WO2013092884A1

WO2013092884A1 - Verfahren und vorrichtung zum veredeln von pellets

Info

Publication number: WO2013092884A1
Application number: PCT/EP2012/076433
Authority: WO
Inventors: Werner Sitzmann; Stephan Sternowsky; Thomas Böckmann
Original assignee: Amandus Kahl Gmbh & Co. Kg
Priority date: 2011-12-22
Filing date: 2012-12-20
Publication date: 2013-06-27
Also published as: RU2613327C2; US20150121748A1; RU2014124978A; EP2794822A1; BR112014014880A2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Veredeln von Pellets, bei dem in einem ersten Schritt Pellets bereitgestellt werden, die aus einer Biomasse gepresst wurden. Es wird eine Wärmebehandlung durchgeführt, bei der die Pellets auf eine Temperatur zwischen 210° C und 390° C erwärmt werden. Die Wärmebehandlung erstreckt sich über einen Zeitraum zwischen 1 min und 30 min. Beschrieben ist außerdem eine Vorrichtung, die zur Durchführung des Verfahrens geeignet ist. Die auf diese Weise behandelten Pellets sind wasserabweisend und können deswegen im Freien gelagert werden.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Veredeln von Pellets

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Veredeln von Pellets. Das Verfahren wird bei Pellets angewendet, die aus Biomasse gepresst wurden. Die Erfindung betrifft außerdem eine zum Durchführen des Verfahrens geeignete Vorrichtung.

Es ist verbreitete Praxis, dass Biomasse zu Pellets gepresst wird. Die Pellets können beispielsweise als Brennstoff - insbesondere in Form von Cofiring in Kraftwerken - verwendet werden, um Wärme oder elektrische Energie zu erzeugen. Allerdings haben die aus Biomasse hergestellten Pellets die Eigenschaft, dass sie unter dem Einfluss von Feuchtigkeit ihre Form verlieren und schnell verrotten. Es ist deswegen nicht möglich, die Pellets im Freien zu la- gern. Für die Verwendung in Kraftwerken ist dies ungünstig, weil es dort allgemein üblich ist, die Brennstoffe im Freien zu lagern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung vorzustellen, mit denen die Lagerfähigkeit von Pellets verbessert werden kann. Ausgehend vom eingangs genannten Stand der Technik wird die Aufgabe gelöst mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen finden sich in den Unteransprüchen . Bei dem Verfahren werden die Pellets einer Wärmebehandlung unterzogen. Dabei werden die Pellets auf eine Temperatur zwischen 210 °C und 390 °C erwärmt. Die Wärmebehandlung erstreckt sich über einen Zeitraum zwischen 1 min und 30 min.

Zunächst werden einige Begriffe erläutert. Von aus Biomasse gepressten Pellets wird gesprochen, wenn das Ausgangsmaterial, aus dem die Pellets gepresst werden, überwiegend Biomasse ist. Es ist nicht ausgeschlossen, dass dem Ausgangs- material andere Stoffe, wie etwa Müll, beigemengt sind. Der Anteil dieser anderen Stoffe sollte kleiner sein als 30 %. Nach dem Pressvorgang haben die Pellets eine höhere Dichte als das Ausgangsmaterial. Der Begriff Biomasse umfasst beispielsweise alle halm- und holzartigen nachwachsenden Roh- Stoffe sowie deren Mischungen. Die Pellets können vollständig aus Biomasse bestehen.

Die Biomasse, aus der die Pellets gepresst werden, kann beispielsweise Holz sein, dessen Feuchtegehalt im Ausgangs- zustand typischerweise zwischen 30 % und 60 % liegt. Ein anderes Beispiel für Biomasse ist Stroh mit einem Feuchtegehalt im Ausgangszustand zwischen 15 % und 20 %. Insgesamt kann der ursprüngliche Feuchtegehalt der Biomasse also beispielsweise im Bereich zwischen 15 % und 60 % liegen.

