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Verfahren und Vorrichtung zur Umsetzung
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von insbesondere Abfallstoffen Die Erfindung betrifft das Gebiet
der Material- und Abfallverwertung, insbesondere durch Wärmebehandlung zersetzungsfähiger
Stoffe. Vermittels entsprechender Wärmebehandlung lassen sich bekanntlich verschiedene
organische, pseudoorganische und anorganische Metallverbindungen und Salze, Abfälle,
Kehricht, Müll oder dgl. Abfallstoffe zu brauchbaren oder wiederverwendbaren Stoffen
aufbereiten. Dadurch werden Ausgangsstoffe rückgewonnen, wobei Rohstoffe eingespart
werden und die Beseitigung der Abfälle ohne Belastung der Umwelt erfolgt.
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In den letzten Jahren sind sehr viele und sehr unterschiedliche Verfahren
und Vorrichtungen zur Aufbereitung und Verwertung von Abfallstoffen im privaten
und öffentlichen Bereich vorgeschlagen worden, denen sämtlich gemeinsam ist, die
Abfallstoffe unter möglichst geringer Umweltbelastung zu verarbeiten.
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Heutzutage werden moderne Verfahren und Vorrichtungen zur Umsetzung
von Abfallstoffen benötigt, die vielseitigere Verwertungsmöglichkeiten bieten und
eine raschere und leistungsfähigere Aufbereitung und Umsetzung großer Mengen an
Abfallstoffen in wiederverwendbare Produkte ermöglichen.
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Die meisten bekannten Verfahren und Vorrichtungen zur Abfallverwertung
oder -aufbereitung sind mit verschiedenen Nachteilen behaftet, so z.B. Komplexität
des Systems, Umweltbelastungsprobleme, sehr hohe Betriebs-, Wartungs- und Investitionskosten,
zu geringe Leistung, beschränkte Anwendbarkeit usw.
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Viele heutzutage übliche Verfahren sind veraltet und nicht leistungsfähig
genug. Dazu zählen z.B. das Verbrennen im Freien, Einäscherung an der freien Luft
und sanitäre Landdeponien. Es ist auch bereits ein Verfahren zur Aufbereitung von
Abfallstoffen mit hohem Gehalt an organischen Stoffen vorgeschlagen worden, bei
dem unter verhältnismäßig hohem Druck eine zur Zerstörung der Stoffe dienende Destillation
durchgeführt wird, um die organischen Abfallstoffe durch Wärmeeinwirkung zu zersetzen.
Bei dieser Aufbereitung werden die verschiedenen Stoffe bis auf wenigstens ihren
Siedepunkt erhitzt, wobei die freiwerdenden Gase, Dämpfe und Flüssigkeiten vermittels
Hochdruckgebläsen und Pumpen abgeführt und gesammelt werden. Die dabei erhaltenen
Gase und Dämpfe werden dann bei erhöhten Temperaturen und Drücken oder unter Vakuum
weiter aufbereitet, um eine Trennung in die verschiedenen Bestandteile zu erhalten.
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Aufgabe der Erfindung ist nunmehr die Schaffung eines Verfahrens und
einer Vorrichtung zur Umsetzung organischer und pseudoorganischer Stoffe, insbesondere
Abfallstoffe, sowie auch einiger anorganischer Metallverbindungen und Salze zwecks
Rückgewinnung wiederverwendbarer Produkte.
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Das zur Lösung der gestellten Aufgabe vorgeschlagene Verfahren ist
erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Stoffe wie z.B. Abfallstoffe durch
eine Aufbereitungskammer hindurchgefördert, dabei durch fortschreitendes Erhitzen
wärmezersetzt und in ihre gas- oder dampfförmigen, flüssigen und festen Bestandteile
zerlegt werden, die Aufbereitungskammer auf einem geringen Überdruck gehalten wird,
Gase und Dämpfe vermittels eines Unterdrucks kontinuierlich aus der Aufbereitungskammer
abgezogen und mitgeführte Feststoffe über einen vorbestimmten, gewundenen Weg abgeleitet
werden, die bei der Wärmezersetzung freigesetzten Flüssigkeiten rückgewonnen und
aufgefangen, Gase und Dämpfe verflüssigt und rückgewonnen, Feststoffe von den Gasen
und der Flüssigkeit abgetrennt werden und die aus Aufbereitungskammer austretenden
Feststoffe aufgefangen werden.
