DE102006056480B4

DE102006056480B4 - Verfahren und Anlage zur Nutzenergiegewinnung durch Müllvergasung

Info

Publication number: DE102006056480B4
Application number: DE102006056480A
Authority: DE
Inventors: Herrmann Berthold
Original assignee: SCHUCHMANN JURI
Current assignee: BERTHOLD, HERMANN, 91367 WEISSENOHE, DE
Priority date: 2006-11-28
Filing date: 2006-11-28
Publication date: 2008-09-04
Anticipated expiration: 2026-11-29
Also published as: JP2010511078A; US20100307392A1; CN101646902A; PL381200A1; DE102006056480A1; RU2009124480A; EP2122252A2; WO2008064661A3; WO2008064661A2

Abstract

Verfahren zur Nutzenergieerzeugung durch Müllvergasung, bei dem
– Abfälle wie Stadtmüll in einen Schacht-Schmelzvergaser eingebracht, im Gegenstrom getrocknet, entgast und unter Schmelzen der festen Rückstände vergast werden, der schmelzflüssige Rückstand ausgetragen wird und oben staubhaltiges Rohgas abgezogen wird,
– dass das Heiß-Rohgas gereinigt und gekühlt wird, durch eine Trennzone geleitet und einer elektrostatischen Abscheidung unterworfen wird, wonach das erhaltene Gas einem Brenner oder allgemein zur Nutzenergieerzeugung weitergeleitet wird,
dadurch gekennzeichnet,
– dass die vom Schmelzvergaser (15) abgezogenen Heiß-Rohgase einem Heißgasdampfgenerator (18) zugeführt werden, bei welchem dem Heißgas Wasserdampf zugemischt und dieses Heißgas-Dampfgemisch über den Doppel-Turbinenläufer (18.13) einer Turbine (18.3) geführt wird, die einen Stromgenerator (18.4) antreibt, wobei gleichzeitig eine Vorreaktion stattfindet,
– dass danach das vorgereinigte Heißgas-Dampf-Gemisch in ein Fallstromgerät (38) eingeführt wird, in dem unter Verwendung von eingedüstem, mit Reaktionsmittel versetztem Wasser und durch wiederholte Ausdehnungen und Kompressionen mit Aufschäumen, das Gemisch abgekühlt und...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Anlage zur Nutzenergiegewinnung durch Müllvergasung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 6.
Es sind bereits umfangreiche Bemühungen bekannt, aus diversen Abfallstoffen bzw. Müll durch Verbrennen und insbesondere durch Vergasen Energie zu gewinnen.
So ist aus der DE 31 21 206 C2 ein Verfahren zum Vergasen fester Abfälle in einem Schachtofen bekannt, bei dem als Abfall beispielsweise herkömmlicher Stadtmüll in den Schachtgenerator in pelletierter bzw. brikettierter Form eingebracht wird. Im Schachtofen wird mittels Vergasung ein Produktbrenngas erzeugt, welches nach Austritt aus dem Schachtofen gewaschen und gekühlt wird. Dieses Gas wird danach in einem Nasswäscher gereinigt, wodurch ein wesentlicher Teil der teilchenförmigen Feststoffe aufgefangen wird. An den Nasswäscher schließt sich eine Gaswaschzone an, wonach das Gas in einem Gaskompressor verdichtet wird. Schließlich werden 10 bis 25% des erhaltenen getrockneten Produktgases einer Verbrennungszone zur Energieerzeugung für die Anlage zugeführt, während der größere Teil des Produktgases als Endprodukt der Anlage zur Weiterverwertung ausgeleitet wird. Die energetische Ausbeute ist bei dieser relativ komplexen Anlage aber relativ gering, zumal die elektrische Versorgung anscheinend von außen zu erfolgen hat.
Aus der US-PS 3,729,298 ist ein Verfahren zum Vergasen fester Abfälle in einem Schachtgenerator bekannt, bei dem das abgezogene Rohgas gewaschen und gekühlt und die anfallende staub- und kondensatbeladene Reinigungsflüssigkeit in eine wässrige und eine organische Phase getrennt wird. Nach dem Filtern wird ein Teil der wässrigen Phase in die Waschzone zurückgeleitet und der restliche Teil diese Phase aus dem Verfahren herausgeführt sowie die herausgefilterten festen Stoffe mit der organischen Phase gemischt und in den Schachtgenerator zurückgeführt werden.
Des weiteren ist aus der DE 25 50 205 A1 bekannt, Müll unter Druck mit Sauerstoff zu vergasen und dabei in das Verfahren eine Luftzerlegungsanlage zu integrieren, wobei der Müll ggf. pelletiert aufgegeben wird. Aus den beim Abkühlen des Rohgases anfallenden Kondensaten werden Kohlenwasserstoffe von dem Gaswasser getrennt und im Bereich der Schmelzzone des Generators in diesen eingeführt. Die festen Rückstände der Vergasung werden verascht.
Schließlich ist aus der US 3,817,724 ein mit Veraschung der festen Rückstände arbeitendes Abfallvergasungsverfahren bekannt, bei dem das Rohgas mit einem Gemisch aus Frischwasser, Alkalikarbonat und einem zurückgeleiteten Teil der staub- und kondensatbeladenen Reinigungsflüssigkeit gewaschen wird. Abgesetzte feste Stoffe werden zusammen mit einem kleinen Teil der Reinigungsflüssigkeit als Schlamm in den Vergaser zurückgeführt, während ein geringer Ölstrom und gereinigtes Rohgas zur Erzeugung von elektrischer Energie verbrannt werden. Zudem wird ein Teil des Rohgases mit Luft oder Sauerstoff verbrannt und das dabei entstehende heiße Verbrennungsgas in den Vergaser eingespeist.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Anlage oben genannter Gattung anzugeben, durch die ein Maximum von Nutzenergie gewonnen wird, bei optimaler Vermeidung von verunreinigten Abwässern und Abgasen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den entsprechend Rückbezogenen Unteransprüchen gekennzeichnet.
Dem gemäß werden die vom Schmelzvergaser abgezogenen Heiß-Rohgase einem Heißgasdampfgenerator zugeführt, bei welchem dem Heißgas Wasserdampf zugemischt und dieses Heißgas-Dampfgemisch über den Doppel-Turbinenläufer einer Turbine geführt wird, die einen Stromgenerator antreibt, wobei gleichzeitig eine Vorreaktion stattfindet. Danach wird das vorgereinigte Heißgas-Dampf-Gemisch in ein Fallstromgerät eingeführt, in dem unter Verwendung von eingedüstem, mit Reaktionsmittel versetztem Wasser und durch wiederholte Ausdehnungen und Kompressionen mit Aufschäumen, das Gemische abgekühlt und vorgereinigt wird, wobei das vorgereinigte Gas abgezogen und die Flüssigkeit gesammelt wird. Zudem wird das vorgereinigte Gas einer Gasreinigung zugeführt, in dem das Gas mit Reaktionsmittel aufgeschäumt und wieder entschäumt wird, wonach schließlich die gereinigte Gase einer weiteren energetischen Verwertung, z. B. einer Verbrennung in einem Motor, zugeführt werden.
Insgesamt wird hier durch ein sehr effizientes Verfahren mit maximaler Gasausbeute und Nutzenergieerzeugung, unter maximaler Vermeidung von Umweltbelastung, zur Verfügung gestellt.
Von Vorteil ist, wenn durch die Anordnung in der Vergasungszone des Schmelzvergasers eines mit radialen überdachten Durchbrüchen versehenen Führungszylinders das zu vergasende Material in dem Führungszylinder abwärtsgleitet, während die freigesetzten Gase im Gasführungskanal nach oben fließen und dabei auch radial durch die Durchbrüche austreten. Hierdurch wird die nach unten sinkende vergasende und schmelzende Masse nicht mehr in Kontakt stehen mit dem Vergaser-Gehäusemantel, so dass Beschädigung vermieden und zudem ein Verblocken des Mülls verhindert wird. Auch haben die entstehenden Gase die Möglichkeit, sowohl in dem vergasenden Material hoch zusteigen oder in verstärktem Maße radial in den ringförmigen Führungskanal auszutreten und dann direkt ungestört nach oben zu strömen. So wird ermöglicht, dass die Gase, die schon bei 60°C ausgasen, sich überwiegend erst in der Zone des weiterführenden Absaugrohres mit den Gasen höherer Temperatur, die über den ringförmigen Führungskanal hochströmen, sich mischen. Zu dem bilden sich im oberen Bereich ein Dampf-Gas-Gemisch, das nicht explosiv ist und durch den im Ableitrohr anstehenden Unterdruck abgesaugt werden kann.
Von Vorteil ist auch, dass beim erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben eines Generators durch über einen Doppel-Turbinenläufer geführtes, vom Vergaser (Schmelzvergaser) einer Müllverwertungsanlage erhaltenes Heißgas, der Turbine vorgeschaltet, also unmittelbar vor dem Turbineneingang Wasserdampf (Hochdruckheißdampf) eingebracht bzw. erzeugt wird, und zwar so, dass dieser Wasserdampf unmittelbar vor dem Turbineneingang mit hohem Druck, zusammen mit dem Heißgas und gleichzeitig sich mit diesen vermischend, in die Turbine eintritt. Dieses Heißgas-Dampf-Gemisch wird dann mit sehr hoher Dichte und hoher Geschwindigkeit über die im Verhältnis zum letzten Abschnitt des Gaszulaufes sich verengenden Turbi nenzulauf eingebracht, wonach dieses Gemisch über den Doppelläufer der Turbine zuerst expandiert und danach wieder verdichtet wird, wodurch insgesamt eine Vorreaktion im Gemisch vonstatten geht. Danach tritt das Heißgas-Dampf-Gemisch aus dem einen geringen Durchmesserabschnitt, ähnlich demjenigen beim Eintritt der Gehäuseöffnung, in einen sich erweiternden Diffusionsabschnitt des nachfolgenden Ablaufrohres, wonach das Gemisch erneut expandiert, während im Ablaufrohr ein Unterdruck herrscht.
