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Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung
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von Preßlingen, insbesondere als Biobrennstoff Die Erfindung bezieht
sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur
Erzeugung von Preßlingen, wie Briketts, Cobs oder Pellets von gewählter Festigkeit,
insbesondere als Biobrennstoff und/ oder Biokompost (Torfersatz), vorwiegend aus
naturfeuchten land- und forstwirtschaftlichen sowie gartenbaulichen Reststoffen
oder aus entsprechend verwertbaren Gewerbemüllbestandteilen.
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Es handelt sich also vorzugsweise um ein Energierückgewinnungsverfahren
und -vorrichtung, aus brennbaren land-, garten- und forstwirtschaftlichen Produktionsrückständen
oder aus ausgesuchten, problemlos verbrennbaren Abfällen von Haus- und Gewerbebetrieben.
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Es sind Verfahren und Vorrichtungen zur Erzeugung von Biobrennstoffen
in der Gestalt von lagerfähigen Briketts, Cobs oder Pellets bekannt geworden. Trotz
des weltweiten großen Anfalls von als Brennstoff nutzbaren Reststoffen vor allem
aus der Land-, Garten- und Forstwirtschaft (z.B. Sträucher, Äste, Baumrinden, Reben,
Getreidestroh, Laub, Obst- und Gemüsestände, Unkraut, Gräser usw.) haben sich die
bekannt gewordenen Verfahren und Vorrichtungen zur Brikettierung und Pelletierung
von Biomassen aus verschiedenen Gründen nicht durchsetzen können.
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1. Bekannte Anlagen zum Brikettieren und Pelletieren von Biomasse
arbeiten mit derart hohen Energiekosten, daß die
hergestellten Biobrennstoffe
mit den herkömmlichen Brennstoffen wirtschaftlich nicht konkurrenzfähig sind. Das
liegt unter anderem auch daran, daß die bekannten Anlagen als Großanlagen konzipiert
sind, so daß die zu verarbeitende Biomasse über größere Transportwege von vielen
verschiedenen Orten, wo sie in unterschiedlichen Mengen anfällt, erst herangeschaftt
werden muß, um die Großanlagen voll auslasten zu können.
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2. Die bekannten Anlagen arbeiten auch deswegen unwirtschaftlich,
weil ein erheblicher Energieaufwand notwenidg ist, um die naturfeuchten Biomassen
mit bis zu ca. 40 bis 50 % Wassergehalt auf ca. 10 bis 15 % Wassergehalt zu trocknen.
Derartige energieaufwendige Trocknungsverfahren sind bei den bekannten Vorrichtungen
aber erforderlich, weil ohne diese lagerfähige Briketts, Cobs oder Pellets nicht
herstellbar sind.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Durchführung des Verfahrens der eingangs genannten Art anzugeben, wodurch erstmals
ein neuer Weg aufgezeigt wird, naturfeuchte Biomassen auch mit kleineren Aggregaten
wirtschaftlich zu Briketts, Cobs oder Pellets verarbeiten zu können. Die erfindungsgemäß=Vorrichtung
soll damit konstruktiv besonders einfach ausgebildet und mit weitgehend geringem
Energieaufwand betreibbar sein. Sie soll gegebenenfalls auch mobil konzipierbar
sein, um sie möglichst nahe an den Ort heranbringen zu können, wo die Biomasse angefallen
ist. Trotz Verarbeitung auch von naturfeuchter Biomasse soll erfindungsgemäß eine
energieaufwendige Vortrocknung nicht notwendig sein,
um weitgehend
unbegrenzt lagerfähige Briketts, Cobs oder Pellets herstellen zu können, die mit
herkömmlichen Brennstoffen wirtschaftlich konkurrenzfähig sind.
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Das erfindungsgemäß Verfahren und die zugehörige Vorrichtung soll
damit die Herstellung von Biobrennstoffen ermöglichen, die problemlos lagerfähig
und umweltfreundlich verbrennbar sind.
