DE2432425C3

DE2432425C3 -

Info

Publication number: DE2432425C3
Application number: DE19742432425
Authority: DE
Filing date: 1974-07-04
Publication date: 1977-01-20

Description

Die Erfindung betrifft einen in Schräglage gelagerten und an beiden Enden luftdicht geschlossenen Drehrohrofen zur Herstellung von an Kohlenwasserstoffen reichem Gas aus einer Feststoffschüttung aus Industriemüll wie Kunststoffabfällen, Autoreifen oder isolierten Kupferdrähten.

Derartig ausgebildete Drehrohrofen sind beispielsweise aus einer Firmendruckschrift »KOBE STEEL« (Tokio) und der DT-AS 22 44 753 bekannt. Mit dem Drehrohrofen gemäß der genannten Druckschrift soll auf dem Wege der Pyrolyse eine Beseitigung von Reifenabfällen erfolgen, während sich die DT-AS mit der Entsorgung von Müll allgemeiner Zusammensetzungbefaßt.

Darüber hinaus 'st es aus der DT-PS 4 24 724 bekannt, aus Schwelgasen leicht siedende Kohlenwasserstoffe zu gewinnen, wobei auch hier ein Drehrohrofen angewandt wird. Die Erhitzung des aufgegebenen Gutes erfolgt außer bei dem Drehrohrofen gemäß der DT-AS 22 44 753, wo im Gegenstrom Heizgase durch den Ofen geleitet werden, indirekt, und zwar konvektiv durch die Ofenwandung hindurch.

In allen Fällen werden keine an schweren Kohlenwasserstoffen reiche Gase erzeugt. Der Anteil der leichten Kohlenwasserstoffe ist zu hoch.

Neben diesen obenerwähnten, in einem Drehrohrofen ablaufenden Verfahren, ist aus der DT-AS 22 62 801 eine Vorrichtung zur thermischen Zersetzung hochmolekularer Verbindungen bekannt, bei der die Bildung von Kohlenstoffen an der Wandung verhindert werden soll. Bei dieser Vorrichtung ist in der Zersetzungskammer ein umlaufendes Teil in Form mehrerer Ketten vorgesehen. Diese Ketten tauchen teilweise in das. in der indirekt beheizen Zersetzungskammer befindliche, geschmolzene, zu /ersetzende Gut ein. Abgesehen davon, daß es bei vielen Kunststoffarten nicht möglich ist, aus stückigen Kunststoffabfall durch Vorerhitzung ein Bad zu erzeugen, erfolgt die Erhitzung des zu pyrolisierenden Gutes sowohl durch Konvektion als auch durch Strahlung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, schwere

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Kohlenwasserstoffe aus organischen Stoffen wie beispielsweise Industriemüll in der Art von Kunststoffabfällen oder Reifen oder im erweiterten Sinne auch Mineralölrückstände mittels pyrolytischer Behandlung in kontinuierlich technischem Betrieb als Rohstoff fü_r die chemische Industrie zu gewinnen bzw. wiederzugewinnen. Da derartige, wissenschaftlich an sich bekannte Verfahren bei Pyrolysetemperaturen von 400 bis 600 C, maximal 800° C, stattfinden, nimmt auch der Feststoffrückstand keine höheren Temperaturen an. Damit erstreckt sich die Aufgabenstellung, die der Erfindung zugrunde liegt, auch auf die Wiedergewinnung etwa von Kupfer aus isolierten Drähten, ohne daß der »Rohstoff« Kupfer Gefahr läuft, durch hohe Erhitzung zu verspröden.

Das Gas soll dabei möglichst wenig leichte Kohlenwasserstoffe und möghchst keinen freien Sauerstoff beinhalten.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß in dem von der Feststoffschüttung freien Ofenraum in möglichst weiter Ausfüllung dieses freien Ofenraumes ein die Ofentemperatur ausschließlich erzeugender Strahlungskörper angeordnet ist. und daß der Ofenmantel mit einer Isolierung versehen ist.

