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D RE HTROM ME L
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Drehtrommel zur thermischen Behandlung
von Reststoffen, u.a. uni insbesondere zur pyrolytischen Zersetzung von Altbereifungen
in Elementarstoffe wie Kohlenstoff(ss), gasförmige Bestandteile wie Methan, Schwer-,
Leichtöle usw.
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Zur Pyrolyse von Reststoffen sind auch bisher bereits Drehtrommeln
eingesetzt worden, beispielsweise zur Beseitigung von Müll. Die Drehtrommeln bestanden
im Wesentlichen aus Rohrabschnitten, waren also aussen zylindrisch und innen hohlzylindrisch.
Der Rohrabschnitt ist auf Rollen gelagert und über eine oder mehrere Rollen angetrieben.
Grössere Müll verbrennungsanl agen weisen Entladehallen für die in grösserer Zahl
und kürzerer Dauer ankommenden Müllwagen auf, vorhanden sind also demgemäss Müll
bunker, Schüttel rinnen, Altölbrenner, Vortrocknungs-, Haupt- und Ausbrandroste,
Schlackenkanäle, Schlackenbunker, Kessel, Elektrostaubfilter, Hochkamine und Speisewasserbehälter
mit Entgasern.
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Vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass wesentliche
Vorteile bei Drehtrommeln zur thermischen Behandlung von Reststoffen, u.a. und insbesondere
zur pyrolytischen Zerlegung von Altbereifungen in Elementarstoffe wie Kohlenstoff
(Russ), gasförmige Bestandteile wie Methan, Schwer-, Leichtöle usw. zu erreichen
sind, wenn erfindungsgemäss eine gegenüber einer Hohlzylinderfläche abweichende
Formgebung der innenbegrenzung einer den Behandlungsraum umschliessenden Wandung
durch Bildung die Ablösung des Behandlungsgutes sowie der Zersetzungsfest-und Fl
üssigstoffe von der 1 nnenwandbegrenzung erzwingende Kanten, Ecken und/ oder Tropfspitzen
vor Entstehung inkrustrierter, verschlackter und sonstwie schwer entfernbarer Ablagerungen
verwirklicht ist. Die angegebenen Formgebung ist insbesonder dadurch zu erreichen,
dass die behandlungsraumzugewandte Wandbegrenzung in peripherer Richtung im Querschnitt
zickzackförmig verläuft.
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Das bedeutet, dass Eckpunkte der zickzackförmigen Querschnittslinie
achsial verlaufenden Geraden und dass diese Geraden sie untereinander verbindenden
Wandflächen angehören. Eckpunkte, Geraden und Wandflächen bestimmen also das Profil
der Wandinnenbegrenzung. Die Tropfspitzen sind in einfachster Weise dadurch vorhanden,
dass die Eckkanten auf ihrem Längsverlauf mit gegenseitigen Abständen, etwa mittels
an sie angesetzter, vorzugsweise dreieckiger Lappen, zu Tropfspitzen ausgezogen
sind.
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lm Wesen der neuen Drehtrommelausbildung liegt es dabei, dass eine
den Behandlungsraum unmittelbar umschliessende Wandung als umlaufende Drehinnentrommel
von einer Aussentrommel umgeben ist, die ihrerseits unter Bildung eines Mantel durchströmungsraumes
doppelwandig ausgebildet ist, der seinerseits mit einer Heizgas-, -dampfquelle oder
dgl. verbindbar ist, die beispielsweise als Brenngaserzeuger ausgebildet ist, zu
dessen Energieversorgung zweckmässig durch die pyrolytische Zersetzung entstandene,
brennbare Gase benutzbar sind. Das schliesst nicht aus, anderweitig vorhandene Heizmittel,
beispielsweise im Betriebe anfallenden, vorzugsweise überhitzten Dampf, sonstwie
zur Verfügung stehende Heizgase, etwa aus nuklearen Reaktionen stammende hocherhitzte
Gase und/oder Dämpfe als Beheizungsmittel einzusetzen.
