BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft ein Verbrennungsverfahren zur Verwertung von schwer brennbarem Abfallgut, insbesondere von Altreifen und eine Vorrichtung zur Durchführung desselben.
In den vergangenen Jahren hat man in der Müll- und Abfallbeseitigung grosse Anstrengungen unternommen. Es wurden auch mit öffentlichen Mitteln Grossverbrennungsanlagen, insbesondere zur Verwertung von Altreifen entwikkelt.
Bei derartigen Anlagen müssen u.a. die Vorschriften des Bundes-Immissionsschutzgesetzes eingehalten werden. Die Auflagen der Umweltbehörden wurden dabei nur mit grossem Aufwand erfüllt.
Solche zur Verwertung von Altreifen bekannten Grossanlagen machen auch die Zerkleinerung der Altreifen vor deren Verwertung nötig. In bekannten Anlagen werden die Reifen nicht verbrannt, sondern verschwelt und man gewinnt aus einer Tonne Reifen etwa 400 Liter Öl. Eine Anlage kostet z.B. 20 Millionen DM. Aber solche teuren Grossanlagen zur Altreifenbeseitung sind nicht oder fast nicht wirtschaftlich betreibbar. (Vergl. Bericht 2/79 Umweltbundesamt, Berlin 1979).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, genannte Nachteile und Missstände zu überwinden und ein Verfahren, insbesondere zur Verwertung von Altreifen zu erhalten, welches relativ billig in der Investition, wirtschaftlich vorteilhaft betreibbar und umweltfreundlich ist, d.h. den gesetzlichen Vorschriften gerecht wird.
Die Aufgabe wird mit den Mitteln des Anspruchs 1 gelöst.
Die Erfindung ermöglicht ausserdem kompakte und kleine, örtlich in Entstehungsnähe des Abfallgutes errichtbare, also nicht standortkritische Anlagen zur Durchführung des Verfahrens mit Gestehungspreisen von nur einem kleinen Bruchteil der Anschaffungspreise bekannter Anlagen (u. U.
von weniger als 1%).
Eine Weiterbildung der Erfindung ermöglicht, dass die Altreifen in unverändertem Zustand, also ohne Vorbehandlung, d. h. vor allem ohne Zerkleinerung, verwertet werden können und das an Ort und Stelle, d.h. wo die Altreifen anfallen.
Reifenhandelsunternehmen, Autoreperaturwerkstätten, Taxiunternehmen usw. können durch die Erfindung ihren Altreifenbestand kostensparend und ohne Entsorgungsprobleme in Heizenergie verwandeln.
Die abhängigen Ansprüche betreffen Weiterbildungen sowohl des erfindungsgemässen Verfahrens, als auch von Vorrichtungen zur Durchführung desselben.
Das erfindungsgemässe Verfahren wird zunächst im Zusammenhang mit Hilfe eines Funktionsschemas (Fig. 1) erläutert. Dabei sieht man in:
Fig. 1 die Verfahrenszonen A bis N räumlich distanziert in ihrer zeitlichen Abfolge.
Ein Ausführungsbeispiel für eine Vorrichtung zur Durch- führung des Verfahrens, im folgenden kurz Reaktor genannt, wird im folgenden anhand der Figuren 2 bis 6 beschrieben.
Dabei zeigt:
Fig. 2 einen ebenen Schnitt durch die Darstellung der Fig. 3 links von deren Mittellinie M und in Richtung der Pfeile II-II, wobei in Fig. 2 das Abfallgut die Räume a bis j für die Verfahrensschritte im Uhrzeigersinn durchwandert, während
Fig. 3 die Ansicht in Richtung des Pfeiles III der Fig. 2 zeigt.
Fig. 4 zeigt eine Variante zu Fig. 2 und weitere Einzelheiten,
Fig. 5 vergrössert Schnitt wie Fig. 2, aber in Gegenrichtung (Pfeile V-V).
Fig. 6 zeigt eine Ausführungsvariante mit welcher anfallendes Hartgut bequem auch bei vollem Betrieb entnommen werden kann.
