DE102016204196A1 - Reaktor zur Thermolyse/Pyrolyse - Google Patents

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Abstract

Ein Reaktor zum thermischen Zersetzen von Gummi- und/oder Kunststoffgranulat, insbesondere aus Altreifenmaterial, Industrieabfällen, etc., umfassend einen säulenartigen, vertikal angeordneten Reaktorbehälter, mit einem oberen Eintragbereich, einem sich an den Eintragbereich anschließenden mittleren Heizzonenbereich und einem sich an den Heizzonenbereich anschließenden unteren Austragbereich, wobei das Granulat mittels einer Fördereinrichtung über eine Schleuse in den Eintragbereich gefördert wird und sich über Schwerkraft in Form einer Schüttung, sich allmählich zersetzend, durch den Reaktorbehälter bewegt, wobei über den Heizzonenbereich hinweg eine thermische Trennung des Granulats in ölbeladene Gase bzw. Dampf und Feststoffe stattfindet und sich vorzugsweise mittig bzw. koaxial durch den Heizzonenbereich hindurch ein Dampfabzugrohr erstreckt, und wobei der Austragbereich zum Ausleiten von beladenen Gasen und Feststoffen dient ist dadurch gekennzeichnet, dass sich das Dampfabzugrohr in Fortsetzung seiner mittigen Anordnung aus dem Reaktorbehälter nach unten heraus in eine Dampfleitung erstreckt und dass der Feststoffaustrag über einen das Dampfabzugrohr umgebenden, vorzugsweise ringförmigen Austragtrichter mit nach unten konvergierenden Wandungen erfolgt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Reaktor zum thermischen Zersetzen von Gummi- und/oder Kunststoffgranulat, insbesondere aus Altreifenmaterial, Industrieabfällen, etc., umfassend einen säulenartigen, vertikal angeordneten Reaktorbehälter, mit einem oberen Eintragbereich, einem sich an den Eintragbereich anschließenden mittleren Heizzonenbereich und einem sich an den Heizzonenbereich anschließenden unteren Austragbereich, wobei das Granulat mittels einer Fördereinrichtung über eine Schleuse in den Eintragbereich gefördert wird und sich über Schwerkraft in Form einer Schüttung, sich allmählich zersetzend, durch den Reaktorbehälter bewegt, wobei über den Heizzonenbereich hinweg eine thermische Trennung des Granulats in ölbeladene Gase bzw. Dampf und Feststoffe stattfindet und sich vorzugsweise mittig bzw. koaxial durch den Heizzonenbereich hindurch ein Dampfabzugrohr erstreckt, und wobei der Austragbereich zum Ausleiten von beladenen Gasen und Feststoffen dient.
  • Der Reaktor dient zur Thermolyse und/oder Pyrolyse, wobei man unter Thermolyse eine chemische Reaktion versteht, bei der ein Ausgangsstoff durch Erhitzen in mehrere Produkte zersetzt wird. Beider Pyrolyse findet eine thermische Zersetzung statt.
  • Die Thermolyse und/oder die Pyrolyse wird/werden regelmäßig zur Darstellung definierter Produkte oder reaktiver Zwischenstufen eingesetzt.
  • Hier geht es ganz überwiegend um die thermische Zersetzung von Gummi- und/oder Kunststoffgranulat, insbesondere aus Altreifenmaterial. Ein gattungsbildender Reaktor ist beispielsweise aus WO 2010/127664 A1 bekannt, wobei diese Druckschrift im Konkreten ein Pyrolyseverfahren und eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens zeigt. Die diesbezügliche Offenbarung ist Grundlage für den erfindungsgemäßen Reaktor.
  • Der gattungsbildende Reaktor ist in mehrerlei Hinsicht problematisch, insbesondere in Bezug auf den dort konkret realisierten Austragbereich. Die Verrohrung zum Austragen der ölbeladenen Gase bzw. des Dampfes behindert den Feststoffaustrag. Außerdem befinden sich im ölbeladenen Dampf Rußpartikel, die das Dampfabzugrohr insbesondere im unteren Bereich nach und nach zusetzen. Insoweit sind besondere Reinigungs- und Wartungsarbeiten erforderlich, die nicht unerhebliche Kosten mit sich bringen. Da die Abzweigungen des Dampfabzugrohrs innerhalb des Reaktors liegen, nämlich im Austragbereich, sind die diesbezüglichen Arbeiten erschwert.