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In Anbetracht der zeitweise ausserordentlich hohen Behandlungstemperaturen
und der damit verbundenen, auf die innere Drehtrommel zur Wirkung kommenden erheblichen
Temperaturdifferenzen müssen Vorkehrungen dagegen getroffen werden, dass dadurch
auftretende Wärmespiele keine zu starken Materialspannungen erzeugen, so dass es
vorteilhaft ist, Innen- und Aussentrommel im Verhältnis zueinander achsial beweglich
auszubilden, etwa dadurch, dass die Innen- gegen die Aussentrommel abgefedert ausgebildet
ist.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung können einem zeichnerische veranschaulichten
Ausführungsbeispiel entnommen werden, dessen Beschreibung jedoch voraufzuschicken
ist, dass die erfindungsgemäss vorgeschlagene Drehtrommel gegenüber bisherigen Ausführungen
derselben eine Reihe entscheidender Vorteile besitzt, unter denen zunächst aufzuführen
ist, dass sich an dem Behandlungsgut
und dessen Zersetzungsprodukten
zugewandten Kanten, Ecken, Spitzen und Wandungsschrägflächen in Verbindung mit dem
Umlauf der dem Behandlungsgut und seinen Zersetzungsprodukten zugewandten Profilierung
der Innentrommel Rückstände nur vorübergehend absetzen und sich auf die Dauer eines
möglichst kontinuierlich zu gestaltenden Betriebes nicht zu halten vermögen, was
sich auf minimal einzustellende Wärmeverluste und damit optimalen Wärmeverbrauch
der Drehtrommel dahin auswirkt, das infolge Wegfall es den Wärmefluss inhibierender
Krusten und sonstiger Beläge die Wärmeübertragung vom Heizmittel auf das Gut unter
günstigen Verhältnissen stattfindet, zumal infolge der Profilgebung und der Zerklüftung
der Wandinnenbegrenzung die Grösse der Wärmeübertragungsflächen zu dem Grösstmass
steigerbar ist, das noch baulich ohne Nachteile verwirklichbar ist. Dazu kommt die
auf Betriebsdauer anhaltende, ständige Beaufschlagung der Flächen, Kanten, Ecken
und Spitzen des Trommelprofiles durch Frischgut, so dass dieses ständig Fall wege
zurücklegt, womit eine sandstrahl gebläseartige Wirkung entsteht, die praktisch
für die Reinhaltung der Wärmeübertragungs flächen sorgt. Verstärkt können diese
Wirkungen auch noch dadurch werden, dass infolge der abgefederten Anordnung der
Innentrommel in der Aussentrommel Oszill ationsbewegungen der Trommeln im Verhältnis
zueinander erzeugbar sind, in einfachster Weise dadurch, dass die Innentrommel nicht
zentriert, sondern dezentriert ist. Das ist aber nicht die einzige Möglichkeit,
es könnten auch durch einseitige Gewichtsbelastung der Innentrommel im Verhältnis
zueinander Unwuchten erzeugt sein, die sich in gleicher Weise wie Oszillationen
selbst oder sogar deren Verstärkung durch bewusst hervorgerufene Resonanzen auswirken,
sofern Massnahmen dieser Art nicht überhaupt gemeinsam verwirklicht sind.
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in der zeichnerischen Darstellung des Ausführungsbeispieles gibt Fig.
1 einem senkrechten Längsschnitt durch einen der beiden Endbereiche der neuen Drehtrommel
wieder, wobei der zweite, nicht dargestellte
Endbereich in grundsätzlich
gleicher Weise ausgebildet ist wie der zeichnerisch wiedergegebenen Bereich; Fig.
2 stellt einen Querschnitt durch die Drehtrommel nach Linie II - II der Fig. 1 dar
Fig. 3 veranschaulicht eine Draufsicht auf die Innentrommel, die teilweise aufgebrochen
gezeichnet ist, um die Tropfspitzen erkenntlich zu machen, in welchen Längskanten
der Wandinnentrommelbegrenzung stellenweise auslaufen; Fig. 4 zeigt eine Vergrösserung
der Teile, die innerhalb des Kreisausschnittes IV der Fig. 1 auftreten.
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Der Zeichnung ist zu entnehmen, dass sich die neue Drehtrommelausbildung
im Wesentlichen durch fünf Hauptteile kennzeichnet, nämlich durch die Aussentrommel
1, die Innentrommel 2, die Ummantelung 3 der Aussentrommel 2, die scheibenförmigen
Abschlussfrontgehäuse 4 und durch Stutzen 5 in den Endbereichen der Drehtrommel,
die in den Behandlungsraum 21 der Innentrommel 2 an beiden Enden derselben frei
ausmünden, um das selbst nicht veranschaulichte Behandlungsgut in den Behandlungsraum
21 hineinzuführen und aus ihm fertig pyrolysiert wieder zu entnehmen, soweit es
sich um Feststoffe handelt; die bei der Pyrolyse gebildeten Gase und Flüssigstoffe
werden über übliche Abzugsvorrichtungen abgeführt, die keiner zeichnerischen Hervorhebung
bedürfen.