Fig. 1 erläutert mittels schematischer Skizze das erfindungsgemässe Verbrennungsverfahren. Das noch unveränderte Abfallgut z.B. Altreifen, kommt nach einer ersten Weg- strecke A-B auch dort durch sein Eigengewicht in den Anfangsbereich C einer Oxydationszone D, der schon zu einer ersten Zone Zt gehört, die unter Brenngaszufuhr steht, so dass in der Zone Zl schon am Anfang eine relativ hohe Temperatur erreicht wird, die aber im weiteren Bereich dieser Zone Zl der Brenngaszufuhr noch weiter in Wanderungsrichtung ansteigt.
Der Transport des Abfallgutes erfolgt also in den Verfahrensbereichen A-B-C durch sein Eigengewicht.
Im Anfangsbereich C der Zone Zl wird der in Wanderungsrichtung nur stetig sich verändernde Führungsquerschnitt des das Abfallgut umhüllenden Kanals nur in einer Dimension keilartig verengt und in ihrem Endbereich D der Zone Zl ist die Wanderungsrichtung schon das erste Mal umgelenkt. Die Umlenkungen betragen alle etwa 90 Grad, wobei jedoch auch eine stärkere Abweichung von diesem Winkel keinen wesentlichen Unterschied ausmacht. Die Umlenkungen sind ausser für die Kompaktheit des Reaktors (hierfür ist besonders die Gleichsinnigkeit der Umlenkungen wichtig) auch deshalb von Bedeutung, weil die Schwerkraft je nach Wanderungsrichtung in, gegen oder quer zu ihr steht.
Auch während und nach einer Umlenkung wird der Kanalquerschnitt (eindimensional und vor allem) nicht plötzlich geändert.
Das zunächst feste Gut schmilzt schon im Bereich C, so dass es sich der Verengung anzupassen vermag. Durch die
Umlenkung und die Verengung wird das Abfallgut quasi abgebremst, so dass die Verweilzeit in diesem Hochtempera turbereich der Brenngaszufuhrzone Zl am Anfang verlängert wird, was einer weitgehenden Verbrennung dienlich ist.
Danach verlässt das Abfallgut, im wesentlichen gasförmig, jedoch mit Schwebstoffen noch angereichert, die Zone Zl um unter waagrechter Fortführung in der Abstandsstrecke E weiter geführt zu werden und zwar um im Bereich der
Abstandsstrecke durch eine glühende, poröse Metallmasse (Y) mit grossem Hohlvolumenanteil hindurchgeführt zu werden. Dabei geschieht einerseits eine vollständigere Ver brennung des Aballgutes, so dass die SOx- und NOx-Werte des
Abfallgutes nach Passieren der Metallmasse stark reduziert sind. Andererseits wird das Abfallgut auch gleichzeitig durch dieses gerüstartige Metall gefiltert.
Auch wird im Bereich E ein Teil der Schwebstoffe nach unten ausgefällt. Hier auch wird der Wärmeentzug durch
Wärmetauschelemente TE (an der Oberseite nutzbringend unterstützt. Vor allem geschieht dies aber allseitig in der Zone Z mittels der Elemente Tzl, wo der Wärmegewinn wegen der viel höheren Temperatur als in der Zone Z2 grösser ist, obwohl auch in der Zone Z2 mit anschliessendem Ver brennungsfilterbereich G, jedoch auch noch ausserdem in den Trockenfilter-Bereichen H, I, J) Wärmetauscherele mente Tz2 vorteilhaft anwendbar sind.
Das nun überwiegend gasförmige Abfallgut wird am Ende dieser Abstandsstrecke E nach einer erneuten Umlenkung gegen die Richtung der Schwerkraft, in der Zone Z2 nochmals mit Gas-Luft und/oder Sauerstoff vermischt. Nach der Zone Z2, im Bereich G, oder schon in ihrem Bereich (Fund G) wird eine erste Filterung des gasförmigen Abfallgutes vorge nommen. Dabei kann eine Verbrennung in der Filterzone zusätzlich geschehen, so dass man diesen Bereich G als Verbrennungsfilterzone bezeichnen könnte. Es versteht sich, dass in der Praxis die zweite Gaszufuhr Z2 von der Filterzone G u. U. schwer unterscheidbar ist, wenn in der letzteren auch schon Verbrennung geschieht.
Ja in der Praxis kann gerade eine einfache Fi lterzone, ohne seperaten Oxydationsabschnitt, mit glühfähiger Masse grosser Reaktionsfläche bestückt und mit Brenngasgemisch bespült, als Ausführungsvariante vorteilhaft sein.
