DE102022116573A1 - Reactor unit for plastic thermolysis, plastic thermolysis plant and method for their operation - Google Patents

Reactor unit for plastic thermolysis, plastic thermolysis plant and method for their operation Download PDF

Info

Publication number
DE102022116573A1
DE102022116573A1 DE102022116573.6A DE102022116573A DE102022116573A1 DE 102022116573 A1 DE102022116573 A1 DE 102022116573A1 DE 102022116573 A DE102022116573 A DE 102022116573A DE 102022116573 A1 DE102022116573 A1 DE 102022116573A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
evaporator
plastic
melt
post
reactor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102022116573.6A
Other languages
German (de)
Inventor
Wolf Eberhard Nill
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ADEAMUS GMBH, DE
Original Assignee
Adeamus GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Adeamus GmbH filed Critical Adeamus GmbH
Priority to DE102022116573.6A priority Critical patent/DE102022116573A1/en
Publication of DE102022116573A1 publication Critical patent/DE102022116573A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G1/00Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • C10G1/10Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal from rubber or rubber waste
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/18Stationary reactors having moving elements inside
    • B01J19/1862Stationary reactors having moving elements inside placed in series
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00051Controlling the temperature
    • B01J2219/00074Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids
    • B01J2219/00076Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids with heat exchange elements inside the reactor
    • B01J2219/00083Coils
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00168Controlling or regulating processes controlling the viscosity
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00189Controlling or regulating processes controlling the stirring velocity

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Reaktoreneinheit zur Kunststoffthermolyse, eine die Reaktoreneinheit beinhaltende Kunststoffthermolyseanlage sowie ein Verfahren zum Betrieb der Reaktoreneinheit bzw. der Kunststoffthermolyseanlage. Sie dienen zur effizienten Gewinnung fraktionierter Kohlenwasserstoffe aus Kunststoffreste (4). Die Reaktoreneinheit umfasst einen Schmelzreaktor (1), in dem eine Kunststoffschmelze (5) mittels eines Schmelzenrührwerks (13) umgewälzt wird, einen Vorverdampfer (2) sowie einen Nachverdampfer (3). Die im Vorverdampfer (2) bzw. im Nachverdampfer (3) befindliche Vorverdampferflüssigkeit (7) bzw. Nachverdampferflüssigkeit (8) werden in Abhängigkeit der gemessenen Viskosität der Kunststoffschmelze (5) in vorgegebener Menge aus dem Vordampfer (2) und/oder dem Nachverdampfer (3) abgezweigt und in die Kunststoffschmelze (5) zur Senkung von deren Viskosität eingespeist. Durch die Viskositätsregelung ist das Schmelzenrührwerk (13) mit geringer und gleichmäßiger Leistungsaufnahme betreibbar.The invention relates to a reactor unit for plastic thermolysis, a plastic thermolysis system containing the reactor unit and a method for operating the reactor unit or the plastic thermolysis system. They are used to efficiently extract fractionated hydrocarbons from plastic residues (4). The reactor unit comprises a melting reactor (1), in which a plastic melt (5) is circulated using a melt agitator (13), a pre-evaporator (2) and a post-evaporator (3). The pre-evaporator liquid (7) or post-evaporator liquid (8) located in the pre-evaporator (2) or in the post-evaporator (3) are extracted in a predetermined amount from the pre-evaporator (2) and/or the post-evaporator ( 3) branched off and fed into the plastic melt (5) to reduce its viscosity. Thanks to the viscosity control, the melt agitator (13) can be operated with low and uniform power consumption.

Description

Die Erfindung betrifft eine Reaktoreneinheit zur Kunststoffthermolyse, eine die Reaktoreneinheit beinhaltende Kunststoffthermolyseanlage sowie ein Verfahren zum Betrieb der Reaktoreneinheit bzw. der Kunststoffthermolyseanlage. Sie dienen zur Gewinnung fraktionierter Kohlenwasserstoffe aus Kunststoffresten.The invention relates to a reactor unit for plastic thermolysis, a plastic thermolysis system containing the reactor unit and a method for operating the reactor unit or the plastic thermolysis system. They are used to obtain fractional hydrocarbons from plastic residues.

Aufgrund der weltweit immer größer werdenden Menge an Kunststoffabfällen, gewinnen die Verfahren, mit denen sich Kunststoffreste in industriell verwertbare, recycelte Rohstoffe konvertieren lassen, rasant an Bedeutung. Zu diesen Verfahren zählen auch die Verfahren, mit denen sich fraktionierte, kurzkettige Kohlenwasserstoffe durch Thermolyse aus Kunststoffresten gewinnen lassen. Derartige Verfahren sind u. a. in JP H 08034978 A , CN 1284537 A oder US 4 584 421 A beschrieben.Due to the ever-increasing amount of plastic waste worldwide, the processes that can be used to convert plastic residues into industrially usable, recycled raw materials are rapidly becoming more important. These processes also include the processes with which fractionated, short-chain hydrocarbons can be obtained from plastic residues by thermolysis. Such procedures are, among others, in JP H 08034978 A , CN 1284537 A or US 4,584,421 A described.

Zur Durchführung der Kunststoffthermolyse werden die Kunststoffreste einem Reaktor zugeführt, in dem diese unter Luftabschluss aufgeschmolzen, in kurzkettige Kohlenwasserstoffe zerlegt und verdampft werden. Die gasförmig entweichenden kurzkettigen Kohlenwasserstoffe werden aus dem Reaktor ausgeleitet und kondensiert. Die kondensierten Kohlenwasserstoffe bilden letztlich den Großteil der mit diesen Verfahren erzeugten Recyclingwertstoffe.To carry out plastic thermolysis, the plastic residues are fed to a reactor in which they are melted in the absence of air, broken down into short-chain hydrocarbons and evaporated. The short-chain hydrocarbons escaping in gaseous form are removed from the reactor and condensed. The condensed hydrocarbons ultimately form the majority of the recycled materials produced using these processes.

Ein prozesstechnisch und energetisch optimiertes mehrstufiges Verfahren, bei dem die Prozesse des Aufschmelzens und des Verdampfens in mehreren Reaktoren ablaufen, beschreibt WO 2005/071043 A1 . Im ersten Reaktor, dem Aufschmelzbehälter oder Schmelzreaktor, werden, wie bei den Verfahren mit nur einem einzelnen Reaktor, die Kunststoffreste eingebracht und aufgeschmolzen. Im Unterschied zu den Einstufenverfahren wird eine Flüssigphase in einen Verdampfungsbehälter, den zweiten Reaktor, übergeleitet, in dem die Verdampfung im Wesentlichen stattfindet. An den Verdampfungsbehälter ist in gleicher Art und Weise ein Nacherhitzer, der dritte Reaktor, angeschlossen, der zum Verdampfen von Restflüssigkeiten dient.A process-technically and energetically optimized multi-stage process in which the melting and evaporation processes take place in several reactors is described WO 2005/071043 A1 . In the first reactor, the melting tank or melting reactor, the plastic residues are introduced and melted, as in the processes with only a single reactor. In contrast to the single-stage process, a liquid phase is transferred to an evaporation vessel, the second reactor, in which the evaporation essentially takes place. A reheater, the third reactor, is connected to the evaporation container in the same way and is used to evaporate residual liquids.

Zur Homogenisierung wird im Schmelzreaktor die sich bildende Kunststoffschmelze mittels eines Rührwerks kontinuierlich umgewälzt und auf diese Weise homogenisiert. Durch das Rühren wird das Verflüssigen und Verdampfen der eingebrachten Kunststoffreste gefördert.For homogenization, the plastic melt that forms in the melting reactor is continuously circulated using an agitator and in this way homogenized. Stirring promotes the liquefaction and evaporation of the plastic residues introduced.

Die zur Homogenisierung der Kunststoffschmelze erforderliche Leistungsaufnahme des Rührwerkantriebs kann in Abhängigkeit der Zusammensetzung der als Ausgangsmaterial verwendeten Kunststoffreste jedoch stark schwanken. Durch das in WO 2005/071043 A1 beschriebene Mehrstufenverfahren, d. h. durch den Abzweig der Flüssigphase, ist eine Vergleichmäßigung der Leistungsaufnahme zwar erreichbar; sie hat allerdings zur Folge, dass die Zähigkeit der Kunststoffschmelze ansteigt.However, the power consumption of the agitator drive required to homogenize the plastic melt can vary greatly depending on the composition of the plastic residues used as starting material. Through the in WO 2005/071043 A1 The multi-stage process described, ie by branching off the liquid phase, can achieve an equalization of the power consumption; However, it does result in the viscosity of the plastic melt increasing.