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Die Aussentrommel 1 ist, wie Fig. 1 zeigt, auf ihrem Mittelbereich
von einem Heizmantel 3 umgeben, sodass ein Durchströmungsraum 31 vorhanden ist,
der einen nicht gezeichneten Anschluss an ein gds- oder dampfförmiges Heizmittel
aufweist, das nach Uebertragung seines Wärmeinhaltes auf die Innentrommel 2 und
damit auf das Behandlungsgut, vorzugsweise im Kreislauf, wieder zurückgeführt wird,
wobei nicht gezeichnete Thermostaten vorhanden sind, um für das Auftreten der erforderlichen
Behandlungstemperaturen in der Innentrommel 2 zu sorgen.
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Die Innentrommel hat, wie die Figuren 2 und 3 veranschaulichen, einen
Profilquerschnitt, der in peripherer Richtung zickzackförmig gemäss der Linie 22
verläuft.
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In der Längsrichtung entstehen dengemäss ausweislich der Figuren 2
und 3
den Behandlungsraum 21 innen berührende Längskanten 23, ausserdem
die Aussenkanten 24, wobei beide Kanten jeweils durch als Schrägflächen 25 zu bezeichnende
Wandungsbereiche untereinander verbunden sind. Figur 3 lässt dabei anhand eines
Ausschnittes aus dem Trommelumfang erkennen, dass an die Innenkanten 23 dreieckige
Lappen 26 angesetzt sind, die jeweils in einer Tropfspitze 27 enden. Da sich an
einer Tropfspitze keine Flüssigkeitsansammlung halten kann, solange sie eine Lage
einnimmt, in der sich an sie keine in Schwerkraftrichtung verlaufende Bildungs-
und damit Adhäsionsfläche anschliesst, die der Flüssigkeit die Möglichkeit geben
würde, an ihr entlang weiterzufliessen, was praktisch nur im unteren Scheitelbereich
der Umlaufbewegung der Fall ist, muss die Flüssigkeit unter Wirkung der Schwerkraft
abtropfen, so dass sich an den Kanten 23 keine Ansätze bilden können, die z. B.
aus verkrusteten schweren Kohlenwasserstoffen wie Teer entstehen würden und die
den Nachteil hätten, den Wärmeübergang im Bereiche der Schrägflächen 25 zu beeinträchtigen,
abgesehen von der schwierigen Entfernbarkeit und der Gefahr der Verkleinerung bzw.
eines allmählichen Zusetzens des Behandlungsraumes 21. Entsprechendes gilt für den
Längsverlauf der Innenkanten 23 und der Scheitel- und Eckenräume, die in radialer
Richtung auf den Behandlungsraum 21 hin auf die Aussenkanten 24 innerhalb des Behandlungsraumes
21 folgen. Auch das Behandlungsgut selbst und die gebildeten festen Zersetzungsprodukte
wirken durch ihre ständigen Auftreff- und Stosskräfte reinigend, so dass der Durchsatz
des Behandlungsgutes durch den Behandlungsraum 21 auch bei längerem Betrieb oder
Dauerbetrieb einer erfindungsgemäss ausgebildeten Drehtrommel keine Verkleinerung
erfährt.
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Der geschilderte Aufbau der Drehtrommel macht es zweckmässig, die
Innentrommel 2 im Verhältnis zur Aussentrommel 1 beweglich und mindestens achsial
abgefedert in letzterer aufzuhängen. Zu diesem Zwecke sind an beiden Enden der Drehtrommel
Einrichtungen vorhanden, die zusammenfassend mit 4 bezeichnet sind. Hierzu gehört
zunächst je eine vorzugsweise aus dünnem Stahlblech bestehende Membranscheibe 41
in jedem Drehtrommelendbereich, wobei die Membranscheibe jeweils in der geeigneten
Weise, beispielsweise mittels einer Schraubenverbindung, auf der Innentrommei 2
starr befestigt ist. Der Aussenbereich einer jeden Membranscheibe 41 ist beidseitig
von einem ringförmig verlaufenden Reibungsstoff berührt, der beispielsweise
je
ein Paket 42 aus Asbestschnüren umfasst, die durch ringförmig verlaufende Fassungsschuhe
43 gehaltert sind. An die Schuhe 43 schliessen sich radial nach aussen die Flanschen
44 an, deren gegenseifiger Abstand mittels Schraubenanker 45 einstellbar ist. An
jeweils eine Einrichtung 4, die in je einem Endbereich der Aussentrommel 1 vorhanden
ist, innerhalb dessen bewegte TeUe auftreten, die somit abgedichtet werden müssten,
wenn nicht ein die Gesamtheit der Teile 4 einkapselnde;Gehäuse 45 vorhanden wäre,
folgt ein derartiges Gehäuse 45 auf die mittlere Ummantelung 3 in den beiden Endbereichen
gemäss Figur 1. Die gleiche Figur zeigt einen Zuführungs-
stutzen 5 für das zu behandelnde Gut, wobei/de Stutzen 5 frei in den Behandlungsraum
21 der Innentrommel 2 vorkragt. Der Aufgabestutzen 5 steht mit einer nicht gezeichneten
Aufgabeeinrichtung für das zu behandelnde Gut in Verbindung, abgesehen von einer
Beschickungsvorrichtung, die dafür sorgt, dass sich im Behandlungsraum 21 der Innentrommel
2 stets so viel Behandlungsgut befindet, dass es zur störungsloseri Verarbeitung
derselben zu kommen vermag.
