DE2925202A1 - Plastic waste pyrolysis - by counterflow in inclined cylinder externally heated to high discharge temp. - Google Patents
Plastic waste pyrolysis - by counterflow in inclined cylinder externally heated to high discharge temp.Info
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Abstract
Description
Verfahren und Vorrichtung zur Pyrolyse von Kunststoff,Process and device for pyrolysis of plastic,
kohlenwasserstoffhaltigem Sondermüll etc.hazardous waste containing hydrocarbons etc.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren, sowie eine Vorrichtung zur Pyrolyse von Kundstoffabfall, kunststoffhaltigem M5ll sowie kohlenwasserstoffhaltigem Sondermüll ( Altreifen, Säureharze, Schredderabfälle etc.).The invention relates to a method and a device for the pyrolysis of customer waste, plastic-containing waste and hydrocarbons Hazardous waste (old tires, acid resins, shredder waste, etc.).
Nach dem Stand der Technik sind bereits verschiedene Verfahren und Vorrichtungen zur Pyrolyse von Kunststoffen etc.According to the prior art, various methods and Devices for the pyrolysis of plastics etc.
bekannt. In P 2244753 wird ein Verfahren zur Pyrolyse von Müll beschrieben. Als Wärmeträger dient ein aufgeheiztes Pyrolysegas, das sowohl aus den bereits gasförmigen, wie auch aus den heruntergecrackten flüssigen Produkten besteht.known. In P 2244753 a process for the pyrolysis of garbage is described. A heated pyrolysis gas is used as the heat carrier, which is produced from the already gaseous, as well as the cracked down liquid products.
In P 24 32 425 wird ein Verfahren beschrieben, dessen Ziel die Erzeugung schwerer Kohlenwasserstoffe ist, wobei die Beheizung durch einen in den Reaktor eingebrachten Stahlungskörper . erfolgt.In P 24 32 425 a method is described, the aim of which is the generation heavier hydrocarbons, being heated by one in the reactor introduced steel body. he follows.
Außerdem sind Gegenstrom-Verfahren bekannt, bei denen durch Einblasen von Luft und eine Verbrennung des Rückstandes eine Pyrolysierung erreicht wird. Hierbei entsteht ein Schwachgas mit relativ geringem Heiz;ert, jedoch in einer großen Menge, was die Reinigung und Speicherung erschwtrt bzw. verteuert.In addition, countercurrent processes are known in which by blowing of air and combustion of the residue, pyrolysis is achieved. This creates a lean gas with relatively little heating, but a large one Amount, which makes cleaning and storage difficult or expensive.
In allen Pällen besteht keine Möglichkeit ohne nachgeschaltete Destillation und anschließende Crackung ein flüssiges Produkt zu erhalten, das nur niedersiedende Anteile enthalt ohne, daß auf Grund einer sehr starken fliemperatur erhöhung im Reaktor auch ein starker Anstieg des Gasanteils und damit Rückgang der Ausbeute an flüssigen Produkten in Kauf genommen werden muß.In all palls there is no possibility without downstream distillation and subsequent cracking to obtain a liquid product that is only low-boiling Contains proportions without, due to a very strong increase in the flow temperature in the Reactor also a sharp increase in the gas content and thus a decrease in the yield liquid products must be accepted.
Die Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, auf Grund r unzureichenden Verwendungsmöglichkeiten für höhersiedende Pyrolyseprodukte ( vergl. OS 27 31 810 ) ein Verfahren und eine Anlage zu entwickeln, bei der die Entstehung der großen Zahl verschiedener, höhersiedender Kohlenwasserstoffe vermieden werden kann und vielmehr vielfältig einsetzbare niedersiedende Anteile, vorzugsweise Aromaten ( Toluol, Benzol ) gewonnen werden, ohne einen übermäßigen Anstieg des Gasanteils zu erhalten. Gleichzeitig soll erreicht werden, daß die Energieverluste möglichst gering sind.The invention therefore sets itself the task of inadequate due to r Possible uses for higher-boiling pyrolysis products (see OS 27 31 810 ) To develop a process and a system in which the emergence of the large number various, higher-boiling hydrocarbons can be avoided and rather Versatile low-boiling fractions, preferably aromatics (toluene, benzene ) can be obtained without obtaining an excessive increase in the gas content. Simultaneously the aim is to ensure that the energy losses are as low as possible.
