WO2008034437A1 - Compressed fuel composed of renewable organic residues and/or raw materials and production thereof - Google Patents

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    • Y02E50/30Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

Definitions

  • the invention relates to a compressed fuel from organic residues and / or raw materials with at least one additive for heating value increase and to reduce slag formation and a method for producing such a fuel.
  • Fuels from compressed renewable organic resources such as straw as a by-product of cereal or rape plant and other seed plants, but also wood waste, rapeseed cake as a waste product in oil production from oilseed rape u. ⁇ .
  • Organic raw materials and residues are becoming increasingly important for energy production, in particular thermal energy, in both industrial and private sectors.
  • a compressed fuel which consists of a mixture of wood in comminuted form and other organic by-products and residues, wherein the wood content in comminuted form between 20 and 80% and the remaining portion of other organic Components of renewable resources without binder.
  • This fuel comes with a process prepared according to which the mixture before pressing on the mixing ratio of wood in crushed form and organic constituents to an input and press humidity between 5% to 40% is set and pressed.
  • DE 10 2004 042 659 A1 discloses a shaped fuel body which, according to the method, is produced by mixing an agricultural waste material, a first additive to increase the calorific value and a second additive to reduce formation of slag to form a substance mixture and subsequent shaping of the substance mixture to give a shaped body.
  • primary waste from the grain harvest is used as agricultural waste and as the first additive residual products from grain processing and as a second additive for reducing slag formation lime.
  • This composition of the fuel body consists essentially of straw and residual products of the grain processing, so that similar to the pure straw combustion of the combustion process takes place in four phases, namely 1. the evaporation of moisture, 2. the gasification, in which a combustible gas with a certain Content of carbon, hydrogen, methane and other hydrocarbons is formed, 3. the gas combustion, 4. the burning of the coke residues.
  • the gasification in which a combustible gas with a certain Content of carbon, hydrogen, methane and other hydrocarbons is formed
  • the gas combustion 4. the burning of the coke residues.
  • This combustion process is always a sufficient oxygen Secure supply to ensure complete combustion and to prevent that instead of carbon dioxide forms a larger proportion of carbon monoxide, which is released with the flue gas to the atmosphere.
  • the sufficient supply of oxygen is, as known, achieved by a so-called excess air, which is higher than the theoretically required combustion air.
  • the ash of fuels from agricultural raw materials is not without problems due to the mineral components, such as silicates, which are known to have a low melting point. It has been shown that even at temperatures of ⁇ 600 ° C, the ash can become sticky, which leads to slag formation and bonding of the grates, which is very disadvantageous especially for smaller boiler. Although the slag formation can be reduced by the proposed additive lime but not permanently prevented.
  • the object of the present invention is therefore to improve the abovementioned fuels from renewable organic residues and / or raw materials in that the fuel can be used in each furnace, an improved Has burn-through behavior and a higher calorific value with less smoke and which is almost soot-free and emission-free during combustion and has an ash softening point, which permanently prevents slag formation and thus sticking of the grates, and to propose a method of production, which is energy-reduced in a continuous implementation and ensures a consistent quality of the fuel.
  • This object is achieved according to the invention with a compressed fuel from renewable organic residue and / or raw materials, in which the fuel mixture from - 72 to 83 wt.% Combustible organic residues and / or raw materials having a moisture content of 8 to 20%,
  • a compressed fuel can be produced from organic substances, which has a calorific value of approximately 6.8 kWh / kg, which is considerably higher than the calorific value of fuels, with significantly improved burn through behavior made of pressed straw; Wood; Wood / straw and can even be settled approximately in the range of the calorific value of liquid gas.
  • the sodium perborate passes when heated in oxoborate and is anhydrous, so that the ash softening point can be increased to about 815 ° C to 1098 0 C. At this ash softening point, the ash no longer becomes tacky so that slagging and caking thereof to the grate can be ruled out.
  • this mixture contains 0.4 to 0.6% hexamethylenetetramine based on the total mass. Hexamethylenetetramine aids in the ignition of the fuel and significantly promotes combustion burn-up of the fuel and soot reduction.
  • this mixture contains 1.0% to 1.5% lignin based on the total mass. Lignin promotes the Solidification of the compressed fuel and leaves after combustion almost no or only insignificant pollutants in the flue gas or in the ash.
  • up to 3% of the mixture may contain a further powdered additive or a water-soluble additive having a pH ⁇ 7 for increasing the ash softening point.
  • additives are preferably borax or sodium metasilicate or trinatium octaborate or zinc borate or trisodium phosphate or ammonium sulfates or similar chemical substances capable of raising the ash softening point.
  • the used organic residues and / or raw materials are preferably cereal straw of all kinds, sugar cane, bamboo, cotton perennials, jute, sisal, hemp, ramie, rice straw, rice husks, miscanthus, elephant grass, flax, coconut, kenaf or alfagras.
  • the mixture content of the organic residues and / or raw materials can also consist of 50-58% by weight of organic residues and / or raw materials and 22-25% by weight of rapeseed cake.
  • This proportion of mixture advantageously influences the economic production of the proposed fuel, the calorific value being at the same time distinguished by the remaining high-energy residual oil content in the rapeseed cake, which differs depending on the method used for obtaining oil from oilseed rape. can be high, cost can be further increased.
  • economical and environmentally friendly disposal of rape cake if it can not be used as animal feed due to its high protein content.
  • the fusel oils are homologs of ethyl alcohol or higher alcohols, such as amyl alcohol. Since, as known, fusel oils reduce the viscosity of oils and fats, the penetration of organic raw materials can be promoted with a mixture of oil and / or fat / fusel oil. Consequently, the cost of the fuel due to the lower cost fuselage oils can be made more economical without the combustion process or the calorific value of the fuel is impaired or the Rau ⁇ hgas is additionally burdened with pollutants.
  • a fuel in general in particular fuels used in open hearths, such as in the chimney, may contain the mixture for compressing the fuel also based on the amount of oil 1.5 to 3 wt.% An odor improver.
  • the odor improver is preferably an oil-soluble essential oil, such as spruce needle, clove or citrus or desert fragrance oil. These odor improvers are miscible in oil and showed in a proportion of 1.5 to 3 wt.% Based on the amount of oil no negative influence on the combustion of the fuels and the exhaust gas to be discharged.
  • the mixture based on the mass of the total mixture, contains 1.5 to 3% by weight of an air-entraining agent.
  • This air entraining agent is preferably a powdered sodium lauryl sulfate or sodium dodecyl sulfate or a sodium lauryl sulfate or sodium dodecyl sulfate dissolved in water and having a pH of ⁇ 7.
  • Air-entraining agents with a pH> 7 are not toxic but biodegradable and, on the one hand, additionally increase the oxygen content in the fuel, which favors incineration, and on the other hand contain masked surfactants which improve the penetration of the organic residual and / or raw materials ,
  • the organic residual and / or raw materials used are naturally naturally aged and suitably seasoned neuro raw materials or old raw materials, such as, for example, gray straw.
  • raw materials include the chemical and partially aggressive substances such as silicate, chlorine, potassium and others. Containing organic residues and / or raw materials and having a corrosive effect on the boiler system and flue gas pipes or affect the combustion process or the ash, partially degraded by weathering.
  • the organic residual and / or raw materials used can also be artificially and application-relieved residual and / or raw materials for breaking down the chemical and partially aggressive substances.
  • the organic residue and / or raw material contains 0.1 to 0.3% by weight of a UV absorber having a preferred pH ⁇ 7 or an UV promoting the aging
  • Added additive with a preferred pH ⁇ 7 or the organic residues and / or raw materials are alternatively pretreated with UV rays.
  • the duration of the aging process can be limited to a very short time and waived on storage areas for long-term aging by weathering and the production process of the fuels are carried out more economically.
  • the mixture of organic residual and / or raw materials with the metered oil and / or fat content or the ready-mixed fuel mixture is subjected to a vacuum impregnation.
  • the stored gas (air) is removed from the pores of the organic residual and / or raw materials and thus substantially increases the absorption capacity of the residual and / or raw materials for the oil and / or fat.
  • the compression process and the combustion process are significantly promoted and the compressed fuels are given higher density and stability.
  • the fuel mixture based on the oil and / or fat content contains an addition of 1-5 wt.% Surfactants having a pH ⁇ 7.
  • the admixed surfactants are from the group of ampholytic or amphoteric surfactants, wherein preferably ampholytic or amphoteric surfactants are used, which have as a basis a fatty acid from coconut oil or palm oil or jatropha oil.
  • surfactants with a pH ⁇ 7 are in the alkaline range and are therefore not dangerous goods, in particular ampholytic or amphoteric surfactants containing a fatty acid of coconut oil, palm oil or jatropha oil are readily biodegradable and the combustion of the Fuel and do not affect the exhaust gases.
  • Burning tests have also shown that with a fuel mixture containing surfactants, it is also possible to achieve a calorific value of approximately 6.8 kWh / kg and greater, whereby the fuels likewise achieve good dust-free throughput behavior and smoke-free combustion showed. Rather, experimental measurements have even shown that hardly measurable pollutants were detectable in the exhaust gas during the combustion of these fuels.
  • the fuel mixture is preferably compressed at a pressure of between 200 and 250 bar to give moldings.
  • This pressing pressure was a high Dosability of the substances as well as a high density and stability achieved.
  • the compressed fuel is produced from organic residual and / or raw materials by a process according to which
  • the organic residues and / or raw materials are cleaned and comminuted by themselves or in a mixture with a moisture of 8 to 20% of foreign bodies, dust and waste,
  • the shredded residual and / or raw materials are dedusted via an exhaust air filter and metered into a mixing and metering device in a predetermined percentage ratio to the proportions of the other substances to be admixed,
  • Residual and / or raw materials of the oil and / or fat content at a temperature of> 60 ° and the liquid portions of the air entrainers and / or fusel oils and / or ash melting point-increasing substances in aqueous solution alone or mixed with the oil and / or or fat can be added and
  • the powdered and / or granular portions of the sodium perborate and / or hexamethylenetetramine and / or lignin and / or ash melting point-increasing substances and / or air entraining agents in powder form are metered in for themselves or a premixed charge and - That then the fuel components are mixed in the mixing and metering to form a homogeneous fuel mixture and the homogeneous fuel mixture metered a pelleting press is fed, where it is preferably pressed with a pressure of 200 to 250 bar to fuel bodies.
  • This process allows the fuel to be continuously produced from a fuel mixture having a consistent composition of the fuel substances as well as a controlled constant humidity and being free of non-combustible constituents.
  • the oil and / or fat content has a viscosity which ensures a good adhesion to the organic residue and / or rust. Rather, with the compression of the fuel mixture at a preferred pressure of 200 to 250 bar, the fuel is compressed with a very high density and stability, which among other things also contributes to the burn-through behavior is consistent until complete combustion of the fuel body.
  • the liquid and dissolved in water substances may optionally already premixed either for themselves or with each other, but also the powdered or granular substances may also be optionally added by itself or with each other premixed the residual and / or raw material content. It is only crucial that first the liquid or dissolved in water and then the powdered or granular substances are added.
  • the shredded and dedusted residues and / or raw materials are stored in a metered silo and dosed fed to the mixing and metering unit.
  • the comminuted organic residual and / or raw materials are treated after dedusting with a UV radiation, then dwell for the aging period in a silo or alternatively that the crushed organic residues and / or raw materials after Dedusting with an aging-promoting UV additive or UV absorber of 0.1 -0.3 wt.% Based on the mass of the residual and / or raw material are added and then dwell for the aging in a silo.
  • an aging-promoting UV additive or UV absorber of 0.1 -0.3 wt.%
  • the dosing silo provided for in the process sequence for the residual and / or raw materials is used for the artificial aging period, in which the dosing silo is designed with a storage capacity which allows a continuous process execution while maintaining the aging time.