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Die Wirkungsweise der beschriebenen Drehtrommelausbildung ergibt sich
aus dem Vorhergehenden dahin, dass die umlaufende Innentrommel 2 alle Voraussetzungen
zur Durchführung einer pyrolyse des Behandlungsgutes erfüllt. Die Innentrommel 2
ist dabei im Verhältnis zur Aussentrommel 1 über je eine Membranscheibe 41 achsial
abgefedert. Da die Aussentrommel infolge ihres Zusammenhanges mit der Fördergut-
und Heizmittelführung stationär ausgebildet ist, besteht die Möglichkeit, den Abdichtungsgrad
zwischen Aussentrommel 1 und umlaufender Innentrommel 2 mittels der Schraubenanker
45 auf einen jeweils optimalen Wert einzustellen. In Verbindung mit den Stirngehäusen
46 der Aussentrommel 1 ist auch dafür gesorgt, dass keine Gase und Dämpfe aus der
gezeigten Drehtrommeleinrichtung auszutreten vermögen, so dass diese in Innenräumen
aufstellbar ist. Die Innentrommel 2 weist über einen ihrer offen ausmündenden, nicht
veranschaulichten Ein- und Austrittstutzen für zu pyrolysierendes und pyrolysiertes
Gut an ihren Stirnenden einen Antrieb auf, der aus einem auf dem tragenden Stutzen
angebrachten Zahnkranz besteht, in den ein motorgetriebenes
Der Durchsatz des zu behandelnden Gutes durch die Innentrommel
2 kann, wie bereits ausgeführt, noch dadurch begünstigt werden, dass der Rotationsbewegung
der Innentrommel und ihrem achsialen Federspiel noch Oszillationsbewegungen überlagert
sind, etwa durch bewusst herbeigeführte Unwuchten, durch exzentrische Lagerung der
Innentrommel 2, abgesehen von der Möglichkeit der Anordnung zusätzlicher Schwingungserreger.
Im ersten Fall sind die zu der Unwucht führenden Massen zweckmässig nicht nur in
peripherer, sondern auch in achsialer Richtung einander gegenüber versetzt, so dass
die Oszillationsbewegung ausser der peripheren auch eine achsial verlaufende Komponente
aufweist, welche die Förderung des Behandlungsgutes und der pyrolytischen Zersetzungsprodukte
durch die Inntentrommel 2 hierdurch verbessert. Das qleiche ist dadurch erreichbar.
dass mindestens
diB Achse der Innentrommel, wenn nicht überhaupt dlelAchse der gesamten Drehtrommel
1, 2 einen spitzen Winkel mit einer Horizontalebene einschliesst, wobei zweckmässig
Einrichtungen vorhanden sind, um die Grösse des spitzen Winkels je nach Art des
zu behandelnden Gutes veränderlich einstellen zu können. Das kann durch servomotorisch,
gegebenenfalls auch durch ver-, ein- und feststellbare Keile geschehen, die unter
der Einwirkung von Gewindespindeln stehen.
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Es bedarf kaum einer Hervorhebung, dass sich das Wesen der Erfindung
nicht in dem zeichnerisch dargestellten und oben beschriebenen Ausführungsbeispiel
erschöpft; vielmehr sind mannigfache Abwandlungen des Ausführungsbeispieles realisierbar,
ohne dass das Wesen der Erfindung verlassen wird. So könnte die Aussentrommel bei
achsial-zentraler Anordnung der Zu- und Abführungen für das Behandlungsgut und für
das Heizmittel mit der Innentrommel gemeinsam oder unabhängig von ihr umlaufend
ausgebildet sein, jedoch ergeben sich bei Ausbildung nach dem Ausführungsbeispiel
wesentlich geringere Gestehungskosten.