Durch den im Hochdruckbehälter der Vorrichtung (im Weiteren als Heißgas-Dampf-Generator bezeichnet, abgekürzt HGDG), d. h. des Heißdampfgenerators erzeugten Hochdruck-Heißdampf wird somit ein doppelflutiger Radialverdichter (bekannt als Turbineneffekt aus der Triebwerkstechnik) angetrieben, wobei durch den Unterdruck beim Ausgang aus der Turbine ein Sog auftritt und kein Rückströmen möglich ist. Durch diesen Unterdruck in der Ableitung findet auch kein Rückstau im System statt, bis hin zum Vergaser. Dadurch wird gleichzeitig auch der Vergaser im Prozess entlastet und dadurch erfolgt auch kein Ausgasen mit der Folge von Undichtigkeiten der Flanschverbindungen, insbesondere im Turbinenzulauf und dem Turbinengehäuse.
Von Vorteil ist auch, dass zur Erzeugung des Hochdruck-Wasserdampfes gereinigtes und somit kalkfreies Brauchwasser in den Turbinenzulauf zentrisch eingebracht wird, das z. B. von der Wasserreinigungseinrichtung der Müllverwertungsanlage zugeleitet wird. Dieses kalkfreie Wasser wird durch das Heißgas zum Verdampfen gebracht, wonach sich Heiß- und Rohgase mit dem Wasserdampf mischen und in Vorreaktion gebracht werden. Dies kann in vorteilhafter Weise dadurch erfolgen, dass das Wasser in einen konzentrisch im ballonartig erweiterten Zulauf befindlichen, birnenförmig zum Turbinenzulauf sich öffnenden Hochdruckbehälter eingebracht wird, der vom Heißgas umspült wird. Dabei tritt der im Behälter entstehende Hochdruck-Dampf unter großer Geschwindigkeit nahe dem Turbineneingang aus, mischt sich mit dem außen an ihm vorbeiströmenden Heißgas und tritt unter hoher Geschwindigkeit in die Turbine ein, in weiterer Vermischung des Heißgases mit dem Wasserdampf und hierdurch stattfindender Vorreaktion.
Die durch die Energie des Heißgas-Dampf-Gemisches angetriebene Turbine treibt dann im Weiteren über ihre Antriebswelle den Generator, vorzugsweise einen Permanentmagnet-Generator an. Dieser Generator kann vorzugsweise mehrstufig aus gebildet sein, also für unterschiedliche Drehmomente, entsprechend zuschaltbar bzw. umschaltbar, entsprechend des von der Turbine erhaltenen Drehmoments. Der vom Generator erzeugte Gleichstrom wird vorzugsweise u. a. zur physikalischen Trennung mit elektrolytischer Zerlegung des verunreinigten Wassers (Prozesswasser) einer Müllverwertungsanlage verwendet. Dabei wird der so erzeugte überschüssige Sauerstoff und Wasserstoff zur weiteren Verwendung in der Anlage verwendet, vorzugsweise dem Stützbrenner des Vergasers bzw. einem Verbrennungsmotor zur entsprechenden Nutzenergieerzeugung zugeführt (Steigerung der Primärenergie). Selbstverständlich kann ein Teil des Generatorstromes auch zur Versorgung des Systems, z. B. von deren Pumpen dienen.
Die Aufgabe wird zudem durch eine Anlage zum Durchführen des vorbeschriebenen Verfahrens, mit kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den entsprechenden rückbezogenen Unteransprüchen gekennzeichnet.
Dem gemäß ist im Inneren der Vergasungszone des Schmelzvergasers ein konzentrisch zum Vergasergehäusemantel und auf Abstand zu diesem, ein mit Radialöffnungen versehener Führungszylinder angeordnet, und zwar so, dass das zu vergasende Material innerhalb des Führungszylinders sich abwärts bewegt, während die austretenden Gase in den zwischen dem Führungszylinder und Vergasermantel gebildeten ringförmigen Gasführungskanal eintreten und nach oben abgeleitet werden. Hierdurch wird die nach unten sinkende vergasende und schmelzende Masse nun nicht mehr in Kontakt stehen mit dem Vergaser-Gehäusemantel, so dass dessen Beschädigung vermieden und zudem ein Verblocken des Mülls verhindert wird. Zudem haben die entstehenden Gase die Möglichkeit, sowohl in dem vergasenden Material hochzusteigen oder in verstärktem Maße radial in den Führungskanal auszutreten und dann direkt ungestört nach oben zu strömen. So auch diese hochtemperierten Gase des untersten Vergaserabschnittes. Hierdurch wird zudem das oben aufgegebene Material nicht unnötig durch hochsteigende Heißgase hoch erhitzt, so dass schon bei 60°C ausgasende Gase sich überwiegend erst in der Zone des weiterführenden Absaugrohres mit den Gasen höherer Temperatur mischen. Zudem bildet sich im oberen Bereich ein Dampf-Gas-Gemisch, das nicht explosiv ist und durch den im Ableitrohr anstehenden Unterdruck abgesaugt werden kann. Dadurch wird insgesamt ein optimal temperiertes Gas ausgebracht.
Von Vorteil ist, wenn die radialen Öffnungen des Führungszylinders dachförmig herausgedrückte Abdeckungen aufweisen, z. B. in einem Winkel von ca. 5° bis 20° geneigt. Diese abgedeckten Öffnungen können dadurch gebildet werden, dass in dem Zylindermantel bogenförmige Einschnitte eingebracht werden, die anschließend leicht nach innen herausgedrückt bzw. -gebogen werden. Dadurch ist über der entstehenden Öffnung ein Dach vorhanden, so dass die Öffnung vor dem absinkenden Material geschützt ist und gleichzeitig eine Ausströmhilfe für die Gase gebildet wird.
Schließlich ist von Vorteil, wenn der Führungszylinder an seinem oberen Ende über dem Rand des Heißgas-Ableitungsrohres endet, vorzugsweise ca. in dessen Mitte. Dabei kann der obere Rand des Führungszylinders eine konische Erweiterung aufweisen, so dass dieser Rand radial im wesentlichen bis an den Gehäusemantel ansteht. Dadurch wird vermieden, dass oben aufgegebenes Material in den ringförmigen Gasführungskanal eindringt, Beschädigungen verursacht und den Gasausfluss erschwert.
Von Vorteil ist, dass im Zulauf der Turbine des Heißgasdampfgenerators der Anlage ein ballonförmiges bzw. birnenförmiges Gehäuse vorgeschaltet ist bzw. zwischen Turbineneintritt und Zulaufrohr ein im Vergleich zum Zulaufrohr und dem Turbineneintritt ballonförmig bzw. birnenförmig erweitertes Gehäuse zwischengeschaltet ist. In diesem Gehäuse ist konzentrisch ein im wesentlichen birnenförmiger Hochdruckbehälter so angeordnet, dass er mit seiner verengten Austrittsöffnung zum Turbineneintritt weist und sich in dessen unmittelbarer Nähe befindet. Dabei ist der Hochdruckbehälter mit einem Wasserzulauf verbunden, wobei dieser Wasserzulauf vorzugsweise zentrisch/axial in den Behälter einmündet. Die den Hochdruckbehälter außen umspülenden Heißgase heizen den Behälter entsprechend auf, wodurch das in den Behälter eingebrachte Wasser explosionsartig verdampft und dieser Dampf mit entsprechendem Hochdruck aus dem Hochdruckbehälter in die unmittelbar nachfolgende Turbinenöffnung eintritt. Dabei wird das vorbeiströmende Rauchgas vermischt und eingemischt, wobei nachfolgend durch die unterschiedlichen Druck- und Geschwindigkeitsverhältnisse beim Expandieren, Komprimieren und erneutem Expan dieren eine optimale Vermischung und Vorreaktion des Gas-Dampf-Gemisches stattfindet.
Die Dampfbildung im Hochdruckbehälter wird noch entsprechend optimiert, wenn das zentrisch in den Hochdruckbehälter eingebrachte Wasser so eingedüst bzw. eingebracht wird, dass es im Wesentlichen radial gleichmäßig fein-verteilt wird, so dass auch der durch die große Hitzeeinwirkung entstehende Wasserdampf im Verhältnis zum Behälterquerschnitt relativ konstant entsteht und somit auch die Druckbelastung relativ gleichförmig gehalten werden kann.
Hierfür kann eine Verteilerscheibe vorgesehen sein, die im Wasserführungsrohr über eine sogenannte Wasserlagerung abgestützt ist und auf die das aus der durch die Wasserlagerung einströmende Wasser axial auftrifft und radial abgeleitet wird. Durch auf der Anströmseite der Verteilerscheibe vorgesehene tangentiale oder spiralförmige Erhebungen als Wasserführungskanten wird die Verteilerscheibe in Rotation versetzt, wodurch das auftreffende Wasser zusätzlich eine Drehbewegung erfährt und tangential ausgeschleudert wird, in Richtung auf die heiße Behälter-Innenwandung. Ist dann auch noch ein Drei-Punkt-Wasserlager vorgesehen, mit zwei Lagern vor und einem hinter der Verteilerscheibe, dann wird die Verteilerscheibe stabil gehalten, so dass ein Taumeln nicht möglich ist. Dabei stellt sich die austretende Wassermenge entsprechend dem anstehenden Vordruck der Förderpumpe vor und nach der Scheibe automatisch ein. Hierdurch wird in einfacher Weise die in das Heißgas einzumischende Dampfmenge steuerbar.