  • the oil and / or fat content is fed with the mixed portion of 1-5 wt.% Surfactants based on the oil and / or fat content of the mixing and metering device.
  • the comminuted residual and / or raw materials are vacuum-impregnated with the added oil and / or fat content or the homogenously mixed fuel mixture is vacuum-impregnated prior to pelleting.
  • the air transport of the comminuted residual and / or raw material to the exhaust air filter is carried out with a heated air for moisture equalization. This ensures that the organic residual and / or raw materials added to the mixing and metering unit and shredded always have an approximately constant moisture content.
  • the metering units of the oils and / or fats, the liquid and the powdery or granular substances to the mixing and metering unit depend on the metered mass of the remaining and / or raw materials for the mixing and metering device volumetrically or gravimetrically controlled. This ensures that with fluctuating dosing masses of the residual and / or raw materials always the predetermined percentage proportions of the substances for the fuel mixture are guaranteed.
  • Fuel mixture (1) consists of a recipe of
  • this fuel mixture a shredded UV-irradiated wheat straw is used, which was thus artificially aged. After aging, the ⁇ 60 0 C heated palm oil component with mixed surfactants and the sodium perborate content is added.
  • Fuel mixture (2) consists of a recipe of
  • hemp fibers For the production of this fuel mixture comminuted hemp fibers are used, which is mixed with the proportion of the aging-promoting UV additive or the UV absorber and thus artificially aged. After aging, the hemp fibers of ⁇ 6O 0 C is heated sunflower oil content blended with surfactants and the proportion Natriumperboratanteil and then added the lignin in powder form.
  • Fuel mixture (4) consists of a recipe of
  • aging-promoting UV additive having a pH ⁇ 7 or a UV absorber having a pH ⁇ 7.
  • Comminuted rice straw is used to produce this fuel mixture, which is mixed with the proportion of aging-promoting UV additive or UV absorber and thus artificially aged.
  • ⁇ 60 0 C is heated tube rapeseed oil fraction with mixed-in surfactants content and fusel oil content and the Natriumperboratanteil and zinc borate content added.
  • Fuel mixture (5) consists of a recipe of
  • Comminuted miscanthus is used to produce this fuel mixture, which is mixed with the proportion of the aging-promoting UV additive or the UV absorber and thus artificially aged. After aging, the ⁇ 60 0 C heated olive oil content with the mixed surfactant proportion and the sodium perborate content is added.
  • Fuel mixture (6) consists of a recipe
  • sodium perborate 2.5% sodium perborate with a total mass addition of 2% of a mixture consisting of about 0.6% Borax, about 0.6% trisodium phosphate and 0.8% ammonium sulfate,
  • odor improver and / or air entrainment agent may of course be included in any fuel mixture designed according to the inventive teaching and is not bound to the use of naturally aged residual and / or raw materials.
  • each listed fuel mixture 2 to 6 but also other selected fuel mixtures can be produced by a technological process in which the organic see residues and / or raw materials were aged by UV radiation, such as running in fuel mixture 1.
  • aging-promoting UV additives or UV absorbers can be dispensed with, and the percentage of organic residues and / or raw materials increases by the percentage of aging-promoting UV additives or UV absorbers.
  • an aging-promoting UV additive with a pH ⁇ 7 or a UV absorber with a pH ⁇ 7 can be used, in this case decreases the wheat straw content by the percentage of the UV additive or UV absorber.
  • an aging-promoting UV additive or a UV absorber is dependent on the geographical location of the production of the fuels or of the raw materials used and is to decide when starting the production of fuels from case to case.
  • compositions of the fuel mixtures are exemplary compositions and can therefore be changed depending on the nature of the organic residual and / or raw materials within the limits of the percentage be.
  • the percentage composition of the fuel mixture and the choice of additives or their combination, with the exception of odor improvers, depends on the nature and characteristics of the organic residues and / or raw materials and possibly the properties of already treated organic residues to be added as a waste product from other processes. dependent.

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Abstract

The invention relates to a compressed fuel composed of organic residues and/or raw materials having at least one additive for increasing the calorific value and for decreasing slag formation, which fuel consists of a fuel mixture which contains a) 72 to 83% by weight combustible organic residues and/or raw materials having a moisture of 8 to 20%, b) 15 to 25% by weight natural organic oils and/or fats for increasing the calorific value and c) 2 to 3% by weight sodium perborate for increasing the ash melting point and as oxygen supplier. As organic residues and/or raw materials, use is made of comminuted and naturally aged or artificially aged (by UV irradiation or by the addition of 0.1-0.3% by weight of age-promoting UV additives or UV absorbers) cereal straw of all types, sugar cane, bamboo, cotton plants, jute, sisal, hemp, ramie, rice straw, rice husks, Chinese silver grass, elephant grass, flax, coconut, kenaf, or esparto grass, into which, for improving penetrability, the oil and/or fat fraction with admixed surfactant fraction of 1-5% by weight based on the oil/fat fraction is added. In addition, the fuel mixture can contain 0.4-0.6% by weight of hexamethylenetetramine for supporting ignition and burning acceleration and soot reduction, and also 1.0-1.5 lignin for solidification. This fuel has scarcely any tendency to slag formation, has good burn-up behaviour and a calorific value of 6.8 kWh/kg, wherein the exhaust gas is free of fine dust and contains scarcely any measurable pollutants.

Description

Verpresster Brennstoff aus nachwachsenden organischen Rest- und/oder Rohstoffen und Verfahren zu dessen HerstellungCompressed fuel from renewable organic residues and / or raw materials and process for its production
Die Erfindung betrifft einen verpressten Brennstoff aus organischen Rest- und/oder Rohstoffen mit mindestens einem Zusatz zur Heizwerterhöhung und zur Verringerung der Schlackebildung und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Brennstoffs.The invention relates to a compressed fuel from organic residues and / or raw materials with at least one additive for heating value increase and to reduce slag formation and a method for producing such a fuel.
Brennstoffe aus verpressten nachwachsenden organischen Rohstoffen, wie beispielsweise Stroh als Nebenprodukt des Getreide- oder Rapsanbaus und anderer Samenpflanzen aber auch Holzabfälle, Rapskuchen als Abfallprodukt bei der Ölgewinnung aus Raps u. ä. organische Roh- und Reststoffe gewinnen für die Energieerzeugung, insbesondere von Wärmeenergie, sowohl in industriellen als auch in privaten Bereichen immer mehr an Bedeutung.Fuels from compressed renewable organic resources, such as straw as a by-product of cereal or rape plant and other seed plants, but also wood waste, rapeseed cake as a waste product in oil production from oilseed rape u. Ä. Organic raw materials and residues are becoming increasingly important for energy production, in particular thermal energy, in both industrial and private sectors.
Aus der DE 103 34 645 Al ist ein verpresster Brennstoff bekannt, der aus einem Gemisch von Holz in zerkleinerter Form und aus weiteren organischen Nebenprodukten und Reststoffen besteht, wobei der Holzanteil in zerkleinerter Form zwischen 20 und 80% beträgt und der restliche Anteil aus anderen organischen Bestandteilen nachwachsender Rohstoffe ohne Bindemittel besteht. Dieser Brennstoff wird mit einem Verfahren hergestellt, nach dem das Gemisch vor dem Verpressen über das Mischungsverhältnis von Holz in zerkleinerter Form und organischen Bestandteilen auf eine Eingangs- und Pressfeuchte zwischen 5% bis 40% eingestellt und verpresst wird. Eine auf diese Weise eingestellte Eingangs- und Pressfeuchte kann aber zu großen Schwankungen der Feuchte im Brennetoffgemiseh führen, die zwar für das bindemittelfreie Verpressen des Gemischs selbst unerheblich sein kann, sich aber u. a. negativ auf die Dichte und das Durchbrandverhalten der Brennstoffkörper und damit auf den Heizwert, der zwischen 4,8 bis 5 kWh/ kg liegen soll, und die Rauchentwicklung beim Verbrennen auswirkt.From DE 103 34 645 Al a compressed fuel is known, which consists of a mixture of wood in comminuted form and other organic by-products and residues, wherein the wood content in comminuted form between 20 and 80% and the remaining portion of other organic Components of renewable resources without binder. This fuel comes with a process prepared according to which the mixture before pressing on the mixing ratio of wood in crushed form and organic constituents to an input and press humidity between 5% to 40% is set and pressed. However, set in this way input and Pressfeuchte can lead to large variations in the humidity in the Brennetoffgemiseh, although may be irrelevant for the binder-free compression of the mixture itself, but negative, inter alia, on the density and the burning behavior of the fuel body and thus on the calorific value , which should be between 4.8 to 5 kWh / kg, and which causes smoke during combustion.
Aus der DE 10 2004 042 659 Al ist ein Brennstoffformkörper bekannt, der verfahrensgemäß durch Mischen eines agraren Abfallstoffs, eines ersten Zusatzstoffs zur Erhöhung des Heizwertes und eines zweiten Zusatzstoffs zur Verringerung von Schlackebildung zu einem Stoffgemisch und anschließenden Formen des Stoffgemisches zu einem Formkörper hergestellt wird. Dabei werden als agrare Abfallstoffe primäre Abfälle der Getreideernte und als erster Zusatzstoff Restprodukte der Getreideverarbeitung und als zweiter Zusatzstoff zur Verringerung der Schlackebildung Kalk genutzt.DE 10 2004 042 659 A1 discloses a shaped fuel body which, according to the method, is produced by mixing an agricultural waste material, a first additive to increase the calorific value and a second additive to reduce formation of slag to form a substance mixture and subsequent shaping of the substance mixture to give a shaped body. In this case, primary waste from the grain harvest is used as agricultural waste and as the first additive residual products from grain processing and as a second additive for reducing slag formation lime.
Diese Zusammensetzung der Brennstoffkörper besteht im wesentlichen aus Stroh und Restprodukten der Getreideverarbeitung, so dass ähnlich wie bei der reinen Strohverbrennung der Verbrennungsvorgang in vier Phasen erfolgt, nämlich 1. dem Verdampfen der Feuchtigkeit, 2. der Vergasung, bei der ein brennbares Gas mit einem gewissen Gehalt an Kohlenstoff, Wasserstoff, Methan und anderen Kohlenwasserstoffen entsteht, 3. der Gasverbrennung, 4. dem Verbrennen der Koksreste. Bei diesem Verbrennungsvorgang ist stets eine ausreichende Sauerstoff- zufuhr zu sichern, um eine vollständige Verbrennung zu gewährleisten und zu verhindern, dass sich anstelle von Kohlendioxid ein größerer Anteil an Kohlenmonoxid bildet, das mit dem Rauchgas an die Atmosphäre abgegeben wird. Die ausreichende Sauerstoffzufuhr wird, wie bekannt, durch einen so genannten Luftüberschuss erreicht, der über der theoretisch erforderlichen Verbrennungsluft liegt. Folglich erhöht dieser Luftüberschuss die in die Atmosphäre abzuführende Rauchgasmenge, die bei diesem Verbrennungsverfahren u. a. auch mit kleinen Aschepartikeln, Feinstaub und Alkalisalzen behaftet ist, die die Umwelt zusätzlich belasten. Der erforderliche Luftüberschuss führt aber auch dazu, dass diese Brennstoffe nur in Feuerungsanlagen eingesetzt werden können, die einen zusätzlichen Luftüberschuss gewährleisten.This composition of the fuel body consists essentially of straw and residual products of the grain processing, so that similar to the pure straw combustion of the combustion process takes place in four phases, namely 1. the evaporation of moisture, 2. the gasification, in which a combustible gas with a certain Content of carbon, hydrogen, methane and other hydrocarbons is formed, 3. the gas combustion, 4. the burning of the coke residues. In this combustion process is always a sufficient oxygen Secure supply to ensure complete combustion and to prevent that instead of carbon dioxide forms a larger proportion of carbon monoxide, which is released with the flue gas to the atmosphere. The sufficient supply of oxygen is, as known, achieved by a so-called excess air, which is higher than the theoretically required combustion air. Consequently, this excess of air increases the amount of flue gas to be discharged into the atmosphere, which in this combustion process is also associated, inter alia, with small ash particles, particulate matter and alkali salts, which additionally pollute the environment. However, the required excess air also means that these fuels can only be used in combustion plants that ensure additional air surplus.
