DE2842126B2 - Pyrolyse-Reaktor zur Umsetzung von Abfall - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Pyrolyse-Reaktor zur Umsetzung von Abfall, der im wesentlichen aus einer von außen beheizten, rotierenden länglichen Retorte, der an einem Ende eine Abfalleingabe und am anderen Ende ein Austrag für pyrolysiertes Material sowie Pyrolysegas zugeordnet ist, besteht, wobei die Retorte zum einen mit einem in Durchflußrichtung des Abfalls durch die Retorte eine abnehmende Steigung aufweisenden Innengewinde mit einer durchgehend freien, mittigen Öffnung und zum anderen mit einer Verstelleinrichtung zur Einstellung des Neigungswinkels der Retorte gegenüber der Horizontalen versehen ist.

Aus der US-PS 18 28 781 ist eine Vorrichtung zur Extraktion leichtflüchtiger Stoffe aus kohlenstoffhaltigen Materialien bekannt, die besonders für die Niedrigtemperatur-Destillation von Kohle oder ähnlichem Material zur Erzeugung von Koks und Gas geeignet ist. Hierbei ist neben der Außen- und der Innenbeheizung der Retorte ein an der inneren Oberfläche der Retorte befestigtes und sich über die gesamte Länge der Retorte erstreckendes Innengewinde vorgesehen, dessen mittige Öffnung jedoch einerseits durch den in die Retorte hineinragenden Füllzylinder und andererseits durch die von dem Austrag her in die Retorte geführte Innenbeheizung ausgefüllt ist, wo durch eine freie ungehinderte Strömung der entstehenden Gase innerhalb der Retorte zum Austrag hin nicht gegeben ist. Die Steigung der einzelnen Gewindegänge des Innengewindes wird allmählich von der Gutaufgabe zum Austrag hin größer, d. h. die Steigung des Innengewindes ist im Bereich des Austrages größer als im Bereich der Abfalleingabe, und das von jedem ίο Gewindegang beförderte Materialvolumen wird zum Ende der Retorte hin immer kleiner. Dadurch ergibt sich eine nicht gleichmäßige Auslastung der Retorte, so daß keine optimale Durchsatzleistung derselben gegeben ist Um diese Nachteile zu beseitigen, ist aus der DE-OS 27 07 698 ein Pyrolyse-Reaktor zur Umsetzung von Abfall bekannt, bei dem die Retorte ein Innengewinde mit einer freien mittigen Öffnung aufweist, dessen Steigung im Bereich des Austrages kleiner als im Bereich der AbfaUeingabe. Durch diese spezielle

Ausbildung des Innengewindes wird die durch die Pyrolyse auftretende Volumenminderung des Abfalls durch den zum Austrag hin immer langsamer werdenden Transport desselben ausgeglichen, wodurch eine bessere Durchsatzleistung der Retorte erreicht wird.

Aufgrund der in gewissen Grenzen schwankenden Zusammensetzung des Abfalls läßt sich jedoch mittels einer derartigen Retorte nicht eine optimale Pyrolysierung des Abfalls erreichen, da nämlich infolge dieser ständig wechselnden Zusammensetzung des Abfalls die Steigung des Innengewindes im Endbereich der Retorte und damit die Verweildauer des Materials in diesem Bereich nicht genau berechenbar ist.

Weiterhin ist aus der DE-OS 26 14 417 eine Vorrichtung zur Durchführung einer Pyrolyse von polymeren und/oder anorganischen Abfallprodukten bekannt, bei der in einem Reaktorrohr eine Zersetzung der Abfallprodukte in feste, flüssige und gasförmige Bestandteile erfolgt. Innerhalb des Reaktorrohres ist eine die Abfallprodukte weitertransportierende Vorschubeinrichtung vorhanden, die Paddelflügel aufweist, deren Anstellwinkel mittels einer drehbaren Befestigungseinrichtung veränderbar ist. Um das Reaktorrohr ist koaxial eine Heizeinrichtung angeordnet, und am Eintragende des Reaktorrohres ist ein mit Luftabschlußschleusen ausgerüsteter Aufgabetrichter angeschlossen, während am Austragende des Reaktorrohres wenigstens eine luftdichte Austragkammer angeordnet ist. Mittels einer Verstelleinrichtung ist der Neigungswinkel des Reaktorrohres gegenüber der Horizontalen einstellbar, wobei die gesamte Vorrichtung im Bereich des Eintragendes in einem Schwenklager um eine horizontale Achse schwenkbar gelagert ist, und die Verstelleinrichtung eine in einer schwenkbar gelagerten Mutter geführte Gewindespindel aufweist, durch welche eine Hubschere betätigbar ist, die am Austragsende der Vorrichtung angebracht ist. Durch die dem Austragende zugeordnete Verstellvorrichtung soll gewährleistet werden, daß bei geeigneter Einstellung der Neigung des Reaktorrohres keine flüssigen Stoffe aus dem Austragende der Reaktoreinrichtung austreten können, wenn flüssige Produkte oder Schlämme im Reaktor verarbeitet werden sollen.

Ferner ist aus der DE-OS f>7 33 162 eine Gestellanordnung für eine aus zwei hintereinandergeschaltctcn Trommeln bestehende Trommelanordnung zur Herstellung eines agglomerierten Erzeugnisses aus agglomerierbaren Materialien mit einem Rahmenteil bekannt, das auf mehreren Hebern derart gelagert ist, daß der

Rahmen um den Auslaß der ersten Trommel herum heb- !ind senkbar ist, wodurch die Neigung der ersten Trommel relativ zu der zweiten Trommel eingestellt weiden kann. Schließlich ist aus der US-PS 26 97 098 eine Karbonisier-Einheit bekannt, bei der die aus einer Schraubenwinde bestehende Verstellvorrichtung für die Retorte der Eingabeseite der Retorte zugeordnet ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einem Pyrolyse-Reaktor der eingangs genannten Art trotz der ständig sich verändernden Zusammensetzung des Abfalls bei gleichzeitig annähernd gleichem Füllgrad über die gesamte Länge der Retorte eine optimale Pyrolysierung des Abfalls zu erzielen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Kombination der beiden folgenden Merkmale gelöst, daß das Innengewinde sich nur über etwa zweidrittel der Länge der Retorte von der Abfalleingabe her erstreckt, und daß in an sich bekannter Weise die Verstellvorrichtung der Eingabeseite der Retorte zugeordnet ist.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist das Innere der Retorte in drei Zonen gleicher Länge unterteilt, und die erste und die zweite Zone sind mit dem Innengewinde versehen, wobei die gleichbleibende Steigung des Innengewindes in der zweiten Zone kleiner ist als die gleichbleibende Steigung des Innengewindes in der ersten Zone, und die dritte Zone weist kein Innengewinde auf. Um den Zustand der Pyrolysierung des Abfalls in der dritten Zone der Retorte jederzeit feststellen zu können, ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung in der dritten Zone der Retorte ein Sichtfenster angeordnet. In Weiterbildung des Gegenstandes der Erfindung ist die Neigung der sich auf Lagern außerhalb einer die Retorte umgebenden Brennkammer abstützenden Retorte durch eine dem Lager im Bereich der Abfalleingabe zugeordnete Hydraulikvorrichtung verstellbar.

Der mit der Erfindung erzielte wesentliche Vorteil besteht darin, daß durch die Kombination der Weglassung des Innengewindes im Endbereich der Retorte mit der Möglichkeit der Veränderung der Neigung der Retorte zum Austrag hin eine große Flexibilität in der Behandlung des Abfalls innerhalb der Retorte gegeben ist. Es kann nicht nur die Verweildauer des Materials in der Retorte geregelt werden, sondern es kann darüber hinaus auch die Verweildauer des Materials innerhalb der dritten Zone individuell gesteuert werden. Dies ist insofern von Bedeutung, als die Reaktion in der ersten und der zweiten Zone durch die Wärmeübertragung begrenzt sind, und die Reaktion in der dritten Zone nur zeitabhängig ist. Sonach läßt sich in Abhängigkeit vom Zustand des Materials in der dritten Zone der Retorte immer eine optimale Pyrolysierung des Abfalls durch Änderung der Umdrehungsgeschwindigkeit der Retorte und/oder Änderung der Neigung der Retorte erreichen.

In der nachfolgenden Beschreibung wird anhand eines Ausführungsbeispieles, das in der Zeichnung dargestellt ist, die Erfindung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt eine schematische Darstellung eines Pyrolyse-Reaktors mit einer Retorte gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Der Pyrolyse-Reaktor 1 enthält eine zylinderförmige Retorte 2 aus wärmeleitendem Material, die in einer leicht geneigten Lage innerhalb der Brennkammer 3 angeordnet ist und mit einer Abfalleingabe 4 und einem Austrag 5 für pyrolysiertes Material sowie Pyrolysegas versehen ist Außerhalb der Brennkammer 3 ist die Retorte in Lagern 6, 7 abgestützt. Die Neigung der Retorte ist durch eine dem Lager 7 im Bereich der Abfalleingabe 4 zugeordnete Hydraulik-Vorrichtung 8 im Bereich des Neigungswinkels α von 0,5°—3° verstellbar. Die Durchtritte der Retorte 2 durch die Seitenwände 9, 10 der Brennkammer 3 sind jeweils mittels einer entsprechenden beweglichen Dichtung 11 abgedichtet. Auf der Außenseite der Retorte 2 befindet sich ein Zahnkranz 12, der über ein nicht dargestelltes Getriebe mit zugehörigem Antriebsmotor antreibbar ist. Die Außenfläche der Retorte 2 und die Innenfläche der Brennkammer 3 begrenzen gemeinsam eine Erhitzungszone 13. Innerhalb der Retorte 2 liegt die Pyrolysezone 14. Der der Brennkammer 3 zugeordnete Brenner 15 besitzt einen ersten Brennstoffeinlaß 16 für übliches Brenngas vcn einer externen Quelle und einen zweiten Brennstoffeinlaß 17 für Pyrolysegas. Die heißen Verbrennungsgase strömen aus der Erhitzungszone 13 über einen Abgaskanal 18 ab.

Um einen kontrollierbaren Durchgang des Abfallmaterials 19 durch die Retorte 2 zu erreichen, ist das Innere der Retorte 2 in drei Zonen I, II, III gleicher Länge unterteilt, wobei die erste I und die zweite Zone Il mit einem in Durchflußrichtung des Abfalls 19 durch die Retorte 2 eine abnehmende Steigung aufweisenden Innengewinde 20 mit einer freien mittigen öffnung 21 ausgerüstet sind. Hierbei ist jedoch sowohl die Steigung des Innengewindes 20 in der ersten Zone I als auch die Steigung des Innengewindes 20 in der zweiten Zone II jeweils gleichbleibend, d. h. die Steigung des Innengewindes 20 ist in der zweiten Zone I. In der dritten Zone III ist kein Innengewinde 20 vorhanden, allerdings ist hier ein Sichtfenster 22 zur Beobachtung des Zustandes des pyrolysierten Abfalls 19 in der Zone III vorgesehen. Die Breite 23 des Innengewindes 20 ist in den beiden Zonen I und II gleichbleibend, sie kann allerdings auch in der Zone Il kleiner ausgeführt als in der Zone I ausgeführt sein.

Durch Änderung des Neigungswinkels λ der Retorte Il und/oder der Drehgeschwindigkeit der Retorte 2 kann in Abhängigkeit von der Pyrolysierung des Abfalls 19 in der Zone III und/oder am Austrag 5 eine optimale Pyrolysierung des Abfalls bei gleichzeitig annähernd konstantem Füllgrad der Retorte 2 eingestellt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Pyrolyse-Reaktor zur Umsetzung von Abfall, der im wesentlichen aus einer von außen beheizten, rotierenden länglichen Retorte, der an einem Ende eine Abfalleingabe und am anderen Ende ein Austrag für pyrolysiertes Material sowie Pyrolysegas zugeordnet ist besteht, wobei die Retorte zum einen mit einem in Durchflußrichtung des Abfalls durch die Retorte eine abnehmende Steigung aufweisenden Innengewinde mit einer durchgehend freien, mittigen Öffnung und zum anderen mit einer Verstelleinrichtung zur Einstellung des Neigungswinkels der Retorte gegenüber der Horizontalen versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Innengewinde (20) sich nur über etwa zweidrittel der Länge der Retorte (Jj) von der Abfjlleingabe (4) her erstreckt, und daß in an sich bekannter Weise die Verstellvorrichtung der Eingabeseite der Retorte (2) zugeordnet ist.

2. Pyrolyse-Reaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Innere der Retorte (2) in drei Zonen (I, II, HI) gleicher Länge unterteilt ist, daß die erste (I) und die zweite Zone (II) mit dem Innengewinde (20) versehen sind, daß die gleichbleibende Steigung des Innengewindes (20) in der zweiten Zone (II) kleiner ist als die gleichbleibende Steigung des Innengewindes (20) in der ersten Zone (I), und daß die dritte Zone (III) kein Innengewinde aufweist.

3. Pyrolyse-Reaktor nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der dritten Zone (I II) der Retorte (2) ein Sichtfenster angeordnet ist.

4. Pyrolyse-Reaktor nach den Ansprüchen 1—3, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung der sich auf Lagern (6, 7) außerhalb einer die Retorte (2) umgebenden Brennkammer (3) abstützenden Retorte durch eine dem Lager (7) im Bereich der Abfalleingabe (4) zugeordnete Hydraulikvorrichtung (8) verstellbar ist.