DE202008008767U1 - Apparatus for carrying out a pyrolysis - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung
zur Durchführung einer Mitteltemperaturpyrolyse mit einem
zylinderförmigen Pyrolyseofen (1), dessen Innenflächen
(14) mit einer Isolierschicht (15) aus einem anorganischen Wärmedämmstoff versehen
sind, wobei auf oder an den Innenflächen (14) der Isolierschichten
(15) Heizelemente (9) angeordnet sind,
mit einem in den Pyrolyseofen
(1) einbringbaren Reaktionsbehälter (2) zylinderförmiger
Form, der oben offen und mit einem Deckel (5) in Form eines gewölbten
Bodens, vorzugsweise eines Klöpperbodens, verschließbar
ist, wobei der Deckel (5) mindestens eine mit einer Gasabzugsleitung (3)
aus dem Pyrolyseofen (1) verbindbare Gasaustrittsöffnung
(4) aufweist und im Deckel (5) ein die Gasaustrittsöffnung
(4) umschließender Siebkörper (17) angeordnet
ist, der mit seinen Außenkanten mit der Innenfläche
des Deckels (5) abschließt,
im Reaktionsbehälter
(2) oberhalb des zu verschwelenden Gutes weiter eine Vorrichtung
(19) zum Abtrennen von hochreinem Feinruß angeordnet ist,
die aus einem Lochblech (19.1) besteht, das seitlich an der Reaktionsbehälterwand
abgestützt ist und auf dem senkrecht und nach oben weisende...Device for carrying out a medium-temperature pyrolysis with a cylindrical pyrolysis furnace (1) whose inner surfaces (14) are provided with an insulating layer (15) made of an inorganic heat insulating material, wherein heating elements (9) are arranged on or on the inner surfaces (14) of the insulating layers (15) are,
with a in the pyrolysis furnace (1) can be introduced reaction container (2) of cylindrical shape, the top open and with a lid (5) in the form of a curved bottom, preferably a dished bottom, closable, wherein the lid (5) at least one with a gas discharge line (3) from the pyrolysis furnace (1) connectable gas outlet opening (4) and in the lid (5) a gas outlet opening (4) enclosing Siebkörper (17) is arranged, which terminates with its outer edges with the inner surface of the lid (5),
in the reaction vessel (2) above the material to be blasted further a device (19) for separating highly pure fine carbon black is arranged, which consists of a perforated plate (19.1) which is laterally supported on the reaction vessel wall and on the vertical and upwardly .. ,
Description
Die Erfindung betrifft eine umweltschonende und saubere industrielle Anlage zum Verschwelen von kohlenwasserstoffhaltigen Substanzen jedweder Art zur Gewinnung von zum Beispiel Kohlenstoffgranulat, Pyrolyseöl, Pyrolysegas und metallischen Bestandteilen.The The invention relates to an environmentally friendly and clean industrial Plant for bleaching of hydrocarbon-containing substances of any kind for the recovery of, for example, carbon granules, Pyrolysis oil, pyrolysis gas and metallic components.
Pyrolyseverfahren zur Behandlung von organischen Stoffen und Stoffgemischen sind allgemein bekannt.pyrolysis for the treatment of organic matter and mixtures are well known.
So
beschreibt beispielsweise die
In
der
Mit
der
In
der
Das
Patent
In
der
Das
Patent
Die bisher bekannten Verfahren arbeiten mit Drehrohrofen, Pyrolysetrommeln, in der Wirbelschicht, unter Druck, mit Verdichten des Materials oder unter inerter Atmosphäre. Hier sind erhöhte Aufwendungen für Vorrichtungen, an Material, Energie und Logistik notwendig.The previously known methods work with rotary kiln, pyrolysis drums, in the fluidized bed, under pressure, with compacting of the material or in an inert atmosphere. Here are increased expenses for equipment, materials, energy and logistics.
Durch die Nutzung von Schutzgasen (nichtoxidierender Atmosphäre) fällt die Durchsatzleistung bei vergleichbaren Einheiten geringer aus. Die Erzeugung einer Wirbelschicht bedingt einen erhöhten Energieaufwand, da einmal die Wirbelschicht „unterhalten" werden muss, andererseits die zu pyrolysierenden Materialien mechanisch so aufgearbeitet werden müssen, dass sie mit der Wirbelschicht wirksam kontaktieren können.By the use of inert gases (non-oxidizing atmosphere) the throughput rate drops at comparable units lower. The production of a fluidized bed requires an increased amount of energy, since once the fluidized bed has to be "entertained", on the other hand, the materials to be pyrolyzed mechanically worked up so need to contact the fluidized bed effectively can.