Von Vorteil ist des Weiteren, wenn das Ablaufrohr turbinenseitig einen sich in Ablaufrichtung erweiternden Diffusionsabschnitt besitzt, wodurch die positiv auswirkenden Effekte durch aufeinanderfolgende Komprimierungen und Entspannungen des hindurchgeführten Gases noch verstärkt bzw. weitergeführt werden. Dieses Ablaufrohr ist nachfolgend mit einer Gasreinigungsstufe verbunden, durch deren Saug-Gebläse im Ablaufrohr ein Unterdruck ansteht, der sich auf die gesamte Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung auswirkt, insbesondere aber auch dessen andauernde Funktionsfähigkeit optimiert. Dadurch kann nämlich einerseits kein Rückstau im System über die Turbine bis hin zum Vergaser stattfinden, und gleichzeitig der Vergasungsprozess entlastet werden. Andererseits wird ein Ausgasen ins besondere der Gehäusedichtungen und somit Undichtigkeiten der Flanschverbindungen, insbesondere im Turbinenzulauf und Turbinengehäuse, vermieden.
Besonders zweckmäßig ist, wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer Nutzenergieproduktions- und Müllverwertungsanlage eingegliedert ist, wobei ihr Zulauf mit dem Müllvergaser (Schmelzvergaser) verbunden ist und das dort erzeugte Roh-/Heißgas führt. Der Ablauf der Vorrichtung bzw. der Turbine der Vorrichtung ist dabei mit einer Gasreinigungsvorrichtung verbunden, deren Gebläse im Zulauf den Unterdruck erzeugt, wie vorbeschrieben. Dabei ist die Abtriebswelle der Turbine mit einem Generator, vorzugsweise einem Permanentmagnet-Generator verbunden, der vorzugsweise mehrere Stufen zum wahlweisen Betreiben je nach übertragenem Drehmoment besitzt, so dass immer eine entsprechend optimale Funktion möglich ist. Der Generator steht seinerseits elektrisch in Verbindung mit einer physikalischen Trenneinrichtung für das verunreinigte Wasser, insbesondere das im Müllsilo anfallende Schmutzwasser, wobei der Gleichstrom des Generators zur elektrolytischen Zerlegung des Wassers dient. Der dabei erhaltene überschüssige Sauerstoff und Wasserstoff wird danach jeweils als Primärenergie im System weiter verwendet und zwar einerseits im Stützbrenner des Vergasers (der Sauerstoff O₂) und andererseits im Verbrennungsmotor der Anlage (der Wasserstoff H₂).
Schließlich ist auch besonders vorteilhaft, wenn der Wasserzulauf des Druckbehälters des Heißgasdampfgenerators mit einem Wasserbehälter verbunden ist, in dem gereinigtes Brauchwasser vom Wasserspeicher des Wasserreinigungssystems der Anlage sowie das in der Turbine abkondensierte Wasser eingebracht ist. Da das aus der Wasserreinigung des Systems stammende Brauchwasser praktisch von sämtlichen Verunreinigungen und auch von Calcium gesäubert ist, finden keine Ablagerungen im Hochdruckbehälter und auch nachfolgend in der Turbine statt, was zur Erhöhung der Lebensdauer und zur Reduzierung etwa anfallender Wartungsarbeiten beiträgt.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsformen der Anlage und Anlagenteile unter Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1: eine schematische Darstellung (Blockschaltbild) einer zur Durchführung der vorliegenden verfahrensgeeigneten Anlage,
2: eine schematische Darstellung eines Ausschnittes der Anlage nach 1,
3: einen teilweisen Vertikalschnitt durch einen Schmelzvergaser,
4: ein Detail IV aus 3.,
5: eine schematische Darstellung in teilweisem Schnitt durch den Heißgas-Dampf-Generator der Anlage, mit Anbindung an einen Brauchwasserbehälter und eine physikalische Trenneinrichtung,
6: einen teilweisen Schnitt durch den Dampferzeuger aus 5,
7: ein Detail VII aus 5, den Wasser-Verteiler näher darstellend, und
8: eine Ansicht gemäß Pfeil VIII aus 7 der Verteilerscheibe.
Wie aus 1 zu entnehmen ist, wird der ankommende Rohabfall bzw. Müll mit einem LKW in die Anlage eingebracht, wobei der LKW zuerst durch ein Wasserbad 1 fährt, um die LKW-Reifen zu waschen und so ein Verschleppen von Keimen und Bakterien in die nachfolgende Schleuse zu verhindern. Danach fährt der LKW auf eine Waage 2, durch die der ankommende Müll gewogen und buchhalterisch erfasst wird.
Sodann fährt der LKW in eine Schleuse 3, in deren Raum Unterdruck herrscht. An die Schleuse 3 schließt ein Bunker 4 direkt an, in dem der Müll vom LKW hineingeschüttet bzw. hineingekippt wird. Hierfür fährt der LKW in der Schleuse rückwärts bis zur Bunkermanschette, wonach das Bunkertor aufgeht. Der in den Bunker gekippte Müll wird dann mittels Förderband 5 in einen Brecher 6 transportiert. In diesem Brecher 6 wird der Müll nur grob gebrochen. Diesem wird dann Schlamm aus einem Schlammsilo 7 über eine Schlammentwässerung 8 mittels eines Förderers 9 zugeführt und mit dem gebrochenen Material vermischt, wonach diese Mischung einer Kolbenpresse 10 zugeführt wird.
Über dem Förderband im Bunker 4 ist ein Metallabscheider 11 angebracht, der grobe Metallteile abschneidet. Der Rest wird der Kobenpresse 10 zugeführt.
Mittels der Kolbenpresse 10 werden alle festen Stoffe aus dem Brecher 6, der Rest aus dem Sieb- und Metallabscheider 11 sowie diverse Schlammrückstände aus dem Schlammsilo 7, der Schlammentwässerung 8, einer physikalischen Trennung 12, und einer Kammerfilterpresse 13 gemeinsam verpresst und dem Müllvorratsbunker 14 zugeführt.
In der Kolbenpresse 10 werden die Stoffe so verpresst, dass ein Rohrkolben entsteht. Dieser, bzw. die Rohstoffmasse, ist durch den hohen Druck (bis zu 100 bar) außen verschweißt, wodurch das Einschweißen des Mülls im Ballen nicht mehr notwendig ist. Der Müll-Rohrkolben hat dabei einen zentrischen Hohlraum, der bewirkt, dass beim Verschwelen der Stoffe ein gleichmäßiges Abtragen des Kohlenstoffs und der Kohlenwasserstoffe möglich ist (Oberflächenvergrößerung). Dabei können die Abmessungen der Hohlkoben ⌀ 300 × 400 mm betragen. Dadurch ist es insgesamt möglich geworden, dass kein Vorsortieren des Mülls mehr notwendig ist. Der Müll-Vorratsbunker 14 spielt die Rolle eines Zwischenpuffers, aus dem der entsprechend vorbereitete und gebunkerte Müll in einen Schmelzvergaser 15 aufgegeben wird. Dieser Vergaser 15 wird im Zusammenhang mit 2 und insbesondere mit 3 und 4 näher beschrieben. Aus dem Vergaser 15 wird unten die Schlacke abgezogen, zu einer Schlackeverarbeitungsstation 16 verbracht und von dort entsprechend ausgebracht über eine Leitung 17.
An der oberen Vergasungszone wird das entstandene Heißgas abgeleitet und einem Heißgas-Dampf-Generator 18 zugeführt, der im Zusammenhang mit 2, aber insbesondere mit 5 bis 7 nachfolgend näher erläutert wird. Die vom Vergaser zum Heißgas-Dampf-Generator geführte Leitung 19 wird von einem Ringgehäuse 20 umschlossen, in das über eine Leitung 21 Brauchwasser von einem Wasserspeicher 22 eingeführt wird. Der dabei entstehende Dampf wird über eine Leitung 23 zur Kälte- und Eisproduktion 24 geführt, während durch eine Leitung 25 das erwärmte Wasser zur Entsalzung 26 verbracht wird. Sodann wird durch die Leitung 27 entsalztes Wasser abgeleitet und/oder bedarfsweise durch einen Filter 28 das Wasser geführt und dann in der Leitung 29 als Trinkwasser weitergeleitet..
Durch die sehr gute Abstimmung aller physikalischen und technischen Größen im Anlagensystem ist man nunmehr in der Lage, wirtschaftlich sinnvoll z. B. Meereswasser und salzbelastetes Industriewasser wie z. B. Fischwasser, zu entsalzen.
Dies geschieht z. B. wie folgt:
Das salzbelastete Industrie- oder Meerwasser wird einem Wasserreinigungssystem 35, wie z. B. unter anderem in der EP 0549756 B1 beschrieben, zugeleitet. Der Restanteil der in der Lösung befindlichen Salze wird dann über die Verdampfungsstrecke im Ringgehäuse 20 geführt und mit der Sekundärwärme des Rohgasstromes aus dem Schmelzvergaser 15 verdampft. Anschließend wird der Dampf kondensiert und das so gewonnene entsalzte Wasser für den Gebrauch in dem Anlagensystem verwendet oder kann als gereinigtes Wasser in die Natur abgegeben werden.
