AT14770U1 - Vorrichtung zur Herstellung von Brennstoffen zur energetischen Nutzung - Google Patents

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AT14770U1
AT14770U1 ATGM50137/2014U AT501372014U AT14770U1 AT 14770 U1 AT14770 U1 AT 14770U1 AT 501372014 U AT501372014 U AT 501372014U AT 14770 U1 AT14770 U1 AT 14770U1
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transfer medium
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ATGM50137/2014U
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Petr Cuber
Monika Pulmanová
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Hedviga Group A S
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Abstract

Vorrichtung zur Herstellung von Brennstoffen zur energetischen Nutzung, die im Betriebszustand eine an einen beheizten Vorrichtungsteil angeschlossene Gasleitung (7) mit Heizelementen aufweist, wobei in diesem beheizten Vorrichtungsteil ein Raum für die Aufnahme mindestens eines aus hitzebeständigem Material gebildeten Körpers, der einen inneren Hohlraum umfasst, ausgebildet ist, wobei für die Chargenverarbeitung ein gasdicht verschliessbarer, mit mindestens einem Gasaustritt (5) versehener Druckbehälter (1) vorgesehen ist, der verschliessbar und lösbar an die Gasleitung (7) für die Abführung der bei einer thermischen Zersetzung entstehenden Gase anschließbar ist, wobei mindestens zwei Heizeinheiten (2, 3) vorgesehen sind, von denen jede für eine andere Temperatur eingerichtet ist, und von denen mindestens eine eine Vorheizeinheit (2) für die Vorwärmung mindestens eines Druckbehälters (1) und mindestens eine eine Nachheizeinheit (3) für die Nachwärmung mindestens eines Druckbehälters (1) auf eine höhere als bei der Vorwärmung verwendete Temperatur ist.

Description

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verarbeitung von kohlenstoffhaltigen Materia¬lien zwecks Herstellung von Brennstoffen zur energetischen Nutzung.
[0002] Für die Energetik werden als Brennstoff kohlenstoffhaltige Stoffe im festen, flüssigen undgasförmigen Zustand verwendet. Neben gut bekannten klassischen Industriebrennstoffen, wieKoks, Erdöl, Leuchtgas und dergl., die mit traditionellen Methoden erzeugt werden, werden inder Energetik nutzbare Brennstoffe auch aus verschiedenen Naturprodukten, Industrieabfällen,getrenntem Hausmüll, Klärschlammen und dergl. gewonnen. Die moderne Wissenschaft undTechnik befasst sich immer mehr mit dem Problem der ökologischen Entsorgung von uner¬wünschten oder Abfall- Materialien und mit der sinnvollen Nutzung von diesen kohlenstoffhalti¬gen Quellen.
[0003] Die für Verarbeitung der kohlenstoffhaltigen Materialien verwendete Vorrichtungen sindfür Thermolyse, das heißt thermische Zersetzung ohne Verbrennung gestaltet. Das verarbeiteteMaterial wird in einen verschlossenen beheizten Raum, zum Beispiel in eine Ofenkammeraufgenommen, wo es mit Hochtemperaturen, die die Zersetzung dieses Materials verursachen,beaufschlagt wird, wobei die entwickelten Gase aus dem beheizten Raum abgeführt werden.Dabei handelt es sich sowohl um klassische Pyrolyse, als auch um andere Methoden. Die ausdem beheiztem Raum abgeführten Gase werden durch einen Wärmeaustauscher oder einenKühler geführt, wo sie einer Kühlung unterzogen werden, in deren Folge aus diesen Gasen daseventuelle Wasser und Ölkondensat ausgeschieden wird. Das ölige Kondensat wird gesammeltund weiter verarbeitet; je nach den verwendeten Methoden und aufgefangenen Fraktionen istes direkt, oder erst nach weiterer Verarbeitung nutzbar, vor allem als Schmierstoff und/oderBrennstoff. Das restliche gasförmige Medium nach Ausscheidung des Kondensats wird in eineVorrichtung zur Reinigung und Konzentration der benutzbaren Gase geführt und/oder wird alsBrennstoff verwendet. Das restliche gasförmige, nur unbrauchbare Abgase und eventuellStaubpartikel enthaltende Medium wird durch Filter in einen Auslass bzw. Kamin oder bei man¬chen Methoden und Vorrichtungen zurück in die beheizten Räume abgeführt. Das Ausgangs¬material auf Basis der organischen Abfälle, Naturprodukte, Klärschlämme, Gummi und dergl.wird in einen beheizten Raum in einem Behälter, Wagen, auf einem Blech oder anderem Trägeraufgenommen, oder wird unter Umständen auf einen Rost in der Ofenkammer oder in eineranderen Kammer dosiert. Bevorzugt wird das Material in einer Form verwendet, die eine guteWärmeübertragung ermöglicht, d. h. es hat die Form von Splitt oder von durch Mahlen gewon¬nenen Partikeln. Die bei Erwärmung des Materials gewonnenen Gase ändern bei Temperatur¬steigerung ihre Zusammensetzung. Stufenweise werden zunächst Ammoniak und andere flüch¬tige Stoffe, Wasser, Inertgase usw. freigesetzt. Es ist bekannt, dass bei Temperaturen, die sichabhängig von der Stoffzusammensetzung des Ausgangsmaterials und von den Druckbedingun¬gen unterscheiden, aus diesen Materialien Gase mit hohem Kohlenwasserstoffgehalt freigesetztwerden, die in der Energetik benutzbar sind. Das Prinzip des thermischen Zersetzungsverlaufsdieser Materialien und auch die Zusammensetzung der bei konkreten Temperaturen und kon¬kretem Druck mit Pyrolyse erhaltenen Fraktionen sind bekannt. Problematisch ist die Erreichungeiner guten Wirtschaflichkeit von Prozessen dieser thermischen Zersetzung, d.h. der Art vonMaterialerwärmung, die Menge des Glühguts, die Dauer der Materialerwärmung etc.. Damithängt auch das Fehlen einer geeigneten Vorrichtung zusammen. Die Heizkammern arbeitenmeistens nicht kontinuierlich, und sie müssen für jede Rohmaterial-Charge vor dem Öffnenabgekühlt werden. Gewöhnlich wird zunächst die Erwärmung des beheizten Raumes beendet,die Wärme lässt man noch für einige Zeit einwirken, wonach der Raum natürlich oder künstlichabgekühlt wird. Nach der ökonomischen Nutzung des aus dem verarbeiteten Material stam¬menden gasförmigen Mediums und während der Abkühlung können immer noch Gase aus demMaterial freigesetzt werden, und darum werden sie gewöhnlich auch noch während dieser Zeitabgeführt, wobei nachdem der Raum ausreichend auf eine sichere Temperatur für ein Öffnenabgekühlt wurde, noch eventuell vorhandene Gase und/oder wirbelnde Staubpartikel abgesaugtwerden. Von der ursprünglichen Materialcharge bleibt in der Regel in dem Arbeitsraum nach diesem thermischen Prozess nur ein fester Rückstand in Form von verkohlten Partikeln odervon einem verkohlten Skelett, das später zu kohlenstoffhaltigen Splitt, dessen überwiegendeKomponente der Kohlenstoff ist, zerfällt.