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Die vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
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Vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen nach der Erfindung ergeben
sich aus den Merkmalen der Unteransprüche.
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Die Erfindung wird lediglich anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben,
die in einer Zeichnung nur schematisch dargestellt sind. Hierin zeigt bzw.
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zeigen Figur la und lb einen Längsschnitt durch eine stationäre Biomassen-Zerkleinerungs-und
Verdichtungsanlage gemäß der Erfindung; Figur 2 einen Querschnitt gemäß A - A in
Fig. la Figur 3 einen Längs schnitt durch eine weitere Biomassen-Zerkleinerungs-und
Verdichtungsanlage ähnlich der nach Fig. la und Ib;
Figur 4 eine
in den Zerkleinerungs- und Verdichtungsanlagen nach Fig. la und lb oder Fig. 3 verwendbare
Preßschnecke; Figur 5 einen Schnitt entsprechend A - A in Fig. la durch eine erfindungsgemäße
Verdichtungsanlage ähnlich der nach Fig. la und lb mit einer Zusatzeinrichtung zur
dosierten Zugabe von Bindemittel.
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Figur la und lb zeigen auf zwei Blättern gemeinsam einen Längsschnitt
durch eine erfindungsgemäße Biomassenzerkleinerungs- und Verdichtungsanlage als
eine Baueinheit mit einem die Zerkleinerungs- und die Verdichtungsanlage umfassenden
gemeinsamen Gehäuse mit einer Einwurfklappe 1, die am Einwurfende eines Aufgabetrichters
für die rohe, unzerkleinerte Biomasse verschwenkbar angebracht ist.
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Innerhalb des Aufgabetrichters befinden sich zwei Förder-oder Aufgaberollen
2, über die die aufgegebene Biomasse einem an sich bekannten Häcksler bzw. einer
Hammer- oder Schlagmühle zugeführt wird, die aus einem Rotor 3 mit am Umfang schwenkbar
gelagerten Schlägern oder Hämmern 3' bestehen, welche mit mehreren im Trommelgehäuse
1' für den Rotor 3 radial nach innen vorstehenden Schlagleisten 3 zusammenwirken.
Im offenen Boden des Trommelgehäuses 1' befindet sich ein Sieb 4, dessen Maschen-
bzw. Lochweiten die Größe des Zerkleinerungsgutes bestimmen, das durch das Sieb
4 hindurch in den Gehäuseraum 1" unterhalb des Häckslers bzw. der Hammer- oder Schlägermühle
fällt.
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Dieser Gehäuseraum 1" besitzt im Beispielsfalle einen im wesentlichen
dreieckigen Querschnitt mit einer etwa waagerechten
Bodenfläche,
einer an das eine Ende des Rotorgehäusebodens anschließenden etwa senkrechten Stirnfläche
und einer an das andere Ende des Rotorgehäusebodens angrenzenden Schrägfläche. Auf
diese Weise schließt der Gehäuseraum 1" trichterförmig an einen zylindrischen oder
in Austrittsrichtung leicht konischen Gehäuserauml"' an, der innenseitig mit achsparallelen
metallischen Leisten 11 versehen ist, die über den Umfang des Gehäuseraumes mit
geringem Abstand aufeinanderfolgen und die messerartige Schneidkanten aufweisen,
die den freien zylindrischen oder leicht konischen Gehäuseraum 1"' begrenzen, der
damit ein sogenanntes Messerrohr im Anschluß an das Trichtergehäuse 1" bildet.
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An das Messerrohr 1"' schließt eine Trommel 13 mit mehreren z.B. vier
zylindrischen Verdichtungskammern 13' an, die über den Trommelumfang gleichmäßig
verteilt angeordnet sind. Durch Drehen der Trommel 13 um ihre Achse 13" in einem
Trommelgehäuse mittels eines Antriebes 13"', werden die Verdichtungskammern 13'
der Trommel 13 nacheinander vor die Austrittsöffnung des Messerrohres 1"' gedreht.
