DE10150135A1 - Verfahren zur Herstellung eines hochwertigen, großstückigen Kaminbrennstoffs sowie Kaminbrennstoff - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines hochwertigen, großstückigen Kaminbrennstoffs mit hoher Festigkeit, guten Zündeigenschaften, langer Abbranddauer bei Ausbildung anhaltend leuchtender Flammen sowie vollständiger und emissionsarmer Verbrennung sowie einen Kaminbrennstoff. Das Verfahren ist gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: DOLLAR A - Gewinnung von reinem Braunkohlenxylit aus Braunkohle durch Abtrennung der detritischen Braunkohle, der einen Gehalt an flüchtigen Bestandteilen von 65 bis 70% (waf) aufweist, die bei der Verbrennung über einen breiten Temperaturbereich von etwa 300 bis 800 DEG C entbunden werden, der einen niedrigen Asche- und Schwefelgehalt, sehr gute Brikettiereigenschaften und vor allem eine hohe Porosität innerhalb der Xylitfasern aufweist, DOLLAR A - gezielte Zerkleinerung des Braunkohlenxylits zu Spänen oder zu dünnen Fasern mit einer Länge der Späne oder Fasern von größtenteils 20 mm und einer Dicke von überwiegend 3 mm, DOLLAR A - homogene Vermischung des derart aufbereiteten Bestandteils Braunkohlenxylit mit Lignozellulosen oder einem Lignozellulosengemisch in einem Verhältnis von 50 bis 90 Masse-Prozent Braunkohlenxylit und 10 bis 50 Masse-Prozent, vorzugsweise 30 Masse-Prozent, Lignozellulosen, die in ihrer Summe ein geringeres Brikettiervermögen als der aufbereitete Xylit, eine hohe innere Porosität, einen hohen Gehalt an flüchtigen Bestandteilen von über 80% (waf) mit einer Entbindung der flüchtigen Bestandteile bei tiefer ...

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines hochwertigen, großstückigen Kaminbrennstoffs mit hoher Festigkeit, guten Zündeigenschaften, langer Abbranddauer bei Ausbildung anhaltend leuchtender Flammen sowie vollständiger und emissionsarmer Verbrennung sowie einen Kaminbrennstoff.
• Für einen großen Teil der Kaminfeuerstätten werden großstückige Brennstoffe benötigt. Die Brennstoffe sollen schnell zünden, danach möglichst lange und anhaltend mit leuchtenden Flammen vollständig sowie ohne Schadstoffemission verbrennen. Als stückige Brennstoffe werden bislang hauptsächlich Holzscheite, große Braunkohlen- und Holzspänebriketts oder mit Bindestoffen geformte Brennstoffe verwendet.
• Kaminbrennstoffe sollen leicht zündbar sein und schnell über die gesamte Brennstoffschüttung mit leuchtender Flamme anbrennen. Diese Anforderungen erfüllen bislang am besten alle Brennstoffe mit hohem Gehalt an Flüchtigen Bestandteilen und gleichzeitig hoher Porosität von über 25%. In diese vorteilhafte Gruppe von Brennstoffen gehören z. B. getrocknete Holzscheite mit einem Gehalt an Flüchtigen Bestandteilen von zumeist über 80%, bezogen auf wasser- und aschefreie Substanz, sowie hoher Porosität von über 25% und größtenteils 40 bis 65%. Durch den sehr hohen Gehalt an Flüchtigen Bestandteilen und die hohe Porosität verbrennen die Holzscheite in zu kurzer Zeit mit dem Nachteil, dass die Brennstoffzufuhr in den Kamin in kurzen Zeitabständen wiederholt werden muss. Ein weiterer Nachteil des Holzes ist, wegen seines hohen Gehaltes an Flüchtigen Bestandteilen und der hohen Porosität, dass es im offenen Kamin häufig mit erhöhter Schadstoffemission in Form von Kohlenmonoxid, Kohlenwasserstoffen, gefährlichen Mikropartikeln und Geruchsstoffen verbrennt. Die genannten Nachteile können durch den Einsatz von besonders großformigen Holzscheiten und durch die Verwendung von Harthölzern nur vermindert, aber nicht beseitigt werden.