Dieses Ausgangsmaterial muss je nach Art der Biomasse vor dem Pelletieren getrocknet werden. Bei Holz üblicherweise auf 6-12%, bei Stroh 10-20%. Durch das Pelletieren geht ein weiterer Teil der Feuchte aus dem Material verloren, so dass der Feuchtegehalt in den aus Biomasse gepressten Pellets niedriger ist. Bei Pellets aus Stroh kann der Feuchtegehalt beispielsweise bei 8 % liegen, bei Pellets aus Bambusholz bei 9 % und bei Pellets aus Präriegras bei 11%. Allgemeiner gesagt kann der Feuchtegehalt in den Pellets vor der erfindungsgemäßen Behandlung beispielsweise zwischen 6 % und 12 % liegen. Der Feuchtegehalt ist jeweils in Gewichts-% angegeben. Diese Angaben raachen deutlich, dass die Bioraassepellets, die Gegenstand der Erfindung sind, sich deutlich von Kohlepellets unterscheiden, wie sie beispielsweise in US 4,412,840, FR 1 187 244 und GB 1 010 452 beschrieben sind. Kohlepellets haben mit der Erfindung nichts zu tun.

Die erfindungsgemäße Wärmebehandlung findet in einem Temperaturbereich statt, der höher ist als die Temperatur, bei der Pellets getrocknet werden, und der niedriger ist als die Temperatur, bei der Pellets verbrannt werden. In dem erfindungsgemäßen Temperaturbereich werden in den Pellets Prozesse in Gang gesetzt, die nicht in allem Detail bekannt sind. Unter anderem kommt es wohl zu einer pyrolytischen Zersetzung anorganischer Verbindungen und zu einem Entweichen verschiedener flüchtiger Bestandteile. Versuche haben gezeigt, dass man als Ergebnis der erfindungsgemäßen Behandlung Pellets erhält, die stark wasserabweisende Eigenschaften haben. Die Pellets sind also derart veredelt, dass sie auch über einen längeren Zeitraum im Freien gelagert werden können. Versuche haben gezeigt, dass sich außerdem der Energiegehalt der Pellets (MJ/kg) erhöht.

Wenn Wärme auf die Pellets einwirkt, kann sich innerhalb der Pellets ein Temperaturgradient einstellen, weil es eine gewisse Zeit dauern kann, bis die Wärme in das Zentrum der Pellets vorgedrungen ist. Die erfindungsgemäße Temperaturangabe bezieht sich auf die Oberfläche der Pellets, Dass es in dem Temperaturbereich, der zwischen Trocknen und Verbrennen liegt, zu Veränderungen in der Biomasse kommen kann, ist als solches keine neue Erkenntnis. Bekannt ist es etwa, dass klein gehäckselte Biomasse (Hackschnitzel), die einer Wärmebehandlung in dem entsprechenden Temperaturbereich ausgesetzt werden, eine erheblichen Veränderung ihrer inneren Struktur erfahren. Der entsprechende Vorgang wird auch als Torrefizierung bezeichnet. Allerdings sind Hackschnitzel in ihren Eigenschaften nicht direkt mit Pellets vergleichbar, unter anderem da die Dichte der Hackschnitzel deutlich geringer ist als die Dichte der Pellets. Bei Pellets war es nicht zu erwarten, dass sich die Strukturveränderung bis in das Zentrum der Pellets erstreckt. Für die Lagerfähigkeit der Pellets wäre es ungünstig, wenn nur die Oberfläche der Pellets eine wasserabweisende Struktur erhielte, während die Bestandteile im Zentrum der Pellets im Wesentlichen unverändert bleiben. Die Wärme kann durch einen geeignet temperierten Luftström auf die Pellets aufgebracht werden. Dies hat den Vorteil, dass die aus den Pellets austretenden flüchtigen Bestandteile direkt von dem Luftstrom mitgeführt werden. Der Luftstrom ist vorzugsweise so stark, dass die Pellets durch den Luftstrom in Bewegung versetzt werden. Dies fördert den Wärmeeintrag in die Pellets. Außerdem können durch die ständigen Stöße flüchtige Bestandteile leichter aus den Pellets austreten.