[0004] Ein solches Verfahren sowie eine entsprechende Vorrichtung sind zum Beispiel in CZPV 2010-586 beschrieben. Gummiabfall wird in einer verschließbaren, mit einem Heiz- undKühlelement, mit einem Kondensationskreis und mit einem Kondensator ausgestattenen Kam¬mer aufgenommen. Die Charge von Gummiabfall repräsentiert eine Menge von 0,1 bis 0,9Teilen des Volumens der beheizten Kammer. Anschließend wird die Kammer verschlossen, undohne besondere Anpassung der Druckbedingungen wird die Kammertemperatur stufenweiseauf 350° bis 400°C erhöht. Die entstehenden Abgase werden in einen Kühler geführt, wo sieteilweise kondensieren, und das Kondensat wird in einem speziellen Behälter aufgefangen. Dasabgekühlte gasförmige Restmedium wird zurück in die Kammer geleitet. Nach mindestens 40Minuten, jedenfalls nicht, bevor das Gewicht der Gummiabfallcharge um mindestens 15% ge¬sunken ist, wird der Kammerraum auf eine Temperatur unter 200°C abgekühlt. Anschließendwird die Kammer geöffnet und der entstandene feste Rückstand entnommen. Der Rückstandbesteht aus Koks mit Resten von Reifenstahlcord. Nach der Beseitigung der Metallreste kannder Koks weiter zum Beispiel zur Heizung verwendet werden. Die Vorrichtung zur Durchführungdes Verfahrens umfasst eine Kammer, die mindestens mit einem Heiz- und Kühlelement aus¬gestattet ist, wobei an diese Kammer ein Kondensationskreislauf, dessen Ein- und Auslauf inder Kammer mündet, anschließt. Das Heizelement besteht aus einer elektrischen Heizspirale,die zwecks Verhindern eines eventuellen Entflammens des verarbeiteten Materials in einerSchutzkappe angeordnet ist, und diese Einheit befindet sich innerhalb der Kammer. Nach die¬ser CZ 2010-586 sind innerhalb der Heizkammer insgesamt zum Beispiel vier solche Heizele¬mente angeordnet. Außenseitig ist die Kammer mit einer Isolationsschicht versehen. Als Küh¬lelement ist gemäß diesem CZ-Dokument in einem ersten Beispiel ein Rohrleitungssystem mitgerippten, in der Heizkammer angeordneten Rohren beschrieben und in einem zweiten Beispieleine Trennwand, auf mindestens zwei Kammerseiten, vorgesehen. Zwischen der Kammerseiteund der Trennwand ist eine Luftspalt vorgesehen, wobei die Trennwand durch den Luftstromabgekühlt wird. Der Kondensationskreislauf ist, um die Zirkulation des gasförmigen Mediumsaus der Kammer in den Kreis und aus dem Kreis zurück in die Kammer sicherzustellen, miteinem Lüfter und mit einem Sammelbehälter für das Kondensat ausgestattet. Die genannte CZ2010-586 beschreibt die Vorgangsweise bei der Verarbeitung von abgefahrenen Reifen. In dieKammer werden abgefahrene Reifen in der Menge von 60% des Kammervolumens eingeräumt,wonach die Kammer geschlossen wird. Mit Hilfe der Heizelemente wird ohne besondere Druck¬änderungen die Kammertemperatur stufenweise auf 380°C erhöht. Die entstehenden Gasewerden in den Kondensationskreislauf abgeführt, durch den sie mittels eines Lüfters zirkulierenund wo auch das Kondensat entsteht, das dort aufgefangen und gesammelt wird. Nach 40Minuten der auf diese Weise durchgeführten Zersetzung beginnt, durch das Zuführen einesKühlmediums in das Kühlelement, die Abkühlung des Kammerraumes. Nach Abkühlen auf120°C wird die Kammer geöffnet und der feste, verkohlte Materialrückstand entnommen.
[0005] Nachteilig bei dem beschriebenen Verfahren und der Vorrichtung ist, dass die mittels derThermolyse entstehenden Gase nur mittels Kondensation und mit keiner anderen Methodeverarbeitet werden. Es wird kein verwendbares, brennbares Gas gewonnen. Die in der Kammerenthaltenen Rest-Abgase können nach dem Öffnen der Kammer in die Umgebung entweichen.Das Verfahren und dessen Temperaturführung machen keine ausreichende Zersetzung vonvielen Rohstoffen möglich. Ein wiederholtes Erhitzen und Kühlen der Kammer, für jede Materi¬alcharge getrennt, ist sehr unwirtschaftlich, und es entstehen große energetische Verluste.
[0006] Gemäß CZ U 21978 wird versucht, die o.a. Nachteile der bekannten Verfahren undVorrichtungen zu lösen, indem die Heizkammer mit einem austauschbaren fahrbaren Behälterausgestattet wird, mit dessen Hilfe das für die thermische Zersetzung bestimmte Material in dieHeizkammer zugeführt und nach der Wärmebehandlung herausgezogen wird. Der fahrbareBehälter ist in Form eines fahr- und schließbaren Körpers mit einer Schutzkappe ausgebildet,der mit einem lösbaren Einlass und Auslass für mittels Thermolyse gewonnene Gase versehen ist. Dieser Einlass und dieser Auslass sind an den Kondensationskreislauf angeschlossen. DieMaterialcharge ist durch die Schutzkappe gasdicht von dem Raum der Heizkammer getrennt.Dieser Ablauf der Materialverarbeitung unterscheidet sich von dem früheren Ablauf dadurch,dass die Materialcharge in die heiße Kammer eingeführt und der Behälter mit den festen Rück¬ständen nach der thermischen Zersetzung der Charge aus der heißen Kammer entnommenund außerhalb der Kammer auf einem geeigneten Abstellplatz frei gekühlt werden kann, wasdie Verarbeitungszeiten bei mehreren Verarbeitungen hintereinander wesentlich verkürzt undauch eine große Energiemenge einspart, weil keine Außerbetriebnahme und komplette Abküh¬lung der Heizkammer notwendig ist. Die in dieser Druckschrift beschriebene Vorrichtung rech¬net auch mit der Möglichkeit der Unterbrechung des Kondensatkreislaufs und der Abführungder gewonnenen brauchbaren Gasfraktionen zur weiteren Ausnützung und eventuellen Verar¬beitung. Nachteilig ist die unvollkommene Thermo- und Druckbetriebsart der Zersetzung, weilhierbei keine Einstellung der optimalen Temperaturkurve der Beheizung möglich ist. Die Materi¬alzuführung in die zu viel erwärmte Kammer kann eine unerwünschte rasante, zur Druckerhö¬hung innerhalb der Kammer und bis zur Möglichkeit einer Explosion führende Gasentwicklungverursachen, und es kann eine zusammengeschmolzene Materialoberflächenschale auftreten,die die Abführung der entwickelten Gase verhindert. Umgekehrt wird eine zu wenig erwärmteKammer mit der Zuführung des fahrbaren Behälters mit einer neuen Charge schlagartig abge¬kühlt, und die thermische Zersetzung verläuft dann ungenügend. Bei jeder Zuführung oderEntnahme des fahrbaren Behälters in die oder aus der Heizkammer kommt es zu einer schlag¬artigen Temperaturschwankung und zu einer Störung der thermischen Verfahrenstechnik. Auchdiese Vorrichtung erlaubt keinen kontinuierlichen Prozess. Die Vorrichtung ist nicht in der Lage,nutzbare Gase in einer stabilen Menge und mit einer stabilen Zusammensetzung zu entwickeln.Unter anderem auch aus diesen Gründen kommt die Möglichkeit eines Anschließens der Vor¬richtung gemäß CZ PV 2010-586, und der Vorrichtung gemäß CZ U 21978 an ein Blockheiz¬kraftwerk nicht in Frage.