Das aus dem Wasserspeicher 22 über die Leitung 21 abgeleitete Brauchwasser wird auch in einen Wasserbehälter 30 eingeleitet, woraus es in den Dampferzeuger des Heißgas-Dampf-Generators 18 zur Dampferzeugung eingebracht wird, wie insbesondere in 5 bis 7 ausführlich dargestellt ist. Aus der Schleuse 3 und dem Bunker 4 sowie weiteren Stationen der Anlage und der Hallenversorgung, wird die Abluft über z. B. eine Leitung 31 in eine Luftreinigung 32 geleitet, aus der die gereinigte Abluft über die Leitung 33 austritt bzw. abgeleitet wird.
Der Heißgas-Dampf-Generator 18 seht in Verbindung mit einem Thermo-Öltauscher 36, der wiederum in wechselwirkender Verbindung mit einem Fallstromgerät 38 steht. Der Heißgas-Dampf-Generator 18 kann aber auch über eine direkte Leitung 37 mit dem Fallstromgerät 38 in Verbindung stehen. Aufbau und Funktion des Fallstromgerätes wird nachfolgend anhand der 2, 9 und 10 näher erläutert.
Aus dem Fallstromgerät 38, in dem das vom Heißgas-Dampf-Generator 18 eingebrachte vorreagierte Gas-Dampf-Gemisch vorgereinigt wurde, wird das frei werdende Gas einer Gasreinigung 40 übergeben, die näher im Zusammenhang mit 2 beschrieben wird, wie im wesentlichen in der EP 0549756 B1 beschrieben. Das dort gereinigte Gas wird anschließend entweder einem Motor oder einer Turbine 41, einer Wasseraufbereitung 35 oder einer Gasverflüssigung 42 zugeleitet. Aus der Gasverflüssigung 42 wird dann das Flüssiggas an einen Versorgungstank 43 und von dort an den Brenner des Vergasers 15 geleitet oder das Flüssiggas wird einer zentralen Wärmeaufnahme und -Verteilung 44 zugeleitet, die zudem mit dem Motor 41, mit dem Thermo-Öltauscher 36 und dem Vergaser 15 in Verbindung steht.
Vom Motor 41 stammende Gase bzw. Gasgemische werden über das Fallstromgerät 38 verbracht, gekühlt und gereinigt und dann in eine Abgasreinigung 39 geleitet. Aus der Abgasreinigung 39 werden dann die gereinigten Abgase der Gasreinigung 40, dem Brenner des Vergasers 15 oder über eine Leitung 46 frei ausgebracht. In die Wasseraufbereitung 35 wird unter anderem das aus der physikalischen Trennung 12 abgeleitete Wasser über die Leitung 47 eingebracht und aus dieser das ge reinigte Wasser in den Wasserspeicher 22 und von dort zur Anlagenversorgung z. B. über die Leitung 48 ausgebracht. Aus dem Wasserspeicher 22 führt dann noch eine Leitung 49 in die Leitung 48, die Wasserüberschuss in einen Vorfluter oder sonstige öffentliche/freie Gewässer wie Bach oder Fluss ableitet. Schließlich ist noch ein Wärmetauscher für die Anlagenversorgung 50 vorgesehen.
Die in 2 dargestellte Anlage weist wesentliche Teile der im Zusammenhang mit 1 beschriebenen Anlage auf, wobei hier verschiedene An- und Abführungen bzw. Transporteinrichtungen nicht mit berücksichtigt bzw. eingezeichnet sind. Es ist links in der Figur ein Schmelzvergaser 15 zu erkennen, der weiter unten im Zusammenhang mit 3 und 4 näher beschrieben wird.
Der Schmelzvergaser 15 ist an der Oberseite seiner Schmelzzone über ein Ab- bzw. Zulaufrohr 19 mit dem Heißgas-Dampf-Generator 18 verbunden, der im Zusammenhang mit 5 bis 8 nachfolgend näher erläutert.
Das Heißgas-Dampf-Gemisch wird über das Ablaufrohr 37 von oben in das Fallstromgerät 38 eingeleitet, das in Verbindung mit 9 und 10 näher erläutert wird. Auf Grund dessen, dass der Müll beim Eintrag in den Schmelzvergaser unterschiedliche Primärenergie hat, ist auch die Gasmengenerzeugung und Gaszusammensetzung unterschiedlich. Durch den Effekt des Überganges vom Aggregatszustand fest (Müll) in gasförmig (Ausvergaser) geschieht auf dem Weg über den Heißgas-Dampf-Generator 18 und dem Fallstrommodul 38 bis hin zur Gasreinigungsanlage 40 eine Vorreaktion der Gase.
Mittels eines Sauggebläses (52) vor der Gasreinigung 40 wird durch einen Unterdruckdosimeter (53) im Fallstrommodul (38) ein Unterdruck gehalten. Durch einen Luft-Gas-Regler (54) vor dem Sauggebläse (52) wird die Gasmenge und der darin enthaltene Brennwert gemessen.
Über ein Luftführungsrohr (55) aus der Absaugung der physikalischen Trennung (12) wird entsprechend Luftsauerstoff abgesaugt. Das so erhaltene Gas-Luft-Gemisch wird in die Gasreinigungsanlage (40) geführt, die einen Schaumerzeuger (57) und einen Schaumzerleger (58) besitzt, wo nun die Ad- und Absorption der Gase stattfindet.
Mittels der in der Gasreinigung vorhandenen dynamischen Walzen (56) des Schaumerzeugers (57) wird eine sehr große Schaummasse gebildet. Die Filterfläche, die dabei erreicht wird, hat z. B. bei der Bildung von 1 m³ pro Zeiteinheit eine Fläche von ca. 100 000 m². Diese Fläche ist ausreichend, um die gereinigten Kohlenwasserstoffe freizusetzen, die z. B. der Motor (41) zur Verbrennung braucht. Dies geschieht wie folgt:
Mittels eines Reaktionsmittels, das ins Wasser zudosiert wird, entsteht eine sogenannte Prozessflüssigkeit, die ständig im Kreislauf über die Walzen (56) geführt wird. Durch die Zuführung des Gas-Luft-Gemisches entsteht dann die Schaummasse. Das Reaktionsmittel hat durch die hohe Affinität die Eigenschaft, langkettige Verbindungen wie z. B. Undecan (C11 H24), das bei der Vergasung aus Müll entsteht und andere Stoffe, wie z. B. Navtalene u. Silicane an sich bindet abzuscheiden. Diese Stoffe fallen dann als Schlamm an und werden nicht mehr in den gereinigten Gasstrom zum Motor (41) gegeben. Dagegen werden kurzkettige Verbindungen wie z. B. das Methan (CH₄), Methanol (CH₄O) oder Isopropanol (C₃H₈O) usw. in den Gasstrom zum Motor gereinigt wieder freigegeben. Dies geschieht durch den Dampfdruck der durch die Temperaturansteuerung von der zentralen Wärmeaufnahme und -Verteilung (44) über die Wärmetauscher.
Der Vorteil, die Gasreinigung vor den Motor (41) zu schalten, liegt darin, dass man zur Verbrennung im Motor keine Lambdaregelung mehr braucht und, da die Gase gereinigt sind, eine höhere Gesamtleistung des Motors erreicht wird. Durch die immer gleichgroß erzeugte Schaummasse und der geregelten Prozesswassertemperatur wird eine immer gleichbleibende Gasmenge dem Motor zugeführt. Der verflüssigte Gasüberschuss wird mittels einer Destille (Gasverflüssigung) (42) verflüssigt. Hinzu kommt, dass auf der gesamten Gasführungsstrecke kein explosives Gas-Luft-Gemisch entsteht, da die gesamte Wegstrecke bis zum Motor ein Nasszellen-Bereich ist und eine relative Luftfeuchte von 80% nicht unterschritten wird.
Aus 2 ist noch zu erkennen, wie der Wasserbehälter 30 im Wasserspeicher 22 angeordnet ist, so dass eine Wärmepufferung vorhanden ist. Die Wärme des auskondensierten heißen Wassers aus der Turbine 18.3 und aus dem Entsalzer 26 bleibt so besser im Wasser des Behälters 30 erhalten und wird lediglich teilweise an das Brauchwasser des Speichers 22 abgegeben und bleibt somit im System erhalten.
Wie aus 3 und 4 ersichtlich ist, weist der erfindungsgemäße Schmelzvergaser 15, an seiner Oberseite einen Trichter 15.1 auf, zum Einleiten bzw. Aufgeben des zu vergasenden Materials, z. B. von Abfall oder Müll.
Darunter befindet sich ein Schiebersystem 15.2, bei dem durch zwei Schieber eine Portionierung bzw. Vereinzelung des in den Vergaser aufgegebenen Materials vornehmbar ist. Weiter unten befindet sich ein wassergefüllter Gehäusemantel 15.3, der nach unten durch einen Rost 15.4 abgegrenzt ist, auf dem keramische Hochtemperaturkugeln 15.5 aufliegen, zwischen denen das geschmolzene Restmaterial nach unten in den Brennraum und weiter in eine Auffangwanne 15.6 fließt. In dieser Auffangwanne werden die schwereren flüssigen Metalllegierungen 15.7 unten gesammelt, während die flüssige, innerte Schlacke 15.8 oben schwimmt, wobei beides, also die flüssige Metalllegierung und die flüssige Schlacke entsprechend ableitbar und zur weiterer Verwendung bringbar sind.