Wenn sich eine Verdichtungskammer 13' koaxial vor dem Messerrohr 11"' befindet,
liegt eine andere mit einem Preßling gefüllte Kammer vor einer nicht gezeigten Auswurfvorrichtung,
die den Preßling aus der Verdichtungskammer durch eine Öffnung im Trommelgehäuse
herausschiebt.
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Die Verdichtungskammernl3' weisen dabei einen etwas kleineren Durchmesser
als der freie Durchmesser des Messerrohres 1"' auf. Zum Anschluß des Messerrohres
1"' mit dem größeren Innenraumdurchmesser an eine Verdichtungskammer 13' mit einem
kleineren Innenraumdurchmesser ist am Austrittsende des Messerrohres 1"' ein konischer
Zwischenring 12 vorgesehen. Am Boden des Trommelgehäuses befindet sich gegenüber
dem Austrittszentrum des Messerrohres 1"' ein Druckschalter 9,
der
bei einem bestimmten Preßdruck der Biomasse in der Kammer 13 ein elektrisches Signal
zur Steuerung des Antriebes 13"' abgibt, der daraufhin die Trommel 13 weiterdreht,
um eine leere Verdichtungskammer vor das Messerrohr 1"' zu drehen.
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Innerhalb des Trichtergehäuses 1" ist eine Preßschnecke 10 drehbar
gelagert, deren Achse im Beispielsfalle etwa parallel zur im wesentlichen horizontalen
Bodenfläche des Trichtergehäuses 1" verläuft.
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Es ist klar, daß die Erfindung nicht auf eine derartige Lage der Preßschnecke
und ihre Anordnung gegenüber der Gehäusebodenfläche beschränkt ist. Ein vorderer
Abschnitt der Preßschnecke 10 greift in das Messerrohr 1"' ein, wobei das vordere
Ende der Preßschnecke mit dem Austrittsende des Messerrohres 1"' im wesentlichen
abschließt. Die Preßschnecke 10 wird über ein Getriebe 7 von einem Motor 6 angetrieben,
der bei einer stationären Anlage z.B. ein Elektromotor ist, dessen Drehzahl stufenlos
regelbar bzw.
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einstellbar ist.
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Der äußere Durchmesser des in dem Messerrohr 1"' liegenden vorderen
Abschnittes der Preßschnecke 10 ist wenig kleiner als der von den Schneidkanten
der Messerleisten 11 begrenzte freie Innenraum des Messerrohres 1"', so daß die
vorderen Gewindegänge der sich drehenden Preßschnecke 10 innerhalb des Messerrohres
1"' mit den feststehenden Schneidkanten der Messerleisten 11 scherenartig zusammenwirken.
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Um die Konstruktion der kombinierten Zerkleinerungs-und Verdichtungsanlage
vor allem für naturfeuchte Biomassen
so einfach wie möglich zu
gestalten, sind die Messerleisten 11 achsparallel verlegt. Es ist klar, daß die
Messerbalken innerhalb des Messerrohres auch schräg zur Achse oder schraubenlinig
verlegt sein können und zwar gegensinnig zum Drehsinn der Preßschneckke 10.
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Der Durchmesser und/oder der Abstand der Schneckengänge der Preßschnecke
nimmt in Förderrichtung der Preßschnecke von ihrem hinteren zu ihrem vorderen Ende
ab. Wie für ein Ausführungsbeispiel in Fig. 4 näher gezeigt ist, verringern sich
die Durchmesser der hinteren vier Gewindegänge von 350 mm auf 100 mm, wobei diese
vier Gewindegänge von einem gedachten konusförmigen Mantel tangiert sind. Außer
den Durchmessern verringern sich bei den hinteren vier Gewindegängen die Abstände
zwischen den Gewindegängen von 300 mm über 250mm auf 150mm. Die anschließenden vorderen
sechs Gewindegänge besitzen dagegen den gleichen Durchmesser und nur die Abstände
und damit die Steigungen der Gewindegänge ändern sich. So ist im Beispielsfalle
der Abstand zwischen dem vierten und dem fünften Gewindegang mit 80 mm, zwischen
dem fünften und sechsten Gewindegang mit 70 mm, zwischen dem sechsten und siebten
Gewindegang einerseits und dem siebten und achten Gewindegang andererseits jeweils
mit 60 mm und zwischen dem achten und neunten Gewindegang einerseits und dem neunten
und zehnten Gewindegang andererseits jeweils mit 50 mm gewählt.