[0007] Die CZ U 21515 beschreibt eine andere Vorrichtung. Der Unterschied gegenüber dervorherigen Vorrichtung liegt nur darin, dass die Ableitung für die entwickelten Gase nicht zurückin die Heizkammer einmündet. Hinter der Heizkammer ist ein Kühler mit dem Kondensatbehäl¬ter und der Ableitung der restlichen Abgase aus der Vorrichtung angeschlossen. In der Folgewird der fahrbare Behälter nur mit einer Ableitung, nicht mit einer Zuleitung verwendet. Auch indiesem Fall ist die Heizkammer durch einen flammenlosen, bei Normaldruck arbeitenden Ofengebildet, und in der gleichen Weise arbeitet auch der fahrbare Behälter. Diese Vorrichtungarbeitet ähnlich und hat auch ähnliche Nachteile wie die vorherige, mit dem Unterschied, dassdas restliche Gasmedium hinaus abgeführt wird. Sie arbeitet nur im Satzbetrieb, und deswegenwird nicht die genügende Menge von Gas- und Flüssigprodukten für Energie- und Wärmeer¬zeugung sichergestellt. Ein weiterer Nachteil ist das Problem der Reinheit und der Stabilität desdirekt erzeugten Gases, da während des thermischen Chargezersetzungsprozesses die gas¬förmigen Fraktionen stufenweise und mit verschiedener Zusammensetzung nach der steigen¬den Temperatur freigesetzt werden, so dass das gewonnene Gas eine zeitlich variierendeZusammensetzung hat. Für die Ausnutzung in einer energetischen Einheit ist es aber notwen¬dig, ein Gas mit einer definierten chemischen, innerhalb bestimmter Grenzen liegenden stabilenZusammensetzung zu erzielen, so dass diese Vorrichtung die Gasprodukte als Brennstoff ineiner energetischen Einheit nicht verwenden kann. Im Zusammenhang mit den Temperatur¬schwankungen in dem Abgaskanal werden dessen Wände oft mit einer Schicht von Ölsubstan¬zen bedeckt, woraus sich diese Stoffe später teilweise zurück in das Gas freisetzen und so dasGas verunreinigen. Auch das Flüssigprodukt ändert sich während des thermischen Zerset¬zungsprozesses, und zwar sowohl in der Quantität als auch in der Qualität, so dass man nichteinmal die Produktion des Ölkondensats direkt bei der Erzeugung als Brennstoff für ein Block¬heizkraftwerk oder für eine andere Verbrennungsanlage verwenden kann. Die o.a. Nachteilewerden durch die vorgeschlagene Vorrichtung, wie in den Ansprüchen angegeben, beseitigt. Esliegt eine Vorrichtung für die thermische Zersetzung von Stoffen von kohlenstoffhaltigem Typund für eine Weiterverarbeitung vor, bei der geeignete Brennstoffe zur Nutzung in der Energie¬technik erhalten werden. Die Vorrichtung umfasst eine Gasleitung, die im Betrieb an eine be- heizte, mit Heizelemente versehene Einheit angeschlossen ist, wo ein Raum für die Anordnungmindestens eines, eine Charge des verarbeiteten Materials enthaltenden Hohlgehäuses aushitzebeständigem Material gebildet ist. Das Prinzip der vorgeschlagenen Lösung besteht darin,dass das Gehäuse für die Charge von einem gasdicht verschließbaren Gasbehälter mit mindes¬tens einem verschließbaren und abnehmbar an der Gasleitung anbringbaren Gasauslass für dieAbleitung der bei der thermischen Zersetzung entstehenden Gase gebildet ist. Weiter ist vorge¬sehen, dass die vorgeschlagene Vorrichtung mindestens zwei beheizte Einheiten umfasst, vondenen jede für eine andere Temperatur geeignet ist, davon eine Vorheizeinheit für das Vorhei¬zen mindestens eines Druckbehälters und eine Nachheizeinheit für das Nachheizen mindestenseines Druckbehälters auf eine höhere Temperatur, verglichen mit jener beim Vorheizen.
[0008] Bevorzugt ist die Vorrichtung mit mehreren Druckbehältern für die Charge ausgestattet,und mindestens eine Vorheiz- und eine Nachheizeinheit sind jeweils für eine gleichzeitige Auf¬nahme von mindestens zwei Druckbehältern eingerichtet.
[0009] Bevorzugt sind die Vorheiz- und die Nachheizeinheit als Behälter ausgebildet, die min¬destens teilweise von einem Wärmeträger-Medium gefüllt werden.
[0010] Die Behälter sind bevorzugt als Kammern ausgebildet, wo sich die vom Außenraumgetrennt eingeschlossene Wärmetauscherflüssigkeit befindet. In jeder dieser Kammern sindbevorzugt hohle Bettungen für die Aufnahme des aufgenommenen Druckbehälters oder deraufgenommenen Druckbehälter ohne Kontakt mit dem Wärmeträger-Medium gebildet. DieBettungen sind in ihrer Form und in ihren Abmessungen an die Druckbehälter angepasst; jedeBettung hat die Abmessung und Form für die Aufnahme von einem einzigen Druckbehälter. DieBettungen sind mit einer Eintrittsöffnung versehen, die die Aufnahme des Druckbehälters er¬möglicht, und sie weisen eine Wand auf, die mindestens teilweise aus einem wärmeleitendenMaterial gebildet ist, so dass sie eine Wärmestrahlung in den bzw. aus dem Druckbehälterermöglicht. Die Eintrittsöffnung und auch die Bettungswand passen mindestens teilweise anden Druckbehälter im verschlossenen Zustand. Außerhalb der Bettung, relativ zum darin gela¬gerten Behälter gesehen, befindet sich das flüssige Wärmeträger-Medium, und innerhalb derBettung ist ein freier Raum für mindestens einen Teil des Druckbehälters vorhanden.
[0011] Die Nachheizeinheit ist bevorzugt mit mindestens einer Zusatz-Wärmequelle versehen,zum Beispiel mit einem Elektroheizkörper, die sich in dem flüssigen Wärmeträger-Mediumbefindet, und/oder mit einem, mit einem inneren elektrischen Heizkörper ausgestattenen Ring,der rund um den aus Schamotte bestehenden Druckbehälterumfang passt.
[0012] Die Vor- und Nachheizeinheit weisen bevorzugt das kommunizierende flüssige Wärme¬träger-Medium auf. Diese Kommunikation ist weiter bevorzugt als Zirkulationskreislauf ausge¬bildet, der mit geeigneten Elementen für den Durchfluss des Wärmeträger-Mediums zwischendem Vorheizeinheit-Körper und dem Nachheizeinheit-Körper ausgestattet ist. Dieser Zirkulati¬onskreislauf ist zumindest mit Schließorganen und mit einer Antriebseinheit mit entsprechendenSteuerelementen ausgestattet, die das Starten und Beenden der Zirkulation des Wärmeträger-Mediums vom Vorheiz- in die Nachheizeinheit und/oder vom Nachheiz- in die Vorheizeinheitund die Verlaufsregelung dieser Zirkulation ermöglichen.
