DE2943376C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine thermische Reaktionsvor­ richtung und insbesondere auf eine thermische Reaktionsvor­ richtung mit einem Fließbett, welches zur Verbrennung oder Wärmezersetzung von städtischem Abfall oder dgl. geeignet ist.

Die Beseitigung von städtischem Abfall ist ein ernstes Problem wegen des hohen Abfallvolumens, das von Jahr zu Jahr ansteigt. Die Verbrennung ist eine der Möglichkeiten zur Beseitigung dieses Abfalls. Bei den üblichen Verbrennungsvorrichtungen oder Einäscherungsvorrichtungen mit einem Feuerungsrost treten mehrere im folgenden zusammengefaßte Probleme auf.

• 1. Die im städtischen Abfall enthaltenen Kunststoffe schmelzen und laufen durch den Rost und werden um den Rost herum und unterhalb desselben verbrannt, wobei der Rost Hoch­ temperaturflammen ausgesetzt ist und demgemäß mit großer Wahr­ scheinlichkeit frühzeitig beschädigt wird, was hohe Wartungs­ kosten zur Folge hat. Dieses Problem ist deshalb sehr ernst zu nehmen, weil der Anteil von Kunststoffen im Abfall verhält­ nismäßig hoch ist und dazu noch ansteigt.
• 2. Der städtische Abfall enthält mehrere Materialarten, die nicht gleichförmig vermischt sind, so daß die entsprechen­ den Bestandteile des Abfalls unterschiedliche Verbrennungs­ eigenschaften haben, was Stellen mit außerordentlich hoher Temperatur innerhalb der Verbrennungsvorrichtung während des Verbrennungsvorgangs zur Folge hat, wodurch die Wand der Verbrennungskammer beschädigt werden kann. Darüber hinaus besteht die Wahrscheinlichkeit, daß diese örtlich hohe Tempe­ ratur NO _x erzeugt, also ein Luftverunreinigungsproblem hervor­ ruft.
• 3. Bei der Verbrennung fester Materialien ist es im allgemeinen die Wärmezerlegungsstufe zu Beginn, die hohe Wärmeabsorption erfordert, wobei die Wärmeübertragungsge­ schwindigkeit verhältnismäßig gering ist, so daß im allge­ meinen ein Feuerungsrost mit einer großen Oberfläche erforder­ lich ist.

Der Feuerungsrost ist wegen seiner zugehörigen Bauglieder verhältnismäßig teuer, wie beispielsweise der Mittel zu seiner Bewegung, wobei ferner die Verwendung eines großen Rostes eine große Verbrennungsvorrichtung notwendig macht, so daß demgemäß die für den Einbau der Verbrennungsvorrichtung er­ forderlichen Kosten erhöht werden.

Zur Lösung dieser Probleme wurde eine Verbrennungsvorrichtung mit Fließbett verwendet, die inerte feste Teilchen als ein Medium zur Bildung eines Fließbettes ver­ wendet. Die verwendeten inerten festen Teilchen sind im allge­ meinen Sandkörner und in der folgenden Beschreibung werden daher die Ausdrücke "Sandkörner" und/oder "Sand" in dem Sinne verwendet, daß sie nicht auf "Sand" eingeschränkt verstanden werden sollen, sondern alle Teilchen oder Körner umfassen, die zur Bildung des Fließbettes geeignet sind. Die Verbrennungsvorrichtung mit Fließbett ist aus folgenden Gründen vorteilhaft:

• a) Die verflüssigten Kunststoffe oder dgl. werden im Fließbett wärmezerlegt und darinnen verbrannt, so daß die Möglichkeit der Beschädigung einer Gasdiffusions­ platte entsprechend dem Feuerungsrost in der oben erwähnten Vorrichtung vermieden wird, da eine solche Platte der Flamme aus brennenden Kunststoffen nicht ausgesetzt ist.
• b) Da die Temperatur des Fließbettes im wesent­ lichen gleichmäßig gehalten wird, besteht kein Problem hin­ sichtlich der Hochtemperaturstellen innerhalb der Verbrennungs­ vorrichtung.
• c) Die Wärmeübertragungsrate zwischen den Sandkörnern und den Materialien ist recht groß, wodurch es möglich wird, eine Bettplatte von relativ kleiner Oberfläche in der Verbrennungskammer zu verwenden, was ermöglicht, eine kompakte Verbrennungsvorrichtung zu benutzen, so daß sich die Installationskosten für die Vorrichtung vermindern.