Zähe Kunststoffschmelzen erfordern wiederum eine besonders hohe Leistung des Rührwerkantriebs. Ein weiterer Nachteil hochzäher Kunststoffschmelzen ist, dass die Reaktionen im Schmelzreaktor langsamer ablaufen, wodurch letztlich die Effizienz des Gesamtverfahrens beeinträchtigt wird.Tough plastic melts require particularly high performance from the agitator drive. Another disadvantage of highly tough plastic melts is that the reactions in the melting reactor take place more slowly, which ultimately affects the efficiency of the overall process.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Reaktoreneinheit für ein mehrstufiges Verfahren zur Kunststoffthermolyse, eine die Reaktoreneinheit beinhaltende Kunststoffthermolyseanlage sowie ein Verfahren zum Betrieb der Reaktoreneinheit bzw. der Kunststoffthermolyseanlage bereitzustellen, die eine durch Rühren bewirkte, möglichst schnelle Homogenisierung der Kunststoffschmelze im Schmelzreaktor ermöglichen, wobei das zum Rühren der Kunststoffschmelze eingesetzte Rührwerk unabhängig der Zusammensetzung des aus Kunststoffresten bestehenden Ausgangsmaterials mit geringer und möglichst gleichmäßiger Leistungsaufnahme betreibbar ist.The object of the invention is to provide a reactor unit for a multi-stage process for plastic thermolysis, a plastic thermolysis system containing the reactor unit and a method for operating the reactor unit or the plastic thermolysis system, which enable the plastic melt to be homogenized as quickly as possible in the melt reactor by stirring, whereby the The agitator used to stir the plastic melt can be operated with low and as uniform power consumption as possible, regardless of the composition of the starting material consisting of plastic residues.

Diese Aufgabe wird durch eine Reaktoreneinheit zur Kunststoffthermolyse nach Anspruch 1, eine Kunststoffthermolyseanlage nach Anspruch 5 sowie ein Verfahren zu deren Betrieb nach Anspruch 9 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.This object is achieved by a reactor unit for plastic thermolysis according to claim 1, a plastic thermolysis system according to claim 5 and a method for their operation according to claim 9. Advantageous developments of the invention are described in the subclaims.

Nach Maßgaben der Erfindung weist die Reaktoreneinheit einen Schmelzreaktor, einen Vorverdampfer sowie einen Nachverdampfer auf. Im Schmelzreaktor, der auch als erster Reaktor bezeichnet wird, werden bei bestimmungsgemäßem Betrieb Kunststoffreste eingebracht und unter Luftabschluss in grundsätzlich bekannter Weise aufgeschmolzen. Die im Schmelzreaktor aufgenommene Kunststoffschmelze wird mittels eines Schmelzenrührwerks des Schmelzreaktors umgewälzt und durchmischt. Das Schmelzenrührwerk verfügt über einen Schmelzenrührwerk-Antrieb, mittels dem der Rührer des Rührwerks in Rotationsbewegung versetzt wird.According to the invention, the reactor unit has a melting reactor, a pre-evaporator and a post-evaporator. When operating as intended, plastic residues are introduced into the melting reactor, which is also referred to as the first reactor, and melted in a generally known manner in the absence of air. The plastic melt received in the melting reactor is circulated and mixed using a melt agitator in the melting reactor. The melt agitator has a melt agitator drive, which causes the agitator's stirrer to rotate.

Ferner weist die Reaktoreneinheit einen Vorverdampfer zur Aufnahme und zum Teilverdampfen einer Vorverdampferflüssigkeit sowie einen Nachverdampfer zur Aufnahme und zum Restverdampfen einer Nachverdampferflüssigkeit auf. Der Schmelzreaktor ist mit dem Vorverdampfer über eine Vorverdampferzuleitung verbunden, über die die im Bereich des Flüssigkeitsspiegels der Kunststoffschmelze im Schmelzreaktor sich bildende Vorverdampferflüssigkeit in den Vorverdampfer übertritt. Der Vorverdampfer ist wiederum mit dem Nachverdampfer über eine Nachverdampferzuleitung verbunden, über die die im Bereich des Flüssigkeitsspiegels der Vorverdampferflüssigkeit im Vorverdampfer sich bildende Nachverdampferflüssigkeit in den Nachverdampfer übertritt.Furthermore, the reactor unit has a pre-evaporator for receiving and partially evaporating a pre-evaporator liquid and a post-evaporator for receiving and residual evaporation of a post-evaporator liquid. The melting reactor is connected to the pre-evaporator via a pre-evaporator supply line, via which the pre-evaporator liquid forming in the area of the liquid level of the plastic melt in the melting reactor passes into the pre-evaporator. The pre-evaporation fer is in turn connected to the post-evaporator via a post-evaporator feed line, via which the post-evaporator liquid forming in the area of the liquid level of the pre-evaporator liquid in the pre-evaporator passes into the post-evaporator.

Der Vorverdampfer und der Nachverdampfer besitzen ferner jeweils einen Vorverdampferabzug bzw. einen Nachverdampferabzug, über die im Schmelzreaktor, im Vorverdampfer oder im Nachverdampfer entstehende Gase und/oder Dämpfe als Wertstoffe aus der Reaktoreneinheit abführbar sind. Der Bodenbereich des Vorverdampfers bzw. der Bodenbereich des Nachverdampfers werden in fachüblicher Weise als Vorverdampfersumpf bzw. als Nachverdampfersumpf bezeichnet.The pre-evaporator and the post-evaporator each also have a pre-evaporator outlet or a post-evaporator outlet, via which gases and/or vapors produced in the melting reactor, in the pre-evaporator or in the post-evaporator can be removed from the reactor unit as valuable materials. The bottom area of the pre-evaporator and the bottom area of the post-evaporator are commonly referred to as the pre-evaporator sump and the post-evaporator sump, respectively.

Erfindungsgemäß weist die Reaktoreneinheit ein Viskosimeter zur Bestimmung der Viskosität der Kunststoffschmelze im Schmelzreaktor, eine steuerbare Rückeinspeisepumpe sowie einen mit dem Viskosimeter und der Rückeinspeisepumpe über Signalleitungen gekoppelten Regler auf. Der Regler ist zur Steuerung der Fördermenge der Rückeinspeisepumpe in Abhängigkeit der Viskosität der Kunststoffschmelze eingerichtet.According to the invention, the reactor unit has a viscometer for determining the viscosity of the plastic melt in the melting reactor, a controllable refeed pump and a controller coupled to the viscometer and the refeed pump via signal lines. The controller is set up to control the delivery rate of the return pump depending on the viscosity of the plastic melt.

Zum Ausleiten von Vorverdampferflüssigkeit aus dem Vorverdampfersumpf und/oder zum Ausleiten von Nachverdampferflüssigkeit aus dem Nachverdampfersumpf des Nachverdampfers ist eine an die Rückeinspeisepumpe angeschlossene Rückflussleitung mit dem Vordampfer und/oder mit dem Nachverdampfer verbunden.To discharge pre-evaporator liquid from the pre-evaporator sump and/or to discharge post-evaporator liquid from the secondary evaporator sump of the secondary evaporator, a return flow line connected to the refeed pump is connected to the pre-evaporator and/or to the secondary evaporator.

Ferner besitzt die Reaktoreneinheit eine an die Rückeinspeisepumpe angeschlossene, in den Schmelzreaktor hineinragende Rückeinspeiseleitung. Die über die Rückflussleitung zur Rückeinspeisepumpe geförderte Vorverdampferflüssigkeit und/oder Nachverdampferflüssigkeit tritt nach Durchtritt durch die Rückeinspeisepumpe in die Rückeinspeiseleitung ein und gelangt über diese in den Schmelzreaktor.Furthermore, the reactor unit has a refeed line connected to the refeed pump and projecting into the melting reactor. The pre-evaporator liquid and/or post-evaporator liquid conveyed via the return flow line to the return feed pump enters the return feed line after passing through the return feed pump and reaches the melting reactor via this.