Für eine besonders intensive Wärmeübertragung und Durchmischung kann der Luftstrom so eingestellt werden, dass die Pellets von dem Luftstrom nach oben getragen werden und dann zusammen mit dem Luftstrom zur Seite umgelenkt werden. Die Pellets fallen dann aus dem umgelenkten Luftstrom heraus nach unten. Dort kann eine geneigte Fläche angeordnet sein, über die die Pellets wieder zum Ausgangspunkt zurück- rutschen. Versuche haben gezeigt, dass die Pellets auch dieser starken Bewegung und den intensiven Stößen standhalten können, ohne zu zerbrechen. Diese Stabilität der Pellets resultiert daraus, dass in der Biomasse, aus der die Pellets gepresst wurden, Bestandteile mit erheblichen Bin- dungskräften enthalten sind. Unter anderem diese Bestandteile sind es, die mit der erfindungsgemäßen Wärmebehandlung aufgelöst werden. Insofern ist es für das erfindungsgemäße Verfahren von Vorteil, dass die Pelletierung bereits vor der Wärmebehandlung stattgefunden hat.

Es ist nicht ausgeschlossen, dass die Behandlung der Pellets kontinuierlich erfolgt, etwa indem die Pellets während der Wärmebehandlung stetig weitertransportiert werden. Dies kann beispielsweise mittels einer Vorrichtung geschehen, bei der sich eine Trommel um eine im Wesentlichen horizontale Achse dreht. Die Pellets werden an einer Stirnseite in die Trommel eingeführt und bewegen sich durch die Trommel hindurch zur gegenüberliegenden Stirnseite, wo sie wieder aus der Trommel austreten. Die Trommel kann auf ihrer Man- telfläche mit nach innen weisenden Schaufeln ausgestattet sein, mit denen die Pellets durch die Rotation der Trommel nach vorne gefördert werden. Zusätzlich oder alternativ zu den Schaufeln kann auch eine Schnecke vorgesehen sein, um die Pellets zu transportieren.

Für die Wärmebehandlung kann ein geeignet temperierter Luftstrom durch die Trommel geleitet werden, der sich vorzugsweise ebenfalls von der einen Stirnfläche zur gegenü- berliegenden Stirnfläche bewegt. Der Luftstrom kann sich in der gleichen Richtung oder in entgegengesetzter Richtung wie die Pellets durch die Trommel bewegen. Der Luftstrom kann auch dazu genutzt werden, die Trommel selbst zu erwär- men. Beispielsweise kann der Luftstrom zunächst außen an der Trommel vorbei und dann durch die Trommel hindurch geleitet werden. Die Trommel kann zu diesem Zweck mit einer Hülle umgeben sein. Eine solche Vorrichtung kann verwendet werden, um das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen.

Wenn die Behandlung chargenweise erfolgt, ist es einfacher, die Kammer, in der die Behandlung stattfindet, von der Umgebung abzutrennen. Dies ist wünschenswert, weil die aus den Pellets austretenden Stoffe unter Umständen brennbar sind und ein Sicherheitsrisiko darstellen können, wenn sie in die Umgebung gelangen.

Bei einer chargenweisen Behandlung lässt es sich leicht steuern, mit welcher Menge an Luft die Behandlung der Pel- lets erfolgt. Diese Größe kann herangezogen werden, um den Prozess einzustellen. Vorzugsweise liegt das Volumen des Luftstroms bei 6 m³ bis 20 m³ pro Kilogramm Pellets. Diese Angabe bezieht sich auf die Gesamtmenge an Luft, die den Pellets während der Wärmebehandlung zugeführt wird.

Es gibt andere Möglichkeiten, Wärme auf die Pellets zu ü- bertragen. Beispielsweise können die Pellets mit einem warmen Gegenstand in Berührung gebracht werden oder auf eine warme Fläche aufgelegt werden. Verglichen damit findet durch einen Luftstrom eine sehr intensive Wärmeübertragung auf die Pellets statt. Vorzugsweise wird die Wärmeübertragung so gestaltet, dass eine Behandlungsdauer zwischen 3 min und 16 min ausreichend ist. Im Allgemeinen verändert sich die Struktur der Pellets desto schneller, je höher die Temperatur ist. Allerdings ist bei sehr hohen Temperaturen auch die Gefahr größer, dass die Veränderung der Struktur nicht gleichmäßig erfolgt, sondern dass es an der Oberfläche bereits zu unerwünschten Verbrennungen kommt, während sich im Zentrum die Struktur noch gar nicht verändert hat. Gute Ergebnisse im Hinblick sowohl auf die Dauer der Wärmebehandlung als auch im Hin- blick auf eine gleichmäßige Struktur der Pellets werden im Temperaturbereich zwischen 250 °C und 300 °C erzielt. Von Vorteil für die Reaktionen in den Pellets kann es zudem sein, wenn die Wärmebehandlung in einer Atmosphäre mit reduziertem Sauerstoffgehalt durchgeführt wird. Der Sauer- stoffgehalt kann beispielsweise kleiner als 10 %, vorzugsweise kleiner als 6 % bezogen auf das Volumen sein.