Die konventionelle Verbrennungsvorrichtung mit Fließbett ist somit zur Verbrennung von Stadtabfall oder dgl. brauchbar. Bei derartigen Verbrennungsvorrichtungen ist es jedoch notwendig, daß die zu verbrennenden Materialien nicht zum Boden des Fließbettes absteigen. Dies ist deshalb erforderlich, weil dann, wenn die zu verbrennenden Materialien zum Boden des Fließbettes absteigen würden, die Perforationen oder Löcher in der Diffusionsplatte geschlossen würden, wodurch die Fluidisierung oberhalb des geschlossenen Teils deaktiviert würde und Sandkörner in diesem Teil sich zu einer Masse vereinigen, mit dem Ergebnis, daß die Fluidisierung ungenügend ist oder sogar die Ausbildung des Fließbettes unmöglich wird.

Es ist daher notwendig, die in der Vorrichtung mit Fließbett zu verbrennenden Materialien auf einen Wert unterhalb einer bestimmten Teilchengröße zu pulverisieren, und zwar liegt der Bereich für die Teilchengröße normalerweise zwischen 50 mm und 70 mm. Stadtabfall oder dgl. enthält jedoch mehrere Materialsorten, deren jede einen unterschiedlichen Pulverisie­ rungswiderstand besitzt. Beispielsweise können spröde Materia­ lien, wie Glas, Steingut, Keramikstoffe und Beton leicht pulverisiert oder gebrochen werden, wohingegen zähe Materialien, wie beispielsweise Gummi und Kunststoffe nicht leicht pulverisiert werden können, wenn sie nicht zerschnitten werden. Wenn man daher den aus einer Mischung von mehreren Abfallarten bestehenden Stadtabfall zu Körnern mit reduzierter Größe unterhalb eines bestimmten bevorzugten Wertes durch eine einzige Vorrichtung pulverisieren will, so muß diese Vorrich­ tung sowohl zum Pulverisieren als auch zum Scheren geeignet sein. Die zur Ausübung des Scherens erforderlichen Kanten werden jedoch schnell und leicht verschlissen durch spröde Materialien, wie z. B. Glas, Tonwaren, Keramikmaterialien oder Beton, oder aber auch durch Materialien wie beispielsweise Metalle mit einem hohen Widerstand gegenüber einer solchen Scherwirkung. Es ist demgemäß schwierig, städtischen Abfall durch eine einzige Vorrichtung in einem solchen Grad zu pulverisieren, der für den Verbrennungsvorgang in einer üblichen Verbrennungs­ vorrichtung mit Fließbett erforderlich ist.

In der Praxis wird daher in einer oben beschriebenen Situation der Stadtabfall zuerst durch eine Vorrichtung zerkleinert, die in erster Linie zur Pulverisierung geeignet ist. Sodann werden die pulverisierten spröden Materialien durch Siebung heraussortiert. Die eisenhaltigen Materialien werden magnetisch entfernt. Daraufhin wird der Rest des Abfalls durch eine andere Vorrichtung geschreddet (zerschnitten), und zwar durch eine Vorrichtung mit scharfen Kanten, die in erster Linie für das Scheren und/oder Schreddern geeignet ist. Die vor der Verbrennung erforderlichen Schritte sind daher mehr oder weniger komplex.

Wie oben erläutert, wurde das Zerkleinern vor der Verbrennung als eines der wichtig­ sten zu lösenden Probleme dann angesehen, wenn Stadtabfall in einer üblichen Verbrennungsvorrichtung mit Fließbett verbrannt werden soll.

Es wäre zweckmäßig, die komplizierte für die Verbrennung der brennbaren Bestandteile des Stadtabfalls erforderliche Vorbe­ handlung zu vereinfachen oder zu eliminieren. Die Erfindung hat sich demgemäß zum Ziel gesetzt, eine thermische Reaktions­ vorrichtung oder eine Verbrennungsvorrichtung vorzusehen, die den oben genannten Aufwand nicht erfordert. Ferner bezweckt die Erfindung eine thermische Reaktionsvorrichtung mit Fließbett vorzusehen, bei der die Materialien am Erreichen des Bodens des Fließbettes gehindert sind. Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine Verbrennungsvorrichtung mit Fließbett derart vorzusehen, daß nicht verbrennbare Reste in effektiver Weise von der Verbrennungsvorrichtung nach außen abgegeben werden.

Erfindungsgemäß wird eine neue Reaktionsvorrichtung oder Ver­ brennungsvorrichtung mit Fließbett vorgesehen, die zur Verbrennung von Materialien ins­ besondere von städtischem Abfall oder dgl. dient, ohne daß dabei der Aufwand der erforderlichen Zerkleinerung angewendet werden muß, der bei der üblichen Verbrennungsvorrichtung mit Fließbett nötig ist.