Aber auch der Heizwert wird mit diesen Brennstoffkörpern gegenüber vergleichbaren Brennstoffen nicht wesentlich verbessert und soll annähernd in der Nähe von Holz also bei ca. 5,0 kWh/kg liegen.But the calorific value is not significantly improved with these fuel bodies compared to comparable fuels and should be approximately in the vicinity of wood so at about 5.0 kWh / kg.
Des weiteren ist die Asche von Brennstoffen aus agraren Rohstoffen infolge der mineralischen Anteile, wie beispielsweise Silikate, die bekanntlich einen niedrigen Schmelzpunkt haben, nicht ohne Probleme. So hat sich gezeigt, dass bereits bei Temperaturen von ≤ 600° C die Asche klebrig werden kann, was zur Schlackebildung und zum Verkleben der Feuerroste führt, was insbesondere für kleinere Kessel sehr nachteilig ist. Die Schlackebildung kann zwar durch den vorgeschlagenen Zusatzstoff Kalk verringert aber nicht dauerhaft verhindert werden.Furthermore, the ash of fuels from agricultural raw materials is not without problems due to the mineral components, such as silicates, which are known to have a low melting point. It has been shown that even at temperatures of ≤ 600 ° C, the ash can become sticky, which leads to slag formation and bonding of the grates, which is very disadvantageous especially for smaller boiler. Although the slag formation can be reduced by the proposed additive lime but not permanently prevented.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher die eingangs genannten Brennstoffe aus nachwachsenden organischen Rest- und/oder Rohstoffen dadurch zu verbessern, dass der Brennstoff in jeder Feuerungsanlage nutzbar ist, ein verbessertes Durchbrandverhalten und einen höheren Heizwert bei geringerer Rauchbildung aufweist und der bei der Verbrennung annähernd rußfrei und emissionsfrei ist und einen Ascheerweichungspunkt aufweist, der eine Schlackebildung und damit ein Verkleben der Feuerroste dauerhaft verhindert, sowie ein Verfahren zur Herstellung vorzuschlagen, das bei einer kontinuierlichen Durchführung energiereduziert ist und eine gleich bleibende Qualität des Brennstoffs gewährleistet.The object of the present invention is therefore to improve the abovementioned fuels from renewable organic residues and / or raw materials in that the fuel can be used in each furnace, an improved Has burn-through behavior and a higher calorific value with less smoke and which is almost soot-free and emission-free during combustion and has an ash softening point, which permanently prevents slag formation and thus sticking of the grates, and to propose a method of production, which is energy-reduced in a continuous implementation and ensures a consistent quality of the fuel.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem verpressten Brennstoff aus nachwachsendem organischen Reststoff und/oder Rohstoffen gelost, bei dem das Brennstoffgemisch aus - 72 bis 83 Gew.% verbrennungsfähigen organischen Reststoffen und/oder Rohstoffen mit einer Feuchte von 8 bis 20%,This object is achieved according to the invention with a compressed fuel from renewable organic residue and / or raw materials, in which the fuel mixture from - 72 to 83 wt.% Combustible organic residues and / or raw materials having a moisture content of 8 to 20%,
- 15 bis 25 Gew.% natürlichen organischen Ölen und/oder Fetten15 to 25% by weight of natural organic oils and / or fats
- zur Heizwerterhöhung und- for heating value increase and
- 2 bis 3 Gew.% Natriumperborat zur Erhöhung des Asσhe- schmelzpunktes und als Sauerstofflieferant besteht.- 2 to 3 wt.% Sodium perborate to increase the Asσhe- melting point and as an oxygen supplier consists.
Es hat sich überraschend gezeigt, dass mit dieser Brennstoff- zusammensetzung ein verpresster Brennstoff aus organischen Stoffen hergestellt werden kann, der bei einem wesentlich verbesserten Durchbrandverhalten einen Heizwert von ca. 6,8 kWh/kg aufweist, der erheblich höher ist als der Heizwert von Brennstoffen aus verpressten Stroh; Holz; Holz/Stroh und sogar annähernd im Bereich des Heizwertes von Flüssigkeitsgas angesiedelt werden kann.It has surprisingly been found that with this fuel composition, a compressed fuel can be produced from organic substances, which has a calorific value of approximately 6.8 kWh / kg, which is considerably higher than the calorific value of fuels, with significantly improved burn through behavior made of pressed straw; Wood; Wood / straw and can even be settled approximately in the range of the calorific value of liquid gas.
Mit dem Anteil der natürlichen Öle- und/oder Fette, die bekanntlich über ein gutes Adhäsionsverhalten verfügen, konnte auf Zusätze von native oder modifizierte Stärke verzichtet und die Staubbildung während der Verbrennung unterbunden werden, so dass die abzuleitenden Rauchgase annähernd frei von Feinstaub sind.With the proportion of natural oils and / or fats, which are known to have a good adhesion behaviors, could be dispensed with additions of native or modified starch and Dust formation during combustion are prevented, so that the derived flue gases are almost free of particulate matter.
Durch den Anteil des Natriumperborats , das wie allgemein bekannt, bei der Erwärmung kontinuierlich seinen Sauerstoffanteil (ca.9, 9%) abgibt, wird der Verbrennungsvorgang auch ohne einen zusätzlichen Luftüberschuss konstant und mit einem ausreichenden Sauerstoffanteil bis zur vollständigen Verbrennung der Brennstoffkörper unterstützt. Folglich sind diese Brennstoffe für alle Feuerstätten geeignet, bei denen kein zusätzlicher Luftüberschuss gewährleistet werden kann. Vielmehr, durch den kontinuierlich und ausreichenden Sauerstoffanteil der bei der Erwärmung des Natriumperborats abgegeben wird, werden Schwelbrände, deren Rauchgas mit einem erhöhten Koh- lenmonoxid belastet sein können, völlig vermieden.As a result of the proportion of sodium perborate, which, as is generally known, continuously releases its oxygen content (approx. 9.9%) during heating, the combustion process is also maintained without an additional excess of air and with a sufficient oxygen content until the fuel bodies are completely burnt. Consequently, these fuels are suitable for all fireplaces where no additional excess air can be guaranteed. Rather, by the continuous and sufficient oxygen content is released during the heating of the sodium perborate, smoldering fires whose flue gas can be loaded with an increased carbon monoxide, completely avoided.
Darüber hinaus geht das Natriumperborat bei der Erwärmung in Oxoborat über und ist wasserfrei, so dass der Ascheerweichungspunkt auf ca. 815°C bis 10980C erhöht werden kann. Bei diesem Ascheerweichungspunkt wird die Asche nicht mehr klebrig, so dass eine Schlackebildung und ein Anbacken derselben an den Feuerrost ausgeschlossen werden kann.In addition, the sodium perborate passes when heated in oxoborate and is anhydrous, so that the ash softening point can be increased to about 815 ° C to 1098 0 C. At this ash softening point, the ash no longer becomes tacky so that slagging and caking thereof to the grate can be ruled out.
Vorteilhaft ist, wenn dieses Gemisch bezogen auf die Gesamtmasse 0,4 bis 0,6% Hexamethylentetramin enthält. Hexamethylentetramin ist unterstützend für die Zündung des Brennstoffs und begünstigt wesentlich die Abbrandbeschleuni- gung des Brennstoffes und die Rußreduzierung.It is advantageous if this mixture contains 0.4 to 0.6% hexamethylenetetramine based on the total mass. Hexamethylenetetramine aids in the ignition of the fuel and significantly promotes combustion burn-up of the fuel and soot reduction.
Vorteilhaft ist auch, wenn dieses Gemisch bezogen auf die Gesamtmasse 1,0% bis 1,5% Lignin enthält. Lignin fördert die Verfestigung des verpressten Brennstoffs und hinterlässt nach der Verbrennung annähernd keine oder nur unbedeutende Schadstoffe im Rauchgas bzw. in der Asche.It is also advantageous if this mixture contains 1.0% to 1.5% lignin based on the total mass. Lignin promotes the Solidification of the compressed fuel and leaves after combustion almost no or only insignificant pollutants in the flue gas or in the ash.
Um den Ascheerweichungspunkt weiter zu erhöhen, kann dem Gemisch, bezogen auf die Gesamtmasse des Brennstoffgemischs , bis zu 3% einen weiteren pulverförmigen Zusatz oder einen in Wasser gelösten Zusatz mit einem pH-Wert ≥ 7 zur Erhöhung des Ascheerweichungspunktes enthalten.In order to further increase the ash softening point, up to 3% of the mixture, based on the total mass of the fuel mixture, may contain a further powdered additive or a water-soluble additive having a pH ≥ 7 for increasing the ash softening point.
Diese Zusätze sind bevorzugt Borax oder Natriummetasilikat oder Trinatiumoctaborat oder Zinkborat oder Trinatriumphosphat oder Amoniumsulfate oder ähnliche chemische Substanzen, die geeignet sind, den Ascheerweichungspunkt anzuheben.These additives are preferably borax or sodium metasilicate or trinatium octaborate or zinc borate or trisodium phosphate or ammonium sulfates or similar chemical substances capable of raising the ash softening point.
Die eingesetzten organischen Reststoffe und/oder Rohstoffe sind bevorzugt Getreidestroh aller Art, Zuckerrohr, Bambus, Baumwollstauden, Jute, Sisal, Hanf, Ramie, Reisstroh, Reisschalen, Chinaschilf, Elefantengras, Flachs, Kokos, Kenaf oder Alfagras. Mit diesen Reststoff- und Rohstoffarten konnten in Verbindung mit der vorgeschlagenen Zusammensetzung des verpressten Brennstoffs annähernd gleiche Heizwerte erreicht aber auch dichte und verpresste Brennstoffe mit guter Dosierbarkeit hergestellt werden.The used organic residues and / or raw materials are preferably cereal straw of all kinds, sugar cane, bamboo, cotton perennials, jute, sisal, hemp, ramie, rice straw, rice husks, miscanthus, elephant grass, flax, coconut, kenaf or alfagras. With these types of residues and raw materials, in connection with the proposed composition of the compressed fuel, approximately the same calorific values could be achieved, but also dense and compressed fuels with good meterability could be produced.
Der Gemischanteil der organischen Reststoffe und/oder Rohstoffe kann auch aus 50 - 58 Gew.% organischen Reststoffen und/oder Rohstoffen und 22 — 25 Gew.% Rapskuchen bestehen. Dieser Gemischanteil beeinflusst die wirtschaftliche Herstellung des vorgeschlagenen Brennstoffs vorteilhaft, wobei gleichzeitig der Heizwert durch den verbleibenden energiereichen Restölgehalt im Rapskuchen, der in Abhängigkeit des angewandten Verfahrens zur Ölgewinnung aus Raps unterschied- lieh hoch sein kann, kostengünstig weiter erhöht werden kann. Darüber hinaus erfolgt gleichzeitig eine wirtschaftliche und umweltfreundliche Entsorgung des Rapskuchens, wenn er auf Grund seines hohen Eiweißgehaltes nicht als Tierfutter genutzt werden kann .The mixture content of the organic residues and / or raw materials can also consist of 50-58% by weight of organic residues and / or raw materials and 22-25% by weight of rapeseed cake. This proportion of mixture advantageously influences the economic production of the proposed fuel, the calorific value being at the same time distinguished by the remaining high-energy residual oil content in the rapeseed cake, which differs depending on the method used for obtaining oil from oilseed rape. can be high, cost can be further increased. In addition, at the same time economical and environmentally friendly disposal of rape cake, if it can not be used as animal feed due to its high protein content.