[0013] Bevorzugt ist für das flüssige Wärmeträger-Medium ein Einlass und ein Auslass in min¬destens einen an die Vorrichtung angeschlossenen Wärmetauscher vorgesehen, wobei fürdieses flüssige Wärmeträger-Medium auch ein Durchgang durch den Wärmetauscher ausgebil¬det ist, zwecks der Zu- und Abführung des Mediums als ein Arbeitsmedium. In diesem Wär¬meaustauscher ist eine Leitung für sein anderes Arbeitsmedium bevorzugt im Rahmen desArbeitskreislaufs der Vorrichtung angeschlossen und sie ist für die Regelung der Temperatur¬führung eines anderen oder weiteren Elements im Arbeitskreislauf dieser Vorrichtung angeord¬net. Wenn zum Beispiel der Wärmetauscher an die Nachheizeinheit angeschlossen ist, istdieser Wärmetauscher einerseits aufgrund der Zirkulation des Wärmeträger-Mediums aus derNachheizeinheit in den Wärmetauscher und zurück angeschlossen und andererseits zum Bei¬spiel an die Kondensatleitung, die zwecks Zuführung und Durchfluss des öligen, aus den Gasenentstehenden Kondensats in der Vorrichtung angeordnet ist.
[0014] Die Vorrichtung kann als komplette Einheit vorgesehen sein, die als solche betriebsfähigist. Bevorzugt wird das Ende der Gasleitung in eine Verbrennungseinrichtung, zum Beispiel inein Blockheizkraftwerk eingeleitet.
[0015] I m Falle der o.a. kompletten Einheit wird hinter der Vorheiz- und Nachheizeinheit an dieGasleitung mindestens ein Kühler angeschlossen, mit mindestens einem Auslass für das öligeaus den evakuierten Gasen erhaltene Kondensat und mit mindestens einem Restgasauslass.
[0016] Nach dem Kühler ist eine Kondensatleitung für die Ableitung des Kondensats ange¬schlossen, deren Ende in die oben angeführte oder eine weitere Verbrennungseinrichtung, zumBeispiel in ein Blockheizkraftwerk, eingeleitet wird.
[0017] An die Gasleitung ist nach dem Kühler bevorzugt mindestens ein Gasspeicher ange¬schlossen, wobei der bzw. mindestens ein Gasspeicher eine mindestens vierfache Kapazitätdes Innenvolumens des Druckbehälters aufweist.
[0018] Die vorgeschlagene Vorrichtung ist zur Herstellung von Brennstoffen aus verschiedenenkohlenstoffhaltigen Materialien vorgesehen, und ihre Verwendung ist für Energiegewinnungs¬zwecke geeignet, vorzugsweise für die Produktion von elektrischer Energie und Wärme inBlockheizkraftwerkmotoren mit Gas- oder Dualkraftstoffsystem. Die Vorrichtung kann man alseine komplette Einheit für die Verarbeitung und Ausnutzung von Abfallprodukten, Biomasse,Klärschlämmen, abgefahrenen Reifen, verschiedenen Industriereste und dergl. betrachten. Sieermöglicht eine ökonomische Nutzung von Energie und Wärme ohne wesentlicher Verluste. Dievorgeschlagene Vorrichtung ist strukturell relativ einfach, und sie ermöglicht, mittels einer lang¬samen thermischen Zersetzung der kohlenstoffhaltigen Rohstoffe gleichzeitig feste, flüssige undgasförmige Brennstoffe herzustellen und gleichzeitig diese Brennstoffe auch sofort für die Er¬zeugung von elektrischer Energie und Wärme zu verwenden. Die Vorrichtung ist hochwirksam.Während des Betriebes kommt es zu keiner Kontamination der Umwelt. Die Vorrichtung kannüberall installiert werden, zum Beispiel in der Umgebung von Deponien, auch in geschlossenenHallen. Der Betrieb der Vorrichtung hat im Vergleich mit anderen Geräten eine niedrige Geräu¬schintensität. Ein wesentlicher Vorteil der Vorrichtung ist auch der diskontuierliche Prozess derMaterialchargen, wobei der „Out put" in Form der produzierten Gase und des öligen Konden¬sats, und/oder in Form des Betriebs eines Blockheizkraftwerks oder einer anderen Verbren¬nungsanlage, innerhalb einer vom Bediener eingestellten Zeit kontinuierlich sein kann.
[0019] Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispielunter Bezugnahme auf die Zeichnung noch weiter erläutert.
[0020] Es zeigen: [0021] Fig. 1 eine schematische Darstellung der gesamten Vorrichtung mit angeschlossenem
Blockheizkraftwerk; [0022] Fig. 2 eine Seitenansicht bzw. einen vertikalen Schnitt durch eine Vorheiz- und Nach¬ heizeinheit dieser Vorrichtung;
[0023] Fig. 3 einen Querschnitt der Vorheiz- und Nachheizeinheit gemäß der Schnittlinie A-A in Fig. 2; [0024] Fig. 4 eine Seitenansicht bzw. einen vertikalen Schnitt durch eine Vorheiz- und Nach¬ heizeinheit mit einem angeschlossenen Wärmeaustauscher; und [0025] Fig. 5 in Details A, B eine Draufsicht auf den Vorrichtungs-Eingangsbereich mit der
Vorheiz- und Nachheizeinheit, wobei der Bildteil A das Prinzip der Druckbehälter¬verlagerung während der thermischen Verarbeitung der enthaltenen Charge undder Bildteil B die Einschaltung der einzelnen Elemente im ausgewählten Zeit¬punkt des Verarbeitungsprozesses zeigt.
[0026] Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung ist in einer optimalen kompletten Anord¬nung für die Realisation einer langsamen thermischen Zersetzung von kohlenstoffhaltigenMaterialien unterschiedlicher Herkunft und Zusammensetzung geeignet bzw. ausgelegt.