Die Ausdrücke "(thermische) Reaktionsvorrichtung" und "Verbrennungsvorrichtung" beziehen sich auf einen Behälter, in dem die Veraschung, Verbrennung, teilweise Oxydation, Vergasung, Pyrolyse, Kalzinierung oder Katalyse erfolgt, da der erfindungsgemäße Reaktor insbesondere zur Beseitigung von Stadtabfall oder dgl. geeignet ist, wobei aber die Verwen­ dung nicht auf diesen Zweck beschränkt ist, sondern eine Anwendung auch allgemein für thermische Reaktionen möglich ist.

Die erfindungsgemäße Reaktions- oder Verbrennungsvorrichtung ist mit einer Abgabeöffnung ausgestattet, die zu einer Fließbett- und Transportvorrichtung unmittelbar oberhalb der Boden­ oberfläche der Verbrennungsvorrichtung führt, wobei eine Vielzahl von parallelen hohlen zylindrischen Rotoren die Fließbett- und Transportvorrichtung bildet, und zwar angeordnet oberhalb der Bodenoberfläche mit einem vorbestimmten Abstand zwischen den entsprechenden benachbarten Rotoren, die in der gleichen Richtung rotieren, um die Abgabe des verbleibenden Rests zu erleichtern, wobei ferner jeder der Rotoren mit einer Vielzahl von Luft- oder Gas-Einlaßöffnungen (Injektions­ perforationen) ausgestattet ist, um ein Fließbett zu bilden.

Der vorbestimmte Abstand ist derart festgelegt, daß der Durchgang von Materialien durch den Raum oder Abstand zwischen den Roto­ ren verhindert wird. Die Bodenplatte der Verbrennungsvorrich­ tung ist im allgemeinen derart aufgebaut, daß sie eine Diffusionsplatte mit einer Vielzahl von Einlaßlöchern besitzt, wobei diese Löcher derart angeordnet sind, daß eine Gas- oder Luftströmung mit einem Komponentenvektor in Richtung zur Abgabeöffnung injiziert wird, um so den verbleibenden Rest dort hindurch abzugeben und auch die Bildung des Fließbettes zu unterstützen.

In einigen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen ist eine Blockierstange in jedem der Räume zwischen benachbarten Rotoren angeordnet, um so in effektiver Weise den Durchgang von Ma­ terialien nach unten durch den Raum zwischen den benachbarten Rotoren zu verhindern. In diesem Falle können die Löcher in der Bodenplatte eliminiert werden.

Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich insbesondere aus den Ansprüchen sowie aus der Beschrei­ bung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines bevorzugten Aus­ führungsbeispiels der Erfindung im Querschnitt zusammen mit zugehörigen Ausrüstungsteilen;

Fig. 2 einen Teil der Vorrichtung gemäß Fig. 1 in vergrößertem Maßstab, wobei der Aufbau der erfindungsgemäßen Rotoren dargestellt ist;

Fig. 3 eine Darstellung ähnlich der Fig. 2 mit einer modifizier­ ten Bodenplatte des Reaktorgefäßes;

Fig. 4 einen Teil des modifizierten Reaktorgefäßes mit Blockier­ stangen benachbart zu den Rotoren;

Fig. 5 eine weitere abgewandelte Ausführungsform des Rotors;

Fig. 6 eine Draufsicht auf die Darstellung gemäß Fig. 5, wobei schematisch die für die Rotoren gemäß Fig. 5 geeignete Antriebsvorrichtung dargestellt ist.

Fig. 1 zeigt allgemein im Querschnitt ein bevorzugtes Ausfüh­ rungsbeispiel einer thermischen Reaktionsvorrichtung 10 gemäß der Erfindung mit einem Ofengefäß oder Behälter 11. Die Innen­ seite des Behälters 11 ist im allgemeinen in einen oberen Teil, den Freibord oder Freiraum 12 und einen unteren Teil, ein Fließbett 13, aufgeteilt. Das Fließbett wird durch inerte feste Teilchen oder Körner aus Sand gebildet, und zwar fluidisiert durch nach oben injiziertes Gas oder Luft. Zur Bewirkung der Gas- oder Lufteingabe zum Zwecke der Fluidi­ sierung der Sandkörner ist eine Vielzahl von hohlen zylindri­ schen Rotoren 14 parallel angeordnet oberhalb der Bodenplatte 15 des Gefäßes 11 vorgesehen, wobei diese Bodenplatte 15 vorzugsweise geneigt verläuft und zu einer Abgabeöffnung 16 führt. Jeder der Rotoren 14 ist mit einem vorbestimmten Ab­ stand gegenüber den jeweils benachbarten Rotoren angeordnet, wobei die Rotoren in der gleichen Richtung wie durch einen Pfeil angedeutet, sich jeweils drehen, und zwar angetrieben durch eine geeignete Antriebsvorrichtung; ferner sind die Rotoren mit einer Vielzahl von Löchern 17 (Fig. 2) in deren Zylinder­ wand ausgestattet, wobei Gas oder Luft durch diese Löcher in den Sand eingeleitet wird. Das Gas oder die Luft wird den hohlen zylindrischen Rotoren 14 über Drehkupp­ lungen von einer Versorgungsquelle aus zugeführt. Das in den Sand eingeleitete Gas oder die Luft bildet das Fließbett 13, während die Drehung der Rotoren 14 die Bewegung des verbleibenden Rests zur Abgabeöffnung 16 hin bewirkt, wobei die Rotoren eine Fluidisier- und Transport-Vorrichtung der Reaktorvorrichtung oder Verbrennungsvorrichtung 10 bilden.