Innerhalb des Schmelzreaktors weist die Rückeinspeiseleitung eine Austrittsöffnung auf, aus der die Vorverdampferflüssigkeit und/oder die Nachverdampferflüssigkeit aus der Rückeinspeiseleitung in die Kunststoffschmelze gelangt und sich mit dieser mischt. Die Einleitung der Vorverdampferflüssigkeit und/oder der Nachverdampferflüssigkeit in die Kunststoffschmelze über die Rückeinspeiseleitung erfolgt mengengesteuert mittels der dazu eingerichteten Rückeinspeisepumpe.Within the melting reactor, the return feed line has an outlet opening from which the pre-evaporator liquid and/or the post-evaporator liquid from the return feed line enters the plastic melt and mixes with it. The introduction of the pre-evaporator liquid and/or the post-evaporator liquid into the plastic melt via the return feed line takes place in a quantity-controlled manner using the return feed pump set up for this purpose.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betrieb der vorstehend beschriebenen Reaktoreneinheit wird die Viskosität der Kunststoffschmelze während des Betriebs kontinuierlich mittels des Viskosimeters gemessen. Die gemessene Viskosität wird anschließend signaltechnisch an den Regler übermittelt. In Abhängigkeit der gemessenen bzw. übermittelten Viskosität erfolgt durch den Regler die Steuerung der Einspeisepumpe in der Weise, dass mittels der Rückeinspeisepumpe eine vorgegebene Menge der Vorverdampferflüssigkeit aus dem Vorverdampfersumpf des Vorverdampfers und/oder der Nachverdampferflüssigkeit aus dem Nachverdampfersumpf des Nachverdampfers ausgeleitetet bzw. abgezweigt und in die Kunststoffschmelze im Schmelzreaktor eingeleitet wird, sobald die gemessene Viskosität der Kunststoffschmelze eine vorgegebene Maximalviskosität überschreitet.According to the method according to the invention for operating the reactor unit described above, the viscosity of the plastic melt is measured continuously during operation using the viscometer. The measured viscosity is then transmitted to the controller via signals. Depending on the measured or transmitted viscosity, the controller controls the feed pump in such a way that a predetermined amount of pre-evaporator liquid is diverted from the pre-evaporator sump of the pre-evaporator and/or the post-evaporator liquid from the post-evaporator sump of the post-evaporator by means of the re-feed pump and in the plastic melt is introduced into the melting reactor as soon as the measured viscosity of the plastic melt exceeds a predetermined maximum viscosity.

Die direkte, mengengesteuerte Einleitung der Nachverdampferflüssigkeit und/oder der Vordampferflüssigkeit in die Kunststoffschmelze bewirkt eine Absenkung der Viskosität der Kunststoffschmelze um einen begrenzten Betrag. Die Kunststoffschmelze ist folglich leichter mittels des Schmelzenrührwerks durchmisch- bzw. homogenisierbar. Die damit einhergehende Begrenzung der Leistungsaufnahme des Schmelzenrührwerk-Antriebs, hilft über die Reduzierung des Energieverbrauchs des Schmelzenrührwerk-Antrieb hinaus, mechanische Überlastungen oder Blockierungen des Schmelzenrührwerks zu vermeiden.The direct, quantity-controlled introduction of the post-evaporator liquid and/or the pre-evaporator liquid into the plastic melt causes a reduction in the viscosity of the plastic melt by a limited amount. The plastic melt is therefore easier to mix or homogenize using the melt agitator. The associated limitation of the power consumption of the melt agitator drive helps, in addition to reducing the energy consumption of the melt agitator drive, to avoid mechanical overloads or blockages of the melt agitator.

Durch die gezielte bzw. dosierte Steuerung der Zugabemenge der Nachverdampferflüssigkeit und/oder der Vordampferflüssigkeit in die Kunststoffschmelze kann die Viskosität auf einem für die Durchführung der Thermolyse geeigneten optimalen Niveau gehalten werden. Dies begründet die höhere Effizienz der Kunststoffthermolyse bei Nutzung der erfindungsgemäßen Reaktoreneinheit bzw. des erfindungsgemäß viskositätsgeregelten Betriebsverfahren.Through the targeted or metered control of the amount of post-evaporator liquid and/or pre-evaporator liquid added to the plastic melt, the viscosity can be maintained at an optimal level suitable for carrying out the thermolysis. This justifies the higher efficiency of plastic thermolysis when using the reactor unit according to the invention or the viscosity-controlled operating method according to the invention.

Da die zur Viskositätsregelung in dem mehrstufigen Thermolyseprozess anfallende Nachverdampfer- und/oder Vordampferflüssigkeit gezielt zurück in die Kunststoffschmelze eingespeist bzw. eindosiert wird, bleibt der Prozess frei von Verunreinigungen. Die Nachverdampfer- bzw. Vordampferflüssigkeit dient somit als prozesseigenes Viskositätsstellmittel, welches letztlich aus dem Schmelzreaktor wieder in den Vor- bzw. Nachverdampfer gelangt.Since the post-evaporator and/or pre-evaporator liquid produced for viscosity control in the multi-stage thermolysis process is specifically fed or metered back into the plastic melt, the process remains free of contamination. The post-evaporator or pre-evaporator liquid thus serves as the process's own viscosity adjusting agent, which ultimately returns from the melting reactor to the pre-evaporator or post-evaporator.

Es genügt regelmäßig geringe Mengen der Nachverdampferflüssigkeit und/oder der Vordampferflüssigkeit in die Kunststoffschmelze zuzugeben, um die Absenkung der Viskosität auf das gewünschte Niveau zu erreichen. Vorzugsweise wird die Nachverdampferflüssigkeit aus dem Nachverdampfer zur Viskositätsregelung im Schmelzreaktor genutzt.It is sufficient to regularly add small amounts of the post-evaporator liquid and/or the pre-evaporator liquid to the plastic melt in order to achieve the reduction of the viscosity to the desired level. The post-evaporator liquid from the post-evaporator is preferably used to control the viscosity in the melting reactor.

Zur viskositätsabhängigen Regelung des Verfahrens kann ergänzend vorgesehen sein, dass zusätzliche Kunststoffreste in die Kunststoffschmelze eingebracht werden, sobald die gemessene Viskosität der Kunststoffschmelze eine vorgegebene Minimalviskosität unterschreitet.For viscosity-dependent control of the process, additional plastic residues can be introduced into the plastic melt as soon as the measured viscosity of the plastic melt falls below a predetermined minimum viscosity.

Vorzugsweise ist das Viskosimeter das mittels des Schmelzenrührwerk-Antriebs angetriebene Schmelzenrührwerk selbst. Das Schmelzenrührwerk fungiert hierbei gleichzeitig als Messrührer, d. h., das Drehmoment und/oder die Drehzahl des Schmelzenrührwerk-Antriebs sind die Messgrößen zur Bestimmung bzw. zur Charakterisierung der Viskosität der Kunststoffschmelze.Preferably, the viscometer is the melt stirrer itself, which is driven by the melt stirrer drive. The melt stirrer also functions as a measuring stirrer, i.e. i.e., the torque and/or the speed of the melt agitator drive are the measured variables for determining or characterizing the viscosity of the plastic melt.

Der Schmelzreaktor kann im bodennahen Bereich eine Sedimentationsabteilung zum Absetzen von nicht- oder schwerschmelzenden Rückstandstoffen aufweisen. Die Sedimentationsabteilung ist über eine verschließbaren Rückstand-Austragskanal entleerbar.The melting reactor can have a sedimentation department in the area near the bottom for settling non-melting or difficult-melting residues. The sedimentation department can be emptied via a closable residue discharge channel.

