DE3039041A1

DE3039041A1 - Verfahren zur aufbereitung und veredelung pflanzlicher rueckstaende der baumwollgewinnung

Info

Publication number: DE3039041A1
Application number: DE19803039041
Authority: DE
Inventors: Karl Otto Paul Chilliwack British Columbia Fischer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-10-16
Filing date: 1980-10-16
Publication date: 1982-05-13
Also published as: BR8106548A

Description

Verfahren zur Aufbereitung und
Veredelung pflanzlicher Rückstände der Baumwollgewinnung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung und Veredelung pflanzlicher Rückstände der Baumwollgewinnung zur Herstellung von Energieträgern.
Bei der Gewinnung der Baumwolle fallen als Reste der Baumwollsträucher auf den Feldern und in den Fabriken Rückstände an, deren Menge im Verhältnis zu den gewonnenen Baumwollfasern enorm sind.
Diese Rückstände, die als Abfall ungenutzt verworfen werden, resultieren aus sämtlichen Teilen der reichlich verzweigten bis zu 2 m hohen Sträuchern.
Aufgabe der Erfindung ist es, die bei der Baumwollgewinnung anfallenden Rückstände zu nutzen und ein Verfahren zu deren Aufbereitung und Veredelung und dabei zur Gewinnung von Energieträgern zu schaffen.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die aus einem Gemisch aus Staudenstengeln, Staudenästen und Staudenzweigen, Blättern, Wollkapseln und Wollfasern bestehenden Rückstände vermahlen und zu Stäuben in den Grössenordnungen von 200 bis 0,1 /um zerkleinert werden, die Stäube auf Rüttel- oder Vibrationssieben geschüttelt und dabei die in den Stäuben enthaltenen kleinen Teile von Wollfasern oberhalb der zu siebenden Staubanteile in Form von Flockengebilden abgesondert und die Staubanteile durchgesiebt werden.
Zweckmässige Weiterbildungen des Verfahrens sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Durch das erfindungsgemässe Verfahren werden die Rückstände der Baumwollgewinnung im Rahmen einer industriellen Produktion zu Energieträgern aufbereitet und veredelt. Ein weiterer Vorteil des Verfahrens besteht darin, dass während der Aufbereitung der in den Rückständen befindliche und erhebliche Anteil von kurzen Wollfasern, den sogenannten Linters, als wertvollen Nebenprodukt gewonnen wird. Bei der herkömmlidhen Baumwollgewinnung geht auch dieser Anteil verloren.
Die Technologie der Verfahren zur Aufbereitung, Veredelung und Produktion kann in bekannten Maschinen und Anlagen durchgeführt werden, wie sie in herkömmlicher Weise in den Bereichen der Steine und Erden, der Braunkohle und des Torfes eingesetzt werden.
Dadurch ist die Wirtschaftlichkeit des erfindungsgemässen Verfahrens gewährleistet und dieses auf breiter Basis verwertbar.
Durch die Aufbereitung der BaumwollrückstKnde werden Energieträger in Form von Stäuben, Formlingen oder Briketts gewonnen. Die Stäube können fallweise ververbrannt oder vergast werden. Die Formlinge und Briketts eignen sich für den Haus- und Industriebrand, sie können aber auch vergast oder entgast werden.
Das erfindungagemässe Verfahren ermöglicht eine vollständige Verwertung der Baumwollplantagen, die dadurch als praktisch nie versiegbare Quelle zur Herstellung von Energieträgern voll ausgenutzt werden.
Die Aufbereitung der Baumwollrückstände verläuft in mehreren Stufen.
Die Rückstände bilden ein wüstes, unansehnliches Gemisch von unterschiedlich zerstückelten Teilen der Staudenstengel, Staudenäste und Staudenzweige, Blätter, Wollkapseln und Wollfasern. Die Beschaffenheit des Gemisches ist mürbe und trocken.
Dieses Gemisch wird zunächst in entsprechenden Vermahlungssystemen bis zur Staubfeinheit zerkleinert, wobei der Charakter des Gemisches für die Verfahrensstufe der Mahlung bestimmend ist, die zur Herstellung des Staubes führt.
Die Zerkleinerung erfolgt bis zu einer Feinheit von 200 bis Q1 /um.
Die wesentliche Verfahrensstufe bei der Aufbereitung der Baumwollrückstände ist die trockene Feinmahlung, die bis zur Staubfeinheit durchgeführt wird. Die im Staub befindlichen Teile von Wollfasern werden durch Rüttel- bzw. Vibrationssiebung abgesondert, wobei sich Flockengebilde formen, die als sogenannte "Linters' ebenfalls verwertbar sind.
Zur Staubherstellung wird vorzugsweise eine Universalmahlanlage mit Luftstromsichtung als Vermahlungssystem gewählt. Dieses System der Trockenmahlung ist durch den Zusammenbau einer Mühle mit einem Windsichter, einem Zyklon und einem Schlauchrilter zur Abscheidung des Feinststaubes aus der staubhaltigen Abluft des Aerozyklons gekennzeichnet. Bei nicht ausreichender Ventilatorwirkung der Mühle wird ein Gebläse eingeschaltet . Die Gemische der Rückstände sind gemäß der vorbeschriebenen Aufbereitung nunmehr als "industrielle oder technische Stäube zu klassifizieren.