Aufgabe der Anlage ist es, eine neuartige energetische und wirtschaftlich besonders vorteilhafte Technologie zur Verschwelung unterschiedlicher kohlenwasserstoffhaltigen Substanzen vorzuschlagen.task the plant is a novel energetic and economical particularly advantageous technology for carbonization of different hydrocarbon-containing To propose substances.
Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Vorrichtungsanspruches 1.Solved This object is achieved with the features of the device claim 1.
Erfindungsgemäß wird zur Durchführung einer Mitteltemperaturpyrolyse eine Vorrichtung vorgeschlagen mit einem zylinderförmigen Pyrolyseofen, dessen Innenflächen mit einer Isolierschicht aus einem anorganischen Wärmedämmstoff versehen sind, wobei auf oder an den Innenflächen der Isolierschichten Heizelemente angeordnet sind.According to the invention to carry out a medium temperature pyrolysis, a device proposed with a cylindrical pyrolysis, whose Inner surfaces with an insulating layer of an inorganic Heat insulation material are provided, on or on arranged the inner surfaces of the insulating heating elements are.
In den Pyrolyseofen ist ein Reaktionsbehälter zylinderförmiger Form einbringbar, der oben offen und mit einem Deckel in Form eines gewölbten Bodens, vorzugsweise eines Klöpperbodens, verschließbar ist, wobei der Deckel mindestens eine mit einer Gasabzugsleitung aus dem Pyrolyseofen verbindbare Gasaustrittsöffnung aufweist und im Deckel ein die Gasaustrittsöffnung umschließender Siebkörper angeordnet ist, der mit seinen Außenkanten mit der Innenfläche des Deckels abschließt.In the pyrolysis furnace is a reaction vessel cylindrical Form can be inserted, the top open and with a lid in the form of a vaulted bottom, preferably a dished bottom, is closable, wherein the lid at least one with a Gas discharge line from the pyrolysis furnace connectable gas outlet opening has and in the lid enclosing the gas outlet opening Strainer body is arranged, with its outer edges closes with the inner surface of the lid.
Weiter ist im Reaktionsbehälter oberhalb des zu verschwelenden Gutes eine Vorrichtung zum Abtrennen von hochreinem Feinruß angeordnet, die aus einem Lochblech besteht, das seitlich an der Reaktionsbehälterwand abgestützt ist und auf dem senkrecht und nach oben weisende Lochbleche angeordnet sind.Further is in the reaction vessel above the to be smoldered Good arranged a device for separating high-purity fine carbon black, which consists of a perforated plate, the side of the reaction vessel wall is supported and pointing vertically and upwards Perforated sheets are arranged.
Mit der mindestens einen Gasabzugsleitung ist eine Kühlschlange zum Kondensieren des Pyrolyseöles verbunden. Das Pyrolyseöl wird in einem Pyrolyseölauffangbehälter gesammelt, während das verbleibende Pyrolysegas einem Gassammler zugeleitet wird.With the at least one gas discharge line is a cooling coil connected to condensing the pyrolysis oil. The pyrolysis oil is collected in a pyrolysis oil receiver, while the remaining pyrolysis gas fed to a gas collector becomes.
Von zentraler Bedeutung für die Funktionsfähigkeit des Pyrolyseofens ist eine Steuereinheit zur Steuerung und Regelung der Heizelemente, wobei die Steuereinheit mit Mitteln zur Detektion der Pyrolysegasentwicklung und mindestens einem Temperatursensor zur Bestimmung der Pyrolysegastemperatur gekoppelt ist, derart, dass in Abhängigkeit von der detektierten Pyrolysegasentwicklung und/oder vorgegebener Pyrolysegastemperaturen und/oder einer vorgegebenen Zeit eine stufenweise Reduzierung der Aufheizleistung von Heizelementen bis hin zum Ausschalten aller Heizelemente steuer- oder regelbar ist.Of central importance for the functioning of the pyrolysis furnace is a control unit for controlling and regulating the heating elements, wherein the control unit is coupled to means for detecting the evolution of pyrolysis gas and at least one temperature sensor for determining the pyrolysis gas temperature, such that depending on the detected pyrolysis gas evolution and / or predetermined pyrolysis gas temperatures and / or a predetermined time a gradual reduction of the heating power of heating elements to turn off all heating elements can be controlled or regulated.
Verfahrensseitig wird bei der vorgeschlagenen Mitteltemperaturpyrolyse bevorzugt nach dem Beladen des Pyrolyseofens mit einem mit verschwelbaren Gut gefüllten Reaktionsbehälter einzelne oder alle Heizelemente des Pyrolyseofens auf eine vorgegebene erste Heiztemperatur aufgeheizt, wobei mittels eines Sensors zur Detektion der Pyrolysegasentwicklung eine Pyrolysegasentwicklung detektiert wird.the method, is preferred in the proposed medium-temperature pyrolysis after loading the pyrolysis furnace with one with weldable Well filled reaction vessel single or all Heating elements of the pyrolysis furnace to a predetermined first heating temperature heated, wherein by means of a sensor for detecting the pyrolysis gas evolution a pyrolysis gas evolution is detected.