  • Ausgehend von dem gattungsbildenden Reaktor liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die im Stand der Technik auftretenden Nachteile weitestgehend zu eliminieren, wobei der Reaktor einen einfachen Aufbau bei hinreichend hohem Durchsatz haben soll. Außerdem soll sich der Reaktor vom gattungsbildenden Reaktor konstruktiv wie auch funktional unterscheiden.
  • Erfindungsgemäß ist die voranstehende Aufgabe durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Danach ist der in Rede stehende Reaktor dadurch gekennzeichnet, dass sich das Dampfabzugrohr in Fortsetzung seiner mittigen Anordnung aus dem Reaktorbehälter nach unten heraus in eine Dampfleitung erstreckt und dass der Feststoffaustrag über einen das Dampfabzugrohr umgebenden, vorzugsweise ringförmigen Austragtrichter mit nach unten konvergierenden Wandungen erfolgt.
  • In erfindungsgemäßer Weise ist erkannt worden, dass es von Vorteil ist, wenn sich das Dampfabzugrohr in Fortsetzung seiner Anordnung innerhalb des Reaktors aus dem Reaktorbehälter nach unten heraus erstreckt, wobei das Dampfabzugrohr in eine Dampfleitung übergeht. Diese Dampfleitung führt die aus dem Reaktor ausgeleiteten Pyrolyse-Öldämpfe, das heißt ölbeladene Dämpfe.
  • Der Feststoffaustrag wird durch das Dampfabzugrohr nicht behindert, da es sich nach außerhalb des Reaktorbehälters genauso erstreckt, wie es im Reaktorbehälter angeordnet ist, nämlich mittig bzw. koaxial.
  • Der Feststoffaustrag ist im Vergleich zum nächstkommenden Stand der Technik größer ausgeführt und wird nicht durch Abzweige im Dampfabzugrohr behindert. Ganz im Gegenteil wird der Feststoffaustrag vom mittigen Dampfabzugrohr weggeführt, nämlich durch einen ringförmigen Austragtrichter mit nach unten konvergierenden Wandungen. So ist abseits des Dampfabzugrohrs ein Ringkanal ausgebildet, der einen ringförmigen Feststoffaustrag bewerkstelligt. Von dort aus gelangen die Feststoffe in Form von Koks beispielsweise über eine Zellenradschleuse in einen Kokskühler und von dort in ein Kokslager. Die Temperatur des Kokses kann zur Erwärmung des Pyrolysedampfes verwendet werden.
  • Für den erfindungsgemäßen Reaktor ist wesentlich, dass der Feststoffaustrag aus dem Bereich der Dampfleitung verlagert ist, so dass keine Behinderung stattfindet bzw. der Feststoffaustrag ungehindert erfolgen kann.
  • Wie bereits zuvor ausgeführt, erstreckt sich das Dampfabzugrohr vertikal nach unten bis außerhalb des Reaktorgehäuses. Dort wird das ölbeladene Gas bzw. der Dampf in einer sich anschließenden Dampfleitung fortgeführt, wobei die Dampfleitung außerhalb des Reaktors einen vorzugsweiße T-förmigen Abzweig hat und entsprechend abgewinkelt ist, vorzugsweise unter einem Winkel von 90°. Der Dampf wird über den T-förmigen Abzweig zu einer Kondensationseinrichtung geführt.
  • Vom T-förmigen Abzweig erstreckt sich die Dampfleitung vorzugsweise geradlinig über den Abzweig hinweg weiter nach unten in eine Schleuse, über die feine/kleine Rußpartikel abgeschieden werden. Die so abgeschiedenen Rußpartikel werden abgekühlt und dem Lager-Silo für das Koks zugeführt. Ein optimaler Austrag des Gases mit Trennung feinster Rußpartikel vom Gas ist geschaffen.