In der Bodenplatte 15 ist ebenfalls eine Vielzahl von Löchern 18 vorgesehen, durch welche Gas oder Luft nach oben eingegeben wird, um die Fluidisierung und Verbrennung zu unterstützen.

Die Reihe von Rollen (Rotoren) 14 endet benachbart zur Auslaß­ öffnung 16, die sich allmählich in ihrer Querschnittsfläche nach unten hin vermindert und mit einem Auslaßrohr 19 gekuppelt ist, mit dem ein Injektionsrohr 20 verbunden ist.

Gas oder Luft wird durch das Rohr 20 in das Rohr 19 eingegeben, und zwar mit der richtigen Strömungsrate, bestimmt zur Fluidi­ sierung der Sandkörner in der Auslaßöffnung 16 und dem Rohr 19. Unterhalb der Verbindung der Rohre 19 und 20 ist ein Doppel­ ventil 21 im Rohr 19 angeordnet, um so abwechselnd zwei Ventil­ anschlüsse 21 a und 21 b zu öffnen und zu schließen, um in bequemer Weise den nicht-verbrennbaren Rest über die Auslaßöffnung 16 und das Auslaßrohr 19 abzugeben. Der Sand im Auslaßrohr 19 kann durch das Doppelventil 20 nach außen zusam­ men mit dem verbleibenden Rest entfernt werden, wobei der Sand vom Rest wieder separiert werden kann, um in die Verbrennungs­ kammer des Gefäßes 11 zurückgeführt zu werden.

Eine Eingabevorrichtung 22 für die zu verbrennenden Materialien an die Reaktionsvorrichtung 10 weist einen Trichter 23, einen Verschluß 24 und einen Schieber 25 auf, wobei die Eingabevorrichtung mit dem Freibord 12 der Reaktionsvor­ richtung 10 in Verbindung steht. Ferner ist in einer oberen Position des Gefäßes 11 eine Ablaßöffnung 26 vorgesehen, um das Abgas nach außen über einen Staubabscheider 27 abzugeben, der die im Abgas enthaltenen Ascheteilchen einfängt.

Wenn die thermische Reaktionsvorrichtung oder die Verbrennungs­ vorrichtung 10 in der oben erläuterten Weise aufgebaut ist, so kann der städtische Abfall in die Reaktionsvorrichtung 10 über die Transportvorrichtung 22 im wesentlichen so wie dieser Abfall gesammelt wurde ohne jedwede Vorbehandlung eingegeben werden, oder aber einfach durch Öffnen oder Zerbrechen der Abfallbehälter. Der Abfall aus relativ leichten Materialien und der kleine Abfall schweben innerhalb des fluidisierten Bettes 13 und werden verbrannt, während der aus relativ schweren Materialien bestehende Abfall zum Boden des Fließbetts 13 hin absteigt. Die verbrennbaren zum Boden hin absteigenden Materialien werden ebenfalls der Fluidisierungswirkung des Sandes ausgesetzt, der sich mit einer relativ hohen Geschwin­ digkeit bewegt, und werden somit in effektiver Weise verbrannt, wodurch die Möglichkeit der Blockierung der Löcher 17 durch ver­ schmolzene oder geschmolzene Kunststoffe im wesent­ lichen verhindert wird, und zwar im Gegensatz zu dem Fall der Verwendung eines Feuerungsrostes bei der Verbrennung, wobei zudem die Oberfläche der Bodenplatte bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kleiner gemacht werden kann, als diese bei der Ver­ wendung eines Feuerrostes der Fall wäre.