Die Korngrössen liegen in der Grössenordnung von etwa 200 bis 0,1, bzw. 100 bis 0,1 /um, also im kolloiden Bereich. Der Feuchtigkeitsgehalt beträgt 2 - 3 %, die Zünd- und Verbrennungsgeschwindigkeiten sind sehr hoch.
Nach dem Sieben der vermahlenen Rückstände können die Stäube als solche als Energieträger verwendet werden.
Ihr Einsatz erfolgt in konventioneller Weise, und zwar a) in Wärmekraftwerken zur Erzeugung von Dampf und Strom, b) in Gasturbinen zur Erzeugung von heissen Gasgemischen, Strom und Wärme, c) in Vergasungsanlagen zur Erzeugung von Industriegasen, und d) in Hydrieranlagen im dosierten Gemisch mit Schweröl zur Erzeugung von blen und Treibstofren.
Ferner können die Stäube zu Formlingen und/oder Briketts aufbereitet werden. Sie werden dabei entweder mit Wasser oder mit Schweröl verarbeitet.
Bei der Verarbeitung mit Wasser kann wie folgt verfahren werden: a) Die Stäube werden durch dosierten Zusatz von Wasser auf einen Feuchtigkeitsgehalt zwischen 85 - 90 % gebracht. Die Vermengung erfolgt in Nassuruhlen und ergibt eine homogene Paste, die unterschiedlich verformt werden kann. Die Trocknung der Nassformlinge erfolgt am wirtschaftlichsten und einfachsten nach dem Prinzip der Freilufttrocknung. Sie verhalten sich bei dieser Trocknung und Schrumpfung wie echte Kolloide, d. h. ihre Kanten bleiben im wesentlichen stehen, während ihre Flächen konkav einfallen. Der Feuchtigkeitsgehalt kann auf 8 - 10 % reduziert werden. Die Formlinge sind knochenhart, rissefrei und abriebsfest, Ihr Gebrauch liegt in den Bereichen der Verbrennung als Hausbrand und/oder als Industriebrand für Kesselfeuerungen, der Entgasung bzw. Schwelung bei Niedertemperaturen, zur Gewinnung von Schwelkoks und dessen Verwendung im Niederschachtofen zur Verhüttung und/oder als Grundstoff zur Herstellung von Aktivkohle, und der Vergasung als veredeltes Einsatzgut in Form von Schwelkoks zur Gewinnung von Industriegasen.
b) Die Stäube werden mit Wasser und/oder Dampf benetzt oder gedämpft zur Herstellung einer brikettierfähigen Masse mit Feuchtigkeitsgehalten zwischen 12 - 18 %.
Bei der Verarbeitung mit Schweröl werden die Stäube vorzugsweise dosiert mit Schweröl benetzt, um den Kohlenstoffgehalt zu erhöhen und hüttenfähige hochwertige Formkokse herstellen zu können. Durch Zusatz des Schweröles wird eine brikettierrähige Masse hergestellt.
Die Brikettierung erfolgt regelbar durch Anwendung unterschiedlicher Drücke. Diese Regelbarkeit der Brikettierung führt zur Herstellung von Briketts mit unterschiedlichen Grössen, Formaten und Dichten, die beispielsweise für die Verkokung bei Mittel-und Hoch temperaturen darum bedeutsam sind, weil hier nun Kokse unterschiedlicher Grösse, Kontur und Festigkeit, entsprechend dem jeweiligen Industriezweck hergestellt werden können.
Das erfindungsgemässe Verfahren ermöglicht die betriebs-und volkswirtsehaftliche Nutzung der weltweit anfallenden Rückstände bei der Baumwollgewinnung.
Die Menge dieser Rückstände wird auf etwa 1.200 Mio to +- pro Jahr geschätzt, ausgehend von dem Anfall von etwa 20 to pro acre oder 5 kg pro 1 m2 Baumwoll-Anbaufläche von 60 Millionen acre. Der Kaloriengehalt der Stäube, bzw. Formlinge und/oder Briketts, beträgt 4.500 - 5.000 kcal. Der kaloriemetrische Wert dieser geschätzten Menge ist, z. B. bezogen auf Erdöl, gleich der von etwa 600 Millionen to.
Erdöl jährlich, oder etwa 3.600 Millionen Barrel jährlich, oder rund 10 Millionen Barrel täglich.
Der kaloriemetrische Gehalt der geschätzten Menge der Rückstände von 1.200 Millionen to. Staub kann im Betrieb von Gasturbinen umgesetzt werden in 2.500 -3.000 Millionen MW/Jahr, bezogen auf die Elektrizitätsversorgung, d. h. in Einrichtungen und Massnahmen zur Erzeugung und Verteilung von elektrischer Energie. Für die Erzeugung dieser Energiemenge müssten 500 - 600 Kernkraftwerke mit einer Leistung von je 1.000 MW bei 5.000 Arbeitsstunden betrieben werden.
Die vorstehend geschätzte Menge von 2.500 - 3.000 Millionen MW/Jahr ergibt sich aus den Berechnungen, die der Energiewirtschaft zu Grunde liegen.
Der zur Zeit günstigste Wirkungsgrad zur Erzeugung elektrischer Energie wird in Gasturbinen erreicht und liegt der vorstehenden Berechnung zu Grunde. Sie benötigen je KW/h nur 1.900 Kcal., gegenüber 2.800 in Dampfturbinen und 3.500 in Wärmekraftwerken.
Außerdem bestehen große Vorteile der Gas turbinen darin, daß sie kein Wasser benötigen und demzufolge kein Kesselhaus, zudem mit Leistungen von 0.5 MW bis 50 MW hergestellt werden, schnell betriebsbereit sind, und das alles bei geringen Investitionskosten.