In Versuchen hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Pellets einen Durchmesser zwischen 4 mm und 20 mm haben. Vor der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens haben die Pellets vorzugsweise einen Feuchtegehalt von 5 % bis 15 % bezogen auf das Gewicht.

Wenn die Wärmebehandlung der Pellets beendet wird, ist in den Pellets eine Wärmemenge gespeichert. Es ist möglich, dass gespeist durch diese Wärmemenge die Reaktionen im Inneren der Pellets sich noch fortsetzen, auch wenn keine Wärme von außen mehr zugeführt wird. Dies ist unerwünscht, weil dadurch Brennwert der Pellets verloren gehen kann. Vorteilhaft ist es deswegen, wenn die Pellets direkt im An- schluss an die Wärmebehandlung abgeschreckt werden. Zum Abschrecken kann beispielsweise Wasser verwendet werden, das vorzugsweise nicht wärmer als Zimmertemperatur ist. Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Pellets können zum sogenannten Cofiring in Kraftwerken verwendet werden. Die Pellets werden also begleitend zu dem eigentli- chen Brennstoff, beispielsweise Kohle, in dem Kraftwerk verfeuert. Zu diesem Zweck müssen die Pellets zerkleinert werden, so dass beispielsweise 95 Gew.-% der Partikel eine Feinheit von weniger als 2 mm haben. Es hat sich gezeigt, dass die Partikel durch das erfindungsgemäße Verfahren eine deutlich erhöhte Sprödigkeit haben. Die Pellets können deswegen mit wesentlich geringerem Energieaufwand gemahlen werden als klassische Pellets. Zum Mahlen können außerdem die in Kraftwerken üblicherweise vorhandenen Mühlen verwendet werden, was bei klassischen Pellets aus unbehandelter Biomasse nicht möglich ist. Auch aus diesem Grund sind die erfindungsgemäß hergestellten Pellets für eine Cofiring- Verwendung besser geeignet als klassische Pellets. Außerdem erhöht sich der Energiegehalt der Pellets durch die erfindungsgemäße Behandlung .

Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zum Veredeln von Pellets. Die Vorrichtung umfasst eine Behandlungskammer mit einem Auflageboden, einer ersten Seitenwand und einer zweiten Seitenwand. Der Auflageboden ist mit ei- ner Mehrzahl von Durchbrechungen versehen. Die erste Seitenwand und die zweite Seitenwand grenzen an gegenüberliegenden Seiten an den Auflageboden an. Die zweite Seitenwand weist eine Rutsche auf, die auf den Auflageboden mündet. Es ist ein Kanal für einen Luftstrom vorgesehen, der unterhalb des Auflagebodens mündet. Mittels einer Heizeinrichtung und einer Antriebseinrichtung kann der Luftstrom erwärmt und von unten durch die Durchbrechungen geleitet werden. Oberhalb des Auflagebodens ist eine Ablenkfläche angeordnet, so dass der Luftstrom und von dem Luftstrom mitgeführte Pellets in eine Bewegungsrichtung umgelenkt werden, die von der ersten Seitenwand in Richtung der zweiten Seitenwand weist. Erfindungsgemäß ist zwischen der ersten Seitenwand und der zweiten Seitenwand ein Leitblech angeordnet, so dass die Pellets sich zwischen der ersten Seitenwand und dem Leitblech nach oben bewegen.