Die Verfahrensansprüche beschreiben auch noch andere Ausgestaltungsvarianten eindeutig. Dabei dienen die Mehr fachabwinkelungen in den Filterzonen erhöhter Kompaktheit der zugehörigen Anlage. (Vergl. Anspruch 6 mit Alternativen.)
So zeigt die Fig. 1 in ausgezogenen, gestrichelten und punktierten Linien drei Varianten Alpha, Beta, Gamma der Trockenfilterbereiche I, J, K und des Nassfilterbereichs N.
Eine Abwinkelung zusätzlich in die 3. Dimension, senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 1, ist gerade im Falle Alpha oder Beta für kleine Verlustwärme vorteilhaft. In den Trockenfilterbereichen I, J, K sind auch Wärmetauschelemente vorteilhaft verwendbar. Sie unterstützen die Entstaubung des Abfallgutes ausserdem.
Die Bespülung in den Brenngaszonen Zl, Z3 geschieht also mit Brenngas wie z.B. Wasserstoff oder Erdgas und Sauerstoff und kann sich auch auf Luft beschränken, vor allem, wenn bei vollem Betrieb die stationären Temperaturen erreicht sind. Evtl. kann mit Sauerstoffanreicherung - gegebenenfalls unter Druck mittels Gebläse oder Luftturbine besonders in der ersten Brenngaszufuhr Zl zugeführt gefahren werden.
Die Zusammensetzung der Gaszufuhr kann auch abgas qual itätsmässig und/oder temperaturmässig gesteuert werden, oder auch zeitlich begrenzt sein, indem z.B. in der Zone der zweiten Brenngaszufuhr (Z2) während der Anheizphase ein erhöhter Gas- und Sauerstoffanteil zugeführt wird.
Beim Start der Anlage wird Brenngas mit brennbaren Zusätzen verwendet, während beim Erreichen der stationären Temperaturen diese Zusätze entfallen können, da bei Erreichen der vollen Temperatur normale Luft im allgemeinen genügt.
Ist das Abfallgut umweltproblematisch, ist es vorteilhaft auch bei stationärer Temperatur noch etwas Brenngas, oder eine Sauerstoffanreicherung, als Zusatz zu belassen.
Nach Erreichen der stationären Temperaturen kann auch eine Reduzierung oder Verarmung des Brenngases im Bereich der Zone Z2 allein vorgenommen werden.
In Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens wird das Abfallgut im Bereich der ersten Brenngaszufuhr ZI bis vorzugsweise 1200"C, stationär jedoch mindestens bei 1000 C, und im Bereich der zweiten Gaszufuhr Z2 vorzugsweise bis zu 800"C, mindestens stationär aber bei 600"C oxydiert.
Verfahrensabfolgen, Wanderungsrichtungen sind Fig. 1 auch unmittelbar zu entnehmen (wobei die Richtung A-B-C die der Schwerkraft ist), ebenso den Fig. 2 und folgenden, wobei die Massproportionen der Fig. 2 bis 6 also auch die darin dargestellte Anordnung der Reaktorelemente in ihrer räumlichen Zuordnung erfindungswesentlich sein können, auch was die Abmessungen betrifft. Die Fig. 2 zeigt nun den Reaktor als parallel zur Zeichenebene mehrfach, hier z.B.
stets im Uhrzeigersinn abgewinkelten Kanal. Die Verfahrenszonen, bzw. Verfahrensbereiche A-J, K sind hier im Sinne von Raumbereichen a. . j eingetragen.
In dieser alphabetischen Reihenfolge durchwandert das Abfallgut den gleichsinnig mehrfach abgewinkelten Kanal mit seinen Kanalabschnitten a-k, der wie eine ebene, ihrem Zentrum sich nähernde Spirale angeordnet ist und somit eine raumkompakte kubusartige oder quaderförmige Anordnung ohne innere, tote Lufträume mit wenig Aussenfläche für abstrahlende Verlustwärme ergibt, welch letztere durch einen Wassermantel mit Wärmekonvektion zusätzlich reduziert wird, wie im folgenden noch näher beschrieben ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Kanal als sogenannter offener Kanal ausgestaltet, denn er ermöglicht z.B. die Verbrennung von Reifen ohne jede Zerkleinerung.