Im Inneren des Gehäusemantels ist ein Führungszylinder 15.9 konzentrisch und auf Abstand so angeordnet, dass dazwischen ein ringförmiger Gasführungskanal 15.10 vorhanden ist. Im Führungszylinder 15.9 sind überdachte Öffnungen 15.11 eingebracht, wie insbesondere auch in Verbindung mit 4 erkennbar ist. Diese Öffnungen 15.11 werden dadurch gebildet, dass Bogen-Einschnitte 15.12 in den Mantel des Führungszylinders eingebracht werden, wobei durch Eindrücken bzw. Abwinkeln ein die jeweilige Öffnungen 15.11 schützendes Dach 15.13 vorhanden ist.
Wie insbesondere aus 5 erkennbar ist, besitzt der Heißgas-Dampf-Generator 18, als prägnante Teile, in Aufeinanderfolge gesehen, einen Dampferzeuger 18.2, eine Turbine 18.3 und einen Generator 4. Der Dampferzeuger 18.2 hat ein ballonartiges Gehäuse 18.6, das einerseits über seine Zulauföffnung 18.7 mit einem Rohgas bzw. Heißgas vom Vergaser führenden Zulaufrohr 19 verbunden ist, vorzugsweise über eine Flanschverbindung 18.9. Andererseits ist das Gehäuse 18.6 über seine Ablauföffnung 18.10 mit der Zulauföffnung 18.11 eines ebenfalls annähernd ballonförmigen, einen Doppel-Turbinenläufer 18.13 enthaltendes Turbinengehäuse 18.12 der Turbine 18.3 verbunden, vorzugsweise ebenfalls über eine Flanschverbindung 18.9.
Das Turbinengehäuse 18.12 ist auslaufseitig bzw. an seiner Auslauföffnung 18.14 mit einem Ablaufrohr 37 verbunden und zwar ebenfalls über eine Flanschverbindung 18.9. Das Ablaufrohr 37 ist an seinem turbinenseitigen Ende mit einem sich erweiternden Diffusor-Abschnitt 18.16 versehen, wonach das Ablaufrohr 37 weiterführend einen konstanten Querschnitt bzw. Durchmesser aufweist und mit weiteren vorhanden Einrichtungen von z. B. einer Müllverwertungsanlage, sowie unterschiedlichen Gasreinigungsgeräten bzw. -Einrichtungen verbunden ist.
Im Ballon-Gehäuse 18.6 befindet sich konzentrisch angeordnet und ausgebildet ein Hochdruckbehälter 18.18, der im wesentlichen die Form einer Birne aufweist und mit seinem ausgestülpten bzw. axial ausgezogen Öffnungsende 18.19 so ausgebildet und insgesamt angeordnet ist, dass es bis nahe seiner Ablauföffnung und damit der Ablauföffnung 18.10 des Gehäuses 18.6 und damit der Zulauföffnung 18.11 der Turbine 18.3 steht bzw. endet.
Wie auch aus 6 zu entnehmen ist, ist an dem geschlossenen zulaufseitigen Ende des Hochdruckbehälters 18, also praktisch an dessen Bodenseite, ein Verteiler 18.20 vorgesehen, der im Zusammenhang mit 7 und 8 näher erläutert wird. Der Verteiler 18.20 öffnet einerseits in das Behälterinnere und ist andererseits über eine Zulaufleitung 18.21 mit einem Wasserbehälter 18.22 verbunden, wobei eine Pumpe 18.23 in der Leitung 18.21 das im Wasserbehälter befindliche gereinigte Brauchwasser zum Verteiler 18.20 befördert. Das im Behälter 18.22 befindliche gereinigte Brauchwasser wird ganz überwiegend über eine Leitung 18.24 eingebracht, die aus einer Wasserreinigung des Systems bzw. der Anlage stammt bzw. aus dem entsprechenden Wasserspeicher bedarfsweise zugeleitet wird. Zudem wird über eine Leitung 18.25 auskondensiertes Wasser aus der Turbine 18.3 in den Wasserbehälter 18.22 eingebracht.
Im Gehäuse 18.12 der Turbine 18.3 ist ein Doppel-Turbinenläufer 18.13 konzentrisch angeordnet, der im Wesentlichen bzw. im weitesten Sinne spiegelbildlich zur Gehäusemitte und zum Läufer selbst ausgebildet ist, im Wesentlichen ebenfalls Dimensions- bzw. Durchmessererweiterung und danach entsprechend die Durchmesser- bzw. Dimensionsverringerung besitzt bzw. aufweist. Dabei befindet sich der Läufereingang nahe der Zulauföffnung 18.11 der Turbine und somit gleichzeitig nahe dem Öffnungsende 18.19 des Hochdruckbehälters 18.18. Der axial gegensinnige Austritt 18.28 des Turbinenläufers 18.13 befindet sich entsprechend nahe der Ablauföffnung 18.14 der Turbine bzw. des Turbinengehäuses 18.12 und so mit dem Eintritt des Diffusorabschnitts 18.16 des Ablaufrohres 37. Es ist ersichtlich, dass gleichzeitig der maximale Durchmesser des Turbinenläufers in seinem mittigen maximalen Umfang bzw. seiner Krone 18.27 entsprechend korrespondierend mit der Zone mit größtem Durchmesser des Gehäuses 18.12 angeordnet ist.
Der Turbinenläufer 18.13 ist dabei über seine Abtriebswelle 18.29 mit dem Permanentmagnet-Generator 18.4 verbunden. Dieser Generator 18.4 besitzt drei Stufen 18.31, die je nach Bedarf bzw. je nach anliegendem Drehmoment, entsprechend selbsttätig zugeschaltet werden. Von dem Generator 18.4 führen zwei Gleichstromleitungen 18.33 und 18.34 zu den Elektroden 18.36 und 18.37 einer Trenneinrichtung 18.35. In dieser Einrichtung 18.35 erfolgt die physikalische Trennung von über eine Leitung 18.38 angebrachtes Schmutzwasser, z. B. des Schmutzwassers aus dem Müll-Silo einer Müllverwertungsanlage. Durch die elektrolytischen Reaktionen bzw. Aufspaltungen setzen sich die Verunreinigungen als Schlamm am Behälterboden der Einrichtung 18.35 ab und werden über eine Leitung 18.38 ausgebracht. Das physikalisch gereinigte Wasser wird über eine Leitung 18.39 zur Weiterbehandlung abgezogen, während der Überschuss an entstandenem Sauerstoff und Wasserstoff zum Stützbrenner des Vergasers der Müllverwertungsanlage bzw. zu einem Verbrennungsmotor weitergeleitet wird, über die Leitungen 18.40 bzw. 18.41.
Aus 6 ist zu erkennen, wie am konzentrischen Gehäuse 18.6 des Dampferzeugers 18.2 angeordneten Hochdruckbehälter 18.18 der Verteiler 18.20 angeordnet ist, dessen Einströmseite durch einen Kegel 18.47 geschützt ist, der gleichzeitig den in das Gehäuse 18.6 des Dampferzeugers 18.2 eintretenden Gasstrom gleichmäßig auf die Mantelfläche des Behälters 18.18 aufteilt.
7 zeigt im Detail, wie der Verteiler 18.20 aus einem in das Innere des Behälters 18.18 ragenden Führungsrohr 18.28 besteht, der über einen Flansch 18.49 mit Dichtung 18.50 am Behälter 18.18 befestigt ist und an dem außen die Zulaufleitung 18.21 mit zwischenliegender Dichtung 18.51 angeschlossen ist. An der Stirnseite des Führungsrohres 18.48 ist in geringer Beabstandung eine Verteilerscheibe 18.55 konzentrisch angeordnet, die ein Lagerrohr 18.54 besitzt, das axial in die Bohrung 18.53 des Führungsrohres 18.48 so hineinragt, dass zwischen den beiden Rohren eine ringförmige Wasserführung 18.56 gebildet ist. Zudem sind in der Bohrung 18.53 des Führungsrohres 18.48, jeweils zum Ende des mit dem Lagerrohr 18.54 korrespondierenden Rohrabschnittes, je eine Ringtasche 18.57 und 18.58 vorgesehen, in denen das vorbeiströmende Wasser aufgestaut wird und dadurch die Rolle eines Wasserlagers spielen. An der Stirnseite des Führungsrohres 18.48 ist zudem eine die Bohrung 18.53 erweiternde Ausschrägung 18.59 vorgesehen, wodurch der aus der Wasserführung 18.56 auftretende Wasserstrom verbreitert nach außen abgeleitet wird und breiter gefächert auf die Anstromfläche 18.30 der Verteilerscheibe 18.55 trifft.
Wie auch aus 8 erkennbar ist, sind auf der Anströmfläche 18.60 axial abstehende spiralförmige Wasserführungskanten 18.61 vorgesehen, auf welche der aus der Wasserführung austretende Wasserstrom drückt und dadurch die Verteilerscheibe dreht.
Aus 7 ist des Weiteren zu erkennen, dass das Lagerrohr 18.54 eine innere Wasserführung 18.63 besitzt, in deren stirnseitiger Erweiterung eine Ringtasche 18.64 vorhanden ist. In diese ragt ein konischer Lagerkegel 18.65 geringfügig beabstandet hinein, so dass durch die Wasserführung 18.63 strömendes Wasser auf den Lagerkegel 18.65 auftritt und durch Rückstau in der Ringtasche 18.64 ein Wasserlager bildet. Der Lagerkegel 18.65 ist dabei über einen Gewindezapfen 18.66 mit Kontermutter 18.67 an einem Bügel 18.68 axial verschiebbar gehalten, der am Flansch 18.49 befestigt ist. Somit ist ein Drei-Punkt-Wasserlager vorhanden (18.57, 18.58, 18.64), dass die Verteilerscheibe 18.55 stabil und taumelfrei hält.