[0027] Wesentlich sind hierbei brennstoffzellenbildende Druckbehälter 1, und zwei beheizteEinheiten 2, 3, von denen jede auf eine andere Temperatur eingerichtet ist: Eine Einheit davonist eine Vorheizeinheit 2 und die andere ist eine Nachheizeinheit 3. Die Vorheizeinheit 2 ist fürdie Vorwärmung der Druckbehälter 1, die Nachheizeinheit 3 für die Nachwärmung der vorge¬wärmten Druckbehälter 1 auf die notwendige höhere Temperatur eingerichtet, wie dies nachfol¬gend noch ausführlicher erläutert wird. Die Druckbehälter 1 weisen eine zylindrische Form 1auf, deren eine Basis von einem gewölbten Boden gebildet ist, wogegen die Oberseite voneinem abnehmbaren Deckel 4 versehen ist, mit dessen Hilfe sie gasdicht schließbar ist. DerDeckel 4 ist mit einer Wärmeisolation und mindestens einer Öffnung versehen, durch die ausdem Deckel 4 ein Gasauslass 5 für die Primärbrennstoffe hinausgeführt ist. Der Gasauslass 5ist mit Schließorganen bzw. Verschlüssen in Form von Ventilen 6 versehen und mit der Mög¬lichkeit einer lösbaren Verbindung mit einer Gasleitung 7 versehen, um die Abführung der durchdie thermische Zersetzung des Chargenmaterials entstehenden Gase zu ermöglichen. DieVorheizeinheit 2 und die Nachheizeinheit 3 sind als Kammern in Behältern, die mindestensteilweise mit einem Wärmeträger-Medium 8 gefüllt sind, ausgebildet. In jeder von diesen Kam¬mern sind vorzugsweise mehrere Aufnahmebettungen 9 für die Druckbehälter 1 gebildet. JedeBettung 9 ist mit ihrer Form und ihren Abmessungen für die Aufnahme eines Druckbehälters 1gestaltet. Die Bettungen 9 sind als Lagerungsgruben ausgebildet und entsprechen in ihrer Formund ihren Oberflächeabmessungen dem zugehörigen Teil des aufgenommenen Druckbehälters 1. Sie weisen oben eine Eingangsöffnung und im Inneren einen Freiraum für die Aufnahme undLagerung des Druckbehälterkörpers auf. Mindestens ein Teil der Bettung bildet eine dünneWand, zum Beispiel in Form eines Blechs oder einer Membrane aus einem wärmeleitendenMaterial. Die Abbildungen in der Zeichnung, Fig. 2 bis 3, zwecks Anschaulichkeit nur schema¬tisch, und darum sind die Bettungswände 9 in Fig. 2 bis 4 einheitlich mit den Wänden derDruckbehälter 1 dargestellt. Die Eingangsöffnung und auch die Bettungswand 9 sind an denDruckbehälter 1 mit verschlossenem Deckel 4 angepasst. Das Wärmeträger-Medium 8 befindetsich, betrachtet relativ zum in der Bettung gelagerten Druckbehälter 1, außerhalb der Bettung 9,sodass es zu keinem Kontakt der Druckbehälter 1 mit dem heißen Wärmeträger-Medium 8kommen kann. Alternativ kann bzw. können die Vorheizeinheit 2 und/oder die Nachheizeinheit 3als einfaches Ölbad ohne die so gestalteten Bettungen 9 vorgesehen sein, was aber eine we¬sentlich weniger vorteilhafte Ausführung darstellt. Die oben beschriebene Konstruktion ermög¬licht, den Druckbehälter 1 in der entsprechenden beheizten Einheit 2, 3 in einer solchen Weiseaufzunehmen, dass der Deckel 4 und die Dichtfläche am oberen Rand des Druckbehälters 1von dem Raum außerhalb der beheizten Einheiten 2, 3 zugänglich sind. Diese Lösung ermög¬licht im Falle eines Dichtungsfläche-Defekts die Aufrechterhaltung des Höchstmaßes an Sicher¬heit in einer solchen Weise, dass im Falle eines Ausströmens von Gasen, die im Prozess derthermischen Verarbeitung der Charge entstehen, diese Gase schnell detektiert werden könnenund es so zu keiner Gasansammlung innerhalb der beheizten Einheit 2, 3 kommt.
[0028] Die Nachheizeinheit 3 ist mit zusätzlichen Wärmequellen bzw. -elementen ausgestattet,und zwar einerseits mit einem elektrischen Heizkörper 10 aus einer direkt im flüssigen Wärme¬träger-Medium 8 aufgenommenen Heizspirale und andererseits mit einem inneren elektrischenHeizkörper 10 ausgestattenen Schamottering 11, der rund um den Umfang des Druckbehälters1 passt.
[0029] Die Vorheiz- und Nachheizeinheiten 2, 3 weisen ein flüssiges wärmetragendes Medium8 auf, wobei eine derartige Verbindung vorgesehen ist, dass ein Kreislauf gebildet wird. Imvorliegenden Beispiel ist diese Verbindung mit Verbindungsleitungen 12, 13 dargestellt, diezwischen der Vorheizeinheit 2 und der Nachheizeinheit 3 verlaufen. Der Zirkulationskreis ist mitSteuerventilen, die Schließorgane bzw. Verschlüsse 6 bilden, und mit einer Pumpe 14, die eineAntriebseinheit 14 darstellt, ausgestattet. Die Pumpe 14 ist mit üblichen Steuerelementen fürzum Ein- und Ausschalten (nicht näher dargestellt) ausgestattet.
[0030] Fig. 4 zeigt eine Variante zu Fig. 2, bei der das flüssige Wärmeträger-Medium 8 zusätz¬lich in Verbindung mit einem Wärmetauscher 15 steht. Das flüssige Wärmeträger-Medium 8verfügt über einen Durchgang durch den Wärmetauscher 15 und bildet gleichzeitig das eine
Arbeitsmedium. Das andere Arbeitsmedium des Wärmetauschers 15 wird durch ein ausgewähl¬tes Medium aus einem anderen Vorrichtungsteil gebildet, was eine Ausnutzung der Wärme¬übertragung aus dem bzw. in das flüssige Wärmeträger-Medium 8 für die Regelung der Tempe¬raturführung eines anderen oder weiteren Elements in dem Arbeitskreislauf der Vorrichtungermöglicht. Die Fig. 4 zeigt eine beispielhafte Variante für den Fall eines Anschließens desWärmetauschers 15 an die Nachheizeinheit 3. Der Wärmetauscher 15 kann auch vorteilhaft aneine Kondensatleitung 16 angeschlossen werden.
[0031] Wie insbesondere in Fig. 1 zu erkennen ist, ist in der Vorrichtung hinter der Vorheizein¬heit 2 und der Nachheizeinheit 3 die Gasleitung 7 zusammengeschlossen und durch einenKühler 17 geführt. Der Kühler 17 kann mit einem Auffangbehälter für das entstehende Konden¬sat ausgestattet sein. In der besonders bevorzugten Ausführungsform, die in Fig. 1 dargestelltist, hat der Kühler 17 zusätzlich oder alternativ gegenüber dem Auffangbehälter eine Konden¬satableitung 18, an die die Kondensatleitung 16 für die Ableitung des öligen, aus den abgeleite¬ten Gasen erhaltenen Kondensats angeschlossen ist. Die Gasleitung 7 führt nach dem Durch¬tritt durch den Kühler 17 die nicht kondensierten Gase weiter.
[0032] An die Gasleitung 7 ist nach dem Kühler 17 ein System von Gasbehältern 19 mit ver¬schiedenen Kapazitäten angeschlossen. Der erste, hinter dem Kühler 17 angeschlossene Gas¬behälter 19 hat eine mindestens vierfache Kapazität im Vergleich mit dem inneren Volumen desDruckbehälters 1.
[0033] Das Ende der Gasleitung 7 mündet in eine Verbrennungsanlage, zum Beispiel einBlockheizkraftwerk 20, ein. Auch die Kondensatleitung 16 mündet mit ihrem Ende in das Block¬heizkraftwerk 20 ein.