In anderen Worten: In einer ersten Phase der Pyrolyse werden einzelne oder aber bevorzugt alle Heizelemente im Pyrolyseofen auf eine erste Heiztemperatur aufgeheizt. Die Heiztemperatur liegt zwischen 650°C und 820°C. Die erste Phase wird solange aufrecht erhalten bis der Pyrolysevorgang im Reaktor soweit fortgeschritten ist, dass Pyrolysegas bestimmter Güte oder Zusammensetzung oder mit bestimmten Eigenschaften entsteht. Vorzugsweise wird die Brennbarkeit oder Zündfähigkeit des Pyrolysegases bestimmt, welche als Qualitätsmaßstab für das entstandene Gas verwendet wird.In In other words, in a first phase of pyrolysis become individual or preferably, all the heating elements in the pyrolysis furnace to a first Heating temperature heated up. The heating temperature is between 650 ° C and 820 ° C. The first phase will be maintained until the pyrolysis process in the reactor has progressed so far that Pyrolysis gas of a certain grade or composition or with certain properties arises. Preferably, the flammability or ignitability of the pyrolysis gas, which as a quality standard for the resulting Gas is used.
Die Brennbarkeit bzw. Zündfähigkeit des Gases kann mittels entsprechender Sensoren erfolgen, welche, den entsprechenden Sicherheitsanforderungen gehorchend, in oder an der Gasabzugsleitung angeordnet sind. Alternativ kann eine Zündprobe auch manuell durchgeführt werden.The Flammability or ignitability of the gas can be done by means of appropriate sensors, which, the corresponding Satisfying safety requirements, arranged in or on the gas discharge line are. Alternatively, a firing test can also be performed manually become.
Insofern andere Eigenschaften oder Zusammensetzungen des Pyrolysegases als Charakteristikum für den Fortschritt der Pyrolyse herangezogen werden, sind entsprechende Analysesensoren wie Sensoren für bestimmte Gasbestandteile oder deren Konzentrationen einsetzbar. Die Aufzählung ist nicht begrenzend, sondern erfasst sämtliche Detektionsmethoden.insofar other properties or compositions of the pyrolysis gas as Characteristic used for the progress of pyrolysis, are appropriate analysis sensors such as sensors for certain Gas components or their concentrations can be used. The list is not limiting, but covers all detection methods.
Bei Detektion einer Pyrolysegasentwicklung beispielsweise durch Detektion der Brennbarkeit des Pyrolysegases werden mittels der Steuereinheit die Heizelemente angesteuert nach Maßgabe der Einregelung auf eine einer zweiten Phase der Pyrolyse vorgegebenen zweiten Heiztemperatur, die unterhalb der ersten Heiztemperatur liegt, und/oder nach Maßgabe der Einstellung einzelner Gruppen von Heizelementen auf den Betriebszustand „aus".at Detection of a pyrolysis gas development, for example by detection the combustibility of the pyrolysis gas by means of the control unit the heating elements controlled in accordance with the regulation to a second heating temperature specified in a second phase of the pyrolysis, which is below the first heating temperature, and / or as required the setting of individual groups of heating elements to the operating state "off".
Wiederum in anderen Worten ausgedrückt, die zweite Pyrolysephase beginnt mit Detektion eines Pyrolysegases mit entsprechender Güte oder Zusammensetzung oder Eigenschaft. Mit der Detektion wird die Heiztemperatur einzelner oder aber auch aller Heizelemente auf eine gegenüber der ersten Phase deutlich niedrigere Heiztemperatur eingestellt. In der zweiten Phase der Pyrolyse beträgt die durch Heizkörper generierbare zweite Heiztemperatur insbesondere zwischen 450°C und 520°C.In turn in other words, the second pyrolysis phase begins with detection of a pyrolysis gas of appropriate quality or composition or property. With the detection, the Heating temperature of individual or even all heating elements on one significantly lower heating temperature compared to the first phase set. In the second phase of pyrolysis is the second heating temperature that can be generated by radiators in particular between 450 ° C and 520 ° C.