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Bei diesem Verfahren werden Abfallstoffe gleichzeitig in ihre flüssigen,
dampfförmigen, gasförmigen und festen Bestandteile bzw. Phasen zerlegt. Die bei
der Wärmezersetzung freigesetzten Flüssigkeiten werden aufgefangen und wiederverwendet.
In entsprechender Weise werden Gase und Dämpfe verflüssigt und wiederverwendet.
Organische, pseudoorganische und anorganische Stoffe, welche die Behandlung durchlaufen
haben und aus der Aufbereitungskammer heraustreten, werden abgekühlt und abgetrennt.
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Die Erhitzung der organischen, pseudoorganischen und anorganischen
Stoffe erfolgt vorzugsweise vermittels Strahlungswärme, wobei verhindert wird, daß
diese Stoffe im erhitzt ten Zustand in Berührung mit Luft oder anderen oxidierenden
Mitteln gelangen.
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Die weiterhin zur Durchführung des Verfahrens vorgeschlagene Vorrichtung
ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch ein langgestrecktes Gehäuse mit einer sich
über dessen Länge erstreckenden Aufbereitungskammer mit Beschickungs- und Abgabeende,
ein zum Transportieren organischer, pseudoorganischer
und anorganischer
Stoffe durch die Aufbereitungskammer dienendes endloses Förderband, das von Beschickungszu
Abgabeende verläuft und aus einem durch die Aufbereitungskammer hindurchführenden
oberen Trum und einem unterhalb derselben rückgeführten unteren Trum besteht, eine
Förderbandantriebsvorrichtung, eine innerhalb des Gehäuses in Wärmeaustauschbeziehung
zu dem Förderband angeordnete Heizvorrichtung, eine vor dem Beschickungsende außerhalb
des Gehäuses angeordnete Beschickungsvorrichtung, mehrere hintereinander angeordnete
und die Aufbereitungskammer mit entsprechenden Sammelbehältern für Flüssigkeiten,
Gase und Dämpfe verbindende Ableitrohre, mehrere den Boden der Aufbereitungskammer
bildende und jeweils mit einem Ableitrohr verbundene, sich kegelig verjüngende Trichter,
ein mit oberen Abschnitten der Sammelbehälter verbundenes und zum Ableiten von Gasen
und Dämpfen dienendes, langgestrecktes Sammelrohr, einen mit dem Sammelrohr verbundenen
und eine Kühlvorrichtung aufweisenden Verflüssiger, mehrere mit dem Verflüssiger
verbundene, in Reihe geschaltete und zum Abscheiden von Feststoffen aus den Gasen
und Dämpfen dienende Gaswäscher, eine abstromseitig von den Gaswäschern angeordnete,
zum Erzeugen eines Unterdrucks und Absaugen von Gasen und Dämpfen aus der Aufbereitungskammer
dienende Förderpumpe, einen betriebsmäßig mit der Förderpumpe gekoppelten und zur
Aufrechterhaltung eines schwachen Überdrucks in der Aufbereitungskammer dienenden
Regler, und einen am Abgabeende des Gehäuses angeordneten, zum Aufnehmen, Abkühlen,
Sortieren und kontinuierlichen Abführen der zurückbleibenden Feststoffrückstände
dienenden Auffangbehälter.
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In dieser Vorrichtung wird in den SammelbehälterDein Teil der durch
Wärme aufschluß organischer, pseudoorganischer und anorganischer Stoffe entstehenden
Zersetzungsprodukte aufgefangen. Im Verflüssiger werden Gase und Dämpfe zum Teil
verflüssigt. Die nicht verflüssigten Gase und Dämpfe
durchlaufen
die Gaswäscher. Die Förderpumpe erzeugt einen Unterdruck, der einen ausreichend
hohen Unterdruck an den Verbindungen zur Aufbereitungskammer hervorruft, so daß
Gase und Dämpfe aus dieser abgezogen und auf einem vielfach gewundenen Weg durch
die Gaswäscher durchgeleitet werden.