[0034] Die Vorrichtung ist mit erforderlichen Mess- und Regelelementen, Reglern, Schalternund einer Steuereinheit für den automatischen Betrieb ausgestattet. Es ist weiters ein Druck¬ventilator 21 vorgesehen. Der Eingangsteil der Vorrichtung kann auch Elemente zur Aufberei¬tung und Dosierung des Eingangsmaterials umfassen. Wichtige auslesbare Vorrichtungspunktesind in Fig. 2 bis 4 als Flansche 22 gezeigt. Die Vorrichtung ist auch mit notwendigen bekann¬ten Elementen für die Aufbereitung der hergestellten Materialien, wie Filtern 23, einer Aufberei¬tungsanlage 24 mit einem Trockner 25, Mischanlagen 26, einer elektrischen Leitung 27 undeinem Transformator 28 ausgestattet, die an den geeigneten Punkten des Kreislaufs in derVorrichtung angeschlossen sind. Für das Blockheizkraftwerk 20 wird während des Betriebs wieüblich Verbrennungsluft angesaugt, wie in Fig. 1, die den gesamten Kreislauf der Vorrichtungeinschließlich des Blockheizkraftwerks 20 zeigt, bei a dargestellt ist. Es ist auch ein Wasseran¬schluss enthalten. Der Vollständigkeit halber sind auch weitere, übliche Elemente für die Verar¬beitung des Ausgangsrohstoffs schematisch veranschaulicht, wie Rührbecken 29, ein Brecher30, ein Förderer 32 für Rohstoffe und Einfüllschütten 33. Die Verbindungselemente des Wärme¬tauschers 15 für das flüssige Wärmeträger-Medium 8 sind als Flüssigkeitsleitung 34 gezeigt.Weiter ist ein Zwischenkühler 35 enthalten. Die Strömungsrichtung der Medien in der Vorrich¬tung während des Betriebs ist mit Pfeilen angegeben.
[0035] Die Vorrichtung funktioniert wie folgt. Das kohlenstoffhaltige Material, bestehend zumBeispiel aus Altreifenteilen oder aus ganzen Reifen einschließlich Stahlcord, wird in der Vorrich¬tung flammenlos durch langsame thermische Zersetzung verarbeitet. Das Endprodukt ist eingasförmiger, flüssiger oder fester Brennstoff. Im Fall der Verarbeitung von ganzen Reifen bleibtein Rest der Charge in Form von kohlenstoffhaltigen Partikeln mit Stahlcordresten, die aus demBrennstoff vor der Verbrennung zwar beseitigt werden müssen, aber man muss sie nicht liqui¬dieren, es genügt, wenn man sie zum Sammelplatz bringt. Im Fall eines kompletten Kreislaufsder Vorrichtung, wie in Fig. 1 dargestellt, werden die hergestellten Brennstoffe in der Vorrich¬tung auch gleich verbrannt, und dabei werden elektrische Energie und Wärme produziert, diedann zum Verbraucher geführt werden können.
[0036] Der Einsatzstoff wird durch Zerkleinern oder Mahlen des Gummimaterials aus Reifengewonnen. Die Charge, die aus Partikeln von diesem Material besteht, wird in die aus denDruckbehältern 1 bestehenden fahrbaren Behälter dosiert. Die Charge wird schrittweise oder auch auf einmal in mehrere Druckbehälter 1 eingelegt. Jeder Druckbehälter 1 wird nach derFüllung mit Chargen material gasdicht mit dem Deckel 4 verschlossen. Der Gasauslass 5 wirdauf den Deckeln 4 im voraus oder nach dem Schließen befestigt. Der eine Druckbehälter 1 wirdin die Bettung 9 in der Vorheizeinheit 2 aufgenommen und an die Gasleitung 7 angeschlossen.Vor und/oder nach dem angegebenen Anschluss wird durch den Gasauslass 5 aus dem Druck¬behälter 1 die vorhandene Luft mit eventuellen anderen Gasen abgesaugt und der Druck inner¬halb des Behälters 1 auf einen Wert von 2 bis 5 kPa reduziert. Die Vorheizeinheit 2 enthält dasflüssige Wärmeträger-Medium 8 mit einer Vorheiztemperatur von max. 120°C, zum Beispiel Öloder Wasser. In dem an die Gasleitung 7 angeschlossenen Zustand wird der Druckbehälter 1binnen 60 bis 120 Minuten, optimal binnen ca. 90 Minuten, auf eine Temperatur von 90 bis120°C vorgeheizt. Während dieser Zeit wird mittels des Druckventilators 21 in der angeschlos¬senen Gasleitung 7 ein Druck von 2 bis 5 kPa eingehalten und es wird durch diese Gasleitung 7die im Druckbehälter 1 durch thermische Zersetzung der Charge entstehende Gasmischungabgeführt. Danach wird der Gasauslass 5 geschlossen und gelöst, und der verschlosseneDruckbehälter 1 wird in die auf eine höhere Temperatur, höchstens 550°C beheizte Nachheiz¬einheit 3 verlagert. Auch hier wird er in die Bettung 9 eingelegt und mit seinem Gasauslass 5 andie Gasleitung 7 angeschlossen. Der Gasaustritt 5 wird dann geöffnet, und der Druckbehälter 1wird für eine maximale Zeit von 180 Minuten mit Hilfe der zusätzlichen Heizkörper 10 nachge¬heizt. In dieser Nachheizeinheit 3 kommt es zu einer direkten Erwärmung des flüssigen Wärme¬träger-Mediums 8 mittels des Heizkörpers 10 in Form einer Elektrospirale, die sich direkt imflüssigen Wärmeträger-Medium 8 befindet, und zu einer indirekten Erwärmung durch die Wär¬meübertragung vom beheizten Ring 11 im Druckbehälter 1 und von dort durch den Druckbehäl¬terboden 1 und durch den am Boden 9 angeliegenden Bettungwandteil 9. Auch während derZeit der Nachheizung der Druckbehälter 1 wird in der angeschlossenen Gasleitung 7 ein Druckvon 2 bis 2 kPa eingehalten, und die im Druckbehälter 1 entstehende Gasmischung wird abge¬führt.
