Aufrufe
vor 4 Jahren

1/2 | 2015

  • Text
  • Unternehmen
  • Januar
  • Februar
  • Umweltmagazin
  • Technik
  • Einsatz
  • Anforderungen
  • Anlagen
  • Recycling
  • Wasser
  • Umwelt
  • Magazin

Special

Special Kreislaufwirtschaft/Recycling Kahl Holzpelletieranlage in den USA Holzpelletieranlage in den USA Die Kompaktierung von Säge- und Hobelspänen ist die Grundlage, um Holzabfälle thermisch verwerten zu können. Für die wirtschaftliche Verarbeitung von größeren Produktmengen ist die Pelletierung das Verfahren der Wahl. Seit mehr als 70 Jahren stellt Amandus Kahl Pelletpressen her. Im Wachstumsmarkt USA setzt der größte Pellethersteller auf Pressen von Amandus Kahl. Weitere 24 Pressen gehen dort in diesem Jahr in Betrieb. Fritz A. Kahl Zur Kompaktierung, das heißt zur Herstellung von gleichmäßigen Körpern aus pulver- oder staubförmigen, aus pastösen oder stückigen Produkten, werden verschiedene Verfahren der Kompaktierung eingesetzt. Abhängig vom Verfahren und seiner Form, wird das Endprodukt als Granulat, Pellet, Pressling oder Brikett bezeichnet. Prinzipiell werden zwei verschiedene Verfahren der Kompaktierung unterschieden: > Aufbaugranulation: Hierbei wird die Partikelhaftung nicht durch von außen wirkende mechanische Drücke, sondern durch eine Bewegung mit der Hilfe von Flüssigkeiten und anschließender Trocknung erreicht. Diese Verfahren sind für die Kompaktierung von Säge- und Hobelspänen nicht geeignet. > Pressagglomeration: Verfahren, bei denen die Partikelhaftung durch von außen wirkende Kräfte erzeugt wird. Dabei wird das Material durch geeignete Presswerkzeuge so stark verdichtet, dass sich Agglomerate mit ausreichender Festigkeit bilden. Innerhalb der Verfahren der Pressagglomeration hat sich die Pelletierung immer dann bewährt, wenn größere Produktmengen unter möglichst wirtschaftlichen Aspekten verarbeitet werden müssen. Das gilt insbesondere auch, wenn die natürlichen Bindekräfte der Produkte nicht sehr stark sind und der Zusatz von Bindemitteln nicht zulässig ist. Kollerrollen und Matrizen Kahl Pelletpressen werden als Flachmatrizenpresse gebaut, bei der die Koller auf einer horizontal angeordneten Scheibe rotieren und das Material von oben nach unten durch die Bohrungen der Matrize gedrückt wird. Die wichtigsten für den Pressvorgang nötigen Werkzeuge sind die Kollerrollen und die Matrizen. Die Verdichtung erfolgt in offenen Presskanälen, die sich in der Matrize befinden. Das Produkt wird im freien Fall senkrecht von oben in den Pressenraum eingespeist und gleichmäßig verteilt. Auf der Matrizenlauffläche bildet sich ein Materialteppich, der von den Kollern überrollt und verdichtet wird. Die Druckkraft steigt beim Rollen in Richtung Presskanal stetig an, bis diese so groß geworden ist, dass der im Kanal befindliche Materialpfropfen ein Stück weitergeschoben wird. Dabei darf die Reibkraft innerhalb des Presskanals nicht größer sein als die wirksame Presskraft des Kollers. Andererseits muss die entstehende Reibkraft groß genug für eine ausreichende Verdichtung des Produktes zu einem festen Agglomerat sein. In den Presskanal wird eine kleine Scheibe eingewalzt, die sich durch den 24 UmweltMagazin Januar - Februar 2015