Das Schmelzenrührwerk ist gemäß einer Ausgestaltungsvariante des Schmelzreaktors mit der Sedimentationsabteilung lotrecht im Schmelzreaktor, oberhalb der Sedimentationsabteilung angeordnet. Die Austrittsöffnung der in den Schmelzreaktor hineinragenden Rückeinspeiseleitung ist dem Schmelzenrührwerk zugewandt, zwischen der Sedimentationsabteilung und dem Schmelzenrührwerk angeordnet, wobei der austrittsseitige Endbereich der Rückeinspeiseleitung axial zum Schmelzenrührwerk hin ausgerichtet ist. Die rührwerknahe Einleitung der Vorverdampferflüssigkeit und/oder der Nachverdampferflüssigkeit trägt zum schnellen Mischen der Vorverdampferflüssigkeit und/oder der Nachverdampferflüssigkeit mit der Kunststoffschmelze bei.According to a design variant of the melting reactor with the sedimentation department, the melt agitator is arranged vertically in the melting reactor, above the sedimentation department. The outlet opening of the return feed line protruding into the melt reactor faces the melt agitator and is arranged between the sedimentation department and the melt agitator, with the outlet end region of the return feed line being aligned axially towards the melt agitator. The introduction of the pre-evaporator liquid and/or the post-evaporator liquid close to the agitator contributes to the rapid mixing of the pre-evaporator liquid and/or the post-evaporator liquid with the plastic melt.

Es kann ferner vorgesehen sein, dass das Schmelzenrührwerk eine lotrecht ausgerichtete Schmelzenrührwerk-Hohlwelle aufweist. Der innenliegende Kanal der Schmelzenrührwerk-Hohlwelle bildet hierbei einen Teil der Rückeinspeiseleitung; die die Austrittsöffnung der Rückeinspeiseleitung ist am bodenseitigen Ende der Schmelzenrührwerk-Hohlwelle angeordnet. Neben der hierdurch ebenfalls bewirkten rührwerknahen Einleitung der Vorverdampferflüssigkeit und/oder der Nachverdampferflüssigkeit in der Kunststoffschmelze bietet die konstruktive Ausgestaltung des Schmelzenrührwerks mit der Schmelzenrührwerk-Hohlwelle den Vorteil, dass keine zusätzliche Rohrleitung im Schmelzreaktor erforderlich ist.It can also be provided that the melt agitator has a vertically aligned hollow shaft of the melt agitator. The internal channel of the melt agitator hollow shaft forms part of the return feed line; The outlet opening of the return feed line is arranged at the bottom end of the melt agitator hollow shaft. In addition to the introduction of the pre-evaporator liquid and/or the post-evaporator liquid into the plastic melt close to the agitator, the structural design of the melt agitator with the melt agitator hollow shaft offers the advantage that no additional pipeline is required in the melt reactor.

Die erfindungsgemäße Kunststoffthermolyseanlage umfasst die beschriebene Reaktoreneinheit. Sie wird gemäß dem viskositätsgeregelten Verfahren betrieben. Neben der Reaktoreneinheit weist die Kunststoffthermolyseanlage ferner eine an den Schmelzreaktor angeschlossene Kunststoff-Eintragseinheit zur Zuführung der Kunststoffreste sowie eine an den Vorverdampferabzug und den Nachverdampferabzug angeschossene Fraktioniereinheit mit Quenche zur Verflüssigung und Fraktionierung der aus der Reaktoreneinheit abgeführten Gase und Dämpfe auf.The plastic thermolysis plant according to the invention comprises the reactor unit described. It is operated according to the viscosity-controlled process. In addition to the reactor unit, the plastic thermolysis system also has a plastic input unit connected to the melting reactor for supplying the plastic residues and a fractionation unit with a quench connected to the pre-evaporator outlet and the post-evaporator outlet for liquefying and fractionating the gases and vapors discharged from the reactor unit.

Die Kunststoff-Eintragseinheit ist vorzugsweise als ein Förder- und Schleusensystem zur Vorverdichtung der Kunststoffreste und zum Eintrag gasfreier oder gasarmer Kunststoffreste in den Schmelzreaktor ausgebildet. Ein solches Förder- und Schleusensystem ist beispielsweise in WO 2007/076744 A1 beschrieben.The plastic input unit is preferably designed as a conveyor and lock system for pre-compacting the plastic residues and for introducing gas-free or low-gas plastic residues into the melting reactor. Such a conveyor and lock system is available, for example WO 2007/076744 A1 described.

Ferner kann die Kunststoffthermolyseanlage eine an den Schmelzreaktor angeschlossene Separationsstufe zur Abtrennung thermolysestörender Stoffe aus der Reaktoreneinheit aufweisen. Eine geeignete Separationsstufe ist in WO 2009/087080 A2 offenbart.Furthermore, the plastic thermolysis system can have a separation stage connected to the melting reactor for separating substances that disrupt thermolysis from the reactor unit. A suitable separation level is in WO 2009/087080 A2 disclosed.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und mit Bezug auf die schematischen Zeichnungen näher erläutert, wobei gleiche oder ähnliche Merkmale mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Dazu zeigen:

  • 1: eine schematische Schnittdarstellung einer ersten Ausführung der Reaktoreneinheit bzw. Kunststoffthermolyseanlage; und
  • 2: eine schematische Schnittdarstellung einer zweiten Ausführung der Reaktoreneinheit bzw. Kunststoffthermolyseanlage.
The invention is explained in more detail below using exemplary embodiments and with reference to the schematic drawings, where the same or similar features are provided with the same reference numerals. To do this show:
  • 1 : a schematic sectional view of a first embodiment of the reactor unit or plastic thermolysis system; and
  • 2 : a schematic sectional view of a second version of the reactor unit or plastic thermolysis system.

Die in der 1 und der 2 dargestellte Reaktoreneinheit bzw. Kunststoffthermolyseanlage umfasst drei Reaktoren, nämlich den Schmelzreaktor 1, den Vorverdampfer 2 und den Nachverdampfer 3.The ones in the 1 and the 2 The reactor unit or plastic thermolysis system shown comprises three reactors, namely the melting reactor 1, the pre-evaporator 2 and the post-evaporator 3.

Über die Kunststoff-Eintragseinheit 10 werden die Kunststoffreste 4 in den Schmelzreaktor 1 zugeführt. Der Schmelzreaktor 1 wird mittels der Schmelzreaktorheizung 17 beheizt, um die Kunststoffreste 4 aufzuschmelzen. Die aus den aufgeschmolzenen Kunststoffresten 4 gebildete Kunststoffschmelze 5 wird mittels des Schmelzenrührwerks 13 umgewälzt. Das Schmelzenrührwerk 13 ist durch den Schmelzenrührwerk-Antrieb 12 in Form eines Elektromotors angetrieben.The plastic residues 4 are fed into the melting reactor 1 via the plastic insertion unit 10. The melting reactor 1 is heated by means of the melting reactor heater 17 in order to melt the plastic residues 4. The plastic melt 5 formed from the melted plastic residues 4 is circulated by means of the melt agitator 13. The melt agitator 13 is driven by the melt agitator drive 12 in the form of an electric motor.

In Bodenbereich des Schmelzreaktors 1 befindet sich die Sedimentationsabteilung 11, in der sich die nicht- oder schwerschmelzenden Rückstandstoffe 6 absetzen können. Zur Entnahme der Rückstandstoffe 6 aus dem Schmelzreaktors 1 dient der Rückstand-Austragskanal 18, über den die Sedimentationsabteilung 11 bei geöffneter Rückstand-Austragsarmatur 19 entleert werden kann. Die Rückstand-Austragsarmatur 19 ist symbolisch als Ventil dargestellt, kann aber zum Beispiel auch als Klappe ausgebildet sein.In the bottom area of the melting reactor 1 there is the sedimentation department 11, in which the non-melting or difficult-melting residues 6 can settle. The residue discharge channel 18 is used to remove the residue materials 6 from the melting reactor 1, via which the Sedimentation department 11 can be emptied with the residue discharge valve 19 open. The residue discharge fitting 19 is symbolically shown as a valve, but can also be designed as a flap, for example.

Über die Vorverdampferzuleitung 20 gelangt die Vorverdampferflüssigkeit 7, die sich im Schmelzreaktor 1 in der Kunststoffschmelze 5 bildet und sich dichtebedingt im Bereich des Flüssigkeitsspiegels der Kunststoffschmelze 5 anreichert, in den Vorverdampfer 2. Neben der Vorverdampferflüssigkeit 7 gelangen auch die bereits im Schmelzreaktor 1 entstehenden Gase und Dämpfe 9 durch die Vorverdampferzuleitung 20 in den Vorverdampfer 2.The pre-evaporator liquid 7, which forms in the melt reactor 1 in the plastic melt 5 and, due to the density, accumulates in the area of the liquid level of the plastic melt 5, reaches the pre-evaporator 2 via the pre-evaporator supply line 20. In addition to the pre-evaporator liquid 7, the gases and gases already formed in the melt reactor 1 also reach Vapors 9 through the pre-evaporator supply line 20 into the pre-evaporator 2.