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Im Beispielsfalle greifen die vorderen 5 Gewindegänge mit gleichen
Durchmessern in das zylindrische Messerrohr 1"' ein.
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Es ist klar, daß die Erfindung nicht auf derartige Ausbildungen der
Preßschnecke 10 und des ihr angepaßten Messerrohres 1"' beschränkt ist. Insbesondere
kann
sich das Messerrohr auch zum Austrittsende hin konisch verjüngen. Entsprechend verjüngen
sich dann auch die Durchmesser der Gewindegänge des in das Messerrohr eingreifenden
vorderen Abschnittes der Preßschnecke 10.
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In den Trichterraum 1" zwischen dem Rotorgehäuse 1 für den Häcksler
oder die Hammermühle und dem Messerrohr 1"' ragt dicht unterhalb des Siebes 4 das
Austrittsende 20' eines Austragsrohres 20, über das erforderlichenfalls ein pulverförmiges
Adsorptionsmittel aus einem Vorratsbehälter 14 unmittelbar vor die Austrittsöffnung
einer Düse 19 durch Schwerkraft rieselt bzw. sickert, die zur gleichmäßigen Verteilung
des Adsorptionsmittels in dem Trichterraum 1" einen oszillierenden Luftstrahl abgibt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Austragen und Verteilen bzw. Versprühen des
Adsorptionsmittels ist mehr im einzelnen aus dem Schnitt in Fig. 2 ersichtlich.
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Vor dem Austrittsende 20' des Austragrohres 20 ist eine Einstellvorrichtung
18 angeordnet, mit der ventilartig die Austrittsmenge des pulverförmigen Adsorptionsmittels
eingestellt bzw. auch völlig abgestellt werden kann, z.B. wenn der Feuchtigkeitsgehalt
der von der Hammermühle zerkleinerten Biomasse kleiner 20% ist.
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Es hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, als Düse 19
eine an sich bekannte fluidische Oszillatordüse ohne bewegliche Teile zu verwenden,
die einen mit hoher Frequenz in einer Ebene oder in einem kegelförmigen Raum hin-
und herschwingenden Luftstrahl
abgibt. Die Austrittsöffnung des
Bindemittelaustragrohres liegt dicht oberhalb der Schwingebene des Luftstrahles.
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Hierfür geeignete fluidische Oszillatoren sind z.B.
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durch die Europäische Patentanmeldung Nr. 80900579.6 und die französische
Patentanmeldung Nr. 7834593 bekannt geworden. Die notwendige Druckluft zum Betrieb
der fluidischen Oszillatordüse 19 kann z.B. von einem Ventilator 17 erzeugt werden,
der von der Antriebswelle des Häckslers oder der Hammermühle 3 angetrieben wird,
die in Lagerblöcken 15 außerhalb des Rotorgehäuses 1' gelagert ist und über ein
Getriebe 16 von einem nicht dargestellten Motor angetrieben wird. Der Ventilator
17 befindet sich in einer an das Rotorgehäuse 1' angrenzenden kammer 17',die über
einen Luftführungskanal 17" an die rückseitige Eintrittsöffnung der fluidischen
Oszillatordüse 19 angeschlossen ist.