Druck und die Bindekräfte des Produktes zu einem Pressling verbindet. Der Pressling tritt dabei als Endlosstrang aus dem Presskanal aus und wird von den rotierenden Messern in die gewünschten Zylinderlängen zerteilt. Außendurchmesser entscheidet Bei den Kollern sind ein großer Außendurchmesser und eine solide Lagerung erforderlich. Das Profil der Lauffläche kann variiert werden, hat jedoch keinen so großen Einfluss wie die Ausführung der Matrize. Kahl Pressen werden mit Kollerrollen bis zu 450 mm Durchmesser und 192 mm Breite eingesetzt. Bei den Profilen der Laufflächen unterscheidet man im wesentlichen genutete, gelochte und geriffelte Oberflächen. Eine sehr große Bedeutung kommt der jeweiligen Ausführung der Matrize zu. Das Verhältnis zwischen dem Durchmesser der Bohrungen und der Länge des Presskanals wird als “Pressverhältnis” bezeichnet und bestimmt zusammen mit den Produkteigenschaften die jeweils entstehende Reibkraft. Demnach muss das Pressverhältnis dem Produkt sehr genau angepasst werden, um optimale Ergebnisse hinsichtlich der Pelletqualität und der Durchsatzleistung der Maschine zu erzielen. Dabei wird berücksichtigt, dass sich das Verhältnis der Pelletoberfläche zum Volumen mit abnehmendem Pelletdurchmesser verändert. Die Presshydraulik Durch den Materialteppich auf der Matrize stellt sich zwischen den Kollern und der Matrize ein Spalt ein, der einen wichtigen Einfluss auf die Kompaktierung hat. Deshalb ist es wünschenswert, den Spalt auch während der Produktion verändern zu können und den Betriebszustand der Presse anhand des Produktdruckes gegen die Kollerrollen zu kontrollieren. Materialzuführung und Scherwirkung Das zu kompaktierende Produkt wird über eine geeignete Speiseschnecke lastabhängig in die Presse eingespeist. Durch den großen Presseninnenraum finden auch voluminöse Produkte ausreichend Platz. Eine Zwangsspeisung, die unter Umständen zu schnellen Blockaden führt, ist nicht notwendig. Durch individuell angepasste Einweiser erfolgt eine gleichmäßige Produktverteilung auf die Matrize. Die Flachmatrizenpresse wird vor allem bei rohfaserreichen Produkten wie Holz mit zylindrischen Kollern ausgerüstet, die bei ihrem Lauf auf der Kreisbahn der Matrize zu einen Schereffekt führen. Dieser erwünschte Effekt führt zu einer Verdrillung und Vorzerkleinerung des Produktes auf der Matrize, so dass das Produkt besser verpresst werden kann. Holzpelletieranlagen in den USA Vor drei Jahren hat sich der heutige, amerikanische Marktführer im Bereich der Holzpelletierung die modifizierte Holzpresse vom Typ 60 – 1250 mit 600 PS von Amandus Kahl präsentieren lassen und war rasch von der Leistung (durchschnittlich 6 Tonnen pro Stunde) und der Robustheit der Maschine überzeugt. Heute arbeiten in seinen vier Werken 37 Kahl Flachmatrizenpressen. Insgesamt fabrizieren in den USA derzeit knapp 60 Kahl Pressen insgesamt rund 3 Millionen Tonnen Holzpellets per anno, überwiegend Industriepellets, die in Kraftwerken als „Cofiring“ eingesetzt werden. Im letzten Jahr hat Amandus Kahl von dem amerikanischen Marktführer weitere 24 Pressen in Auftrag genommen, die 2015 in Betrieb gehen. Kahl Flachmatrizenpresse Bild und Grafik: Amandus Kahl Zur Erhöhung der Energieeffizienz betrachtet Kahl die gesamte Anlage, von der Annahme bis zu den Fertigwarensilos. Mit einer verbesserten Pressenüberwachung, klarem Maschinenmonitoring und dem Einsatz einer Ampelsteuerung, können Stillstande vermieden und Standzeiten positiv beeinflusst werden. Die lange Lebensdauer und das einfache Nacharbeiten der Presswerkzeuge, wie Matrize und Koller, resultiert in niedrigen Betriebskosten und einer hohen Gesamteffizienz. Darüber hinaus lassen sich die Pressen auch für andere Anwendungen wirtschaftlich als Kollermühle einsetzen, zum Beispiel für die Zerkleinerung von Holzchips, torrefiziertem Holz, Altreifen, Haus-und Industriemüll und vieles mehr. Die „White Pellets“ befinden sich weiter im Aufwind und doch könnten diese in ihrer Beliebtheit von den „Black Pellets“ abgelöst werden. Hierbei handelt es sich um Pellets aus torrifizierter Biomasse, die einen höheren Brennwert, eine größere Energiedichte und eine hohe Wasserstabilität aufweisen. Amandus Kahl ist auch in dieser Technologie in einigen wichtigen Projekten involviert. Amandus Kahl erwartet auch in den nächsten Jahren weiteres Wachstum in dem Feld der Pelletierung von nachwachsenden Rohstoffen und sieht hier einen Beitrag zur Nachhaltigkeit. Fritz A. Kahl, Amandus Kahl GmbH & Co. KG, Reinbek, info@amandus-kahl-group.de UmweltMagazin Januar - Februar 2015 25

Ausgabenübersicht