• Als Kaminbrennstoffe werden auch Braunkohlenbriketts verwendet. Die Braunkohlenbriketts haben ungünstige Zündeigenschaften, weil ihr Gehalt an Flüchtigen Bestandteilen nur etwa 55 bis 60%, bezogen auf wasser- und aschefreie Substanz, beträgt und die Porosität der Braunkohle nach der Hochdruckverdichtung zu Briketts zumeist auf kleiner 8% reduziert wird. In der langen Anbrennphase ist die Schadstoffemission vor allem in Form von Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffen hoch.
• Briketts aus Holzspänen haben zumeist den Nachteil, dass ihre Festigkeit unzureichend ist und sie schon bei geringer Beanspruchung zur Grusbildung neigen. Diese Briketts haben auch eine unzureichende Feuerstandfestigkeit. Sie zerfallen zu schnell im Feuer zu Grus und verursachen dadurch eine erhöhte Schadstoffemission. Diese Nachteile können nur durch Verwendung von gut brikettierbaren Holzsorten und/oder durch Zerkleinerung des Holzes auf eine sehr hohe Feinheit sowie durch Verpressung mit hoher Temperatur und hohem Pressdruck reduziert werden.
• Kaminbrennstoffe sollen möglichst lange andauernd und zudem über den gesamten Zeitraum mit leuchtender Flamme verbrennen. Ein hoher Gehalt an Flüchtigen Bestandteilen und eine erhöhte Porosität sind dafür notwendige, aber allein nicht ausreichende Voraussetzungen. Eine weitere unerlässlich notwendige Bedingung ist ein mit dem Verbrennungsfortschritt konform ablaufender partieller Zerfall des stückigen Brennstoffes durch Riss- und größere Bruchstückbildung ohne Zerfall zu fein- und grobkörnigem Grus. Durch die langsam ablaufende Riss- und Bruchstückbildung werden die inneren Zonen des stückigen Brennstoffes mit den noch höheren Gehalten an Flüchtigen Bestandteilen sukzessiv aufgebrochen, so dass immer genügend flüchtige Gase für die Flammenbildung zur Verfügung stehen. Holzscheite erfüllen die Bedingung durch eine mit dem Verbrennungsfortschritt konform verlaufende Riss- und Bruchstückbildung zumeist in Verbindung mit knackenden Geräuschen recht gut. Die Flammen flackern bei jeder Riss- und Bruchstückbildung immer wieder stärker auf.
• Braunkohlenbriketts haben diese wichtige Eigenschaft zur sukzessiven Riss- und Bruchstückbildung während der Verbrennung nicht oder nur in unzureichender Weise. Hochwertige und gut durchpresste Braunkohlenbriketts zeichnen sich durch eine sehr hohe Feuerstandfestigkeit aus und verbrennen bis in die Endphase ohne nennenswerten Zerfall. Da die Flüchtigen Bestandteile an der Oberfläche der Briketts schnell verbraucht sind, verbrennen die Briketts über einen längeren Zeitraum im rot- bzw. weißglühenden Zustand mit nur kurzen bläulichen Flammen. Ein verstärkter Zerfall der Briketts wird durch Nichteinhaltung der optimalen Brikettierparameter erreicht. Durch Abrücken von den optimalen Brikettierparametern entstehen sofort wertgeminderte Briketts mit schlechten Lagereigenschaften, mit der Neigung zur Selbstentzündung und mit schlechter Feuerstandfestigkeit. Die Briketts zerfallen dann im Feuer zu Brikettgrus, was zur Ausbildung von "Schwelbrandnestern" führt und hohe Schadstoffemissionen verursacht.