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Der Rotor des Häckslers bzw. der Hammermühle wird mit hoher Drehgeschwindigkeit
angetrieben, die ausreicht, die aufgegebene auch naturfeuchte Biomasse auf die gewünschte
Teilchengröße zu zerschlagen. Durch den Ventilator werden daher zum Betrieb der
Düse ausreichende Druckluftmengen zur Verfügung gestellt, so daß eine separate Kompressoreinrichtung
zur Erzeugung der Druckluft für eine oder mehrere fluidische Oszillatordüsen nicht
erforderlich ist.
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Es ist klar, daß an die Austrittsöffnung des Luftführungskanals 17"
mehrere fluidische Oszillatordüsen parallel angeschlossen sein können. Diese Düsen
können neben- und/oder untereinander angeordnet sein.
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Es kann weiterhin vorteilhaft sein, die Austrittsöffnung der Oszillatordüse
derart zur Austrittsöffnung des
Austragrohres 20 anzuordnen, daß
der aus der Oszillatordüse austretende Luftstrahl das Bindemittel ejektorartig nach
Art einer Strahlpumpe aus dem Rohr 20 absaugt.
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Die Erfindung ist nicht auf die Lage und Anordnung einer oder mehrerer
Düsen 19 nahe unterhalb des Siebes 4 des Häckslers oder der Hammermühle beschränkt.
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Einer oder mehreren Düsen kann ein Austragsrohr 20 zugeordnet sein.
Es kann aber auch bei mehreren Düsen jeder Düse ein paralleles Austragsrohr 20 zugeordnet
sein.
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Ziel ist es in jedem Fall, das pulverförmige Adsorptionsmittel möglichst
gleichmäßig dicht unterhalb des Siebes 4 zu verteilen, um es an den feuchten Oberflächen
der zerkleinerten Biomasse zur Anlagerung zu bringen.
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Das Austragsrohr 20 kann auch in der Ventilatorkammer 17' enden, so
daß das pulverförmige Bindemittel dosiert unmittelbar in die Ventilatorkammer 17'
abgegeben wird. In diesem Falle wird ein Luft-Pulvergemisch über den Luftführungskanal
17" an eine oder mehrere Oszillatordüsen 19 abgegeben.- In einem solchen Falle werden
vorzugsweise an sich bekannte Oszillatordüsen verwendet, die keine Rückführungskanäle
besitzen.
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Zweckmäßigerweise wird man dabei Oszillatordüsen aus einem Material,
wie z.B. Teflon, verwenden bzw. ihre inneren Kammerräume mit einem solchen Material
beschichten, daß innerhalb der Düsen keine Pulverteilchen hängen bleiben können.
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Die Erfindung ist im übrigen nicht auf den Austrag bzw. das Versprühen
von Adsorptionsmitteln unterhalb des Siebes 4 beschränkt. So kann das Adsorptionsmittel
teilweise oder ganz auch dem Rotorgehäuse des Häckslers bzw. der Hammermühle zugegeben
werden.
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Das Adsorptionsmittel, z.B. Natrium- oder Kalium-Aluminium-Silikat,
dient dazu die Feuchte in Biomassen zu binden, insbesondere,wenn diese einen Feuchtigkeitsgehalt
von über 25% aufweisen. Naturfeuchte,nicht vorgetrocknete Biomassen haben Feuchtigkeitsgehalte
von über 40%.
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Handelt es sich also um Biomassen mit einer relativ hohen Feuchtigkeit
von über 25 %, ist es notwendig außer nicht oxidiertem mikrokristallinem Wachs auch
Adsorptionsmittel zuzugeben. Dabei ist es wichtig, die Vorrichtung zur feinen Verteilung
des Adsorptionsmittels derart anzuordnen, daß es zeitlich vor dem mikrokristallinen
Wachs mit der zerkleinerten Oberfläche der Biomasse in Kontakt kommt. Die Zugabe
von Adsorptionsmittel erübrigt sich vor allem dann, wenn die Biomasse z.B. an der
Luft vorgetrocknet ist und nur noch eine Restfeuchte von weniger als 25 %, vorzugsweise
weniger als 15 % Feuchtigkeit aufweist, was von der Art der Biomasse bzw. den Biomassengemisch
abhängt.
