CH641830A5

CH641830A5 - Anlage zur behandlung von brennbaren abfaellen durch pyrolyse.

Info

Publication number: CH641830A5
Application number: CH807379A
Authority: CH
Inventors: Fujiwara Satoru; Fujii Tatsuhiro; Ohnishi Tadanori; Kakeda Kenji; Yamashiro Yoshihiro; Mukai Osamu; Fujioka Takumi
Original assignee: Hitachi Shipbuilding Eng Co
Priority date: 1978-09-12
Filing date: 1979-09-07
Publication date: 1984-03-15
Also published as: SE7907530L; FR2436175A1; DK160365B; DK379079A; GB2030273A; GB2030273B; DK160365C; FR2436175B1; JPS5940184B2; JPS5538859A; SE434273B; DE2934831A1; DE2934831C2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Anlage zur Behandlung von brennbaren Abfällen durch Pyrolyse um brauchbares Gas und Öl wieder zu gewinnen.

Es sind bereits eine Anzahl von Anlagen zur Behandlung von brennbaren Abfällen vorgeschlagen worden, die einen Schachtofen mit einem beweglichen Bett aufweisen. Bei solchen Anlagen werden die Abfälle von oben in den Schachtofen geladen und mit Sauerstoff oder Luft verbrannt, während im Boden des Ofens Dampf zugeleitet wird. Der Schachtofen weist, von oben nach unten gesehen, einen säulenartigen Innenraum auf, der in drei ausgeprägt voneinander verschiedenen Zonen bezüglich Arbeitstemperatur und Zusammensetzung des entstehenden Produktes eingeteilt ist, namentlich eine Trocknungs- und Vorwärmzone, eine Pyrolysezone und eine Kohle-Vergasungs- und Oxydationszone. Während das Innere des Schachtofens während der Behandlung des Abfalles unter gleichbleibenden Verhältnissen arbeiten sollte, entstehen grosse Probleme, die diese Stabilität beeinträchtigen dadurch, dass der Abfall imstande ist, eine Brücke zu bilden während er im Inneren des Ofens absinkt. Diese Brük-kenbildung kann zu einem vollständigen Aufhören des Betriebes führen. Um diesem Problem zu entgehen, wurde ein Ofen vorgeschlagen, der von unten nach oben eine sich verjüngende Form aufweist. Durch diese Bauart des Ofens entsteht jedoch ein hohler Verbrennungsgaskanal, der sich von der Kohle-Vergasungs- und Oxydationszone bis zur Trocknungs- und Vorwärmzone erstreckt, d.h. auch durch die Pyrolysezone, so dass das Gas nicht durch die schmalen Zwischenräume zwischen die Abfälle gelangen kann und somit nicht mit diesen genügend in Kontakt kommt um eine Pyrolyse erfolgreich durchzuführen. Diese Kanalbildung bringt ein grosses Problem mit sich, das insbesondere für Haushalt-s abfälle sehr schwer zu lösen ist, da diese eine sehr unterschiedliche Zusammensetzung haben.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Anlage vorzusehen, die einen Schachtofen enthält und in welcher die Kanalbildung verhindert werden kann. Solche io Anlagen werden in den Ansprüchen beschrieben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.

Fig. 1 zeigt im Schnitt und schematisch ein erstes Ausfüh-15 rungsbeispiel,

Fig. 2 zeigt im Schnitt und schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel,

Fig. 3 ist ein Diagramm, welches die Temperaturänderungen in Abhängigkeit der Zeit für das untere Ende der Trocknungs- und Vorwärmzone zeigen und

Fig. 4 ist ein Diagramm wie gemäss Fig. 3 für eine vorbekannte Anlage nach dem Stand der Technik.