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Diese Phase wird daher durch den Unterdruck und nicht durch Schwerkraft
abgeführt. Der betriebsmäßig mit der Förderpumpe gekoppelte Regler bewirkt, daß
in der Aufbereitungskammer ein leichter Überdruck aufrecht erhalten wird.
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Entsprechend einer weiteren Ausgestaltung kann das Gehäuse der Vorrichtung
vermittels einer Wärmetauscher-Trennwand in einen oberen Verbrennungsraum und eine
untere Aufbereitungskammer unterteilt sein. Die im Verbrennungsraum entstehende
Wärme wird von der Wärmetauscher-Trennwand absorbiert und in die Aufbereitungskammer
abgestrahlt. Die Heizvorrichtung kann aus mehreren innerhalb der Verbrennungskammer
angeordneten Brennern oder auch aus mehreren "Feuerrohren" bestehen, welche unmittelbar
innerhalb der Aufbereitungskammer angeordnet sind. Die Brenner werden vermittels
einer Luft-Brennstoff-Gemisch-Einspeisevorrichtung beschickt, wobei die Aufbereitungskammer
gegen den Zutritt von Luft und anderen Oxidationsmitteln oder oxidierenden Substanzen
gesichert ist, um Verbrennungsvorgänge in dieser Kammer zu vermeiden. Die Förderpumpe
ist über eine Rückleitung, durch welche verhältnismäßig saubere, brennbare Gase
und Brennstoff zuführbar sind, mit dem Verbrennungsraum verbunden und führt diesem
bei Beheizung mit Gasbrennern zusätzlichen Brennstoff zu. Andererseits kann das
durch die Rückleitung abgegebene Gas auch für andere Zwecke verwendet werden.
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Da der Boden der Aufbereitungskammer in Form mehrerer, sich kegelig
verjüngender Trichter ausgebildet ist, werden die bei der Wärmezersetzung freiwerdenden
Zersetzungsprodukte
auf einfache Weise in die entsprechenden Ableitrohre
eingeleitet.
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Das obere Trum des Förderbands befindet sich vorzugsweise in unmittelbarer
Nähe der Heizvorrichtung. Das untere Trum kann wie beschrieben unterhalb des Gehäuses
rückgeführt sein oder stattdessen auch innerhalb eines besonderen Tunnels im Gehäuse
rückgeführt sein. Das Förderband besteht aus einem Drahtgewebe-aus legiertem Stahl,
dessen Porosität so bemessen ist, daß Feststoffe vorbestimmter Größe nicht hindurchfallen
können, jedoch Gase, Dämpfe und nicht die vorbestimmte Größe aufweisende Feststoffe
ungehindert durch das Förderband hindurchfallen bzw. hindurchtreten können.
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Entsprechend einer weiteren Ausgestaltung weist der erste Gaswäscher
ein Absorptionsfilter, und der zweite Gaswäscher ein Adsorptionsfilter auf. Das
Absorptionsfilter kann dabei aus Holzspänen, und das Adsorptionsfilter aus Aktivkohle
oder dgl. bestehen.
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Das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung sind im nachfolgenden
anhand des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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Fig. 1 ist eine schaubildliche Ansicht einer erfindungsgemäß ausgebildeten
Vorrichtung zur Umsetzung von Stoffen wie z.B. Abfallstoffen, gesehen von einer
Seite aus.
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Fig. 2 ist eine schaubildliche Ansicht der Vorrichtung von Fig. 1
von der gegenüberliegenden Seite.
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Fig. 3 ist ein teilweise schematisCh und bruchstückhaft dargestellter
Längsquerschnitt durch eine erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung.
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Die insbesondere aus den Figuren 1 und 2 ersichtliche Umsetzvorrichtung
10 nach der Erfindung ist verwendbar für die kontinuierliche Aufbereitung und Umsetzung
organischer, pseudoorganischer und anorganischer Stoffe wie z.B. Abfallstoffen,
wobei der größte Teil dieser Stoffe in verwertbarer oder wiederverwendbarer Form
anfällt. Die hier dargestellte Vorrichtung dient dabei lediglich zur Veranschaulichung
der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei der Aufbereitung von Abfallstoffen.