Die Wegstrecken A bis C werden in einem Kanal durchwandert, der einen solchen Mindestführungsquerschnitt hat, dass das Abfallgut ohne mechanische Deformation in seiner jeweiligen Beschaffenheit diesen Mindestführungsquerschnitt passieren kann. Dieser Kanal wird als offener Kanal bezeichnet, weil durch diesen Mindestquerschnitt bzw. diese Mindestquerschnitte (falls z.B. aus Stabilitätsgründen der Kanalquerschnitt durch Stäbe in mehrere Mindestquerschnitte unterteilt ist) das Abfallgut in seiner Wanderung nicht wesentlich behindert wird (wie dies im Gegensatz hierzu bei einem Ofen mit Rost der Fall wäre), wo der Verbrennungsvorgang in der Regel über dem Rost abläuft und kein Durchwandern des Kanals mit dem gesamten Abfallgut geschieht.
Durch diesen (offenen) Kanal mit umfangsseitig praktisch geschlossener Wand ohne abrupte Querschnittsänderungen wandert das gesamte Abfallgut bis ans Ende der Oxydationszone hindurch.
Die Austrittsrichtung für das Abfallgut gas verläuft senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 2 bez. parallel zu derjenigen der Fig. 3. Die Kanalwandabschnitte, z.B. d, sind zugehörig zur Verfahrenszone jeweils, z.B. D, im Innern mit dem Index i, aussen mit dem Index a versehen.
Im Unterschied zu bekannten Anordnungen, wo die Brenngaszufuhr von unten über den Rost erfolgt und die Ver brennung über einen Rost geschieht, ist ein wichtiges Merkmal der Erfindung, den Reaktor am Anfang des Kanals rostlos auszubilden mit insgesamt mindestens einer sich länglich in Wanderungsrichtung erstreckenden Oxydationszone und anschliessenden Filterzonen, Abhitzeräumen mit entsprechenden Wärmetauscherflächen. In der Praxis des Betriebs können bei Beginn defakto auch zwei Oxydationszonen bestehen, nämlich jeweils im Bereich der Brenngaszufuhr Zl, Z2 insbesondere wenn die Temperatur noch nicht sehr hoch ist. Die zwei Oydationszonen können aber mit steigender Temperatur ineinander übergehen. Im stationären Betrieb, wenn die Temperaturen voll erreicht sind, wird dies im allgemeinen der Fall sein.
Die Flamme wird dann praktisch von der ersten Brenngaszufuhr Zl bis in den Bereich der zweiten Brenngaszufuhr Z2 hinein durchgehend sein, wozu die katalytische Verbrennung an der Metallmasse (Y) dazwischen beiträgt.
Das Abfallgut, vor allem Reifen, werden in einem als Anfangsteil des Kanals z.B. baukastenartig aufgesetzten senkrechten Einfüllschacht a eingelegt. Dieser hat zweckmässig eineTiefe r von z.B. 0,5 m und eine Breite p von mindestens dem Durchmesser eines Autoreifens, also praktisch etwa 1 m. Werden kleinere Reifen verbrannt, sollte die Tiefe r nur 0,3 bis 0,4 m sein, damit sich die Reifen im Einfüllschacht nicht gegenseitig verklemmen. Die Wände des Einfüllschachtes a sind zwar allseitig im allgemeinen ohne Wassermantel, jedoch ist allseitig im Kanalabschnitt a eine Schutzwand s mit Luftabstand über Distanzelemente rundherum als Verbrennungsschutz vorgesehen, wie die Fig. 2 bei den Wänden ai und aa zeigt.
Ausser dem Einfüllschacht a nimmt der übrige Teil des Reaktors dann etwa die Gestalt eines Würfels von ca. 1 m Seitenlänge an. Der Einfüllschacht a ist mit einem Schwenkdeckel 11 luftdicht abschliessbar. Unmittelbar unter diesem greift eine vorzugsweise mit Gebläse betriebene, steuerbare Gasschleuse mit ihrem Rohr 7 an. Das Rohr 7 führt in den Bereich der ersten Brenngaszufuhr Zl und saugt (evt. mit Gebläse-Unterstützung) aufsteigende Gase im Kanalabschnitt a unterhalb des Deckels 11 ab und drückt sie in den Abschnitt d.
