DE2906810C2

DE2906810C2 - Vorrichtung zum Verschwelen und/oder Vergasen von organischen Stoffen

Info

Publication number: DE2906810C2
Application number: DE2906810A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Phys. Dr. Hugo 4750 Unna Balster
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-02-22
Filing date: 1979-02-22
Publication date: 1982-08-26
Also published as: DE2906810A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verschwelen und/oder Vergasen von organischen Stoffen, wie Stroh, Fruchtschalen jeglicher Art, Müll, Holz, Kohle u. a. Stoffe, bestehend aus einem schachtförmigen Kasten mit eingebauten Rosten, auf denen das Schwelmaterial von oben nach unten rutscht, wobei die Roste in alternierender Schräglage angebracht sind.

Für den Verschwelungsprozeß ist es notwendig, das zu verschwelende Materia! in eine Druck-Zeit-Temperatur-Charakteristik hineinzubringen, di^ 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 Wärmebeaufschlagung, Wärmeübertragung und Erhaltung des Wirbelbettes in Abhängigkeit von der Luftmenge variieren.

Ein in diese Richtung gehendes, bekanntes, kürzlich angemeldetes Verfahren (Patentschrift 26 01 322) macht deutlich, in welch komplizierter und aufwendiger Form eine Verschwelung im Wirbelschichtofen vor sich geht da immer wieder der Schwelprozeß durch in dem Verfahren sich laufend ändernde Parameter gestört wird und dementsprechend nachreguliert werden muß. Bekannt sind weiterhin aus den DE-PS 3 78 681 und 5 53 711 Vorrichtungen zum Trocknen und Schwelen nasser Materialien, die aus einem schachtförmigen Kasten mit eingebauten Rosten und alternierender Schräglage der Roste bestehen. Bei diesen Vorrichtungen sind die Roste als übereinanderlappende Flacheisen ausgebildet, wobei das Gas von unten durch die Schlitze geblasen wird und dabei hohen Luftwiderstand zu . überwinden hat. Außerdem wird durch den waagerechten Anstoß des Heißgases das Trockengut in dessen Fließrichtung vom Rost weggeblasen, so daß die entstandene Asche nicht durch den Rost hindurchfallen kann, sondern immer oberhalb der Roste bleibt und mit dem gesamten Material mitbewegt werden muß. Weiterhin wird dabei nur eine geringe Relativgeschwindigkeit erzeugt, die aber gerade für einen guten Gas-Material-Wärmeaustausch notwendig ist.

Bei höheren Temperaturen hat es sich auch gezeigt, daß die bekannte Flacheisenkonstruktion wegen der staiken AuJheizung an Festigkeit und Formstabilität verliert.

Die Aufgabe der Erfindung ist nun, eine Vorrichtung der eingangs definierten Art vorzuschlagen, bei der diese Probleme nicht auftreten. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Kennzeichen des Hauptanspruches und die weiteren Unteransprüche gelöst.
Denn die Benutzung der erfindungsgemäßen Rost-' konstruktion bietet den Materialteilchen, die gerade so groß sind, daß sie den Rost verstopfen können, zwischen den Drähten keinen Halt. Entweder sind die Teilchen so klein, daß sie durchfallen, oder wenn sie gerade zwischen den Drähten steckenbleiben würden, ragt noch immer soviel des verstopfenden Teilchens in den sich bewegenden Materialstrom hinein, daß dieser Materialstrom das Teilchen mit der Zeit abreibt, so daß dieses durch den Rost hindurchfallen kann. Weiterhin geben die Drähte im Gegensatz zu den Flacheisen dem Gas keine Strömungsrichtung vor, so daß das Gas sich senkrecht zur Materialschicht bewegt and eine hohe Relativgeschwindigkeit erzeugt wird.

Die erfindungsgemäße Anbringung der Drähte auf den Flacheisen sorgt auch bei hohen Rosttemperaturen für eine gleichbleibende Schlitzbreite. Mit dieser einfachen und kostengünstigen Konstruktion kann eine für jeden Schwelprozeß günstige Druck-Zeit-Temperatur-Charakteristik beliebig eingestellt werden. Zum Beispiel kann durch Verringerung der Temperatur an der Wärmequelle oder Verringerung der Verweilzeit des Materials auf den Rosten das Material nach Wunsch dem Ofen teilverschwelt entnommen werden.

Bei erfindungsgemäß vorgeschlagener Vorrichtung wird die Materialbewegung 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 stehendem oder vibrierendem 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 Zeichnung kann der Schwelprcreß in der erfindungsgemäßen Vorrichtung beispielsweise folgende-maßen beschrieben werden:

Unter 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 Flamme ist. Erfindungsgemäß kann die Flammentemperatur zusammen mit der Gasgeschwindigkeit die Materialtemperatur bestimmen. Die Gase der heißen Flamme durchströmen die unterste Rostschicht 7 und erhitzen das Material. Die dabei

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25 entstehenden Schwelgase steigen nach oben und geben ihre Wärme zusammen mit dem Gas der heißen Flamme an die zweitunterste Rostschicht 8 ab. Dort geschieht das gleiche wie in der untersten Rostschicht 7. Dieser Prozeß setzt sich stufenweise fort, bis endlich die Rostschicht mit der niedrigsten Schweltemperatur erreicht ist. Die sich noch weiter oben befindenden Rostschichten dienen nun nur noch dazu, das 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 Wärmeübertragungsmedium 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.

Erfindungsgemäß können auch 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.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Verschwelen und/oder Vergasen von organischen Stoffen, wie Stroh, Fruchtschalen jegiicher Art, Müll, Holz, Kohle u.a. Stoffe, bestehend aus einem schachtförmigen Kasten mit eingebauten Rosten, auf denen das Schwelmaterial von oben nach unten rutscht, wobei die Roste in alternierender Schräglage angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Roste aus parallel angeordneten Drähten bestehen, die auf einer Halterung aus senkrecht dazu angebrachten Flacheisen und/oder Rohren aufgebracht sind, die von einem Kühlmedium durchströmt werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Schräglage der Roste bestimmende Winkel entsprechend dem gewünschten Rutschverhalten und der damit zusammenhängenden Materialschichtdicke veränderbar ist und vorzugsweise ca. 45° beträgt

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schräglage der Roste bis zur horizontalen Lage veränderbar ist.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Trennung der Asche von dem noch zu schwelenden Material die Roste, vorzugsweise der unterste Rost, in Vibration versetzbar sind.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in die Asche, die sich unterhalb des untersten Rostes abgesetzt hat, Sauerstoff bzw. Luft einführbar ist.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dab zwischen den zwei oberen Rosten eine gasdichte Trennwand (10) angeordnet ist und die Gase aus dem Raum unterhalb der gasdichten Trennwand (10) einen Wärmetauscher zur Abkühlung durchströmen, während ein anderes Wärmeträgergas, vorzugsweise Frischluft, vom Wärmetauscher aufgewärmt, oberhalb der gasdichten Trennwand (10) in den Schachtofen unterhalb des oberen Rostes eintritt.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse des Schwelofens unter- und überdrucksicher ausgebildet ist.