  • Wie bereits ausgeführt, gelangt der Feststoffaustrag über den Austragtrichter in einen Kokskühler. Von dort aus wird das Koks einem Lager-Silo zugeführt. Von dort aus kann die Lieferung zu beliebigen Verbrauchsstationen erfolgen. Bei dem so gewonnenen Koks handelt es sich um hochwertigen Brennstoff.
  • Wie ebenfalls bereits ausgeführt, wird dem Reaktor von oberhalb ein Granulat zugeführt, wobei es sich dabei beispielsweise um ein Granulat aus Altreifenmaterial handeln kann. Das Granulat wird regelmäßig von Schreddereinrichtungen kommend zugeliefert, beispielsweise direkt in einen zur Bevorratung dienenden Material-Silo. Über eine besondere Fördereinrichtung, beispielsweise ein Becherwerk, gelangt das Granulat entweder direkt oder über ein Zwischenlager zu dem Reaktor, wobei das Zwischenlager vorzugsweise oberhalb des Reaktorbehälters angeordnet sein kann. Aufgrund einer solchen Anordnung kann die Anlage weitestgehend über Schwerkraft arbeiten.
  • So kann das Granulat vom Zwischenlager-Silo über eine Schleuse in den Eintragbereich des Reaktorbehälters gelangen, wobei zur Dosierung/Aufgabe des Granulats unterschiedliche Schleusenmechanismen, beaufschlagt über Steuerbefehle unter Zugrundelegung einer Füllstandsteuerung oder Regelung im Reaktor, realisierbar sind.
  • Bei der dem Eintragbereich des Reaktorbehälters vorgeordneten Schleuse kann es sich um eine herkömmliche Zellenradschleuse handeln. In vorteilhafter Weise ist ein Diaphragma-artiges Aggregat vorgesehen, welches ähnlich einer Blende (wie sie bei Spiegelreflexkameras üblich ist), von der Mitte zum Randbereich hin öffenbar und vom Randbereich zur Mitte hin schließbar ist. Aufgrund einer solchen Vorkehrung ist gewährleistet, dass das Granulat durch exakt mittige Einspeisung in den Eintragbereich gelangt.
  • Im Eintragbereich des Reaktorbehälters kann eine Leiteinrichtung vorgesehen sein, beispielsweise in Form einer oder mehrerer Prallwände. Durch die Leiteinrichtung wird das Granulat in Richtung eines Materialverteilers geleitet und kann dorthin konzentriert werden. Eine mittige Materialaufgabe, in den Reaktorbehälter hinein, ist dadurch gewährleitet.
  • Der Materialverteiler ist im Reaktorbehälter unterhalb des Eintragbereichs angeordnet. Während ein Großteil des Eintragbereichs des Reaktorbehälters konisch ausgebildet ist, sich nämlich zum Heizzonenbereich hin im Durchmesser erweitert, ist ein Übergangsbereich mit zylindrischer Ausgestaltung vorgesehen, der stetig in den Heizzonenbereich übergeht. In diesem Bereich, der den gleichen Behälterdurchmesser wie der Heizzonenbereich hat, ist der Materialverteiler angeordnet, nämlich unterhalb des Eintragbereichs. In vorteilhafter Weise ist der Materialverteiler als nach oben gerichtete Verlängerung des Dampfabzugrohrs ausgebildet, sitzt somit auf dem Dampfabzugrohr auf bzw. bildet den Abschluss und Verschluss des Dampfabzugrohrs nach oben gesehen. Der Materialverteiler kann als spitz zulaufender, sich nach unten erweiternder Kegel, als Schraube, als Evolvente, Prallwand, etc. ausgebildet sein. Wesentlich ist, dass der Materialverteiler dazu dient, das aufgegebene Schüttgut gleichmäßig über den Querschnitt des Reaktorbehälters zu verteilen, so dass es entsprechend dem Prozessfortschritt über Schwerkraft nach unten absinken kann, ohne dass zonale Verdichtungen auftreten, die zu Verstopfungen oder einem ungleichen Verfahrensverlauf führen.
  • Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn im Bereich des Materialverteilers, regelmäßig knapp oberhalb des Heizzonenbereichs, Füllstandsensoren vorgesehen sind, über die die Materialaufgabe bzw. Materialeingabe gesondert oder geregelt und dosiert wird. Eine Überfüllung, insbesondere ein ungewolltes Verdichten des Granulats im Eintragbereich, lässt sich dadurch wirksam vermeiden.
  • An den Eintragbereich und den zuvor angesprochenen Übergangsbereich, in den sich der Materialverteiler und die Füllstandmesseinrichtung befinden, schließt sich der Heizzonenbereich an, in dem auch das Dampfabzugrohr beginnt und sich von dort aus mittig bzw. koaxial durch den Reaktorbehälter hindurch nach unten und über den Austragbereich nach außerhalb des Reaktors erstreckt. Der Heizzonenbereich umfasst mehrere Zonen bzw. Etagen mit vorzugsweise elektrisch betriebenen Heizelementen, die als Heizplatten ausgebildet sein können. Diese Heizplatten sind vorzugsweise am bzw. im Wandungsbereich des Reaktorbehälters angeordnet und erstrecken sich radial nach innen, wobei die Heizelemente bzw. Heizplatten in den Etagen entlang dem Umfang vorzugsweise äquidistant zueinander angeordnet sind. Es hat sich herausgestellt, dass eine optimale Beheizung der Etagen dann gewährleistet ist, wenn die Heizelemente über die Etagen hinweg miteinander fluchten, das heißt im wesentlichen untereinander angeordnet sind und zwar über den gesamten Umfang des zylindrischen Reaktorbehälters hinweg.
  • Es kann von Vorteil sein, wenn einzelne Etagen ergänzbar bzw. miteinander kombinierbar sind. Im Rahmen einer solchen Ausgestaltung lässt sich der Reaktor erweitern, wodurch er sich entsprechend der Anzahl der Etagen verlängern würde.
  • An dieser Stelle sei angemerkt, dass die Heizelemente üblicherweise mit elektrischer Energie versorgt werden. Die dazu erforderliche elektrische Energie kann von einer Trafostation kommen, die einem Blockheizkraftwerk nachgeschaltet ist. Dieses Blockheizkraftwerk generiert elektrische Energie aus den im Prozess gewonnenen Pyrolysegasen, wobei eine Beimischung von Erdgas üblich ist. Jedenfalls kann die zum Beheizen der Etagen erforderliche elektrische Energie aus dem Prozess selbst gewonnen werden, wodurch der Wirkungsgrad begünstigt wird.
  • Die Heizelemente können Zylindersegmenten zugeordnet sein, die gemeinsam den Heizzonenbereich bilden. Dabei können die Heizelemente innerhalb einer Etage/Zone einzeln oder in Gruppen je Zone regelbar sein. So lassen sich je Etage unterschiedliche Verfahrenstemperaturen einstellen, um nämlich eine optimale Anpassung an den Prozessverlauf über die Länge des Reaktorbehälters hinweg vornehmen zu können.
  • Das Dampfabzugrohr erstreckt sich durch den Heizzonenbereich hindurch mittig bzw. koaxial und dient zum Ausleiten von Dampf, wobei es sich dabei um ölbeladene Gase aus dem Prozess handelt. Zum optimalen Austrag des Dampfes ist das Dampfabzugrohr über die gesamte Länge hinweg mit Absaugöffnungen ausgestattet, die über den Umfang hinweg ausgebildet sind. Die Öffnungen dienen zum Ableiten der Dämpfe, gegebenenfalls zum Absaugen, wodurch Quer- bzw. Kreuzströme im Heizzonenbereich entstehen. Auch durch diese Maßnahme wird der Thermolyseprozess begünstigt.
  • Damit beim Absaugen der Dämpfe keine oder allenfalls nur geringe und sehr kleine Rußpartikel aus dem Heizzonenbereich abgesaugt werden, ist es von Vorteil, wenn die Absaugöffnungen zumindest teilweise überdeckt sind, beispielsweise durch glockenartige Gebilde. Diese bilden einen Strömungspfad oder Strömungskanal und erschweren es, dass kleinste Partikel mit dem Dampf mitgerissen werden. Sie stellen für die Rußpartikel ein Strömungshindernis dar, wobei weitere Filtermaßnahmen vorgesehen sein können.
  • An dieser Stelle sei angemerkt, dass der Dampfabsaugung Mechanismen nachgeschaltet sein können, die das Ausscheiden von Rußpartikeln bewerkstelligen. Die ausgeschiedenen Rußpartikel werden dem zuvor erwähnten Kokslager zugeführt.
  • Es sei angemerkt, dass der erfindungsgemäße Reaktor Bestandteil einer Recyclinganlage sein kann, die ein energieoptimales Recycling von Gummi-/Kunststoffgranulat betreibt. Der Reaktor ist das Kernstück der Recyclinganlage, wobei angeliefertes Granulat ggf. über ein Zwischenlager dem Reaktor zugeführt wird. In dem Reaktor findet ein Thermolyse-/Pyrolyseprozess statt, wird nämlich das Granulat aufgespalten in Koksbestandteile und Pyrolyse-Öldampf.
  • Das Koks wird nach dem Reaktorprozess gekühlt, wobei die Abwärme im Prozess selbst genutzt werden kann. Das gekühlte Koks gelangt zu einem Lager-Silo und lässt sich einem Kohlekraftwerk bzw. einem Verbrennungsprozess zuführen.
  • Die Abwärme beim Kühlen des Kokses lässt sich in idealer Weise für den weiteren Prozess verwenden, insbesondere zur Behandlung des abgesaugten Dampfes. Der abgesaugte Dampf kann über mehrere Stufen einer Kondensation zugeführt werden, wobei hier Öl und Gas voneinander getrennt werden. In mehreren Stufen wird das abgeschiedenen Öl jeweils einer Öl-Lagerung zugeführt und kann, wo auch immer, einem Verbrennungsprozess zugeführt werden. Es lässt sich auch innerhalb der Recyclinganlage verwenden.
  • Der Rest-Pyrolysedampf wird abermals einer Abscheidung/Kondensierung zugeführt, so dass abermals Öl – Rest-Öl – aus dem Pyrolysegas abgeschieden wird. Das so gewonnene Gas kann als Mischgas einem Gasverdichter zugeführt und in Gaslagertanks geführt werden. Eine Pyrolyse-Erdgas-Mischung wird zum optimalen Anfahren eines Blockheizkraftwerks genutzt. Dort entsteht thermische Energie und elektrische Energie, die über eine Trafostation dem erfindungsgemäßen Reaktor zum Beheizen des Heizzonenbereichs bzw. der dortigen Heizplatten zugeführt werden kann. Beliebige Optimierungen im Rahmen der Verwertung einzelner Energie-Stufen und Produkt-Stufen sind möglich.
  • Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Anspruch 1 nachgeordneten Ansprüche und andererseits auf die nachfolgende Erläuterung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigen
  • 1 in schematischer Ansicht, geschnitten, den prinzipiellen Aufbau eines erfindungsgemäßen Reaktors,
  • 2 in schematischer Ansicht, teilweise und aufgewickelt, die Wandung des Reaktors im Heizzonenbereich, wobei in den Heizzonen/Etagen die fluchtenden Heizplatten gezeigt sind und
  • 3 in einem schematischen Diagramm die Einbindung des erfindungsgemäßen Reaktors in eine Recyclinganlage mit entsprechendem Verfahren.
  • 1 zeigt in schematischer Ansicht einen erfindungsgemäßen Reaktor, der Teil einer Recycling-Anlage zum Recyceln von granulatförmigem Altreifen-Material ist.
  • Der in 1 gezeigte Reaktor dient zum thermischen Zersetzen bzw. Aufspalten von Gummigranulat, wobei es sich dabei um Altreifenmaterial handelt. 1 zeigt deutlich, dass der Reaktorbehälter 1 vertikal angeordnet ist. Über ein nicht gezeigtes Feststoffeintragssystem, beispielsweise über einen vorgeschalteten Vorratsbehälter und eine Schleuse, gelangt das Ganulat durch einen Eintragstutzen 2 in einen Eintragbereich 3, der sich nach unten hin konisch erweitert. Im Eintragbereich 3 ist eine Leiteinrichtung 4 ausgebildet, die das Granulat mittig in den Eintragbereich 3 leitet.
  • 1 lässt des Weiteren erkennen, dass seitliche Revisionsöffnungen 5 vorgesehen sind, die zu Reinigungs-/Wartungsarbeiten dienen.
  • An den Eintragbereich 3 schließt sich ein zylindrischer Übergangsbereich 6 an. In dem Übergangsbereich 6 beginnt ein Dampfabzugrohr 7, welches sich mittig bzw. koaxial durch den Reaktorbehälter 1 hindurch nach unten bis nach außerhalb des Reaktorbehälters 1 erstreckt. Oberhalb des Dampfabzugrohrs 7 ist ein Materialverteiler 8 ausgebildet, der gleichzeitig das Dampfabzugrohr 7 nach oben abschließt bzw. beendet.
  • Im Übergangsbereich 6 ist seitlich eine Füllstandmesseinrichtung 9 bzw. sind entsprechende Sensoren vorgesehen, die zu einem Regelkreis zur Dosierung des Granulats durch den Eintragstutzen 2 hindurch gehören.
  • An den Eintragbereich 3 bzw. Übergangsbereich 6 schließt sich der Heizzonenbereich 10 an, der bei dem in 1 gewählten Ausführungsbeispiel vier übereinander angeordnete Heizetagen 11 hat. Jede der Heizetagen 11 ist mit Heizplatten 12 ausgestattet, die äquidistant zueinander entlang dem Umfang der Wandung des Reaktorbehälters 1 angeordnet sind. Ein zonales Beheizen, auch mit unterschiedlichen Temperaturen, ist möglich.
  • Im Hinblick auf die den Prozess betreffenden Details, beispielsweise die Heiztemperatur und den Ablauf des Verfahrens, sei ausdrücklich auf die EP 2 661 475 B1 oder die WO 2010/127664 A1 verwiesen.
  • Das Dampfabzugrohr 7 erstreckt sich mittig durch den Heizzonenbereich 10 hindurch nach unten und hat über den gesamten Umfang und die Länge hinweg im Detail nicht gezeigte Absaugöffnungen 13. Um die Absaugöffnungen 13 herum sind als Leiteinrichtung zu verstehende Glocken 14 angeordnet, die verhindern sollen, dass durch die Absaugöffnungen 13 hindurch Rußpartikel abgesaugt werden. Im Idealfall sollen hier ausschließlich ölbeladene Gase bzw. Dämpfe abgesaugt werden.
  • Unterhalb des Heizzonenbereichs 10 schließt sich der Austragbereich 15 an, durch den hindurch sich das Dampfabzugrohr 7 nach außerhalb des Reaktorbehälters 1 erstreckt. Seitlich ist abermals mindestens eine Revisionsöffnung 16 vorgesehen, die zu Wartungs-/Reparaturzwecken ausgebildet ist.
  • In Bezug auf die Ausgestaltung des Austragbereichs 15 ist wesentlich, dass sich das Dampfabzugrohr 7 in Fortsetzung seiner Anordnung aus dem Reaktorbehälter 1 nach unten heraus in eine Dampfleitung 17 erstreckt, nämlich zum Abführen des Dampfes. Der Feststoffaustrag erfolgt über einen das Dampfabzugrohr 7 umgebenden ringförmigen Austragtrichter 18 mit nach unten konvertierenden Wandungen 19. Die Wandungen 19 des Austragtrichter 18 bilden einen ringförmigen Austrag, über den die Feststoffe in Form von Koks einer Kühleinrichtung und von dort aus einem Kokslager zugeführt werden.
