DE112011100719T5

DE112011100719T5 - Laterales Transfersystem

Info

Publication number: DE112011100719T5
Application number: DE112011100719T
Authority: DE
Inventors: Andreas Tsangaris; Douglas Michael Feasby; Robert A. Gravelle; Marc BACON
Original assignee: Plasco Energy IP Holdings SL Schaffhausen Branch
Current assignee: Plasco Energy IP Holdings SL Schaffhausen Branch
Priority date: 2010-03-01
Filing date: 2011-03-01
Publication date: 2013-04-11
Anticipated expiration: 2031-03-02
Also published as: AU2011223467A1; EP2430383A4; GB201120650D0; CA2756746C; JP5569917B2; SG183222A1; US20120067257A1; MY153323A; HUE032620T2; MX2012010063A; GB2482102A; BR112012022069A2; WO2011106896A8; EA201201196A1; CN102472585B; CN102472585A; KR101389683B1; DE112011100719T8; WO2011106896A1; AU2011223467B2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein modulares laterales Transfersystem für die Anwendung in einer horizontal ausgerichteten Verarbeitungskammer. Jedes Modul ist in der Lage, Prozessgas zu liefern und das Reaktionsprodukt durch die horizontal ausgerichtete Verarbeitungskammer zu befördern. Die Modulbauweise ermöglicht dem Betreiber, ein Modul des Systems auszubauen und auszutauschen, wodurch die Ausfallzeit der Kammer während der Instandhaltung minimalisiert wird.

Description

GEGENSTAND DER ERFINDUNG
Gegenstand der Erfindung ist ein laterales Transfersystem, insbesondere ein laterales Transfersystem zur Anwendung in Gasifizierungs- oder Verbrennungsanlagen oder einer anderen Hochtemperatur-Verarbeitungskammer.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Laterale Transfersysteme für Hochtemperatur-Verarbeitungskammern wie Gasifizierungs- oder Verbrennungsanlagen oder Brennöfen unterliegen hohen Temperaturbelastungen. Örtliche Überhitzung von Teilen lateraler Transfersysteme erhöht Korrosion und Verformung und führt zum übermäßigen Verschleiß der Teile des lateralen Transfersystems, wodurch die umfangreiche Wartung des lateralen Transfersystems erforderlich wird. In manchen Systemen kann Überhitzung dadurch entstehen, dass Teile des lateralen Transfersystems übermäßiger Hitze und Entflammung im Laufe der Oxidierung von brennbarem Material im Betrieb ausgesetzt sind. Verstopfung der Luft-Inputs führt zum reduzierten Fluss, stärkerem Gegendruck und Behinderung der Sauerstoffzirkulation und kann daher die Verringerung der Prozessleistung zur Folge haben. Wenn das laterale Transfersystem mit Luft gekühlt wird, kann die Verstopfung der Luft-Inputs außerdem zur erhöhten Temperaturbelastung führen. Auch bei Vorerwärmung der zur Kühlung des Systems verwendeten Luft wird die Temperaturbelastung erhöht. Wartung infolge Korrosion des lateralen Transfersystems und Verstopfung der Luft-Inputs erhöht nicht nur die Betriebskosten, sondern verringert auch die Betriebszeiten.
Diese Hintergrundinformationen sollen dazu dienen, Informationen zu erteilen, die der Anmelder als möglicherweise relevant für die gegenwärtige Erfindung erachtet. Dabei soll keineswegs zugegeben oder angedeutet werden, dass die oben aufgeführten Informationen gegenüber der gegenwärtigen Erfindung den Stand der Technik darstellen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ein Gegenstand der gegenwärtigen Erfindung ist, ein laterales Transfersystem zu schaffen. Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Modul für die Anwendung mit einem lateralen Transfersystem einer Verarbeitungskammer erstellt, wobei das Modul ein Modul eines lateralen Transfersystems darstellt, das so konfiguriert ist, dass es ein Reaktionsprodukt von einem ersten Platz zu einem zweiten Platz transportiert, sowie ein oder mehr Module eines Prozessgasversorgungssystems, so konfiguriert, dass ein oder mehr Prozessgase mit dem Reaktionsprodukt zusammenwirken können.
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Nachstehend werden Ausführungsformen der Erfindung nur exemplarisch unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei
1 zeigt eine generische einzelne multifunktionelle laterale Transfer- und Prozessadditiv-Kartusche (1000). Die Kartusche besteht aus einem Kartuschenstützwerk (1010), der die Struktur der Kartusche darstellt und deren Inhalt stützt, einem lateralen Transfersystem (1015) und ein oder mehr Prozessadditiv-Systemen (1020).
2 zeigt eine Reihe von überlappenden Kartuschen (2000), die ein stufenförmiges Bodentransportgitter darstellen.
3 ist eine alternative Ansicht des Transportgitters in 2.
4 zeigt mehrere Kartuschen (1000), die ein flaches Raster bilden.
5 zeigt eine Ausführungsform der Kartusche, welche die einzelne Kartusche (2000) des in 2 und 3 gezeigten Transportgitters darstellt. Ein aus mehreren Teilen bestehendes Kartuschenstützwerk (2010) verleiht der Kartusche Struktur und stützt deren Inhaltsbestandteile. Die Kartusche ist an der Wand der primären Prozesseinheit mit einer Verbindungsplatte (2005) befestigt. Zur Kartusche gehören Abgleichführungen (2015), um die richtige Einfügung der Kartusche in die Kammerwand zu bewirken sowie Einbaukerben (2020) für die Einfügung und Entnahme der Kartusche. Der Luftkasten der Kartusche besteht aus einem Verbund mehrerer kleinerer Luftkästen (2025) aus dickem C-Stahl mit oben in jedem Kasten eingefügten Luftlöchern (2030). Den einzelnen Luftkästen wird Luft mit je einem einzelnen Luftverteiler (2035) zugeführt, das mit einem Luftrohr (2040) verbunden ist, welches an einen Heißluftflansch (2045) in der Verbindungsplatte angeschlossen ist. Die lateralen Transferbestandteile der Kartusche beinhalten eine mehrfingrige Förderramme (2050). Die einzelnen Rammenfinger weisen eine Auskehlung auf, die so konfiguriert ist, dass sie jeweils in doppel-T-förmige oder C-förmige Eingreifelemente (2078) zwischen einzelnen Luftkästen und äußeren Luftkästen und dem Kartuschenstützwerk eingreift.
6 zeigt eine alternative Ansicht der einzelnen in 5 dargestellten Kartusche mit Luftzufuhr zu den einzelnen Luftkästen über einen einzelnen, an ein Luftrohr (2040) angeschlossenen Luftverteiler (2035).
7 zeigt eine alternative Ansicht der in 5 dargestellten einzelnen Kartusche.
8 zeigt eine alternative Ansicht der in 5 dargestellten einzelnen Kartusche.
9 zeigt eine alternative Ansicht der in 5 dargestellten einzelnen Kartusche.
10 zeigt eine alternative Ansicht der in 5 dargestellten einzelnen Kartusche.
11 zeigt eine alternative Ansicht der in 5 dargestellten einzelnen Kartusche.
12 zeigt eine schematische Teildarstellung einer Ausführungsform einer Kartusche für eine Verarbeitungseinheit mit stufenförmigem Boden. Die Kartusche enthält abwechselnde Schichten aus dickem Metall (1019) und Keramik-Deckstoff (1020), die eine Stufe darstellen. Plenumkammern für die Zufuhr von Luft und/oder Dampf werden in perforierten Linien (A, B und C) dargestellt. Die Luft wird in die Plenumkammern aus einem (nicht dargestellten) Kopfbehälter geliefert. Jede Kammer ist mit einer Düse (1021) ausgestattet. Die Stufe ist mit Refraktär (1018) abgedeckt. Ebenfalls gezeigt wird eine hin- und herlaufende Ramme (1022). Die Antriebselemente der Kartusche sind nicht dargestellt.
