DD238162A1 - Verfahren zum betreiben einer anlage zur herstellung von holzkohle, koks oder aktivkohle in einem schachtofen - Google Patents
Verfahren zum betreiben einer anlage zur herstellung von holzkohle, koks oder aktivkohle in einem schachtofenInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Anlage zur Herstellung von Holzkohle, Koks oder Aktivkohle aus nicht verwerteten Rohstoffen oder Sekundaerrohstoffen ueber eine Verkokung oder Aktivierung in einem Schachtofen mit Drehrost, wobei die in den Schachtofen eingebrachten Einsatzstoffe mit einem in einer Brennkammer erzeugten sauerstoffarmen Prozessgas nach dem Spuelgasverfahren aufbereitet, mit einer Pyrolysetemperatur bis 600C zu Holzkohle verkohlt, zu Koks verkokt oder mit einer Temperatur bis 950C aktiviert werden, und dass die in der Aufbereitungs-, Verkokungs- und/oder Aktivierungszone abgezogenen Brueden und Abgase in der Brennkammer fuer die Erzeugung des Prozessgases aufbereitet werden. Erfindungsgemaess wird eine umfassende Technologie des Herstellungsprozesses von der Behandlung der Einsatzstoffe ueber die Prozessfuehrung bis zur Prozessgaserzeugung angegeben.
Description
Dies wird dadurch erreicht, daß erfindungsgemäß die Einsatzstoffe über eine Schleuse in den Schachtofen für einen kontinuierlichen Prozeß eingetragen und das Gut kontinuierlich über eine Wasserschüssel oder aus dem Rostbereich über ein Fördermittel ausgetragen wird, und daß das sauerstoffarme Prozeßgas so erzeugt wird, daß Heizgas aus gasförmigen oder flüssigen Brennstoff und/oder aus dem Abgas gewonnenen Holzteer und Verbrennungsluft in die Verbrennungszone der Brennkammer, daß der als Wärme- und Energieträger, sowie Kühl- und Aktivierungsmedium wirkende Wasserdampf radial um die Verbrennungszone der Brennkammer und/oder vor dem Eintritt des Schachtofens und/oder über Dampflanzen in die Pyrolyse- oder Aktivierungszone und teilweise das aus dem Prozeß anfallende, als Wärme- und Energieträger- sowie Kühl- und Aktivierungsmedium wirkende Abgas gekühlt oder ungekühlt eingebracht wird, wobei das gekühlte und teilweise von kondensierbaren Bestandteilen befreite Abgas am Ausgang der Brennkammer über den Kühlmantel vorgewärmt in die Verbrennungszone der Brennkammer oder das ungekühlte Abgas stirnseitig in die Brennkammer und die Verbrennungsluft am Ausgang der Brennkammer über den Kühlmantel vorgewärmt in die Verbrennungszone der Brennkammer eingebracht wird. Das sauerstoffarme Prozeßgas wird durch stöchiometrische Verbrennung des gasförmigen oder flüssigen Brennstoffes und/ oder des Abgases und/oder des Holzteeres mit einstellbarerTemperatur und Menge unter Nutzung der spezifischen Wärme des Wasserdampfes erzeugt. Das Gut ist aktivierbar und/oder wird gekühlt oder ungekühlt aus dem Rostbereich mit dem Fördermittel ausgetragen. Als thermisch aufbereitete Einsatzstoffe werden Stoffe aus anderen Prozessen oder über eine mit dem anderen Teil der Abgase betriebenen Vortrocknungs- Brennkammer verwendet.
Ausführungsbeispiel
An einem Ausführungsbeispiel wird die Erfindung näher erläutert
Die Zeichnung zeigt:
Fig. 1: Den Aufbau der technischen Anlage und das Fließschema der Stoffe im Prinzip Fig.2: Das Prozeßschema
1. Beschreibung der Anlage (Fig. 1)
Der Schachtofen 1 weist im oberen Teil die Schleuse 2, die Trocknungs-, Pyrolyse- und Aktivierungszone 3 und im unteren Teil den als Austrag ausgebildeten Drehrost 4 mit Wasserschüssel 18 auf.
Unterhalb des Drehrostes 4 ist der mit der Brennkammer 5 verbundene Heizgaskanal 6 eingebunden. Im oberen Teil des Schachtofens 1 ist weiterhin die Abgasleitung 7 mit der Abscheide- und Kühleinrichtung 8 eingebunden. In die Abgasleitung 7 ist die Entnahmeleitung 9 für die Entnahme von ungekühltem Abgas und/oder die Entnahmeleitung 10 für die Entnahme von gekühltem Abgas eingebunden.