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Die Umsetzvorrichtung 10 weist ein retortenartiges, langgestrecktes
Gehäuse 11 von zylindrischer oder anderer Formgebung auf, das durch mehrere Träger
12 über zwei Bodenplatten 13 und 14 gehalten ist. Das Gehäuse 11 bildet im wesentlichen
eine große Retorte mit einem Beschickungsende 15 und einem Abgabeende 16. Das Gehäuse
11 ist in Längsrichtung in einen oberen Gehäuseabschnitt 17 mit einer Heizvorridhtung
und einen unteren Gehäuseabschnitt 18, welcher die nachstehend beschriebene Aufbereitungskammer
bildet, unterteilt. Ein Rauchrohr 20 ist mit entsprechenden Auslaßöffnungen im oberen
Gehäuseabschnitt 17 verbunden. Die Rauchgase werden durch entsprechende Rauchrohranschlüsse
21 und 22 abgegeben und können in anderen Phasen des Verfahrens als Wärmeträger
beispielsweise zum Vortrocknen von Stoffen usw. verwendet werden.
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Am Beschickungsende 15 des Gehäuses ist ein Beschickungskasten 25
mit einer Beschickungsöffnung 26 angeordnet, welche beispielsweise wie dargestellt
vermittels einer Schieberklappe 27 wahlweise geöffnet und geschlossen werden kann.
Stattdessen kann natürlich auch eine Luftschleuse vorgesehen sein, um kontinuierliche
Beschickung zu ermöglichen. Vor der Beschickungsöffnung 26 befindet sich ein Beschickungstisch
28, über den Ausgangsmateriel W zugeführt und bei Bedarf durch die Beschickungsöffnung
26 in die Vorrichtung 10 eingeführt wird. Das Ausgangsmaterial
kann
sehr unterschiedliche Beschaffenheit aufweisen und beispielsweise aus Abfallstoffen,
Kehricht, Müll und dgl.
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bestehen, wobei diese Abfallstoffe im allgemeinen einen hohen Gehalt
an organischen Stoffen oder Kohlenwasserstoffen aufweisen. Das Ausgangsmaterial
ist jedoch nicht auf organische Stoffe beschränkt.
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Ein endloses Förderband 30 verläuft mit seinem oberen Trum 31 durch
den oberen Gehäuseabschnitt 17 und den Beschikkungskasten 25, und mit seinem unteren
Trum 32 unterhalb und außerhalb des Gehäuses 11. Das untere Trum 32 kann auch innerhalb
des unteren Gehäuseabschnitts 18 unter dem oberen Trum 31 in einem (nicht dargestellten)
Tunnel geführt sein. Das Förderband 30 besteht aus einem Drahtgewebe aus rostfreiem
Stahl. Das Drahtgewebe weist einen symmetrischen Gewebeaufbau auf. Die Porosität
des Förderbands ist derart bemessen, daß Feststoffteilchen vorbestimmter Größe zurückgehalten
werden, jedoch kleinere Teilchen, sowie Flüssigkeiten, Gase und Dämpfe ungehindert
nach unten durch das Förderband hindurchtreten können. Das dem Förderband 30 zugeführte
Ausgangsmaterial W1 wird durch dieses in die im unteren Gehäuseabschnitt 18 befindliche
Aufbereitungskammer zugeführt.
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Die Antriebsvorrichtung 35 ist über ein Zahnradgetriebe mit dem endlosen
Förderband 30 gekoppelt, wobei die optimale Fördergeschwindigkeit vermittels einer
im Schaltkasten 34 angeordneten Geschwindigkeitssteuerung 36 regelbar ist. Die Förderrichtung
des Ausgangsmaterials W auf dem endlosen Förderband 30 durch das Gehäuse 11 ist
durch den Richtungspfeil D angegeben.
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Mit dem Abgabeende 16 des Gehäuses ist ein Auffangebhälter 38 verbunden,
in welchem die nach Behandlung innerhalb der Aufbereitungskammer zurückbleibenden
Feststoffrückstände gesammelt werden. Durch eine Türklappe 39 können
die
Aufbereitungsrückstände W4 periodisch entfernt werden.