• Eine lang andauernde Verbrennung mit Flammenbildung setzt voraus, dass die Flüchtigen Bestandteile des Kaminbrennstoffes in optimierter Menge und über einen langen Zeitraum verteilt, möglichst mit gleichmäßiger Geschwindigkeit entbunden werden. Außerdem muss der Brennstoff eine optimale Dichte haben, damit der Aufheizprozess und damit die Gasentbindung nicht zu schnell stattfindet. Die genannten Anforderungen werden von Holzscheiten nur bedingt erfüllt. Insbesondere Holzscheite aus weicheren Holzarten verbrennen wegen ihrer hohen Porosität zu schnell und mit zeitweise sehr großen Flammen und in dieser Phase mit hoher Schadstoffemission. Als Kaminbrennstoffe werden deshalb bevorzugt großformatige Harthölzer verwendet. Die Abbranddauer liegt trotzdem unter den Erwartungen vieler Verbraucher.
• Aus der DE 195 37 238 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von wasserbeständigen Agglomeraten aus Braunkohlen bekannt, in dem nachwachsende Biorohstoffe als Zuschlagstoffe zum Einsatz kommen. Hierzu wird feuchte Rohbraunkohle mit zerkleinerten Holzspänen, Stroh, Hartgräsern durch einen intensiven Mischprozess miteinander kombiniert. Hierbei haben die Biorohstoffe vorzugsweise einen Mengenanteil von 5-50%. Die Kombination erfolgt durch intensive und turbulente Vermischung mit hohem mechanischen Energieeintrag und deutlicher Nachzerkleinerung der Rohkohle. Es folgt eine Trocknung auf einen von der eingesetzten Rohbraunkohle abhängigen Brikettierfeuchtegehalt mit anschließender Verpressung nach dem traditionellen Verfahren der bindemittellosen Braunkohlenbrikettierung. Alternativ wird die feuchte Masse verpresst und anschließend getrocknet. Die Presslinge haben im Vergleich zu Briketts aus 100 Prozent Braunkohle verbesserte Zünd- und Verbrennungseigenschaften. Wegen der hohen Dichte der anteiligen Braunkohlensubstanz von größer/gleich 50% sind diese Brennstoffe als Kaminbrennstoffe bekanntlich nur wenig geeignet.
• Aus der DE 196 08 386 C2 ist ein Verfahren zur Herstellung von Braunkohlenbrennstoffen bekannt, die bei der Verbrennung zu geringen Emissionen führen, ein gutes Zünd- und Brennverhalten besitzen und eine hohe Feuerstandfestigkeit aufweisen. Dies wird erreicht durch ein Verfahrensprinzip mit den folgenden Schritten: Aufspaltung xylithaltiger Braunkohle in Faserxylit und Braunkohlegrundmasse oder Verwendung von Braunkohlengrundmasse und Faserstoffen, die nicht aus der Braunkohle stammen, nachfolgende getrennte Aufbereitung und spätere Vermischung der Bestandteile Faserxylit bzw. Faserstoffe mit der Braunkohlengrundmasse bei gleichzeitiger Zugabe von Flüssigkeiten mit einem Mindestanteil an aufbereitetem Xylit bzw. Faserstoffen von 10% und an Flüssigkeit von 10-20% bezogen auf das Kohlemischgut. Das Mischgut wird danach feucht zu Pellets gepresst und die Pellets auf Wassergehalte von vorzugsweise kleiner/gleich 20% getrocknet. Es handelt sich um kleinformatige Brennstoffe, die nicht in Kaminöfen für großformatige Brennstoffe eingesetzt werden können. Außerdem verbrennen die offenbarten kleinstückigen Brennstoffe sehr schnell und nicht lang anhaltend.
• Aus der DE 199 61 325 A1 ist ein Grillbrikett zur Zubereitung von Speisen auf offener Glut sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung bekannt. Das Brikett ist ein stückiges Agglomerat aus feinkörnigem oder staubförmigem Braunkohlenherdofenkoks mit einem organischen Bindemittel in Form von Stärke, Weizenmehl oder dergleichen sowie mit einem Zündhilfsmittel in Form eines hemizellulosehaltigen Materials. Die Grillbriketts verbrennen wegen des hohen Anteils an Koks nahezu ohne Flammenbildung.
• Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines hochwertigen, großstückigen Kaminbrennstoffs sowie die Bereitstellung eines Kaminbrennstoffs mit hoher Festigkeit, guten Zündeigenschaften, einer lang andauernden Verbrennung mit leuchtenden Flammen, mit geringen Herstellungskosten und einer Verbrennung mit geringen Brennstoffverlusten und niedrigen Schadstoffemissionen.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch den Kaminbrennstoff mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
• Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Kaminbrennstoff aus einer Kombination von unterschiedlichen sowie zusätzlich verschieden fein aufbereiteten Rohstoffen, die im Gemisch und bei Einhaltung der optimalen rohstoffspezifischen Verarbeitungsbedingungen einen Synergieeffekt für ein vorteilhaftes Verbrennungsverhalten realisieren und deren Pressverdichtung bei optimal hohen Preßdrücken hergestellt wird. Durch die speziell vorgeschlagene Rohstoffkombination und durch die Pressverdichtung unter optimalen Prozessbedingungen entsteht ein großstückiger und fester Kaminbrennstoff, der trotz der hohen Verdichtung und geringen Porosität zwischen den Brennstoffpartikeln im Pressling gute Zündeigenschaften besitzt, der lang andauernd mit gut leuchtenden Flammen vollständig und mit geringer Schadstoffemission verbrennt, und der die dafür notwendige sukzessive Riss- und Bruchstückbildung während der Verbrennung trotz hoher Festigkeit gewährleistet.
• Die sich scheinbar widersprechenden Eigenschaftsmerkmale wie z. B. hohe Verdichtung und geringe Porosität zwischen den Partikeln einerseits und gute Zündeigenschaften andererseits oder hohe Festigkeit und Feuerstandfestigkeit der Kaminbrennstoffe einerseits und dennoch sukzessive Riss- und Bruchstückbildung während der Verbrennung andererseits oder hohe Gutverdichtung und dennoch lang anhaltende Verbrennung mit leuchtenden Flammen werden erfindungsgemäß dadurch entkoppelt, dass als Basisbrennstoff Braunkohlenxylit verwendet wird. Der Xylit wird von Braunkohlen nach einem speziellen Zerkleinerungs-Klassier-Verfahren sauber abgetrennt. Der Xylit wird für die Herstellung des Kaminbrennstoffes erfindungsgemäß eingesetzt, weil es sich um einen Rohstoff handelt, der bei der Inkohlung hauptsächlich aus Ligninen und hochpolymerer Zellulose entstanden ist, so dass seine Flüchtigen Bestandteile über einen breiten Temperaturbereich von etwa 300 bis 800°C entbunden werden. Das ist eine wichtige Voraussetzung für ein lang anhaltendes Flammenbild bei der Verbrennung. Der Xylit erweist sich für die Herstellung von stückigen Kaminbrennstoffen als vorteilhaft, weil er einen hohen, aber nicht zu hohen Gehalt an Flüchtigen Bestandteilen von etwa 65 bis 70% (wasser- und aschefrei (waf)) hat, der zwischen den entsprechenden Werten von detritischer Braunkohle mit etwa 55 bis 60% (waf) und denen von Holz mit etwa 80 bis 85% (waf) liegt. Der Xylit hat demnach einen ausreichend hohen Gehalt an Flüchtigen Bestandteilen, um leicht zu zünden und zudem bis in die Endphase der Verbrennung mit längeren Flammen zu verbrennen. Der Gehalt an Flüchtigen Bestandteilen ist aber nicht so hoch, dass die Verbrennung zu Beginn zu schnell abläuft. Das wird zudem durch die verzögerte Entbindung der Flüchtigen Bestandteile über einen breiten Temperaturbereich abgesichert.
• Der Xylit wird für die Herstellung des vorgeschlagenen Kaminbrennstoffes erfindungsgemäß genutzt, weil er fast ausschließlich aus festen spänigen und fasrigen Partikeln besteht, die zudem den großen Vorteil haben, dass die Xylitfasern in sich eine hohe Porosität von 20 bis 40% haben. Häufig sind die Leitbündelstrukturen der ursprünglichen Phytomasse noch gut erhalten.
• Außerdem ist der Xylit ein besonders asche- und schwefelarmer fossiler Brennstoff mit Aschegehalten von etwa 3% und Schwefelgehalten von etwa 0,3%. Erhöhte SO₂-Emissionen treten nicht auf, weil der größere Teil des Schwefels bei dem Xylit dank dessen Ca-Gehalt ohnehin in die Asche eingebunden wird. Der Xylit zeichnet sich durch seine spänige und fasrige Struktur sowie durch seine Entstehung vor allem aus Lignin und hochpolymerer Zellulose im Vergleich zur detritischen Braunkohle oder zu Holzspänen durch ein besonders hohes Brikettiervermögen aus. Der Xylit besitzt eine hohe Anzahl an Bindekräften, und er kann zudem in nahezu idealer Weise bei der Pressverdichtung feste formschlüssige Verbindungen ausbilden. Der Xylit besitzt zudem im Gegensatz zu den elastischen Holzspänen die notwendige Druckplastizität, die notwendig ist, damit die Presslinge nicht durch Rückexpansion nach der Druckentlastung wieder geschwächt werden. Aus dem Xylit können also durch Pressverdichtung feste Kaminsteine hergestellt werden, die aber dennoch gute Zünd- und Abbrandeigenschaften haben, weil trotz der hohen Verdichtung zwischen den Partikeln noch eine ausreichend hohe Porosität in den Fasern vorhanden ist. Außerdem fungieren die dünnen Xylitfasern im Pressformkörper wie viele kleine Zündschnüre, die den Verbrennungsablauf trotz der notwendigen intensiven Pressverdichtung erleichtern. Das Xylitbrikett verbrennt deshalb auch dann noch mit Flammenbildung, wenn das Brikett aus detritischer Braunkohle nur noch verglüht.
• Der Braunkohlenxylit wird für die Herstellung der großstückigen Kaminbrennstoffe erfindungsgemäß verwendet, weil die von Natur aus sehr festen Xylitfasern während der Verbrennung durch partielle pyrolytische Zersetzung in einem leicht zerreibbaren holzkohle- und fusitähnlichen morschen Stoff umgewandelt werden. Das ist im Bereich der Verbrennungsfront eine wichtige Voraussetzung für die notwendige Riss- und Bruchstückbildung in dem ansonsten sehr festen Kaminbrennstoff. Durch diese sukzessive Riss- und Bruchstückbildung werden ständig innere Bereiche des stückigen Brennstoffes mit noch erhöhten Gehalten an Flüchtigen Bestandteilen aufgebrochen, so dass die Flammenbildung andauernd aufrecht erhalten bleibt.
• Der Xylit hat zudem durch seine stoffliche Struktur den Vorteil, dass er nach der Pressverdichtung nicht wie z. B. Weichholz zur Mikropartikelemission bei der Verbrennung neigt.
• Für die Herstellung des Kaminbrennstoffes wird der Xylit zu Spänen oder vorzugsweise zu dünnen filzigen Fasern zerkleinert. Der dominierende Anteil der Xylitspäne bzw. der Xylitfasern wird auf eine Länge von ≤ 20 mm, vorzugsweise ≤ 15 mm, und auf eine Dicke von ≤ 3 mm zerkleinert. Für die Zerkleinerung sind unterschiedliche Mühlentypen geeignet. Besonders geeignet sind Schlägermühlen mit schneidender Wirkung oder Doppelschneckenzerfaserer.
• Eine weitere wichtige Voraussetzung für die Herstellung der hochwertigen großstückigen Kaminbrennstoffe ist die Vermischung des Basisrohstoffes Xylit mit einem oder mehreren Naturstoffen, d. h. Stoffen, die in der Natur gewachsen sind, bzw. biostämmigen Rohstoffen, d. h. Stoffen, die bei der Verarbeitung bzw. Umwandlung von Naturstoffen entstehen, in Form von Lignozellulosen mit folgenden wichtigen Eigenschaften:
  
• - geringeres Brikettiervermögen als Xylit
• - sehr hohe innere Porosität
• - schneller Zerfall bei der Erwärmung in eine morsche fusitähnliche Koksstruktur
• - hoher Gehalt an Flüchtigen Bestandteilen von über 80% (waf) und deren Entbindung bei möglichst tiefen Temperaturen von etwa 200 bis 400°C.
• Die genannten Anforderungen erfüllen zum Beispiel Getreidestroh, junges Splintholz von Weichhölzern, getrocknetes Grüngut, zerfaserte Kartonagen und Papiere und viele andere Lignozellulosen mit ähnlicher Zusammensetzung.
• Eine weitere wichtige Voraussetzung für die Herstellung hochwertiger Kaminbrennstoffe ist die Zerkleinerung der Naturstoffe bzw. der biostämmigen Rohstoffe in Form von Lignozellulosen auf eine deutlich höhere Feinheit als die des Xylits. Die Feinheit der Naturstoffe beträgt ≤ 10 mm und vorzugsweise ≤ 2 mm mit geringen Anteilen an Überkorn. Die Naturstoffe müssen folglich gesondert in geeigneten Mühlen zerkleinert werden, wenn die notwendige Feinheit nicht schon aus anderen Gründen bereits besteht.
• Die auf hohe Feinheit zerkleinerten Naturstoffe perfektionieren die Eigenschaften der gepressten und festen Kaminbrennstoffe in der vorteilhaften Weise, wie sie mit dem Xylit allein nicht erreicht werden. Folgende Effekte werden erreicht:
  
• 1. Der schlechter als Xylit brikettierbare Naturstoff erzeugt im Presslingsverband lokale Schwächezonen, die bei der Verbrennung die notwendige Riss- und grobe Bruchstückbildung begünstigen. Wegen der hohen Feinheit und der homogenen Verteilung des Naturstoffes im Kaminbrennstoff wird der Presslingsverband nur durch lokale Schwächezonen und nicht als Ganzes geschwächt, so dass ein Zerfall zu Grus nicht stattfindet.
• 2. Der Naturstoff zerfällt bei Temperatureinwirkung schon bei relativ tiefen Temperaturen von etwa 200 bis 400°C zu einer morschen Kohlenstoffstruktur. Diese lokale Schwächung begünstigt zusätzlich die sukzessive Riss- und Bruchstückbildung. Außerdem besitzt dieser morsche und dünnwandige Koks ähnlich wie Holzkohlen gute Zünd- und Verbrennungseigenschaften, die bis in die Endphase der Verbrennung des Kaminbrennstoffes erhalten bleiben.
• 3. Der in sich poröse Naturstoff mit einem hohen Gehalt an Flüchtigen Bestandteilen, die schon bei niedrigen Temperaturen entbunden werden, verbessert die Zündeigenschaften des Kaminbrennstoffes in der Anbrennphase und unterstützt den kontinuierlichen Abbrand mit leuchtenden Flammen bis in die Endphase des Verbrennungsprozesses.
• Eine weitere wichtige Voraussetzung für die Herstellung hochwertiger Kaminbrennstoffe ist eine besonders homogene Vermischung des gröberen Xylites mit dem feiner zerkleinerten Naturstoff. Ein vorteilhaftes Mischverfahren ist dafür die Vermischung des vorher auf die notwendige Feinheit zerkleinerten Naturstoffes in einer Prozessstufe mit der Zerkleinerung des Xylits in Mühlen oder vorzugsweise im Doppelschneckenzerfaserer. Der Anteil des dem Xylit zugemischten Naturstoffes variiert maximal zwischen 10 bis 50 Masse-Prozent und beträgt vorzugsweise etwa 30 Masse-Prozent.
• Das Mischgut wird auf einen Wassergehalt von ≤ 22% und vorzugsweise auf einen Wassergehalt von 8 bis 12% getrocknet. Das getrocknete Gut kann ohne Erwärmung verpresst werden. Vorteilhaft ist aber eine Erwärmung des Gutes für die Verpressung auf eine Temperatur von 50 bis 90°C. Das Mischgut wird mit möglichst hohem Pressdruck von mindestens 60 MPa und vorzugsweise 90-120 MPa verpresst.
• Besonders wichtig ist weiterhin die Auswahl von Pressformzeugen, mit denen in den Presslingsverband Rippenstrukturen und Schwächezonen eingepresst werden. Die Rippenkanten begünstigen das Zünden des Kaminbrennstoffes und den Verbrennungsverlauf zu Beginn des Verbrennungsprozesses. Die eingekerbten Schwächezonen unterstützen den Ablauf der Riss- und groben Bruchstückbildung während der Verbrennung. Es werden großstückige bzw. großformatige Kaminbrennstoffe mit brikett- oder stangenähnlichem Format (vorzugsweise mit einer Masse von 0,6 bis 1,1 kg, vorzugsweise 0,8 bis 1,0 kg) hergestellt.
• Eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung des Kaminbrennstoffs wird nachfolgend mit Hilfe der Figur beschrieben.
• Für die Herstellung des Kaminbrennstoffes wird ein aus Niederlausitzer Braunkohle abgetrennter Xylit (1) mit einem Restgehalt an detritischer Kohle von weniger als 10% verwendet. Der Xylit wird mit einem Doppelschneckenzerfaserer oder Doppelschnecken-Extruder (2) zum überwiegenden Teil auf eine Faserlänge von ≤ 15 mm und einer Faserstärke von ≤ 3 mm zerkleinert. Der Überkornanteil beträgt weniger als 10 Masse-Prozent. Es werden 75 Masse-Prozent Xylit (3) und 25 Masse-Prozent Weizenstrohmehl (4) vermischt. Der Mischprozess findet in einem Arbeitsgang mit der Zerkleinerung des Xylites im Doppelschneckenzerfaserer (2) statt. Das Weizenstroh wird zuvor mit einer Prallstrommühle mit einem 4 mm-Conidur- Siebkorbeinsatz auf eine Körnung von etwa 0 bis 3 mm zerkleinert (5). Das Mischgut wird auf einen Wassergehalt von 11% getrocknet (6) und dabei zur Beseitigung von Verklumpungen auflockernd zerkleinert. Das getrocknete Gut wird ohne Kühlung mit einer Temperatur von 80°C und mit einem Pressdruck von 100 MPa verpresst (7). Für die Herstellung des Kaminbrennstoffes wurde eine hydraulisch betriebene Presse mit einer Vorverdichtung des Gutes vor der Verpressung der Firma RUF verwendet.

Claims (7)

1. Verfahren zur Herstellung eines hochwertigen, großstückigen Kaminbrennstoffs mit hoher Festigkeit, guten Zündeigenschaften, langer Abbranddauer bei Ausbildung anhaltend leuchtender Flammen sowie vollständiger und emissionsarmer Verbrennung, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte

- Gewinnung von reinem Braunkohlenxylit aus Braunkohle durch Abtrennung der detritischen Braunkohle, der einen Gehalt an Flüchtigen Bestandteilen von 65 bis 70% (waf) aufweist, die bei der Verbrennung über einen breiten Temperaturbereich von etwa 300 bis 800°C entbunden werden, der einen niedrigen Asche- und Schwefelgehalt, sehr gute Brikettiereigenschaften und vor allem eine hohe Porosität innerhalb der Xylitfasern aufweist,

- gezielte Zerkleinerung des Braunkohlenxylits zu Spänen oder zu dünnen Fasern mit einer Länge der Späne oder Fasern von größtenteils ≤ 20 mm und einer Dicke von überwiegend ≤ 3 mm,

- homogene Vermischung des derart aufbereiteten Bestandteils Braunkohlenxylit mit Lignozellulosen oder einem Lignozellulosengemisch in einem Verhältnis von 50 bis 90 Masse-Prozent Braunkohlenxylit und 10 bis 50 Masse-Prozent, vorzugsweise 30 Masse-Prozent, Lignozellulosen, die in ihrer Summe ein geringeres Brikettiervermögen als der aufbereitete Xylit, eine hohe innere Porosität, einen hohen Gehalt an Flüchtigen Bestandteilen von über 80% (waf) mit einer Entbindung der Flüchtigen Bestandteile bei tiefer Temperatur, insbesondere zwischen 200 und 400°C, durch einen starken pyrolytischen Zerfall bei der Erhitzung im Kamin oder Ofen zu einer morschen Kohlenstoffstruktur und eine deutlich höhere Feinheit als der Faserxylit mit einer Korngröße von größtenteils ≤ 10 mm aufweisen,