Bei dieser Vorrichtung wird die zu behandelnde Charge auf den Auflageboden aufgelegt und ein Luftstrom durch die

Durchbrechungen im Auflageboden geleitet, der so stark ist, dass er die Pellets mit sich nach oben führt. Die Pellets bewegen sich dabei im Wesentlichen parallel zur ersten Seitenwand der Behandlungskammer. Durch die Ablenkfläche wird der Luftstrom so umgelenkt, dass er sich zusammen mit den Pellets in Richtung der zweiten Seitenwand bewegt. Die Pellets fallen aus dem Luftstrom heraus, treffen auf die Rutsche der zweiten Seitenwand und bewegen sich auf der Rutsche zurück in Richtung Auflageboden .

Die Erfindung hat erkannt, dass es für die Bewegung des Luftstroms und der Pellets von Vorteil ist, wenn der Bereich, in dem die Bewegung nach oben stattfindet, getrennt ist von dem Bereich, in dem die Pellets sich nach unten be- wegen. Es wird deswegen ein Leitblech zwischen der ersten Seitenwand und der zweiten Seitenwand vorgeschlagen, das so angeordnet ist, dass die Pellets sich in erster Linie zwischen dem Leitblech und der ersten Seitenwand nach oben bewegen. Die Erfindung hat insbesondere erkannt, dass die Pellets durch Kollisionen mit dem Leitblech nur in geringem Umfang Schaden nehmen. Die Pellets sind also robust genug, dass die Verwendung eines Leitblechs möglich ist. Oberhalb und unterhalb des Leitblechs können die Pellets die Ebene des Leitblechs queren. Das Leitblech ist dazu vorzugsweise so gestaltet, dass zwischen dem Auflageboden und dem unteren Ende des Leitblechs sowie zwischen dem obe- ren Ende des Leitblechs und dem oberen Ende der Ablenkfläche jeweils ein Abstand besteht. In der Breite hingegen kann sich das Leitblech im Wesentlichen über die gesamte Behandlungskammer hinweg erstrecken. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Leitblech im Wesentlichen parallel zur ersten Seitenwand angeordnet.

Um die Strömungsverhältnisse in der Behandlungskammer einstellen zu können, kann der Abstand zwischen dem Leitblech und der ersten Seitenwand einstellbar sein. Wenn das Leit- blech oberhalb des Auflagebodens angeordnet ist, wird der Luftstrom vorzugsweise so geleitet, dass die Pellets sich in erster Linie zwischen dem Leitblech und der ersten Seitenwand nach oben bewegen. Der Auflageboden kann deswegen so gestaltet sein, dass die Durchbrechungen nahe der ersten Seitenwand größer dimensioniert sind als nahe der zweiten Seitenwand. Es entsteht dann ein starker Luftstrom gerade in dem Bereich, in dem die Pellets nach oben bewegt werden sollen. Der Auflageboden kann geneigt angeordnet sein. Dies hat den Vorteil, dass die Pellets sich unter dem Einfluss der Schwerkraft aus der Vorrichtung herausbewegen, wenn neben dem unteren Ende des Auflagebodens eine Öffnung freigegeben wird. Die Vorrichtung kann auf die Weise leicht entleert werden. Die Rutsche der zweiten Seitenwand grenzt vorzugsweise an das obere Ende des geneigten Auflagebodens an. Die Rutsche kann eine größere Steigung haben als der Auflageboden . Unter Umständen kann auch eine Vorrichtung ohne ein solches Leitblech zum Durchführen des Verfahrens verwendet werden. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Auflageboden geneigt angeordnet.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen anhand vorteilhafter Ausführungsformen beispielhaft beschrieben. Es zeigen: eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens;

ein Detail aus Fig. 1 in vergrößerter Darstellung;

eine zweite Ausführungsform einer Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens;

eine erfindungsgemäße Vorrichtung; und

eine Darstellung von Vergleichsversuchen. Eine in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung umfasst eine Behandlungskammer 14, die für eine Wärmebehandlung der Pellets ausgelegt ist. Die Behandlungskammer 14 umfasst, wie die vergrößerte Darstellung der Fig. 2 zeigt, an ihrem unteren Ende einen geneigten Auflageboden 15, der mit einer Viel- zahl von Durchbrechungen 16 versehen ist. Unterhalb des

Auflagebodens 15 ist ein Verteilerraum 17 ausgebildet, dem über eine Zuleitung 18 ein Luftstrom zugeführt werden kann. In dem Verteilerraum 17 kann der Luftstrom sich verteilen und von unten durch die Durchbrechungen 16 in dem Auflage- boden 15 hindurchtreten.