13 zeigt eine Ausführungsform des lateralen Transfersystems und einer Luftinjektions-Kartusche. In dieser Ausführungsform ist die Luftinjektion (1052) leicht über die Kartuschenoberfläche angehoben. Die Rammen (1048) sitzen auf Refraktär (1018) und sind gegen Heißluftzufuhr isoliert. Ebenfalls gezeigt wird die Luftinjektionskammer (1055) und die Oberschicht des festen Rückstands (1056). Die Antriebselemente der Kartusche sind nicht dargestellt. Das Kartuschenstützwerk (1010) wird ebenfalls gezeigt. Bei manchen Ausführungsformen wird die Luftinjektion durch Injektion eines alternativen Gasprozessadditivs ersetzt.
14 zeigt eine Ausführungsform des lateralen Transfersystems und einer Luftinjektionskartusche. Bei dieser Ausführungsform sind die Luftkästen (1030), um Verbiegung zu verhindern, als einzelne massive Höchstleistungs-Stahlteile konfiguriert, die nur an solchen Stellen Heißluft injizieren, wo ununterbrochen/ungehindert Fluss stattfindet. Die Luftinjektion wird leicht über der Kartuschenoberfläche angehoben und findet je nach verfügbarem Platz durch ein oder mehr Düsen durch Löcher (1060) in den Luftkästen statt. Die Rammen (1048) sitzen auf Refraktär (1018). Zwischen dem Luftkasten und dem Refraktär ist Dämmstoff (1062) gepackt). Außerdem ist der Luftkasten mit Dämmstoff ausgestattet. Ebenfalls gezeigt sind die Luftinjektionskammer (1055) und eine Dichtung (1064). Die Antriebselemente der Kartusche sind nicht dargestellt. Das Kartuschenstützwerk (1010) wird ebenfalls gezeigt. Bei manchen Ausführungsformen wird die Luftinjektion durch Einblasung eines alternativen Gasprozessadditivs ersetzt.
15 zeigt verschiedene alternative Luftinjektionssysteme in Draufsicht. Um Verformung zu verhindern, sind die Kästen als einzelne massive Höchstleistungs-Stahlteile ausgelegt, die nur dort Heißluft injizieren, wo ununterbrochen/ungehindert Fluss stattfindet. Die Luftinjektion wird leicht über der Kartuschenoberfläche angehoben und findet je nach verfügbarem Platz durch ein oder mehr Düsen statt. Die Rammen (1048) sitzen auf Refraktär (1018). Zwischen dem Luftkasten und dem Refraktär ist Dämmstoff (1062) gepackt. Außerdem ist der Luftkasten mit Dämmstoff ausgestattet. Ebenfalls gezeigt sind die Luftinjektionskammer (1055), eine Dichtung (1064) und ein Zwischenraum (1066). Die Oberfläche des Reaktionsprodukts wird durch Linie (1056) dargestellt. Die Antriebselemente der Kartusche sind nicht dargestellt. Das Kartuschenstützwerk (1010) wird ebenfalls gezeigt. Bei manchen Ausführungsformen wird die Lufteinblasung durch Injektion eines alternativen Gasprozessadditivs ersetzt.
16 zeigt eine Ausführungsform des lateralen Transfersystems und der Prozessadditiv-Injektionskartusche und detailliert Luft- (1502) und Dampfinjektion (1067), sowie die Luftinjektionskammer (1055). Bei dieser Ausführungsform wird der Dampf mit der Luft vermischt, bevor er in das Bett injiziert wird. Die Oberfläche des Reaktionsprodukts wird durch Linie (1056) dargestellt. Die Antriebselemente der Kartusche sind nicht dargestellt. Das Kartuschenstützwerk (1010) wird ebenfalls gezeigt. Bei manchen Ausführungsformen wird die Luft- oder Dampfinjektion durch Injektion eines alternativen Gasprozessadditivs ersetzt.
17 zeigt eine Ausführungsform des lateralen Transfersystems und der Prozessadditiv-Injektionskartusche und detailliert Luft- (1502) und Dampfinjektion (1067). Bei dieser Ausführungsform wird Dampf unter der Luft eingeleitet, um die Rammen noch mehr gegen die Heißzone zu Puffern. Die Oberfläche des Reaktionsprodukts wird durch Linie (1056) dargestellt. Die Antriebselemente der Kartusche sind nicht dargestellt. Das Kartuschenstützwerk (1010) wird ebenfalls gezeigt. Bei manchen Ausführungsformen wird die Luft- oder Dampfinjektion durch Injektion eines alternativen Gasprozessadditivs ersetzt.
18 ist eine Seitenansicht des lateralen Transfersystems einer Ausführungsform der Kartusche, mit Betrieb im Uhrzeigersinn. Die Oberseite der Kartusche (1029) ist dargestellt.
19 ist eine Seitenansicht des lateralen Transfersystems einer Ausführungsform der Kartusche, mit Betrieb entgegen dem Uhrzeigersinn. Details einer Ausführungsform des Antriebssystems (1031) sind dargestellt.
20 zeigt eine Draufsicht einer Kartusche mit dem in 18 und 19 dargestellten lateralen Transfersystem.
21 zeigt eine horizontal ausgerichtete Prozesseinheit von der Seite, detailliert ein Bodengitter, das aus mehreren Ausführungsformen der Kartusche gebildet wird und detailliert die Bodengitterposition jeder Kartusche (2000).
22 zeigt die in 21 dargestellte horizontal ausgerichtete Prozesseinheit in isometrischer Ansicht.
23 zeigt eine Seitenansicht der in 21 dargestellten horizontal ausgerichteten Prozesseinheit, wobei ein Ausschnitt entlang der Betrachtungsebene interne Teile wie das Transportgittersystem erkennen lässt.
24 zeigt eine Vorderansicht der in 21 dargestellten horizontal ausgerichteten Prozesseinheit, wobei ein Ausschnitt das Innere der Kammer erkennen lässt.
25A und 25B zeigen eine Ausführungsform eines Schabersystems (1037) für den Fall einer potenzieller Klinkeransammlung in der Kartusche. 25A zeigt in Seitenansicht die detaillierten Prozessadditiv-Inputs A, B und C, eine Schaber-Guillotine (1036), einen Schaberschlitz in der Seitenwand (1038) und einen hydraulisch betriebenen Reziprokator (1034). 25B zeigt in Draufsicht sowie detailliert den Additivverteiler (1032), eine hin- und herlaufende Ramme (1035) und die Schaberkurve (1039). Wahlweise wird der Schaber (1037) erwärmt.
26 ist eine schematische Darstellung eines Brennofens mit mehreren Muster einer Ausführungsform der Kartuschen installiert.
27A und 27B zeigen eine einzelne in 26 dargestellte Kartusche.
28 zeigt einen stufenförmigen kontinuierlichen Trockenapparat mit mehreren Muster einer Ausführungsform der installierten Kartuschen und detailliert den Prozessadditiv-Input durch eine Luftkastenfrontplatte.
29 zeigt ein Transportgitter mit flachem Boden, das durch mehrere Muster einer Ausführungsform der Kartuschen gebildet wird.
30 ist eine schematische Darstellung einer Gasifizierungsanlage mit mehreren Muster einer Ausführungsform der Kartuschen installiert. Syngas wird über die Kartuschen in die Gasifizierungsanlage (1501) zurückgeführt. Feedstock-Input (1002) und Asche-Output (1202) sind ebenfalls dargestellt.