  • Die Dampfleitung 17 hat einen T-förmigen Abzweig 20 und verläuft um 90° abgewinkelt zu einer Kondensationseinrichtung. Ein anderer Zweig der Dampfleitung 17 verläuft weiter geradlinig nach unten über den Abzweig hinweg und führt dort zu einer Schleuse 21, über die feine bzw. kleine Rußpartikel abgeschieden und nach Abkühlung dem Kokslager zugeführt werden. Ein Verstopfen der Dampfleitung 17 durch Ruß ist dadurch wirksam vermieden.
  • 2 zeigt die Wandung 22 des Heizzonenbereichs 10 im aufgewickeltem Zustand. Es sind die einzelnen Heizetagen 11 zu erkennen, vier an der Zahl. Jede der Heizetagen 11 ist mit Heizplatten 12 ausgestattet. Dabei ist wesentlich, dass die Heizplatten 12 der einzelnen Heizetagen 11 miteinander fluchten, nämlich untereinander genordnet sind. Der Abstand t zwischen den Heizplatten 12 ist identisch, die Heizplatten 12 sind äquidistant zueinander angeordnet.
  • 3 zeigt in einem schematischen, sehr vereinfachten Blockdiagramm die Einbindung des erfindungsgemäßen Reaktors in eine Recyclinganlage.
  • Das Altreifengranulat befindet sich in einem Beschicker 23 bzw. Zwischenlager und gelangt von dort über eine Schleuse 24 in den Reaktorbehälter 1. In Bezug auf den Reaktorbehälter 1 sei auf die Ausführungen zu den 1 und 2 verwiesen. Im Reaktorbehälter 1 findet der thermolytische Prozess statt, das heißt die Trennung der Stoffe/Materialien.
  • Koks gelangt über eine Abkühlung in ein Kokslager 25.
  • Ölhaltige Dämpfe gelangen über die Dampfleitung 17 in eine erste Kondensiereinrichtung 26, wobei dort abgeschiedenes Öl in einen Öl-Lagertank 28 gelangt.
  • Es kann in einer zweiten Stufe eine zweite Kondensiereinrichtung 27 vorgesehen sein. Auch von dort aus gelangt abgeschiedenes Öl in einen Öl-Lagertank 29. Die beiden Öl-Lagertanks 28, 29 können miteinander kommunizieren.
  • Der weitestgehend vom Öl befreite Pyrolysedampf kann weitere Prozesse durchlaufen, wobei abgeschiedenes Öl über Wärmetauscher abgekühlt wird. Die Restwärme kann genutzt werden.
  • Das letztendlich verbleibende Gas wird einem Gasverdichter 30 zugeleitet und kann mit Erdgas vermischt werden. Das gemischte Gas wird verdichtet und wird in einen Gaslagertank 31 geleitet. Von dort aus wird das Gas als Mischung aus der Pyrolyse und Erdgas einem Blockheizkraftwerk 32 zugeführt. Dort entsteht sowohl thermische Energie als auch, nach entsprechender Wandlung, elektrische Energie. Die elektrische Energie kann genutzt werden, um den Heizzonenbereich 10 des erfindungsgemäßen Reaktors bzw. um die dortigen Heizetagen bzw. Heizplatten mit elektrischer Energie zu versorgen.
  • Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf den allgemeinen Teil der Beschreibung sowie auf die beigefügten Ansprüche verwiesen.