In der Zuleitung 18 sind ferner ein Gebläse 19 und ein Brenner 20 angeordnet. Über einen Einlass 21 zugeführte Frischluft wird mit dem Brenner 20 auf eine Temperatur von etwa 300 °C erwärmt. Mit dem Gebläse 19 wird der Luftstrom in Richtung des Verteilerraums 17 beschleunigt. Der Luftstrom tritt durch die Durchbrechungen 16 in dem Auflagebo- den 15 hindurch in die Behandlungskammer 14 ein und bewegt sich dort zunächst im Wesentlichen senkrecht nach oben. Am oberen Ende der Behandlungskammer 14 trifft der Luftstrom auf eine Ablenkfläche 22, durch die der Luftstrom in seitlicher Richtung nach links umgelenkt wird. An der gegenü- berliegenden Wand wird der Luftstrom erneut umgelenkt, so dass er sich nach oben bewegt und durch einen Auslass 23 an die Umgebung abgegeben wird. Die Wand, an der der Luftstrom nach oben umgelenkt wird, ist als Rutsche 24 ausgebildet, die von links kommend auf den Auflageboden 15 mündet.

Die Vorrichtung umfasst außerdem einen Vorratsbehälter 25, der über eine Schleuse 26 an das obere Ende der Behandlungskammer 14 angeschlossen ist. Am unteren Ende der Behandlungskammer 14 ist eine Schleuse 27 vorgesehen, über die auf dem Auflageboden 15 liegendes Material aus der Behandlungskammer 14 abgeführt werden kann.

Der Vorratsbehälter 25 wird mit Pellets gefüllt, die aus Biomasse als Ausgangsmaterial gepresst wurden. Das Aus- gangsmaterial können beispielsweise halm- oder holzartige nachwachsende Rohstoffe sein oder Mischungen aus diesen Stoffen. Die Pellets können zudem einen Anteil von bis zu 30 % an nicht nachwachsenden Stoffen, wie etwa Müll, enthalten. Die Pellets können beispielsweise einen Durchmesser von 6 mm und eine Länge von einigen Zentimetern haben.

Über die Schleuse 26 wird eine Charge Pellets in die Behandlungskammer 14 eingelassen. Die Pellets fallen in der Behandlungskammer 14 nach unten und sammeln sich auf dem Auflageboden 15. Der Brenner 20 und das Gebläse 19 erhitzen den Luftstrom auf eine Temperatur von etwa 300 °C und leiten diesen in die Verteilerkammer 17 und anschließend durch den Auflageboden 15 hindurch.

Der Luftstrom ist so stark, dass er die Pellets von dem Auflageboden 15 abhebt und mit sich nach oben führt. Zusammen mit den Pellets wird der Luftstrom an der Ablenkfläche 22 in seitlicher Richtung umgelenkt. Durch die Schwerkraft fallen die Pellets aus dem Luftstrom heraus und landen auf der Rutsche 24, über die sie zurück zu dem Auflageboden 15 gelangen. Die Pellets folgen also einem Kreislauf, in dem sie wieder und wieder mit dem Luftstrom nach oben gehoben werden und dann über die Rutsche 24 zurück auf den Auflageboden gelangen.

Diese Wärmebehandlung wird für einen Zeitraum von etwa 8 min durchgeführt und hat zur Folge, dass flüchtige Stoffe aus den Pellets austreten und dass verschiedene langkettige Verbindungen aufgebrochen werden. Die Pellets werden dadurch hydrophob und erhalten eine spröde innere Struktur. Während der Wärmebehandlung wird in Summe eine Luftmenge von etwa 8 m³ je Kilogramm Pellets durch die Behandlungs- kammer 14 geleitet.

