DE202006011668U1

DE202006011668U1 - Adaptiver Brennstoff

Info

Publication number: DE202006011668U1
Application number: DE200620011668
Authority: DE
Inventors: Jozsef Bugovics; Und Buedingen Sylvester Ysenburg
Original assignee: NEO ENERGY AG
Current assignee: NEO ENERGY AG
Priority date: 2006-07-29
Filing date: 2006-07-29
Publication date: 2006-10-26
Anticipated expiration: 2016-07-30
Also published as: DE102007020871A1; DE102007020871B4; AT504062A2; WO2008014838A1

Abstract

Adaptiver Brennstoff aus, bei der Gewinnung von Öl aus Ölsaaten oder Ölfrüchten, vorzugsweise Raps, anfallenden Ölpresskuchen, als Substitut für Holzpellets zur Gewinnung von Wärmeenergie durch Verbrennung, dadurch gekennzeichnet, dass der Ölpresskuchen als Pellet (8) mit den geometrischen Abmessungen von genormten Holzpellets geformt ist, wobei die Oberfläche des Pellets (8) unbehandelt oder behandelt ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen adaptiven Brennstoff aus Öl-presskuchen, der Anforderungen an Holzpellets zur Wärmeerzeugung erfüllt.
Auf Grund des weltweit ständig steigenden Bedarfs an Energie, der in erster Linie aus noch fossilen Rohstoffen gedeckt wird, verringern sich deren Ressourcen erheblich, die Preise und Kosten sich im Gegenzug wesentlich erhöhen.
Die Nutzung von alternativen Energiequellen wird aus diesem Grund vorangetrieben.
Einen Ansatzpunkt stellt die Gewinnung von Energie aus nachwachsenden Rohstoffen und anderen Biomassen dar.
Insbesondere zur Erzeugung von Wärme, wie zum Beheizen von Gebäuden, werden unter anderem Holzabfälle und -reste in Form von genormter Pellets benutzt.
Mit diesen Holzpellets lassen sich speziell ausgelegte Feuerstätten automatisiert betreiben.
Bei der Verbrennung entsteht etwa soviel CO₂ wie beim Wachstum des Rohstoffs aufgenommen wird, jedoch wird bei der Verbrennung teilweise eine erhebliche Menge Feinstaub an die Umwelt abgegeben.
Zudem wächst der Rohstoff Holz nicht so schnell nach, dass eine Bedarfsdeckung für einen längeren Zeitraum abgesichert sein kann.
Des Weiteren wurden Pellets bisher aus Abfällen der Sägewerke (Holzmehl) gepresst. Durch die stark zunehmende Anzahl an Pellet-Heizungen, kann der Bedarf nicht mehr aus Holzabfällen gedeckt werden. Vermehrt muss so aus Vollholz in einem energetisch aufwendigen Prozess Sägespäne hergestellt werden, die dann später zu Holzpellets gepresst wird. Der zusätzliche Aufwand verschlechtert die Energiebilanz des sonst umweltfreundlichen Brennstoffes erheblich.
Aus nachwachsenden Rohstoffen wird auch Bioenergie in Form von Kraftstoffen gewonnen.
In größerem Umfang wird Biodiesel aus Pflanzenöl, wie Rapsöl oder Öl anderer Ölsaaten oder Ölfrüchten, hergestellt.
Die Gewinnung von Rapsöl erfolgt insbesondere mittels eines Kaltpressverfahrens, bei dem in üblicher Weise nach dem Pressen ein Presskuchen anfällt. Dieser Presskuchen hat noch einen Ölanteil in der Größenordnung von 7%–10% und wird derzeit hauptsächlich als Tierfutter genutzt.
Die anfallende Menge derartiger Presskuchen nimmt mit der Menge des produzierten Rapsöls zu und kann nicht mehr in vollem Umfang als Futter verwertet werden.
Der Presskuchen weist bei kontinuierlich arbeitenden Verfahren eine krümelige Struktur auf, die auf Grund des Ölanteils bei der Lagerung zum Verbacken neigt.
Beim Lagern können zudem Schäden durch Pilze oder biologische Vorgänge auftreten, wodurch eine Weiterverwendung und Lagerung erheblich erschwert wird.
Eine energetische Nutzung des Presskuchens in der vorliegenden Form, der Einsatz als Brennstoff ist nicht effektiv möglich, da im Presskuchen erhebliche Anteile bspw. an Natrium und Kalium zu finden sind. Diese führt zusammen mit weiteren Eiweißen zu einer Verschlackung und Verglasung des Brennraumes, der aufwendig gereinigt werden müsste. Der Ofen ist nach einer kurzen Zeit nicht mehr nutzbar. Um dies zu verhindern, müssten sehr aufwendige neue Öfen konstruiert werden, die eine Verwirbelung und anschließende Entsorgung des Brennrestgutes sicherstellen würden. Dabei entsteht erheblicher Feinstaub. Eine solche Verfeuerungsanlage wäre bspw. für den Hausgebrauch sehr teuer und mit erheblicher Wartung und Pflege verbunden.
Eine ansonsten einfache Entsorgung anfallender Asche ist nicht gegeben.
In der Druckschrift DE 102 45 316 A1 wird vorgeschlagen, Rapskuchen, wie er sich nach dem Durchlaufen der Rapspresse ergibt, zur Wärmegewinnung zu verbrennen.
Der gepresste Raps soll vor der Verbrennung mit der Abwärme des Pressenmotors getrocknet werden.
Mit der beschriebenen Lösung lassen sich bestenfalls die bei der Gewinnung von Rapsöl anfallenden Pressreste unmittelbar nach dem Pressen als Brennstoff einsetzen, da ansonsten auch nach der Trocknung, ohne weitere Behandlung, keine Lagerung möglich ist und weitere Probleme bei der Verbrennung, wie Verglasungen, auftreten.
Die Nutzung des Rapskuchens in der Druckschrift beschriebenen Weise als Substitut für Holzpellets ist nicht möglich.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen Brennstoff aus Ölpresskuchen in Form von Pellets zu entwickeln, der in bestehenden Anlagen zur Verbrennung von Holzpellets zur Gewinnung von Wärmeenergie, ohne Erfordernis von Umrüstungen der Anlagen, als vollwertiges Substitut für Holzpellets eingesetzt werden kann.