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Anstelle einer Türklappe 39 kann der Auffangbehälter 38 auch mit einer
Luftschleuse versehen sein, um die kontinuierliche Entnahme der Rückstände zu ermöglichen.
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Wenn das Material auf dem Förderband 30 durch das Gehäuse 11 hindurchtransportiert
wird, läuft es an mehreren, hintereinander in einer Reihe angeordneten Ableitrohren
40, 41, 42 und 43 vorbei, die jeweils zu einem Sammelbehälter 44, 45, 46 bzw. 46
führen. Diese Sammelbehälter dienen als primäre ,d.h,erstt Verflüssigungsstufe.
In den Sammelbehältern werden die zersetzten Stoffe abgekühlt, um ein Kondensat
zu erhalten.
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Mehrere, den entsprechenden Sammelbehältern 44, 45, 46 und 47 zugeordnete
Ableitrohrleitungen 48, 49, 50 und 51 münden in ein langgestrecktes Sammelrohr 52,
das vom Abgabeende 16 zum Beschickungsende 15 des Gehäuses schräg nach unten geneigt
ist, so daß Flüssigkeiten abgezogen werden können und Dämpfe und Gase nach unten
zum Abgabeende 53 des Sammelrohrs 52 gefördert werden. Die vom Sammelrohr 52 kommenden
Dämpfe und Gase treten in einen Verflüssiger 54 ein, in welchem ein Teil derselben
verflüssigt und zurückgehalten wird.
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In einer mit dem Verflüssiger 54 verbundenen Rohrleitung 94 ist ein
Förderpumpen-Reglerventil 55 angeordnet. Im Schaltkasten 34, der beispielsweise
unmittelbar am Gehäuse 11 angeordnet ist, befindet sich eine Förderpumpensteuerung
57, die unabhängig vom Reglerventil 55 arbeitet. Hinter den Verflüssiger 54 sind
in Reihe ein erster Gaswäscher 58, ein zweiter Gaswäscher 60 und eine Förderpumpe
62 geschaltet.
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Eine Rückleitung 63 verbindet die Förderpumpe 62 mit dem oberen Gehäuseabschnitt
17 und dient dazu, brennbare Gase in den Verbrennungsraum einzuführen. Wenn die
Heizvorrichtung der Umsetzvorrichtung 10 jedoch nicht mit Gasbrennern betrieben
wird, führt die mit der Förderpumpe 62
verbundene Rückleitung 63
zu einem entsprechenden Gas-Auffangbehälter.
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Eine Temperatur-Überwachungs- und Regelvorrichtung 64 ist über mehrere
Temperaturfühler 65 mit dem oberen Gehäuseabschnitt 17 verbunden. Die in den verschiedenen
Gehäusezonen herrschenden und vermittels der Temperaturfühler 65 gemessenen Temperaturen
sind vermittels Temperaturanzeigern 66 getrennt anzeigbar.
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Eine schematisch dargestellte Brennstoff-Luft-Gemisch-Einspeise vorrichtung
69 ist über eine Brennstoff-Luft-Speiseleitung 70 mit entsprechenden Zweigleitungen
71, 72, 73 und 74 mit dem oberen Gehäuseabschnitt 17 verbunden. Eine Zweigleitung
71 ist am Beschickungsende 16 in das Gehäuse eingeführt, die Zweigleitungen 72 und
73 sind in mittlere Bereiche des Gehäuses 11 eingeführt, und die Zweigleitung 74
ist in das Beschickungsende 15 des Gehäuses eingeführt.
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Eine im Schaltkasten 34 vorgesehene Brennstoff-Luft-Speisesteuerung
76 gestattet das wahlweise Einstellen von Gemischverhältnis, Durchsatz, Geschwindigkeit
und anderen Parametern zur Erzielung einer optimalen Wärmeerzeugung.