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Die Zugabe von flüssigem nicht oxidiertes mikrokristallinem Wachs
erfolgt so, daß fein verteilte Wachströpfchen im wesentlichen erst mit der zerkleinerten
Biomasse in Berührung kommen, wenn vorher an der Oberfläche der Biomasse das Adsorptionsmittel
angelagert ist. Anderenfalls würde das mikrokristalline
Wachs die
feuchte Oberfläche der zerkleinerten Biomasse vor dem Zutritt des Adsorptionsmittels
abschirmen,und die Wirkung des Adsorptionsmittels zur Bindung der überschüssigen
Feuchte würde im wesentlichen nicht eintreten können. Ist die Zugabe von Adsorptionsmittel
nicht erforderlich, so kann die hierfür vorgesehene Zugabevorrichtung für das flüssige
Mikrowachs dienen. Um in ein- und derselben erfindungsgemäßen Vorrichtung sowohl
naturfeuchte Biomassen als auch vorgetrocknete Biomassen verarbeiten zu können,
sind getrennte Vorrichtungen zum Austrag von Adsorptionsmittel und nicht oxidierentem
mikrokristallinem Wachs erforderlich. Zweckmäßig wird ein Behälter 14" zur Aufnahme
von flüssigem Wachs über eine nicht dargestellte Pumpe an eine oder mehrere Sprühdüsen
19' angeschlossen, die mit deutlichen Abstand von der oder den Sprühdüsen 19 z.B.
nahe dem Trichtergehäuse 1" ungeordnet sind.
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In Fig. 3 ist eine weitere Zerkle-inerungs- und Verdichtungseinheit
ähnlich der nach den Fig. la und lb dargestellt, in der die Preßschnecke 10 nicht
waagrecht, sondern im wesentlichen senkrecht angeordnet ist.
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Außerdem ist die Verdichtungstrommel 13 nach Fig. lb durch eine einzelne
Verdichtungskammer 13' ersetzt, deren vorderer Austritt durch eine Klappe 13" verschließbar
ist, die durch eine mechanische Federkraft in ihrer Schließstellung gehalten wird
und die beim Erreichen des gewählten Preßdruckes des von der Preßschnecke 10 in
die Verdichtungskammer 13' abgegebenen Preßlings geöffnet wird. An der Klappe 13"
befindet sich ein Seil 21, mit dem die Klappe 13" über eine Seil zugvorrichtung
22 in die Schließstellung zurückbewegt wird. Statt einer Düse 19 in Fig. la und
2 sind in der Ausführung nach Fig. 3 vier Düsen 19 vorhanden.
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Die Federkraft wird durch eine oder mehrere Federn aufgebracht, die
bei der Bewegung der Klappe 13" aus ihrer Schließ- in ihre Öffnungsstellung und
umgekehrt über eine nicht dargestellte Totpunktlage schwenken.
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Zur besonderen Anordnung der Schneckenpresse gegenüber dem Häcksler
bzw. der Hammer- oder Schlagmühle wird auf die Ansprüche in Verbindung mit der Zeichnung
verwiesen.
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Fig. 5 zeigt noch einen Querschnitt entsprechend Fig. 2 mit einem
gegenüber Fig. 2 abgewandten Vorratsbehälter 14 zur Aufnahme von pulverförmigen
Adsorptionsmittel, das über ein Austragsrohr 20 entsprechend Fig. 2 vor wenigstens
eine Oszillatordüse 19 ausgetragen wird.
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Anders als in Fig. 2 befindet sich in dem Behälter 14 eine mit mehreren
seitlichen Rührflügeln versehene Rührvorrichtung, die das Adsorptionsmittel aufgelockert
hält und die für einen gleichmäßigen Eintritt des Adsorptionsmittels in das Austragsrohr
20 sorgt. Die Rührvorrichtung wird z.B. über einen Riemenantrieb und ein Getriebe
von der Rotorwelle des Häckslers bzw.