Die Lösung der Aufgabe besteht in einem außenbeheizten, vorzugsweise schrägstehenden(TrowmejReaktor wobei der untere Teil beheizt wird und der obere Teil vorzugsweise durch die zur Verbrennung nötige Luft gekühlt wird. Der Abzug der Pyrolysegase erfolgt entgegengesetzt zum Materialstrom. Da die Temperatur vom Pyrolysegasaustritt zum Riickstandsaustrag hin ansteigt geben die aufsteigenden heißen Pyrolyse gase einen Teil ihres Wärmeinhaltes an das noch zu pyrolysierende Material ab, was die Wärmeabfuhr verringert.The solution to the problem consists in an externally heated, preferably inclined (TrowmejReaktor whereby the lower part is heated and the upper Part is preferably cooled by the air required for combustion. The deduction the pyrolysis gases take place in the opposite direction to the material flow. Since the temperature of the The pyrolysis gas outlet which rises towards the residue discharge gives rise to the ascending ones hot pyrolysis gases a part of their heat content to the still to be pyrolyzed Material from, which reduces the heat dissipation.
Durch eine Steuerung der Temperatur am Austritt der Pyrolyse dämpfe und des Gases, ist es möglich einen entscheidenden Einfluß auf die Siedeobergrenze der später kondensierenden flüssigen Bestandteile zu nehmen. Durch diese Steuerung ist es möglich zu verhindern, daß höhersiedende Kohlenwasserstoffe überdestillieren. Diese höhersiedenden Kohlenwasserstoffe kondensieren im Reaktor und werden wieder in den heisseren Bereich transportiert, wo eine Crackung erfolgt.Steam by controlling the temperature at the outlet of the pyrolysis and the gas, it is possible to have a decisive influence on the upper boiling limit the later condensing liquid components to take. Through this control it is possible to prevent higher-boiling hydrocarbons from distilling over. These higher boiling hydrocarbons condense in the reactor and become again transported to the hotter area where cracking takes place.
Es ist so möglich den bei der Crackung zwangsläufig entstehende Gasanteil durch vorherige Abtrennung der niedersiedenden Anteile, sowie den Energieverlust so gering wie mög lich zu halten. Die Crackwirkung wird bei einer starken Temperaturdifferenz zwischen oberem und unterem Teil verbessert.This makes it possible to use the gas that is inevitably produced during cracking through prior separation of the low-boiling components and the loss of energy to be kept as low as possible. The cracking effect is at a large temperature difference between upper and lower part improved.
Die heißen, jetzt niedersiedenden Crackprodukte kiihlen sich auf dem Weg zur Abzugs öffnung wieder ab, wobei sie das zu pyrolysierende Material erwärmen,(ohne jedoch zu kondensieren) und werden ausgeleitet. Um den Austrag der niedersie denden Bestandteile zu verbessern , was sich vorteilhaft auf das flüssig-gasförmig Verhältnis auswirkt ( keine unnötige Crackung durch zu lange Verweilzeit ) können verschiedene Vee fahrenäschritte angewandt werden: 1. ein teilweise offener Abzugskanal über dem Reaktor 2. Gas, vorzugsweise vorgewärmtes Pyrolysegas, kann in Richtung des Pyrolysegasaustritts zur Spülung eingeblasen werden 3. Die Pyrolysegase können abgesaugt werden.The hot, now low-boiling crack products cool on the Way to the vent opening again, where they heat the material to be pyrolyzed, (without however to condense) and are discharged. To the discharge of the lower boilers To improve components, which is beneficial to the liquid-gas ratio effects (no unnecessary cracking due to too long residence time) can be different The following steps are used: 1. a partially open flue over the reactor 2nd gas, preferably preheated pyrolysis gas, can in the direction of the The pyrolysis gas outlet can be blown in for rinsing 3. The pyrolysis gases can be suctioned off.
Es ist auch möglich auf die Zusammensetzung der flüssigen Phase entscheidend Einfluß zu nehmen. Dies geschieht dadurch, daß die Temperatur im beheizten Bereich langsam gesteigert wird oder (im Reaktor)bereits bei ca. 6ovo0 C beginnt. Während bei der ersten Version noch ein beträchtlicher Anteil an Olefinen entsteht, ist im zweiten Fall zu beobachten, daß der Anteil der hochwertigen Aromaten stark steigt.It is also possible to determine the composition of the liquid phase To influence. This is done by keeping the temperature in the heated area is increased slowly or (in the reactor) begins at approx. While the first version still produces a considerable proportion of olefins in the second case it can be observed that the proportion of high-quality aromatics increases sharply.
Sowohl durch Einblasen von Gas bzw. Absaugen des Pyrolysegases oder Schleusen( Wasserschleuse ) kann ein unerlaubtes Austreten von Pyrolysegas bzw. Einströmen von Luft trotz eines kontinuierlichen Materialflusses verhindert werden. Auch eine gewisse Steuerung der Temperatur am Gasaustritt ist durch og.Both by blowing in gas or sucking off the pyrolysis gas or Locks (water locks) can prevent unauthorized escape of pyrolysis gas or The inflow of air can be prevented despite a continuous flow of material. A certain control of the temperature at the gas outlet is also possible through the above.