Nach Abschluss der Wärmebehandlung wird die Schleuse 27 geöffnet, und die Pellets treten durch die Schleuse 27 aus der Behandlungskammer 14 aus. Unmittelbar nach dem Austritt werden die Pellets mit Wasser behandelt, das etwa Zimmertemperatur hat, so dass die Pellets abgeschreckt werden und die in den Pellets stattfindenden Reaktionen schlagartig unterbrochen werden. Die Vorrichtung kann gemäß Fig. 4 ein in der Behandlungskammer 14 angeordnetes Leitblech 31 umfassen. Das Leitblech 31 erstreckt sich parallel zu einer ersten Seitenwand 32 der Behandlungskammer 14, die an das untere Ende des geneigten Auflagebodens 15 anschließt. Oberhalb und unterhalb des Leitblechs 31 bleibt ein Freiraum, so dass die Pellets die Ebene des Leitblechs 31 queren können. In der anderen Dimension erstreckt sich das Leitblech 31 über die gesamte Breite der Behandlungskammer 14. Das Leitblech 31 ist beweglich in der Behandlungskammer 14 aufgehängt, so dass der Abstand zwischen der ersten Seitenwand 32 und dem Leitblech 31 eingestellt werden kann, um optimale Strömungsverhältnisse in der Behandlungskammer 14 zu erreichen. Die Durch- brechungen 16 in dem Auflageboden 15 sind so gestaltet, dass im Bereich zwischen dem Leitblech 31 und der ersten Wand 32 ein sehr starker Luftstrom nach oben entsteht, der die Pellets mit sich führt. Im Bereich zwischen dem Leitblech 31 und der gegenüberliegenden Seitenwand 32, an der die Rutsche 24 ausgebildet ist, ist der nach oben gerichtete Luftstrom schwächer. Hier dient der Luftstrom in erster Linie dazu, die Bewegung der Pellets in Richtung der ersten Seitenwand 32 zu fördern, so dass sie dort von dem starken Luftström erfasst werden können.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 schließt sich an den Auslass 23 der Behandlungskammer 14 eine Rückleitung 28 an, die über einen Abscheider 29 zurück zu dem Brenner 20 führt. In dem Abscheider 29 werden feste Bestandteile aus dem Luftstrom abgetrennt und am Boden des Abscheiders 29 gesammelt. Über ein Zellrad 30 können die festen Bestandteile in regelmäßigen Abständen entnommen werden. Zurück zu dem Brenner 20 wird also ein Luftstrom geführt, der von den festen Bestandteilen befreit ist, in dem aber noch gasförmige Bestandteile enthalten sind, die sich aus den Pellets herausgelöst haben. Diese gasförmigen Bestand- teile sind teilweise brennbar und können als Brennstoff für den Brenner 20 dienen. Im Idealfall entsteht ein geschlossener Kreislauf, der ohne Zufuhr von Frischluft und ohne Zufuhr von neuem Brennstoff auskommt. Gegebenenfalls reduziert sich der Sauerstoffgehalt des Luftstroms, was für die Reaktionen in den Pellets von Vorteil sein kann.

Die auf diese Weise veredelten Pellets sind hydrophob und können deswegen auch über einen längeren Zeitraum im Freien gelagert werden. Dies sowie die hohe Sprödigkeit des Mate- rials, durch die die Pellets sich leicht mahlen lassen, führen dazu, dass die Pellets sehr geeignet sind, um in Form von Cofiring in Kraftwerken verarbeitet zu werden. Außerdem erhöht sich der Energiegehalt der Pellets durch die erfindungsgemäße Behandlung.

