DE2906810A1 - Verfahren und vorrichtung zum verschwelen (vergasen) von organischen stoffen mit und ohne sauerstoffzufuehrung - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum verschwelen (vergasen) von organischen stoffen mit und ohne sauerstoffzufuehrung

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Description

  • Bezeichnung: Verfahren und Vorrichtung zum Verschwelen
  • (Vergasen) von organischen Stoffen mit und ohne Sauerstoffzuführung Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verschwelen und / oder Vergasen von organischen Stoffen wie sie im wesentlichen in der Natur durch Sonnenwärme und Trennung von C ° 2 in Kohlenstoff und Sauerstoff entstanden sind und dem Menschen in direkter oder indirekter Form gedient haben und nun als Abfall überflüssig geworden sind. Für den Verschwelungsprozeß ist es notwendig, das zu verschwelende Material in eine Druck-Zeit-Temperatur-Charakteristik hineinzubringen, die der Zusammensetzung des zu verschwelenden Materials angepaßt ist.
  • Bei bekannten Verfahren wird die Zeit-Temperatur-Charakteristik im Wirbelschichtofen eingestellt, wobei der Wirbelschichtofen in komplizierter Abhängigkeit von den dem Ofen zugeführten Luftmengen arbeitet, wodurch ungünstigerweise lWärmebeaufschlagung, Wärmeübertragung und Erhaltung des Wirbelbettes in Abhängigkeit von der Luftmenge variieren.
  • Ein in diese Richtung gehendes,bekanntes, kürzlich angemeldetes Verfahren (Patentschrift 2601322) macht deutlich, in welch komplizierter und aufwendiger Form eine Verschwelung im Wirbelschichtofen vor sich geht, da immerwieder der Schwelprozeß durch in dem Verfahren sich laufend ändernde Parameter gestört wird und dementsprechend nachreguliert werden muß.
  • Die erfindungsmäßige Vorrichtung löst dieses Problem, in dem die Materialbewegung und die zu übertragende Wärmemenge durch den Gasstrom vollständig voneinandergetrennt sind, so daß jede für den Schwelprozeß günstige Druck-Zeit-Temperatur-Charakteristik beliebig eingestellt werden kann.
  • Die Materialbewegung wird,im Gegensatz zu bekannten Verfahren mit Wirbelschichtöfen>allein von den Rosten bestimmt, die durch ihre Schräglage, Länge und Höhendifferenz die Materialschichtdicke und das Fließverhalten festlegen.
  • Der Drahtabstand der Roste ist so zu wählen, daß maximal die Materialmenge durch die Rostschlitze bei stehenden oder vibrierenden Rost hindurchfällt, die pro Zeiteinheit durch den Ofen gehen soll. Der kleinste Drahtabstand kann so gering gewählt werden, daß sich der Rost nicht zu oft verstopft. Die Qualität der zu verwendenden Rostmaterialien soll dem Temperaturbereich und der Aggressivität der im Ofen befindlichen Stoffe angepaßt sein. Bei notwendiger Kühlung kann ein wärmeübertragendes Kühlmedium an den Rost herangeführt werden, z.B. in Form von Luft, die durch eine aus Rohren bestehende Rosthalterung geführt wird.
  • An Hand der beigefügten Zeichnung kann der Schwelprozeß in der erfindungsmäßigen Vorrichtung folgendermaßen beschrieben werden: Über einen Luftabschluß 1 wird das zu verschwelende Material 2 dem Schwelofen zugeführt. Das Material rutscht nun durch die Schwerkraft und / oder durch einen Schieber bewegt von oben nach unten und erwärmt sich dabei immer mehr. Die sich während des Schwelvorganges bildende Asche 3 fällt leichter als das noch zu verschwelende Material durch die Roste und sammelt sich in der untersten Kammer 4 der erfindungsmäßigen Vorrichtung und kann von dort über einen Luftabschluß 5 ausgetragen werden Der Gasstrom geht den dem Material entgegengesetzten Weg und beginnt mit der Wärmequelle 6 beliebiger Art, wobei die einfachste eine sehr heiße Falmme ist.
  • Erfindungsgemäß kann die Flammentemperatur der heißen Flamme um vieles höher sein als die Temperatur, die das Material im heißesten Fall haben darf, da nur die Flammentemperatur zusammen mit der Gasgeschwindigkeit die Material temperatur bestimmt. Die Gase der heißen Flamme durchströmen die unterste Rostschicht 7 und erhitzen das Material.
  • Die dabei entstehenden Schwelgase steigen nach oben und geben ihre Wärme zusammen mit dem Gas der heißen Flamme an die zweit unterste Rostschicht 8 ab. Dort geschieht das Gleiche wie in der untersten Rostschicht 7. Dieser Frozeß setzt sich stufenweise fort, bis endlich die Rostschicht mit der niedrigsten Schweltemperatur erreicht ist. Die sich noch weiter oben befindlichen Rostschichten dienen nun nur noch dazu, daß heiße Schwelgas weiter abzukühlen und das Material vorzuwärmen. Im Fall einer Gastrennung und / oder Gasreinigung ist es notwendig, daß ein Luftabschluß über einen Luftabschlußschacht 9 und einen Schachtabschluß 10 ein Weiterströmen der Gase im Ofen verhindert und somit das zu reinigende und / oder zu trennende Gas 11 abgezogen werden kann. Anschließend kann ein Teilstrom der Gase 11 und / oder ein anderes lfärmeübertragungsmedium der darüber liegenden Rostschicht 12 zugeführt werden. Wenn dann eine ausreichende Anzahl Rostschichten vom Gas durchströmt worden ist, wird das Gas der weiteren Verwendung zugeführt.
  • Natürlich sind die beschriebenen Ausführungsbeispiele in vielfacher Weise abzuändern, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen. So z.B.
  • können mehr oder weniger als angegebene Roste sich im Schwelofen befinden oder auch mehrere Schwelöfen verschiedener Größe und Aufgabe hintereinandergekoppelt werden, wenn eine besondere Druck-Zeit-Temperatur-Charakteristik für bestimmte, zu schwelende Materialien erforderlich ist.

Claims (13)

  1. P A T E N T A N S P R Ü C H E 1. Verfahren und Vorrichtung zum Verschwelen und / oder Vergasen von srganischen Stoffen, wie Stroh, Fruchtschalen jeglicher Art, Müll, Holz, Kohle u.a. Stoffe, dadurch gekennzeichnet, daß in einem schachtförmigen Kasten das Material über Roste von oben nach unten rutscht und durch eine darunter befindliche Wärmequelle erwärmt wird, so daß das Material während des Abrutschens von oben nach unten langsam auf die zum Verschwelen notwendige Temperatur erhitzt wird und am unteren Austrag der Vorrichtung als Asche ausgetragen wird, wobei das durch den Schwelvorgang erzeugte Gas die Vorrichtung oben verläßt.
  2. 2. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Schwelofen angeordneten Roste aus parallel angeordneten Drähten bestehen, die auf einer Halterung, z.B. senkrecht dazu angebrachten Flacheisen oder Rohren,besteht, aufgebracht sind, z.B.
    durch Aufschweißen, wobei im Falle einer notwendigen Kühlung, das Kühlmedium durch die Rohre strömt oder die Kälte an die Halterung über Wärmeübertragungsmedien beliebiger Art hera n geführt wirdJund in einer alternierenden Schräglage in dem Schwelofen angebracht sind, so daß das zu schwelende Material von einem Rost zum anderen rutschen kann.
  3. 3. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der die Schräglage bestimmende Winkel entsprechend dem gewünschten Rutschverhalten und der damit zusammenhängenden Materialschichtdicke auf dem Rost geändert werden kann, wobei eine Schräglage von ca. 450 gebräuchlich ist.
  4. 4. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schräglage bis zur horizontalen Lage verringert werden kann, wenn das Verhältnis der über den Rost transportierten Teilmenge zu der durch den Rost fallenden Teilmenge gegen Null geht und / oder die von unten durch den Rost strömende Luft den Reibungswiderstand des Materials auf dem Rost verschwindend klein werden läßt.
  5. 5. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Fall einer völligen Veraschung des Materials die Asche durch Durchfallen durch den untersten Rost exakt von dem noch zu verschwelenden Material insbesçndere durch Vibration des unteren Rostes getrennt werden kann.
  6. 6. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1 - 5 dadurch gekennzeichnet, daß in die durch und / oder über den untersten Rost gelangte und sich anschließend abgesetzte Asche Sauerstoff eingeleitet wird, so daß noch Reste von brennbaren Teilen verbrennen können, wodurch einerseits die Asche mit Energierückgewinnung abgekühlt wird und andererseits die durch die Verbrennung freiwerdende Wärme dem System energiesparend zugeführt werden kann.
  7. 7. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1 = 6 dadurch gekennzeichnet, daß durch Verringerung der Wärmequelle unter den Rosten und / dder Beschleunigung des Materialtransportes im Schwelofen das Material nach Wunsch dem Ofen teilverschwelt entnommen werden kann.
  8. 8. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1 - 7 das dadurch gekennzeichnet, daß/durch Verschwelen entstandene Gas sich dadurch abkühlt, d-B es beim Durchströmen der darüberliegenden Materialschichten diese aufwärmt.
  9. 9. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1 - 8 dadurch gekennzeichnet, daß bestimmte Verunreinigungen des Gases dadurch vom Gasstrom entfernt werden können, in dem das Gas zwischen 2 übereinanderliegenden Rosten abgezogen wird und gereinigt oberhalb dieser Roste wieder zugegeben wird, oder die Wärmemenge des entnommenen Gases über ein anderes Wärmeträgergas. (Frischluft) dem vorzuwärmenden Material zugeführt wird.
  10. 10. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, daß die auf dem Gebiet der Gastrennung und Gasreinigung bekannten Verfahren zur Anwendung kommen.
  11. 11. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch <9 dadurch gekennzeichnet, daß ein Luftabschlußschacht und / oder eine Druckregelvorrichtung (Ventilator) dafür sorgen, daß keine entscheidende Luftmenge durch den Luftabschlußschacht und dadurch nicht durch die Gastrennungsanlage gelangt.
  12. 12. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1 - 11, dadurch gekennzeichnet, daß Materialaufgabe und Naterialentnahme über Luftschleusen geführt werden1 damit keine Falschlufteinbrüche entstehen können.
  13. 13. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1 - 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren und die Vorrichtung auch unter Druck angewandt werden kann.
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