Die zum Boden des Fließbetts 13 hin absteigenden schweren Materialien werden darauffolgend zur Abgabeöffnung 16 durch die sich drehenden zylindrischen Rotoren 14 transportiert, wobei während dieser Bewegung der Materialien die verbrennbaren Bestandteile vollständig durch den Effekt des Fließbetts 13 verbrannt werden, so daß nur die nicht- verbrennbaren Reste nach außen durch die Abgabeöffnung 16, Rohr 19 und Doppelventil 21 abgegeben werden.

Die Strömung des Gases oder der Luft nach unten injiziert von den Löchern 17 der Rotoren 14 während deren Drehung kommt in Interferenz mit der Bodenplatte 16 und fluidisiert den Sand, der unter die Rotoren gefallen ist und trägt diesen nach oben, wenn das Gas oder die Luft nach oben durch den Raum zwischen den Rotoren 14 injiziert wird. Diese Gas- oder Luft­ strömung verhindert somit in effektiver Weise, daß der Sand im Fließbett 13 auf die Bodenplatte 15 fällt und sich dort ansammelt.

Wie man in Fig. 2 sieht, ist die Bodenplatte 15 mit einer Viel­ zahl von Perforationen 18, wie zuvor erläutert, ausgestattet, durch welche Gas oder Luft nach oben von einer Leitung 28 aus eingeblasen wird, um die Fluidisierung zu unterstützen, und um den Sand nach oben in das Bett 13 zu tragen, der unter die Rotoren 14 gefallen ist.

Jede Achse der Perforationen 18 ist derart geneigt, daß die durch die Perforationen 18 verlaufende Einblasluft oder das Einblasgas einen Komponentenvektor aufgeprägt erhält, der zur Austrittsöffnung 16 hinweist, wodurch der Transport des Sandes und des nicht-verbrennbaren Rests auf der Bodenplatte in Richtung zur Austrittsöffnung 16 hin unterstützt und sichergestellt wird.

Der Abstand a zwischen den entsprechend benachbarten Rotoren 14 und der Abstand b zwischen den Rotoren 14 und der Bodenplatte 15 ist vorzugsweise derart bemessen, daß b größer ist als a, wodurch die Möglichkeit der Verstopfung des Raums b durch die durch Raum a gelaufenen Materialien reduziert oder eliminiert wird.

In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Bodenplatte 15 a durch eine Vielzahl von Blechstreifen 29 gebildet, die ein­ ander derart überlappen, daß Durchlässe 18 a jeweils zwischen den benachbarten Streifen 29 gebildet werden, wobei die Durch­ lässe 18 a der gleichen Funktion wie die Löcher 18 der Fig. 2 dienen.

Obwohl die in den Fig. 1, 2 und 3 gezeigten Bodenplatten 15 oder 15 a geneigt dargestellt sind, so können sie doch auch horizontal angeordnet sein, vorausgesetzt, daß die Bewegung des nicht-verbrennbaren Rests und des Sands zur Auslaßöffnung hin bewirkt wird.

Die thermischen Reaktionsvorrichtungen gezeigt in den Fig. 1, 2 und 3 zeigen eine zufriedenstellende Leistungsfähigkeit, wobei jedoch weitere Modifikationen bevorzugt werden können, um die kennzeichnenden Merkmale der Reaktionsvorrichtungen weiter zu verbessern, und zwar im Hinblick auf folgende Gründe.

• 1. Der nicht-verbrennbare Rest, der versintert oder lose sein kann, bewegt sich über die Rotoren und kann sich in den Spalten zwischen den Rotoren festsetzen, wodurch sich Schwierigkeiten ergeben, wie bei­ spielsweise eine große Lastveränderung für die Antriebsmittel zur Drehung der Rotoren, oder aber eine Überlastung der An­ triebsmittel. In einem solchen Falle wäre ein zusätzlicher Pulverisierungsvorgang des Abfalls zur Lösung dieser Schwierig­ keiten möglich, wobei jedoch ein solcher zusätzlicher Schritt natürlich im Hinblick auf die Ziele der vorliegenden Erfindung nicht bevorzugt wird.
• 2. Das Einblasen von Gas oder Luft kann das Auftreffen von Sand auf die zylindrische Oberfläche der sich drehenden Rotoren bewirken, was den Abrieb des Rotors und/oder die Pulverisation des Sandes hervorrufen kann, wodurch sich eine Erhöhung des Sandverbrauchs ergibt und auch der von der Reaktionsvorrichtung abgeschiedenen Staubmenge, wodurch die Betriebskosten erhöht und ein Luftverunreinigungsproblem hervorgerufen wird.
• 3. Wenn die Versorgung für das Fluidisierungsgas oder die Luft unterbrochen wird, so kann Sand in den hohlen zylindri­ schen Rotor eintreten und sich darinnen ansammeln, oder aber die Löcher in den Rotoren verstopfen, wodurch sich eine Ver­ änderung des eingeblasenen Gasflusses oder Luftflusses ergibt. Demgemäß wird eine zufriedenstellende Fluidisierung verhindert, wodurch die Kapazität der Reaktorvorrichtung abgesenkt wird und die Möglichkeit der Erzeugung von Klinkern oder Schlacke entsteht.