Die Brennkammer 5 weist die Verbrennungszone 12, in die die Brennstoffleitung 13 des Brennstoffbehälters 11, die Leitung 10 für gekühltes Abgas und die Leitung 14 für die Verbrennungsluft und den Kühlmantel 15 auf, in dessen vorderen Teil die Leitung 16 für den Wasserdampf eingebunden ist.
Die Leitung 16 für den Wasserdampf ist weiterhin im Heißgaskanal 6 unmittelbar vor der Einbindung in den Schachtofen und/oder über Dampflanzen 19 im Bereich des Drehrostes 4 eingebunden.
Für den kontinuierlichen Austrag der gekühlten oder ungekühlten Endprodukte ist in den Bereich des Drehrostes 4 das Fördermittel 17 angeordnet, so daß der Austrag über die Wasserschüssel 18 entfällt.
2. Einsatzstoffe
Für den kontinuierlichen Pyrolyse- und/oder Aktivierungsprozeß sind folgende Einsatzstoffe geeignet:
— Rohstoffe der Forst- und Landwirtschaft (Rinde, Astholz, Abfallholz)
— Hackgut aus der Ganzbaumhackung nach Aushaltung von speziellen Anteilen (Nadel- und Blattanteile für Futtermittelerzeugung, Nadelölgewinnung)
— Sekundärrohstoffe der Brikettfabriken und Kraftwerke (Xylite)
— Alt- und Gebrauchthölzer des Bahnbetriebes (Schwellen), der Bauindustrie (Abriß, Splitterholz, Verschnitt) und der Verpackungswirtschaft (Paletten, Kisten)
— Altgummi
— Rohbraunkohlen und Torf
— aufbereitete brikettierte lignozellulosehaltige Rohstoffe der Volkswirtschaft (Rinde, Stroh, Späne, Rückstände, z. B. aus chemischen Holzaufschlußverfahren)
3. Vortrocknung (Fig. 2)
Bei geringem Feuchtigkeitsgehalt der Rohstoffe erfolgt die Vortrocknung im Lagerprozeß und die Endtrocknung im Schachtofen 1. Bei hohem Feuchtigkeitsgehalt der Rohstoffe ist eine gesonderte Vortrocknung erforderlich, in dem ein Teil der Abgase der Brennkammer 5-oder einer gesonderten Vortrocknungs-Brennkammer zur Verwendung kommt.
4. Endprodukte
Aufgrund der Variabilität (Temperatur, Aktivierung, Einsatzstoffe) des Betriebes der Anlage ist mit dem Pyrolyseprozeß Holzkohle oder Koks oder nach der Herstellung des Kokes durch Aktivierung Aktivkohle austragbar.
Die Endprodukte werden nach dem Austrag entsprechend den Anforderungen gewaschen, durch die Trocknungsgase der gesonderten Brennkammer getrocknet und klassiert.
5. Inbetriebnahme (Fig. 1)
Über die Schleuse 2 wird der Schachtofen 1 kontinuierlich mit den Einsatzstoffen beschickt. Handelt es sich um Einsatzstoffe mit hohem Feuchtigkeitsgehalt und es wird keine Vortrocknung durchgeführt, so wird das in der Brennkammer 5 erzeugte sauerstoffarme Prozeßgas wie folgt eingebracht:
Die Einsatzstoffe werden mit dem Prozeßgas nach dem Spülgasverfahren bis 3000C so lange aufbereitet, bis eine Brüdentemperatur von 1400C bis 18O0C erreicht ist. Danach wird die Temperatur des Prozeßgases auf eine Pyrolysetemperatur bis 6000C gesteigert, so daß in der Pyrolysezone Holzkohle oder Koks herstellbar ist. Falls Aktivkohle hergestellt werden soll, so wird der Anteil des Wasserdampfes und der Anteil der rückgeführten Abgase wesentlich erhöht, so daß aus der Aktivierungszone Aktivkohle austragbar ist.
6. Prozeßgaserzeugung (Fig. 1)
a) Das sauerstoffarme Prozeßgas wird so erzeugt, daß gasförmiger oder flüssiger Brennstoff aus dem Brennstoffbehälter über die Leitung 13 und Verbrennungsluft über die Leitung 14 in der Verbrennungszone 12 der Brennkammer 5 gezündet wird. In die Verbrennungszone 12 gelangt ein Teil der gekühlten Abgase über die Leitung 10 und dem Kühlmantel 15 der Brennkammer 5. Der Wasserdampf wird über die Leitung 16 radial um die Verbrennungszone 12 eingebracht.
b) Mit dem Brennstoff wird über die Leitung 9 ein Teil der ungekühlten Abgase in die Verbrennungszone 12 der Brennkammer 5 eingebracht. Di.e Verbrennungsluft wird über die Leitung 14 und dem Kühlmantel und der Wasserdampf über die Leitung 16 radial der.Verbrennungszone 12 zugeführt.