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der Hammermühle angetrieben. Statt der Rührvorrichtung 14' kann auch
eine entsprechend angetriebene Rüttelvorrichtung vorgesehen sein, die das pulverförmige
Adsorptionsmittel in dem Behälter 14 durchrüttelt, damit es gleichmäßig durch das
Rohr 20 fließt.
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Entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitet die erfindungsgemäße
Vorrichtung wie folgt:
Unzerkleinerte, rohe Biomasse wird in den
Häcksler bzw. in die Hammermühle 3 eingebracht, die die Biomasse zerschlägt, bis
sie durch das Sieb 4 in das Trichtergehäuse 1" fällt. Hier befindet sich wenigstens
eine vorzugsweise fluidische Oszillatordüse zum feinen Verteilen bzw. Versprühen
von Adsorptionsmittel, wie vorstehend beschrieben.
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513 Wesentlich ist dabei, das Adsorptionsmittel derart fein verteilt
abgegeben wird, daß eine gleichmäßige und intensive Durchmischung der zerkleinerten
Biomasse mit dem Adsorptionsmittel erfolgt, bevor das nicht oxidierte mikrokristalline
Wachs als Bindemittel zugemischt wird.
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Das Adsorptionsmittel besitzt vorteilhafterweise eine dreidimensionale
netzartige Kristallstruktur, die ein Molekularsieb bildet, wobei die Durchmesser
der Hohlräume größer als die Moleküldurchmesser der zu adsorbierenden Hydrosubstanzen,
insbesondere Wasser, jedoch im wesentlichen kleiner als die Molekulardurchmesser
der in der Luft hauptsächlich enthaltenden Gase (Sauerstoff, Stickstoff) sind.
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Vorzugsweise besteht das Adsorptionsmittel aus einem Kalium- oder
Natriumsilikat mit Porengrößen zwischen 3 bis 10 Å, insbesondere 3 oder 4 Å. Ein
Kalium-Aluminium-Silikat mit Porengrößen von 3 A ist unter dem Handelsnamen Sylosiv
A3 im Handel. Ein Natrium-;st Aluminium-Silikat mit Porengrößen von 10 Å/unter dem
Handelsnamen Sylosiv A10 in Pulverform erhältlich.
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Die Herstellung dieser Stoffe erfolgt z.B. durch Umsetzung wässriger
Natrium-Aluminat- und Natrium-Silikatlösung. Entsprechende Wahl des stöchiometrischen
Verhältnisse
der Reaktanten sowie der Reaktionstemperatur bestimmen
die Porengröße der dreidimensionalen netzartigen Kristallstruktur.
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Das nach der Herstellung noch vorhandene Kristallwasser wird durch
Aktivierung bei hoher Temperatur aus den Kristallhohlräumen entfernt, die somit
zur erneuten Adsorption von Feuchtigkeit (Wasser) aus dem zerkleinerten Gut zur
Verfügung steht. Wegen des ausgeprägten polaren Charakters wird Wasser besonders
stark von Natrium- und Kalium-Aluminium-Silikat adsorbiert. Auch bei sehr niedrigen
Feuchtigkeitswerten oder Wasserdampfpartialdrücken kann Natrium-oder Kalium-Aluminium-Silikat
mehr als 15 % seines Gewichtes an Wasser festhalten. Diese hohe Adsorptionskapazität
unterscheidet Natrium- oder Kalium-Aluminium-Silikat von anderen Adsorptionsmitteln
wie z.B. Kieselgel.
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Nicht oxidierte mikrokristalline Wachse sind bekanntlich reine Kohlenwasserstoffe
mineralischen Ursprungs.
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Im deutlichen Unterschied zu Paraffinen sind diese Wachse durch eine
besonders. feinkristalline Struktur gekennzeichnet. Man unterscheidet Mikrohartwachse
und plastische bzw. weiche Mikrowachse. Die plastischen bzw. weichen Mikrowachse
sind weniger kristallin als die Paraffine aber auch als die Mikrohartwachse. Der
Grund hierfür ist der höhere Gehalt an verzweigten und alicylischen Kohlenwasserstoffen.