In Versuchsreihen hat sich der Erfolg des erfindungsgemäßen Verfahrens bestätigt. So wurden beispielsweise übliche Holzpellets mit einem Durchmesser von 6 mm in zertifizierter DinPlus-Qualität mit einer Feuchte 9% in die oben be- schrieben Vorrichtung eingebracht. Diese Pellets wurden zwischen 240°C und 320°C zwischen 3 und 21 Minuten in der Vorrichtung behandelt. Die so behandelten Pellets zeigten eine charakteristische Erhöhung des Brennwertes von z.B. von (roh) 18,5MJ/kg auf 21MJ/kg. Auch nach einer 3 Tage dauernden Lagerung in Wasser waren die Pellets stabil. Die Pellets wiesen eine hohe Gleichmäßigkeit der Bräunung auch innerhalb der Pellets auf, was auf eine sehr gleichmäßige Behandlungsintensität schließen lässt. Weitere Versuche wurden mit anderen Holzpellets (Durchmesser 8mm Qualität EN14961-2-B) , Pellets aus Bambusholz (Feuchte 9%), Pellets aus Stroh (Feuchte 8%) und Pellets aus Präriegras (Feuchte 11%) durchgeführt. Bei allen Versuchen zeigte sich nach der Behandlung die charakteristische Erhöhung des Brennwerts. In Fig. 5 ist jeweils der Brennwert in der Einheit MJ/kg im Vergleich dargestellt, wobei der helle Balken für den Brennwert im Ausgangszustand der Pellets und der dunkle Balken für den Brennwert nach Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens steht. Dabei beziehen sich die linken Balken auf Stroh, die zweiten Balken auf Präriegras, die dritten Balken auf Holz und die ganz rechten Balken auf Bambus.

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zum Veredeln von Pellets mit folgenden Schritten:

a. Bereitstellen von aus Biomasse gepressten Pellets b. Durchführen einer Wärmebehandlung der Pellets mit folgenden Parametern:

i. die Pellets werden auf eine Temperatur zwischen 210° C und 390° C erwärmt;

ii. die Wärmebehandlung erstreckt sich über einen Zeitraum zwischen 1 min und 30 min.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pellets durch einen geeignet temperierten Luftström erwärmt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftstrom so stark ist, dass die Pellets durch den Luftstrom in Bewegung versetzt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlung der Pellets chargenweise erfolgt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmebehandlung mit einem Luftstrom von 6 m³ bis 20 m³ pro Kilogramm Pellets erfolgt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Wärmebehandlung in einer Atmosphäre mit reduziertem Sauerstoffgehalt durchgeführt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmebehandlung sich über einen Zeitraum zwischen 3 min und 16 min erstreckt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Pellets auf eine Temperatur zwischen 250 °C und 300 °C erwärmt werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die in Schritt a. bereitgestellten Pellets einen Durchmesser zwischen 4 mm und 20 mm haben.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die in Schritt a. bereitgestellten

Pellets einen Feuchtegehalt zwischen 5 Gew.-% und 15 Gew.-% haben.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Pellets im Anschluss an die

Wärmebehandlung abgeschreckt werden.

12.. Vorrichtung zum Veredeln von Pellets, wobei die Vorrichtung folgende Merkmale aufweist:

a. eine Behandlungskammer (14), die einen Auflageboden

(15) für die Pellets sowie eine erste Seitenwand (32) und eine zweite Seitenwand (33) aufweist, wobei der Auflageboden (15) mit einer Mehrzahl von Durchbrechungen (16) versehen ist, wobei die erste Seitenwand (32) und die zweite Seitenwand (33) an gegenüberliegenden Seiten an den Auflageboden (15) angrenzen und wobei die zweite Seitenwand (33) eine Rutsche (24) aufweist, die auf den Auflageboden (15) mündet;

b. einen Kanal für einen Luftstrom, der unterhalb des Auflagebodens (15) mündet;

c. eine Heizeinrichtung (20) und eine Antriebseinrichtung (19) für den Luftstrom, um einen erwärmten Luftstrom von unten durch die Durchbrechungen (16) in dem Auflageboden (15) zu leiten;

d. eine oberhalb des Auflagebodens (15) angeordneten Ablenkfläche (22), so dass der Luftstrom und von dem Luftstrom mitgeführte Pellets in eine Bewegungsrichtung umgelenkt werden, die von der ersten Seitenwand (32) in Richtung der zweiten Seitenwand (33) weist;

dadurch gekennzeichnet, dass

e. zwischen der ersten Seitenwand (32) und der zweiten Seitenwand (33) ein Leitblech (31) angeordnet ist, so dass die Pellets sich zwischen der ersten Seitenwand (32) und dem Leitblech (31) nach oben bewegen.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen dem Leitblech (31) und der ersten Seitenwand (32) einstellbar ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbrechungen (16) nahe der ersten Seitenwand (32) größer dimensioniert sind als nahe der zweiten Seitenwand (33) .

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Auflageboden (15) geneigt angeordnet ist.