A. Heiz- Wertsteigerung von Energieholz aus Hackgut im effizienten
KD – Trockner    ( Kontinuierlicher – Silo – Durchlauf Trockner )

 > Die Nachfrage für hochwertiges Hackgut

 Die Expansion von Biomasseanlagen für die  Wärme- und Stromproduktion erleben zur Zeit einen Boom. Die Nachfrage und der Preis für Energieholz steigt. Das Ökostromgesetz und die Fördermaßnahmen für die Umstellung der Energieträger von Öl und Gas auf Energieholz fördern aus Preisgründen zusätzlich diesen Trend.

 Die bekannten Gründe sind:

-          die Verbrennung nachwachsender Energieträger ist  CO2 – neutral und
-          reduziert die Treibhausgasemissionen im Vergleich zu den fossilen Energieträger
-          der erneuerbare Energieträger Holz leistet einen bedeutenden Beitrag zum Klimawandel
-          Holz als heimischer Energieträger fördert die Unabhängigkeit und Versorgungssicherheit

 Die effizientere Energienutzung wird im Hinblick auf die steigenden Energiekosten für den Bedarf von Energieholz somit immer wichtiger.
Zudem  bringt getrocknetes Energieholz viele Vorteile.

> Die Vorteile von getrocknetem  Energieholz – Heiz – & Wertgewinn sind -

-  höherer Heizwert durch die Entfernung des Ballastes „ Wasser „ im Holz
-  die  dadurch erzielte Brennstoffeinsparung verbraucht weniger Energieholz
-  dies reduziert die Kosten für den Verbrauch von Energieholz
-  weniger Brennstoffe  reduzieren gleichzeitig die Emissionen der Verbrennung
-  weniger Kosten der Transporte für Hackgutlieferungen aufgrund höherer Energiedichte
-  der höhere Heizwert verbessert den Anlagenwirkungsgrad bei der Verbrennung  
-  trockenes Energieholz erhöht die Lagerfähigkeit und verringert die Substanzverlust
-  vermeidet Pilzwachstum ( Gesundheitsgefährdung ) – biologischer Abbau und Heizwertverlust

> Die Funktion des  KD – Trockner

 Das vollautomatische –  urheberrechtlich Gebrauchsmuster – u. patentrechtlich geschützte –   Trocknungssystem ermöglicht im Durchlauf eine kontinuierliche, einheitliche  Trocknung von Holz -  Hackschnitzel unter Vorgabe des gewünschten Trockenheitsgrades.

 Das über ein Förderband in den Rundsilo eingebrachte Energieholz – Hackgut wird über einen perforierten Doppelbodens zwangsbelüftet, in dem nach dem Gegenstromprinzip das Hackgut  kontinuierlich von oben nach unten geführt und das Hackgut mit Warmluft von unten nach oben durchströmt wird.

 Je nach geforderten Trocknungsgrad  berücksichtigt die vollautomatische Programmsteuerung  die Einflußgrößen der Trocknung wie die Eingangsfeuchte im Hackgut, die Stückgröße des Hackgutes, die Verweildauer bzw. die Austragungsgeschwindigkeit des Hackgutes, die relative Luftfeuchtigkeit, die Schüttdichte im Rundsilo, den Strömungswiderstand der Trocknungsluft, die Strömungsgeschwindigkeit  und die erforderliche Trocknungslufttemperatur über den Prozessverlauf der Trocknung.

 Alle diese Parameter sind rechnerisch, messtechnisch und  empirisch erfasst und werden In Abhängikeit vom geforderten Trocknungsgrad  bzw. der gewünschten Endfeuchte im Holzhackgut über eine kontinuierliche Temperatur – Feuchte – Sensor- Messung gesteuert.

 Die konstante Dauerbelüftung im Trocknungssilo begünstigt  mit der Erwärmung des Hackgutes die kapillare Wärmeleitung, wodurch das Wasser im Holz an die Oberfläche dringt.
Im  Konvektionsstrom wird  schließlich das  aus dem Holz ausgetretene Wasser als feuchte Warmluft ins Freie abgeführt. Das freie Wasser aus dem Holz entweicht anfangs bis zum Fasersättigungspunkt relativ schnell, dannach sinkt die Trocknungsgeschwindigkeit.

 Die effiziente Trocknung im KD – Trockner beruht unter anderen auf den Doppeleffekt im Gegenstrom – Durchlaufverfahren, nämlich die Trocknung durch Konvektion im Warmluftstrom und durch den Kontakt des Hackgutes mit dem von der Warmluft erhitzten perforierten Lochboden ( Kontakttrocknung )

 Das schließlich getrocknete Hackgut wird aus dem Rundsilo mit einer Austragungsvorrichtung
 ( Kettenfräse oder Schneckenfräse ) kontinuierlich ausgetragen und dem Verbraucher über ein Förderband zugeführt.
Die gleiche Menge an Hackgut, die ausgetragen wird, wird dem KD – Trockner für eine ausreichende Verweildauer kontinuierlich über ein Förderband zugeführt.