Die Vorverdampferflüssigkeit 7 füllt nach dem Übertritt aus dem Schmelzreaktor 1 den Vorverdampfer 2 und wird in diesem wiederum mittels der Vorverdampferheizung 26 erhitzt und verdampft. Die entstehenden Gase und Dämpfe 9 werden über den Vorverdampferabzug 28 abgeführt - zum Beispiel zu einer (nicht dargestellten) Fraktioniereinheit der Kunststoffthermolyseanlage.After leaving the melting reactor 1, the pre-evaporator liquid 7 fills the pre-evaporator 2 and is in turn heated and evaporated in this by means of the pre-evaporator heater 26. The resulting gases and vapors 9 are discharged via the pre-evaporator exhaust 28 - for example to a fractionation unit (not shown) of the plastic thermolysis plant.

Zur Umwälzung der Vorverdampferflüssigkeit 7 im Vorverdampfer 2 dient das mittels des Vorverdampferrührwerk-Antriebs 22 angetriebene Vorverdampferrührwerk 24. Der Bodenbereich des Vorverdampfers 2 bzw. der im Vorverdampfer 2 befindlichen Vorverdampferflüssigkeit 7 bildet den Vorverdampfersumpf 30. An den Vorverdampfer 2 ist im Bereich des Vorverdampfersumpfs 30 der Vorverdampferaustragskanal 32 angeschlossen oder ragt in den Vorverdampfersumpf 30 hinein. Der Vorverdampfer 2 kann bei Bedarf über den Vorverdampferaustragskanal 32 durch Öffnen der Vorverdampferablassarmatur 34 entleert werden.The pre-evaporator agitator 24, which is driven by the pre-evaporator agitator drive 22, is used to circulate the pre-evaporator liquid 7 in the pre-evaporator 2. The bottom area of the pre-evaporator 2 or the pre-evaporator liquid 7 located in the pre-evaporator 2 forms the pre-evaporator sump 30. The pre-evaporator 2 is in the area of the pre-evaporator sump 30 Pre-evaporator discharge channel 32 connected or protrudes into the pre-evaporator sump 30. If necessary, the pre-evaporator 2 can be emptied via the pre-evaporator discharge channel 32 by opening the pre-evaporator drain fitting 34.

Über die Nachverdampferzuleitung 21 gelangt die Nachverdampferflüssigkeit 8, die sich im Vorverdampfer 2 in der Vorverdampferflüssigkeit 7 bildet und sich dichtebedingt im Bereich des Flüssigkeitsspiegels der Vorverdampferflüssigkeit 7 anreichert, in den Nachverdampfer 3.The post-evaporator liquid 8, which forms in the pre-evaporator liquid 7 in the pre-evaporator 2 and accumulates in the area of the liquid level of the pre-evaporator liquid 7 due to density, reaches the post-evaporator 3 via the post-evaporator supply line 21.

Die Nachverdampferflüssigkeit 8 füllt nach dem Übertritt aus dem Vorverdampfer 2 den Nachverdampfer 3 und wird in diesem wiederum mittels der Nachverdampferheizung 27 erhitzt und verdampft. Die entstehenden Gase und Dämpfe 9 werden über den Nachverdampferabzug 29, die sich mit dem Vorverdampfabzug 28 vereinigt, abgeführt.After leaving the pre-evaporator 2, the post-evaporator liquid 8 fills the post-evaporator 3 and is in turn heated and evaporated in this by means of the post-evaporator heater 27. The resulting gases and vapors 9 are removed via the post-evaporator flue 29, which is combined with the pre-evaporation flue 28.

Zur Umwälzung der Nachverdampferflüssigkeit 8 im Nachverdampfer 3 dient das mittels des Nachverdampferrührwerk-Antriebs 23 angetriebene Nachverdampferrührwerk 25. Der Bodenbereich des Nachverdampfers 3 bzw. der im Nachverdampfer 3 befindlichen Nachverdampferflüssigkeit 8 bildet den Nachverdampfersumpf 31. An den Nachverdampfer 3 ist im Bereich des Nachverdampfersumpfs 31 der Nachverdampferaustragskanal 33 angeschlossen oder ragt in den Nachverdampfersumpf 31 hinein. Der Nachverdampfer 3 kann bei Bedarf über den Nachverdampferaustragskanal 33 durch Öffnen der Nachverdampferablassarmatur 35 entleert werden.The post-evaporator agitator 25, which is driven by the post-evaporator agitator drive 23, is used to circulate the post-evaporator liquid 8 in the post-evaporator 3. The bottom area of the post-evaporator 3 or the post-evaporator liquid 8 located in the post-evaporator 3 forms the post-evaporator sump 31. The post-evaporator sump 31 is attached to the post-evaporator 3 in the area of the post-evaporator sump 31 Post-evaporator discharge channel 33 is connected or protrudes into the post-evaporator sump 31. If necessary, the post-evaporator 3 can be emptied via the post-evaporator discharge channel 33 by opening the post-evaporator drain valve 35.

Die zur Rückeinspeisepumpe 15 führende Rückflussleitung 38 ist einerseits über die Vorverdampferrückflussarmatur 36 an einen Abzweig des Vorverdampferaustragskanals 32 und andererseits über die Nachverdampferrückflussarmatur 37 an einen Abzweig des Nachverdampferaustragskanals 33 angeschlossen. Mittels der Vorverdampferrückflussarmatur 36 wird die Durchflussmenge der Vorverdampferflüssigkeit 7 vom Vorverdampferaustragskanal 32 in die Rückflussleitung 38 gesteuert. In gleicher Weise dient die Nachverdampferrückflussarmatur 37 zur Steuerung der Durchflussmenge der Nachverdampferflüssigkeit 8 aus dem Nachverdampferaustragskanal 33 in die Rückflussleitung 38. Durch die Einstellung bzw. Steuerung der Vorverdampferrückflussarmatur 36 und der Nachverdampferrückflussarmatur 37 wird vorgegeben, ob nur die Vorverdampferflüssigkeit 7, nur die Nachverdampferflüssigkeit 8 oder ein spezifisches Gemisch beider zur Rückeinspeisepumpe 15 geleitet wird.The return flow line 38 leading to the return feed pump 15 is connected on the one hand via the pre-evaporator return flow fitting 36 to a branch of the pre-evaporator discharge channel 32 and on the other hand via the post-evaporator return flow fitting 37 to a branch of the post-evaporator discharge channel 33. By means of the pre-evaporator reflux valve 36, the flow rate of the pre-evaporator liquid 7 from the pre-evaporator discharge channel 32 into the reflux line 38 is controlled. In the same way, the post-evaporator reflux valve 37 is used to control the flow rate of the post-evaporator liquid 8 from the post-evaporator discharge channel 33 into the reflux line 38. By setting or controlling the pre-evaporator reflux valve 36 and the post-evaporator reflux valve 37, it is specified whether only the pre-evaporator liquid 7, only the post-evaporator liquid 8 or a specific mixture of both is fed to the return feed pump 15.

Die Vorverdampferflüssigkeit 7 und/oder die Nachverdampferflüssigkeit 8 wird durch die Rückeinspeisepumpe 15 gesteuert, d. h. in vorgegebener Menge bzw. Dosierung, über die Rückeinspeiseleitung 39 in die im Schmelzreaktor 1 befindliche Kunststoffschmelze 5 eingespeist. In der durch die Rührbewegung umgewälzten Kunststoffschmelze 5 verteilt sich die zudosierte Menge der Vorverdampferflüssigkeit 7 und/oder der Nachverdampferflüssigkeit 8 zügig und führt so die Senkung der Viskosität der Kunststoffschmelze 5 herbei.The pre-evaporator liquid 7 and/or the post-evaporator liquid 8 is controlled by the return feed pump 15, i.e. H. in a predetermined amount or dosage, via the return feed line 39 into the plastic melt 5 located in the melting reactor 1. In the plastic melt 5 circulated by the stirring movement, the metered amount of the pre-evaporator liquid 7 and/or the post-evaporator liquid 8 is distributed quickly and thus brings about a reduction in the viscosity of the plastic melt 5.