- Trocknung des Mischgutes,

- Pressverdichtung zur Formgebung derart, dass ein Kaminbrennstoff mit geringer Porosität zwischen den Gutpartikeln, aber mit einer im Verhältnis hohen, natürlichen Porosität in den Gutpartikeln entsteht, wobei bei der Pressverdichtung in den Presskörper mindestens eine Rippenstruktur und/oder mindestens eine Schwächezone eingebracht werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Lignozellulosen insbesondere Getreidestroh, Rapsstroh, junges Splintholz von Weichhölzern, getrocknetes Grüngut sowie Stoffe mit ähnlicher Struktur und stofflicher Zusammensetzung eingesetzt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der reine Braunkohlenxylit so aufbereitet wird, dass er einen Restgehalt an detritischer Braunkohle von < 10% aufweist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lignozellulosen oder das Lignozellulosengemisch auf eine Korngröße von ≤ 10 mm, vorzugsweise ≤ 2 mm, gefeint werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass vorzugsweise etwa 70 Masse-Prozent Braunkohlenxylit und vorzugsweise etwa 30 Masse-Prozent Lignozellulosen oder eines Lignozellulosengemisches vermischt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischgut auf einen Wassergehalt von ≤ 22%, vorzugsweise von 8 bis 12%, getrocknet wird und mit Raumtemperatur oder mit einer Temperatur von etwa 50 bis 90°C mit einem Pressdruck von mindestens 60 MPa, vorzugsweise 90 bis 120 MPa, verpresst wird.

7. Hochwertiger, großstückiger Kaminbrennstoff mit hoher Festigkeit, guten Zündeigenschaften, langer Abbranddauer bei Ausbildung anhaltend leuchtender Flammen sowie vollständiger und emissionsarmer Verbrennung aus einem getrockneten und pressverdichteten Mischgut umfassend 50 bis 90 Masse-Prozent von gereinigtem Braunkohlenxylit, von dem die detritische Braunkohle weitgehend abgetrennt ist, der einen Gehalt an Flüchtigen Bestandteilen von 65 bis 70% (waf) aufweist, die bei der Verbrennung über einen breiten Temperaturbereich von etwa 300 bis 800°C entbunden werden, der einen niedrigen Asche- und Schwefelgehalt, sehr gute Brikettiereigenschaften und vor allem eine hohe Porosität innerhalb der Xylitfasern aufweist, und der gezielt zu Spänen oder zu dünnen Fasern zerkleinert vorliegt mit einer Länge der Späne oder der Fasern von größtenteils ≤ 20 mm und einer Dicke von überwiegend ≤ 3 mm, sowie 10 bis 50 Masse-Prozent, und vorzugsweise etwa 30 Masse-Prozent, Lignozellulosen, die in ihrer Summe ein geringeres Brikettiervermögen als der aufbereitete Xylit, eine hohe innere Porosität, einen hohen Gehalt an Flüchtigen Bestandteilen von über 80% (waf) mit einer Entbindung der Flüchtigen Bestandteile bei tiefer Temperatur, insbesondere zwischen 200 und 400°C, durch einen starken pyrolytischen Zerfall bei der Erhitzung im Kamin oder Ofen zu einer morschen Kohlenstoffstruktur und eine deutlich höhere Feinheit als der Faserxylit mit einer Korngröße von größtenteils ≤ 10 mm aufweisen, wobei in den Presskörper mindestens eine Rippenstruktur und/oder mindestens eine Schwächezone eingebracht sind.