die Biomasse zwischengelagert und durchmischt wird. 18. Pelletizing device according to claim 16 or 17, characterized in that the device has a ripening device (8) in which the biomass is temporarily stored and mixed.
19. Pelletierungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen zweiten Konditioneur (9) aufweist, der den Wassergehalt der Biomasse, insbesondere mittels Ultraschall, erfasst und/oder den Wassergehalt der Biomasse mittels Wasser aus einer zweiten Wasserdosierungseinrichtung auf einen Wassergehalt zwischen 7 und 13 , vorzugsweise auf einen Wassergehalt von 9,5 - 11 % anpasst. 19. Pelletizing device according to one of the preceding claims 16 to 18, characterized in that the device has a second conditioner (9) which detects the water content of the biomass, in particular by means of ultrasound, and / or the water content of the biomass using water from a second water metering device to a water content between 7 and 13, preferably to a water content of 9.5 - 11%.
20. Pelletierungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Sortiereinrichtung (12) zum Sortieren der Pellets umfasst. 20. Pelletizing device according to one of the preceding claims 16 to 19, characterized in that the device comprises a sorting device (12) for sorting the pellets.
21. Pelletierungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mischeinrichtung (5.f) Wärme, die beim Kühlen der Pellets gewonnen wird, mit anderen Wärmeströmen, insbesondere aus weiteren Einrichtungen, zusammenführt. 21. Pelletizing device according to one of the preceding claims 16 to 20, characterized in that a mixing device (5.f) combines heat, which is obtained when cooling the pellets, with other heat flows, in particular from other devices.
22. Verfahren zur Herstellung von Pellets, vorzugsweise von Holzpellets, insbesondere mit einer Pelletierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 21, mit folgenden Schritten: 22. A method for producing pellets, preferably wood pellets, in particular with a pelletizing device according to one of claims 16 to 21, with the following steps:
a) Trocknen von Biomasse, insbesondere faseriger Biomasse, vorzugsweise Holzfasern, mithilfe einer Trocknungseinrichtung (3), a) drying biomass, in particular fibrous biomass, preferably wood fibers, using a drying device (3),
b) Pressen der Biomasse zu Pellets mithilfe einer Presseinrichtung (10), b) pressing the biomass into pellets using a pressing device (10),
c) Kühlen der Pellets mit einer Kühleinrichtung (11), c) cooling the pellets with a cooling device (11),
d) Abführen von Wärme aus der Kühleinrichtung (11) zur Trocknungseinrichtung (3). d) Dissipating heat from the cooling device (11) to the drying device (3).
23. Verfahren nach Anspruch 22, wobei nach dem Trocknen der Wassergehalt der Biomasse, insbesondere mittels Ultraschall, erfasst wird. 23. The method according to claim 22, wherein after drying the water content of the biomass is detected, in particular by means of ultrasound.
24. Verfahren nach Anspruch 23, wobei nach dem Erfassen des Wassergehalts der Biomasse der Wassergehalt mittels Wasser einer Wasserdosierungseinrichtung erhöht wird, insbesondere auf einen Wassergehalt zwischen 7 und 13 , vorzugsweise auf einen Wassergehalt von 9,5 - 11 . 24. The method according to claim 23, wherein after detecting the water content of the biomass, the water content is increased using water from a water metering device, in particular to a water content between 7 and 13, preferably to a water content of 9.5 - 11.
25. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 22 bis 24, wobei die Biomasse in einer Reifeeinrichtung (8) zwischengelagert und durchmischt wird, um den Wassergehalt der Biomasse zu vergleichmäßigen. 25. The method according to any one of the preceding claims 22 to 24, wherein the biomass is temporarily stored and mixed in a ripening device (8) in order to equalize the water content of the biomass.
26. Verfahren nach Anspruch 25, wobei nach dem Vergleichmäßigen der Wassergehalt der Biomasse, insbesondere mittels Ultraschall, ein weiteres Mal erfasst wird, und wobei vorzugsweise nach dem Erfassen des Wassergehalts der Biomasse der Wassergehalt mittels Wasser einer weiteren Wasserdosierungseinrichtung erhöht wird, insbesondere auf einen Wassergehalt zwischen 7 und 13 , vorzugsweise auf einen Wassergehalt von 9,5 - 11 . 26. The method according to claim 25, wherein after the equalization the water content of the biomass is detected again, in particular by means of ultrasound, and wherein preferably after detecting the water content of the biomass, the water content is increased using water from a further water metering device, in particular to a water content between 7 and 13, preferably to a water content of 9.5 - 11.
27. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 22 bis 26, wobei durch Pressen der Biomasse zu Pellets mit Hilfe der Presseinrichtung (10) die Biomasse auf eine vorgegebene Temperatur, vorzugsweise zwischen 85 und 115 °C, insbesondere zwischen 98 und 104 °C, aufgewärmt wird. 27. The method according to any one of the preceding claims 22 to 26, wherein by pressing the biomass into pellets with the aid of the pressing device (10), the biomass is heated to a predetermined temperature, preferably between 85 and 115 ° C, in particular between 98 and 104 ° C becomes.
28. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 22 bis 27, wobei Wärme der gepressten Pellets abgeführt wird, um die Pellets auf eine vorgegebene Temperatur, vorzugsweise Raumtemperatur, zu kühlen. 28. The method according to any one of the preceding claims 22 to 27, wherein heat from the pressed pellets is removed in order to cool the pellets to a predetermined temperature, preferably room temperature.
29. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 22 bis 28, wobei Wärme, die beim Kühlen der Pellets gewonnen wird, mit anderen Wärmeströmen, insbesondere aus weiteren Verfahrensbereichen, zusammengeführt wird. 29. The method according to any one of the preceding claims 22 to 28, wherein heat obtained when cooling the pellets is combined with other heat flows, in particular from further process areas.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 22 bis 29, wobei nach dem Kühlen die Pellets sortiert, insbesondere gesiebt werden, vorzugsweise in einem Rütteloder Taumelsieb (12). Method according to one of the preceding claims 22 to 29, wherein after cooling the pellets are sorted, in particular sieved, preferably in a vibrating or tumbling sieve (12).
31 Verfahren nach Anspruch 30, wobei die Pellets nach dem Sortieren gelagert werden, so dass diese lose verladbar und/oder absackbar und/oder für die Erzeugung von Ökoenergie vergasbar sind. 31 Method according to claim 30, wherein the pellets are stored after sorting so that they can be loaded loose and / or bagged and / or gasified for the production of green energy.
32. Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Biomasse mit einer Wärmegewinnungseinrichtung (5a) zur Erzeugung von Wärme und einer Trocknungseinrichtung (3), wobei ein Wärmeabzugskanal (5 a- 1) der Wärmegewinnungseinrichtung (5 a) mit einem Wärmezufuhrkanal (3 a) der Trocknungseinrichtung (3) verbunden ist, um Wärme aus der Wärmegewinnungseinrichtung (5a) in die Trocknungseinrichtung (3) zu führen. 32. Device for generating energy from biomass with a heat recovery device (5a) for generating heat and a drying device (3), a heat extraction channel (5a-1) of the heat recovery device (5a) having a heat supply channel (3a) of the drying device (3) is connected to lead heat from the heat recovery device (5a) into the drying device (3).
33 Vorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mischer (5b) warmes Fluid aus der Wärmegewinnungseinrichtung (5 a) mit kühlem Fluid vermischt, um die Temperatur des warmen Fluids zu verringern. 33 Device according to claim 32, characterized in that a mixer (5b) mixes warm fluid from the heat recovery device (5a) with cool fluid in order to reduce the temperature of the warm fluid.
34. Vorrichtung nach Anspruch 32 oder 33, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abscheidungseinrichtung (5c) das Fluid aus dem Mischer (5b) von Verschmutzungen befreit, insbesondere unter Zuhilfenahme der Zentrifugalkraft. 34. Device according to claim 32 or 33, characterized in that a separation device (5c) removes contamination from the fluid from the mixer (5b), in particular with the aid of centrifugal force.
35 Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 32 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mindestens eine Turbine (5d) aufweist, der Wärme aus der Wärmegewinnungseinrichtung (5a) und/oder aus dem Mischer (5b) zur Generierung von elektrischer Energie zugeführt wird. 35 Device according to one of the preceding claims 32 to 34, characterized in that the device has at least one turbine (5d), to which heat from the heat recovery device (5a) and / or from the mixer (5b) is supplied to generate electrical energy.
36. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 32 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mischeinrichtung (5f) Abwärme von mindestens einer Turbine (5d) und/oder Wärme, erzeugt durch Kühlung von der mindestens einen Turbine (5d), aufnimmt, und vorzugsweise mit anderen Wärmeströmen, insbesondere aus weiteren Bereichen, zusammengeführt. 36. Device according to one of the preceding claims 32 to 35, characterized in that a mixing device (5f) absorbs waste heat from at least one turbine (5d) and / or heat generated by cooling from the at least one turbine (5d), and preferably merged with other heat flows, especially from other areas.
37. Verfahren zur Energiegewinnung aus Biomasse, insbesondere aus faseriger Biomasse, vorzugsweise aus Holzfasern, insbesondere mit einer Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Biomasse nach einem der Ansprüche 32 bis 36, mit nachfolgenden Schritten: 37. Process for generating energy from biomass, in particular from fibrous biomass, preferably from wood fibers, in particular with a device for generating energy from biomass according to one of claims 32 to 36, with the following steps:
a) Erzeugen von Wärme durch Verfeuern von zerkleinerter Biomasse, insbesondere a) Generating heat by burning shredded biomass, in particular
Holzstaub, und wood dust, and
b) Trocknen von Biomasse mithilfe der durch Verfeuern erzeugten Wärme. b) Drying biomass using the heat generated by combustion.
38. Verfahren nach Anspruch 37, wobei die erzeugte Wärme ferner genutzt wird, mindestens eine Turbine zur elektrischen Energieerzeugung anzutreiben. 38. The method according to claim 37, wherein the heat generated is further used to drive at least one turbine for generating electrical energy.
39. Verfahren nach Anspruch 37 oder 38, wobei die erzeugte Wärme in einem Fluid gespeichert wird und durch Zumischen weiteren Fluides, vorzugsweise von Luft, die Temperatur des Fluides verringert wird. 39. The method according to claim 37 or 38, wherein the heat generated is stored in a fluid and the temperature of the fluid is reduced by mixing in further fluid, preferably air.
40. Verfahren nach Anspruch 39, wobei eine Abscheidungseinrichtung Verschmutzungen aus dem Fluid filtert, insbesondere mittels Zentrifugalkraft. 40. The method according to claim 39, wherein a separation device filters contaminants from the fluid, in particular by means of centrifugal force.
41. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 37 bis 40, wobei Abwärme der Turbinen und/oder Wärme, erzeugt durch Kühlung der Turbinen, abgeführt wird, und vorzugsweise mit anderen Wärmeströmen, insbesondere aus weiteren Verfahrensbereichen, zusammengeführt wird. 41. The method according to any one of the preceding claims 37 to 40, wherein waste heat from the turbines and / or heat generated by cooling the turbines is removed and preferably combined with other heat flows, in particular from further process areas.
42. Vorrichtung zur stofflichen Verwertung von Holzfasern, wobei die Vorrichtung an eine Biomasseverarbeitungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1-8, 16-21, 32-36 angeschlossen ist und die Vorrichtung Mittel zum Verarbeiten der Fasern zu einem Zwischen- oder Endprodukt aufweist. 42. Device for the material recycling of wood fibers, the device being connected to a biomass processing device according to one of claims 1-8, 16-21, 32-36 is connected and the device has means for processing the fibers into an intermediate or end product.
43. Vorrichtung gemäß Anspruch 42, wobei der Betrieb der angeschlossenen Biomasseverarbeitungsvorrichtung so eingerichtet ist, dass Fasern mit einer vorbestimmten Spezifikation erzeugbar sind. 43. The device according to claim 42, wherein the operation of the connected biomass processing device is set up so that fibers with a predetermined specification can be produced.
44. Vorrichtung nach Anspruch 42 oder 43, wobei die stoffliche Verwertung der Fasern, die aus der Biomasseverarbeitungsvorrichtung entnommen werden, die Herstellung eines Mehrkomponentenelements, beispielsweise eines Kunststoffverbundmaterialelements, unter Verwendung der Holzfasern als Verstärkungsmaterial ausgebildet ist. 44. The device according to claim 42 or 43, wherein the material recycling of the fibers taken from the biomass processing device is the production of a multi-component element, for example a plastic composite material element, using the wood fibers as a reinforcing material.
45. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 42-44, wobei zur stofflichen Verwertung der Fasern eine Spritzgießvorrichtung vorgesehen ist, die zur Herstellung von faserverstärkten Kunststoffteilen unter Einsatz der aus der Biomasseverarbeitungsvorrichtung entnommenen Fasern eingerichtet ist. 45. Device according to one of claims 42-44, wherein an injection molding device is provided for the material recycling of the fibers, which is set up to produce fiber-reinforced plastic parts using the fibers removed from the biomass processing device.
46. Verfahren zur stofflichen Verwertung von Holzfasern, wobei das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9-15, 22-31, 37-41 eingesetzt wird, um stofflich verwertbare Fasern zu erzeugen, während stofflich nicht verwertbares Material der energetischen Verwertung zugeführt wird. 46. Process for the material recycling of wood fibers, wherein the method according to one of claims 9-15, 22-31, 37-41 is used to produce material-usable fibers, while material that cannot be recycled is fed into energy recovery.
47. Verfahren nach Anspruch 46, wobei die stoffliche Verwertung über einen Prozess betrieben wird, der im Wesentlichen direkt an den Prozess zur Erzeugung der Fasern durch das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9-15, 22-31, 37-41 gekoppelt ist. 47. The method according to claim 46, wherein the material recycling is carried out via a process which is essentially directly coupled to the process for producing the fibers by the method according to one of claims 9-15, 22-31, 37-41.
EP14744534.0A 2013-07-25 2014-07-25 Biomass-processing device and method Withdrawn EP3025106A2 (en)

Applications Claiming Priority (4)

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