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Wie insbesondere aus Fig. 3 ersichtlich, erstreckt sich in Gehäuselängsrichtung
durch das ganze Gehäuse 11 hindurch eine Wärmetauscher-Trennwand 78, welche das
Gehäuse 11 in einen oberen Verbrennungsraum 80 und eine untere Aufbereitungskammer
79 unterteilt. Die Aufbereitungskammer 79 ist vermittels der Wärmetaucher-Trennwand
78 hermetisch gegen den Verbrennungsraum abgedichtet, so daß Luft und andere, oxidierend
wirkende Mittel nicht in die Aufbereitungskammer gelangen können.
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Unterhalb der Wärmetauscher-Trennwand 78 und unter dem oberen Trum
31 des Förderbands befinden sich mehrere kegelförmige Trichter 81, die neben- und
hintereinander in Gehäuselängsrichtung angeordnet sind und aufeinanderfolgenden
Phasen
der Aufbereitung innerhalb der Aufbereitungskammer 79 entsprechen. Das Beschickungsende
15 ist mit einer bei 82 schematisch angedeuteten Luftschleuse versehen. Der Beschickungskasten
25 weist anstelle der in Fig. 2 dargestellten seitlichen Beschickungsklappe eine
obere Beschickungsklappe 83 auf.
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Die innerhalb des Verbrennungsraums 80 befindliche Heizvorrichtung
besteht aus mehreren Brennern 85, 86, 87 und 88, welche jeweils an die Zweigleitungen
71, 72, 73 bzw.
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74 angeschlossen sind. Diese Brenner weisen wie dargestellt beispielsweise
Düsen auf, durch welche das Brennstoff-Luft-Gemisch gezielt und gleichmäßig in den
Verbrennungsraum 80 eingespritzt wird, so daß eine gleichförmige und regelmäßige
Erhitzung bewirkt wird. Von einem Brennstoffbehälter 90 und einer Oxidationsmittelquelle
91 werden die Bestandteile des Brennstoffgemischs der Einspeisevorrichtung 69 zugeführt,
welche eine innige Vermischung bewirkt und das Gemisch dann vermittels einer Pumpe
52 in die Speiseleitung 70 abgibt.
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Die im Verbrennungsraum 80 erzeugte Wärme wird vermittels der Wärmetauscher-Trennwand
78 in die darunter befindliche Aufbereitungskammer 79 abgestrahlt. Unter dem Einfluß
der äußerst intensiven Wärmestrahlung wird das auf dem Förderband 30 fortbewegte
Material W2 zersetzt und in die Grundbestandteile aufgespalten. Das Material W2
ist somit bei seinem Durchgang durch die Aufbereitungskammer 79 kontinuierlich einer
sehr hohen Wärmeeinwirkung ausgesetzt, durch welche es fortschreitend wärmezersetzt
wird. Während dieser Umsetzung wird die Aufbereitungskammer 79 auf leichtem Überdruck
gehalten, wie weiter unten im einzelnen erläutert ist.
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Die innerhalb der Aufbereitungskammer 79 erhaltenen gasförmigen, dampfförmigen,
flüssigen und festen Stoffe werden
angesaugt oder fallen von selbst
in die Trichter 81 und gelangen dadurch in die Ableitrohre 40, 41, 42 und 43.
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Flüssige Bestandteile werden innerhalb der Sammelbehälter 44, 45,
46 und 47 aufgefangen. Gas- und dampfförmige Bestandteile werden durch die Ableitrohrleitungen
48, 49, 50 und 51 und das Sammelrohr 52 abgeführt und gelangen ggf. in den Verflüssiger
54. Durch die im Verflüssiger 54 befindliche und schematisch durch die Kühlschlange
93 angedeutete Kühlvorrichtung werden weitere gas- und dampfförmige Bestandteile
verflüssigt und im Verflüssiger 54 aufgefangen. Nicht kondensierte Dämpfe und Gase
treten durch die Rohrleitung 94 aus, in welcher sich das Förderpumpen-Reglerventil
55 und ein Regeldruckmesser 56 befinden, und treten am unteren Ende in den ersten
Gaswäscher 58 ein. Diese Bestandteile durchsetzen das absorbierende Filtermaterial
95, welches beispielsweise aus Holzspänen, Holzfasern oder Kunststoffschnitzeln
besteht. Oberhalb des absorbierenden Filters 95 befinden sich eine poröse Trennwand
96 aus z.B. Leinen und ein Metallsieb 97.