Es ist somit insgesamt ersichtlich, dass der Verteiler 18.20 eine in sich kompakte Einheit bildet, die als solche von außen einschiebbar und dadurch leicht auswechselbar über den Flansch 18.49 am Behälter 18.18 z. B. über Schrauben befestigbar ist. Bei eventuellen Störungen oder notwendigen Änderungen der Einstellung der axialen Position des Lagerkegels 18.65 oder gar kompletten Austausch der Verteilereinheit sind somit nur einige Schraubverbindungen zu lösen, um die erforderlichen Arbeiten problemlos durchzuführen.
Der Heißgasdampfgenerator 1 arbeitet folgendermaßen:
Das über das Zulaufrohr 19 z. B. von einem Müllvergaser eingebrachte bzw. einfließende Heißgas 18.43 tritt mit einer Temperatur von ca. 400°C bis 500°C über die Zulauföffnung 18.7 in das Gehäuse 18.6 ein und umspült den Hochdruckbehälter 18.18. Es ist ersichtlich, dass dabei beim Eintritt zuerst eine wesentliche Querschnittserweiterung stattfindet, wonach in der Zone der Ablauföffnung 18.10 erneut eine Verengung des Querschnitts erfolgt, wodurch das Strömungsverhalten des Heißgases entsprechenden Änderungen unterworfen ist. Durch das Umströmen des Hochdruckbehälters mit dem Heißgas wird der Behälter entsprechend erhitzt, wodurch das über den Verteiler 18.20 eingesprühte Wasser sofort bzw. explosionsartig verdampft und in Richtung auf das Öffnungsende 18.19 des Behälters gedrückt bzw. ausgestoßen wird. Durch die entsprechenden Drucksituationen und auch die entsprechenden Querschnittsverringerungen tritt der Wasserdampf 18.44 mit unter relativ hohem Druck und hoher Geschwindigkeit aus dem Behälter 18.18 aus und in die Zulauföffnung 18.11 der Turbine ein. Dabei tritt gleichzeitig außen konzentrisch auch das Heißgas 18.43 aus dem Gehäuse 18.6 aus und in die Zulauföffnung 18.11 der Turbine ein, wonach der Wasserdampf 18.44 und das Heißgas 18.43 sich mischen, insbesondere bei deren Eintritt in die unter Einwirkung von Heißgas und Dampf sich drehenden Turbinenläufers. Es entseht dabei ein Heißgas-Dampf-Gemisch, das expandierend durch die erste Hälfte des Turbinenläufers zieht und danach komprimierend in dessen zweiten Hälfte geführt wird bzw. strömt, um über eine mit der Zulauföffnung 18.11 im wesentlichen gleichgroße Auslassöffnung 18.14 der Turbine auszuströmen. Das Heißgas-Dampf-Gemisch, das nach Kompression, Expansion und erneuter Kompression zusätzlich den Drehbewegungen durch den Turbinenläufer unterworfen war, hat unterschiedliche Druck- und Geschwindigkeitszustände erfahren und ist entsprechend stark vermischt worden, so dass eine Vorreaktion im Gemisch stattgefunden hat. Zudem wird dieses vorreagierte Gemisch bei Eintritt in den Diffusorabschnitt 18.16 des Ablaufrohres 18.15 erneut expandieren, wodurch noch ein weiterer Misch- und Reaktionsschritt stattfindet.
Dadurch, dass im Ablaufrohr 37 ein Unterdruck vorhanden ist, verursacht z. B. durch das Saug-Gebläse einer nachfolgenden Gasreinigungsstufe 40, findet der Durchfluss des Heißgases und des Wasserdampfes bzw. des Heißgas-Dampf-Gemisches 18.45 optimal statt, ohne jeglichen Rückstau, wie dies bei üblichen Turbinen meist der Fall ist und wodurch dort dann bekanntlich die hohen Wirkungsgradverluste herrühren. Durch den Sog bzw. den Unterdruck im Ablaufrohr 37 arbeitet die Turbine 18.3 unter optimalen Bedingungen, so dass deren Wirkungsgrad bisher einen bei diesen Dampfturbinen unerreicht hohen Wirkungsgrad erreicht bzw. erreichen kann.
Wie aus 9 zu erkennen ist, besitzt das Fallstromgerät 38 in einer ersten Ausführung an seinem oberen Bereich eine Kühl- und Reinigungseinheit 60, die aus einem oberen Deckteil 61 und einem unteren Basisteil 62 besteht, die gemeinsam ein doppelkonisches Gehäuse 63 bilden. In diesem Gehäuse 63 sind zwei konische Wandelemente 64 und 65 angeordnet, die zwar ebenfalls eine sich erweiternde Konizität besitzen, jedoch mit unterschiedlichem Konuswinkel. So besitzt das obere Wandelement 64 einen größeren Winkel als durch das Deckteil 61, während das untere Wandelement 65 eine geringere Konizität besitzt als das Wandelement 64, wobei zu erkennen ist, die Konizität des Wandelementes 65 ungefähr mit dem Deckteil 61 übereinstimmt. Hierdurch werden unterschiedliche Durchtrittsquerschnitte geschaffen, so oben beim Eintritt eine erste Fläche 66, die gleich dem Querschnitt das Gas-Dampf-Gemische eindringende Zulaufrohr 37. Zur zweiten Fläche 67 hin findet eine sehr starke Verengung bzw. Verdichtung statt, mit einer nachfolgenden großen Diffusion, um dann bei der dritte Fläche 68 erneut eine Verengung und somit Verdichtung bereit zu stellen.
Jeweils zentrisch ist an der Oberseite der Kegelwandelemente 64 und 65 und des Deckteiles 61 je eine Düse 71, 72 bzw. 73 angeordnet, die über eine Leitung 74 mit dem unteren Sammelbecken 77 des Fallstromgerätes 38 in Verbindung stehen.
Es trifft nun feuchtes Luft-Dampf-Gemisch von oben über die Leitung 37 kommend in der Einrichtung ein, gleichzeitig wird die Prozessflüssigkeit (Wasser mit Reaktionsmittel) über die Düsen 71, 72, 73 zentrisch eingesprüht, wobei sich durch die erweiternde Konizität des Gehäuses bzw. des Deckteiles 61 sowie durch das Versprühen Diffusion stattfindet und die Temperatur in erster Stufe sinkt. Von 1. Fläche 66 nach 2. Fläche 67 findet durch die unterschiedlichen Konizitäten des Deckteils 61 und des Wandelementes 64 eine Durchtrittsverengung und somit eine Verdichtung statt.
Von 67 nach 68 findet eine Expansion/Diffusion statt, da der hier darunter befindliche Kegel 65 einen kleinen Winkel besitzt. Dadurch findet eine Druck- und Geschwindig keitsänderung statt, der Druck wird erhöht und die Geschwindigkeit reduziert. Das unter großem Druck durch die Fläche 67 in den darunter befindlichen erweiterten Raum eintretende Flüssigkeits-Gas-Gemisch wird sehr stark verwirbelt und noch zusätzlich mit Prozessflüssigkeit besprüht und trifft auf den weiteren, etwas engeren Konus des Wandelements 65.
Bei der Fläche 68 trifft das Flüssigkeits-Gas-Gemisch erneut auf eine Querschnittsverengung zwischen Konus 65 und nunmehr sich konisch verengender Gehäuse-Basis 62, wodurch erneut die Geschwindigkeit- und Druckverhältnisse verändert werden, so dass erneut ein Fallstromeffekt stattfindet, d. h. Verwirbelungen/Turbulenzen. Dabei wird erneut zentrisch Prozessflüssigkeit eingesprüht, wodurch das Gemisch stark aufgeschäumt wird, mit der Folge entsprechend großer Oberflächenvergrößerung und somit großer Reinigungswirkung. Durch die Oberflächenvergrößerungen und die eingesprühte Prozessflüssigkeit wird abgekühlt, wobei in einer Einrichtung mit doppelkonischem Gehäuse und innen befindlichen zwei Kegelwandungen eine Temperaturreduktion von ca. 300°C bis auf 60°C erfolgt.
Bei Anordnung mehrerer solcher Vorrichtungsteile wie in 10 aufgezeigt, d. h. mehrerer doppelkonischer Gehäuse mit innen befindlichen Kegelwänden, kann eine Temperaturreduktion von ca. 500°C bis auf 60°C erfolgen. Durch die in Strömungsrichtung jeweils sich erweiternd angeordneten drei Kegeln, nämlich die obrige Gehäusewand, die beiden Kegelwandungen und die untere gegenläufig kegelförmige Gehäusewand sind sechs Oberflächen vorhanden, die ständig von der Prozessflüssigkeit benetzt sind, wodurch große Reaktionsflächen zur Verfügung stehen. Dazu entsteht durch die starke Aufschäumung bei der Verwirbelung an den Durchtritten zwischen der ersten und der zweiten Kegelwandung 64 und 65 mit den Gehäusewänden 61, 62, eine extrem große Reaktionsfläche durch die Schaumbläschen. Zu dem wirkt sich auch der wiederholte Druckwechsel aus, mit der Folge einer sehr hohen Affinität der Gasmoleküle zum Reaktionsmittel der Prozessflüssigkeit. Die an der Unterseite des Gehäuse-Basisteiles 62 austretenden gereinigten Gase werden durch die Leitung 76 abgesaugt und strömen in die Gasreinigung 40 ein, dank der Saugwirkung des Ventilators 52, wie aus 1 bis 2 ersichtlich wird. Die dabei anfallende Prozessflüssigkeit rinnt bzw. tropft nach unten, wird über die Trichter-Wanne zusammengefasst und fließt in das Sammelbecken 77, wobei sich der darin befindliche Schlamm 78 am Boden sammelt und von dort über die Leitung 79 ausgetragen werden kann.