Der Kanal ist im Bereich C, dem Anfang der Oxydationszone D, in Wanderungsrichtung kontinuierlich im Querschnitt eindimensional verengt, weil dort das Abfallgut schon so einschmilzt, dass es sein Gewicht auch hier weitertransportiert und zwar auch noch nach der unmittelbar anschliessenden 90"-Umlenkung (erste Abwinkelung) des Reaktors (Kanalbereich d). Diese Verengung und Umlenkung dient dazu, das unter Umständen schon recht flüssige Gut an einer zu schnellen Durchwanderung zu hindern, denn dort muss die Vergasung praktisch insbesondere nach der Umlenkung, schon vor sich gegangen sein.
Diese weitgehende Verbrennung in der Zone Zl findet bei etwa 1000 C durch intensive Bespülung mit Brenngas statt, indem mindestens auf der Innenseite ci, di dieser Umlenkung in Wanderungsrichtung verteilte Belüftungsdüsen 2 vorgesehen sind, welche zusätzlich senkrecht in die Tiefe des Gerätes, d.h. senkrecht zu den Ebenen äquidistant verteilt vorgesehen sind.
Damit die Reaktorteile die Temperaturen in der Zone Z über die Betriebslebensdauer standfest aushalten, sind gegenüber den Gasdüsen 2 auf der genannten Innenseite im Bereich des Wandteils ca, feuerfeste Wandteile 13 so vorgesehen, dass die Wand ca als Kanalverengung in halber Höhe der gegenüberliegenden Wand cl beginnt und als ebene, feuerfeste Fläche mit einem Winkel Epsilon von ca. 60 Grad den Kanal bis zum Abschnitt d verengend begrenzt, der sich aussen in eine Schamottauflage 14 am Boden da fortsetzt. Die Auflage 14 erstreckt sich bis zur Öffnung 10 zur Mitte der Seitenlänge des Cubus und er hat z.B. als Schamottplatte eine Dicke von etwa 7,5 cm, während im Wandbereich ea eine dem gegenüber stark reduzierte Schamottauflage 15 von 2-3 cm ausreichend ist. Die steile, feuerfeste Wand 13 kann ebenfalls in Schamott ausgeführt werden.
Durch die im Kanalbereich e seitlich angeordnete Aschetüre 10 können Schrott (z.B.
komprimierte Drahtgerüste von Reifen) und Asche u.U.
auch während der Heizzeit entfernt werden.
Das Abstandsstück e nach der ersten Abwinkelung erstreckt sich parallel zum Boden des Reaktors und setzt sich in eine zweite, gleichsinnige Abwinkelung nach oben zu einer zweiten Gaszufuhrzone Z2 fort (Kanalabschnitt f). Die dortige Gaszufuhrvorrichtung 3 erstreckt sich in die Tiefe des Gerätes ebenfalls und versorgt den Bereich dieser zweiten Gaszufuhrzone Z2 U.U. auch noch im Bereich einer ersten sich anschliessenden Filterstrecke, wenigstens am Eingang dieses ersten Filterbereiches g, mit Brenngas, das sich mit dem Abfallgut vermischt.
Diese erste Filterstrecke g wird mit porösen, glühfähigen Massen grosser chemischer Reaktionsfläche beschickt, so dass man sie als Verbrennungsfilterstrecke bezeichnen kann.
Der senkrechte, offene Kanal a, b ist vor der ersten stetigen Verengung bei c, vorteilhafterweise ein Einfüllschacht von in Wanderungsrichtung im Kanalabschnitt a, b gleichem Übergangsquerschnitt.
Vor Eintritt in Abschnitt g für die erste Filterstrecke wird der Kanalquerschnitt von f für das Verbrennungsgut auch noch einmal verengt (u.U. in ein oder zwei Schritten). Trotz konstruktiv bedingter Ausnahmen gibt es insgesamt eine Tendenz, den Querschnitt in Wanderungsrichtung zunehmend zu verengen. Das ermöglicht jedoch trotzdem eine Vergrösserung des Kanalumfangs zur besseren Entschlackung des Abfallgases auch in einem späteren Kanalabschnitt z.B.
durch Flachprofilierung (etwa im Bereich i, j, k).
Fig. 4 zeigt eine weitere Variante der Erfindung. Zunächst entspricht der gestrichelt umrahmte Teil 40 dem entsprechenden Teil der Fig. 2, vollständig die Verengungswände 412 und 413 (entsprechend ci und ca) beginnen auf gleicher Höhe, der Minimalabstand 419 bei der ersten Umlenkung beträgt etwa 30 cm. Über der feuerfesten Auflage 414 ist die Kanalhöhe 40 cm. Im Bereich der ersten Umlenkung werden die Gasdüsen 415 in den angedeuteten Richtungen effektiv.