Aber auch der Gemischanteil an natürlichen organischen Ölen und/oder Fetten kann bei diesem Brennstoff aus 13 - 21 Gew.% natürlichen organischen Ölen und/oder Fetten und 2 — 4 Gew.% Fuselöl bestehen .But the mixture content of natural organic oils and / or fats in this fuel from 13 to 21 wt.% Natural organic oils and / or fats and 2-4 wt.% Fuselöl exist.
Vorteilhafterweise sind in diesem Fall die Fuselöle Homologe des Äthylalkohols oder höhere Alkohole, wie Amylalkohol. Da, wie bekannt, Fuselöle die Viskosität von Ölen und Fetten reduzieren, kann mit einem Gemisch aus Öl- und/oder Fett/Fuselöl die Penetration von organischen Rohstoffen begünstigt werden. Folglich können die Kosten des Brennstoffs infolge der kostengünstigeren Fuselöle verbrauchergünstiger gestaltet werden, ohne dass der Verbrennungsvorgang oder der Heizwert des Brennstoffs beeinträchtigt oder das Rauσhgas mit Schadstoffen zusätzlich belastet wird.Advantageously, in this case, the fusel oils are homologs of ethyl alcohol or higher alcohols, such as amyl alcohol. Since, as known, fusel oils reduce the viscosity of oils and fats, the penetration of organic raw materials can be promoted with a mixture of oil and / or fat / fusel oil. Consequently, the cost of the fuel due to the lower cost fuselage oils can be made more economical without the combustion process or the calorific value of the fuel is impaired or the Rauσhgas is additionally burdened with pollutants.
Ein Brennstoff allgemein, insbesondere Brennstoffe, die in offenen Feuerstätten, wie beispielsweise im Kamin genutzt werden, kann das Gemisch zum Verpressen des Brennstoffs auch bezogen auf die Ölmenge 1,5 bis 3 Gew.% einen Geruchsverbesserer enthalten.A fuel in general, in particular fuels used in open hearths, such as in the chimney, may contain the mixture for compressing the fuel also based on the amount of oil 1.5 to 3 wt.% An odor improver.
Der Geruchsverbesserer ist bevorzugt ein in Öl lösliches ätherisches Öl, wie Fichtennadel-, Nelken- oder Citrus- oder WaId- duftöl . Diese Geruchsverbesserer sind mischbar in Öl und zeigten bei einem Anteil von 1,5 - 3 Gew.% bezogen auf die Ölmenge keinen negativen Einfluss bei der Verbrennung der Brennstoffe und dem abzuführenden Abgas .The odor improver is preferably an oil-soluble essential oil, such as spruce needle, clove or citrus or desert fragrance oil. These odor improvers are miscible in oil and showed in a proportion of 1.5 to 3 wt.% Based on the amount of oil no negative influence on the combustion of the fuels and the exhaust gas to be discharged.
Vorteilhaft ist auch, wenn das Gemisch bezogen auf die Masse des Gesamtgemischs 1,5 bis 3 Gew.% einen Luftporenbildner enthält.It is also advantageous if the mixture, based on the mass of the total mixture, contains 1.5 to 3% by weight of an air-entraining agent.
Bevorzugt ist dieser Luftporenbildner ein pulverförmiges Na- triumlaurylsulfat oder Sodiumdodecylsulfat oder ein in Wasser gelöstes Natriumlaurylsulfat oder Sodiumdodecvlsulfat mit einem pH-Wert ≥ 7.This air entraining agent is preferably a powdered sodium lauryl sulfate or sodium dodecyl sulfate or a sodium lauryl sulfate or sodium dodecyl sulfate dissolved in water and having a pH of ≥ 7.
Luftporenbildner mit einem pH-Wert > 7 sind nicht toxisch aber biologisch abbaubar und erhöhen einerseits zusätzlich den Sauerstoffgehalt im Brennstoff, der die Verbrennung vortei- haft begünstigt, und andererseits enthalten sie verkappte Tenside, welche die Penetration der organischen Rest- und/oder Rohstoffe verbessern.Air-entraining agents with a pH> 7 are not toxic but biodegradable and, on the one hand, additionally increase the oxygen content in the fuel, which favors incineration, and on the other hand contain masked surfactants which improve the penetration of the organic residual and / or raw materials ,
Bevorzugt sind die eingesetzten organischen Rest- und /oder Rohstoffe natürlich gealterte und anwendungsgerecht abgelagerte Neurohstoffe oder Altrohstoffe, wie beispielsweise graues Stroh.The organic residual and / or raw materials used are naturally naturally aged and suitably seasoned neuro raw materials or old raw materials, such as, for example, gray straw.
Bei diesen Rohstoffen sind die chemischen und teilweise aggressiven Stoffe, wie Silikat, Chlor, Kalium u.a. , die organische Rest- und/oder Rohstoffe enthalten und eine korrodierende Wirkung auf die Kesselanlage und Rauchgasrohre haben oder den Verbrennungsvorgang oder die Asche beeinträchtigen, durch Verwitterung teilweise abgebaut.These raw materials include the chemical and partially aggressive substances such as silicate, chlorine, potassium and others. Containing organic residues and / or raw materials and having a corrosive effect on the boiler system and flue gas pipes or affect the combustion process or the ash, partially degraded by weathering.
Die eingesetzten organischen Rest- und/oder Rohstoffe können zum Abbau der chemischen und teilweise aggressiven Stoffe auch künstlich anwendungsgerecht gealterte Rest- und/oder Rohstoffe sein. Zur künstlichen Alterung wird bezogen auf die Masse des organischen Rest- und/oder Rohstoffanteils dem organischen Restund/oder Rohstoff 0,1 bis 0,3 Gew.% eines UV-Absorbers mit einem bevorzugten pH-Wert ≥ 7 oder ein die Alterung förderndes UV-Additiv mit einem bevorzugten pH-Wert ≥ 7 zugesetzt oder die organischen Reststoffe und/oder Rohstoffe werden alternativ mit UV-Strahlen vorbehandelt. Damit kann die Dauer des Alterungsprozesses auf eine sehr kurze Zeit beschränkt werden und auf Lagerflächen zur Langzeitalterung durch Verwitterung verzichtet und der Herstellungsprozess der Brennstoffe wirtschaftlicher durchgeführt werden.The organic residual and / or raw materials used can also be artificially and application-relieved residual and / or raw materials for breaking down the chemical and partially aggressive substances. For artificial aging, based on the mass of the organic residue and / or raw material fraction, the organic residue and / or raw material contains 0.1 to 0.3% by weight of a UV absorber having a preferred pH ≥ 7 or an UV promoting the aging Added additive with a preferred pH ≥ 7 or the organic residues and / or raw materials are alternatively pretreated with UV rays. Thus, the duration of the aging process can be limited to a very short time and waived on storage areas for long-term aging by weathering and the production process of the fuels are carried out more economically.
Um eine verbesserte Penetrierung der organischen Rest- und/ oder Rohstoffe zu erreichen, ist es vorteilhaft, wenn das Gemisch von organischen Rest- und/oder Rohstoffen mit dem zudosierten Öl- und/oder Fettanteil oder die fertig gemischte Brennstoffmischung einer Vakuumimprägnierung unterworfen wird. Auf diese Weise wird aus den Poren der organischen Rest- und/ oder Rohstoffe das eingelagerte Gas (Luft) entzogen und damit die Aufnahmefähigkeit der Rest- und/oder Rohstoffe für das Öl und/oder Fett wesentlich erhöht. Folglich wird der Verpres- sungsvorgang und der Verbrennungsprozess erheblich begünstigt und die verpressten Brennstoffe erhalten eine höhere Dichte und Stabilität.In order to achieve improved penetration of the organic residual and / or raw materials, it is advantageous if the mixture of organic residual and / or raw materials with the metered oil and / or fat content or the ready-mixed fuel mixture is subjected to a vacuum impregnation. In this way, the stored gas (air) is removed from the pores of the organic residual and / or raw materials and thus substantially increases the absorption capacity of the residual and / or raw materials for the oil and / or fat. As a result, the compression process and the combustion process are significantly promoted and the compressed fuels are given higher density and stability.
Zur Verbesserung der Penetrierung hat sich aber besonders vorteilhaft erwiesen, wenn das Brennstoffgemisch bezogen auf den Öl- und/oder Fettanteil einen Zusatz von 1 - 5 Gew.% Tenside mit einem pH-Wert ≥ 7 enthält.To improve the penetration has proved to be particularly advantageous if the fuel mixture based on the oil and / or fat content contains an addition of 1-5 wt.% Surfactants having a pH ≥ 7.
Vorteilhafterweise sind die beigemischten Tenside aus der Gruppe der ampholytischen oder amphoteren Tenside, wobei be- vorzugt ampholytische oder amphotere Tenside eingesetzt werden, die als Basis eine Fettsäure aus Cocosöl oder Palmenöl oder Jatrophaöl haben.Advantageously, the admixed surfactants are from the group of ampholytic or amphoteric surfactants, wherein preferably ampholytic or amphoteric surfactants are used, which have as a basis a fatty acid from coconut oil or palm oil or jatropha oil.
Es hat sich überraschend gezeigt, dass mit Tensiden die Oberflächenspannung der Rest- und/oder Rohstoffe so stark reduziert werden kann, dass organische Reststoffe in hohem Maße penetrierfähig sind, so dass beim Zusatz von Tensiden auf eine zusätzliche Vakuumimprägnierung des Rohstoff-Öl-Gemischs oder der Brennstoffmischung verzichtet werden kann. Folglich kann der Herstellungsprozess des Brennstoffs wesentlich wirtschaftlicher ausgestaltet werden.It has surprisingly been found that with surfactants, the surface tension of the residual and / or raw materials can be reduced so much that organic residues are highly penetrable, so that when adding surfactants to an additional vacuum impregnation of the raw material-oil mixture or the fuel mixture can be dispensed with. Consequently, the manufacturing process of the fuel can be made much more economical.
Darüber hinaus liegen Tenside mit einem pH-Wert ≥ 7 im alkalischen Bereich und sind daher kein Gefahrgut, wobei insbesondere ampholytische oder amphotere Tenside, die als Basis eine Fettsäure von Cocosöl, Palmenöl oder Jatrophaöl enthalten, leicht und schnell biologisch abbaubar sind und die Verbrennung der Brennstoffe begünstigen und die Abgase nicht beeinträchtigen.In addition, surfactants with a pH ≥ 7 are in the alkaline range and are therefore not dangerous goods, in particular ampholytic or amphoteric surfactants containing a fatty acid of coconut oil, palm oil or jatropha oil are readily biodegradable and the combustion of the Fuel and do not affect the exhaust gases.
Brennversuche haben aber auch gezeigt, dass mit einem Brenn- stoffgemisch, das Tenside enthält, ebenfalls ein Heizwert von ca. 6,8 kWh/kg und größer erreicht werden kann, wobei die Brennstoffe in gleicher Weise ein gutes staubfreies Durch- brandverhalten und rauchfreie Verbrennung zeigten. Vielmehr, Versuchsmessungen haben sogar ergeben, dass bei der Verbrennung dieser Brennstoffe kaum messbare Schadstoffe im Abgas nachweisbar waren.Burning tests have also shown that with a fuel mixture containing surfactants, it is also possible to achieve a calorific value of approximately 6.8 kWh / kg and greater, whereby the fuels likewise achieve good dust-free throughput behavior and smoke-free combustion showed. Rather, experimental measurements have even shown that hardly measurable pollutants were detectable in the exhaust gas during the combustion of these fuels.