Das bei den beiden erstgenannten bekannten Verfahren anfallende Pyrolysegas ist für den der Erfindung zugrunde liegenden Zweck nicht hochwertig genug und damit praktisch nicht brauchbar. Bei einer Erhitzung der Feststoffe mittels Wärmeleitung sind nämlich die die Wärmeübertragung durchführenden Elemente, wie z. B. die Ofenwand wesentlich heißer als die Durchschnittstemperatur der Feststofischuttung. Die Feststoffschüttung der erwähnten Art weist nämlich regelmäßig eine niedrige Wärmeleitfähigkeit im Inneren auf. Diejenigen Feststoffteile, die mit den beheizenden Elementen in Berührung kommen, pyrolysieren zuerst und bei Temperaturen, bei denen die schweren Kohlenwasserstoffgase infolge Crackens für die angestrebte Weiterbehandlung unbrauchbar werden. Dem Drehrohrofen bei dem einen bekannten Verfahren entströmt damit ein Mischgas, das für Wiedergewinnungszweckc nur begrenzt verwendbar ist. Bei dem anderen bekannten Verfahren mit in Wärmetauschern zu einem Heizgas erhitzten Trägergas besteht dieses Heizgas wegen der Erhitzung praktisch nur noch aus CO. H₂ und wenigen leichten Kohlenwasserstoffen.

Innerhalb des Ofens mischt sich das Heizgas unter teilweiser Crackung auch des neu entstehenden Pyrolysegases so, daß dem Drehrohrofen ebenfalls ein für Wiedergewinnungszwecke ungeeignetes Mischgas entströmt.

Dip der Feststoffschüttung zugewandte Fläche des Strahlungskörpers kann gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung rippenförmig ausgebildet sein, was auch den Begriff waffelmusterartig einschließt.

Die rippenförmig ausgebildete Strahlerfläche nimmt zweckmäßig eine zum Spiegel der Feststoffschüttung parallele Lage ein. Um dies zu bewirken, sollte der Strahlungskörper einstellbar gelagert sein.

Dabei kann die von der Art der zu pyrolysierenden Feststoffe und von der Drehgeschwindigkeit des Ofens abhängige Schrägstellung des Strahlungskörpers durch mechanisierte Tast- und Stellmittel selbsttätig bewirkt werden.

Die Herstellung von an schweren Kohlenwasserstoffen reichem Gas in einem Drehrohrofen ausschließlich über einen im Inneren angeordneten Strahlungskörper, hat im übrigen den weiteren Vorteil, daß sich die

Feststoffschüttung im Inneren des Ofens durch böschungsmäßige Verwirbelung stets verändert, so daß immer wieder neue Teilchen an die bestrahlte Oberfläche der Schüttung gelangen. Hierdurch findet eine weitgehende Homogenisierung innerhalb der verschiedenen Ofenquerschnitte statt und dies gewährt eine gute Gleichmäßigkeit der Zusammensetzung des ausgetragenen Gutes sowohl gasseitig als auch feststoffseitig. Hierdurch kann sehr präzise der Grad der Pyrolyse durch Geschwindigkeitssteuerung des Ofens einmal und zum anderen durch Temperatursteuerung des Strahlungskörpers an die jeweiligen Verhältnisse bequem angepaßt werden.

Die Zeichnung dient zur Erläuterung der Erfindung und zeigt im Querschnitt einen sich in Bewegung befindlichen Drehrohrofen mit Feststoffschüttung und Strahlungskörper.

Ein zylindrischer, stählerner Ofenmantel 1 ist außen mit einer Isolierung 2 versehen. Der Ofeninantel 1 ist in bei Drehrohrofen bekannter Weise in Schräglage drehbar gelagert und an beiden Enden dicht an feststehenden Stirnwänden abgeschlossen. In nicht gezeichneter Weise, aber etwa entsprechend F i g. 4 der DT-PS 22 44 753 ist die höhere Stirnwand mit einer Vorrichtung zur kontinuierlichen Zuführung des Feststoffes versehen und die tiefergelegene Stirnwand insgesamt als Wassertassenverschluß ausgebildet. Der Gasabzug befindet sich an der obersten Stelle der oberen Stirnwand.