Somit erfüllt das Fallstromgerät drei Aufgeben im System, und zwar:

1. Eine Temperatursenkung z. B. von annähernd 500°C auf 60° Celsius.
2. Die vom Heißgasdampfgenerator vorreagierten Gase zu adsorbieren.
3. Druckschwankungen im Rohgasstrom zu kompensieren.

Wie aus 9, aber auch aus 2 zu erkennen ist, ist an der Oberseite des Fallstromgeräts 38, konzentrisch die Ab- bzw. Zuleitung 37 umgebend, das Ringgehäuse 20 einer Entsalzungseinrichtung 26 angeordnet. Auch dieses Gehäuse 20 ist, ähnlich wie das bzw. die Gehäuse 36 der Kühl- und Reinigungseinheiten 60 des Fallstromgeräts doppelkonisch ausgebildet, wobei hier aber nur die obere konische Seite zur Entsalzung verwendet wird, während der untere konische Teil zum Zuführrohr 37 offen ist, wodurch ein stark erweiterter Durchflussquerschnitt mit entsprechender Diffusion und somit weiterer Einflussnahme auf das Gas-Dampf-Gemisch vorhanden ist. In den Ringraum 80 des Entsalzergehäuses 20 wird über die Leitung 21 aus dem Wasserspeicher (siehe hierzu auch 2) Brauchwasser eingeführt, wo dieses schnell unter Einwirkung der Wärme der durch die Leitung 37 strömenden Gas-Dampf-Gemische verdampft. Der entstehende Dampf wird über die Leitung 25 ausgetragen, die das kondensierende Wasser einerseits über einen Kondensator 81 an den Filter 28 und von dort in Trinkwasserqualität 29 weiterbefördert. Aus der Leitung 25 wird der kondensierende Dampf zu dem in den Behälter 30 abgeleitet, aus dem u. a. der Verdampfer des Heißgasdampfgenerators 18 bedient wird. Das während der Verdampfung sich am Boden des Ringraumes 80 absetzende Salz wird dann über einen Salzaustrag aus dem Entsalzter entfernt, z. B. mit Hilfe eines zeichnerisch nicht dargestellten Räumers.
Schließlich zeigt 10 ein Fallstromgerät 38, bei dem nicht nur eine Kühl- und Reinigungseinheit 60 an der Oberseite des Gerätes vorgesehen ist, sondern gleich drei vertikal übereinander angeordnete Einheiten so dass eine dreifache Kühl- und Reinigungswirkung auf das über die Leitung 37 eintretende Gas-Dampf-Gemisch ausgeübt wird.

1: Wasserbad
2: Waage
3: Schleuse
4: Bunker
5: Förderband
6: Brecher
7: Schlammsilo
8: Schlammentwässerung
9: Förderer
10: Kolbenpresse
11: Metallabscheider-Silo
12: physikalische Trennung
13: Kammerfilterpresse
14: Müll-Vorratsbunker
15: Schmelzvergaser
16: Schlacke-Verwertung
17: Leitung (Recycling)
18: Heißgas-Dampf-Generator
19: Leitung (Ablauf/Zulauf)
20: Ringgehäuse
21: Leitung
22: Wasserspeicher
23: Leitung
24: Kälte- und Eisproduktion
25: Leitung
26: Entsalzung
27: Leitung entsalztes Wasser
28: Filter
29: Leitung (Trinkwasser)
30: Wasserbehälter
31: Leitung
32: Luftreinigung (Anlage, Hallen)
33: Leitung (Luftab-)
34
35: Wasseraufbereitung (WAS)
36: Thermo-Öltauscher
37: Leitung
38: Fallstromgerät
39: Abgasreinigung
40: Gasreinigung
41: Motor/Turbine
42: Gasverflüssigung
43: Versorgungstank
44: zentrale Warenaufnahme
45: Leitung
46: Leitung
47: Leitung
48: Leitung zu Vorfluter
49: Leitung
50: Wärmetauscher
51
52: Sauggebläse
53: Unterdruckbehälter
54: Luft-Gas-Regler
55: Luftführungsrohr (a. phys. Tr.)
56: dynamische Walzen
57: Schaumerzeuger
58: Schaumzerleger
59
60: Kühl- und Reinigungseinheit
61: Deckteil
62: Basisteil
63: Gehäuse
64: Wandelement
65: Wandelement
66: 1. Fläche
67: 2. Fläche
68: 3. Fläche
69
70: Auffang-Blech-Trichter
71: Düse
72: Düse
73: Düse
74: Leitung
75: Wanne
76: Leitung
77: Sammelbecken
78: Schlamm
79: Schlammleitung
80: Ringraum
81: Kondensator
82: Salzaustrag
15.1: Trichter
15.2: Schiebesystem
15.3: Gehäusemantel
15.4: Rost
15.5: Hochtemperaturkugeln
15.6: Auffangraum
15.7: Metalllegierung
15.8: Schlacke
15.9: Führungszylinder
15.10: Gasführungskanal
15.11: Öffnungen
15.12: Bogeneinschnitte
15.13: Dach
15.14: (Gasableitrohr = 19)
18.1: Vorrichtung (HGDG)
18.2: Dampferzeuger
18.3: Turbine
18.4: Generator
18.5: Ab/-Zulaufrohr
18.6: (Ballon-)Gehäuse
18.7: Zulauföffnung
18.8: (Zulaufrohr = 19)
18.9: Flanschverbindung
18.10: Ablauföffnung
18.11: (Turbinen-)Zulauföffnung
18.12: (Turbinen-)Gehäuse
18.13: (Doppel-)Turbinenläufer
18.14: Ablauföffnung
18.15: (Ablaufrohr = 37)
18.16: Diffusor-Abschnitt
18.17
18.18: Hochdruckbehälter
18.19: Öffnungsende
18.20: (Wasser-)Verteiler
18.21: Zulaufleitung
18.22: Wasserbehälter
18.23: Pumpe
18.24: Zuleitung v. Wasserspeicher
18.25: Ableitung v. Turbine
18.26: Eintritt
18.27: Krone
18.28: Austritt
18.29: Abtriebswelle
18.30
18.31: Stufen
18.32
18.33: Stromleitung
18.34: Stromleitung
18.35: (physik. Trennung = 12)
18.36: Elektrode (Kathode)
18.37: Elektrode (Anode)
18.38: Leitung
18.39: Leitung
18.40: Leitung
18.41: Leitung
18.42
18.43: Heißgas
18.44: Wasserdampf
18.45: Heißgas-Dampf-Gemisch
18.46
18.47: Kegel
18.48: Führungsrohr
18.49: Flansch
18.50: Dichtung
18.51: Dichtung
18.52
18.53: Bohrung
18.54: Lagerrohr
18.55: Verteilerscheibe
18.56: Wasserführung, ausßen
18.57: Ringtasche
18.58: Ringtasche
18.59: Anschrägung
18.60: Anströmfläche
18.61: Wasserführungskanten
18.62
18.63: Wasserführung, innen
18.64: Ringtasche
18.65: Lagerkegel
18.66: Gewindezapfen
18.67: Kontermutter
18.68: Bügel

Claims

Verfahren zur Nutzenergieerzeugung durch Müllvergasung, bei dem – Abfälle wie Stadtmüll in einen Schacht-Schmelzvergaser eingebracht, im Gegenstrom getrocknet, entgast und unter Schmelzen der festen Rückstände vergast werden, der schmelzflüssige Rückstand ausgetragen wird und oben staubhaltiges Rohgas abgezogen wird, – dass das Heiß-Rohgas gereinigt und gekühlt wird, durch eine Trennzone geleitet und einer elektrostatischen Abscheidung unterworfen wird, wonach das erhaltene Gas einem Brenner oder allgemein zur Nutzenergieerzeugung weitergeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, – dass die vom Schmelzvergaser (15) abgezogenen Heiß-Rohgase einem Heißgasdampfgenerator (18) zugeführt werden, bei welchem dem Heißgas Wasserdampf zugemischt und dieses Heißgas-Dampfgemisch über den Doppel-Turbinenläufer (18.13) einer Turbine (18.3) geführt wird, die einen Stromgenerator (18.4) antreibt, wobei gleichzeitig eine Vorreaktion stattfindet, – dass danach das vorgereinigte Heißgas-Dampf-Gemisch in ein Fallstromgerät (38) eingeführt wird, in dem unter Verwendung von eingedüstem, mit Reaktionsmittel versetztem Wasser und durch wiederholte Ausdehnungen und Kompressionen mit Aufschäumen, das Gemisch abgekühlt und vorgereinigt wird, wobei das vorgereinigte Gas abgezogen und die Flüssigkeit gesammelt wird, – dass das vorgereinigte Gas einer Gasreinigung (40) zugeführt wird, in der das Gas mit Reaktionsmittel aufgeschäumt und wieder entschäumt wird, – und dass schließlich die gereinigten Gase einer weiteren energetischen Verwertung, z. B. die Verbrennung in einem Motor (41), zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Anordnung eines mit radialen überdachten Durchbrüchen (15.11) versehenen Führungszylinders in der Vergasungszone des Schmelzvergasers (15) (15.9) das vergasende zu Material in dem Führungszylinder abwärts gleitet, während die freigesetzten Gase vorzugsweise im Gasführungskanal (15.10) nach oben fließen und dabei auch radial durch die Durchbrüche austreten.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Heißgasdampfgenerator (18) der Wasserdampf im der Turbine (18.3) vorgeschalteten, Heißgas führenden Zulauf erzeugt wird, durch zentrale bzw. axiale Einbringung von Brauchwasser, so dass der Heißdampf zusammen mit dem Heißgas sich mit diesem vermischend und vorreagierend, in die Turbine (18.3) eintritt, diese durchläuft und aus dieser wieder austritt.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in den das Gas-Dampf-Gemisch führenden Leitungen Unterdruck herrscht, verursacht durch die Sogwirkung des Gebläses der nachgeschalteten Gasreinigung (40).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Energie des Heißgas-Dampf-Gemisches angetriebene Turbine (18.3) einen mehrstufigen Stromgenerator (18.4) antreibt, wobei der erzeugte Gleichstrom vorzugsweise zur physikalischen Trennung (12) mit elektrostatischer Zerlegung des Prozesswassers der Anlage verwendet wird und der überschüssige Sauerstoff und Wasserstoffvorzugsweise dem Stützbrenner (15.16) des Schmelzvergasers (15) zugeführt wird.