Zur Bestimmung der Viskosität werden das Drehmoment und die Drehzahl des Schmelzenrührwerk-Antriebs 12 erfasst und über die Signalleitung 16 an den Regler 14 übermittelt. Der Schmelzenrührwerk-Antriebs 12 fungiert somit gleichzeitig als Antrieb des Schmelzenrührwerks 13 sowie als Viskosimeter. Mittels des Reglers 14, der wiederum über die Signalleitungen 16 mit der Rückeinspeisepumpe 15 verbunden ist, wird die Rückeinspeisepumpe 15 gesteuert.To determine the viscosity, the torque and the speed of the melt agitator drive 12 are recorded and transmitted to the controller 14 via the signal line 16. The melt agitator drive 12 thus functions simultaneously as a drive for the melt agitator 13 and as a viscometer. The return feed pump 15 is controlled by means of the controller 14, which in turn is connected to the return feed pump 15 via the signal lines 16.

Die vorgenannten Beschreibungen sind für die beiden Ausführungsbeispiele nach der 1 und der 2 identisch. Die beiden Ausführungsbeispiele unterscheiden sich lediglich in Bezug auf die Ausbildung der Rückeinspeiseleitung 39.The above descriptions are for the two exemplary embodiments 1 and the 2 identical. The two exemplary embodiments only differ in terms of the design of the return feed line 39.

Im Ausführungsbeispiel nach 1 ist die Rückeinspeiseleitung 39 in Form eines oberhalb der Sedimentationsabteilung 11 angeordneten Leitkegels bzw. Leitkonus ausgebildet. Die Austrittsöffnung der Rückeinspeiseleitung 39 ist entgegen der Lotrichtung, zum Schmelzenrührwerk 13 hin ausgerichtet und mittig im Bereich der Kegel- bzw. Konusspitze angeordnet. Die aus der Rückeinspeiseleitung 39 in die Kunststoffschmelze 5 austretende Vorverdampferflüssigkeit 7 und/oder Nachverdampferflüssigkeit 8 wird durch die rührernahe Einleitung schnell in der Kunststoffschmelze 5 verteilt.In the exemplary embodiment according to 1 the return feed line 39 is designed in the form of a guide cone or guide cone arranged above the sedimentation department 11. The outlet opening of the return feed line 39 is aligned counter to the plumb direction, towards the melt agitator 13 and is arranged centrally in the area of the cone or cone tip. The pre-evaporator liquid 7 and/or post-evaporator liquid 8 emerging from the return feed line 39 into the plastic melt 5 is quickly distributed in the plastic melt 5 by the introduction near the stirrer.

Im Ausführungsbeispiel nach 2 wird die Vorverdampferflüssigkeit 7 und/oder die Nachverdampferflüssigkeit 8 an einer ähnlichen Position - und somit mit vergleichbarer Wirkung - oberhalb des (nicht bezeichneten) Leitkonus in die Kunststoffschmelze 5 eingeleitet. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel nach der 1 weist das Schmelzenrührwerk 13 gemäß der 2 eine Schmelzenrührwerk-Hohlwelle 40 auf, deren Innenkanal einen Teil der Rückeinspeiseleitung 39, nämlich den in der Kunststoffschmelze 5 endenden Teil, bildet. Die Vorverdampferflüssigkeit 7 und/oder die Nachverdampferflüssigkeit 8 werden somit direkt aus dem Inneren der Schmelzenrührwerk-Hohlwelle 40 in die Kunststoffschmelze 5 eingeleitet.In the exemplary embodiment according to 2 the pre-evaporator liquid 7 and/or the post-evaporator liquid 8 is introduced into the plastic melt 5 at a similar position - and thus with a comparable effect - above the (not designated) guide cone. In contrast to the exemplary embodiment according to the 1 has the melt agitator 13 according to 2 a melt agitator hollow shaft 40, the inner channel of which forms part of the return feed line 39, namely the part ending in the plastic melt 5. The pre-evaporator liquid 7 and/or the post-evaporator liquid 8 are thus introduced directly from the interior of the melt agitator hollow shaft 40 into the plastic melt 5.

BezugszeichenlisteReference symbol list

11
SchmelzreaktorMelting reactor
22
Vorverdampfer bzw. VorverdampfungsreaktorPre-evaporator or pre-evaporation reactor
33
Nachverdampfer bzw. NachverdampfungsreaktorPost-evaporator or post-evaporation reactor
44
KunststoffrestePlastic residue
55
KunststoffschmelzePlastic melt
66
RückstandstoffeResidual substances
77
VorverdampferflüssigkeitPre-evaporator liquid
88th
NachverdampferflüssigkeitPost-evaporator liquid
99
Gase und Dämpfegases and vapors
1010
Kunststoff-EintragseinheitPlastic entry unit
1111
Sedimentationsabteilungsedimentation department
1212
Schmelzenrührwerk-AntriebMelt agitator drive
1313
SchmelzenrührwerkMelt agitator
1414
ReglerRegulator
1515
RückeinspeisepumpeReturn pump
1616
SignalleitungSignal line
1717
SchmelzreaktorheizungMelting reactor heater
1818
Rückstand-AustragskanalResidue discharge channel
1919
Rückstand-AustragsarmaturResidue discharge fitting
2020
VorverdampferzuleitungPre-evaporator supply line
2121
NachverdampferzuleitungPost-evaporator supply line
2222
Vorverdampferrührwerk-AntriebPre-evaporator agitator drive
2323
Nachverdampferrührwerk-AntriebPost-evaporator agitator drive
2424
VorverdampferrührwerkPre-evaporator agitator
2525
NachverdampferrührwerkPost-evaporator agitator
2626
VorverdampferheizungPre-evaporator heater
2727
NachverdampferheizungAfter-evaporator heating
2828
VorverdampferabzugPre-evaporator extraction
2929
NachverdampferabzugPost-evaporator exhaust
3030
VorverdampfersumpfPre-evaporator sump
3131
NachverdampfersumpfPost-evaporator sump
3232
VorverdampferaustragskanalPre-evaporator discharge channel
3333
NachverdampferaustragskanalPost-evaporator discharge channel
3434
VorverdampferablassarmaturPre-evaporator drain fitting
3535
NachverdampferablassarmaturAfter-evaporator drain fitting
3636
VorverdampferrückflussarmaturPre-evaporator reflux fitting
3737
NachverdampferrückflussarmaturAfter-evaporator reflux fitting
3838
RückflussleitungReturn line
3939
RückeinspeiseleitungReturn feed line
4040
Schmelzenrührwerk-HohlwelleMelt agitator hollow shaft

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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.This list of documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • JP H08034978 A [0002]JP H08034978 A [0002]
  • CN 1284537 A [0002]CN 1284537 A [0002]
  • US 4584421 A [0002]US 4584421 A [0002]
  • WO 2005/071043 A1 [0004, 0006]WO 2005/071043 A1 [0004, 0006]
  • WO 2007/076744 A1 [0028]WO 2007/076744 A1 [0028]
  • WO 2009/087080 A2 [0029]WO 2009/087080 A2 [0029]

Claims (10)