Diese Nachteile werden bei weiteren Ausführungsbeispielen gemäß der Erfindung gelöst.

Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht eines weiteren Ausführungs­ beispiels der erfindungsgemäßen Reaktor- oder Verbrennungs- Vorrichtung. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine Blockier­ stange 30 parallel zur den Achsen der Rotoren 14 angeordnet, und zwar oberhalb jeder der Spalten a jeweils zwischen be­ nachbarten Rotoren 14. Die Stange 30 ist derart geformt, daß sie einen der Form des Oberteils des Spalts entsprechende Gestalt besitzt; beispielsweise besitzt die Stange 30 eine Form ähnlich einem umgekehrten Trapez und erstreckt sich parallel zu den Rotorachsen im wesentlichen über die Axiallänge des Rotors 14 hinweg. Die Blockierstange 30 kann allein im Spalt zwischen den benachbarten Rotoren angeordnet sein, oder aber auf entgegengesetzten Enden auf der Wand des Behälters 11. Alternativ kann die Blockierstange 30 durch (nicht gezeigte) Stützen befestigt an der Bodenplatte 15 getragen werden. Das Vorsehen der Blockierstangen 30 verhindert in effektiver Weise das Eintreten des nicht-verbrennbaren Rests (der sich zu einer Masse vereinigt haben kann) in die Spalte zwischen den Rotoren 14. Das in den Raum unterhalb der Blockierstangen 30 und Rotoren 14 eingegebene Fluidisierungsgas oder die Fluidi­ sierungsluft fließt nach oben durch die Spalte zwischen den Rotoren 14 und die Blockierstangen 30. Da die Spalte durch die Stangen 30 verschmälert oder geschlossen sind, wenn die Stangen 30 nicht getragen oder auf den benachbarten Rotoren angeordnet sind, so kann die Geschwindigkeit des durch die Spalte laufenden Gases (oder der Luft) zu groß werden.

Das Vorsehen einer geeigneten Anzahl von Löchern 30 a, die sich im wesentlichen vertikal durch die Stangen 30 erstrecken, kann diesem Zustand abhelfen, der durch den Fluidisie­ rungsfluß hervorgerufen wird, der durch diese Spalte nach oben geht. Es können ferner die Löcher 18 oder 18 a in der Bo­ denplatte 15 oder 15 a (Fig. 2 und 3) dann weggelassen werden, wenn die Löcher 30 a vorgesehen sind, obwohl das Vor­ sehen der Löcher 18 und 18 a in der Bodenplatte 15 oder 15 a kein unbedingtes Erfordernis ist.

Die oben erläuterten Blockierstangen 30 verhindern das Festsetzen des nicht-verbrennbaren Rests (der sich entweder zu einer Masse vereinigt haben kann oder nicht) in den Spalten zwischen den Rotoren 14.

In Fig. 5 ist eine weitere abgewandelte Ausbildungsform der Rotoren 14 a dargestellt. In diesem Rotor 14 a ist ebenfalls eine Vielzahl von Löchern 17 a in der Zylinderwand vorgesehen, um so das Gas oder die Luft von der Innenseite des Rotors zur Außenseite zur Bildung des Fließbettes einzublasen. Die Position der Löcher 17 a auf der Zylinderober­ fläche jedes der Rotoren 14 a ist jedoch begrenzt auf eine be­ stimmte Zone definiert zwischen zwei Axiallinien auf dieser Oberfläche. Anders ausgedrückt, definieren die zwei Axiallinien eine rechtseckige Zone gesehen aus der Richtung quer verlau­ fend zu den zwei Axiallinien. Die zwei Linien bilden einen Winkel α bezüglich der Mittelachse des Rotors 14 a, wie man dies in Fig. 5 erkennt. Ferner ist schematisch eine Antriebs­ vorrichtung (DM) in Fig. 6 gezeigt, geeignet zur Drehung der Rotoren 14 a, wie oben erläutert. Wenn die Rotoren 14 a der Fig. 5 verwendet werden, so ist es vorzuziehen, die gleiche Phase der begrenzten Zonen mit Löchern 17 a über alle die Rotoren 14 a hinweg beizubehalten, aus den im folgenden ange­ gebenen Gründen. Wie schematisch in Fig. 6 gezeigt, ist in diesem Fall die Antriebsvorrichtung (DM) mit sämtlichen der Rotoren 14 a derart gekuppelt, daß die entsprechenden Phasen der begrenzten Zonen während der Drehung der Rotoren in glei­ cher Weise beibehalten werden. Diese Antriebsvorrichtung um­ faßt normalerweise eine endlose Kette, die über Kettenräder geführt ist, welche auf den entsprechenden Wellen 14 b der Rotoren 14 a befestigt sind, obwohl auch andere Arten von Antriebsvorrichtungen verwendbar sind, so daß die erfin­ dungsgemäße Antriebsvorrichtung nicht auf eine solche Kombi­ nation aus einer endlosen Kette mit Kettenrädern beschränkt ist. Eine derartige Antriebsvorrichtung ist ebenfalls bei anderen Reaktionsvorrichtungen und Verbrennungsvorrichtungen als denjenigen der Fig. 1 bis 4 anwendbar.