  • Schließlich sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass das voranstehend beschriebene Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung lediglich zur Erörterung der beanspruchten Lehre dienen, diese jedoch nicht auf das Ausführungsbeispiel einschränkt.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Reaktorbehälter
    2
    Eintragstutzen des Reaktorbehälters
    3
    Eintragbereich
    4
    Leiteinrichtung im Eintragbereich
    5
    Revisionsöffnung im Eintragbereich
    6
    Übergangsbereich
    7
    Dampfabzugrohr
    8
    Materialverteiler
    9
    Füllstandmesseinrichtung
    10
    Heizzonenbereich
    11
    Heizetage
    12
    Heizplatte
    13
    Absaugöffnung im Dampfabzugrohr
    14
    Glocke (zum Abdecken der Absaugöffnungen)
    15
    Austragbereich
    16
    Revisionsöffnung im Austragbereich
    17
    Dampfleitung
    18
    Austragtrichter
    19
    Wandung des Austragtrichters
    20
    Abzweig (der Dampfleitung)
    21
    Schleuse
    22
    Wandung des Heizzonenbereichs
    23
    Beschicker, Zwischenlager
    24
    Schleuse
    25
    Kokslager
    26
    erste Kondensiereinrichtung
    27
    zweite Kondensiereinrichtung
    28
    erster Öl-Lagertank
    29
    zweiter Öl-Lagertank
    30
    Gasverdichter
    31
    Gaslagertank
    32
    Blockheizkraftwerk
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2010/127664 A1 [0004, 0042]
    • EP 2661475 B1 [0042]

Claims (12)

  1. Reaktor zum thermischen Zersetzen von Gummi- und/oder Kunststoffgranulat, insbesondere aus Altreifenmaterial, Industrieabfällen, etc., umfassend einen säulenartigen, vertikal angeordneten Reaktorbehälter, mit einem oberen Eintragbereich, einem sich an den Eintragbereich anschließenden mittleren Heizzonenbereich und einem sich an den Heizzonenbereich anschließenden unteren Austragbereich, wobei das Granulat mittels einer Fördereinrichtung über eine Schleuse in den Eintragbereich gefördert wird und sich über Schwerkraft in Form einer Schüttung, sich allmählich zersetzend, durch den Reaktorbehälter bewegt, wobei über den Heizzonenbereich hinweg eine thermische Trennung des Granulats in ölbeladene Gase bzw. Dampf und Feststoffe stattfindet und sich vorzugsweise mittig bzw. koaxial durch den Heizzonenbereich hindurch ein Dampfabzugrohr erstreckt, und wobei der Austragbereich zum Ausleiten von beladenen Gasen und Feststoffen dient, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Dampfabzugrohr in Fortsetzung seiner mittigen Anordnung aus dem Reaktorbehälter nach unten heraus in eine Dampfleitung erstreckt und dass der Feststoffaustrag über einen das Dampfabzugrohr umgebenden, vorzugsweise ringförmigen Austragtrichter mit nach unten konvergierenden Wandungen erfolgt.
  2. Reaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Eintragbereich eine vorzugsweise luftdichte Schleuse für das Granulat vor- bzw. zugeordnet ist.
  3. Reaktor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Schleuse um eine Art Diaphragma Aggregat handelt.
  4. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Reaktorbehälter unterhalb des Eintragbereichs ein Materialverteiler angeordnet ist, der vorzugsweise als nach oben gerichtete Verlängerung des Dampfabzugrohrs ausgebildet ist.
  5. Reaktor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Materialverteiler knapp oberhalb des Heizzonenbereichs, vorzugsweise im Bereich einer Füllstandsmesseinrichtung, angeordnet ist.
  6. Reaktor nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Materialverteiler ein sich nach unten erweiternder Kegel, eine Schraube, eine Evolvente, eine Prallwand oder dgl. ist.
  7. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizzonenbereich mehrere Etagen mit vorzugsweise elektrisch betriebenen Heizelementen, insbesondere Heizplatten, aufweist, wobei die Heizelemente bzw. Heizplatten in den Etagen entlang dem Umfang vorzugsweise äquidistant zueinander angeordnet sind und über die Etagen hinweg miteinander fluchten.
  8. Reaktor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zonen bzw. Etagen des Heizzonenbereichs als vorzugsweise austauschbare Zylindersegmente ausgeführt sind.
  9. Reaktor nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizelemente einzeln oder in Gruppen regelbar sind.
  10. Reaktor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass je Etage unterschiedliche Verfahrenstemperaturen einstellbar sind.
  11. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass über die Länge des Dampfabzugrohrs, über den Umfang hinweg, Absaugöffnungen zum Ableiten von Dämpfen ausgebildet sind, durch deren Ableitung oder Absaugung Quer- bzw. Kreuzströme entstehen.
  12. Reaktor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Absaugöffnungen zur Vermeidung des Absaugens von Festkörpern zumindest teilweise überdeckt sind, wobei die überdeckenden Mittel einen Strömungspfad oder Strömungskanal bilden.
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