In dem Drehrohrofen liegt wegen der Drehung 3 in Schräglage eine Feststoffschültung 4 mit bizzarrer Oberfläche. Der von der Feststoffschüttung 4 freigelassene Raum des Ofenquerschnittes ist bis auf funktionsmäßig bedingte Abstände von einem Strahlungskörper 5 ausgefüllt, der von innen derart beheizt ist, daß keine Heizmittel die Wand des Strahlungskörpers durchdringen. Die der F^stsloffschüttung zugewandte Fläche 5' des Strahlungskörpers ist zur Erzielung einer möglichst großen Strahlungsoberfläche rippenförmig ausgebildet. Dabei liegt der Konturwinkel 6 in der Größenordnung von etwa 60 bis 120\ in dem Beispiel 9O'-\ Der Abstand der Strahlerfläche 5' von den Spiegel der Feststoffschüttung 4 ist nur so groß, daß eine Berührung vermieden wird. Damit dieser Abstand bei jeder Art von Feststoffschüttung parallel ist, ist der Strahlungskörper 5 um die Längsachse des Ofens drehbar gelagert und um den außer von der Stoffart auch von der Drehgeschwindigkeit des Ofens abhängigen Winkel 7 zur Vertikalen einstellbar.

ίο Der in dem Beispiel hei ausgegriffene Punkt 8 der Feststoffschüttung wird durch die Strahlung der Fläche 5' unmittelbar erwärmt und der an der Innenfläche des Mantels 1 anliegende Punkt 9 mittelbar ebenfalls von der in dem Ofen stattfindenden Strahlung. Der Mantel 1 des Ofens wird nämlich von der übrigen Oberfläche 5" des Strahlungskörpers, deren Abstand von dem Mantel klein ist, während der Drehung so aufgeheizt, daß er an der Stelle 9 wärmer ist als die Feststoffschüttung. um diese durch Berührung zu erhitzen. Er ist aber nicht soviel wärmer, daß etwa das mit 9 bezeichnete berührende Feststoffteilchen unzulässig hoch erwärml wird. Eine Aussparung 10 im oberen Bereich des Strahlungskörpers S läßt im Ofeninneren einen Gassammelkanal frei.

Durch feinfühlige Steuerung der Temperatur des Strahlur.gskörpers 5 wird bewirkt, daß bei einer Feststoffschüttung 4, die z. B. aus PVC-Abfällen besteht, nirgends eine Temperatur von mehr als 400 bis 600⁰C entsteht. Die in diesem Temperaturbereich entweichenden Gase sind reich an schweren Kohlenwasserstoffen, die sich zum Zwecke der Wiedergewinnung von Rohstoffen in bekannter Weise nachbehandeln lassen. Bei anderem Einsatzmaterial kann die angestrebte Temperatur höher oder niedriger liegen.

Kohlenwasserstoffteilchen, die in dem Beispiel unvermeidlich mit der heißen Wand des Strahlungskörpers 5 in Berührung kommen, werden dort zwar cracken, aber die Gasgeschwindigkeit in diesen Bereichen ist so niedrig, daß sich dieser negative Einfluß im Gesamlgas mengenmäßig nicht bemerkbar macht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. In Schräglage gelagerter und an beiden Enden luftdicht geschlossener Drehrohrofen zur Herstellung von an Kohlenwasserstoffen reichem Gas aus einer Feststoffschüttung aus Industriemüll wie Kunststoffabfälle, Autoreifen oder isolierte Kupferdrähte, dadurchgekennzeichnet.daßin dem von der Feststoffschüttung (4) freien Ofenraum in möglichst weiter Ausfüllung dieses freien Ofenraumes ein die Ofentemperatur ausschließlich erzeugender Strahlungskörper (5) angeordnet ist und daß der Ofenmantel (1) mit einer Isolierung (2) versehen ist.

2. Drehrohrofen nach Ansprjch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die der Feststoffschüttung (4) zugewandte Fläche (5') des Slrahlungskörpers rippenförmig ausgebildet ist.

3. Drehrohrofen nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlungskörper (5) um eine sich in Längsrichtung des Ofens erstreckende Achse winkeleinstellbar gelagert ist.