Die Entfernungsstrecke e ist hier nun jedoch etwas anders ausgestaltet, indem am Boden eine Art Höcker 417, den Querschnitt verengt, quasi den Kanal nach oben umlenkt, verlängert und gleichzeitig seine Oberfläche vergrössert, ehe in einer zweiten Gaszufuhr 416 im Bereich der dortigen Umlenkung (zweiten Umlenkung) abermals Gas von der Innenwand der begrenzenden Umlenkung zugegeben wird, während aussen gegenüber ein feuerfester Keil 418 vorgesehen ist. Dieser Höcker 417 begünstigt die Durchdringung der glühenden Reifengerüstteile im e-Bereich mit dem Abfallgas.
Alle feuerfesten Wände können in Schamott oder Keramik vorteilhaft ausgeführt werden.
Nach dem Abschnitt f kommt wieder eine erste Filterzone g. Im Anschluss an diese wird die Filterung ähnlich wie gemäss Fig. 2 und 3 vorgenommen. Auch die übrigen Elemente, die hier im einzelnen nicht besonders beschrieben sind, aber mit einer entsprechenden 400-Ziffer versehen sind, sind wie in Fig. 2 gezeigt und können im Falle der Fig. 4 vorteilhaft angewendet werden. Natürlich kann bei einer Konzeption gemäss Fig. 4 der Kubus zu einem Quader entarten .
Ein solcher Reaktorquader hat aber immer noch, selbst wenn er die Form eines Backsteins annimmt (abgesehen vom Einfüllschacht a), eine vorteilhafte, kompakte Raumkonzeption. Der offene, rostlose, senkrechte Schacht, indem das Gut durch Eigengewicht wandert, eine Brenngasbespülung anschliessend mit einer Hemmvorrichtung, damit das erhitzte, geschmolzene Gut nicht zu schnell wandert, (im Falle der Fig. 2 oder 4, vorteilhafter Weise als Kanalverengung und Umlenkung ausgestaltet), wobei bei der Umlenkung die Brenngasbespülung von der Innen- oder Aussenseite der Abwinkelung her geschieht, bilden mit der Glühmasse nach der ersten Umlenkung somit wesentliche Elemente der vorliegenden Erfindung.
Die Doppelwandstruktur zur Wasseraufnahme für den Wärmetauscher ist besonders am Anfang c, d des Oxydationsbereichs D allseitig um den Kanal notwendig und sehr nützlich. Die Wände oberhalb der Distanzstrecke e, der zweiten Gasspülzone f oder Z2 und der folgenden Kanalstrecken sind ebenfalls von dieser doppelten Struktur, vor allem soweit in der Nähe höhere Temperaturen vorhanden sind, was im allgemeinen im Inneren des Reaktorkubus der Fall ist, und zwar auch noch auf den letzten Kanalabschnitten j, k, der Trockenfilterung und zwar deshalb, weil diese aus konstruktiven Gründen zur Zl-Zone (ohne tote Luftzwischenräume!) benachbart sind.
Es sind vor allem im Bereich der ersten und der zweiten Gasspülzone (Zl und Z2, Kanalabschnitte c, d, f) und im Bereich der Trockenfilterzone i, j, die Kanalwände doppelt zur Aufnahme von Wasser ausgebildet; z.B. bilden die beiden Wände bi und ia quasi einen Teil dieses Doppelwandsystems, wobei hier jedoch ausserordentlich vorteilhaft durch dieses konstruktive Konzept erreicht wird, dass der Wasserkanal u-v-w des genannten Doppelwandsystems von der Zone der ersten Brenngaszufuhr Zl her, sowohl vom Kanalabschnitt c, als auch von d her eine starke Wärmezufuhr erhält, so dass im senkrechten Wasserkanalabschnitt v/w) das bei u relativ stark erhitzte Wasser wie unter einer Pumpwirkung hochgetrieben wird, so dass die Heisswasserabführung x des Wärmetauschsystems W bzw.