Dem sauerstoffarmen Prozeßgas wird als Wärme- und Energieträger sowie als Kühl- und Aktivierungsmedium Wasserdampf über die Leitung 16 dem Prozeßgaskanal 6 unmittelbar vor der Einbindung in den Schachtofen 1 zugeführt.
Dem Pyrolyse- und/oder Aktivierungsprozeß wird weiterer Wasserdampf über Dampflanzen 19 radial in den Schachtofen 1 im Bereich des Drehrostes 4 eingebracht.
7. Dauerbetrieb (Fig. 1)
Die Temperatur und die Zusammensetzung des Prozeßgases wird in Abhängigkeit von den Einsatzstoffen so eingestellt, daß Aktivierung, Pyrolyse und Trocknung in den Teilzonen erreichbar ist. Werden als Einsatzstoffe ausschließlich pyrolysierte oder aufbereitete Stoffe, wie Aschexylit, Koks oder Brikettabrieb, eingesetzt, so wird lediglich der Drehrost 4 bedeckt und sofort mit Wasserdampf und/oder Abgas aktiviert
Mit der Erfindung sind folgende Vorteile erreichbar:
— Variabilität der Einsatzstoffe
— Variabilität der Endprodukte
— Variabilität der Temperatur und Zusammensetzung der Prozeßgase
— Abgasrückführung für die energetische Nutzung, als Kühlmedium für die Brennkammer und für die Aktivierung
— Minderung des Brennstoffverbrauchs durch abgeschiedene Stoffe aus dem Abgas
— hohe Umweltfreundlichkeit und Materialökonomie
— durch direkte Beheizung (Spülgasverfahren) schnelle Abführung der Reaktionsprodukte
— maximale Wärmenutzung durch steuerbare Kopplung der Prozesse
— Verringerung von Deponiekosten durch Variabilität der Einsatzstoffe
— Kostenminderung entsprechend nachfolgendem Vergleich:
Holzkohleherstellung nach
| Glockenverfahren | Schachtofenverfahren | |
| Prozeßdauer | 48Std. | 4 Std. |
| Durchsatz bei gleicher Ak-Anzahl | 1000 t | 2500 t |
| Holzbedarf | 100% | 25% |
| Aktivkohleherstellung | Rotationsofen verfahren | erfindungsgemäßes Schachtofenverfahren |
| Prozeßdauer | 35 Std. | 7 Std. |
Claims (4)
- Erfindungsanspruch:1. Verfahren zum Betreiben einer Anlage zur Herstellung von Holzkohle, Koks oder Aktivkohle aus nicht verwerteten Rohstoffen oder Sekundärrohstoffen über eine Verkokung oder Aktivierung in einem Schachtofen mit Drehrost, wobei die in den Schachtofen eingebrachten Einsatzstoffe mit einem in einer Brennkammer erzeugten sauerstoffarmen Prozeßgas nach dem Spülgasverfahren aufbereitet mit einer Pyrolysetemperatur bis 6000C zu Holzkohle verkohlt, zu Koks verkokt oder mit einer Temperatur bis 9500C aktiviert werden, und daß die in der Aufbereitungs-, Verkokungs- und/oder Aktivierungsphase abgezogenen Brüden und Abgase in der Brennkammer für die Erzeugung des Prozeßgases aufbereitet werden, gekennzeichnet dadurch, daß die Einsatzstoffe feucht oder thermisch aufbereitet über eine Schleuse in den Schachtofen für einen kontinuierlichen Prozeß eingetragen und das Gut kontinuierlich über eine Wasserschüssel oder aus dem Rostbereich über ein Fördermittel ausgetragen wird, und daß das sauerstoffarme Prozeßgas so erzeugt wird, daß Heizgas aus gasförmigen oder flüssigen Brennstoff und/oder aus dem Abgas gewonnenen Holzteer und Verbrennungsluft in die Verbrennungszone der Brennkammer, daß der als Wärme-und Energieträger sowie Kühl-und Aktivierungsmedium wirkende Wasserdampf radial um die Verbrennungszone der Brennkammer und/oder vor dem Eintritt des Schachtofens und/oder über Dampflanzen in die Pyrolyse- oder Aktivierungszone und teilweise das aus dem Prozeß anfallende als Wärme- und Energieträger- sowie Kühl- und Aktivierungsmedium wirkende Abgas gekühlt oder ungekühlt eingebracht wird, wobei das gekühlte und teilweise von kondensierbaren Bestandteilen befreite Abgas am Ausgang der Brennkammer über den Kühlmantel vorgewärmt in die Verbrennungszone der Brennkammer oder das ungekühlte Abgas stirnseitig in die Brennkammer und die Verbrennungsluft am Ausgang der Brennkammer über den Kühlmantel vorgewärmt in die Verbrennungszone der Brennkammer eingebracht wird.