Reaktoreneinheit zur Kunststoffthermolyse, aufweisend - einen Schmelzreaktor (1) zum Aufschmelzen von in den Schmelzreaktor (1) eingebrachten Kunststoffresten (4) und zur Aufnahme der aus den Kunststoffresten (4) gebildeten Kunststoffschmelze (5), - einen Vorverdampfer (2) zur Aufnahme und zum Teilverdampfen einer Vorverdampferflüssigkeit (7), sowie - einen Nachverdampfer (3) zur Aufnahme und zum Restverdampfen einer Nachverdampferflüssigkeit (8), wobei - der Schmelzreaktor (1) ein mittels eines Schmelzenrührwerk-Antriebs (12) angetriebenes Schmelzenrührwerk (13) zum Umwälzen und Durchmischen der Kunststoffschmelze (5) aufweist, - der Schmelzreaktor (1) mit dem Vorverdampfer (2) über eine Vorverdampferzuleitung (20) verbunden ist, über die die im Bereich des Flüssigkeitsspiegels der Kunststoffschmelze (5) im Schmelzreaktor (1) sich bildende Vorverdampferflüssigkeit (7) in den Vorverdampfer (2) übertritt, - der Vorverdampfer (2) mit dem Nachverdampfer (3) über eine Nachverdampferzuleitung (21) verbunden ist, über die die im Bereich des Flüssigkeitsspiegels der Vorverdampferflüssigkeit (7) im Vorverdampfer (2) sich bildende Nachverdampferflüssigkeit (7) in den Nachverdampfer (2) übertritt, und - der Vorverdampfer (2) einen Vorverdampferabzug (28) und der Nachverdampfer (3) einen Nachverdampferabzug (29) aufweisen, über die im Schmelzreaktor (1), im Vorverdampfer (2) oder im Nachverdampfer (3) entstehende Gase und/oder Dämpfe (9) als Wertstoffe aus der Reaktoreneinheit abführbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktoreneinheit ferner aufweist: - ein Viskosimeter zur Bestimmung der Viskosität der Kunststoffschmelze (5) im Schmelzreaktor (1), eine steuerbare Rückeinspeisepumpe (15) sowie einen mit dem Viskosimeter und der Rückeinspeisepumpe (15) über Signalleitungen (16) gekoppelten Regler (14), wobei der Regler (14) zur Steuerung der Fördermenge der Rückeinspeisepumpe (15) in Abhängigkeit der Viskosität der Kunststoffschmelze (5) eingerichtet ist; - eine an die Rückeinspeisepumpe (15) angeschlossene Rückflussleitung (38), wobei die Rückflussleitung (38) mit dem Vorverdampfer (2) zum Ausleiten von Vorverdampferflüssigkeit (7) aus dem Vorverdampfersumpf (30) des Vorverdampfers (2) und/oder mit dem Nachverdampfer (3) zum Ausleiten von Nachverdampferflüssigkeit (8) aus dem Nachverdampfersumpf (31) des Nachverdampfers (3) verbunden ist; - eine an die Rückeinspeisepumpe (15) angeschlossene, in den Schmelzreaktor (1) hineinragende Rückeinspeiseleitung (39) zur mengengesteuerten Einleitung der über die Rückflussleitung (38) zur Rückeinspeisepumpe (15) geförderten Vorverdampferflüssigkeit (7) und/oder Nachverdampferflüssigkeit (8) aus einer Austrittsöffnung der Rückeinspeiseleitung (39) in die Kunststoffschmelze (5).Reactor unit for plastic thermolysis, comprising - a melting reactor (1) for melting plastic residues (4) introduced into the melting reactor (1) and for receiving the plastic melt (5) formed from the plastic residues (4), - a pre-evaporator (2) for receiving and for partially evaporating a pre-evaporator liquid (7), and - a post-evaporator (3) for receiving and residual evaporation of a post-evaporator liquid (8), wherein - the melt reactor (1) has a melt agitator (13) driven by a melt agitator drive (12) for circulating and mixing the plastic melt (5), - the melt reactor (1) is connected to the pre-evaporator (2) via a pre-evaporator supply line (20), via which the pre-evaporator liquid (2) which forms in the area of the liquid level of the plastic melt (5) in the melt reactor (1) 7) passes into the pre-evaporator (2), - the pre-evaporator (2) is connected to the post-evaporator (3) via a post-evaporator supply line (21), via which the pre-evaporator liquid (7) in the pre-evaporator (2) forms in the area of the liquid level Post-evaporator liquid (7) passes into the post-evaporator (2), and - the pre-evaporator (2) has a pre-evaporator outlet (28) and the post-evaporator (3) has a post-evaporator outlet (29), via which in the melting reactor (1), in the pre-evaporator (2) or gases and/or vapors (9) arising in the post-evaporator (3) can be removed from the reactor unit as valuable materials, characterized in that the reactor unit further has: - a viscometer for determining the viscosity of the plastic melt (5) in the melting reactor (1), a controllable refeed pump (15) and a controller (14) coupled to the viscometer and the refeed pump (15) via signal lines (16), the controller (14) being used to control the delivery rate of the refeed pump (15) depending on the viscosity of the plastic melt ( 5) is set up; - a return flow line (38) connected to the return feed pump (15), the return flow line (38) being connected to the pre-evaporator (2) for discharging pre-evaporator liquid (7) from the pre-evaporator sump (30) of the pre-evaporator (2) and/or with the post-evaporator (3) for discharging post-evaporator liquid (8) from the post-evaporator sump (31) of the post-evaporator (3); - a return feed line (39) connected to the return feed pump (15) and projecting into the melting reactor (1) for the quantity-controlled introduction of the pre-evaporator liquid (7) and/or post-evaporator liquid (8) conveyed via the return flow line (38) to the return feed pump (15) from a Exit opening of the return feed line (39) into the plastic melt (5). Reaktoreneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Viskosimeter das mittels des Schmelzenrührwerk-Antriebs (12) angetriebene Schmelzenrührwerk (13) ist, wobei das Drehmoment und/oder die Drehzahl des Schmelzenrührwerk-Antriebs (12) die Messgrößen zur Bestimmung der Viskosität der Kunststoffschmelze (5) sind.reactor unit Claim 1 , characterized in that the viscometer is the melt agitator (13) driven by means of the melt agitator drive (12), the torque and/or the speed of the melt agitator drive (12) being the measured variables for determining the viscosity of the plastic melt (5). . Reaktoreneinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzreaktor (1) im bodennahen Bereich eine Sedimentationsabteilung (11) zum Absetzen von nicht- oder schwerschmelzenden Rückstandstoffen (6) aufweist, wobei die Sedimentationsabteilung (11) über eine verschließbaren Rückstand-Austragskanal (18) entleerbar ist.reactor unit Claim 1 or 2 , characterized in that the melting reactor (1) has a sedimentation department (11) in the area near the bottom for settling non-melting or difficult-melting residues (6), the sedimentation department (11) being able to be emptied via a closable residue discharge channel (18). Reaktoreneinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmelzenrührwerk (13) lotrecht im Schmelzreaktor (1) und oberhalb der Sedimentationsabteilung (11) angeordnet ist, wobei die Austrittsöffnung der in den Schmelzreaktor (1) hineinragenden Rückeinspeiseleitung (39) dem Schmelzenrührwerk (13) zugewandt zwischen der Sedimentationsabteilung (11) und dem Schmelzenrührwerk (13) angeordnet und der austrittsseitige Endbereich der Rückeinspeiseleitung (39) axial zum Schmelzenrührwerk (13) hin ausgerichtet sind.reactor unit Claim 3 , characterized in that the melt agitator (13) is arranged vertically in the melting reactor (1) and above the sedimentation department (11), with the outlet opening of the return feed line (39) projecting into the melting reactor (1) facing the melt agitator (13) between the sedimentation department (11) and the melt agitator (13) are arranged and the outlet end region of the return feed line (39) is aligned axially towards the melt agitator (13). Reaktoreneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmelzenrührwerk (13) eine lotrecht ausgerichtete Schmelzenrührwerk-Hohlwelle (40) aufweist, wobei der innenliegende Kanal der Schmelzenrührwerk-Hohlwelle (40) einen Teil der Rückeinspeiseleitung (39) bildet, und wobei die Austrittsöffnung der Rückeinspeiseleitung (39) am bodenseitigen Ende der Schmelzenrührwerk-Hohlwelle (40) angeordnet ist.Reactor unit according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the melt agitator (13) has a vertically aligned melt agitator hollow shaft (40), the internal channel of the melt agitator hollow shaft (40) forming part of the return feed line (39), and wherein the outlet opening of the return feed line (39) is arranged at the bottom end of the melt agitator hollow shaft (40). Kunststoffthermolyseanlage, aufweisend eine Reaktoreneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffthermolyseanlage ferner eine an den Schmelzreaktor (1) angeschlossene Kunststoff-Eintragseinheit (10) zur Zuführung der Kunststoffreste (4) sowie eine an den Vorverdampferabzug (28) und den Nachverdampferabzug (29) angeschossene Fraktioniereinheit mit Quenche zur Verflüssigung und Fraktionierung der aus der Reaktoreneinheit abgeführten Gase und Dämpfe (9) aufweist.Plastic thermolysis plant, comprising a reactor unit according to one of Claims 1 until 5 , characterized in that the plastic thermolysis system also has a plastic feed unit (10) connected to the melting reactor (1) for supplying the plastic residues (4) and a fractionation unit with a quench for liquefaction and connected to the pre-evaporator extract (28) and the post-evaporator extract (29). Fractionation of the gases and vapors (9) discharged from the reactor unit. Kunststoffthermolyseanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoff-Eintragseinheit (10) ein Förder- und Schleusensystem zur Vorverdichtung der Kunststoffreste (4) und zum Eintrag gasfreier oder gasarmer Kunststoffreste (4) in den Schmelzreaktor (1) aufweist.Plastic thermolysis plant Claim 6 , characterized in that the plastic one support unit (10) has a conveyor and lock system for pre-compacting the plastic residues (4) and for introducing gas-free or low-gas plastic residues (4) into the melting reactor (1). Kunststoffthermolyseanlage nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffthermolyseanlage ferner eine an den Schmelzreaktor (1) angeschlossene Separationsstufe zur Abtrennung thermolysestörender Stoffe aus der Reaktoreneinheit aufweist.Plastic thermolysis plant Claim 6 or 7 , characterized in that the plastic thermolysis plant also has a separation stage connected to the melting reactor (1) for separating substances that disrupt thermolysis from the reactor unit. Verfahren zum Betrieb einer Reaktoreneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5 oder einer Kunststoffthermolyseanlage nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Viskosität der Kunststoffschmelze (5) während des Betriebs kontinuierlich mittels des Viskosimeters gemessen und signaltechnisch an den Regler (14) übermittelt wird, wobei mittels der durch den Regler (14) in Abhängigkeit der übermittelten Viskosität gesteuerten Einspeisepumpe (15) eine vorgegebene Menge der Vorverdampferflüssigkeit (7) aus dem Vorverdampfersumpf (30) des Vorverdampfers (2) und/oder der Nachverdampferflüssigkeit (8) aus dem Nachverdampfersumpf (31) des Nachverdampfers (3) ausgeleitetet und in die Kunststoffschmelze (5) im Schmelzreaktor (1) eingeleitet wird, sobald die gemessene Viskosität der Kunststoffschmelze (5) eine vorgegebene Maximalviskosität überschreitet.Method for operating a reactor unit according to one of the Claims 1 until 5 or a plastic thermolysis system according to one of the Claims 6 until 8th , characterized in that the viscosity of the plastic melt (5) is continuously measured during operation using the viscometer and transmitted to the controller (14) by means of signals, with the feed pump (15) controlled by the controller (14) depending on the transmitted viscosity a predetermined amount of the pre-evaporator liquid (7) is discharged from the pre-evaporator sump (30) of the pre-evaporator (2) and/or the post-evaporator liquid (8) from the post-evaporator sump (31) of the post-evaporator (3) and into the plastic melt (5) in the melting reactor (1 ) is initiated as soon as the measured viscosity of the plastic melt (5) exceeds a predetermined maximum viscosity. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzliche Kunststoffreste (4) in die Kunststoffschmelze (5) eingebracht werden, sobald die gemessene Viskosität der Kunststoffschmelze (5) eine vorgegebene Minimalviskosität unterschreitet.Procedure according to Claim 9 , characterized in that additional plastic residues (4) are introduced into the plastic melt (5) as soon as the measured viscosity of the plastic melt (5) falls below a predetermined minimum viscosity.
DE102022116573.6A 2022-07-04 2022-07-04 Reactor unit for plastic thermolysis, plastic thermolysis plant and method for their operation Pending DE102022116573A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022116573.6A DE102022116573A1 (en) 2022-07-04 2022-07-04 Reactor unit for plastic thermolysis, plastic thermolysis plant and method for their operation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022116573.6A DE102022116573A1 (en) 2022-07-04 2022-07-04 Reactor unit for plastic thermolysis, plastic thermolysis plant and method for their operation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102022116573A1 true DE102022116573A1 (en) 2024-01-04

Family

ID=89167548

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102022116573.6A Pending DE102022116573A1 (en) 2022-07-04 2022-07-04 Reactor unit for plastic thermolysis, plastic thermolysis plant and method for their operation

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102022116573A1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4584421A (en) 1983-03-25 1986-04-22 Agency Of Industrial Science And Technology Method for thermal decomposition of plastic scraps and apparatus for disposal of plastic scraps
JPH0834978A (en) 1994-07-21 1996-02-06 Kubota Corp Production of low-boiling hydrocarbon oil and production machine
CN1284537A (en) 2000-07-12 2001-02-21 北京乐意环保技术有限公司 Technological process and equipment of utilizing waste plastics to product gasoline, desel oil and liquiefied gas
WO2005071043A1 (en) 2004-01-24 2005-08-04 Nill Tech Gmbh Device and method for recovering fractional hydrocarbons from recycled plastic fractions and/or from oily residues
WO2007076744A1 (en) 2005-12-15 2007-07-12 Nill-Tech Gmbh Conveying and lock system
WO2009087080A2 (en) 2008-01-04 2009-07-16 Wolf Eberhard Nill Process for cleaning organic residues in a separation stage before carrying out degreasing by thermolysis, and device therefor

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4584421A (en) 1983-03-25 1986-04-22 Agency Of Industrial Science And Technology Method for thermal decomposition of plastic scraps and apparatus for disposal of plastic scraps
JPH0834978A (en) 1994-07-21 1996-02-06 Kubota Corp Production of low-boiling hydrocarbon oil and production machine
CN1284537A (en) 2000-07-12 2001-02-21 北京乐意环保技术有限公司 Technological process and equipment of utilizing waste plastics to product gasoline, desel oil and liquiefied gas
WO2005071043A1 (en) 2004-01-24 2005-08-04 Nill Tech Gmbh Device and method for recovering fractional hydrocarbons from recycled plastic fractions and/or from oily residues
WO2007076744A1 (en) 2005-12-15 2007-07-12 Nill-Tech Gmbh Conveying and lock system
WO2009087080A2 (en) 2008-01-04 2009-07-16 Wolf Eberhard Nill Process for cleaning organic residues in a separation stage before carrying out degreasing by thermolysis, and device therefor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4120808A1 (en) REPROCESSING OF WASTE FOR ANAEROBIC PLANNING OF ORGANIC BIOGENIC COMPONENTS OF WASTE, ESPECIALLY OF BIOMUELL, WET WASTE, RESIDUAL WASTE AND COMMERCIAL WASTE
EP1144455A1 (en) Method for producing a cellulose suspension
DE19508785C2 (en) Process and plant for the treatment of residual waste
DD148491A1 (en) METHOD AND APPARATUS FOR CONTINUOUS PRODUCTION OF CHOCOLATE MEASURES
DE1464476B2 (en)
EP0183745B1 (en) Process and installation for the continuous refining of rolling material as an initial product for chocolate production
DE102022116573A1 (en) Reactor unit for plastic thermolysis, plastic thermolysis plant and method for their operation
DE4104573A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR TECHNICAL FRACTIONATION OF POLYMERS
DE2617837C2 (en) Device for the treatment of water containing mineral heavy sludge
DE19738085C1 (en) Simple, economical precipitation of high quality solid with definite pore size, particle size and optionally phase
DE19912269C1 (en) Process and device for material separation
EP3221427A1 (en) Method of processing and/or recovering and/or reutilizing residues, especially from refinery processes
WO1997036725A1 (en) Process and plant for treating web-like product waste with at least one meltable component
DE2803162C2 (en) Process for continuously melting pitch and apparatus for carrying it out
DE19846336A1 (en) Treating refuse containing both inert and organic materials
DE4337206C1 (en) Process for cleaning shredded plastics containing foreign materials and a separating and washing apparatus for carrying out the process
DE60119146T2 (en) METHOD AND DEVICE FOR FRACTIONATED DISTILLATION OF RAW OIL
DE3021071C2 (en) Method for producing a liquid combustion material
AT225823B (en) Method and device for obtaining solid soot aggregates or soot bodies from an aqueous soot suspension
EP0358086B1 (en) Process for increasing the amount of mesophase in pitch
WO1999047473A1 (en) Method and device for treating waste
DE19745896A1 (en) Waste treatment method and apparatus
DE572738C (en) Process for the continuous refining of hydrocarbon oils
DE1464476C (en) Process for the production of solid blocks of low activity containing radioactive waste
EP0654334B1 (en) Method and apparatus for disaggregating plastic waste

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: ADEAMUS GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: ADEAMUS GMBH, 70569 STUTTGART, DE