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Weiterhin mitgeführte Gase und Dämpfe treten am oberen Ende des Gaswäschers
aus und werden durch die Rohrleitung 98 zum unteren Ende eines zweiten Gaswäschers
60 zugeführt.
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Der Zustrom durchsetzt in diesem ein stark absorbierendes Filter 99
wie z.B. aus Aktivkohle. Dabei werden teilchenförmige Feststoffe durch Absorption
ausgeschieden. Oberhalb des Filtermaterials 99 befindet sich ein Metallsieb 100.
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Die nunmehr von Feststoffen gereinigten Gase und Dämpfe treten über
die Rohrleitung 102 in die Förderpumpe 62 ein und werden von dieser durch die Rückleitung
63 hindurch dem Verbrennungsraum 80 zugeführt, in welchem sie als Brennstoff ausgenutzt
werden.
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Anhand der vorstehend beschriebenen verfahrens- und vorrichtungstechnischen
Einzelheiten läßt sich ersehen, wie
viele der eingangs genannten
Nachteile herkömmlicher Verfahren und Vorrichtungen zur Abfallstoff-Aufbereitung
bei dem Verfahren und der Vorrichtung nach der Erfindung vermieden oder auch ganz
ausgeschaltet sind.
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Das aufzubereitende Ausgangsmaterial W wird, bevor es der erfindungsgemäßen
Umsetzvorrichtung 10 zugeführt wird, wahlweise sortiert, zerkleinert, zerschnitzelt,
getrocknet oder in anderer Weise vorbehandelt. Als Ausgangsmaterial kann u. a. aufbereitet
werden: Holz- und Zellstoffprodukte wie z.B. Papier, Pappe, Äste und Blätter von
Strauchwerk und Bäumen, Milchkartons usw., Kunststofferzeugnisse, Kraftfahrzeugreifen,
Gartenschläuche, Kunststoffbehälter, Verpackungsmaterial der verschiedensten Art
usw., Haushaltsabfälle und Müll, Abfälle von Krankenhäusern, landwirtschaftliche
Abfälle, Abfallstoffe bei der Erdölaufbereitung, Abwässer, Fauls,chlämme und industrielle
Abfallstoffe. Aus natürlichen und aus synthetischen, zersetzbaren Ausgangsmaterialien
werden mehrere wiederverwendbare Produkte gewonnen.
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Oxidationsmittel wie z.B. Luft und Brennstoffe wie z.B.
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Erdgas werden durch die Speiseleitung 70 und über die Brenner 85,
86, 87 und 88 in den Verbrennungsraum 80 eingeführt. Die Wärmeerzeugung kann ggf.
auch elektrisch oder vermittels ölbetriebener oder anderer Energiequellen erfolgen,
mit denen Strahlungswärme erzeugbar ist. Die Zufuhr von Material W erfolgt über
den Beschickungskasten 25. Das auf dem endlosen Förderband 30 befindliche Material
W1 wird durch die Luftschleuse 82 hindurch in das Gehäuse 11 eingeführt. Die Luftschleuse
82 ist in der Weise beschaffen, daß sie nur ganz wenig Luft in die Aufbereitungskammer
79 eintreten läßt.
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Innerhalb der Aufbereitungskammer 79 wird das Material W2 der durch
die Wärmetauscher-Trennwand 78 abgegebenen
Strahlungswämre ausgesetzt,
wobei es unter dieser Wärmeeinwirkung ohne Mitwirkung von Luft oder anderen Oxidationsmitteln
zersetzt wird. Die in der Aufbereitungskammer befindliche Luft bleibt dabei praktisch
ohne Einfluß auf den Zersetzungsvorgang. Während das Material W2 entlang dem Förderband
30 in Pfeilrichtung D fortbewegt wird, wirkt die Zersetzung fortschreitend auf tiefere
Schichten des Materials ein. Das Förderband 30 besteht wie vorstehend ausgeführt
aus Metalldrahtgewebe, das nur sehr kleine Feststoffteilchen vorbestimmter Größe
zurückhält, wobei Gase, Dämpfe und Flüssigkeiten durch das Förderband hindurch in
die Trichter 81 fallen können und durch die Ableitrohre 40, 41, 42 und 43 abgeführt
werden.