Claims

PA TENTA NSPRUCHE 1. Verfahren zur Aufbereitung und Veredelung pflanzlicher Rückstände der Baumwollgewinnung zur Herstellung von Energieträgern, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die aus einem Gemisch aus Staudenstengeln, Staudenästen und Staudenzweigen, Blättern, Wollkapseln und Wollfasern bestehenden Rückstände zu Stäuben in den Grössenordnungen von 200 bis 0,1 /um zerkleinert werden, die Stäube auf Rüttel- oder Vibrationssieben geschUttelt und dabei die in den Stäuben enthaltenen kleinen Teile von Wollfasern oberhalb der zu siebenden Staubanteile in Form von Flockengebilden abgesondert und die Staubanteile durchgesiebt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gesiebten Stäube vergast werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gesiebten Stäube mit dosiertem Zusatz von Schweröl hydriert werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stäube dosiert mit Schweröl benetzt und brikettierfähig gemacht werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stäube durch Zusatz von Wasser auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 85 bis 95 gebracht, in Knetvorrichtungen zu Pasten aufbereitet, verformt und an der f,uft zu knochenharten, rinnrrelan unrs abriebfesten Formlingen verformt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Formlinge verbrannt, vergast und bei Niedertemperaturen geschwelt bzw. entgast werden.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stäube mit Wasser oder Dampf benetzt oder gedämpft werden und eine brikettierfähige Masse mit Feuchtigkeitsgehalten zwischen 12 und 18 % gebildet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Brikettierung zur Bildung von Formlingen unterschiedlicher Grösse, Formate und Dichte regelbar durchgeftihrt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 4, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Formlinge bei Mittel- und Hochtemperaturen entgast, bzw. zu Formkoksen verkokt werden.
10. Verfahren nach Anspruch 6 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die bei der Schwelung bzw. Entgasung bei Nieder-, Mittel- und Hochtemperaturen anfallenden Kohlenwasserstoffe veredelt werden.
11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die angefallenen Stäube vergast werden.
12. Verwendung der beim Verfahren nach Anspruch 1 angefallenen Stäube als Brennstoffe.
13. Verwendung der beim Verfahren nach Anspruch 6 oder 9 durch Schwelung bzw. Entgasung bei Nieder-, -Mittel-und Hochtemperaturen anfallenden Kohlenwasserstoffe als Brennstoffe.