Schritte möglich.Steps possible.
Um die Energiebilanz weitgzu verbessern wird das zu pyrolysierende feste Material in einem Bunker, der eine kontinuierliche Beschickung ermg¢icht,durch das Verbrennungsgas vorgewärmt. Damit wird ebenfalls die Feuchte reduziert, sodaß weniger Energieverlust durch im Pyrolysereaktor verdampfendes Wasser entsteht und auch geringere Wassermengen aufwendig gereinigt werden müssen.In order to improve the energy balance fargzu the to be pyrolyzed solid material in a bunker, which enables continuous charging the combustion gas is preheated. This also reduces the humidity, so that there is less energy loss due to water evaporating in the pyrolysis reactor and even smaller amounts of water have to be cleaned in a laborious manner.
Auch die Verbrennungsluft wird im oberen Teil vorgewärmt, wobei ein zusätzlicher Wärmeausteusch mit dem abziehenden Verbrennungsgas erfolgen sollte.The combustion air is also preheated in the upper part, with a additional heat exchange should take place with the exhausting combustion gas.
Die Geschwindigkeit des vorzugsweise kontinuierlichen Materialflusses und damit die Verweilzeit wird unter Berücksichtigung der Art und Beschaffenheit des zu pyrolysierenden Materials ( d.h. Geschwindigkeit des Abbaus etc.) geregelt.The speed of the preferably continuous flow of material and thus the residence time is taking into account the type and nature of the material to be pyrolyzed (i.e. speed of degradation, etc.).
Eine nach obigem Prinzip gebaute Anlage könnte wie folgt aussehen: Beispiel 1 vom Vorratsbunker (t ) erfolgt die Aufgabe des zerkleinerten zu pyrolysierenden Materials über ein Förderband (2) in einen Aufgabebunker (5 ) . Eine Klappe ( 3 ) die durch das, in den Aufgabebunker fallende Material aufSestoßen wird und von selbst wieder zufällt verhindert ein weic en heißer Verhrennungsgase. Das zu pyrolysierende Material rutscht, vorzugsweise kontinuierlich iN den Reaktor. Eine Schleuse mit 2 druckbelasteten Klappen ( 6 ) verhindert ein Austreten des Pyrolysegases und bietet grundsätzlich die Möglichkeit die Beschickung zu unterbrechen. Pumpfähige Materialien werden vorzugsweise im oberen Reaktorteil eingesprizt ( 15 ).A system built according to the above principle could look like this: Example 1 from the storage bunker (t) is the task of the comminuted to be pyrolyzed Material via a conveyor belt (2) into a feed hopper (5). A flap (3 ) which is hit by the material falling into the feed hopper and from even shutting down again prevents a white, hot combustion gases. The one to be pyrolyzed Material slips, preferably continuously in the reactor. One Sluice with 2 pressure-loaded flaps (6) prevents the pyrolysis gas from escaping and basically offers the possibility to interrupt the loading. Pumpable Materials are preferably injected into the upper part of the reactor (15).
Der obere Reaktorteil ( 22 ) kann durch die zur Verbrennung nötige Luft gekühlt werden. In einem äußeren Wantel ( 19 ) umströmt diese den Kern mit Transportschnecke ( 7 ). Je nach Stellung der Klappen 11 und 21 ist es möglich die Luft über (16) eine Umgehung dem unteren Bereich zuzuleiten und so die Stärke der Kühlung, d.h. die Luftmenge, die den oberen Bereich durchströmt, zu regulieren.The upper reactor part (22) can through the necessary for combustion Air can be cooled. This flows around the core in an outer casing (19) Transport screw (7). Depending on the position of the flaps 11 and 21, it is possible Air to pass through (16) a bypass to the lower area and so the strength of the Cooling, i.e. regulating the amount of air that flows through the upper area.