WT im Bereich dieses oberen Endes der Abschnitte v/w des Wasserkanals vorgesehen werden sollte, in welche letzteren die Nachführung von Kaltwasser aus dem grossen Reservoir W über die auch schon stark beheizte untere waagrechte Strecke u geschieht, wobei der Querschnitt des Kanals auf dem Abschnitt U bewusst wesentlich grösser als auf den Abschnitten v und w ist (siehe Fig. 5).
Wie der Fig. 2 zu entnehmen, ist zum Zwecke der Wärmeenergiegewinnung zwischen der Verbrennungsfilterstrecke g und der Trockenfilterstrecke i, j ein grösserer kubusartiger, vom Kanal umgebener Wasserbehälter W vorgesehen, dessen Wasser die Wände der betreffenden Filterstrecken unmittelbar berührt und/oder mit den doppelbödigen Kanalwandteilen kommuniziert, wobei in diesem Wasserbehälter Wärmetauscherelemente WT für hygienische Wasserabführung und/oder Zu- und Ablaufmöglichkeiten für Heizwasser vorgesehen sind (z.B. x).
Wie Fig. 2 weiter zu entnehmen, ist am Ende der Verbrennungsfilterstrecke (Abschnitt g) unter erneuter Umlenkung und Querschnittsverminderung eine wiederum waagrecht sich erstreckende Kanalführung h zur Beruhigung der Abfallgasströmung vorgesehen. An diese schliesst sich dann die trockene Filterung mit Abschnitt i beginnend an und setzt sich vorzugsweise in einem zweiten Abschnitt j derselben fort, wobei eine 1 800-Umlenkung (i/j) stattfindet und senkrecht zur Fallrichtung geschieht der Austritt aus der Trockenfilterzone.
In jedem Fall aber soll senkrecht zur Durchströmungsrichtung im Trockenfiltergebiet am Ende derselben ein Austrittsquerschnitt 33 vorgesehen sein, der zu einer Nassfiltervorrichtung 35 bis 39 führt. (Fig. 3) Im Bereich der Trockenfilterzone (Kanalabschnitte i, j) kann Eisenhydroxyd zur Bindung von Schwefeloxyd an Teilen im Verbrennungsprodukt vorgesehen werden.
In einer Ausgestaltungsvariante kann auch die Trockenfilterzone im Kanalabschnitt i waagrecht beginnen, in dem der Kanal in der Waagrechten sich abwinkelt (4. Abwinkelung h/i also senkrecht zur Zeichenebene der Figur 2) wonach - in nicht dagestellterweise - in einem 2. Abschnitt j derselben, eine Durchströmung in Fallrichtung stattfindet und unter erneuter Ablenkung senkrecht zu dieser der Austritt aus der Endfiltrzone, vorzugsweise im 3. Abschnitt der Trockenfilterzone geschieht.
Die Nassfiltervorrichtung weist eine Umlenkwand 35 auf, die verstellbar ist und den Kanal begrenzt. Diese Umlenkwand (vorzugsweise V-förmige) Umlenkwand 35 ist in der Höhe und Tiefe (vergl. die Positionen 34 oder 36) verstellbar, bis zum Anschlag an die Wand 38 des Gasabzugs wo der maximale Querschnitt für das abziehende Gas geboten wird, jedoch keine Nassfilterung stattfindet. Von der Position 36 an wird die Nassfilterung mit tieferer Position der Wand intensiver.
Bei stationärem Betrieb (d.h. optimaler Verbrennung) ist die Nassfilterung, die vor allem in der Anheizphase nötig ist, im allgemeinen nicht erforderlich.
Die Gasschleuse 7 vom Einfüllschacht a wird einige Minuten vor dem Nachfüllen des Einfüllschachtes mit Altreifen geöffnet.
Sämtliche Zuführungen von Luft oder Gas in die Brenngaszonen Zl und Z2 müssen aber vorher unterbrochen werden, damit die vorhandenen Schwelgase im Einfüll- schacht a in die Brenngaszone Zl gesaugt und zur Verbren nung gebracht werden.
Danach kann der Deckel 11 des Einfüllschachtes a problemlos geöffnet und der Einfüllschacht mit Altreifen erneut gefüllt werden ohne lästigen Gasaustritt.
Nach dem erneuten Schliessen des Einfüllschachtdeckels 11 kann der Reaktor weiterbetrieben werden, ohne dass er von neuem gezündet werden muss, da die Glut der Abfallstoffe zur Anschlussverbrennung, bzw. Anschlusszündung ausreicht.