Weiter vorteilhaft ist, wenn das Brennstoffgemisch vorzugsweise bei einem Pressdruck zwischen 200 und 250 bar zu Formkörpern verpresst ist. Mit diesem Pressdruck wurde eine hohe Dosierbarkeit der Substanzen sowie eine hohe Dichte und Stabilität erreicht.It is also advantageous if the fuel mixture is preferably compressed at a pressure of between 200 and 250 bar to give moldings. With this pressing pressure was a high Dosability of the substances as well as a high density and stability achieved.
Weiter vorteilhaft ist auch, wenn alle eingesetzten Additive im alkalischen Bereich (ph-Wert ≥ 7) liegen und nicht toxisch aber biologisch abbaubar sind. Damit wird gewährleistet, dass der Brennstoff keine korrosiven Bestandteile enthält, die bei der Verbrennung zur Korrosion führen können und die Asche des Brennstoffs kann problemlos umweltfreundlich entsorgt werden.It is also advantageous if all the additives used are in the alkaline range (pH value ≥ 7) and are not toxic but biodegradable. This ensures that the fuel contains no corrosive components that can lead to corrosion during combustion and the ash of the fuel can be easily disposed of environmentally friendly.
Erfindungsgemäß wird der verpresste Brennstoff aus organischen Rest- und/oder Rohstoffen mit einem Verfahren hergestellt, nach demAccording to the invention, the compressed fuel is produced from organic residual and / or raw materials by a process according to which
- die organischen Rest- und/oder Rohstoffe für sich oder im Gemisch mit einer Feuchte von 8- bis 20% von Fremdkörpern, Staub und Abfall gereinigt und zerkleinert werden,- the organic residues and / or raw materials are cleaned and comminuted by themselves or in a mixture with a moisture of 8 to 20% of foreign bodies, dust and waste,
- die zerkleinerten Rest- und/oder Rohstoffe über einen Ab- luftfilter entstaubt und einer Misch- und Dosiereinrichtung in einem vorbestimmten prozentualen Verhältnis zu den Anteilen der anderen beizumischenden Substanzen zudosiert werden,- The shredded residual and / or raw materials are dedusted via an exhaust air filter and metered into a mixing and metering device in a predetermined percentage ratio to the proportions of the other substances to be admixed,
- der zur Misch- und Dosiereinrichtung zudosierte Anteil der- The added to the mixing and metering proportion of
Rest- und/oder Rohstoffe der Öl- und/oder Fettanteil bei einer Temperatur von > 60° sowie die flüssigen Anteile der Luftporenbildner und/oder Fuselöle und/oder den Ascheschmelzpunkt erhöhende Substanzen in wässriger Lösung für sich oder gemischt mit dem Öl- und/oder Fettanteil zudosiert werden undResidual and / or raw materials of the oil and / or fat content at a temperature of> 60 ° and the liquid portions of the air entrainers and / or fusel oils and / or ash melting point-increasing substances in aqueous solution alone or mixed with the oil and / or or fat can be added and
- anschließend die pulver- und/oder granulatförmigen Anteile des Natriumperborats und/oder Hexamethylentetramins und/ oder Lignins und/oder Ascheschmelzpunkt erhöhende Substanzen und/oder Luftporenbildner in Pulverform für sich oder einer vorgemischten Charge zudosiert werden und - dass danach die Brennstoffkomponenten in der Misch- und Dosiereinrichtung zu einem homogenen Brennstoffgemisch gemischt werden und das homogene Brennstoffgemisch dosiert einer Pelletrierpresse zugeführt wird, wo es bevorzugt mit einem Pressdruck von 200 bis 250 bar zu Brenn- stoffkörpern verpresst wird.- Then the powdered and / or granular portions of the sodium perborate and / or hexamethylenetetramine and / or lignin and / or ash melting point-increasing substances and / or air entraining agents in powder form are metered in for themselves or a premixed charge and - That then the fuel components are mixed in the mixing and metering to form a homogeneous fuel mixture and the homogeneous fuel mixture metered a pelleting press is fed, where it is preferably pressed with a pressure of 200 to 250 bar to fuel bodies.
Durch dieses Verfahren wird ermöglicht, dass der Brennstoff im kontinuierlichen Durchlauf aus einem Brennstoffgemisch hergestellt werden kann, das eine gleich bleibende Zusammensetzung der BrennstoffSubstanzen sowie eine kontrollierte konstante Feuchte aufweist und frei von nicht brennbaren Bestandteilen ist.This process allows the fuel to be continuously produced from a fuel mixture having a consistent composition of the fuel substances as well as a controlled constant humidity and being free of non-combustible constituents.
Mit dem zudosierten Öl- und/oder Fettanteil bei einer Temperatur von > 600C verfügt das Öl- und/oder Fettanteil über eine Viskosität die eine gute Adhäsion an den organischen Restund/oder Rostoffen gewährleistet. Vielmehr, mit dem Verpressen des Brennstoffsgemischs bei einem bevorzugten Pressdruck von 200 bis 250 bar wird der Brennstoff mit einer sehr hohen Dichte und Stabilität verpresst, die unter anderem auch dazu beiträgt, das das Durchbrandverhalten bis zur vollständigen Verbrennung der Brennstoffkörper gleich bleibend ist.With the added oil and / or fat content at a temperature of> 60 0 C, the oil and / or fat content has a viscosity which ensures a good adhesion to the organic residue and / or rust. Rather, with the compression of the fuel mixture at a preferred pressure of 200 to 250 bar, the fuel is compressed with a very high density and stability, which among other things also contributes to the burn-through behavior is consistent until complete combustion of the fuel body.
Die flüssigen und in Wasser gelösten Substanzen können wahlweise sowohl für sich oder untereinander bereits vorgemischt aber auch die pulver- oder granulatförmigen Substanzen können ebenfalls wahlweise für sich oder untereinander vorgemischt dem Rest- und/oder Rohstoffanteil zudosiert werden. Entscheidend ist nur, das erst die flüssigen oder die in Wasser gelösten und dann die pulver- oder granulatförmigen Substanzen zudosiert werden. Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens werden die zerkleinerten und entstaubten Rest- und/oder Rohstoffe in einem Dosiersilo zwischengelagert und dosiert der Misch- und Dosiereinheit zugeführt. Damit kann das Verfahren für eine längere Zeit auch dann weiter störungsfrei betrieben werden, wenn nicht auszuschließende Störungen bei der Aufbereitung der Rest- und/oder Rohstoffe oder beim Lufttransport der zerkleinerten Rohstoffe zum Abluftfilter oder bei der Rohstofflieferung auftreten.The liquid and dissolved in water substances may optionally already premixed either for themselves or with each other, but also the powdered or granular substances may also be optionally added by itself or with each other premixed the residual and / or raw material content. It is only crucial that first the liquid or dissolved in water and then the powdered or granular substances are added. According to an advantageous embodiment of the method, the shredded and dedusted residues and / or raw materials are stored in a metered silo and dosed fed to the mixing and metering unit. Thus, the process for a long time even continue to operate without interference, if not excluded disturbances in the treatment of residual and / or raw materials or air transport of the crushed raw materials to the exhaust filter or in the delivery of raw materials occur.
Vorteilhaft ist auch, wenn zur Durchführung des Verfahrens natürlich gealterte organische Rest- und/oder Rohstoffe verwendet werden, wie beispielsweise graues Weizenstroh. Diese Rest- und/oder Rohstoffe enthalten, wie bereits ausgeführt, nur noch geringe Bestandteile an chemischen und teilweise aggressiven Stoffen, wie Z.B. Silikat, Chlor, Kalium u. a. , so dass die korrodierende Wirkung auf die Verbrennungsanlage und negativen Wirkungen auf den Verbrennungsprozess und der Rauchgasentwicklung durch diese chemischen Stoffe erheblich reduziert wird.It is also advantageous if naturally-aged organic residual and / or raw materials are used for carrying out the process, for example gray wheat straw. These residual and / or raw materials contain, as already stated, only small amounts of chemical and partially aggressive substances, such as. Silicate, chlorine, potassium and the like a. so that the corrosive effect on the incinerator and negative effects on the combustion process and flue gas evolution by these chemicals are significantly reduced.
Nach einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens werden die zerkleinerten organischen Rest- und/oder Rohstoffe nach der Entstaubung mit einer UV-Strahlung behandelt, verweilen anschließend für die Alterungsdauer in einem Silo oder alternativ, dass die zerkleinerten organischen Rest- und/oder Rohstoffe nach der Entstaubung mit einem die Alterung fördernden UV-Additiv oder UV-Absorber von 0,1 -0,3 Gew.% bezogen auf die Masse des Rest- und/oder Rohstoffs versetzt werden und verweilen anschließend für die Alterungsdauer in einem Silo. Damit ist die Möglichkeit gegeben, dass die Rest- und/oder Rohstoffe künstlich in kürzester Zeit altern können, so dass auf eine Langzeitalterung durch Verwitterung verzichtet werden kann und damit keine zusätzliche Lagerfläche für die Verwitterung der organischen Rest- und/oder Rohstoffe notwendig ist. Damit wird aber auch gewährleistet, dass ohne eine zusätzliche Kontrolle des Alterungszustandes stets ein gleichmäßig gealterter Rohstoff für die Herstellung des Brennstoffgemischs zur Verfügung steht. Folglich können QualitätsSchwankungen des Brennstoffes ausgeschlossen werden.According to a particularly preferred embodiment of the method, the comminuted organic residual and / or raw materials are treated after dedusting with a UV radiation, then dwell for the aging period in a silo or alternatively that the crushed organic residues and / or raw materials after Dedusting with an aging-promoting UV additive or UV absorber of 0.1 -0.3 wt.% Based on the mass of the residual and / or raw material are added and then dwell for the aging in a silo. This gives the possibility that the residual and / or raw materials can age artificially in a very short time, so that can be dispensed with a long-term aging by weathering and thus no additional storage space for the weathering of organic residual and / or raw materials is necessary. But this also ensures that without an additional control of the aging state is always a uniformly aged raw material for the production of the fuel mixture is available. Consequently, quality fluctuations of the fuel can be excluded.
Bevorzugt wird für die künstliche Alterungsdauer das im Verfahrensablauf vorgesehene Dosiersilo für die Rest- und/oder Rohstoffe genutzt, in dem das Dosiersilo mit einer Speicherkapazität ausgelegt ist, die bei Einhaltung der Alterungsdauer eine kontinuierliche Verfahrensdurchführung erlaubt.Preferably, the dosing silo provided for in the process sequence for the residual and / or raw materials is used for the artificial aging period, in which the dosing silo is designed with a storage capacity which allows a continuous process execution while maintaining the aging time.
Nach einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird der Öl- und/oder Fettanteil mit dem eingemischten Anteil von 1-5 Gew.% Tensiden bezogen auf den Öl- und/ oder Fettanteil der Misch- und Dosiereinrichtung zugeführt.According to a further particularly advantageous embodiment of the method, the oil and / or fat content is fed with the mixed portion of 1-5 wt.% Surfactants based on the oil and / or fat content of the mixing and metering device.