Zur Beheizung ( im Bereich 23 ) wird Gas ( vorzugsweise gereinigtes Pyrolysegas J benutzt. ( Das Anfahren müßte mit Erdgas erfolgen ). Der zur Verbrennung erforderlicha Sauerstoff stammt (13) aus Luft. Diese wird eingeblasenfund durch den oberen Xeil bzw.Gas (preferably purified gas) is used for heating (in area 23) Pyrolysis gas J used. (The start-up would have to be done with natural gas). The one for incineration required oxygen comes (13) from air. This is blown in by the upper part or
die Umgehung in einen Kanal ( 25 ) geleitet, von wo aus sie den Brennern ( 27 ) zugeführt wird. In diesem Kanal verläuft ebenfalls die Gaszuleitung ( 26 ). Leitbleche zur Vermeidung von Wirbelbildungen werden gegebenenfalls eingebracht. Im unteren beheizten Teil ( 23 ) sind Leitbleche ( 24 ) angebracht1 um ein zu schnelles Ab strömen der heißen Verbrennungsgase zu verhindern.the bypass is passed into a channel (25), from where they the burners (27) is supplied. The gas supply line (26 ). Guide plates to avoid the formation of eddies are introduced if necessary. In the lower heated part (23) there are baffles (24) to allow a too fast Prevent the hot combustion gases from flowing away.
Über eine Ringleitung ( 29 ) mit; Stichleitungen wird Pyrolysegas zur Spülung eingeblasen. Durch Verlaufen der Zuleitung ( 0.) im Abgasstrom wird eine Vorwamung gewahrleistet. Die Verbrennungsgase strömen dem Kern entlang ( 18 ) zum Schornstein ( 8 ). Im oberen nichtbeheizten Teil führt eine Aufspaltung in mehrere kleine ohre zu einem besseren Wärmeaustausch. Vor der Abgabe werden die Abgase durch Umlegen der Klappen 9 und 4, durch den Aufgabebunker geleitet, in dem sie sich abkühlen und das zu pyrolysIerende Material vorwärmen ohne, daX Wasser im Schornstein *ondensieren würde, aber auch ohne, daß bereits der Pyrolysevorgang beginnen wurde und Kohlenwasserstoffe abgeslJalten würden. Gegebenenfalls wird die Temperatur des Verbrennungsgaces durch zusätzliche Luftzufuhr ( Umlegen der Klappe 14 ) uber die Zuleitung 10 soweit ( ca.Via a ring line (29) with; Branch lines is pyrolysis gas blown in for rinsing. By running the supply line (0.) in the exhaust gas flow a warning is guaranteed. The combustion gases flow along the core (18 ) to the chimney (8). In the upper, unheated part, there is a split into several small ears for better heat exchange. Before submission, the Exhaust gases by turning the flaps 9 and 4, passed through the feed hopper in which they cool down and preheat the material to be pyrolyzed without the water would ondense in the chimney, but also without the pyrolysis process already taking place would begin and hydrocarbons would be released. If necessary, the Temperature of the combustion space through additional air supply (by turning the flap 14) over the supply line 10 so far (approx.
30O0C ) abgesenkt.30O0C) lowered.
Die Klappen 4 und y erlauben eine Absperrung und eine direkte Ableitung der Verbrennungsgase durch den Schornstein.The flaps 4 and y allow a shut-off and a direct discharge the combustion gases through the chimney.
Die bei der Pyrolyse entstehenden heißen Dämpfe werden abgesaugt ( 12 ) und gegebenenfalls fraktioniert kondensiert.The hot vapors produced during pyrolysis are extracted ( 12) and optionally fractionally condensed.
Ein Kanal ( 17 ) über dem keaktor, durch ein engmaschiges Gitter abgetrennt, bewirkt eine gleichmäßige Absaugewirkung. Der Kanal geht nicht ganz bis zum Rückstandsaustrag und ist im letzten Stück nicht mehr abtrennt.A channel (17) above the reactor, separated by a close-meshed grid, causes an even suction effect. The channel does not go all the way to the residue discharge and is no longer separated in the last piece.
Der nicht pyrolysierbare Rückstand wird ausgetragen ( 28 ).The residue that cannot be pyrolyzed is discharged (28).
Eine Wasserschleuse ( 30 ) verhindert den Fremdluftzutritt.A water lock (30) prevents external air from entering.
Beispiel 2 unterscheidet sich von beispiel 1 nur dadurch, daß anstelle eines Festrohrreaktors mit 'ransporUschnecke ( 7 ) ein Drehtrommelreaktor ( 31 ), der innen rippenförmig ausgeprägt ist ( 32 ), als Kern zur Anwendung kommt.Example 2 differs from Example 1 only in that instead of a fixed tube reactor with a ranspor screw (7) a rotating drum reactor (31), which is rib-shaped on the inside (32), is used as the core.
Der Abzugskanal ( 17 ) für die aufsteigenden Pyrolysedämpfe entfällt.The exhaust duct (17) for the rising pyrolysis vapors is omitted.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8120 | Willingness to grant licences paragraph 23 | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: HOELL, RUPERT, 3392 CLAUSTHAL-ZELLERFELD, DE |
|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |