DE2848485C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Pyrolyse von Abfallstoffen unter Rückgewinnung von Nutzenergie erzeugenden Materialien hieraus, mit einer drehbar innerhalb eines Gehäuses gelagerten Pyrolyse­ kammer, Brennereinrichtungen zum Erwärmen der Kammer, einem Abfallstoffeinlaßkanal an einem ersten Ende des Gehäuses in Verbindung mit der Pyrolysekammer und einem Auslaßkanal an einem zweiten Ende des Gehäuses in Ver­ bindung mit der Pyrolysekammer, mit einer Pyrolysegasrück­ führungs- und -rückgewinnungseinrichtung zum Rückgewinnen der Pyrolysegase, zum regelbaren Vermischen eines Teils dieser Gase mit einem sauerstoffhaltigen Gas zum Liefern des so gebildeten Gemisches an die Brennereinrichtung, wobei diese Gasgewinnungs- und -rückführungseinrichtung Pyrolysegaseinlaßeinrichtungen zum Aufnehmen von durch die Pyrolyse der Abfallstoffe innerhalb der Brennkammer erzeug­ ten brennbaren Gase umfaßt.

Eine solche Vorrichtung ist bekannt durch die US-PS 30 98 458. Bekannt ist auch die US-PS 30 20 212 auf diesem Gebiet.

Eine der zukunftsweisenden Quellen für neue Energie sind bekanntlich Abfallstoffe (Müll), die z. Zt. beseitigt oder zerstört werden. Durch die Technik in der pyrolytischen Zersetzung lassen sich aber viele Arten von Abfallstoffen in energiereiche Brennstoffe, wie brennbare Gase, Holz- oder Aktivkohle oder in als Kraftstoff zu verwendenden Kohlenstoff umwandeln.

Viele gebaute Vorrichtungen zum Pyrolysieren von Müll oder anderen Abfallprodukten sind vom Betrieb oder vom wirtschaftlichen Standpunkt her unannehmbar oder haben sich im kontinuierlichen Betrieb als unwirksam und unzu­ verlässig erwiesen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Pyrolyse von Abfallstoffen etwa der in der US-PS 30 98 458 gezeigten Art wesentlich zu verbessern. Hierbei sollen wertvolle chemische Nebenprodukte wie flüssige kresolhaltige Teere rückgewonnen und nach Inbetriebnahme eine Selbstunterstützung der Pyrolyse ohne Fremdenergie möglich werden.

Die bekannten Vorrichtungen und Verfahren zur Pyrolyse von Abfallstoffen sollen so weitergebildet werden, daß eine vollständigere und bessere Ausnutzung der Wärme­ energie gegeben ist, die Vermischung von Pyrolysegas und sauerstoffhaltigem Gas verbessert wird und dabei trotzdem die Sicherheit gegen Explosion nahe des Verbrennungsraums gewährleistet bleibt.

Erreicht wird dies bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art überraschend durch Einlaßeinrichtungen zur Aufnahme des sauerstoffhaltigen Gases von außerhalb der Vorrichtung, wobei diese Gaseinlaßeinrichtungen im Ver­ brennungsraum angeordnete Heizeinrichtungen umfassen, um das sauerstoffhaltige Gas auf eine vorbestimmte, erhöhte Temperatur zu erwärmen, und durch Gasmischeinrichtungen zwischen Pyrolysegaseinlaßeinrich­ tung und Einlaßeinrichtung für das sauerstoffhaltige Gas mit Mischerregelung für diese Gase und mit einer Ein­ richtung zu Druckminderung innerhalb des Verbrennungs­ raumes gegenüber der Pyrolysekammer.

Durch diese Maßnahme werden die brennbaren Gase innerhalb des Verbrennungsraum kontinuierlich veranlaßt, gegen die Mischereinheit zu strömen. Nach der Vermischung ergibt sich ein ausgezeichnetes hochbrennbares Gas, das verwendet wird, um die Pyrolyse in der Pyrolysekammer aufrecht zu erhalten (selbstunterstützender Betrieb).

Kondensation und Krustenbildung innerhalb der Gasführungs­ anordnung werden sorgfältig geregelt.

In Weiterbildung der Erfindung wird auch eine ungewöhnliche Flüssigkeitsabdichteinrichtung zwischen der Pyrolysekammer und den feststehenden Teilen des Gehäuses vorgeschlagen.

Weiter ist Gegenstand der Erfindung eine neuartige Maß­ nahme zur Aufgabe bzw. Verteilung der Abfallstoffe.

Die Vorrichtung nach der Erfindung ist robust, haltbar und äußerst betriebswirksam. Rückgewonnen wird der prozentual größtmögliche Anteil an brauchbaren Produkten aus den Ab­ fallstoffen.

Die Vorrichtung läßt sich preiswert herstellen, einfach bedienen und kann praktisch kontinuierlich bei minimalen Problemen und wenig Überwachung betrieben werden.

Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zum kontinuierlichen Pyrolysieren von Abfallstoffen und zur Rückgewinnung von brauchbaren energieerzeugenden Materialien und chemischen Nebenrprodukten hieraus, umfassend:

• a) kontinuierliches Einführen der zu pyrolysierenden Ab­ fallstoffe in eine Brennkammer;
• b) Erhöhen der Temperatur der Brennkammer auf eine Tempe­ ratur, die ausreicht, die Abfallstoffe zu pyrolysieren;
• c) Abziehen eines Teiles der durch die Pyrolyse der Abfall­ stoffe erzeugten Materialien aus der Brennkammer;
• d) Abziehen von sauerstoffenthaltendem Gas von einem Be­ reich außerhalb der Brennkammer.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung soll nun mit Bezug auf die Zeichnungen näher er­ läutert werden. Diese zeigt in

Fig. 1 eine teilgebrochene Seitenansicht einer Vorrichtung nach der Erfindung;

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1;

Fig. 3 einen vergrößerten Querschnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 1 mit der Konstruktion des Gehäuses und der Materialverteilungseinrichtung nach der Erfindung;

Fig. 4 einen Schnitt längs 4-4 in Fig. 3 mit der Konstruktion des Einlaßendes der Vorrichtung;

Fig. 5 einen vergrößerten Schnitt längs 5-5 der Fig. 2 mit der Konstruktion des Austragsendes der Vorrich­ tung;

Fig. 6 einen stark vergrößerten Teilschnitt längs 6-6 der Fig. 4 mit der Konstruktion der Flüssigkeits­ abdichteinrichtung nach der Erfindung;

Fig. 7 einen Teilschnitt längs der Linie 7-7 in Fig. 6 und

Fig. 8 eine Darstellung ähnlich Fig. 6 längs 8-8 in Fig. 5, wobei die Dichtungseinrichtung am Austragsende der Vorrichtung besonders dargestellt ist.

Nach den Zeichnungen, insbesondere Fig. 1-3, umfaßt die Vor­ richtung nach der Erfindung ein Gehäuse 10 auf einer Rahmen­ konstruktion 12 sowie eine zylindrische Pyrolysekammer oder Retorte 14, die innerhalb des Gehäuses 10 gelagert ist. Nach Fig. 3 hat das Gehäuse 10 einen gewölbten isolierten oberen Teil 10 a und hiermit verbundene isolierte Seiten- und Bodenwandungen 10 b bzw. 10 c. Die verschiedensten Isolier­ arten können zwar zum Isolieren der Wandungen des Gehäuses 10 verwendet wer­ den, eine äußere Verkleidung aus feuerfesten Ziegelsteinen 16 oder dergleichen, zusammen mit einer Innenauskleidung einer Hochtemperaturisolierung wie Steinwolle 18 hat sich je­ doch als ziemlich zufriedenstellend gezeigt.

Die Pyrolysekammer 14 umfaßt einen drehbaren röhrenförmigen Körper 20, der an jedem Ende durch erste und zweite Stirn­ platten 22 und 24 verschlossen ist. Der Körper 20 erstreckt sich in Gehäuselängsrichtung 10, wobei die Endteile durch erste und zweite isolierte Stirnwandungen 26 und 28 (Fig. 1) vorstehen. Der Körper 20 ist nahe seinen Enden durch in Querrichtung unter Abstand angeordnete Trägerrollen 30 drehbar gelagert, die an jedem Ende des Rahmens 12 (Fig. 1 und 3) getragen sind.

Ein Ringzahnrad 32 ist um den Umfang des Körpers benachbart seinem ersten oder Einlaßende 20 a vorgesehen. Wie am besten die Fig. 2 und 3 erkennen lassen, wird das Ringzahnrad 32 über unter Querabstand angeordnete Ritzel 33 angetrieben, die ihrerseits durch einen Antrieb mit Getriebesatz 34 und einem vom Rahmen getragenen Motor 36 variabler Geschwindig­ keit angetrieben sind. Die verschiedensten Antriebsbauarten, deren Konstruktion und Arbeitsweise dem Fachmann bekannt ist, lassen sich verwenden, um die Retorte bzw. Pyrolysekammer bei gewählten Dreh­ geschwindigkeiten entsprechend dem beabsichtigten Anwendungs­ zweck zu drehen.

Nach Fig. 4 steht das Einlaßende 20 a des Körpers der Pyrolyse­ kammer 14 durch eine Öffnung 38 in der Stirnwand 26 des Gehäuses 10 vor. Wie ebenfalls Fig. 6 erkennen läßt, endet das Ende 20 a in einem Umfangsflansch 40 mit einem nach außen sich erstreckenden Umfangszungenteil 42. Flansch 40 und Zunge 42 weisen Teile der Flüssigkeitsabdichtungseinrichtung der Vorrichtung auf, die, wie genauer auseinandergesetzt werden wird, dahingehend wirkt, die Zufuhr von Sauerstoff zur Pyrolyse­ kammer 14 und den Austritt der Gase aus dieser zu verhindern. Teil der Flüssigkeitsabdichtungseinrichtung bei dieser Aus­ führungsform der Erfindung ist ein Umfangsflansch 44, der auf einer sich nicht drehenden ersten Endplatte 22 des Kör­ pers 20 vorgesehen ist. Der Flansch 44 hat den gleichen Durch­ messer wie der Flansch 40 und ist mit einer Umfangsnut 46 zur Aufnahme der Zunge 42 versehen. Der Flansch 44 hat eine glatte Rückseite 44 a derartiger Auslegung, daß sie mit der Vorderseite 40 a des Flansches 40 zusammenpaßt, wenn die Stirn­ platte 22 sich in einer Lage befindet, in der unter Abdichtung das vordere Ende des Körpers 20 verschlossen wird.

Verschraubbar mit dem Flansch 44 verbunden ist eine Flüssig­ keitseinspritzeinrichtung zum Einspritzen von Fluid unter Druck in die Nut 46 und zwischen die Flächen 40 a und 44 a der Flansche 40 und 44. Nach dieser in den Zeichnungen dar­ gestellten Ausführungsform ist diese Einspritzeinrichtung in Form wenigstens eines Druckfitting 50 vorgesehen, das verschraubbar mit dem Flansch 44 verbunden ist. Das Fitting 50 hat einen Fluidkanal in Verbindung mit einem Kanal 52, der seinerseits mit der Nut 46 in Verbindung steht. Wie die Fig. 6 und 7 erkennen lassen, ist die Nut 46 geringfügig breiter als die Zunge 42, so daß, wenn ein Fluid 54 aus einer Fluidquelle unter Druck (nicht gezeigt) in die Nut 46 durch das Fitting 50 eingespritzt wird, es um die Zunge 42 strömt und tatsächlich einen Fluid-"O"-Ring bildet. Verschiedene Dichtungsfluide können als Dichtungsmedium verwendet werden; ein stark viskoses wärmebeständiges Material wie ein Fett auf Silikonbasis ist jedoch das Wünschenswerteste.

Ist die Stirnplatte 22 in der geschlossenen Stellung mittels einer Sperreinrichtung mit fluidbetätigten Zylindern 45 (Fig. 1) befestigt und dreht der Körper 20 sich relativ zur Stirnplatte, so verhindert die genannte Dichtungseinrichtung wirksam die Zufuhr von Luft in die Pyrolysekammer und schließt ein Entweichen der Gase aus dem vorderen Ende der Pyrolysekammer aus.

Obwohl verschiedene Anordnungen verwendet werden können, um lösbar die Stirnplatten 22 und 24 gegen den Körperteil 20 mittels mechanischer oder hydraulischer Klemmeinrichtungen zu sichern, so hat sich doch die Verwendung fluidbetätigter Zylinder 45 der in den Zeichnungen gezeigten Art als sehr zufriedenstellend gezeigt. Die Zylinder 45 können luftbe­ tätigt und so ausgebildet sein, daß sie am Körperteil 20 in Wirkzuordnung zu quer sich erstreckenden an der Stirn­ platte 44 befestigten Sperrschienen 49 befestigbar sind. Eine ähnliche Sperranordnung sichert die Stirnplatte 24 gegen das Auslaßende des Körpers 20.

Wie Fig. 4 der Zeichnung erkennen läßt, kann die Endplatte 22 zweckmäßig in Längsrichtung der Vorrichtung in einer Richtung vom Körperteil 20 fortbewegt werden; sie wird auf Rollen 56 getragen, die so ausgebildet sind, daß sie längs Schienen 58 auf der Trägerkonstruktion 12 rollen.

Durch die mittig vorgesehene Öffnung 60 in der Stirnplatte 22 erstreckt sich ein Mülleinführrohr 62. Das Rohr 62 steht in die Pyrolysekammer 14 ein wesentliches Stück vor und wirkt in zu beschreibender Weise mit einer Müllverteilereinrichtung zusammen, die besonders ausgelegt ist, damit gleichförmig der Müll innerhalb der Pyrolysekammer verteilt wird. Nach der in den Zeichnungen dargestellten Verteilereinrichtung ist ein im wesentlichen zylindrisch ausgebildetes Element 64 innerhalb der Pyrolysekammer benachbart dem vorderen Ende des Körpers 20 vorgesehen. Das Element 64 hat eine mittige Öffnung 65, die bezüglich des Einlaßrohrs 62 ausgerichtet und so aus­ gebildet ist, daß sie drehbar eine Vielzahl von unter Abstand angeordneten radial sich erstreckenden gekrümmten Schaufeln 66, die in das Innere der Brennkammer vorstehen, trägt.

Nach Fig. 1 und 5 der Zeichnungen steht das Austragsende 20 b des Körpers der Pyrolysekammer 14 durch eine Öffnung 67 in der Stirnwand 28 des Gehäuses 10 vor. Auch nach Fig. 8 endet das Auslaßende des Körpers 20 der Pyrolysekammer in einem Umfangsflansch 68 mit einer nach außen vorstehenden Umfangs­ zunge 70. Flansch 68 und Zunge 70 umfassen auch Teile der Flüssigkeitsdichtungseinrichtung nach dieser Ausführungsform der Erfindung. Ebenfalls einen Teil der Dichtungseinrichtung bildet ein Umfangsflansch 74 auf der vorgenannten Stirnplatte 24. Dieser Flansch hat den gleichen Durchmesser wie der Flansch 68 und ist mit einer Umfangsnut 76 zur Aufnahme der Zunge 70 versehen. Der Flansch 68 hat eine glatte Rückseite 68 a, die in die Vorderseite 74 a des Flansches 70 paßt, wenn die Stirn­ platte 24 sich in der Stellung befindet, in der sie das Aus­ tragsende der Kammer 14 in der in Fig. 5 gezeigten Weise schließt.

Verschraubbar mit dem Flansch 74 verbunden ist wenigstens ein zweites Druckfitting 78. Das Fitting 78 bildet Teil der Flüssig­ keitseinspritzeinrichtung nach der Erfindung und umfaßt einen Fluidkanal in Verbindung mit einem Kanal 80, der seinerseits mit der Nut 76 in Verbindung steht. Wie in Fig. 8 gezeigt, ist die Nut 76 breiter als die Zunge 70, so daß, wenn viskoses Hochtemperaturfluid 54 in die Nut 76 durch das Fitting 78 ein­ gespritzt wird, es um die Zunge 70 strömt und so tatsächlich einen Fluid-"O"-Ring am Austragsende der Pyrolysekammer bildet. Wenn die Endplatte 24 sich in der in den Zeichnungen gezeigten geschlossenen Stellung befindet und der Körper 20 sich relativ hierzu dreht, verhindern die so beschriebenen Dichtungseinrich­ tungen wirksam das Einführen von Luft in die Pyrolysekammer und den Austritt der Gase über deren Austragsende.

Nach Fig. 1 wird die Endplatte 24 durch fluidbetätigte Zylinder 45 der vorher beschriebenen Art in Dichtungseingriff mit dem Körper 20 gehalten. Stelleinrichtungen in Form von Spannankern 83 sind am Austragsende der Pyrolysekammer vorgesehen und richten die Platte 24 bezüglich des Körpers 20 aus.

An dem oberen Umfang der Stirnplatte 24 ist ein Austragsstutzen 84 zum Auslaß eines Teils der Pyrolysegase aus der Pyrolysekammer entweder in die Atmosphäre, an einen Speichertank oder eine entfernt angeordnete Pyrolyseeinheit zur Stromerzeugung oder dergleichen vorgesehen. Am unteren Ende der Endplatte 24 befindet sich eine Austragsöffnung 86 aus massivem Material zum Austrag der Feststoffe wie ganzen Kohlenprodukten oder chemischen Nebenprodukten aus der Pyrolysekammer.

Einen wichtigen Teil der Vorrichtung nach der Erfindung bildet eine Pyrolysegasrückgewinnungs- und -rückführungseinrichtung. Diese Einrichtung wirkt dahingehend, daß sie die Verbrennungs­ gase, die aus den in der Pyrolysekammer verbrauchten Materialien entweichen, auffängt und gegen eine Mischkammer leitet, in der diese in genauen Anteilen mit außerhalb der Vorrichtung an­ gesaugter Luft vermischt werden. In zu beschreibender Weise wird die Luft regelbar vorgewärmt und mit den Pyrolysegasen in Mischkammer zur Erzeugung einer hochbrennbaren Mischung vermischt, die gegen ein Pyrolyserohr 90 geleitet wird, das in Längsrichtung des Gehäuses 10 sich erstreckt und hinter und unter der Pyrolyse­ kammer 14 angeordnet ist.

Nach Fig. 2 ist das Pyrolyserohr 90 aus zwei miteinander ver­ bundenen Abschnitten 90 a und 90 b aufgebaut, die von der Mitte der Einheit in Längsrichtung hiervon unter den Körper 20 der Pyrolysekammer reichen. Über die Länge des Rohres 90 ausge­ bildet sind eine Vielzahl horizontal angeordneter Öffnungen 92. Wie Fig. 3 erkennen läßt, sind diese Öffnungen so angeordnet, daß die Pyrolysegase 94 innerhalb des Rohres 90 gegen die Unter­ seite des Körpers 20, während dieser sich innerhalb des Ge­ häuses 10 dreht, geleitet werden.

Nach der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsform der Erfindung umfaßt die Gasrückgewinnungs- und -rückführeinrichtung Gasmischeinrichtungen mit einer Gasmischkammer 96; Gaseinlaß- oder Rückgewinnungseinrichtungen zum Rückgewinnen der innerhalb der Pyrolysekammer erzeugten Gase und zu deren Einführung in die Mischkammer; außerdem Lufteinlaßeinrichtungen zur Auf­ nahme von Luft von außerhalb der Vorrichtung. Die Gasmisch­ einrichtung umfaßt auch Verbindungseinrichtungen, die die Mischeinrichtungen mit dem Brennerrohr 90 verbinden. In der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung ist die Verbindungs­ einrichtung in Form eines kegelstumpfförmigen röhrenförmigen Elementes 98 vorgesehen, das zwischen Pyrolysekammer 96 und Brennerrohr 90 angeordnet ist. Die besondere Konstruktion des Elementes 90 erzeugt eine Venturiwirkung, die einen ne­ gativen Druck innerhalb der Kammer 96 bezogen auf den Druck innerhalb der Kammer 14 aufrecht erhält und den Gasstrom innerhalb der Gas- und Lufteinlaßeinrichtungen gegen die Mischkammer drückt.

Ebenfalls nach Fig. 1 umfaßt die Gasansaugeinrichtung nach dieser Ausführungsform der Erfindung eine Pyrolysegasansaughaube 100, die innerhalb der Pyrolysekammer 14 angeordnet ist, sowie eine längliche Gasleitung 102, die die Haube 100 mit der Mischkammer 96 verbindet.

Nach Fig. 1 tritt die Leitung 102 durch die Öffnung 104 in der Stirnplatte 24, nach unten außerhalb der Pyrolysekammer und dann nach innen in das Gehäuse 10 durch eine Öffnung 106 in der Stirnwand 28. In ihrem Verlauf in Längsrichtung des Ge­ häuses 10 ist die Leitung 102 eng benachbart der Pyrolysekammer angeordnet, so daß die hier durchströmenden Pyrolysegase bei erhöhter Temperatur in der Größenordnung von 1650 bis 2100°C (3000 bis 4000°F) erhalten werden.

Die Lufteinlaßeinrichtung nach der Erfindung umfaßt ein läng­ liches Rohr 108, das die Mischkammer 96 mit der Außenatmosphäre verbindet. Die Leitung 108 steht durch eine Öffnung 110 in der Vorderwand 26 des Gehäuses 10 vor, erstreckt sich in Längs­ richtung der Vorrichtung unter die Pyrolysekammer 14, im wesentlichen über deren gesamte Länge und läuft dann zurück zur Verbindung mit der Kammer 96. Aufgrund der neuartigen Konfiguration der Leitung 108 wird die durchströmende Luft durch die Pyrolysekammer auf eine vorbestimmte erhöhte Temperatur von mehr als 1090°C (2000°F) erwärmt, was optimal zu deren Vermischung mit den in die Mischkammer strömenden Pyrolysegasen ist. Abhängig von der Art der innerhalb der Vorrichtung zu pyrolysierenden Materialien, lassen sich Luft, mit Sauerstoff angereicherte Luft oder andere Gasgemische bei regelbaren Drücken in die Mischkammer über die Leitung 108 einführen.

Durch Verändern der Größe der Leitungen 102 und 108, durch Verändern der Gestalt des Verbindungsteils 98 und durch Verwendung erforderlichenfalls vorzusehender geeigneter Ven­ tilanordnungen kann das Gemisch des Pyrolysegases mit Luft oder anderen von außen erhältlichen Gasen sorgfältig zur Erzeu­ gung optimaler Pyrolysebedingungen geregelt werden.

Arbeitsweise

Sind die Stirnplatten 22 und 24 in geschlossener Stellung ge­ gen den Körper 20 durch fluidbetätigte Zylinder 45 befestigt, so beginnt aufgrund der Betätigung durch den Motor 36 eine Drehung des Körpers 20. Im Normalbetrieb unterhält sich die Pyrolyse innerhalb der Vorrichtung nach der Erfindung selbst. Beim anfänglichen Anlaufen jedoch, muß ein brennbares Gas wie Erdgas aus einer äußeren Quelle verwendet werden, um die Pyrolyse­ kammer oder Retorte auf eine Temperatur zu bringen, bei der das zunächst in die Pyrolysekammer eingeführte Material pyrolysiert. Während der Anlaufphase wird also Erdgas aus einem Gasspeicher­ system oder irgend einer anderen Erdgasquelle direkt in die Brennerleitung 90 eingespeist und gezündet. Sobald die Tempe­ ratur der sich drehenden Retorte ausreicht, um die Abfall­ stoffe zu zünden und deren Pyrolyse aufrecht zu erhalten, wird der Erdgasstrom zur Brennerleitung 90 unterbrochen.

Die innerhalb der Vorrichtung zu pyrolysierenden Abfall­ stoffe können in Form von Holzabfällen aus Sägewerken oder in einer weiten Vielfalt industriellen oder kommunalen Mülls vorliegen. Typischerweise wird der Abfallstoff un­ abhängig von seiner Form in das Einlaßrohr 62 aufgrund von Schwerkraft aus einem Materialspeicherbehälter eingeführt. Die Abfallstoffe werden dann in die Pyrolysekammer bei gere­ gelter Geschwindigkeit mittels eines mechanisch oder hydrau­ lisch betätigten Kolbens gebracht, der innerhalb des Einlaß­ rohres 62 hin und her geführt wird. Da die Abfallstoffe in die Pyrolysekammer über das Einlaßrohr 62 eingegeben werden, treffen sie auf gekrümmte Schaufeln 66 auf und, sobald der Körper 20 sich dreht, werden sie gleichförmig innerhalb des Innern der Pyrolysekammer verteilt.

Während der Pyrolyse der Abfälle innerhalb der Pyrolysekammer wird ein Teil der erzeugten Pyrolysegase nach oben durch die Haube 100 abgezogen und durch die Leitung 102 zu einer Misch­ kammer 96 überführt. Gleichzeitig wird Luft oder ein Gemisch aus Luft und Sauerstoff oder einem anderen Speisegas aus der Atmosphäre oder von einer äußeren Quelle über die Leitung 108 gegen die Mischkammer 96 gesaugt. Wie erwähnt, ergeben sich die relative Größe und die Anordnung der Leitungen 102 und 108 als Optimale durch Mischung der Pyrolysegase und der Luft oder anderen Speisegases unter Bildung eines stark brennbaren gasförmigen Gemisches. Das Gemisch wird in die Brenneranord­ nung 90 durch ein kegelstumpfförmiges Element 98 eingeführt. Während das hochbrennbare gasförmige Gemisch brennt, werden dessen Flammen durch die Öffnungen 92 in die Leitung 90 längs der gesamten Bodenfläche des sich drehenden Körperteils 20 der Pyrolysekammer geleitet. Aufgrund der erfindungsgemäßen Aus­ bildung des Elementes 98 wird eine Venturiwirkung aufgebaut, wodurch die Kammer 96 dauernd auf einem negativen Druck be­ züglich des Umgebungsdrucks innerhalb der Pyrolysekammer erhalten wird. Dieser negative Druck innerhalb der Kammer 96 ver­ anlaßt die Pyrolysegase sowie die Luft oder anderes Speisegas, das außerhalb der Einheit aufgenommen wird, bei vorgeschrie­ bener Geschwindigkeit durch die Leitungen 102 bzw. 108 gegen die Kammer 96 zu strömen.

Sobald die Pyrolysekammer-Arbeitstemperatur erreicht hat, werden ausreichend Pyrolysegase innerhalb der Vorrichtung erzeugt, um mehr als die Pyrolyse des in die Pyrolysekammer durch die Leitung 62 eingeführten Materials aufrecht zu erhalten; die Vorrichtung läuft von selbst.

Wie Fig. 2 am besten erkennen läßt, sind Anordnungen und Form der Leitung 108 so, daß aus der Umgebung abgesaugte Luft, die durch die Leitung 108 gegen die Pyrolysekammer 96 strömt, durch die aus der Brennkammer abgestrahlte Wärme auf eine erhöhte Temperatur erwärmt wird, die nahe der Temperatur der aus der Pyrolysekammer abgezogenen Gase, die durch die Leitung 102 in die Mischkammer 96 eintreten, liegt. Diese Vorwärmung der Luft oder eines anderen Speisegases, gekoppelt mit einer genauen Kontrolle der relativen Mengen an Luft und zu ver­ mischenden Pyrolysegasen erzeugt ein hochbrennbares Gasgemisch. Die Vorwärmung der Luft dient auch dazu, wirksam Kondensations­ probleme zu regeln, die sonst aus der Kondensation von Wasser­ dampf in Luft während der Mischvorgänge resultieren. Weiter­ hin dient der Vorwärmschritt dazu, die unerwünschte Bildung von Krusten und Zunder auf den Wandungen der Gasleitungen und der Mischkammer, die sonst auftreten, zu kontrollieren.

Wegen des sehr hohen Arbeitswirkungsgrades der Vorrichtung nach der Erfindung reicht die Menge an innerhalb der Pyrolyse­ kammer erzeugten Brenngasen nicht nur zur Aufrechterhaltung der Pyrolyse des eingeführten Abfalls aus, reicht vielmehr auch aus, um die kontinuierliche Entfernung eines Teils die­ ser Brenngase durch die Auslaßeinrichtungen 84 zu ermöglichen.

Diese zusätzlichen Gase, die von der Vorrichtung abgezogen werden, können in einen abgelegen angeordneten Behälter eingeführt werden oder können alternativ direkt in eine Hilfsenergie erzeugende Einheit wie einen Dampfgenerator oder dergleichen eingespeist werden.

Zusätzlich zu den an überschußenergiereichen durch die Vor­ richtung erzeugten Gasen werden energiereiche Materialien wie Holz- oder Knochenkohle oder als Kraftstoff zu verwendender Kohlenstoff auch kontinuierlich hergestellt. Diese Materialien werden von der Vorrichtung über die Austragsleitung 86 entfernt und werden in Praxis auf einer Förderanordnung abgelegt, die so ausgebildet ist, daß sie sie zu einer entfernt befindlichen Stelle zum Kühlen und anschließender Verpackung und Versendung als energieerzeugender Brennstoff transportiert.

Abhängig von den zu pyrolysierenden Abfallstoffen läßt sich eine große Vielfalt sehr brauchbarer chemischer Nebenprodukte wie Cres(1)teer (cresotars) auch durch die Vorrichtung er­ zeugen und durch den Austragsauslaß 86 schnell wieder ge­ winnen.

Während die Vorrichtung nach der Erfindung arbeitet, ver­ hindert die neuartige Flüssigkeitsdichtungseinrichtung zum Abdichten der Stirnplatten der Pyrolysekammer gegen den Körper 20 in wirksamer Weise das unerwünschte Einführen von Luft in die Pyrolysekammer und schließt gleichzeitig das Entweichen von Pyrolysegasen hieraus aus. Möglich wird hierdurch eine Kontrolle der Pyrolyse der Abfallstoffe; selbst in bevöl­ kerten Gegenden kann die Vorrichtung installiert und sicher betrieben werden.

Das hochwirksame selbst ablaufende kontinuierliche Verarbeiten brennbarer Materialien wird unter luftdichten Bedingungen durchgeführt, um hierbei in wirt­ schaftlicher Weise äußerst nützliche chemische Nebenpro­ dukte wie energiereiche Materialien z. B. brennbare Gase und Kraftstoff-Kohle zu erhalten. Dies ist vor allen Dingen auf die speziell ausgelegte drehbare Pyrolysekammer zurückzuführen sowie auf die Einrichtungen zum Abziehen eines Teils der durch Pyrolyse der Abfallmaterialien er­ zeugten Pyrolysegase, wobei diese Gase mit vorgewärmter Luft in sorgfältig geregelten Anteilen vermischt werden und dann das hochbrennbare Gasgemisch zur Aufrechterhaltung der Pyrolyse innerhalb der Pyrolysekammer verwendet wird.

Claims (12)

1. Vorrichtung zur Pyrolyse von Abfallstoffen unter Rückge­ winnung von Nutzenergie erzeugenden Materialien hieraus, mit einer drehbar innerhalb eines Gehäuses gelagerten Py­ rolysekammer, Brennereinrichtungen zum Erwärmen der Kammer, einem Abfallstoffeinlaßkanal an einem ersten Ende des Ge­ häuses in Verbindung mit der Pyrolysekammer und einem Aus­ laßkanal an einem zweiten Ende des Gehäuses in Verbindung mit der Pyrolysekammer, mit einer Pyrolysegasrückführungs­ und -rückgewinnungseinrichtung zum Rückgewinnen der Pyro­ lysegase, zum regelbaren Vermischen eines Teils dieser Ga­ se mit einem sauerstoffhaltigen Gas zum Liefern des so ge­ bildeten Gemisches an die Brennereinrichtung, wobei diese Gasgewinnungs- und -rückführungseinrichtung Pyrolysegas­ einlaßeinrichtungen zum Aufnehmen von durch die Pyrolyse der Abfallstoffe innerhalb der Brennkammer erzeugten brenn­ baren Gase umfaßt, gekennzeichnet durch
Einlaßeinrichtungen zur Aufnahme des sauerstoffhaltigen Gases von außerhalb der Vorrichtung, wobei diese Gasein­ laßeinrichtungen im Verbrennungsraum ( 94) angeordnete Heizeinrichtungen umfassen, um das sauerstoffhaltige Gas auf eine vorbestimmte, erhöhte Temperatur zu erwärmen, und durch
Gasmischeinrichtungen (96) zwischen Pyrolysegaseinlaßein­ richtung und Einlaßeinrichtung für das sauerstoffhaltige Gas mit Mischerregelung für diese Gase und mit einer Ein­ richtung (98) zur Druckminderung innerhalb des Verbren­ nungsraumes (94) gegenüber der Pyrolysekammer (14).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasmischereinrichtung umfaßt:

• a) eine Mischkammer (96) in Verbindung mit der Pyrolysegas­ einlaßeinrichtung und der Lufteinlaßeinrichtung; und
• b) einen im wesentlichen konisch ausgebildeten röhrenför­ migen Verbinder (98) zwischen Mischkammer (96) und Brenner (90-92).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Auslaß­ einrichtungen (8), die einen Teil der durch die Pyrolyse der Abfallstoffe erzeugten Gase aus­ schieben.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Abfall­ stoffverteilereinrichtungen (65; 66) innerhalb der Pyrolyse­ kammer (14) zur Aufnahme von Abfallstoff aus dessen Einlaßka­ nal (64) und zu dessen gleichförmiger Verteilung inner­ halb der sich drehenden Pyrolysekammer (14).

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfallverteilereinrichtung umfaßt:

• a) ein im wesentlichen zylindrisch ausgebildetes Element (62), das innerhalb der Pyrolysekammer in der Nähe von deren erstem Ende befestigt ist, wobei das Element eine mittige, auf den Einlaßkanal ausgerichtete Öffnung auf­ weist, und
• b) eine Vielzahl unter Abstand angeordneter, im wesentli­ chen radial sich erstreckender, gekrümmter am zylin­ drisch ausgebildeten Element fester Schaufeln (66), die in das Innere der Pyrolysekammer vorragen.

6. Vorrichtung zur Pyrolyse von Abfallstoffen nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine eine Dampfdichtung bildende Flüssigkeitsdichtungseinrichtung, bestehend aus:

• a) einem ersten Element (40), mit einem in Umfangsrichtung sich erstreckenden, eine Planarfläche bildenden Flansch;
• b) einem zweiten Element (44) mit einem in Umfangsrichtung sich erstreckenden, eine Planarfläche (44 a) bildenden Flansch derartiger Ausbildung, daß unter Passung die Fläche auf dem ersten Element (40) erfaßt wird, wobei einer die­ ser Flansche auf den ersten und zweiten Elementen eine hierauf ausgebildete Nut (46) aufweist und der andere die­ ser Flansche eine hierauf ausgebildete Zunge (42) umfaßt, die so ausgebildet ist, daß sie innerhalb der Nut (46) des anderen Flansches aufgenommen wird; und
• c) Einrichtungen zum Einführen von Fluid unter Druck in die Nut (46).

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Element (40) fest, das zweite Element (44) be­ züglich des ersten drehbar ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Flansche Ringgestalt haben.

9. Verfahren zum kontinuierlichen Pyrolysieren von Abfall­ stoffen und zur Rückgewinnung von brauchbaren energieer­ zeugenden Materialien und chemischen Nebenprodukten hieraus, umfassend:

• a) kontinuierliches Einführen der zu pyrolysierenden Ab­ fallstoffe in eine Pyrolysekammer;
• b) Erhöhen der Temperatur der Pyrolysekammer auf eine Tempe­ ratur, die ausreicht, die Abfallstoffe zu pyrolysieren;
• c) Abziehen eines Teiles der durch die Pyrolyse der Abfall­ stoffe erzeugten Materialien aus der Brennkammer;
• d) Abziehen von sauerstoffenthaltendem Gas von einem Be­ reich außerhalb der Pyrolysekammer;

gekennzeichnet durch

• e) Erhöhen der Temperatur des sauerstoffenthaltenden Gases auf etwa die Temperatur der Brenngase;
• f) regelbares Mischen der Brenngase und des sauerstoffent­ haltenden Gases zur Erzeugung eines brennbaren gasför­ migen Gemisches und Verbrennen dieses gasförmigen Ge­ misches zur Erwärmung der Pyrolysekammer.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Pyrolysekammer ein Teil der Pyrolysegase entfernt wird und diese Gase zur späteren Verwendung an einen Speicher­ behälter transportiert werden.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß als sauerstoffenthaltendes Gas Luft verwendet wird, die von außerhalb des Verbrennungsraums (94) gesaugt wird und bei dem diese Luft durch Strahlung aus dem Verbrennungs­ raum vor der Vermischung mit Pyrolysegas erwärmt wird.