Die vorteilhafte Technik des KD – Trockner und Wirtschaftlichkeit

•  die Doppelfunktion und Wirkung der Kontakttrocknung des Hackgutes auf dem
  belüftbaren heißen perforierten Boden sowie durch die Konvektionstrocknung über die heiße Trocknungsluft im Gegenstrom 
• effiziente Abwärmenutzung über ein mehrstufiges Warmluft – Heizregister
  wodurch es möglich ist, verschiedene Prozessabwärme im Niedertemperaturbereich
  wirtschaftlich sinnvoll zu nutzen
                        Je nach geforderten Trocknungsgrad des Hackgutes kann über eine  höhere
                        Warmluftzufuhr durch Zuschaltung eines Hochtemperatur – Heizregisters  
                        eine  Steigerung des Durchsatzes im KD – Trockner erreicht werden.
•  Die volle Nutzung des Brennwertes ( oberer Heizwert ) für Biomasse aus Hackgut durch das  Voll – Brennwertsystem der Wärmerückgewinnung der latenten & sensiblen Wärme der Abwärmequelle z.B. Rauchgasabwärme einer Biomassefeuerung und der feuchten     Abluftwärme aus dem KD – Trockner durch die gemeinsame Kondensation für die     Luftvorwärmung zum Trocknen von Hackgut im KD – Trockner
                  >  die höchste erreichbare Energieeffizienz zur Heiz- und Wertsteigerung des  
                       Hackgutes durch die Wärmenutzung der Verdampfungsenergie
•  Die leistungsstarke Ausführung der Austragungstechnik,
• der Oberflächenausgleich im KD – Trockner für eine gleichmäßige Belüftung
• die Programmsteuerung der Trocknung über die kontinuierliche Erfassung
        der Feuchte – Temperatur – Messung
• Die Platz sparende Aufstellung in Form eines Zylinders, wobei alle Antriebe von außen
  frei für ein Service zugängig sind 
• Alle Anschlüsse zum KD – Trockner sind weitgehend variabel ausführbar
  ( Förderbänder, die Heizregister, die Warmluftzufuhr, Steuereinheit, etc. ).  

> Nutzbare Abwärmequellen zur Trocknung von Energieholz im KD – Trockner

 Der Heizwert im Energieholz ist stark abhängig vom Wassergehalt. Das Wasser im Holz ist ein Ballast, der bei der Erzeugung von Nutzenergie als zusätzlicher Energieaufwand ( Verdampfungswärme ) aufzubringen ist ( ca. 680 Watt / kg Wasser )
Das Ziel  einer effizienten Trocknung ist, unter Verwendung verfügbarer Abwärme mit möglichst geringem Aufwand einen hochwertigen Brennstoff aus Energieholz bereit zu stellen.

 Mögliche, nutzbare Abwärmequellen  zur Hackguttrocknung  sind: 

              - Prozessabwärme aus Produktion und Verfahren bei Kühlungen      
              -  Abluftwärme – Kondensation der Trocknungsluft von Trocknungsanlagen
             -  Rauchgasabwärme von Feuerungsanlagen durch Kondensation
             -  Abgaswärme aus KWK – Anlagen ( Biogas, Holzgas, ORC – Prozess, etc. )
             -  Abstrahlungswärme vom Feuerungsanlage im Heizraum
             –  Solar Thermie – Wärme von Solaranlagen bei überschüssiger Kapazitäten
             -  verfügbare Wärmeleistungen aus Feuerungsanlagen, etc.

 Je nach dem welches Abwärmepotential zur Verfügung steht, können die Aufwendungen für die  Trocknung von Energieholz zur Erwärmung der Trocknungsluft über zuschaltbare Heizregister oder durch die Kondensation im Voll – Brennwertsystem zur Nutzung der latenten & sensiblen Wärme kostengünstig durchgeführt werden. 

 Im Vergleich zum KD – Trockner sind nach dem Durchlaufverfahren die industriellen Anwendungen der Trommeltrockner und der Bandtrockner bekannt. 

Das technische Konzept beruht hier auf den Einsatz hoher Temperaturen in Form von Heißluft, um aus wirtschaftlichen Gründen in kurzer Zeit hohe Durchsätze zu erreichen.  
Die hohen Trocknungstemperaturen führen jedoch naturgemäß zu höheren Betriebskosten bzw. Investitionskosten und zu Substanzverluste des Hackgutes ( Heizwertverlust ) durch die Austreibung brennbarer flüchtiger Gasbestandteile im Holz.