Durch die Anordnung der Löcher 17 a in den begrenzten Zonen der entsprechenden Zylinderwände der hohlen Rotoren 14 a und durch die Regulierung oder Äqualisierung der Phase jeder der begrenzten Zonen ist es möglich, die Nachteile zu verhin­ dern oder zu vermindern, die hervorgerufen werden durch dieses Eintreten von Sand in die hohlen Rotoren, durch das Auftreffen von Sand auf die Rotoren, durch die Pulverisierung des Sandes usw. Wenn beispielsweise der Antrieb der Rotoren intermittierend bewirkt wird, so wird die Chance des Abriebs der Rotorober­ flächen vermindert. In diesem Beispiel sind die begrenzten Zonen der entsprechenden Rotoren derart angeordnet, daß sie nach oben während der Periode weisen, wenn die Rotoren zeitweise gestoppt sind, so daß der Gas- oder Lufteinblasvorgang in der Richtung zur Aufrechterhaltung des fluidisierten Betts fort­ gesetzt wird. Ein derartiges intermittierendes Stoppen der Rotoren vermindert auch die Chance, daß der durch das eingebla­ sene Gas oder die Luft fluidisierte Sand von einem Rotor auf den benachbarten Rotor auftrifft, wodurch der Abrieb der Rotoroberflächen und die Pulverisierung des Sandes verhindert wird, so daß Betriebskosten gespart werden.

Wenn andererseits die Reaktions- oder Verbrennungsvorrichtung nicht in Betrieb ist (d. h. kein Gas- oder Lufteinblasvorgang bewirkt wird), so sind die begrenzten Zonen derart angeordnet, daß sie nach unten weisen, wodurch das Eintreten von Sand in die hohlen Rotoren verhindert wird.

Obwohl in Fig. 5 die Blockierung 30 dargestellt ist, so kann sie doch in den Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 1 bis 3 weggelassen werden.

Der Winkel α in Fig. 4 ist vorzugsweise 120°, wobei aber dieser Winkel abhängig von den bei der Verbrennung dieser Materialien auftretenden Faktoren gewählt wird, wie beispielsweise der Verbrennungsart (Veraschung, Verbrennung, teilweise Oxydation, Vergasung, Pyrolyse, Kalzinierung oder Katalyse), den Spalten zwischen den Rotoren und den verwendeten Sand­ körnern.

Die erfindungsgemäße thermische Reaktionsvorrichtung oder Ver­ brennungsvorrichtung ist derart aufgebaut, daß die Vorbehand­ lung im wesentlichen nicht erforderlich ist im Falle der Ver­ arbeitung von städtischem Abfall oder dgl. durch Verbrennung.

Um jedoch die wiederverwendbaren Abfallteile, enthalten im städtischen Abfall, wiederzugewinnen, kann vor der Verbrennung eine Pulverisierung und Sortierung des Abfalls vorgenommen werden. Eine solche Vorbehandlung wird vorzugsweise mit einer geeigneten Pulverisiervorrichtung, beispielsweise gemäß US-PS 39 41 089, 39 73 735 oder 40 76 177, ausgeführt. Während dieser Vorbehandlung werden in einer solchen Pulverisiervorrichtung der obengenannten Art Lebensmittelabfälle sowie Abfallpapier heraussortiert, wobei der Rest im allgemeinen Kunststoffe, Metalle oder Tücher enthält, wobei das volumenmäßige Verhältnis der dünnen Kunststoffe dabei verhältnismäßig hoch liegt. Ebenfalls werden Metalle in der erwähnten Pulverisiervorrichtung ausgesondert. Es wurde aufgrund von Versuchen festgestellt, daß leichte Materialien nicht pulverisiert werden brauchen, da diese Materialien, wie bei­ spielsweise dünne Kunststoffe, Papier und Tücher inner­ halb des Fließbettes schweben und leicht ohne Ab­ stieg zum Boden des Fließbettes verbrannt werden. Ferner hängt die Verbrennungsgeschwindigkeit der oben erwähn­ ten leichten Materialien hauptsächlich von deren Dicke ab. Daher erhöht die Pulverisierung dieser leichten Materialien die Verbrennungs­ geschwindigkeit für diese Materialien nicht wesentlich. Wenn es gewünscht wird, die Lebensmittelabfälle und das Papier nach der Pulverisierung durch die obenerwähnten Pulverisier­ vorrichtung zu verbrennen, so erfolgt auch dies leicht durch die erfindungsgemäße Reaktionsvorrichtung, da die Teile bereits in ihrer Größe reduziert wurden. Demgemäß wird nach einer solchen Vorbehandlung der Wirkungsgrad der thermischen Reak­ tionsvorrichtung oder der Verbrennungsvorrichtung erhöht, da das Verhältnis der schweren zum Boden des Fließbetts absteigenden Materialien relativ oder in bemerkenswertem Umfang reduziert ist.