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Es sind verschiedenartige Mikrowachse auf dem Markt erhältlich, die
im Erstarrungspunkt, Härte, Viskosität und Klebrigkeit differieren. Erfindungsgemäß
werden plastische bzw. weiche Mikrowachse bevorzugt. Ein Mikrowachs mit einem Erstarrungspunkt
von 72 - 750C
einem Tropfpunkt bei 76 - 800C und einer Penetrationszahl
bei 25° (DIN 51 579) von 23 - 28 ist für die erfindungsgemäßen Zwecke gut geeignet.
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Es wird unter der Bezeichnung S-355 von der Firma Georg Schütz GmbH,
6370 Oberursel vertrieben. Es ist klar, daß die Erfindung nicht auf die Verwendung
dieses plastischen Mikrowachses beschränkt ist.
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Klebrig-plastische Mikrowachse werden bekanntlich vorzugsweise oder
in Abmischung mit geeigneten Additiven als sogenannte Kaschierwachse" eingesetzt,
während trocken-plastische Mikrowachstypen für Beschichtungszwecke Verwendung finden
. Weitere bekannte Einsatzgebiete von plastischen Mikrowachsen sind Licht-Schutzwachse
für die Gummiindustrie, Korrosionsschutzmittel, Isolationsmittel für elektrische
und elektronische Bauteile, Inprägnierungsmittel, Kosmetik, Dentalwachse, Kerzenherstellung,
Bleistifte, Putzmittel, Schmelzkleber, Formwachse aus der Formereibranche etc.
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Wesentlich ist, daß die nicht oxidierten Mikrowachse einschließlich
der erfindungsgemäß besonders vorteilhaft verwendbaren plastischen bzw. relativ
weichen Mikrowachse, wie z.B. das vorstehend angegebene plastische Mikrowachs S-355,die
Anforderungen nach der Empfehlung XXV des Bundesgesundheitsamtes erfüllen, also
für die Umwelt völlig unproblematisch sind.
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Die in der Industrie für die verschiedensten Zwecke, insbesondere
in der Formereibranche verwendeten nicht oxidierten Mikrowachse müssen nach ihrem
Gebrauch als
Abfallwachse mit hohem Kostenaufwand entsorgt werden.
Es hat sich nun herausgestellt, daß solche Abfallwachse als Recycling-Wachse nach
dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendbar sind. Solche Wachse werden aufgeschmolzen
und gegebenenfalls vor ihrem Einsatz als Bindemittel für zerkleinerte Biomassen
mittels einfacher Filter gereinigt.
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Wesentlich ist für das erfindungsgemäße Verfahren, daß die nicht oxidierten
plastischen oder weichen Mikrowachse in Kombination mit anorganischen Adsorptionsmitteln,
insbesondere Kalium- oder Natriumaluminiumsilikat gut verträglich sind. Auf diese
Weise kann der Verbrauch an Mikrowachs auch bei naturfeuchten Biomassen mit hohen
Feuchtigkeitsanteilen überraschend niedrig gehalten werden.
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Aufgrund des relativ niedrigen Erstarrungspunktes der plastischen
bzw. weichen Mikrowachse sind die erfindungsgemäßen Preßlinge aus zerkleinerten
Biomassen bereits beim Verlassen der Preßvorrichtung fest und unzerbrechlich. Die
Lagerung der Preßlinge auch im Freien ist praktisch unbegrenzt, da sie keine Feuchtigkeit
aufnehmen. Die Preßlinge sind daher besonders formstabil. Überraschend war, daß
diese Ergebnisse auch mit relativ geringen Zugabemengen an Mikrowachs auch mit natur
feuchten Biomassen ohne vorherige Trocknung erreichbar sind.
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