31 ist eine schematische Darstellung einer Gasifizierungsanlage mit mehreren Muster einer Ausführungsform der Kartuschen installiert. Syngas wird über die Kartuschen in die Gasifizierungsanlage (1501) zurückgeführt. Luft (1502) wird über die anderen Kartuschen eingeführt. Feedstock-Input (1002) und Asche-Output (1202) sind ebenfalls dargestellt.
32 zeigt mehrere Kartuschen, die ein Transportgitter bilden.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Überblick über das System
Die Erfindung schafft ein modulares laterales Transfersystem zur Anwendung in einer horizontal ausgerichteten Verarbeitungskammer wie einer Gasifizierungsanlage, einer Trockenanlage, einer Verbrennungsanlage, einem Brennofen, einem Pyrolisator, einem Hochtemperatur-Fördersystem, einer Trockendestillationsanlage oder einem anderen Modifizierungssystem für Reaktionsproduktzustände. Das modulare laterale Transfersystem enthält ein oder mehr Module, wobei jedes Modul in der Lage ist, Prozessgas zu liefern sowie das Reaktionsprodukt durch die horizontal ausgerichtete Verarbeitungskammer zu befördern. Das modulare Design ermöglicht dem Betreiber, ein Modul des Systems zu entfernen und auszutauschen und dabei die Ausfallzeit der Kammer während der Instandhaltung wesentlich zu verkürzen.
Jedes Modul ist für Austauschbarkeit mit der horizontal ausgerichteten Verarbeitungskammer konfiguriert. Demgemäß weist die Kammer eine oder mehr Einfügungsstellen für die Anordnung eines Moduls auf, wobei jede Einfügungsstelle ein operatives Kopplungssystem darstellt, das so konfiguriert ist, dass das Modul mit einer operativen Verbindung an Systeme und/oder Versorgungsmittel versehen ist, die dem Modul ermöglichen, seine gewünschte Funktion auszuüben. Beispielsweise kann das operative Kopplungssystem eine Verbindung oder eine Kombination von Verbindungen für Energieversorgung, Prozessadditv-Versorgung, für ein Kontrollsystem, für Syngasversorgung und dergleichen aufweisen. Gemäß den Ausführungsbeispielen kann jede Einfügungsstelle einer horizontal ausgerichteten Verarbeitungskammer so konfiguriert werden, dass eine bestimmte Kombination von Verbindungen hergestellt wird, die sich nach dem Betrieb der Kammer und/oder des Moduls zur Einfügung an jener Einfügungsstelle richten kann. Bei manchen Ausführungsformen wird ein kompletter Satz von Verbindungen an einer Einfügungsstelle vorgesehen, und die Anwendung jeder dieser Verbindungen kann sich nach der Konfiguration des Moduls richten, das an dieser bestimmten Einfügungsstelle eingefügt werden soll.
Wie oben aufgeführt, ist jedes Modul so konfiguriert, dass nicht nur Prozessgas geliefert wird, sondern das Reaktionsprodukt auch durch die horizontal ausgerichtete Verarbeitungskammer befördert werden kann. Demgemäß enthält jedes Modul ein modulares laterales Transfersystem, das so konfiguriert ist, dass Reaktionsprodukte von einem ersten Platz zu einem zweiten Platz befördert werden können. Außerdem enthält jedes Modul ein oder mehr modulare Prozessgas-Versorgungssysteme, wobei ein Prozessgas-Versorgungssystem so konfiguriert ist, dass es dem Reaktionsprodukt mindestens teilweise ein Prozessgas zuführt. So kann das Prozessgas beispielsweise aus Luft, einem Prozessadditivgas, Dampf, Syngas oder dergleichen bestehen.
Gemäß den Ausführungsformen enthält ein Modul ferner ein Modulunterstützungssystem, das so konfiguriert ist, dass es sowohl das modulare laterale Transfersystem als auch das modulare Prozessgas-Versorgungssystem unterstützt. Zusätzlich kann das Unterstützungssystem einen Mechanismus für die Zusammenschaltung mit der horizontal ausgerichteten Verarbeitungskammer aufweisen, mit der das Modul operativ verbunden werden soll. Beispielsweise kann der Mechanismus für die Zusammenschaltung auf Basis der strukturellen Gestalt konfiguriert sein, wobei der Mechanismus so konfiguriert ist, dass er sich im Wesentlichen mit der Konfiguration der Einfügungsstelle des horizontal ausgerichteten Prozesssystems deckt. Bei manchen Ausführungsbeispielen unterstützt das Modul das System. Bei einem anderen Beispiel kann der Mechanismus für die Zusammenschaltung so konfiguriert werden, dass ein Verriegelungs- oder Rückhaltesystem geschaffen wird, das so konfiguriert ist, dass es die Einhaltung der Anordnung des Moduls in Bezug auf die Einfügungsstelle erzwingt, wenn es dort angebracht wird.
Gemäß manchen Ausführungsformen wird das Modul bei seiner Einfügung in eine Einfügungsstelle der horizontal ausgerichteten Verarbeitungskammer im Wesentlichen automatisch mit dem an die Kammer angeschlossenen operativen Kupplungssystem zusammengeschaltet. So kann das operative Kupplungssystem beispielsweise so konfiguriert sein, dass es bei Einfügung des Moduls zu einem im Wesentlichen automatischen Abgleich der Strom-, Prozessgas- oder anderen Versorgungsmittel kommt. Gemäß manchen Ausführungsformen erfordert die Zusammenschaltung zwischen einem Modul und dem operativen Kupplungssystem der Kammer die aktive Ankopplung. So kann die aktive Ankupplung z. B. durch Zusammenschaltung passender Anschlussrohre oder elektrischer Anschlüsse hergestellt werden. Bei manchen Ausführungsformen ist die Zusammenschaltung zwischen Modul und operativem Kopplungssystem der Kammer eine Kombination von automatischer und aktiver Ankupplung.
Gemäß den Ausführungsformen ist ein Modul für den lateralen Transfer von Reaktionsprodukt innerhalb der Kammer und die Versorgung mit Luft und/oder anderen Prozessadditiven konfiguriert. Gemäß den Ausführungsformen ist ein Modul als multifunktionelle Kartusche spezifisch zum Einfügen in die Kammerwand konfiguriert. Wahlweise ist die Kartusche für das schnelle Auswechseln konfiguriert und enthält ein System für den schnellen Anschluss von Kartuschenteilen an die Kammer- oder Systemteile, auch z. B. an die Heißluft- oder Prozessadditiv-Versorgung, an die Stromversorgung, das Kontrollsystem und dergleichen.
Gemäß manchen Ausführungsformen enthält ein Modul ein modulares laterales Transfersystem sowie ein oder mehr Prozessgas-Versorgungssysteme, die für die Luftzufuhr konfiguriert sind. Bei dieser Ausführungsform ist das Prozessgas-Versorgungssystem als ein oder mehr Luftkästen konfiguriert. Gemäß manchen Ausführungsformen enthält ein Modul ein modulares laterales Transfersystem und ein Prozessgas-Versorgungssystem, so konfiguriert, dass ein oder mehr Prozessadditive zugeführt werden. Gemäß manchen Ausführungsformen enthält ein Modul ein modulares laterales Transfersystem und ein Prozessgas-Versorgungssystem, so konfiguriert, dass ein oder mehr Prozessadditive und Luft zugeführt werden.