Auf diese Weise wird die Oberflächenspannung der organischen Rest- und/oder Rohstoffe verringert und die Penetrierfähig- keit der Rest- und/oder Rohstoffe erheblich verbessert und setzt bereits mit der Zudosierung des Öl- und/oder Fettanteils zu den Rest- und/oder Rohstoffen ein. Eine Prüfung der verpressten Brennstoffkörper hat gezeigt, dass nach dem Ver- pressen des Brennstoffgemischs der Öl- und/oder Fettanteil im Brennstoffgemisch vollständig homogen gebunden war. Durch die homogene Verteilung der Substanzen im Brennstoffgemisch kann ein gleichmäßiges Durchbrennen der verpressten Brennstoffe gewährleistet werden. Eine ähnliche Wirkung wird aber auch erreicht, wenn anstelle der Tenside die zerkleinerten Rest- und/oder Rohstoffe mit dem zudosierten Öl- und/oder Fettanteil vakuumimprägniert werden oder die homogen gemischte Brennstoffmischung vor der Pelletierung vakuumimprägniert wird.In this way, the surface tension of the organic residual and / or raw materials is reduced and the penetrability of the residual and / or raw materials significantly improved and is already with the addition of the oil and / or fat content to the residual and / or raw materials one. An examination of the compressed fuel body has shown that after the compression of the fuel mixture, the oil and / or fat content in the fuel mixture was completely homogeneously bound. Due to the homogeneous distribution of the substances in the fuel mixture, a uniform burnout of the compressed fuels can be ensured. However, a similar effect is also achieved if, instead of the surfactants, the comminuted residual and / or raw materials are vacuum-impregnated with the added oil and / or fat content or the homogenously mixed fuel mixture is vacuum-impregnated prior to pelleting.
Vorteilhaft ist auch, wenn bei der Durchführung des Verfahrens der Lufttransport des zerkleinerten Rest- und/oder Rohstoffs zum Abluftfilter mit einer erwärmten Luft zum Feuchteausgleich durchgeführt wird. Damit ist gewährleistet, dass die zur Misch- und Dosiereinheit zudosierten und zerkleinerten organischen Rest- und/oder Rohstoffe stets eine annähernd konstante Feuchte aufweisen.It is also advantageous if, in carrying out the method, the air transport of the comminuted residual and / or raw material to the exhaust air filter is carried out with a heated air for moisture equalization. This ensures that the organic residual and / or raw materials added to the mixing and metering unit and shredded always have an approximately constant moisture content.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens werden zur Einhaltung der prozentualen Zusammensetzung der Brennstoffmischungen die zudosierenden Mengeneinheiten der Öle- und/oder Fette, der flüssigen und der pulver- oder gra- nulatförmigen Substanzen zur Misch- und Dosiereinheit in Abhängigkeit der zudosierten Masse der Rest- und/oder Rohstoffe zur Misch- und Dosiereinrichtung volumetrisch oder gravime- trisch geregelt. Damit ist sichergestellt, dass bei schwankenden Dosiermassen der Rest- und/oder Rohstoffe stets die vorbestimmten prozentualen Anteile der Substanzen für die Brennstoffmischung gewährleistet sind.According to a further advantageous embodiment of the method, in order to maintain the percentage composition of the fuel mixtures, the metering units of the oils and / or fats, the liquid and the powdery or granular substances to the mixing and metering unit depend on the metered mass of the remaining and / or raw materials for the mixing and metering device volumetrically or gravimetrically controlled. This ensures that with fluctuating dosing masses of the residual and / or raw materials always the predetermined percentage proportions of the substances for the fuel mixture are guaranteed.
Nachfolgend werden anhand von Beispielen einige mögliche Zusammensetzungen des Brennstoffgemischs zur verfahrensgemäßen Herstellung eines verpressten Brennstoffs nach der Erfindung dargestellt. Brennstoffgemisch (1) besteht aus einer Rezeptur vonIn the following, some possible compositions of the fuel mixture for the production according to the invention of a compressed fuel according to the invention are illustrated by way of examples. Fuel mixture (1) consists of a recipe of
75 % Weizenstroh mit einer Feuchte von ca.12%, das mit einer UV-Strahlung zur künstlichen Alterung vorbehandelt ist,75% wheat straw with a moisture content of approx. 12%, pretreated with UV radiation for artificial aging,
20,5% Palmöl,20.5% palm oil,
3% Natriumperporat,3% sodium perporate,
1,5% Tensiden aus der Gruppe ampholytischer oder amphoterer Tenside mit einem pH-Wert ≥ 7.1.5% surfactants from the group of ampholytic or amphoteric surfactants with a pH ≥ 7.
Zur Herstellung dieses Brennstoffgemischs wird ein zerkleinertes UV-bestrahltes Weizenstroh genutzt, das somit künstlich gealtert wurde. Nach der Alterung wird der ≥ 600C erwärmte Palmölanteil mit eingemischten Tensiden sowie der Natriumperboratanteil zudosiert.For the production of this fuel mixture a shredded UV-irradiated wheat straw is used, which was thus artificially aged. After aging, the ≥ 60 0 C heated palm oil component with mixed surfactants and the sodium perborate content is added.
Brennstoffgemisch (2) besteht aus einer Rezeptur vonFuel mixture (2) consists of a recipe of
77,8% Bagasse gleich extrahiertes Zuckerrohr,77.8% bagasse equal to extracted sugar cane,
17,4% Sojaöl,17.4% soybean oil,
2% Natriumperborat,2% sodium perborate,
0,5% Hexamethylentetramin als Zündhilfe,0.5% hexamethylenetetramine as ignition aid,
2,1% Tensiden aus der Gruppe ampholytischer oder amphoterer2.1% surfactants from the group ampholytic or amphoteric
Tenside mit einem pH-Wert ≥ 7 und 0,2% eines Alterung förderndes UV-Additivs mit einem pH-WertSurfactants with a pH ≥ 7 and 0.2% of an aging-promoting UV additive with a pH
≥ 7 oder eines UV-Absorbers mit einem pH-Wert ≥ 7.≥ 7 or a UV absorber with a pH ≥ 7.
Zur Herstellung dieses Brennstoffgemischs wird zerkleinerte Bagasse eingesetzt, die mit dem Anteil des Alterung fördernden UV-Additivs oder des UV-Absorbers versetzt und somit künstlich gealtert wird. Nach der Alterung wird der Bagasse der ≥ 600C erwärmte Sojaölanteil mit dem eingemischten Tensideanteil sowie der Natriumperboratanteil zudosiert. Brennstoffgemisch (3) besteht aus einer Rezeptur vonCrushed bagasse is used to produce this fuel mixture, which is mixed with the proportion of the aging-promoting UV additive or the UV absorber and thus artificially aged. After aging, the bagasse of ≥ 60 0 C is heated soybean oil content with the blended surfactants and the proportion Natriumperboratanteil added. Fuel mixture (3) consists of a recipe of
49,75% Hanffasern,49.75% hemp fiber,
25% Rapskuchen nach der Ölextraktion,25% rape cake after oil extraction,
20,9% Sonnenblumenöl,20.9% sunflower oil,
2% Natriumperborat,2% sodium perborate,
1,2% Lignin in Pulverform1.2% lignin in powder form
1,0% Tensiden aus der Gruppe ampholytischer oder amphoterer1.0% surfactants from the group ampholytic or amphoteric
Tenside mit einem pH-Wert ≥ 7 und 0,15% eines Alterung förderndes UV-Additivs mit einem pH-WertSurfactants with a pH ≥ 7 and 0.15% of an aging-promoting UV additive with a pH
≥ 7 oder eines UV-Absorbers mit einem pH-Wert ≥ 7.≥ 7 or a UV absorber with a pH ≥ 7.
Zur Herstellung dieses Brennstoffgemischs werden zerkleinerte Hanffasern eingesetzt, die mit dem Anteil des Alterung fördernden UV-Additivs oder des UV-Absorbers versetzt und somit künstlich gealtert wird. Nach der Alterung wird den Hanffasern der ≥ 6O0C erwärmte Sonnenblumenölanteil mit eingemischten Tensideanteil sowie der Natriumperboratanteil und anschließend der Ligninanteil in Pulverform zudosiert.For the production of this fuel mixture comminuted hemp fibers are used, which is mixed with the proportion of the aging-promoting UV additive or the UV absorber and thus artificially aged. After aging, the hemp fibers of ≥ 6O 0 C is heated sunflower oil content blended with surfactants and the proportion Natriumperboratanteil and then added the lignin in powder form.
Brennstoffgemisch (4) besteht aus einer Rezeptur vonFuel mixture (4) consists of a recipe of
75,75% Reisstroh,75.75% rice straw,
12,9% Rohrapsöl und/oder Tallöl, 2% Natriumperborat, 4% Fuselöl 1,8% Zinkborat 3,3% Tensiden aus der Gruppe ampholytischer oder amphoterer12.9% crab oil and / or tall oil, 2% sodium perborate, 4% fusel oil 1.8% zinc borate 3.3% surfactants from the group ampholytic or amphoteric
Tenside mit einem pH-Wert ≥ 7 undSurfactants with a pH ≥ 7 and
0,25% eines Alterung förderndes UV-Additivs mit einem pH-Wert ≥ 7 oder eines UV-Absorbers mit einem pH-Wert ≥ 7. Zur Herstellung dieses Brennstoffgemischs wird zerkleinertes Reisstroh eingesetzt, das mit den Anteil des Alterung fördernden UV-Additivs oder des UV-Absorbers versetzt und somit künstlich gealtert wird. Nach der Alterung wird der ≥ 600C erwärmte Rohrrapsölanteil mit eingemischtem Tensideanteil und Fuselölanteil sowie der Natriumperboratanteil und der Zinkboratanteil zudosiert.0.25% of an aging-promoting UV additive having a pH ≥ 7 or a UV absorber having a pH ≥ 7. Comminuted rice straw is used to produce this fuel mixture, which is mixed with the proportion of aging-promoting UV additive or UV absorber and thus artificially aged. After aging of ≥ 60 0 C is heated tube rapeseed oil fraction with mixed-in surfactants content and fusel oil content and the Natriumperboratanteil and zinc borate content added.
Brennstoffgemisch (5) besteht aus einer Rezeptur vonFuel mixture (5) consists of a recipe of
71,6 % Chinaschilf,71.6% miscanthus,
20,9% Olivenöl,20.9% olive oil,
3% Natriumperborat mit einer Zugabe von Trinatriumocta- borat (Polybor) , 4,2% Tensiden aus der Gruppe ampholytischer oder amphoterer3% sodium perborate with an addition of trisodium octaborate (polybor), 4.2% surfactants from the group ampholytic or amphoteric
Tenside mit einem pH-Wert ≥ 7 und 0,3% eines Alterung förderndes UV-Additivs mit einem pH-WertSurfactants with a pH ≥ 7 and 0.3% of an aging-promoting UV additive with a pH value
≥ 7 oder eines UV-Absorbers mit einem pH-Wert ≥ 7.≥ 7 or a UV absorber with a pH ≥ 7.
Zur Herstellung dieses Brennstoffgemischs wird zerkleinertes Chinaschilf eingesetzt, dass mit dem Anteil des Alterung fördernden UV-Additivs oder des UV-Absorbers versetzt und somit künstlich gealtert wird. Nach der Alterung wird der ≥ 600C erwärmte Olivenölanteil mit dem eingemischten Tensideanteil sowie dem Natriumperboratanteil zudosiert.Comminuted miscanthus is used to produce this fuel mixture, which is mixed with the proportion of the aging-promoting UV additive or the UV absorber and thus artificially aged. After aging, the ≥ 60 0 C heated olive oil content with the mixed surfactant proportion and the sodium perborate content is added.
Brennstoffgemisch (6) besteht aus einer Rezeptur ausFuel mixture (6) consists of a recipe
80,4% Graues Roggenstroh, 11% Leinöl,80.4% gray rye straw, 11% linseed oil,
2,5% Natriumperborat mit einer auf die Gesamtmasse bezogenen Zugabe von 2% eines Gemisches, das aus ca. 0,6% Borax, ca. 0,6% Trinatriumphosphat und 0,8% Ammoniumsulfat besteht,2.5% sodium perborate with a total mass addition of 2% of a mixture consisting of about 0.6% Borax, about 0.6% trisodium phosphate and 0.8% ammonium sulfate,
2,8% Tensiden aus der Gruppe ampholytischer oder amphoterer Tenside mit einem pH-Wert ≥ 7,2.8% surfactants from the group of ampholytic or amphoteric surfactants with a pH ≥ 7,
1,2% Geruchsverbesserer und1.2% odor improver and
2,1% Luftporenbildner.2.1% air entraining agent.
Zur Herstellung dieses Brennstoffgemischs wird natürlich gealtertes und zerkleinertes graues Roggenstroh eingesetzt, dem der ≥ 600C erwärmte Leinölanteil mit eingemischtem Tensidean- teil sowie der Natriumperboratanteil mit dem Gemisch von Borax, Trinatriumphosphat und der Anteil des Geruchsverbesserers zudosiert wird.To produce this fuel mixture aged and pulverized gray rye straw will, of course used, said ≥ 60 0 C heated linseed oil content mixed therein in part with Tensidean- and the Natriumperboratanteil with the mixture of borax, trisodium phosphate and the proportion of Geruchsverbesserers is added.
Der Zusatz von Geruchsverbesserer und/oder Luftporenbildner kann selbstverständlich bei jedem nach der erfinderischen Lehre ausgelegten Brennstoffgemisch enthalten sein und ist nicht an den Einsatz von natürlich gealterten Rest- und/oder Rohstoffen gebunden.The addition of odor improver and / or air entrainment agent may of course be included in any fuel mixture designed according to the inventive teaching and is not bound to the use of naturally aged residual and / or raw materials.
Zu beachten ist, dass beim Zusatz eines Geruchsverbesserers mit einem prozentualen Anteil zwischen 1,5% bis 3% sich der jeweilige Öl- und/oder Fettanteil im Brennstoffgemisch prozentual um die zugesetzte Menge des Geruchsverbesserers verringert, wogegen sich beim Zusatz eines Luftporenbildners mit einem prozentualen Anteil zwischen 1,5% bis 3% bevorzugt der jeweilige Anteil an organischen Reststoffen und/oder der Rohstoffe prozentual um die zugesetzte Menge des Luftporenbildners verringert.It should be noted that the addition of an odor improver with a percentage of between 1.5% to 3%, the respective oil and / or fat content in the fuel mixture decreases in percentage by the added amount of the odor improver, whereas when adding an air entraining agent with a percentage Proportion between 1.5% to 3% preferably the respective proportion of organic residues and / or the raw materials as a percentage reduced by the added amount of the air entraining agent.
Auch kann jedes aufgeführte Brennstoffgemisch 2 bis 6 aber auch andere gewählte Brennstoffgemische mit einem technologischen Verfahren hergestellt werden, bei dem die organi- sehen Reststoffe und/oder der Rohstoffe durch UV-Strahlung gealtert wurden, wie beispielsweise bei Brennstoffgemisch 1 ausgeführt.In addition, each listed fuel mixture 2 to 6 but also other selected fuel mixtures can be produced by a technological process in which the organic see residues and / or raw materials were aged by UV radiation, such as running in fuel mixture 1.
In diesen Fällen kann auf den Einsatz von Alterung fördernden UV-Additiven oder UV-Absorbern verzichtet werden und der prozentuale Anteil der organischen Reststoffe und/oder Rohstoffe erhöht sich um den prozentualen Anteil der Alterung fördernden UV-Additive bzw. UV-Absorber.In these cases, the use of aging-promoting UV additives or UV absorbers can be dispensed with, and the percentage of organic residues and / or raw materials increases by the percentage of aging-promoting UV additives or UV absorbers.
Selbstverständlich kann auch beim Beispiel des Brennstoffs 1 anstelle des vorbehandelten Weizenstrohs mit UV-Strahlung ein die Alterung förderndes UV-Additiv mit einem pH-Wert ≥ 7 oder ein UV-Absorber mit einem pH-Wert ≥ 7 genutzt werden, in diesem Fall verringert sich der Weizenstrohanteil um den prozentualen Anteil des UV-Additivs bzw. UV-Absorbers.Of course, in the example of fuel 1 instead of the pretreated wheat straw with UV radiation, an aging-promoting UV additive with a pH ≥ 7 or a UV absorber with a pH ≥ 7 can be used, in this case decreases the wheat straw content by the percentage of the UV additive or UV absorber.
Der Einsatz eines Alterung fördernden UV-Additivs oder eines UV-Absorbers ist abhängig vom geografischen Standort der Herstellungsanlagen der Brennstoffe bzw. von den eingesetzten Grundstoffen und ist bei der Aufnahme der Herstellung der Brennstoffe von Fall zu Fall zu entscheiden.The use of an aging-promoting UV additive or a UV absorber is dependent on the geographical location of the production of the fuels or of the raw materials used and is to decide when starting the production of fuels from case to case.
Anstelle der in den Beispielen aufgezeigten künstliche Alterung durch UV-Bestrahlung oder durch Alterung fördernde UV- Additive oder UV-Absorber können auch durch Verwitterung natürlich gealterte Rest- und/oder Rohstoffe eingesetzt werden. In diese Fällen erhöht sich der Rest- und/oder Rohstoffanteil um den Anteil des UV-Additivs bzw. UV-Absorbers.Instead of the shown in the examples artificial aging by UV irradiation or by UV-promoting UV additives or UV absorbers can be used by weathering naturally aged residual and / or raw materials. In these cases, the residual and / or raw material content increases by the proportion of the UV additive or UV absorber.
Die vorstehend dargestellten Zusammensetzungen der Brennstoffgemische sind beispielhafte Zusammensetzungen und können daher in Abhängigkeit der Eigenart der organischen Rest- und/oder Rohstoffe in den Grenzen der prozentualen Anteile verändert sein. Die prozentuale Zusammensetzung des Brennstoffgemischs und die Auswahl der Zusatzstoffe oder deren Kombination, ausgenommen der Geruchsverbesserer, ist von der Art und Eigenschaft der organischen Reststoffe und/oder Rohstoffe und möglicherweise der Eigenschaften bereits behandelter organischer Reststoffe, die als Abfallprodukt aus anderen Verfahren beigefügt werden sollen, abhängig. The above-described compositions of the fuel mixtures are exemplary compositions and can therefore be changed depending on the nature of the organic residual and / or raw materials within the limits of the percentage be. The percentage composition of the fuel mixture and the choice of additives or their combination, with the exception of odor improvers, depends on the nature and characteristics of the organic residues and / or raw materials and possibly the properties of already treated organic residues to be added as a waste product from other processes. dependent.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verpresster Brennstoff aus organischen Reststoffen und/oder Rohstoffen mit mindestens einem Zusatz zur Heizwerterhöhung und zur Verringerung der Schlackebildung, dadurch gekennzeichnet, dass das Brennstoff- gemisch aus1. compressed fuel from organic residues and / or raw materials with at least one additive for heating value increase and to reduce slag formation, characterized in that the fuel mixture of
- 72 bis 83 Gew.% verbrennungsfähigen organischen Reststoffen und/oder Rohstoffen mit einer Feuchte von 8 bis 20%,From 72 to 83% by weight of combustible organic residues and / or raw materials having a moisture content of 8 to 20%,
- 15 bis 25 Gew.% natürlichen organischen Ölen und/ oder Fetten zur Heizwerterhöhung und- 15 to 25 wt.% Of natural organic oils and / or fats for heating value increase and
- 2 bis 3 Gew.% Natriumperborat zur Erhöhung des Ascheschmelzpunktes und als Sauerstofflieferant besteht.- 2 to 3 wt.% Sodium perborate to increase the ash melting point and as oxygen supplier exists.
2. Verpresster Brennstoff nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Brennstoffgemiseh bezogen auf die Gesamtmasse 0,4 bis 0,6 Hexamenthylentetramin enthält.2. compressed fuel according to claim 1, characterized in that the Brennstoffgemiseh based on the total mass 0.4 to 0.6 hexamethylene tetramine.
3. Verpresster Brennstoff nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Brennstoffgemisch bezogen auf die Gesamtmasse 1,0 bis 1,5% Lignin enthält. 3. compressed fuel according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the fuel mixture based on the total mass 1.0 to 1.5% lignin.
4. Verpresster Brennstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Brennetoffgemiseh bezogen auf die Gesamtmasse bis zu 3% einen weiteren pulverförmigen Zusatz oder einen in Wasser gelösten Zusatz mit einem pH-Wert ≥ 7 zur Anhebung des Ascheerweichungspunktes enthält.4. compressed fuel according to one of claims 1 to 3, characterized in that the Brennetoffgemiseh based on the total mass up to 3% contains a further powdered additive or a dissolved in water additive having a pH ≥ 7 to increase the ash softening point.
5. Verpresster Brennstoff nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatz Borax oder Natriummetasilikat oder Trinatriumoctaborat oder Zinkborat oder Trinatriumphosphat oder Ammoniumsulfat ist.5. compressed fuel according to claim 4, characterized in that the additive is borax or sodium metasilicate or Trinatriumoctaborat or zinc borate or trisodium phosphate or ammonium sulfate.
6. Verpresster Brennstoff nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die organischen Reststoffe und/ oder Rohstoffe Getreidestroh aller Art, Zuckerrohr, Bambus, Baumwollstauden, Jute, Sisal, Hanf, Ramie, Reisstroh, Reisschalen, Chinaschilf, Elefantengras, Flachs, Kokos, Kenaf oder Alfagras sind.6. compressed fuel according to claim 1 to 5, characterized in that the organic residues and / or raw materials straw of all kinds, sugar cane, bamboo, cotton perennials, jute, sisal, hemp, ramie, rice straw, rice husks, miscanthus, elephant grass, flax, coconut , Kenaf or Alfagras are.
7. Verpresster Brennstoff nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennstoffgemischanteil der organischen Reststoffe und/oder Rohstoffe 50 — 58 Gew.% organische Reststoffe und/oder Rohstoffe und7. compressed fuel according to claim 1 to 6, characterized in that the fuel mixture content of the organic residues and / or raw materials 50-58 wt.% Organic residues and / or raw materials and
22 - 25 Gew.% Rapskuchen enthält.22 - 25 wt.% Rapeseed cake contains.
8. Verpresster Brennstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennstoffgemisch- anteil an natürlichen organischen Ölen und/oder Fetten 3 - 21 Gew.% aus natürlichen organischen Ölen und/oder Fetten und 2 - 4 Gew.% Fuselöl enthält. 8. compressed fuel according to one of claims 1 to 7, characterized in that the fuel mixture share of natural organic oils and / or fats 3 - 21 wt.% Of natural organic oils and / or fats and 2 - 4 wt.% Fuselöl contains.
9. Verpresster Brennstoff nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Fuselöl Homologe des Äthylalkohols oder höhere Alkohole, wie Amylalkohol sind.9. compressed fuel according to claim 9, characterized in that the fusel oil homologues of ethyl alcohol or higher alcohols, such as amyl alcohol.
10. Verpresster Brennstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Brennstoffgemisch bezogen auf den Ölanteil 1,5 bis 3 Gew.% einen Geruchsverbesserer enthält.10. compressed fuel according to one of claims 1 to 9, characterized in that the fuel mixture based on the oil content of 1.5 to 3 wt.% Contains an odor improver.
11. Verpresster Brennstoff nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Geruchsverbesserer ein in Öl lösliches ätherisches Öl ist.11. compressed fuel according to claim 10, characterized in that the odor is an oil-soluble essential oil.
12. Verpresster Brennstoff nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das ätherische Öl ein Fichtennadel- oder Nelken- oder Citrus- oder Waldduftöl ist.12. compressed fuel according to claim 11, characterized in that the essential oil is a spruce needle or clove or citrus or forest fragrance oil.
13. Verpresster Brennstoff, nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Brennstoffgemisch bezogen auf die Gesamtmasse des Brennstoffge- mischs 1,5 bis 3 Gew.% einen Luftporenbildner enthält.13. compressed fuel, according to one of claims 1 to 12, characterized in that the fuel mixture, based on the total mass of the fuel mixture 1.5 to 3 wt.% Contains an air entraining agent.
14. Verpresster Brennstoff nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftporenbildner ein pulver- förmiges Natriumlaurylsulfat oder Sodiumdodecylsulfat oder ein in Wasser gelöstes Natriumlaurylsulfat oder Sodiumdodecylsulfat mit einem PH-Wert ≥ 7 ist.14. compressed fuel according to claim 13, characterized in that the air entraining agent is a powdered sodium lauryl sulfate or sodium dodecyl sulfate or a dissolved in water sodium lauryl sulfate or sodium dodecyl sulfate with a PH value ≥ 7.
15. Verpresster Brennstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die organischen Reststoffe und/oder Rohstoffe natürlich gealterte und anwendungsgerecht abgelagerte Neurohstoffe oder Altrohstoffe sind, wie beispielsweise graues Stroh. 15. compressed fuel according to one of claims 1 to 14, characterized in that the organic residues and / or raw materials are naturally aged and suitably deposited Neurohstoffe or Altrohstoffe, such as gray straw.
16. Verpresster Brennstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die organischen Rest- und/oder Rohstoffe künstlich anwendungsgerecht gealtert sind.16. compressed fuel according to one of claims 1 to 14, characterized in that the organic residual and / or raw materials are aged artificially appropriate.
17. Verpresster Brennstoff nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass zur künstlichen Alterung der organischen Rest- und/oder Rohstoffe ein UV-Absorber oder ein die Alterung förderndes UV-Additiv von 0,1 bis 0,3 Gew.% bezogen auf die Masse der organischen Rest- und/oder Rohstoffe zugesetzt sind.17. compressed fuel according to claim 16, characterized in that for the artificial aging of organic residual and / or raw materials, a UV absorber or a UV-promoting additive aging of 0.1 to 0.3 wt.% Based on the mass the organic residual and / or raw materials are added.
18. Verpresster Brennstoff nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass zur künstlichen Alterung die eingesetzten organischen Rest- und/oder Rohstoffe mit einer UV-Bestrahlung vorbehandelt sind.18. compressed fuel according to claim 16, characterized in that for artificial aging, the organic residual and / or raw materials used are pretreated with a UV irradiation.
19. Verpresster Brennstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der zerkleinerte und entstaubte Rest- und/oder Rohstoffanteil mit zudosiertem Öl- und /oder Fettanteil vakuumimprägniert wurde oder das fertige gemischte Brennstoffgemisch vor der Pelletierung einer Vakuumimprägnierung unterworfen wurde .19. compressed fuel according to any one of claims 1 to 18, characterized in that the comminuted and dedusted residual and / or raw material content was vacuum-impregnated with metered oil and / or fat content or the finished mixed fuel mixture was subjected to vacuum impregnation prior to pelleting.
20. Verpresster Brennstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Brennstoffge- misch bezogen auf den Ölanteil einen Zusatz von 1 - 5 Gew.% Tensiden mit einem ph-Wert ≥ 7 enthält.20. compressed fuel according to one of claims 1 to 18, characterized in that the fuel mixture based on the oil content contains an addition of 1 - 5 wt.% Surfactants having a pH ≥ 7.
21. Verpresster Brennstoff nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die beigemischten Tenside aus der Gruppe der ampholytisehen oder amphoteren Tenside sind.21. compressed fuel according to claim 20, characterized in that the admixed surfactants from the Group of ampholytic or amphoteric surfactants are.
22. Verpresster Brennstoff nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass als ampholytisehe oder amphotere Tenside bevorzugt eine Fettsäurebasis aus Cocosöl oder Palmenöl oder Jatrophaöl ist.22. compressed fuel according to claim 21, characterized in that as ampholytic or amphoteric surfactants is preferably a fatty acid base of coconut oil or palm oil or jatropha oil.
23. Verpresster Brennstoff nach einem der Ansprüche 1 bis23. compressed fuel according to one of claims 1 to
22, dadurch gekennzeichnet, dass der zugesetzte Öl- und/oder Fettanteil eine Temperatur ≥ 600C aufweist.22, characterized in that the added oil and / or fat content has a temperature ≥ 60 0 C.
24. Verpresster Brennstoff nach einem der Ansprüche 1 bis24. compressed fuel according to one of claims 1 to
23, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennstoff vorzugsweise mit einem Pressdruck zwischen 200 bis 250 bar zu Brennstoffkörpern verpresst ist.23, characterized in that the fuel is preferably pressed with a pressing pressure between 200 to 250 bar to fuel bodies.
25. Verpresster Brennstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass alle Additive im alkalischen Bereich (ph-Wert ≥ 7) liegen, nicht toxisch und biologisch abbaubar sind.25. compressed fuel according to one of claims 1 to 20, characterized in that all additives are in the alkaline range (pH ≥ 7), are non-toxic and biodegradable.
26. Verfahren zur Herstellung eines verpressten Brennstoffs aus organischen Rest- und Rohstoffen nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass26. A method for producing a compressed fuel from organic residues and raw materials according to one of claims 1 to 23, characterized in that
- die organischen Rest- und Rohstoffe für sich oder im Gemisch mit einer Feuchte von 8- bis 20% von Fremdkörpern, Staub und Abfall gereinigt und zerkleinert werden,- the organic residues and raw materials are cleaned and comminuted by themselves or in a mixture with a moisture of 8 to 20% of foreign bodies, dust and waste,
- die zerkleinerten Rest- und Rohstoffe über einen Abluftfilter entstaubt und einer Misch- und Do- siereinrichtung in einem vorbestimmten prozentualen Verhältnis zu den Anteilen der anderen bei- zu mischenden Substanzen zudosiert werden,- dedusted the shredded residual and raw materials via an exhaust air filter and a mixing and dosing metered in a predetermined percentage ratio to the proportions of the other substances to be mixed,
- dem zur Misch- und Dosiereinrichtung zudosierten Anteil der Rest- und Rohstoffe der Öl- und/oder Fettanteil bei einer Temperatur von ≥ 60° sowie die flüssigen Anteile der Luftporenbildner und/oder Fuselöle und/oder den AscheSchmelzpunkt erhöhende Substanzen in wässriger Lösung für sich oder gemischt mit dem Öl- und Fettanteil zudosiert werden- The proportion of residual and raw materials added to the mixing and metering device of the oil and / or fat content at a temperature of ≥ 60 ° and the liquid portions of the air entrainers and / or fuselages and / or the ash melting point increasing substances in aqueous solution by itself or mixed with the oil and fat content
- anschließend die pulver- und/oder granulatförmigen Anteile des Natriumperborats und/oder Hexamethylen- tetramins und/oder Lignins und/oder Ascheschmelzpunkt erhöhende Substanzen und/oder Luftporenbildner in Pulverform für sich oder einer vorgemischten Charge zudosiert werden und- Then the powdered and / or granular portions of the sodium perborate and / or hexamethylene tetramine and / or lignin and / or ash melting point-increasing substances and / or air entraining agents in powder form are metered in for themselves or a premixed charge and
- dass danach die Brennstoffkomponenten in der Misch- und Dosiereinrichtung zu einem homogenen Brennstoffgemisch gemischt werden und das homogene Brennstoffgemisch dosiert einer Pelletrierpresse zugeführt wird, wo es bevorzugt mit einem Press- druck von 200 bis 250 bar zu Brennstoffkörpern verpresst wird.- That then the fuel components are mixed in the mixing and metering device to form a homogeneous fuel mixture and the homogeneous fuel mixture metered a pelleting press is supplied, where it is preferably pressed with a pressure of 200 to 250 bar to fuel bodies.
27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die zerkleinerten und entstaubten Rest und/oder Rohstoffe in einem Dosiersilo zwischengelagert und dosiert der Misch- und Dosiereinheit zugeführt werden.27. The method according to claim 26, characterized in that the comminuted and dedusted remainder and / or raw materials stored in a dosing silo and metered the mixing and dosing unit are supplied.
28. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung des Brennstoffs natürlich gealterte organische Rest- und/oder Rohstoffe verwendet werden. 28. The method according to any one of claims 26 to 27, characterized in that for the production of the fuel naturally aged organic residual and / or raw materials are used.
29. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die zerkleinerten organischen Rest- und/oder Rohstoffe nach der Entstaubung mit einer UV-Bestrahlung bestrahlt werden und anschlies- send für die Alterungsdauer in einem Silo verweilen oder alternativ, dass die zerkleinerten organischen Rest- und/oder Rohstoffe nach der Entstaubung mit einem die Alterung fördernden UV-Additiv oder ein UV- Absorber von 0,1 -0,3 Gew.% bezogen auf die Masse des Rest- und/oder Rohstoffs versetzt werden und anschließend für die Alterungsdauer in einem Silo verweilen.29. The method according to any one of claims 26 to 27, characterized in that the comminuted organic residual and / or raw materials are irradiated after dedusting with a UV irradiation and then dwell for the duration of aging in a silo or alternatively, that the shredded organic residual and / or raw materials are dedusted after dedusting with an aging-promoting UV additive or a UV absorber of 0.1-0.3% by weight based on the mass of the residual and / or raw material and then stay in a silo for the aging period.
30. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass für die künstliche Alterungsdauer das Dosiersilo genutzt wird und das Dosiersilo mit einer Speicherkapazität ausgelegt ist, die bei Einhaltung der Alterungsdauer eine kontinuierliche Verfahrensdurchführung erlaubt.30. The method according to any one of claims 26 to 29, characterized in that for the artificial aging period, the metering silo is used and the metering silo is designed with a storage capacity that allows a continuous process execution while maintaining the aging time.
31. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass der Öl- und/oder Fettanteil mit einem eingemischten Anteil von 1-5 Gew.% Tensiden bezogen auf den Öl- und/oder Fettanteil der Misch- und Dosiereinrichtung zugeführt wird.31. The method according to any one of claims 26 to 28, characterized in that the oil and / or fat content with a mixed portion of 1-5 wt.% Surfactants based on the oil and / or fat content of the mixing and metering device is supplied ,
32. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die zerkleinerten Rest- und/oder Rohstoffe mit dem zudosierten Öl- und/oder Fettanteil vakuumimprägniert werden oder die homogen gemischte Brennstoffmischung vor der Pelletierung vakuumimprägniert wird. 32. The method according to any one of claims 26 to 28, characterized in that the comminuted residual and / or raw materials are vacuum-impregnated with the added oil and / or fat content or the homogeneously mixed fuel mixture is vacuum-impregnated prior to pelleting.
33. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass der Lufttransport des zerkleinerten Rest- und/oder Rohstoffs zum Abluftfilter mit einer erwärmten Luft zum Feuchteausgleiσh durchgeführt wird.33. The method according to any one of claims 26 to 32, characterized in that the air transport of the shredded residual and / or raw material is carried out to the exhaust filter with a heated air to Feuchteausgleiσh.
34. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einhaltung der prozentualen Zusammensetzung der Brennstoffmischungen die zudosierenden Mengeneinheiten der flüssigen und der pul- ver- oder granulatförmigen Substanzen zur Misch- und Dosiereinheit in Abhängigkeit der zudosierten Masse der Rest- und/oder Rohstoffe zur Misch- und Dosiereinrichtung volumetrisch oder gravimetrisch geregelt werden. 34. The method according to any one of claims 26 to 33, characterized in that to maintain the percentage composition of the fuel mixtures, the metering units of the liquid and the powdered or granular substances to the mixing and metering unit depending on the metered mass of the residual and / or raw materials for mixing and metering volumetrically or gravimetrically controlled.
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