Es können auch einzelne Heizelemente ganz abgeschaltet werden, so dass eine Beheizung des Reaktorbehälters nur über einen Teil der Heizelemente erfolgt. Vorzugsweise werden in der zweiten Phase die Heizelemente an der Decke des Pyrolyseofens ausgeschaltet und die Beheizung erfolgt nur noch über die restlichen Heizelemente. Auch kann die Heiztemperatur einzelner Heizelemente unterschiedlich hoch eingestellt sein.It also individual heating elements can be completely switched off, so that a heating of the reactor vessel only about a part of the heating elements takes place. Preferably, in the second phase, the heating elements on the ceiling of the pyrolysis furnace off and the heating is only over the remaining Heating elements. Also, the heating temperature of individual heating elements be set differently high.
Mittels eines Temperatursensors wird sodann eine vorgegebene Pyrolysegastemperatur detektiert, und bei Detektion einer vorgegebenen Pyrolysegastemperatur werden die Heizelemente über die Steuereinheit erneut angesteuert nach Maßgabe der Einstellung aller Heizelemente auf den Betriebszustand „aus".through a temperature sensor then becomes a predetermined pyrolysis gas temperature detected, and upon detection of a predetermined pyrolysis gas temperature the heating elements are controlled again via the control unit in accordance with the setting of all heating elements on the Operating state "off".
Die tatsächliche Reaktionstemperatur liegt aufgrund der exotherm ablaufenden Pyrolyse höher als die durch die Heizkörper generierbare Temperatur.The actual reaction temperature is due to the exothermic expiring pyrolysis higher than that through the radiator Generable temperature.
Die mittels eines Temperatursensors bestimmbare vorgegebene Pyrolysegastemperatur ist bevorzugt eine Temperatur unterhalb 140°C, vorzugsweise eine Temperatur zwischen 100°C und 110°C.The determined by a temperature sensor predetermined pyrolysis gas temperature is preferably a temperature below 140 ° C, preferably a temperature between 100 ° C and 110 ° C.
Mit der vorgeschlagenen Anlage verfahrensgemäß betrieben lassen sich zum Beispiel aus Altreifen, Gummi oder Rapskuchen neben Pyrolysegas als Synthesegas oder Brenngas drei weitere Hauptkomponenten produzieren.With operated the proposed plant according to the method can be made of used tires, rubber or rapeseed cake, for example Pyrolysis gas as synthesis gas or fuel gas three other main components to produce.
Dies ist erstens Kohlenstoff, der bei dieser Technologie aus über 90%igem reinen Kohlenstoff besteht und als weiche feinkörnige Aktivkohle vielfältigst einsetzbar ist.This First, it is carbon that is over in this technology 90% pure carbon and soft fine-grained Activated carbon is versatile.
In Versuchen wurden Ausbeuten von 350 Kg Kohlenstoff beim Verschwelen von einer Tonne Rapskuchen erzielt. Bei einer Tonne Altreifen lagen die Ergebnisse bei 400 Kg Kohlenstoff.In Attempts were made to yield 350 Kg of carbon during carbonization scored from a ton of rape cake. One ton of scrap tires were the Results at 400 kg of carbon.
Dies ist zweitens Pyrolyseöl, verwendbar als Mittelöl oder Heizöl aber auch in wässriger Fraktion als Aromen, in Bindemitteln oder Lösungsmitteln, Harzen oder Parfüms usw. Eine Tonne Rapskuchen ergaben in der Versuchsphase 600 Liter BTL-Öl (BTL = biomass to liquid). Eine Tonne Altreifen lieferten 330 Liter Öl.This is secondly pyrolysis oil, usable as a medium oil or heating oil but also in an aqueous fraction as flavors, in binders or solvents, resins or perfumes, etc. One tonne of rapeseed cake yielded 600 liters of BTL oil (BTL = biomass to liquid) in the trial phase. A ton of scrap tires supplied 330 liters of oil.
Dies ist drittens bei Altreifen als Ausgangsmaterial Federstahl, der aufgrund der Verfahrensdurchführung seine Struktur und Eigenschaften im Wesentlichen behält. Bei der Pyrolyse von einer Tonne Altreifen können um die 200 Kg Stahl anfallen.This Third is in used tires as a source material spring steel, the due to the procedure its structure and Essentially retains properties. At the pyrolysis One tonne of scrap tires can be accumulated around 200 kg of steel.
Um optimale Ergebnisse zu erreichen, sind eine Reihe konstruktiver Maßnahmen vorgesehen, die in erster Linie sowohl den Pyrolyseofen als auch den Reaktionsbehälter betreffen.Around Achieving optimal results are a number of constructive Measures provided, in the first place, both the pyrolysis furnace as well as the reaction vessel.