Die Aufgabe wird durch die im Schutzanspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Es wird vorgeschlagen, den Ölpresskuchen als Brennstoff einzusetzen, der an die Anforderungen für Holzpellets, die in dafür ausgelegten Heizungsanlagen sowie Feuerstätten zum Einsatz kommen, adaptiert ist.
Der Grundgedanke der Lösung besteht darin, bei der Gewinnung von Öl aus Ölsaaten bzw. Ölfrüchten anfallenden Öl presskuchen durch Zusatz einer umweltfreundlichen Chemikalie als Pellet zu formen und mittels einer Oberflächenbehandlung das Verbacken der gepressten Pellets zu verhindern.
Die geometrischen Abmessungen der Pellets entsprechen denen der für Holzpellets genormten.
Der Brennstoff auf der Basis von Ölpresskuchen ist an die spezifischen Forderungen für Holzpellets zur Wärmegewinnung adaptiert.
Die Pellets des adaptierten Brennstoffs aus Ölpresskuchen weisen einen Zusatz bspw. von insbesondere Kalziumoxid mit einem Anteil von ein bis fünf Prozent, vorzugsweise zwei Prozent, auf. Andere Materialien, die zur Steigerung des Aschepunktes beitragen, können ebenfalls genutzt werden.
Die Erfindung wird anhand der 1 bis 3 dargestellt.
In 1 ist eine Mahl- und Pressvorrichtung 1 sichtbar, die an eine bestehende Kaltpresse 2 angebunden ist, die einen Ölpresskuchen 3 übernimmt und nochmals in einer Mahlvorrichtung 4 zerkleinert/zermahlt und mit einem Zusatzstoff 5, über eine Dosierungsvorrichtung 6, gleichzeitig homogen vermischt, wobei die Kaltpresse 2 und die Mahl- und Pressvorrichtung 1 als eine Einheit ausgebildet sein kann, wobei der gemahlene/zerkleinerte Ölpresskuchen 3 und der beigemischte Zuschlagsstoff 5 als Gemisch dann mit Hilfe eines Extruders 7 oder anderer geeigneter Verfahren auf die Standardform der Holzpellets gepresst wird, die so gepressten Pellets 8 werden entweder in einer Abteilung I 9 chemisch behandelt oder in einer Abteilung II 10 thermisch behandelt; nach 2 werden die Pellets 8 durch zwei oder mehrere Walzen 11 geführt, die eine sehr hohe Temperatur vorweisen, unmittelbar nach dem Walzen werden die Pellets 8 in einem Behälter 12 mit CO₂ weitergeleitet, um dann abgepackt zu werden.
Durch die thermische Behandlung in Abteilung II 10 besitzt die Pellethülle eine hohe Temperatur und auf der Pellethülle nimmt die Kohlenstoffkonzentration zu und reduziert dadurch die Anfälligkeit für Pilz- oder Schimmelbefall ohne Zugabe von Chemikalien.
Alternativ oder auch zusätzlich kann nach 3 die Außenhaut I 14 der Pellets 8 auch chemisch als Außenhaut II 15 abgeschlossen werden, indem nach der Mahl- und Pressvorrichtung 1 eine Oberflächenbehandlung erfolgt, bspw. in ein Tauchbad mit dem Beschichtungs- oder Imprägniermaterial oder mit diesem besprüht werden. Gegebenenfalls erfolgt noch eine anschließende Trocknung und dann die Lagerung.
Somit besteht das Pellet 8, wie in 3 dargestellt, nach den alternativen Behandlungen aus beigemengtem Zusatzstoff 5, der Außenhaut I 14, die unbehandelt ist, aus der Außenhaut II 15, die chemisch behandelt ist und aus der Außenhaut III 16, die thermisch behandelt ist.
Das untereinander Verbacken der Pellets 8 (aneinanderhaftend) wird mittels einer Oberflächenbehandlung verhindert, wobei die Oberfläche mit einem Wachs oder Fett oder einem anderen vernetzenden Stoff (Lack) beschichtet ist.
Günstigerweise lassen sich für die Oberflächenbehandlung der Pellets 8 des adaptierten Brennstoffs in der Produktion von Biokraftstoffen anfallende Wachse oder Fette einsetzen, die zu einer lackartigen Konsistenz umgewandelt werden.
Alternativ zur Beschichtung ist eine Imprägnierung der Oberfläche der Pellets 8 mit einem dieser Stoffe oder auch Glyzerin und Glyzerinabkömmlingen realisierbar.
Zur Oberflächenbehandlung der Pellets 8 sind auch alle anderen Stoffe geeignet, die ein Verkleben der Pellets 8 und biologische Schädigungen während der Lagerung verhindern sowie bei der Verbrennung keine umweltschädlichen Emissionen bewirken.
Zur Herstellung des adaptierten Brennstoffs lassen sich bisher übliche Ausrüstungen zur kontinuierlichen Gewinnung von Öl aus Ölsaaten und Ölfrüchten mittels einfacher Zusatzausrüstungen nutzen.
Die Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere darin, dass der an die zur Nutzung als Brennstoff geforderten Eigenschaften von Holzpellets adaptierte Brennstoff aus Presskuchen bei der Gewinnung von Öl aus Ölsaaten oder Ölfrüchten während der Lagerung nicht verbäckt, eine vollständige Verbrennung ohne Verschlackung gewährleistet, teilweise einen höheren Heizwert als Holzpellets aufweist sowie wesentlich weniger Feinstaub bei der Verbrennung emittiert.
Die Pellets des adaptierten Brennstoffs weisen auf Grund der erfolgten Oberflächenbehandlung in Förderanlagen einen geringen Reibungskoeffizienten, eine verbesserte Fließfähigkeit als auch in Abhängigkeit des zur Oberflächenbehandlung bzw. der Imprägnierung eingesetzten Stoffes einen noch weiter gesteigerten Heizwert auf.
Die Asche aus der Verbrennung des adaptierten Brennstoffs kann problemlos als Dünger genutzt werden.
Für Holzpellets ausgelegte Feuerungstechnik sowie zugehörige Ausrüstungen zum gegebenenfalls automatischen Betrieb müssen nicht umgerüstet werden.
Biologische Schädigungen des adaptierten Brennstoffs werden vermieden, so dass die Lagerfähigkeit gegeben ist.