In und nach der zweiten Brenngaszone (Kanalabschnitte d, f/g) müssen zwangsläufig Rauch und Abgase aus der ersten Zone Zl bei hohen Temperaturen über einen Abschnitt grosser Reaktionsfläche (in Fig. 4 z.B. 44) z.B. als Schlackenfüllung in Abschnitt g ausgebildet, strömen, die auch Koks, Holzkohle oder andere Steinkohlearten beinhalten kann.
Die Füllung ist auswechselbar angeordnet und enthält zur Nachverbrennung also u.U. auch aktive brennbare oder glühfähige Massen. Dieser sog. Flächenbrenner (4; 44) wird vor allem in der Anheizzeit in Tätigkeit gesetzt mit dem brennbaren Gas der Zone Z2. Diese zweite Zone Z2 kann ebenso wie die erste Zone Zl mit Schamott und/oder Keramik oder teilweise Schamott und teilweise Keramik oder auch teilweise mit oder ganz aus Edelstahl gebaut werden.
Die Temperatur wird in der Trockenfilterzone I (Kanalabschnitte i, und an die vorhandenen Wärmetauscherflächen abgegeben, wobei gleichzeitig ein Wärmetauschsystem Wt gespeist wird. Diese Temperaturabsenkung unterstützt die Filterwirkung. An den Reaktorkubus angebaut, als Zwischenteil zum Kamin vorteilhafterweise, ist die Nassfilteranlage vorgesehen in der die Schadstoffe mittels Wasser (und vorher noch durch Eisenhydroxid) gebunden werden, somit die Schwefel- und Staubrückstände aus der Abluft entfernt sind.
Eine erfindungsgemässe Vorrichtung kann folgende Steuergeräte zur Überwachung ihrer Funktionen aufweisen: Thermometer für die Bereiche Zl, Z2, k, i.
Hydrometer für i, j.
Flammenwächter für Zl.
Schwefeldioxydmeter für k.
Kohlenmonoxydmeter für k.
Sie erfordert keinen kontinuierlichen Dauerbetrieb, die Heizkosten werden drastisch gesenkt. Lästige Reifenberge werden entsorgt .
Die Leistungen eines erfindungsgemässen Kubusreaktors von 1 m3 liegen bei 39.000 WE, entsprechend 45 KW. Es sei darauf hingewiesen, dass natürlich auch grössere oder auch kleinere Anlagen nach diesem System gebaut werden können.
Wie in Fig. 5 dargestellt und in Fig. 3 angedeutet, ist am Ende des Kanalabschnitts g mit der Verbrennungsfilterzone eine Art Sicherheits-Druckventil vorgesehen, damit bei abrupter Verbrennung Druckspitzen nicht in die Kanalab- - schnitte h, i, j, k, hineinwirken.
Zu diesem Zweck wird eine mit Gewicht belastete Abdichtklappe 50 am Ende des Kanalabschnitts g vorgesehen, die sich in einen Zwischenkanal druckentlastend öffnet, der in den Raum nach dem Kanalabschnitt k führt, oder die Klappe 50 öffnet sich, wie in Fig; 3 angedeutet, unmittelbar (vorzugsweise in gleicher Höhe wie die Austrittsöffnung 33 nach dem Abschnitt k) selbst in den Raum unter der Umlenkwand 35.
Fig. 6 zeigt eine weitere Variante in der Darstellung wie Fig. 4 bei der der dünnere Teil 615 des Schamott-Bodens 614/615 auf einem in den Boden eingelassenen drehbaren Platte 615/622 zur Herstellung der Öffnung 620 vorgesehen ist. Diese Öffnung 620 führt in einen unteren Raum 630, der allseitig in Stahlblech 623 kastenartig gefasst ist, wie auch die Unterlage 621, 622 der Schamott - Schichten 614/615 Stahlbewehrungen.
Die Glühmasse Y wandert in Betrieb ja mehr und mehr nach links und der auf der Platte 615/622 liegende Teil ist i.a.
entbehrlich, ja bei Durchlaufbetrieb von der Masse Y sogar zuviel und nachteilig werden. Die Öffnung 610 wie in Fig.
2/4 ist bei Überholung des Gerätes nach wie vor nützlich.
Das Schliesselement 624 sichert die Platte gegen ungewünschte Bewegungen.