Heizwert & Wertsteigerung von Energieholz aus Hackgut
im effizienten KD-Trockner (Kontinuierlicher Silo-Durchlauf-Trockner)

Die Nachfrage für hochwertiges Hackgut

Die Einhaltung der Klimaschutzziele (20.20.2020 und Pariser Weltklimavertrag 2016), der Atomausstieg und Einstieg in “ Erneuerbaren Energie “ für Holzenergie führt zur Expansion der Wärme- und Stromproduktion in Biomasseanlagen. Die Nachfrage und der Preis für Energieholz steigt. Das neue Ökostromgesetz und die EU-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
• Holz als erneuerbarer Energieträger leistet einen bedeutenden Beitrag zum Klimawandel
• Holz als heimischer Energieträger fördert die Unabhängigkeit und Versorgungssicherheit
• Die effiziente Energienutzung von Holz ist bei steigenden Energiekosten von wirtschaftlicher Bedeutung. Getrocknetes Energieholz bringt bekanntlich viele Vorteile.

Die Vorteile von getrocknetem  Energieholz – Heizwert – & Wertgewinn sind:

• höherer Heizwert durch die Entfernung des Ballastes „ Wasser „ im Holz mit Abwärmenutzung
• die dadurch erzielte Brennstoffeinsparung ermöglicht die Ressourcenschonung für mehr Energieholz
• bringt die Einsparung von Hackgut, Betriebsstrom durch weniger Rauchgas, Verbrennungsluft und damit CO2-Emissionen bis zu 35 %
• durch Erzeugung der Trocknungsluft bei Vollbrennwert-Rauchgaskondensation werden gleichzeitig die Emissionen von Feinstaub- & Aerosole bis zu 90 % reduziert
• Reduktion der Transportkosten 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 – EU weit  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 Doppelboden 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 und messtechnisch 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 bei ausreichender Verweildauer
• 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 Heizwert- und Wertsteigerung des Hackgutes  durch die Wärmenutzung der Verdampfungsenergie
• Die leistungsstarke Ausführung der Austragungstechnik über die Schneckenfräse
• der Oberflächenausgleich im KD -Trockner für eine gleichmäßige Belüftung
• die Programmsteuerung der Trocknung über die kontinuierliche Erfassung aller Parameter der Feuchte – Temperatur – Luftmenge – Geschwindigkeit – Verweildauer
• 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 Hackgut 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 zB.: Gratis Rauchgasabwärme oder KWK-Abwärme-Biogas-Abdampf mit möglichst geringem Aufwand einen heizwertreichen Brennstoff aus Energieholz bereit zu stellen.

Mögliche, nutzbare Abwärmequellen zur Hackguttrocknung sind:

• KWK-Abwärme und Rauchgasabwärme in Biomasse Heiz- & Kraftwerke
• Prozessabwärme aus Produktion und Verfahren bei Kühlungen
• Abluftwärme – Kondensation der Trocknungsluft von Trocknungsanlagen
• Rauchgasabwärme von Feuerungsanlagen durch Kondensation der Verdampfungsenergie
• 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 Feuerungsanlagenzur besseren Auslastung

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 im Vergleich zum KD-Trockner naturgemäß zu höheren Betriebskosten bzw. Investitionskosten und zu Substanzverluste des Hackgutes (Heizwertverlust) durch die Austreibung brennbarer flüchtiger Gasbestandteile im Holz.</p