1: Mahl- und Pressvorrichtung
2: Kaltpresse
3: Ölpresskuchen
4: Mahlvorrichtung
5: Zusatzstoff
6: Dosiervorrichtung
7: Extruder
8: Pellet
9: Abteilung I
10: Abteilung II
11: Walzen
12: Behälter
13: Abpackstation
14: Außenhaut I
15: Außenhaut II
16: Außenhaut III

Claims

Adaptiver Brennstoff aus, bei der Gewinnung von Öl aus Ölsaaten oder Ölfrüchten, vorzugsweise Raps, anfallenden Ölpresskuchen, als Substitut für Holzpellets zur Gewinnung von Wärmeenergie durch Verbrennung, dadurch gekennzeichnet, dass der Ölpresskuchen als Pellet (8) mit den geometrischen Abmessungen von genormten Holzpellets geformt ist, wobei die Oberfläche des Pellets (8) unbehandelt oder behandelt ist.
Adaptiver Brennstoff als Substitut für Holzpellets nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Ölpresskuchen eine umweltfreundliche Chemikalie mit einem Anteil von ein bis fünf Prozent, vorzugsweise zwei Prozent, zugesetzt ist.
Adaptiver Brennstoff als Substitut für Holzpellets nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Pellets (8) imprägniert ist.
Adaptiver Brennstoff als Substitut für Holzpellets nach Anspruch 1 und 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die umweltfreundliche Chemikalie Kalziumoxid ist.
Adaptiver Brennstoff als Substitut für Holzpellets nach den Ansprüchen 1 bis 4 oder einer der Ansprüche 1, 2, 3, oder 4 dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Pellets (8) aus einer Außenhaut I (14), die nicht behandelt ist, oder aus einer Außenhaut II (15), die chemisch behandelt ist, oder/und aus einer Außenhaut III (16), die thermisch behandelt ist, gebildet wird.