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In der Aufbereitungskammer 79 werden sehr viele und unterschiedliche
Zersetzungs- oder Umsetzprodukte erhalten, d.h. Gase, Dämpfe, Flüssigkeiten, Feststoffe,
Aggregate und Konglomerate.
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Die im Verlauf der Zersetzung freiwerdenden Zersetzungsprodukte werden
von dem in dieser Kammer entstehenden Strom aus Gasen, Dämpfen und Flüssigkeiten
mitgeführt, welcher vorübergehend in den Ableitrohren 40, 41, 42 und 43 in vier
getrennte Ströme unterteilt wird. Auf einem vorbestimmten, mehrfach umgelenkten
Weg werden nacheinander kontinuierlich bestimmte Zersetzungsprodukte zwecks Wiederverwendung
rückgewonnen, wobei der Strom an Zersetzungsprodukten gleichzeitig gereinigt wird.
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Der durch die Förderpumpe 52 erzeugte Unterdruck ist so hoch bemessen,
daß das aus Gasen, Dämpfen, Flüssigkeiten und Feststoffen bestehende Gemisch aus
der Aufbereitungskammer 79 abgesaugt wird und dann nacheinander das Sammelrohr 52,
den Verflüssiger 54, den Gaswäscher 58, den Gaswäscher 60 und alle ggf. zusätzlich
vorgesehenen Gaswäscher der Umsetzvorrichtung 10 durchläuft.
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Der durch die Förderpumpe 62 erzeugte Unterdruck wird vermittels des
Reglerventils 55 in der Weise eingestellt, daß innerhalb der Aufbereitungskammer
79 vorzugsweise ein leichter Überdruck herrscht, welcher die idealen Betriebsvoraussetzungen
bildet. Durch die Förderpumpensteuerung 57 wird die Höhe des Unterdrucks geregelt.
Das Reglerventil 55 dagegen dient zur Einstellung des aufstromseitig bis zur Aufbereitungskammer
79 herrschenden Unterdrucks.
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Sämtliche Zersetzungsprodukte werden in den verschiedenen Stufen abgetrennt
und zur Weiterverwendung, Aufbereitung usw. abgetrennt. Vermittels der Umsetzvorrichtung
10 lassen sich somit sämtliche Rohstoffe rückgewinnen. Die verbleibenden Feststoffrückstände
W3 werden über das Förderband 30 zum Auffangbehälter 38 zugeführt, und die in diesem
Behälter angesammelten Rückstände W4 bestehen im wesentlichen aus Kohle und Asche.
Flüssige Zersetzungsprodukte werden in den Sammelbehältern 44, 45, 46 und 47 aufgefangen.
Im Verflüssiger 54 werden Chemikalien, Öle und Teerprodukte abgeschieden, welche
sich ihrerseits zu anderen Produkten raffinieren lassen. Das aus der Förderpumpe
62 austretende, gereinigte und brennbare Gas wird über die Rückleitung 63 zum Verbrennungsraum
80 zugeführt und verringert somit den Bedarf an Primärbrennstoff. Die aus dem Verbrennungsraum
80 durch das Rauchrohr 20 austretenden heißen Rauchgase können zum Trocknen oder
für andere verfahrenstechnische Maßnahmen ausgenutzt werden.
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Vermittels des Verfahrens und der Vorrichtung nach der Erfindung lassen
sich zur Wiederverwendung beispielsweise rückgewinnen Säuren, Alkohole, Aldehyde,
Benzole, Kresole, Ketone, Öle, Phenole, Ammoniakverbindungen und Oleoresine, Kohlenwasserstoffe,
Teerstoffe und Terpene. Verarbeitet werden können anorganische Stoffe wie z.B. Weichmetalle,
insbesondere Blei, Zink und Antimon. Ein Beispiel für aufbereitbare pseudoorga»sYcnhen
S,9osf,eßsind Silikone.