In Fig. 1 erkennt man den Schachtofen 1 mit einem an 2s seinem oberen Ende anschliessenden Oberteil 2, das einen Gasauslass 2a aufweist. Auf diesem Oberteil 2 befindet sich eine Zufuhreinrichtung 3 zum Laden des Schachtofens mit Abfällen und zum Abschliessen des oberen Endes des Schachtofens. Die Zufuhreinrichtung enthält einen Trichter 4 30 mit einem Zufuhrkanal 5 und ein Paar im Zufuhrkanal 5 angeordneten Schieber 6a, 6b. Der Ofen wird dadurch beladen, dass die beiden Schieber nacheinander geöffnet werden, wobei jeweils einer der beiden Schieber eingeschoben ist, damit der Ofen immer geschlossen bleibt. 35 Der Schachtofen 1 weist einen säulenartigen Innenraum 10 auf, der, von unten nach oben gesehen in eine Kohle-Verga-sungs- und Oxydationszone A, eine Pyrolysezone B und eine Trocknungs- und Vorwärmzone C unterteilt ist. Die übriggebliebenen Abfälle werden in der Zone A verbrannt, wodurch 40 ein Verbrennungsgas erzeugt wird, welches den Abfall in der Pyrolysezone B pyrolisiert, wodurch verwertbares Gas entsteht. Das Verbrennungsgas entfernt auch in der Vorwärmzone C überflüssiges Wasser, wodurch ein besserer Ablauf der Pyrolyse gewährleistet ist. Die drei Zonen A, B und C 45 sind nicht klar abgegrenzte Bereiche sondern sie können sich je nach Umständen überlappen. Der Innenraum des Schachtofens ist jedoch derart gegliedert, dass diese drei Zonen ungefähr lokalisiert werden können.

Der Schachtofen 1 weist eine Ofenwand 1 lb auf, die die so Pyrolysezone B definiert, deren Querschnitt sich nach unten verjüngt. Die Oxydationszone A wird durch eine Ofenwand 11 a definiert, die anschliessend an das untere Ende der Zone B sich konisch erweitert, um der Zone A einen genügend grossen Verbrennungsraum zu geben. Der übrige Teil der 55 Ofenwand 1 la und die Ofenwand 11c, welche die Vorwärmzone C definiert, sind zylinderförmig, um dem Bereich C und dem Teilbereich von A einen konstanten Querschnitt zu geben. Die Ofenwand 1 lb der Pyrolysezone B weist einen Neigungswinkel auf, der es verhindert, dass die Abfälle wäh-60 rend dem Absinken eine Brücke bilden, wobei dieser Winkel von der Grösse des Schachtofens abhängt.

Bei einer oben beschriebenen Anlage wurden die Abfälle über die Zufuhreinrichtungen 3 in den Schachtofen gegeben, in der Vorwärmzone getrocknet, woraufhin sie die konische 65 Pyrolysezone B erreichten. Durch die Konstruktion der Zone B wird erreicht, dass der Druck der Abfälle gegen die Ofenwand einen bestimmten Wert nicht unterschreitet, wodurch eine Kanalbildung unterdrückt wird. Das in der Pyroiyse-

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zone B erzeugte Gas fliesst durch die Vorwärmzone C und entweicht durch den Auslass 2a im Oberteil 2. Das im so erzeugten Gas enthaltene Öl wird bei Raumtemperatur zur Wiederverwendung ausgeschieden. Die Abfälle gelangen dann von der Pyrolysezone B durch die Grenzzone 12 in die Oxydationszone A und werden verbrannt. In dieser Zone A entstehen Rückstände, die Kohle enthalten. Die Rückstände werden durch eine Schicht D unterhalb der Oxydationszone entladen.

Die Figuren 3 und 4 zeigen Ergebnisse von Versuchen, die durchgeführt wurden, um die Vorteile der Erfindung zu zeigen. Dabei zeigt Fig. 3 die Ergebnisse mit einem Ofen gemäss der vorliegenden Erfindung und Fig. 4 die Ergebnisse mit einem herkömmlichen zylindrischen Ofen. Für die Versuche wurden Öfen verwendet, die einen inneren Durchmesser d von 1,50 m und eine Höhe 1 von 5,50 m (s. Fig. 1) aufwiesen und eine Kapazität von 201 pro Tag. Der Ofen, der die Ergebnisse von Fig. 3 lieferte, wies eine Ofen wand 1 lb der Pyrolysezone mit einer Neigung von 12° auf, während der Ofen, der die Ergebnisse von Fig. 4 lieferte, zylindrisch gebaut war. Die Temperatur der Ofen wand in der Nähe des unteren Endes der Vorwärmzone C wurde jede Stunde mit vier Thermometern TI bis T4, die gleichmässig am Umfang verteilt waren, gemessen. Das Vorkommen und der Grad der Kanalbildung kann durch die Temperaturdifferenz an den Thermometern gemessen werden. Aus Fig. 3 ist ersichtlich, dass die Thermometer TI bis T4 keine hohen Spitzen bei der Temperaturänderung feststellten, so dass daraus geschlossen werden kann, dass keine Kanalbildung entstanden ist. Aus Fig. 4 ist ersichtlich, dass eine Kanalbildung zwischen 14 Uhr und 17 Uhr in der Nähe des Thermometers T4 stattfand.