[0037] Beim Vorheizen und auch beim Nachheizen der Druckbehälter 1 lässt man die aus derCharge entstehenden Gase frei abgasen und mindestens die in der Phase des Nachheizensaus den Druckbehältern 1 freigesetzten Gase werden in den Kühler 17 abgeführt, wo sie aufeine Temperatur von höchstens 60°C abgekühlt werden, wobei sich das ölige Kondensat ab¬scheidet. Die nicht kondensierte Restmischung von Gasen wird aus dem Kühler 17 getrenntvom Kondensat abgeführt und auf dem Weg der Gasleitung 7 im Lagerraum der Gasspeicher19 gesammelt. Als erster im Kreislauf der Vorrichtung ist ein Gasspeicher 19 angeordnet, derein viermal bis sechsmal größeres Volumen als das innere Volumen des Druckbehälters 1aufweist. In diesem Gasspeicher 19 werden gezielt Gase aus dem Kühler 17 gesammelt undfrei durchgemischt. Im Verlauf der Zeit ändert sich die Zusammensetzung der Gase, weil wäh¬rend der Erwärmung von jedem einzelnen Druckbehälter 1 entsprechend der aktuellen Tempe¬ratur durch die thermische Zersetzung verschiedene Gasfraktionen freigesetzt werden. Durchdie Sammlung der Gase aus einer Vielzahl von Druckbehältern 1, die sich eventuell in ver¬schiedenen Phasen der Erwärmung befinden, für eine längere Zeit in einem oder in mehrerenGasspeichern 19 wird einerseits eine höhere Konzentration der enthaltenen Gase und anderer¬seits auch eine Vereinheitlichung der chemischen Zusammensetzung erreicht. In einem ausge¬wählten Gasspeicher 19 wird die zugeführte Gasmischung gesammelt und ohne weitere Er¬wärmung für eine Zeit von mindestens 10 Minuten frei vermischt. Danach kann unter der Vo¬raussetzung, dass der Inhalt der verbrennbaren Fraktionen in der gesammelten Gasmischungschon mindestens 20 Vol. % bildet und eine minimale Heizkraft von 10 MJ/m3 erreicht ist, dieGasmischung aus dem Gasspeicher 19 abgeführt werden. Auch während dieser Sammlungund Abführung wird die Gasmischung unter einem Druck von 2 bis 5 kPa gehalten. In dieserPhase des Prozesses ist die hergestellte Gasmischung für verschiedene Zwecke, insbesondereals Brennstoff, nutzbar. Die hergestellte Gasmischung kann nun in kleine, lösbare Druckspei¬cher 19 umgepumpt werden, in welchen sie auf einen Druck von 2 kPa bis 20.000 kPa kompri¬miert wird. In diesem Zustand wird die Gasmischung aus dem Kreislauf der Vorrichtung abge¬nommen und für eine spätere Verwendung zum Verkauf oder als Vorrat für das Blockheizkraft¬werk 20 aufbewahrt, zum Beispiel für die Zeit einer Stillegung eines Vorrichtungsteiles bei War¬ tungsarbeiten oder dergl. oder zu einer anderen Nutzung. Alternativ oder zusätzlich kann dieGasmischung unter einem Druck von 2 bis 5 kPa zur Verbrennung als Brennstoff für das Block¬heizkraftwerk 20 abgeführt werden, wie in Fig. 1 gezeigt ist.
[0038] Die Druckbehälter 1 werden schrittweise ein nach dem anderen oder mehrere auf einmalerwärmt, und nach dem Entnehmen eines Druckbehälters 1 wird an seinem Platz ein weitererDruckbehälter 1 aufgenommen. Während dieser Zeit wird der erwärmte Zustand der Vorheiz¬einheit 2 und auch der Nachheizeinheit 3 eingehalten. Das System von befüllten Druckbehäl¬tern 1 wird schrittweise abgearbeitet. Mindestens einige davon werden schrittweise einer nachdem anderen in derselben Bettung 9 erwärmt, und zwar so, dass die entfernten Druckbehälter 1durch andere Druckbehälter 1 ersetzt werden, mit einer Temperatur und einem Inhalt, die demjeweiligen Schritt des Prozesses entsprechen. Erwärmte und aufgebrauchte Druckbehälter 1werden aus der Nachheizeinheit 3 zurück in die Vorheizeinheit 2 zurückgeschickt, um hier dieWärme vor der Herausnahme des Druckbehälters 1 aus der Vorrichtung abgeben und dieseWärme für die Temperaturführung ausnutzen zu können. Die Wärme wird so übergeben, dassdie Druckbehälter 1 das flüssige Wärmeträger-Medium 8 erwärmen. Danach werden, wenn derweitere Verbleib der Druckbehälter 1 in der Vorheizeinheit 2 nicht mehr ökonomisch ist, dieaufgebrauchten Druckbehälter 1 demontiert, und der feste, verkohlte Rückstand wird herausge¬schüttet. Dieser Rückstand ist als hochwertiger fester, kohlenstoffhaltiger Brennstoff nutzbar.Die entleerten Druckbehälter können neu befüllt und der ganze Prozess der Verarbeitung voneinzelnen Chargen kann wiederholt werden.
[0039] Die Energiewirtschaft bei der Temperaturführung der Vorrichtung ist sehr lohnenswert.Die Temperatur des flüssigen Wärmeträger-Mediums 8 in der Vorheizeinheit 2 und die Tempe¬ratur des flüssigen Wärmeträger-Mediums 8 in der Nachheizeinheit 3 wird sehr wirkungsvollmittels Zirkulation gesteuert. Bei der Zirkulation kommuniziert das Wärmeträger-Medium 8 inbeiden Heizeinheiten 2, 3, dabei zirkuliert das Wärmeträger-Medium 8 gesteuert aus einerHeizeinheit 2 in die andere Heizeinheit 3 und zurück, wobei die Temperatur gemessen und dieMenge und die Geschwindigkeit des Strömungsvolumens durch diesen Kreislauf je nach Bedarfgesteuert wird.
[0040] Die Anwendung der Kombination des Rückführens der Charge, bei dem die Druckbehäl¬ter 1 in die Bettungen 9 im Laufe der Zeit zusätzlich und/oder alternativ mit der kontinuierlichenAbführung aller entstehenden Gase und des Kondensats aufgenommen werden, ist hocheffi¬zient. Der Prozess der Chargenverarbeitung wird mit einer solchen Anzahl von Druckbehältern1 und für so lange Zeit durchgeführt, bis die festgelegte Menge der Gasmischung hergestellt ist.Falls an das flüssige Wärmeträger-Medium 8 der Wärmetauscher 15 angeschlossen ist, lässtman das flüssige Wärmeträger-Medium 8 mindestens zeitweise auch durch diesen Wärmetau¬scher 15 als mindestens sein erstes Arbeitsmedium strömen, wobei mit Hilfe der gewonnenenoder abgeführten Wärme die Temperatur eines anderen Mediums in der Vorrichtung gesteuertwird, und zwar so, dass das auf diese Weise gesteuerte Medium durch diesen Wärmetauscher15 als sein zweites Arbeitsmedium geführt wird. Der Wärmetauscher 15 kann von außen aneine der Heizeinheiten 2, 3 angeschlossen werden, oder er kann sich auch im Inneren vondiesen Heizeinheiten 2, 3 befinden. Mit ihm kann zum Beispiel die Temperatur des öligen Kon¬densats gesteuert werden. Die hergestellte Gasmischung kann auf einen Druck von 2 kPa bis20.000 kPa komprimiert und in diesem Zustand für den Bedarf der weiteren Verwendung auf¬bewahrt werden und/oder sie kann unter einem Druck von 2 bis 5 kPa zur Verbrennung alsBrennstoff abgeführt werden, zum Beispiel für ein Blockheizkraftwerk 20.

Claims (11)

  1. Ansprüche 1. Vorrichtung zur Herstellung von Brennstoffen zur energetischen Nutzung, die im Betriebs¬zustand eine an einem beheizten Vorrichtungsteil angeschlossene Gasleitung (7) mit Heiz¬elementen aufweist, wobei in diesem beheizten Vorrichtungsteil ein Raum für die Aufnah¬me mindestens eines aus hitzebeständigem Material gebildeten Körpers, der einen innerenHohlraum umfasst, ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass für die Chargenverar¬beitung ein gasdicht verschließbarer, mit mindestens einem Gasaustritt (5) versehenerDruckbehälter (1) vorgesehen ist, der verschließbar und lösbar an die Gasleitung (7) für dieAbführung der bei einer thermischen Zersetzung entstehenden Gase anschließbar ist, wo¬bei mindestens zwei Heizeinheiten (2, 3) vorgesehen sind, von denen jede für eine andereTemperatur eingerichtet ist, und von denen mindestens eine eine Vorheizeinheit (2) für dieVorwärmung mindestens eines Druckbehälters (1) und mindestens eine eine Nachheizein¬heit (3) für die Nachwärmung mindestens eines Druckbehälters (1) auf eine höhere als beider Vorwärmung verwendete Temperatur ist.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mehr als zwei Druckbehälter (1) fürdie Charge und jeweils mindestens eine Vorheizeinheit (2) und mindestens eine Nachheiz¬einheit (3), die für die gleichzeitige Aufnahme von mindestens zwei Druckbehältern (1) ein¬gerichtet sind.