Zusammenfassend sieht die Erfindung somit eine thermische Reaktions- oder Verbrennungsvorrichtung mit Fließbett vor, wobei verbleibende Reste, die zum Boden des Fließbetts abgestiegen sind, zu einer Austrittsöffnung transportiert werden, und zwar durch eine Vielzahl von hohlen zylindrischen Rotoren, angeordnet oberhalb der Bodenplatte eines Behälters der Reaktor- oder Verbrennungsvorrichtung, wobei jeder der Rotoren mit einer Vielzahl von Löchern in der Zylinderwand ausgebildet ist, wobei durch diese Löcher Gas oder Luft in inerte solide oder Sandteilchen eingeblasen wird, um das Fließbett zu bilden.

Claims (10)

1. Thermische Reaktionsvorrichtung mit Fließbett mit einem Behälter, der mit einer Boden­ platte sowie einer Austrittsöffnung ausgestattet ist, gekennzeichnet durch eine Vielzahl hohler zylindrischer Rotoren (14), angeordnet parallel oberhalb der Bodenplatte (15) mit einem vorbestimm­ ten Abstand zwischen benachbarten Rotoren, wobei jeder der Rotoren (14) mit einer Vielzahl von Gaseinblasöffnungen in der Zylinderwand ausgestattet ist und der Innenraum des Rotors mit einer Gasquelle gekuppelt ist, wobei ferner sämtliche Roto­ ren in der gleichen Richtung sich drehen, und mit einer Eingabe­ vorrichtung (22) zur Lieferung von Materialien an den Behälter.

2. Thermische Reaktionsvorrichtung mit Fließbett nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Blockierstange (30) in jedem der vorbestimmten Räume zwischen dem oberen Teil davon angeordnet ist.

3. Reaktionsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Bodenplatte 15 mit einer Vielzahl von Gaseinlaßlöchern (18) ausgestattet ist.

4. Reaktor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher in der Bodenplatte (15) derart angeordnet sind, daß die Einblasgasströmung einen Komponentenvektor gerichtet zur Austrittsöffnung hin aufweist.

5. Reaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenplatte zur Austrittsöffnung (16) hin geneigt verläuft.

6. Reaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt (b) zwischen der Bodenplatte und den Rotoren derart angeordnet ist, daß er größer ist als der Spalt (a) zwischen benachbarten Rotoren in dem vorbestimmten Raum.

7. Reaktionsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Position der Löcher in der zylindrischen Wand der Rotoren beschränkt ist auf eine bestimmte Zone begrenzt durch zwei Axiallinien auf der Zylinderoberfläche des Rotors, wobei sämtliche Rotoren derart angeordnet sind, daß sie die gleiche Phase bestimmter Zonen während der Drehperioden und auch während der Nichtdrehung aufrechterhalten.

8. Reaktionsvorrichtung nach einem der vor­ hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotoren intermittierend drehbar sind, und daß die begrenzten Zonen derart angeordnet sind, daß sie während der Periode nach oben weisen, wenn die Rotoren zeitweise gestoppt sind.

9. Reaktionsvorrichtung nach einem der vor­ hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die begrenz­ ten Zonen derart angeordnet sind, daß sie dann nach unten weisen, wenn der Gaseinblasvorgang durch die Löcher in den Rotoren nicht stattfindet.

10. Reaktionsvorrichtung nach einem der vor­ hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine ent­ sprechende Anzahl von Löchern (30 a) in den Blockierstangen vorgesehen sind, wobei sich diese Löcher (30 a) im wesentlichen vertikal durch die Stangen erstrecken.