Bei einem Neigungswinkel von 10° oder weniger, bei gleichen Testbedingungen, entstand eine Kanalbildung,

wodurch der Vorteil der Erfindung herabgesetzt wurde. Durch Änderung der Innendurchmesser ist es möglich, die Neigung der Ofenwand 1 lb zu verändern und dadurch die Verbrennung resp. Pyrolyse der Abfälle zu verbessern. Aus-5 serdem wird der Betrieb des Ofens noch durch die Grösse und Zusammensetzung der Abfälle, der Höhe des Ofens und noch andern Parametern beeinflusst. Eine Charakteristik der Erfindung ist daher darin zu sehen, dass die Wände der Pyrolysezone sich unter einem geeigneten Winkel nach unten ver-lo jüngen. Die Erfindung ist also nicht auf einen bestimmten Neigungswinkel beschränkt. Andererseits haben andere Versuche gezeigt, dass ein bevorzugter Neigungswinkel 12° ist, falls das Verhältnis der Grösse g der Abfälle zum Innendurchmesser d des Ofens, d.h. g:d, in der Gegend von 0,015 15 bis 0,05 liegt und das Verhältnis der Höhe 1 der Ladung im Ofen zum Innendurchmesser d, d.h. l:d, im Bereich von 2,6 bis 2,0 liegen.

Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, in welchem die Ofenwände 1 lc und 1 lb über ihren jeweiligen Bereich 20 konisch ausgebildet sind, d.h. die Wand 1 lc im Bereich der Vorwärmzone C und der Pyrolysezone B sich nach unten konisch verjüngt und die Ofenwand 1 la im Bereich der Oxydationszone A und der Entladungszone D sich konisch nach unten erweitert, wobei im Übergangsbereich 12 der Durch-25 messer vom unteren Ende von B und vom oberen Ende von A gleich ist. Mit diesem Ausführungsbeispiel können die gleichen Ergebnisse wie mit dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 erzielt werden.

so Es ist auch möglich, dass die Ofenwände 1 lc und IIb sich nach unten konisch verjüngen, wobei die Neigung der Ofenwand 1 lc der Vorwärmzone C eine geringere ist als diejenige der Ofenwand 1 lb der Pyrolysezone B.

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3 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Anlage zur Behandlung von brennbaren Abfällen durch Pyrolyse, gekennzeichnet durch einen Schachtofen (1) mit einem säulenartigen Innenraum (10), der, von oben nach unten gesehen, in eine Trocknungs- und Vorwärmzone (C), eine Pyrolyse-Zone (B) und eine Kohle-Vergasungs- und Oxydationszone (A) eingeteilt ist, wobei die Ofen wand (IIb) mindestens im unteren Bereich der Pyrolyse-Zone sich konisch nach unten verjüngt und ihr Querschnitt in der Kohle-Vergasungs- und Oxydationszone grösser ist als im vorhergehenden Bereich.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ofen wand (IIb) über den ganzen Bereich der Pyrolyse-Zone kegelförmig ist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ofenwand (11c) der Vorwärmzone (C) zylindrisch über die ganze Länge dieser Zone ist.

4. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ofenwand (11c) der Vorwärmzonen (C) sich konisch nach unten verjüngt, wobei ihr unterer Querschnitt gleich dem oberen Querschnitt der Pyrolyse-Zone ist.

5. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Neigung der Ofenwand der Vorwärmzone die gleiche ist wie diejenige der Pyrolyse-Zone.

6. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ofen wand (IIa) der Oxydationszone (A) sich mindestens im Bereich, der sich an die Pyrolyse-Zone anschliesst,

konisch erweitert, so dass sich ihr Durchmesser stetig ver-grössert.

7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die an den konisch erweiterten Bereich der Oxydationszone sich anschliessende Ofenwand zylindrisch mit konstantem Querschnitt ist.

8. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die ganze Ofen wand (IIa) der Oxydationszone (A) sich konisch erweitert.