Gemäß den Ausführungsformen ist die Wand der horizontal ausgerichteten Verarbeitungskammer so angepasst, dass sie die einzelnen Module an Einfügungsstellen aufnehmen kann, die als Schlitze oder Öffnungen in der Kammerwand für die Einfügung der Module vorgesehen sind. Gemäß den Ausführungsformen können Kammern, in denen mehrere Module eingefügt sind, eine Mehrzahl an Schlitzen oder Öffnungen enthalten. Wahlweise können die einzelnen Schlitze oder Öffnungen in der Kammerwand so konfiguriert sein, dass sie mehr als ein Modul aufnehmen können. Bei manchen Ausführungsbeispielen ist die Kammer so konfiguriert, dass anschließende Kartuschen von entgegengesetzten Seiten der Kammer eingefügt werden können. Gemäß manchen Ausführungsformen kann, wenn ein Schlitz oder eine Öffnung in der Kammerwand keine Einfügung eines Moduls erfordert, ein Zapfen oder anderes Dichtungsmittel eingesetzt werden, um den entsprechenden Schlitz bzw. die Öffnung in der Kammerwand abzudichten.
Gemäß den Ausführungsformen bilden die Module beim Einbau mindestens einen Teil des Bodens der Verarbeitungskammer. Gemäß den Ausführungsformen kann der Boden der Verarbeitungskammer als im Wesentlichen flacher Boden, als schräger Boden, stufenförmiger Boden oder geneigter stufenförmiger Boden konfiguriert sein. Gemäß manchen Ausführungsformen, bei denen der Boden als stufenförmiger Boden konfiguriert ist, ist jedes Modul so konfiguriert und ausgerichtet, dass es eine einzige Stufe des stufenförmigen Bodens darstellt.
Bei manchen Ausführungsformen sind einzelne eingebaute Module als Kartuschen konfiguriert und teilweise von der jeweils darüber liegenden Kartusche bedeckt, so dass nur ein Teil einer einzelnen Kartusche dem Inneren der Kammer ausgesetzt ist. Der Schlitz, in dem die oberste Kartusche eingefügt ist, ist speziell so konfiguriert, dass nur ein Teil der Kartusche dem Inneren der Kammer ausgesetzt ist. Die eingebauten Kartuschen bilden einen stufenförmigen Boden und wahlweise einen geneigten Boden, um die Beförderung des Reaktionsprodukts zu ermöglichen, dabei aber mindesten teilweise zu verhindern, dass unverarbeitetes Material durcheinander taumelt.
Gemäß den Ausführungsformen können Dichtmittel zwischen den Modulen und/oder zwischen einem Modul und der Kammer vorgesehen sein, wobei das Dichtmittel so konfiguriert ist, dass es das Austreten von Material und/oder Gasen in die bzw. aus der Verarbeitungskammer und/oder zwischen Modulen verhindert. Gemäß manchen Ausführungsformen kann ein Modul mit hochtemperaturbeständigem Silikon, temperaturbeständigen Dichtungen oder anderen geeigneten Dichtmitteln fest versiegelt werden. Gemäß manchen Ausführungsformen wird die Art der Abdichtung der Module so gewählt, dass ein Modul leicht ausgetauscht und ein neues oder repariertes Modul eingesetzt werden kann.
Gemäß manchen Ausführungsformen ist ein Modul mit einer Art von Befestigungsmittel wie z. B. Bolzen oder Schrauben umkehrbar fixiert. Wahlweise kann ein Modul auch an einer gewünschten Stelle innerhalb der Kammerwand durch Friktion gehalten werden. Gemäß manchen Ausführungsformen kann eine Einfügungsstelle in der Wand der Verarbeitungskammer ein oder mehr Einfügungs-/Positionsabgleichmittel, Verbindungsplatten und Dichtungen enthalten.
Gemäß manchen Ausführungsformen kann eine Verarbeitungskammer so konfiguriert werden, dass sie ein einziges oder mehrere verschiedene Modulformate erhält. Ein Modul kann verschiedene Größen und Konfigurationen aufweisen und kann spezifisch an die beabsichtigte Verwendung und/oder Position in der Verarbeitungskammer bzw. auf die Konfiguration der Verarbeitungskammer selbst angepasst sein.
Gemäß den Ausführungsformen ist ein Modul so konfiguriert, dass es den lateralen Transfer von Reaktionsprodukt in der Verarbeitungskammer vorsieht und Luft und/oder ein oder mehr Prozessadditive zuführt. Gemäß diesen Ausführungsformen enthält das Modul auch ein Stützwerk bzw. Stützsystem, das so konfiguriert ist, dass es dem Modul Struktur verleiht und das laterale Transfersystem sowie das Luft- oder Prozessadditiv-Versorgungssystem stützt. Außerdem kann das Modul ein Dichtungs- und/oder Verbindungssystem enthalten, um den Einbau der Kartusche in die Kammerwände zu ermöglichen, ihre Lage zu sichern und/oder Dämmelemente vorzusehen.
Gemäß den Ausführungsformen kann das Stützwerk des Moduls aus verschiedenen Materialien hergestellt sein, einschließlich Weich- oder Hartstahl, Vergütungsstahl, einer Legierung oder einem anderem Material, das mindestens teilweise gegen die Umgebung beständig ist, in der es Anwendung findet. Außerdem kann das Stützwerk so konfiguriert sein, dass es den Ein- und Ausbau ermöglicht, z. B. durch Kerben oder Befestigungsstellen für Ein- und Ausbauwerkzeug.
Bei manchen Ausführungsformen ist das mit dem Modul verbundene laterale Transfersystem so konfiguriert, dass es über einen Basisteil des Moduls hinweg befördert werden kann. Bei dieser Ausführungsform kann Luft und/oder Prozessadditiv am Unterteil des Moduls oder am Boden des Reaktionsproduktstapels eindringen, wo das Unterteil des Moduls einen Teil des Prozessgas-Versorgungssystems bildet. Das Prozessgas-Versorgungssystem wirkt daher nicht nur als ein Gasversorgungssystem, sondern auch als Stütze für den Reaktionsproduktstapel oder den Kammerboden, wobei das Reaktionsprodukt vom lateralen Transfersystem über die Oberfläche des Prozessgas-Versorgungssystems hinweg bewegt wird und dem Inneren der Kammer (d. h. der Versorgungsoberfläche) ausgesetzt ist. Gemäß den Ausführungsformen ist die Prozessgas-Versorgungsoberfläche die Oberfläche des Prozessgas-Versorgungssystems; die Prozessgas-Versorgungsoberfläche kann eine Seitenfläche, Endfläche, geneigte Endfläche oder dergleichen darstellen. Gemäß den Ausführungsformen wird die Konfiguration des Prozessgas-Versorgungssystems mindestens teilweise durch die Konfiguration des lateralen Transfersystems des Moduls bestimmt.
Bei manchen Ausführungsformen enthält eine einzelne Kartusche sowohl Stütz- und Verbindungselemente als auch Funktionselemente. Zu den Stütz- und Verbindungselementen gehören die Modulstruktur sowie ein oder mehr Verbindungsplatten, die spezifisch für die dichtende Verbindung der Verarbeitungskammerschale konfiguriert sind. Zwischen der Modulstruktur und der Verbindungsplatte kann ein Refraktärbereich vorgesehen sein, um Wärmeverlust und Wärmeübertragung an die Verbindungsplatte zu reduzieren. Nach dem Einbau kann das Modul mit geeigneten Befestigungsmitteln gesichert werden. Zur Modulstruktur gehören Abgleichführungen, um die richtige Einfügung des Moduls in die Kammerwand zu gewährleisten sowie Kerben für die Einfügung von Werkzeugen zum Ein- und Ausbau des Moduls.
DAS LATERALE TRANSFERSYSTEM EINES MODULS:
Jedes Modul enthält ein modulares laterales Transfersystem, das so konfiguriert ist, dass es das Reaktionsprodukt aus einer ersten Position in ein oder mehr weitere Positionen befördern kann. Gemäß den Ausführungsformen enthält das modulare laterale Transfersystem ein oder mehr Förderelemente und ein oder mehr Antriebselemente. Wahlweise enthält das laterale Transfersystem Führungs- oder Abgleichelemente, welche die Bewegung der Förderelemente regeln können. Gemäß manchen Ausführungsformen enthält das modulare laterale Transfersystem auch zwei oder mehr Führungseingreifelemente, die so konfiguriert sind, dass sie zu den Führungselementen passen und eine im Wesentlichen bewegliche Zusammenschaltung zwischen ihnen bewirken, wobei sie die Sicherung der ein oder mehr Förderelemente in gewünschter Ausrichtung bewirken, während sie deren gewünschten Bewegungsgrad ermöglichen.
Bei manchen Ausführungsformen sind das laterale Transfersystem und das Prozessgas-Versorgungssystem so konfiguriert, dass sich die Förderelemente des lateralen Transfersystems über die Versorgungsfläche des Prozessgas-Versorgungssystems hinweg bewegen. Bei solchen Ausführungsformen können die Förderelemente ein Abteil, eine Plattform, eine Ausstoßramme oder Förderramme, einen Pflug oder dergleichen enthalten. Gemäß manchen Ausführungsbeispielen können die Förderelemente als einteilige Ramme oder mehrfingrige Ramme konfiguriert sein.
Bei manchen Ausführungsformen sind die Förderelemente als Rammen konfiguriert und weiterhin als kurze Rammen konfiguriert, die so konfiguriert werden können, dass sie bei jedem Stoß voll ausgefahren werden können. Bei manchen Ausführungsformen, zu denen ein oder mehr Förderelemente gehören, die als mehrfingrige Rammen konstruiert sind, kann die multifingrige Ramme eine Einzelstruktur oder eine Struktur aufweisen, die an einem Rammkörper befestigt ist, wobei die einzelnen Rammenfinger wahlweise je nach Lage verschiedene Breiten haben können.
Bei manchen Ausführungsformen, zu denen ein als mehrfingrige Ramme konfiguriertes Förderelement gehört, besteht ein Zwischenraum zwischen jedem der Finger der mehrfingrigen Ramme. Dieser Zwischenraum kann so konfiguriert sein, dass er die Erweiterung der Finger beim Betrieb der Verarbeitungskammer ermöglicht. So kann sich der Zwischenraum z. B. mindestens teilweise nach der maximalen Betriebstemperatur der Verarbeitungskammer richten.
Gemäß manchen Ausführungsformen ist ein Förderelement als T-förmiges Förderelement konfiguriert.
Bei manchen Ausführungsformen sind das laterale Transfersystem und das Prozessgas-Versorgungssystem eines Moduls so konfiguriert, dass das Förderelement in die Versorgungsfläche des Prozessgas-Versorgungssystems eingefügt oder eingebettet ist. Bei solchen Ausführungsformen können die Förderelemente als Schneckenelemente, ein oder mehr Radelemente, als Förderer oder dergleichen konfiguriert sein.
Gemäß den Ausführungsformen sind die Förderelemente aus Material gefertigt, das sich für die Anwendung bei hohen Temperaturen eignet. Solche Materialien sind dem Durchschnittsfachmann gut bekannt; sie können aus rostfreiem Stahl, Weichstahl, aus ganz oder teilweise mit Refraktär geschütztem Weichstahl oder dergleichen bestehen. Wahlweise können die Förderelemente gegossen oder in Massivbauweise hergestellt sein. Wahlweise können die Förderelemente so bemessen und/oder konfiguriert sein, dass gewährleistet ist, dass Agglomerate aller Größen oder Formen effektiv befördert werden. Zum Beispiel, wenn sich die Form und/oder andere Merkmale des Reaktionsprodukts verändern, sind die Förderelemente so konfiguriert, dass das Reaktionsprodukt ungeachtet dieser Veränderungen befördert werden kann.
Gemäß den Ausführungsformen weist das modulare laterale Transfersystem ein oder mehr Führungselemente auf, die so angeordnet sind, dass sie dem Inneren der Kammer ausgesetzt sind. Bei manchen Ausführungsformen sind die Führungselemente so angeordnet, dass sie mindestens teilweise gegen das Innere der Verarbeitungskammer isoliert sind.
Bei Ausführungsformen, in denen die Führungselemente dem Inneren der Kammer ausgesetzt sind, kann das laterale Transfersystem so konstruiert sein, dass es die Verstopfung oder das Einfangen von Bruchstücken verhindert. Gemäß manchen Ausführungsformen kann ein Führungselement als ein oder mehr Führungskanäle in den Seitenwänden der Kartusche, als ein oder mehr Führungsschienen oder ein oder mehr Gleise oder ein oder mehr Führungsmulden oder Führungsketten oder dergleichen konfiguriert sein.
Gemäß manchen Ausführungsformen enthält das modulare laterale Transfersystem ein oder mehr Führungseingreifprofile, die so konfiguriert sind, dass sie beweglich in ein oder mehr Führungselemente eingreifen. Die ein oder mehr Führungseingreifprofile weisen wahlweise ein oder mehr Räder oder Rollen auf, damit sie beweglich in das Führungselement eingreifen. Bei manchen Ausführungsformen ist das Führungseingreifprofil ein gleitendes Profil, das aus einem Schuh besteht, der dazu angepasst ist, auf einer Führungsschiene entlang zu gleiten.
Bei manchen Ausführungsformen können die ein oder mehr Eingreifelemente integraler Bestandteil eines Förderelements oder mit diesem zusammen angeformt sein. Beispielsweise kann die Oberfläche eines Förderelements spezifisch so angepasst werden, dass sie in ein oder mehr Führungselemente eingreift. Bei manchen Ausführungsformen weist die Versorgungsfläche des Prozessgas-Versorgungssystems Schienen auf, und die Förderelemente im Kontakt mit der Versorgungsfläche sind spezifisch so geformt, dass sie in die Schienen eingreifen.
Gemäß den Ausführungsformen weist das laterale Transfersystem eines Moduls eine mehrfingrige Förderramme, Eingreifelemente und Antriebssysteme auf. Einzelne Rammenfinger sind an einem Rammenkörper mit Stiften oder Ansatzbolzen befestigt, die so konfiguriert sind, dass sie sich im Wesentlichen nicht am einzelnen Finger stramm ziehen. Der Rammenkörper ist mit einer Antriebseingreifplatte verbunden, die parallele Gestänge für den operativen Eingriff in ein Ritzel für dessen Beförderung aufweist. Bei manchen Ausführungsformen sind die einzelnen Rammenfinger so konfiguriert, dass sie in ein T-, C- oder doppel-T-förmiges Eingreifelement eingreifen, das die Rammenfinger in Nähe der Oberfläche des Luftkastens so halten, dass die Rammen im Wesentlichen die Luftkastenfläche bei der Hin- und Herbewegung abkratzen und dabei helfen, Klinkerbildung zu verhindern.
Gemäß manchen Ausführungsformen ist das Ende eines Rammenfingers nach unten gebogen, um zu gewährleisten, dass die Spitze das Oberteil des Lufkastens berührt, wenn sich die Lage der Ramme relativ zum Luftkasten z. B. durch thermische Ausdehnung oder Kontraktion der ein oder mehr Bauteile verändern sollte. Diese Konfiguration eines Rammenfingers kann auch die nachteiligen Folgen für den Prozess verringern, wenn die Luftlöcher von der Ramme verdeckt werden; dann fließt nämlich weiterhin Luft durch den Spalt zwischen Ramme und Kasten.
Gemäß den Ausführungsformen weist jedes Modul die Antriebselemente auf, die erforderlich sind, um ein oder mehr der mit dem modularen lateralen Transfersystem zusammenhängenden Förderelemente zu befördern. So ist klar ersichtlich, dass ein Antriebselement beispielsweise ein Kettengetriebe, Kettenzahnräder, Zahnstange und Ritzel oder andere Antriebselemente aufweisen kann. Gemäß manchen Ausführungsformen weist das Antriebselement auch ein oder mehr Stellantriebe, Pumpen, Elektromotoren oder sonstige Mechanismen auf, um das Antriebselement zu betreiben. Gemäß manchen Ausführungsformen wird die operative Energie für das jeweilige Antriebselement von der Verarbeitungskammer selbst geliefert, wobei diese erforderliche operative Energie durch das operative Zusammenschließen des Moduls mit der Verarbeitungskammer aktiviert wird. Wahlweise kann in einer Konfiguration, zu der mehrere Module gehören, operative Energie von jedem der einzelnen lateralen Transfersysteme durch ein oder mehr ausgewählte Module geliefert werden. Auf diese Weise können Kosten im Zusammenhang mit manchen Modulen eingespart werden, da das operative Element nicht darin integriert werden muss.
Gemäß den Ausführungsformen wird die Energie für die Beförderung der Förderelemente von einem Hydraulikkolben geliefert. Beispielsweise wird die Energie zum Antrieb der Förderelemente von einem Hydraulikkolben geliefert, der ein oder mehr Ritzel auf einer Welle über einen wahlweise vor- oder rückwärts laufenden Drehantrieb antreibt, wodurch die Förderelemente wie gesteuert ausgefahren oder eingezogen werden können. Bei manchen Ausführungsformen werden zwei Ritzel verwendet, die in entsprechende parallele Gestänge eingreifen, welche operativ an die Förderelemente angeschlossen sind. Gemäß manchen Ausführungsformen können Positionssensoren Positionsinformationen über die Förderelemente erkennen und an ein operativ angeschlossenes Kontrollsystem übertragen.
DAS PROZESSGAS-VERSORGUNGSSYSTEM EINES MODULS
Jedes Modul enthält außerdem ein oder mehr Prozessgas-Versorgungssysteme, wobei ein Prozessgas-Versorgungssystem so konfiguriert ist, dass es dem Reaktionsprodukt zumindest teilweise ein Prozessgas zuführt. So kann das Prozessgas beispielsweise aus Luft, einem Prozessadditivgas, Dampf, Syngas oder dergleichen bestehen.
Gemäß den Ausführungsformen wird Prozessgas in das Innere der Verarbeitungskammer durch die oder an der mit dem Modul zusammenhängenden Versorgungsfläche geliefert. Das Prozessgas-Versorgungssystem kann so konfiguriert sein, dass reine Luft oder eine Kombination von Luft und ein oder mehr Prozessadditiven entweder durch gemeinsame oder durch besonders zugewiesene Einlässe zugeführt wird.
Gemäß den Ausführungsformen enthält das Prozessgas-Versorgungssystem ein Liefersystem, das so konfiguriert sein kann, dass es eine verteilte Menge oder eine eher konzentrierte Menge an Luft und/oder ein oder mehr Prozessadditiven liefert. So kann beispielsweise eine Konfiguration für eine verteilte Menge eine Versorgungsfläche aufweisen, die perforiert ist oder eine Reihe von Öffnungen enthält. Eine eher konzentrierte Versorgung mit Luft und/oder ein oder mehr Prozessadditiven kann durch Verwendung von ein oder mehr Düsen erfolgen. Bei manchen Ausführungsformen erfolgt die Injektion von Luft und/oder ein oder mehr Prozessadditiven an einer Stelle, die etwas höher als die Versorgungsfläche liegt. Diese Anordnung der Versorgung mit Luft und/oder ein oder mehr Prozessadditiven kann durch Anwendung angehobener Inputs erfolgen.
Bei manchen Ausführungsformen enthält die mit dem Prozessgas-Versorgungssystem zusammenhängende Versorgungsfläche mehrere Perforationen. Gemäß manchen Ausführungsformen kann die Anzahl der Perforationen so optimiert werden, dass das gesamte Reaktionsprodukt mit Additiven und/oder Wärmezirkulation versorgt wird.
Bei manchen Ausführungsformen kann die Luftzufuhr an ein einzelnes Modul unabhängig geregelt werden, oder die Luftrohre zu zwei oder mehr Modulen können zu einem einzigen Verteiler zusammengeschlossen werden, damit die Luftzufuhr an die zwei oder mehr Module getrennt geregelt werden kann.
Bei manchen Ausführungsformen, in denen das Prozessgas-Versorgungssystem ein oder mehr Düsen aufweist, können die Düsen als Low-Flow-, Medium-Flow oder High-Flow-Düsen konfiguriert sein. Das kann durch verschiedene Düsendurchmesser ermöglicht werden und die niedrige, mittlere oder hohe Penetration des gelieferten Prozessgases bewirken. Diese Konfiguration des Prozessgas-Versorgungssystems kann so gestaltet sein, dass der gesamte Bereich des Reaktionsprodukts gleichmäßiger behandelt wird.
Bei manchen Ausführungsformen sind die mit dem Prozessgas-Versorgungssystem zusammenhängenden Löcher so angeordnet, dass der Betrieb der lateralen Transfereinheit den Prozessgasstrom durch die Löcher nicht stört. Bei manchen Ausführungsformen ermöglicht die Anordnung der Löcher die gleichmäßige Verteilung der Prozessadditive bzw. der Luft über eine große Fläche bei minimaler Unterbrechung des lateralen Materialtransfers bzw. minimalem Widerstand gegen den lateralen Materialtransfer.
Bei Ausführungsformen, in denen eine mehrfingrige Ramme als Förderelement verwendet wird, sind die Löcher so angeordnet, dass die Löcher bei Erwärmung zwischen den Fingern (in den Zwischenräumen) liegen. Bei manchen Ausführungsformen können die Löcher in einem pfeilförmigen Muster zueinander und versetzt angeordnet sein. Bei manchen Ausführungsformen können die Löcher auch hybrid angeordnet sein, wobei manche Löcher bedeckt sind und manche nicht, so dass die gleichmäßige Verteilung des Prozessgases im Wesentlichen optimiert wird (d. h. es gibt nur ein Minimum an Bodenbereichen, die kaum mit Prozessgas versorgt werden).
Bei manchen Ausführungsformen liefern die Prozessgas-Inputs eine diffundierte, langsame Zufuhr von Prozessgas. Bei manchen Ausführungsformen erfolgt eine diffundierte, langsame Zufuhr von Prozessadditiven.
Bei manchen Ausführungsformen enthält das Prozessgas-Versorgungssystem auch die erforderlichen Luftkästen, Verteiler und Rohre. Bei manchen Ausführungsformen wird Heißluft durch die Luftkästen zugeführt. Wahlweise sind die Luftkästen einzelne gegossene und geformte Einsätze. Zu den Funktionselementen gehören ein oder mehr Luftkastenteile sowie ein oder mehr laterale Transferteile.
Bei manchen Ausführungsformen können die Luftkastenteile aus mehreren kleinere Luftkästen oder einem einzigen großen Luftkasten bestehen. Wahlweise sind die Luftkästen spezifisch so konfiguriert, dass sie Verformung verhindern und das Risiko des stressbedingten Versagens oder der Verbeulung des Luftkastens verringern. Bei manchen Ausführungsformen sind die einzelnen Luftkästen aus dickem C-Stahl hergestellt. Bei manchen Ausführungsformen können die Luftkästen, um das Verziehen zu verhindern, als einzelne hochbelastbare massive Stahlteile gebaut sein, die Heißluft nur in solche Bereiche injizieren, in denen ununterbrochen unbehinderte Strömung herrscht.