  3. 3. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorheizeinheit(2) und die Nachheizeinheit (3) als Behälter ausgebildet sind, die mindestens teilweise miteinem flüssigen Wärmeträger-Medium gefüllt werden.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorheizeinheit (2) unddie Nachheizeinheit (3) als Kammern ausgebildet sind, wo sich die vom Außenraum ge¬trennt eingeschlossene Wärmetauscherflüssigkeit befindet, wobei sich in jeder dieserKammern eine Bettung (9) für die Aufnahme von Druckbehältern (1) befindet, jede Bettung(9) mit ihrer Form und mit ihren Abmessungen für die Aufnahme eines Druckbehälters (1)angepasst und einerseits mit einer für die Aufnahme des Druckbehälters (1) angepasstenEintrittsöffnung und andererseits mit einer Wand versehen ist, von der mindestens ein Teilaus einem wärmeleitenden Material gebildet ist, wobei die Eintrittsöffnung und die Bet¬tungswand mindestens teilweise an den Druckbehälter (1) im verschlossenen Zustandpassen, und wobei sich außerhalb der Bettung (9) ein freier Raum für das Wärmeträger-Medium (8) und innerhalb der Bettung (9) ein freier Raum für mindestens einen Teil desDruckbehälters (1) befinden.
  5. 5. Vorrichtung nach Ansprüchen 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachheizein¬heit (3) mit mindestens einer zusätzlichen Wärmequelle, zum Beispiel mit einem elektri¬schen Heizkörper (10), der sich im flüssigen Wärmeträger-Medium (8) befindet, und/odermit einem rund um den Umfang des Druckbehälters (1) passenden und mit einem innerenHeizkörper (10) versehenen Schamottering (11) ausgestattet ist.
  6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vor¬heizeinheit (2) und die Nachheizeinheit (3) das kommunizierende flüssige Wärmeträger-Medium (8) aufweisen, wobei diese Kommunikation als Zirkulationskreislauf mit Elementenfür den Durchfluss des flüssigen Wärmeträger-Medium (8) zwischen dem Vorheizeinheits-Körper (2) und dem Nachheizeinheits-Körper (3), ausgebildet ist, wobei dieser Zirkulations¬kreislauf mit Schließorganen (6) und mit mindestens einer Antriebseinheit (14) mit jeweili¬gen Steuerelementen für das Ein- und Ausschalten der Zirkulation des flüssigen Wärme-träger-Mediums (8) aus der Vorheizeinheit (2) in die Nachheizeinheit (3) und/oder umge¬kehrt und für die Verlaufsregulierung der Zirkulation ausgestattet ist.
  7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass für dasflüssige Wärmeträger-Medium (8) ein Einlass und ein Auslass in den bzw. aus dem min¬destens einen, an die Vorrichtung angeschlossenen Wärmetauscher (15) vorgesehen sind,wobei für dieses flüssige Wärmeträger-Medium (8) als ein Arbeitsmedium auch ein Durch¬gang durch den Wärmetauscher (15) vorgesehen und bei diesem Wärmetauscher (15) einDurchgang für das andere Arbeitsmedium im Rahmen des Arbeitskreislaufs der Vorrich¬tung angeschlossen ist, und wobei für die Steuerung der Temperaturführung von einemanderen oder weiteren Element im Kreislauf dieser Vorrichtung, zum Beispiel im Falle desAnschlusses des Wärmetauschers (15) an die Nachheizeinheit (3), der Wärmetauscher(15) sowohl aus dem Grund der Zirkulation des flüssigen Wärmeträger-Mediums (8) ausder Nachheizeinheit (3) in den Wärmetauscher (15) und zurück, als auch zum Beispiel andie Kondensatleitung (16) für die Zuführung und den Durchgang des öligen Kondensatsaus Gasen, die aus den Druckbehältern (1) abgeführt werden, angeschlossen ist.
  8. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Gas¬leitung (7) mit dem Ende in eine Verbrennungsanlage, zum Beispiel ein Blockheizkraftwerk(20), mündet.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass hinter der Vorheizeinheit(2) und Nachheizeinheit (3) an die Gasleitung (7) mindestens ein Kühler (17) angeschlos¬sen ist, der mindestens einen Kondensatsaustritt (18) für das aus den abgeführten Gasenhergestellte ölige Kondensat aufweist.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kondensatleitung (16)für die Abführung des Kondensats ebenfalls mit ihrem Ende in eine Verbrennungsanlage,zum Beispiel ein Blockheizkraftwerk (20), mündet und mindestens an einen Kühler (17)angeschlossen ist.
  11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass an die Gasleitung(7) hinter dem Kühler (17) mindestens ein Gasspeicher (19) angeschlossen ist, wobei derGasspeichern (19) bzw. mindestens ein Gasspeicher (19) ein mindestens vierfaches In¬nenvolumen im Vergleich mit dem Druckbehälter (1) aufweist. Hierzu 5 Blatt Zeichnungen
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001162248A (ja) * 1999-12-10 2001-06-19 Toshiba Corp 産業廃棄物熱分解処理装置
WO2005021685A1 (en) * 2003-08-27 2005-03-10 S.C. Pyroinvest S.A. Process and installation for thermal cracking used in decomposing rubber and plastic waste
DE10348987A1 (de) * 2003-10-17 2005-05-25 Peggy Diana Berndt Vorrichtung zur Niedrigtemperaturpyrolyse
US20080017496A1 (en) * 2006-06-12 2008-01-24 Thompson David B System, method and process of recovering oil from used automobile tires
EP2366758A2 (de) * 2010-03-16 2011-09-21 EME-Tech GmbH Vorrichtung zur Verarbeitung organischer Abfälle
EP2535156A1 (de) * 2011-06-16 2012-12-19 Ernesto Pagnozzi Vorrichtung mit einem Vakkumautoklav für die thermische Modifizierung vom Holz

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001162248A (ja) * 1999-12-10 2001-06-19 Toshiba Corp 産業廃棄物熱分解処理装置
WO2005021685A1 (en) * 2003-08-27 2005-03-10 S.C. Pyroinvest S.A. Process and installation for thermal cracking used in decomposing rubber and plastic waste
DE10348987A1 (de) * 2003-10-17 2005-05-25 Peggy Diana Berndt Vorrichtung zur Niedrigtemperaturpyrolyse
US20080017496A1 (en) * 2006-06-12 2008-01-24 Thompson David B System, method and process of recovering oil from used automobile tires
EP2366758A2 (de) * 2010-03-16 2011-09-21 EME-Tech GmbH Vorrichtung zur Verarbeitung organischer Abfälle
EP2535156A1 (de) * 2011-06-16 2012-12-19 Ernesto Pagnozzi Vorrichtung mit einem Vakkumautoklav für die thermische Modifizierung vom Holz

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