Anlage zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einem Schachtgenerator (Schmelzvergaser), einem Gaswäscher und einem elektrostatischen Abscheider, dadurch gekennzeichnet, – dass an dem Schmelzvergaser (15) ein Heißgasdampfgenerator (18) angeschlossen ist, bestehend aus einem Dampferzeuger (18.2), einer Turbine (18.3) mit Doppel-Turbinenläufer und einem von diesem angetriebenen Generator (18.4), – dass das Ablaufrohr (37) des Heißgasdampfgenerators (18) mit einem Fallstromgerät (38) verbunden ist, das mit mehreren konischen Schrägwänden ausgestattet ist und in dem jeweils stufenweise zentrisch Düsen zur versprühenden Einbringung von mit Reaktionsmittel versetztem Wasser vorgesehen sind, und mindestens eine das Heißgas-Dampf-Gemisch weiter abkühlende und trennende Kühl- und Reinigungseinheit (60) bilden, – dass der Gasauslass des Fallstromgerätes mit einer Gasreinigung (40) verbunden ist, die mit einem Ventilator einen Sog-Unterdruck erzeugt, im Fallstromgerät über den Heißgas-Dampfgenerator bis hin zum Schmelzvergaser, wobei die Gasreinigungseinrichtung eine Station zum Aufschäumen des Gases mit Reaktionsmittel und nachfolgend eine Station zum Entschäumung (Schaumzerlegungsstation), die über eine Gasleitung für das gereinigte Gas mit einem Motor (41) verbunden ist.
Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Inneren der Vergasungszone des Schmelzvergasers (15) ein konzentrisch zum Vergaser-Gehäusemantel (15.3) und auf radialem Abstand zu diesem ein mit radialen Öffnungen (18.11) versehener Führungszylinder (18.9) so angeordnet ist, dass das zu vergasende Material innerhalb des Führungszylinders (18.9) sich befindet und abwärts gleitet, während zwischen Führungszylinder (18.9) und Gehäusemantel (18.3) ein ringförmiger bzw. zylindrischer Gasführungskanal (18.10) gebildet ist, in den das gebildete Gas eintritt und nach oben abgeleitet wird.
Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die radialen Öffnungen (18.11) des Führungszylinders (18.9) dachförmig herausgedrückte Durchbrüche sind, mit einem dachförmig zumindest leicht nach innen herausgedrückten bogenförmigen Abschnitt, einen Öffnungsschutz bildend, während der Führungszylinder (18.9) an seinem oberen Ende mindestens bis Mitte des Gasableitrohres (19) reicht und an seinem oberen Ende eine konische Erweiterung (18.15) besitzt, wobei der obere Außenrand radial im wesentlichen bis an den Gehäusemantel reicht.
Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Heißgasdampfgenerator (18) einen Dampferzeuger (18.2), eine Turbine (18.3) mit einem Doppel-Turbinenläufer (18.13) und einen Generator (18.4) besitzt, wobei der Dampferzeuger (18.2) als dem Zulauf (18.11) der Turbine (18.3) ein vorgeschaltes ballon- oder birnenförmiges Gehäuse (18.26) ausgeführt ist, in dem konzentrisch ein birnenförmiger Hochdruckbehälter (18.18) so angeordnet ist, dass er von den Heiß-Rohgasen (18.43) umspült und aufgeheizt wird und mit seiner verengten Austrittsöffnung (18.19) zum Turbinenläufer (18.13) weist, in dessen unmittelba rer Nähe er endet, wobei der Hochdruckbehälter (18.18) mit einer Wasserzulaufleitung (18) verbunden ist, zur Einbringung des zu verdampfenden Wassers.
Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserzulauf (18.28) gas-zulaufsseitig im Hochdruckbehälter (18.18) zentrisch/axial einmündet, wobei über einen Verteiler (18.20) das Wasser im Hochdruckbehälter (18.18) gleichmäßig radial fein verteilt eingebracht wird, wobei zur Radialverteilung des axial eingebrachten Wassers ein Verteiler (18.20) am Boden des Behälters (18.18), in diesen hineinragend, angeordnet ist, der eine koaxiale Verteilerscheibe (18.55) besitzt, auf welche das über ein Führungsrohr (18.48) axial einströmende Wasser trifft und radial fein verteilt wird.
Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilerscheibe (18.55) über ihr Lagerrohr (18.54) im Führungsrohr (18.48) über Wasserlager (18.18, 18.57, 18.58) konzentrisch gehalten ist und an der Anströmfläche (18.60) der Verteilerscheibe (18.55) tangential oder spiralförmig ausgebildete Wasserführungskanten (18.61) vorgesehen sind, durch die eine Rotation der Scheibe verursachbar ist, und dass koaxial an der äußeren Stirnseite der Verteilerscheibe (18.55) ein axial einstellbarer Lagerkegel (18.65) vorgesehen ist, der in eine innere Wasserführung (18.63) des Lagerrohres (18.54) der Verteilerscheiben (18.55) hineinragt, wobei im erweiterten Ende der Wasserführung (18.63) eine Ringtasche (18.64) vorhanden ist, ein Wasserlager bildend.
Anlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Ablaufrohr (37) turbinenseitig einen sich in Ablaufrichtung erweiternden Diffusorabschnitt (18.16) besitzt und dass im Ablaufrohr (37) Unterdruck herstellbar ist.
Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasser-Zulaufleitung (18.28) mit einem Wasserbehälter (30) verbunden ist, in dem gereinigtes Brauchwasser vom Wasserspeicher (22) eines Wasserreinigungssystems (35) der Müllvergasungsanlage eingebracht ist.
Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der von der Abtriebswelle (18.29) der Turbine (18.3) angetriebene Generator (18.4) ein Permanentmagnet-Generator ist, wobei der erzeugte Strom unter anderem zum Betreiben einer Einrichtung (12) zur physikalischen Trennung mit Oxidationsbaugruppe (Elektrolyse) dient, wobei der Generator (18.4) mehrere Stufen (18.31), selbsttätig umschaltbar für unterschiedliche Drehmomentabnahmen, aufweist.
Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Fallstromgerät (38) mit mindestens einer Kühl- und Reaktionseinheit (60) ausgerüstet ist, die aus einem doppelkonischen Gehäuse und darin befindlichen mindestens zwei vertikal übereinandergestülpten und dabei auf Abstand zueinander stehenden Kegelwänden aufgebaut ist, wobei jeweils zentrisch eine Düse vorgesehen ist, die mit Flüssigkeit, vorzugsweise mit Reaktionsmittel versetztem Wasser auf die Kegelwände und den Zwischenraum sprüht, wobei gleichzeitig die Kegelwände so zueinander in unterschiedlichen Winkeln angeordnet sind, dass immer jeweils eine Querschnittverengung mit angenähert düsenartig engem Durchtritt, eine erhebliche Querschnittverbereiterung vorgesehen ist, derart, dass eine sehr starke Verwirbelung des hindurchströmenden Gemisches verursachbar ist.
Anlage nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass unter der Kühl- und Reinigungseinheit (60) des Fallstromgeräts (38) ein Sammelbecken (77) für die sich absondernde Flüssigkeit vorgesehen ist, aus dem eine Leitung (74) zu den Düsen (71, 72, 73) der Kühl- und Reinigungseinheit (60) zurückführt, und dass eine Leitung (76) vorgesehen ist, die mit der Gasreinigung (40) in Verbindung steht, für die an der Unterseite der Kühl- und Reinigungseinheit (60) austretenden gereinigten Gase.
Anlage nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass am Zulaufrohr (37) des Fallstromgeräts (38) ein Ringgehäuse (20) einer Entsalzungseinrichtung (26) angeordnet ist, in das eine Leitung (21) mündet, die mit der Wasserreinigung (35) (WAS) verbunden ist, zur Einbringung von gereinigtem Wasser und dass eine Leitung (25) am Gehäuse (20) vorgesehen ist zur Ableitung des durch Verdampfen des Wassers entstehenden Dampfs, die verbunden ist mit einem Kon densator (81), gefolgt von einem Filter (28) und Trinkwasser-Leitung (29), und dass im Ringgehäuse ein Schieber zum Salzabräumen vorgesehen ist.
Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung zur Wasseraufbereitung (35) vorgesehen ist, zu der das aus den unterschiedlichen Stationen der Anlage anfallende verunreinigte Wasser zugeleitet, gereinigt und an einen Wasserspeicher (22) für gereinigtes Wasser weitergeleitet wird.