So sieht eine vorteilhafte Ausgestaltung vor, dass die Anordnung der Innenflächen, der Isolierschichten und des eingebrachten Reaktionsbehälters zentrisch zu einander vorgesehen sind und vorzugsweise der Pyrolyseofen und der Reaktionsbehälter einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen. Dies wirkt sich vorteilhaft auf die innere Wärmeverteilung aus.So provides an advantageous embodiment, that the arrangement of Inner surfaces, the insulating layers and the introduced Reaction vessel are provided centrally to each other and preferably the pyrolysis furnace and the reaction vessel have circular cross-section. This has an advantageous effect on the internal heat distribution.
Der Außenmantel des Pyrolyseofens wird bevorzugt aus Stahl hergestellt mit einer Manteldichte vorzugsweise < 5 mm, um eine hohe Behälterstabilität zu gewährleisten.Of the Outer jacket of the pyrolysis furnace is preferably made of steel manufactured with a jacket density preferably <5 mm, to a high container stability to ensure.
Die auf den Innenflächen des Mantels und/oder der Decke und/oder des Bodens des Pyrolyseofens angeordneten Isolierschichten sind bevorzugt jeweils ein silicatisch gebundenes Aluminium-Eisen-Magnesiumsilicat mit Aluminium-Füllstoffen, vorzugsweise Hofalit-S®. Diese können aus Einzelbausteinen aufgebaut sein und werden vorzugsweise überlappend angeordnet. Vorteilhaft an dieser Ausgestaltung ist, dass defekte Bausteine einzeln austauschbar sind. Gleichzeitig können Ausdehnungen des Materials aufgrund der Wärmeeinwirkung ausgeglichen werden, ohne dass es in der Isolierschicht zu Spannungen kommt.Arranged on the inner surfaces of the jacket and / or the ceiling and / or floor of the pyrolysis furnace insulation layers are preferably each a table silica bound aluminum-iron-magnesium silicate with aluminum filler, preferably Hofalit-S ®. These can be constructed from individual components and are preferably arranged overlapping. An advantage of this design is that defective components are individually interchangeable. At the same time expansions of the material due to the effect of heat can be compensated without causing stress in the insulating layer.
Die Heizelemente werden bevorzugt im Pyrolyseofen an den oder auf den Innenflächen der Isolierschicht des Mantels und/oder auf der Isolierschicht des Bodens und/oder auf der Innenfläche der Isolierschicht der Decke angeordnet. Mittels der Steuereinheit lassen sich jeweils die Gruppe von Heizelementen auf oder an der Innenfläche der Isolierschicht des Mantels und/oder auf oder an der Innenfläche der Isolierschicht des Bodens und/oder auf oder an der Innenfläche der Isolierschicht der Decke separat ansteuern. Auch diese Maßnahme ist wesentlich für die optimale Temperatursteuerung bei der Generierung der Prozesstemperatur durch die Heizkörper. Es hat sich bei Versuchen gezeigt, dass es vorteilhaft ist, in der ersten Phase der Pyrolyse eine Beheizung des Reaktionsbehälters mittels der an der Mantelinnenfläche, auf dem Boden und an der Decke des Pyrolyseofens eingerichteten Heizelemente vorzunehmen und in der zweiten Phase der Pyrolyse vorrangig auf eine Beheizung des Reaktionsbehälters mittels der an der Mantelinnenfläche und auf dem Boden des Pyrolyseofens eingerichteten Heizelemente zurückzugreifen und die Beheizung über die Deckenfläche auszuschalten.The Heating elements are preferably in the pyrolysis on or on the Inner surfaces of the insulating layer of the shell and / or on the insulating layer of the floor and / or on the inner surface the insulating layer of the ceiling arranged. By means of the control unit can each be the group of heating elements on or at the Inner surface of the insulating layer of the shell and / or on or on the inner surface of the insulating layer of the floor and / or on or on the inner surface of the insulating layer of the ceiling separately drive. This measure is also essential for the optimal temperature control when generating the process temperature through the radiators. It has been shown in experiments that it is advantageous in the first phase of pyrolysis heating of the reaction vessel by means of the at the inner shell surface, furnished on the floor and on the ceiling of the pyrolysis furnace Make heating elements and priority in the second phase of pyrolysis to a heating of the reaction vessel by means of the shell inner surface and on the bottom of the pyrolysis furnace set up heating elements and heat over to switch off the ceiling surface.
Ferner sieht eine vorteilhafte Ausgestaltung vor, dass zusätzlich zu einer Gasaustrittsöffnung für eine Gasabzugsleitung zentrisch im Deckel eine oder mehrere weitere Gasaustrittsöffnungen für Gasabzugsleitungen azentrisch im Deckel angeordnet sind. Die Gasabzugsleitung oder die Gasabzugsleitungen sollten in einem Neigungswinkel zur Horizontalen von + 30° bis + 60°, vorzugsweise von + 40° bis + 50°, insbesondere in einem Neigungswinkel von + 45° an die Gasaustrittsöffnung oder die Öffnungen im Deckel angeschlossen sein. Diese Maßnahmen wirken sich vorteilhaft auf die Ausbildung eines Strömungsprofils im Kopfraum des Reaktionsbehälters aus, welches die Abscheidung von Feinruß begünstigt und verstärkt.Further provides an advantageous embodiment that in addition to a gas outlet opening for a gas discharge line Centric in the lid one or more other gas outlet openings arranged for gas discharge lines acentric in the lid are. The gas discharge line or gas discharge lines should be in an angle of inclination to the horizontal of + 30 ° to + 60 °, preferably from + 40 ° to + 50 °, in particular at an inclination angle of + 45 ° to the gas outlet opening or the openings are connected in the lid. These Measures have an advantageous effect on the formation of a Flow profile in the headspace of the reaction vessel off, which promotes the deposition of fine soot and reinforced.
Von Bedeutung ist in diesem Zusammenhang auch die Ausgestaltung des im Deckel des Reaktionsbehälters angeordneten Siebbehälters, der die Gasaustrittsöffnung umschließt und der mit seinen Außenkanten mit der Innenfläche des Deckels abschließt. Dieser Siebkörper wird bevorzugt als nach oben offener Zylinder, oder als gewölbter Körper, vorzugsweise als Kugelausschnitt oder Kegelstumpf ausgebildet und zentrisch zur Mitte des Deckels ausgerichtet angeordnet. In seinem unteren, in den Reaktionsbehälter gerichteten Bereich ist er geschlossen ausgeführt, vorzugsweise in Form eines ebenen Prallbleches für im Gas enthaltene Schwebstoffe. Insbesondere werden noch nicht vollständig pyrolysierte Partikel wieder in den Reaktionsraum zurückgeschleudert, um dort fortschreitend umgesetzt zu werden.From Significance in this context is also the design of the arranged in the lid of the reaction vessel Siebbehälters, which encloses the gas outlet opening and the with its outer edges with the inner surface of the Ends lid. This screen body is preferred as an upwardly open cylinder, or as a curved body, preferably formed as a ball cutout or truncated cone and arranged centrally aligned with the center of the lid. In his lower, directed into the reaction vessel area he performed closed, preferably in the form of a plane Baffle plates for suspended matter contained in the gas. Especially are not yet completely pyrolyzed particles again thrown back into the reaction space to progress there to be implemented.
Die Vorrichtung zum Abtrennen von Feinruß wird bevorzugt als kreisförmiges Lochblech ausgebildet, auf dem senkrecht nach oben weisende Lochbleche aus mit Abstand zueinander zentrisch und ineinander gesteckten gelochten Rohrstücken angeordnet sind. Dieses Lochblech bedingt eine Verwirbelung des Pyrolysgases sowie der darin enthaltenen Partikel.The Apparatus for separating fine carbon black is preferred as circular perforated plate formed on the vertical upwardly facing perforated plates with a distance from each other centric and nested perforated pipe sections are arranged. This perforated plate causes a turbulence of the pyrolysis gas as well the particles contained therein.
Gleichzeitig werden aufgrund der Strömungsbedingungen am Lochblech bzw. bei Durchströmen der Löcher im Lochblech Zonen unterschiedlicher Strömungsgeschwindigkeit bzw. Bereiche mit hoher Scherrate ausgebildet, in denen einerseits eine Zerkleinerung größerer Konglomerate von Rußteilchen erfolgt, anderseits Zonen vorhanden sind, welche ein Absetzen von Feinrußpartikeln aufgrund von geringen Strömungsgeschwindigkeiten begünstigt.At the same time due to the flow conditions on the perforated plate or when flowing through the holes in the perforated plate zones of different flow velocity or areas are formed with high shear rate, on the one hand crushing large conglomerates of soot, on the other hand, zones are present, which settling Feinrußpartikeln due to low flow rates favored.
Da die Anlage alternativ sowohl zum Verschwelen von Altreifen im Ganzen als auch von Biomasse im Form von Pellets oder Kuchen geeignet sein soll, sieht eine vorteilhafte Ausgestaltung insbesondere für die Verwendung von feuchter Biomasse vor, dass im Reaktionsbehälter ein Einsatz angeordnet werden kann, der den Reaktionsbehälter in von unten nach oben verlaufende Aufnahmezellen für das zu verschwelende Reaktionsgut unterteilt.There the plant alternatively both to the smoldering of old tires in the whole as well as biomass in the form of pellets or cakes should, sees an advantageous embodiment in particular for the use of moist biomass before that in the reaction vessel an insert can be placed, containing the reaction vessel in from bottom to top receiving cells for the subdivided to gewwelende reaction.
Ein solcher Einsatz läßt sich aus sich in einer Längsachse, die in Längsachse des Reaktionsbehälters verläuft, kreuzenden Flächenkörpern, vorzugsweise Blechen, bilden. Die Wände des Einsatzes weisen vorteilhafterweise senkrecht verlaufende Öffnungen, insbesondere Schlitze auf, wobei die im Bodenbereich befindlichen einseitig offen sind. Auf diese Weise wird in der Anfangsphase der Pyrolyse ein optimaler Feuchteaustausch und damit eine entsprechend gleichmäßig Feuchtereduzierung des Verschwelgutes erreicht.One such insert can be made in a longitudinal axis, which runs in the longitudinal axis of the reaction vessel, intersecting sheets, preferably sheets, form. The walls of the insert advantageously have vertical openings, in particular slots on, wherein the ones located in the bottom area are open on one side. In this way, in the initial phase of pyrolysis is an optimal Moisture exchange and thus a correspondingly even Humidity reduction of Verschwelgutes achieved.
Der Einsatz führt dazu, dass das in der Anfangsphase der Pyrolyse aus der feuchten Biomasse verdampfte Wasser an den Flächen des Einsatzes kondensiert, zum Boden des Reaktionsgefäßes abläuft und sich dort sammelt. Die Schlitze am Boden der Bleche erlauben eine gleichmäßige Verteilung des kondensierten Wassers am Boden des Reaktionsbehälters.Of the Use causes that in the initial phase of pyrolysis Water evaporated from the wet biomass on the surfaces of the insert condenses to the bottom of the reaction vessel expires and collects there. The slots at the bottom of the Sheets allow an even distribution of the condensed water at the bottom of the reaction vessel.
Dort erfolgt, unterstützt durch die Bodenbeheizung des Reaktionsgefäßes, eine erneute Verdampfung des Wassers. Das Verschwelgut kann aufgrund dieses Einsatzes einerseits entfeuchtet, gleichzeitig aber gleichmäßig wieder befeuchtet werden, bis das Wasser komplett aus dem Verschwelgut ausgetrieben und verdampft wurde. Bei der Pyrolyse wird Wasser zu Wasserstoff umgesetzt, welches dann mit den verkohlten Produkten zu höherwertigen Kohlenwasserstoffverbindungen reagiert. Aufgrund der gleichmäßigen Verteilung bzw. Bildung von H2 im Reaktionsraum wird somit eine gleichmäßige Bildung von Kohlenwasserstoffen ermöglicht.There takes place, supported by the bottom heating of the reaction vessel, a renewed evaporation of the water. The Verschwelgut can be dehumidified due to this use on the one hand, but at the same time moistened evenly until the water was completely expelled from the Verschwelgut and evaporated. In pyrolysis, water is converted to hydrogen, which then reacts with the charred products to produce higher valence hydrocarbon compounds. Due to the uniform distribution or formation of H 2 in the reaction space thus a uniform formation of hydrocarbons is possible.
Anhand von Ausführungsbeispielen soll die Anlage erläutert werden. Es zeigen:Based of embodiments, the system will be explained become. Show it:
Dabei
bilden die im Pyrolyseofen
In
den Pyrolyseofen
Mit
der Gasabzugshauptleitung
Vor
der Kühlschlage
Ferner
wird die Steuereinheit
Das
Mittel
Der
Temperatursensor
Die
auf den Innenflächen
Mindestens
eine der Isolierschichten
Ferner
ist erkennbar, dass die Heizelemente
Eine
Gasaustrittsöffnung
Im
Deckel
Der
Siebkörper
Unterhalb
des Siebkörpers
Die
Vorrichtung
Wie
in
Der
in
Die
Wände
Wie
dargestellt wird der Einsatz
Bei der vorgeschlagenen Vorrichtung und dem Verfahren zum Pyrolysieren von kohlenwasserstoffhaltigen Ausgangsmaterialien insbesondere von Altreifen, Bio-Abfall, Holz, Gummi und Rückständen der Rapsölproduktion, wird das zu pyrolysierende Material möglichst ganzstückig in den Reaktionsbehälter eingebracht und im Niedrigtemperaturbereich pyrolysiert.at the proposed device and method for pyrolysis of hydrocarbonaceous starting materials, in particular used tires, Organic waste, wood, rubber and residues of rapeseed oil production, the material to be pyrolyzed is as complete as possible introduced into the reaction vessel and pyrolyzed in the low temperature range.
Ein wesentlicher Vorteil besteht darin, dass mehrere, unterschiedliche Materialien bereitgestellt werden könnten, so dass die Pyrolyseanlage in relativ schnellem Wechsel für unterschiedliche Pyrolyserohstoffe verwendbar ist, ohne Änderungsvorkehrungen am Ofen.One The main advantage is that several, different Materials could be provided so that the Pyrolysis plant in relatively quick change for different Pyrolyserohstoffe is usable, without change arrangements at the oven.
Dieses Verfahren ist äußerst einfach im Aufbau und in der Handhabung und gewährleistet auch eine ständig gleich bleibende Qualität des produzierten Kohlenstoffs, wie Versuche in Pilotanlagen gezeigt haben.This Procedure is extremely simple in construction and in handling and also ensures a constant consistent quality of the produced carbon, as experiments have shown in pilot plants.
Angesichts von Messungen an Altreifen, Gummi oder Rapskuchen, die im Jahr allein in Deutschland eine Größenordnung von 700.000 Tonnen Altreifen und 4 Mio. Tonnen Rapsschrott/-kuchen erreichen und ständig steigen, hat die erfindungsgemäße Technologie eine große Perspektive.in view of from measurements on scrap tires, rubber or rapeseed cake, in the year alone in Germany a magnitude of 700,000 Tons of used tires and 4 million tons of rapeseed scrap cake and constantly rising, the invention has Technology a great perspective.
Wie bereits geschildert wurde, werden aus den Ausgangsprodukten nicht in erster Linie Zuschlagsstoffe gewonnen, sondern mit reinem Kohlenstoff, Pyrolyseöl, Stahl und Gas vielfältig benötigte Ausgangsprodukte für die Industrie.As already described, the starting products are not primarily Zu but obtained with pure carbon, pyrolysis oil, steel and gas various starting materials needed for the industry.
In der Energiebilanz eines Pyrolyseofens für 750 kg Altreifen steht einer Energieerzeugung (Pyrolysegas und Pyrolyseöl) von rd. 3.500 kwh ein Verfahrensenergieverbrauch von 500 kwh gegenüber.In the energy balance of a pyrolysis furnace for 750 kg scrap tires is an energy production (pyrolysis gas and pyrolysis oil) from approx. 3,500 kwh compared to a process energy consumption of 500 kwh.
Bei einem Fassungsvermögen von 1.000 kg Rapskuchen beläuft sich die Energieerzeugung auf rd. 7.000 kwh der ein Verbrauch von 500 kwh gegenübersteht.at a capacity of 1,000 kg rapeseed cake Energy production is estimated at approx. 7,000 kwh of consumption of 500 kwh faces.
- 11
- Pyrolyseofenpyrolysis furnace
- 22
- Reaktionsbehälterreaction vessel
- 33
- GasabzugsleitungGas vent line
- 44
- GasaustrittsöffnungGas outlet
- 55
- Deckel in Form eines gewölbten Boden, vorzugsweise Klöpperbodencover in the form of a curved bottom, preferably dished bottom
- 66
- Kühlschlangecooling coil
- 77
- PyrolyseölauffangbehälterPyrolyseölauffangbehälter
- 88th
- Gassammlergas collector
- 99
- Heizelementeheating elements
- 9.19.1
- Mantelcoat
- 9.29.2
- Bodenground
- 9.39.3
- Deckelcover
- 1010
- Steuereinheitcontrol unit
- 1111
- Gasfiltergas filter
- 1212
- Mittel zur Detektion der Pyrolysegasentwicklungmedium for the detection of pyrolysis gas evolution
- 1313
- Temperatursensortemperature sensor
- 1414
- Innenflächeninner surfaces
- 14.114.1
- Innenflächen des Mantelsinner surfaces of the coat
- 14.214.2
- Innenflächen des Bodensinner surfaces of the soil
- 14.314.3
- Innenflächen des Deckelsinner surfaces of the lid
- 1515
- Isolierschichtinsulating
- 15.115.1
- Isolierschicht Mantelinsulating coat
- 15.215.2
- Isolierschicht Bodeninsulating ground
- 15.315.3
- Isolierschicht Deckeinsulating blanket
- 1616
- SpannringeRetainers
- 1717
- Siebkörperscreen body
- 1818
- Prallblechbaffle
- 1919
- Vorrichtung zum Abtrennen von Feinrußcontraption for separating fine soot
- 19.119.1
- Lochblechperforated sheet
- 19.219.2
- Lochblech (Rohrstücke)perforated sheet (Pipe sections)
- 2020
- Einsatzcommitment
- 20.1-n20.1-n
- Aufnahmezellenreceiving cells
- 20.220.2
- Wändewalls
- 20.320.3
- Schlitzeslots
- 20.420.4
- Flächenkörpersheet
- 2121
- KondenswasserabschneiderKondenswasserabschneider
- 2222
- HubtürLift Door
- 2323
- Führungsschienenguide rails
- 2424
- Halterungenbrackets
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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