Bei manchen Ausführungsformen ist das Material für die perforierte Deckplatte der Luftkästen eine Legierung, die den Erfordernissen auf Korrosionsbeständigkeit für das Gesamtsystem genügt. Wenn die perforierte Deckplatte relativ dünn ist, können z. B. Versteifungsrippen und konstruktive Sicherungsprofile vorgesehen werden, um das Verbiegen oder Verbeulen zu verhindern.
Bei manchen Ausführungsformen strömt Luft in die Verarbeitungskammer am Boden des Reaktionsproduktstapels durch Luftlöcher oder Perforationen im Oberteil jedes Luftkastens. Wenn die einzelnen Module mehrere Luftkästen enthalten, kann den einzelnen Luftkästen über einen einzigen, an ein Luftrohr angeschlossenen Luftverteiler zugeführt werden, der mit einem Heißluft-Anschlussflansch in der Verbindungsplatte verbunden ist. Wahlweise ist ein Heißluft-Anschlussflansch so angepasst, dass er den schnellen Anschluss an die Heißluftversorgung ermöglicht.
Um die Verstopfung der Luftlöcher bei der Verarbeitung zu verhindern, ist bei manchen Ausführungsformen die Größe der Luftlöcher in den perforierten Deckplatten der Luftkästen so gewählt, dass sie eine Einengung erzeugt und dadurch über jedem Loch ein Druckgefälle entsteht. Dieses Druckgefälle kann genügen, um zu verhindern, dass Partikel in die Löcher eindringen. Die Löcher können sich nach außen zur Oberfläche hin verjüngen, um auszuschließen, dass sich Teilchen in einem Loch festsetzen. Außerdem kann unter Umständen Material, das die Löcher verstopft, durch die Bewegung der lateralen Transfereinheiten gelöst werden.
ANWENDUNGEN
Die Kartusche kann für Anwendung in verschiedenen Hochtemperatur-Kammern konfiguriert werden, wo die laterale Förderung von Material erforderlich ist, wie in Brennöfen, Gasifizierungs- und Verbrennungsanlagen, Trockenanlagen, Pyrolisatoren, Hochtemperatur-Fördersystemen und dergleichen.
Gewöhnlich würden mehrere Kartuschen in einer wahlweise mit Refraktär verkleideten Kammer eingebaut, um ein bewegliches Raster zu bilden. Die Kammer enthält ein oder mehr für die Materialzufuhr konfigurierte Einlässe, einen Abgasausgang und ein Ausgangs- oder Entnahmesystem für verarbeitetes Material.
Bei einer Ausführungsform ist die Kartusche für eine Gasifzierungsanlage konfiguriert. Die Gasifzierungsanlage kann generell horizontal ausgerichtet sein und ist so konfiguriert, dass sie kohlenstoffhaltigen Feedstock in Syngas und feste Rückstände umwandelt.
Bei einer Ausführungsform ist die Kartusche für Anwendung in einer integrierten Multibrennstoff-Gasifizierungsanlage konfiguriert, z. B. wie in der Europäischen Patentanmeldung 1 696 177 . Bei einer solchen Ausführungsform würde die Kartusche das trocknende Syngas mit Schieber, das zurückgeführte Syngas mit Schieber und die Luft mit Schieber ersetzen.
Bei einer Ausführungsform ist die Kartusche für Anwendung in einer Verbrennungsanlage konfiguriert.
Bei einer Ausführungsform ist die Kartusche für Anwendung in einer unterstöchiometrischen Verbrennungsanlage konfiguriert.
Bei einer Ausführungsform ist die Kartusche für Anwendung in einer Step-Stoker-Verbrennungsanlage konfiguriert.
Bei einer Ausführungsform ist die Kartusche für Anwendung in einer Trockendestillationsanlage konfiguriert.
Bei einer Ausführungsform ist die Kartusche für Anwendung in einer wie in KR20050025190 offenbarten halbkontinuierlichen Trockendestillationsanlage konfiguriert.
Bei einer Ausführungsform ist die Kartusche für Anwendung in einer wie in US-Patent 4,172,425 offenbarten Verbrennungsanlage konfiguriert. Insbesondere würde hier die Kartusche die Ramme und die Luftzufuhr der offenbarten Verbrennungsanlage ersetzen.
Bei einer Ausführungsform ist die Kartusche für Anwendung in einem Apparat konfiguriert, in dem ölbelastete Abfallstoffe wie in US-Patent 5,944,034 recycelt werden.
Insbesondere ist die Kartusche hier für Anwendung in einer Kammer konfiguriert, die dazu dient, die Viskosität des Öls zu senken, damit es von den Produkten ablaufen kann; dabei wird das Öl nicht verbrannt, sondern zu einem Dampf verflüchtigt, der das Öl anschließend einer Verdickungs- oder Rückgewinnungskammer zuführt. Wahlweise wären die Kartuschen mit Sammelauskehlungen konfiguriert, um den Ölfluss einem Sammelpunkt und/oder Ablaufröhren zuzuführen.
Bei einer Ausführungsform ist die Kartusche für Anwendung in einer Trockenanlage konfiguriert.
BEISPIELE:
KARTUSCHE FÜR ANWENDUNG MIT EINER HORIZONTAL AUSGERICHTETEN GASIFIZIERUNGSANLAGE
Bei einer Ausführungsform ist die Kartusche für die Einfügung in eine horizontal ausgerichtete Gasifizierungsanlage konfiguriert. Nach Einbau bilden die mehreren Kartuschen das stufenförmige Bodentransportgitter der Gasifizierungsanlage. Die einzelnen Bodenebenen entsprechen einer kombinierten lateralen Transfer- und Luftzufuhr-Kartusche derart, dass mehrere dieser Kartuschen (2000) das Transportgitter bilden.
Unter Bezugnahme auf 21 bis 24 wird eine (teilweise dargestellte) horizontal ausgerichtete Gasifizierungsanlage (4000) vorgestellt, die eine horizontal ausgerichtete, mit Refraktär ausgekleidete Kammer mit einem Feedstock-Input, einem Gasauslass, einem Auslass für feste Rückstände und verschiedene Wartungs- und Zugangs-Ports aufweist. Die Gasifizierungskammer hat einen stufenförmigen Boden mit mehreren Bodenebenen. Jede einzelne Kartusche stellt eine einzelne Stufe dar und ist so in Kammer ausgerichtet, dass die Bodenebene schräg verläuft, um die Beförderung des Reaktionsprodukts durch die Gasifizierungsanlage zu ermöglichen, ohne dass unverarbeiteter Feedstock durcheinander taumelt.
Die Seitenwände der Gasifizierungsanlage weisen Öffnungen für die Einfügung der einzelnen Kartuschen auf. Anschließende Kartuschen werden von entgegengesetzten Seiten der Kammer eingefügt (siehe 24). Nach Einbau werden die einzelnen Kartuschen teilweise von der darüber liegenden Kartusche bedeckt, so dass jeweils nur ein Teil einer einzelnen Kartusche dem Inneren der Einheit ausgesetzt ist.
Unter Bezugnahme auf 2, 3 sowie 21 bis 34 bildet eine Reihe einzelner Kartuschen in situ ein Transportgitter (4002). Eine einzelne Kartusche (2000) enthält sowohl Stütz- und Verbindungselemente als auch Funktionselemente. Unter Bezugnahme auf 5 bis 11 enthalten die Stütz- und Verbindungselemente das Kartuschenstützwerk (2010) und die Verbindungsplatte (2005), die speziell für die Dichtverbindung mit der Schale der primären Prozesseinheit konfiguriert ist. Zwischen der Kartuschenstruktur und der Verbindungsplatte (2005) ist ein (nicht dargestellter) Refraktärbereich, um Wärmeverlust durch und Wärmeübertragung an die Verbindungsplatte zu reduzieren. Nach Einbau werden die Kartuschen mit geeigneten Befestigungsmitteln gesichert. Die Kartusche enthält Abgleichführungen (2015), um die richtige Einfügung der Kartusche in die Kammerwand zu gewährleisten, und Einbaukerben (2020), um die Einfügung von Werkzeugen zu ermöglichen, mit denen die Kartusche eingebaut und von der primären Prozesseinheit wieder abgenommen werden kann.
Zu den Funktionselementen der Kartusche gehören Luftkästen und laterale Transferteile. Der Luftkasten der Kartusche ist eine Kombination mehrerer kleinerer aus dickem C-Stahl hergestellter Luftkästen (2025).
Luft wird der Gasifizierungsanlage am Boden des Reaktionsproduktstapels durch Luftlöcher (2030) oder Perforationen im oberen Teil jedes Luftkastens (2025) zugeführt. Die Luft wird den einzelnen Luftkästen über einen einzigen Luftverteiler (2035) zugeführt, der an ein Luftrohr (2040) angeschlossen ist, welches mit einem Heißluft-Anschlussflansch (2045) in der Verbindungsplatte verbunden ist. Die Verbindungsplatte enthält außerdem Inputs für Thermoelemente (2046).
Das laterale Transferteil der Kartusche enthält eine mehrfingrige Förderramme (2050), Eingreifelemente und ein Antriebssystem. Einzelne Rammenfinger (2051) sind am Rammenkörper (2055) mit Stiften oder Ansatzbolzen (2060) befestigt, die sich nicht an den einzelnen Fingern stramm ziehen. Der Rammenkörper ist mit einer Antriebseingreifplatte (2065) verbunden, die zwei parallele Gestänge (2070) aufweist.
Die einzelnen Rammenfinger (2051) enthalten eine Auskehlung, die so konfiguriert ist, dass ein doppel-T-förmiges oder C-förmiges Eingreifelement (2078) darin eingreifen kann, das zwischen einzelnen Luftkästen bzw. den äußeren Luftkästen und dem Kartuschen-Stützwerk gelegen ist. Die Eingreifelemente halten die Rammen nahe der Oberfläche des Luftkastens, so dass die Rammen die Luftkastenfläche bei der Hin- und Herbewegung abkratzen und dabei helfen, Klinkerbildung zu verhindern.
Energie für die mehrfingrige Ramme wird von einem Hydraulikkolben (2080) geliefert. Bei der abgebildeten Ausführungsform wird Energie für den Antrieb der Ramme kurz von einem Hydraulikkolben (2080) geliefert, der über einen wahlweise vorwärts oder rückwärts laufenden Drehantrieb (2090) zwei Ritzel (2085) auf einer Welle (2086) antreibt, wodurch die Rammen wie gesteuert ausgefahren und eingezogen werden können. Positionssensoren übertragen die Rammen-Positionsinformationen an das Kontrollsystem. Zwei Ritzel (2085) greifen in parallele Gestänge (2070) an der Antriebseingreifplatte (2065) ein.
KARTUSCHE FÜR ANWENDUNG MIT EINER STOKERVERBRENNUNGSANLAGE
Bei einer Ausführungsform ist die Kartusche für Einfügung in eine Verbrennungsanlage konfiguriert, wobei ein hin- und herlaufender, für städtische, industrielle und kommerzielle Verbrennungsanlagen geeigneter Stoker geschaffen wird, der abgelegten Müll durcheinander mischt, um den Verbrennungsprozess zu verbessern, wenn der Müll sich am Stoker entlang bewegt.
Bei einer Ausführungsform enthält die Verbrennungsanlage ein längliches Gehäuse, das generell eine horizontale Verbrennungskammer darstellt. An beiden Seiten des Gehäuses sind Schlitze für die Einfügung einzelner Kartuschen angebracht. Nach Einbau werden die einzelnen Kartuschen jeweils teilweise von der darüber liegenden Kartusche bedeckt, so dass nur ein Teil einer einzelnen Kartusche dem Inneren der Einheit ausgesetzt ist.
Unter Bezugnahme auf 26 enthält die Verbrennungskammer einen Einlass (1002) für Abfallmaterial, einen Einlass für Asche (1206), der wahlweise eine Ascheentnahmeschnecke, ein Abgasrohr (1501) und wahlweise einen Brennerport (1273). Die einzelnen Kartuschen bilden in situ einen stufenförmigen Boden, und jede Stufe bildet einen separaten Brennbereich für Abfallmaterial auf verschiedenen Höhen.
Jede Kartusche enthält eine hin- und herlaufende Ramme (1035) mit einer Schieberwand, die in ausgefahrener Position einen Teil des Steigrohrs bildet. Die Ramme kann über die dem Inneren der Kammer ausgesetzte Fläche der Kartusche hinweg in eine ausgefahrene Position bewegt werden, um brennendes Abfallmaterial in Richtung Auslassende der Brennkammer zu fördern. Luft wird durch Düsen oder Perforationen in der Frontplatte der Kartusche (2207) zugeführt.
Die Kartuschenstruktur ist generell wie oben beschrieben. In Kürze, unter Bezugnahme auf 27, enthält jede Kartusche ein Kartuschen-Stützwerk (2010) und eine Verbindungsplatte (2005), spezifisch für eine Dichtverbindung mit der Schale der Verbrennungsanlage konfiguriert. Luft tritt in die Verbrennungsanlage durch Luftlöcher (2030) oder Düsen in der Frontplatte (2207) jedes Luftkastens (2025) ein. Die Luftzufuhr für die einzelnen Luftkästen ist wie oben beschrieben.
Die lateralen Transferteile der Kartusche enthalten eine mehrfingrige Förderramme (2050) und ein Antriebssystem, ebenfalls wie oben beschrieben.
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

EP 1696177 [0087]
KR 20050025190 [0092]
US 4172425 [0093]
US 5944034 [0094]

Claims

Modul für Anwendung mit einem lateralen Transfersystem einer Verarbeitungskammer, wobei das Modul besteht aus: einem eigenen lateralen Transfersystem, das so konfiguriert ist, dass es ein Reaktionsprodukt aus einer ersten Position in eine zweite Position befördern kann, und ein oder mehr eigenen Prozessgas-Versorgungssystemen, die so konfiguriert sind, dass ein oder mehr Prozessgase mit dem Reaktionsprodukt zusammenwirken können.
Modul gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Modul für Anwendung in einem Brennofen, einer Gasifizierungsanlage, einer Verbrennungsanlage, einer Trockenanlage, einem Pyrolisator, einem Hochtemperatur-Fördersystem oder Trockendestillationsanlage konfiguriert ist.
Modul gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ein oder mehr Prozessgase aus Luft, Sauerstoff, Dampf, Syngas, Kohlenwasserstoff oder sauerstoffangereicherter Luft bestehen.
Modul gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das modulare laterale Transfersystem eine laterale Transfereinheit darstellt, die ein Fach, eine Plattform, eine Ramme, einen Pflug, eine Förderschnecke, eine Förderramme, ein Fördermittel, Förderband oder Zahnrad aufweist.
Modul gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ramme eine mehrfingrige Ramme darstellt.
Modul gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es außerdem ein oder mehr Kühlmittel aufweist, wobei die Kühlmittel wahlweise ein oder mehr Sensoren und/oder Messfühler aufweisen.
Modul gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Prozessgas-Versorgungssysteme des Moduls so konfiguriert sind, dass sie durch eine Deckplatte des Moduls und/oder Frontplatte des Moduls ein oder mehr Prozessgase liefern.
Modul gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das modulare laterale Transfersystem mindestens einen Hydraulikkolben aufweist.
Modul gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Modul so konfiguriert ist, dass es in eine Verarbeitungskammerwand oder durch den Kammerboden eingefügt wird.