- 2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das sauerstoffarme Prozeßgas durch stöchiometrische Verbrennung des gasförmigen oder flüssigen Brennstoffes und/oder des Holzteeres mit einstellbarer Temperatur und Menge unter Nutzung der spezifischen Wärme des Wasserdampfes erzeugt wird.
- 3. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Gut aktivierbar und/oder gekühlt oder ungekühlt aus dem Rostbereich mit dem Fördermittel ausgetragen wird.
- 4. Verfahrennach Punkt !,gekennzeichnet dadurch, daß als thermisch auf bereitete Einsatzstoffe Stoffe aus anderen Prozessen oder über eine mit dem anderen Teil der Abgase betriebenen Vortrocknungs- und Brennkammer verwendet werden.Hierzu 2 Seiten ZeichnungenAnwendungsgebiet der ErfindungDie Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Anlage zur Herstellung von Holzkohle, Koks oder Aktivkohle aus nicht verwerteten Rohstoffen oder Sekundärrohstoffen über eine Verkokung oder Aktivierung in einem Schachtofen mit Drehrost.Charakteristik der bekannten LösungenDie Herstellung von Holzkohle, Koks oder Aktivkohle in einem Schachtofen mit Drehrost erfolgt so, daß die in den Schachtofen eingebrachten feuchten Stoffe mit einem in einer Brennkammer erzeugten sauerstoffarmen Prozeßgas aufbereitet werden, diese Stoffe oder thermisch aufbereitete Stoffe mit einer Pyrolysetemperatur bis 6000C zu Holzkohle verkohlt oder zu Koks verkokt und/oder mit einer Temperatur bis 95O0C aktiviert werden.Die in der Aufbereitungs-, Verkokungs- und Aktivierungsphase abgezogenen Brüden und NutzgaseWerden so aufbereitet, daß diese in der Brennkammer für die Erzeugung des Spülgases verwendbar sind. Die Betriebsführung dieser Anlage hinsichtlich der Variabilität der Technologie, der Einsatzstoffe, der Umweltfreundlichkeit und des energetischen Prozesses entsprach in keiner Weise der Anforderung, so daß starke Einschränkungen für die Anwendung dieser Technologie bestehen. Die Herstellung von Holzkohle, Koks oder Aktivkohle aus Abfallstoffen aller Art in einem indirekt beheizten Drehrohrofen oder im Wirbelschichtofen ist zwar hinsichtlich der Variabilität der Betriebsführung, der Umweltfreundlichkeit und des energetischen Prozesses wesentlich vorteilhafter als im Schachtofen, jedoch ist der apparative und verfahrenstechnische Aufwand so hoch, daß die Wirtschaftlichkeit solcher Technologien nicht gegeben ist.Ziel der ErfindungZiel der Erfindung ist, die bekannten Vorteile des Drehrohr-oder Wirbelschachtofens beim Betrieb einer Anlage mit einem Schachtofen zu erreichen.Charakteristik der ErfindungDer Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Prozeß kontinuierlich hinsichtlich der Einsatzstoffe sowie der Prozeß-, Aktivierungs- und Abgase zu gestalten, so daß die Betriebsführung dieser Anlage hinsichtlich der Technologie, der Einsatzstoffe, der Umweltfreundlichkeit und des energetischen Prozesses mit großer Variabilität möglich ist.
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4311000A1 (de) * | 1993-04-01 | 1994-10-06 | Wegner & Co Verfahrenstechnik | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Aktivkohle |
| DE102007047931A1 (de) * | 2007-12-19 | 2009-07-09 | Matrmawi, Radwan, Dipl.-Chem. Dr.rer.nat. | Verfahren zur thermischen Entgasung von organischen Abfällen zur Herstellung von Gas, Öl und Aktivkoks |
| CN102161897B (zh) * | 2011-03-20 | 2013-10-30 | 卞奎友 | 一种农作物秸秆制取木炭活性炭可燃气生物油的制作方法 |
| DE102017123600A1 (de) | 2017-10-11 | 2019-04-11 | Innovative Environmental Technologie FZE | Anlage zur thermischen Aufarbeitung von schadstoffhaltigen organischen Abfällen |
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| DE102007047931A1 (de) * | 2007-12-19 | 2009-07-09 | Matrmawi, Radwan, Dipl.-Chem. Dr.rer.nat. | Verfahren zur thermischen Entgasung von organischen Abfällen zur Herstellung von Gas, Öl und Aktivkoks |
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| DE102017123600A1 (de) | 2017-10-11 | 2019-04-11 | Innovative Environmental Technologie FZE | Anlage zur thermischen Aufarbeitung von schadstoffhaltigen organischen Abfällen |
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