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Verfahren und Vorrichtung zur Speicherung sowie Gewinnung
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von Bioenergie
Die Erfindung bezieht sich auf ein
Verfahren und auf eine Vorrichtung zur Speicherung sowie Gewinnung von Bioenergie
durch kontinuierliche und/oder diskontinuierliche Weiterverarbeitung organischer
Rohstoffe, beispielsweise pflanzlicher Abfälle aller Art mittels Pyrolyse und Kondensation
des durch Vergasung anfallenden Fraktionsgemisches.
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Die Gewinnung von Energie aus biologischen Rohstoffen, insbesondere
organischen Abfällen aller Art, wie sie in der Landwirtschaft in großen Mengen anfallen,
aber auch aus Produkten der Forstwirtschaft, also beispielsweise nicht für andere
Energiezweige nutzbaren Holzabfällen, etwa ersten, Laub, Baumrinde und so weiter,
gewinnt im Zeichen der drohenden Energieverknappung von bisher Ublichen fossilen
Energiequellen aber auch noch zu erschließenden und mit erheblichen Anfangsschwierigkeiten
belasteten Nutzungen der Kernenergie immer größere Bedeutung.
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Jährlich wurden große Mengen anfallender Bioenergie, beispielsweise
Stroh, Strauchwerk, die nicht edlen Teile von Gemüsepflanzen und dergleichen mehr,
ungenutzt vernichtet.
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Es ist aus der Vergangenheit unter anderem bekannt, gehäckseltes Holz
in entsprechenden Reaktoren zu vergasen und das Generatorgas zum Betreiben von Motoren
zu benutzen, und es ist auch ganz allgemein bekannt, bioenergetische Materialien
in Silos von oft erheblicher Dimensionierung zu speichern, um sie dann irgendeiner
Weiterverarbeitung zuführen zu können.
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Sowohl die Speicherung als auch die Weiterverarbeitung, etwa in Schwel-
und Pyrolysereaktoren, als schließlich auch die Kondensation der gewonnenen Gase
ist bei den bisher bekannten Verfahren teilweise mit so vielen Schwierigkeiten verbunden
oder so wenig praktikabel, daß die Nutzung der Bioenergie in diesem Sinne sich bisher
noch kaum einer meßbaren Popularität erfreuen kann.
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Hier setzt die vorliegende Erfindung ein, der die Aufgabe zugrunde
liegt, sowohl die Silolagerung oder Speicherung-bioenergetisch nutzbar zu machender
organisch er Rohstoffe als auch ihre Weiterverarbeitung und schließlic Kondensatgewinnung
derart zu verbessern, daß es möglich wird, die entsprechenden Verfahrensweisen mit
wirtschaftlich vertretbaren und in ihrem Aufbau besonders vorteilhaften Vorrichtungen
ausführen zu können und hierbei die entstehenden Endprodukte gleichzeitig so
attraktiv
zu gestalten, daß sie als begehrte Rohstoffe zur gezielten energetischen Weiterverarbeitung
vorliegen.
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Die Lösung dieser Aufgabe wird für die Verfahrensweise durch die im
Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale erfindungsgemäß gelöst.
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Zur Durchführung des Verfahrens dient die im Kennzeichen des Anspruchs
1 definierte erfindungsgemäße Vorrichtung.
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Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der vorliegenden
Aufgabenlösung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Dadurch, daß das Silo praktisch durch einen an seinem oberen Ende
aufgehängten Sack realisiert wird, bedingt das Eigengewicht der in diesen eingefüllten
Biomasse automatisch die Möglichkeit der luftdichten kontinuierlichen oder diskontinuierlichen
Zuführung weiterer Biomasse bei optimaler Dichtbildung auch für Biomaterialien mit
geringem Raumgewicht, wie Stroh oder dergleichen, und bei optimaler Abfthrungsmbglichkeit
aus dem unteren Bereich des Silosackes sowohl im kontinuierlichen als auch im diskontinuierlichen
Betrieb. Der dem Silosack nachgeschaltete Schwel- und Pyrolysereaktor ermöglich
bei
Verarbeitung auch naßer Rohmasse eine besonders vorteilhafte Vergasung und kontinuierliche
Ascheabführung ohne oder mit nur unstörend anfallenden Schlackeanteilen und die
fraktionierte Destillation der im Reaktor gewonnenen Gase führt zu einer äußerst
vorteilhaften Aufteilung beliebig fein vorgebbarer Fraktionen, ohne daß hierfür
ein erheblicher technischer Aufwand für die erforderliche Vorrichtung notwendig
ist.
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Die beiliegenden Zeichnungen sollen die vorliegende Erfindung anhand
eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung, die der Durchführung
der Verfahrensweise dient, näher erläutern, wobei die Vorrichtung zur Speicherung
und Gewinnung der Bioenergie durch Weiterverarbeitung organischer Rohstoffe aller
Art aus sowohl einzeln verwendbaren als auch in der vorliegenden oder einer anderen
Form hintereinander schaltbaren Einrichtungen besteht, wie hier dem Silosack, dem
Schwel- und Pyrolysereaktor, einer Batterie von Druckkondensatoren und einem Zentrifugalverdampfer
sowie einer Gas-Luft-Mischeinrichtung.
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Es zeigen:
Fig. 1 ein schematisches Übersichtsbild
der Vorrichtung nach der Erfindung; Fig. 2 eine stark vereinfachte Seiten-und Längsdarstellung
des Sacksilos; Fig. 3 eine vorteilhafte Ausführungsform eines Schwel- und Pyrolysereaktors
schematisch im Schnitt; Fig. 4 eine aus drei Batterieeinheiten bestehende Kondensat
ion se inrichtung zu fraktionierten Kondensation des Gases; Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel
eines Zentrifugalverdampfers im Schnitt vereinfacht dargestellt; und Fig. 6 die
schematische Wiedergabe einer Gas-Luft-Mischeinrichtung, die in Verbindung mit der
Vorrichtung nach Fig. 1 wahlweise einsetzbar ist.
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Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung besteht aus einem Behälter
oder Gebäudeteil, in dem ein Silosack 100 aufgehängt ist, aus dem diesem Silosack
nachgeschalteten Schwel- und Pyrolysereaktor 200, dem das Biomaterial aus dem unteren
Bereich des Silosackes 100 über eine Förderschnecke mittig zugeführt wird und hierbei
über ein zentrales Rohr von unten kommend in den Reaktor gedrückt wird,und aus einer
Reihe von Druckkondensatoren 300, mittels derer eine fraktionierte Kondensation
der im Reaktor 200 anfallenden Gase möglich ist, sowie schließlich aus dem Zentrifugalverdampfer
400.
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Die einzelnen Einrichtungen der Vorrichtung nach Fig. 1 zur Durchführung
des vorliegenden Verfahrens werden in den Fig. 3 bis 6 nachfolgend näher beschrieben.
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In Fig. 2 ist in der linken Hälfte der Silosack 100 schematisch in
seiner Seitenansicht und in der rechten Hälfte in Längssicht dargestellt, und zwar
im Schnitt etwa entlang der senkrechten Mittellinie. Wie ersichtlich, erfolgt die
Sackaufhängung 112 über eine Stange oder dergleichen, die mit ihren Endabschnitten
in Lagerungen 113 gehalten wird, welche beispielsweise durch Schienen oder dergleichen
realisierbar sind, so daß die Sackaufhängung 112 in vertikaler Richtung über mehrere
nicht
näher bezeichnete Rollen oder andere Umlenklager mittels
eines Gegengewichtes 114 verschiebbar gehalten ist und somit die Hohe der Sackaufhängung
112 und damit die Ausbuchtung oder Formgebung des Silosackes selbst je nach Füllhöhe
veränderlich einstellbar ist.
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Der Silosack 100 selbst stellt somit praktisch einen entlang seiner
Stirnflächen geschlossenen Schlauch dar, der im aufgepumpten Zustand eine zylindrische
Form einnehmen könnte und der im leeren Zustand schlaff herunterhängt, während er
im gefüllten beziehungsweise teilgefüllten Zustand im Querschnitt annähernd Tropfenform
einnimmt.
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Das Material des so beschaffenen luftdichten Silosackes 100 muß einerseits
so gewählt werden, daß der Silosack auch für Biomaterial mit geringem Raumgewicht,
wie beispielsweise Strohhäcksel, zufolge dessen Eigengewicht und des damit auftretenden
Seitendruckes der Sackwandungen ausreichend elastisch ist, zum anderen aber auch
mechanisch widerstandsfähig genug gegen härtere Materialien, wie beispielsweise
Holzsplitter oder dergleichen, ist. Vorteilhaft kann hier ein gummiertes festes
Leinengewebe oder ein entsprechendes Schichtmaterial aus glasfaserverstärktem oder
anderweitig bewährtem Kunststoff
sein.
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Im oberen stirnseitigen Bereich ist auf der einen Seite des Silosackes
100 ein Einfüllstutzen 119 vorgesehen, der durch eine Verschlußklappe 115 den luftdichten
Abschluß des Silosackes 100 sicherstellt, und durch den das organische Rohmaterial
eingebracht wird. Diametral gegenüberliegend ist im unteren Bereich der anderen
Stirnseite des Silosackes 100 eine Öffnung für eine sich durch die gesamte Länge
des Silosackes 100 in der dargestellten Weise erstreckende Förderschnecke 116 eingebracht,
mittels welcher das im unteren Bereich des Silosackes ausreichend verdichtete Material
problemlos ausgetreqen werden kann.
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Die Förderschnecke 116 wird mittels der Schneckenwelle 117 über einen
Motor 118 angetrieben, der im kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Betrieb
arbeiten kann, wobei eine rückgekoppelte Steuerung R (s.Fig.l) über ein Deckelsieb
im Pyrolysereaktor 200, wie nachfolgend noch näher beschrieben wird, möglich ist.
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Die Formgebung des Sackmantels 111 richtet sich jeweils nach der Gleichgewichtsbedingung
zwischen Gegengewicht 114 und dem Eigengewicht der innerhalb des Sackmantels 111
befindlichen organischen Rohmaterialien.
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Der Sackmantel 111 kann in Abwandlung des dargestellten Ausführungsbeispiels
nach Fig. 2 auch ein doppelwandiger Mantel sein, wobei in den Zwischenraum zwischen
den beiden Sackumhüllungen zusätzlich Druckluft eingegeben werden kann, um eine
weitere Verdichtung des im Silosack 100 befindlichen Biomaterials falls gewünscht
vornehmen zu können. Durch die sich selbst regulierende Formgebung des Silosackes
100 kann keine Luft durch den Einführungsstutzen 119 über die Förderschnecke 116
aus dem Silosack ausgetragen werden, wobei die Austragung über die Förderschnecke
116 lastspezifisch erfolgt.
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Die Realisierung eines Silos für Biomaterialien, insbesondere solchen
von geringem Raumgewicht, ist durch die vorbeschriebene Sackanordnung besonders
wirtschaftlich und problemlos, da sowohl Materialbrücken als auch örtliche Verklumpungen
oder dergleichen Inhomogenitäten des gespeicherten Biomaterials durch die sich selbst
regulierende lastspezifische Dichte vermieden werden.
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In Fig. 3 ist der Schwel- und Pyrolysereaktor im einzelnen näher dargestellt.
Das über die Förderschnecke 116 aus dem Silosack 100 ausgetragene Biomaterial gelangt
über den Schneckenförderer 213, der die Verlängerung der Förderschnecke 116 darstellt,
im unteren Bereich in ein
senkrechtes zentrisch angeordnetes Rohr
214, von dem es oberhalb eines pyramidenstumpfartigen Drehrostes 225 ausgetragen
wird.
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Der Schwel- und Pyrolysereaktor 200 setzt sich im wesentlichen aus
zwei Behältern, nämlich dem Innenbehälter 212 mit dem genannten Drehrost 225 und
dem als Zuführungsschacht dienenden senkrechten Rohr 214 und einem Außenbehälter
211,zusammen. Für den Innenbehälter 212 ist eine übereinandergeordnete doppelte
Luftzuführung 215 vorgesehen. Eine Unterdrucksteuerung regelt bei höherer Materialabnahme
über den Schneckenförderer 213 die Zufuhr zusätzlicher Luft im oberen Kanalbereich.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich, erfolgt die Luftzuführung von den dargestellten Rohrstutzen
ausgehend über zwei übereinanderliegende Ringräume, was in der Darstellung durch
die mit unterstrichener Linienführung angedeuteten Kreise gezeigt werden soll. Infolge
dieser Luftzuführung ist die Ascheaustragung über den kegelstumpfförmigen Drehrost
225 von dieser vollständig getrennt, so daß hierdurch ein intermittierender Betrieb
oder sonstige Störungen von vornherein ausgeschlossen sind und insbesondere auch
die Schlackebildung nahezu vollständig vermieden wird.
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Das Drehrost 225 wird im Ausführungsbeispiel mittels eines Motors
216 angetrieben. Es ist jedoch auch ein anderer Antrieb, beispielsweise über eine
manuell betätigbare Kurbel oder dergleichen möglich. Der Ascheaustrag wird durch
die Schräglage des Drehrostes 225 gegenüber der Strömungsrichtung der zugeführten
Frischluft erheblich unterstützt. Die durch den Drehrost 225 nach unten fallende
Asche wird über die Ascheentnahme 217 abgeführt, was sich insbesondere bei solchen
Biomaterialie mit hohem Ascheanteil, wie zum Beispiel Stroh,fUr den Betrieb der
Vorrichtung als äußerst vorteilhaft erweist.
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Der im vorliegenden Ausführungsbeispiel als senkrechtes Rohr 214 ausgebildete
Zuführungsschacht für das über den Schneckenförderer 213 zugeführte Biomaterial
endet oberhalb des Drehrostes 225 im Innenbehälter 212 des Reaktors oberhalb der
Brennzone. Die vertikale Führung des Biomaterials, also das Hochdrücken desselben
gegen den vorhandenen Materialdruck im Innenbehälter, wird dadurch erreicht, daß
entweder die Förderschnecke 213 unterhalb des Zuführungsschachtes 214 geteilt ist,
wobei die beiden Hälften gegenläufig in Drehung versetzt werden, oder daß der Schneckenförderer
unterhalb des Zuführungsschachtes so ausgebildet ist, daß er seine Windungsrichtung
ändert, also beispielsweise von einer Linkswindung
in eine Rechtswindung
übergeht oder umgekehrt.
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Schließlich ist es auch denkbar, dem Zuführungsschacht mit einer geeigneten
Bogenkrümmung in den Schneckenschacht übergehen zu lassen, so daß hierdurch die
dann unterhalb des Zuführungsschachtes endende Förderschnecke das von ihr geförderte
Biomaterial automatisch in das senkrechte Rohr hinein und in diesem nach oben drückt.
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Der Zuführungsschacht 214 kann an den Seiten unterhalb des Rostes
perforiert.ausgefühtt sein. Durch diese Lochungen können dann schon im unteren Bereich
Pyrolysegase mit einem relativ hohen Wasseranteil entweichen, die durch das Drehrost
in die Brennzone gelangen und die Brenntemperatur absenken. Hierdurch kann die Schlackebildung
bei einer gleichzeitigen Erhöhung des Vergasungswirkungsgrades zusätzlich weiter
verhindert werden. Die seitlichen Perforationen können durch einen Blechring höhenvariabel
gehalten werden und hierdurch die Brenntemperatur geregelt werden.
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Der beispielsweise als Schwelvergaser arbeitende Reaktor läßt sich
so einstellen, daß das entstehende Gas von homogener Zusammensetzung ist, wobei
auch lastspezifische Nachteile für Inhomogenitäten in der Gaszusammensetzung
vermeidbar
sind. Bei reinem Gasbetrieb-wird das Biomaterial solange in den Reaktor eingebracht,
bis der Innenbehälter 212 gefüllt ist, wobei das Material dann an einem oberen höhenverschiebbaren
Siebboden 219 anstößt und diesen anhebt. Über einen Sebelmechanismus oder dergleichen
läßt sich unter Einschaltung einer Regeleinrichtung 220 der den Schneckenförderer
213 antreibende Motor rückgekoppelt steuern, also beispielsweise bei Erreichen eines
bestimmten Füllhöhenstandes abstellen.
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Wenn der Reaktor 200 im Mischbetrieb für die Erzeugung sowohl von
Gas als auch Biokohle arbeitet, kann die Steuerung über den Siebboden 219 abgeschaltet
werden und hierfür eine Regelung über ein Thermoelement 218 erfolgen, das den Motor
des Schneckenförderers 213 so regelt, daß im oberen Reaktorteil, also an der Stelle
des Thermoelementes 218 stets eine konstante Temperatur gegeben ist.
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Der der Zufuhr des Biomaterials auf diese Weise proportionale Gasanfall
wird über den Gasauslaß 221 einer nachfolgend noch näher zu beschreibenden fraktionierten
Druckkondensation unterworfen. Die anfallende Biokohle wird aus dem Kohleauslaß
222 ausgetragen.
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Dadurch, daß das in den Innenbehälter 212 eingebrachte Biomaterial
schon innerhalb des senkrechten Rohres 214 stark vorerhitzt wird und im Reaktor
selbst mit hoher Wärme beaufschlagt wird, ist das Material im oberen Reaktorbereich
bereits weitgehend verkohlt.-An dem heißen Material, das durch die heißen Generatorgase
durchströmt wird, spalten sich die meisten entstehenden Teerfraktionen bereits in
leichtere Fraktionen auf,so daß nur noch ein sehr geringer Teeranteil in den Kondensator
gelangt.
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Durch die mittige Einführung des Biomaterials oberhalb der Brennzone
kann die Feuchtigkeit vorteilhaft entweichen, ohne daß innerhalb der Brennzone durch
diese eine Abkühlung erfolgt, was wiederum su einer weitgehend homogenisierten kleinstückigen
Biokohle, die am Kohleauslaß 222 entnehmbar ist, führt.
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Der Raum zwischen dem Innenbehälter 212 und dem Außenbehälter 211
ist auch bei reinem Generatorgasbetrieb mit kleinstückiger Biokohle gefüllt, die
die hochsiedenden Teere zurückhält und deren Aufspaltung durch die Generator abwärme
sehr.vorteilhaft fördert.
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Aus dem Vorstehenden wird deutlich, daß der Reaktor 200 in vorteilhafter
Weise sowohl als Generatorgaserzeuger und zur Pyrolyse als auch in Kombination mit
der
Generatorgaserzeugung eingesetzt werden kann.
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Das den Reaktor 200 verlassende Gas wird einer Druckkondensatoreinrichtung
zugeführt, die sich als Batterie einer Mehrzahl von untereinander gleichen Batterieeinheiten
darstellt, wodurch eine beliebige Feinfraktionierung des anfallenden Kondensates
möglich wird. Die fraktionierte Druckkondensatoreinrichtung 300 wäscht die kondensierbaren
Bestandteile des Gases unter Druck aus, wobei bei vorgebbaren Temperaturen das Kondensat
in besonderer Weise in einen Radialverdichter eingespritzt wird und sich durch die
aus Fig. 4 ersichtliche Reihenanordnung der Druck von Batterieeinheit zu Batterieeinheit
aufbaut. Durch die Anordnung ergibt sich, daß der bei niedrigen Temperaturen siedende
Kondensatanteil in der Batterieeinheit mit dem höchsten Druck ausgewaschen wird,
wobei eine Expansionsturbine die letzte Gebläse-Wascheinrichtung antreibt.
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Im einzelnen ist aus Fig. 4,in dem als Ausführungsbeispiel nur drei
Batterieeinheiten hintereinander geschaltet sind, dargestellt, daß jede Batterieeinheit
sich durch einen Behälter kennzeichnet, der mit einem Kühlmantel 312 versehen ist,
durch den im unteren Bereich auf der einen Seite die Gaszuführung 311 vorgesehen
ist.
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Im Kopfteil treibt ein Motor 315 eine Radialpumpe 316 an, die die
Kondensatflüssigkeit gegen einen Radialverdichter 314 gewissermaßen einen Fltssigkeitsschirm
bildend schleudert.
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Die Kühlflüssigkeit für den Kühlmantel 312 wird durch ein Regelventil
313 auf einer für die jeweilige Kondensatfraktion optimal einstellbaren konstanten
Temperatur gehalten. Die Radialpumpe 316 saugt das Kondensat durch die nicht näher
bezeichnete dargestellte Hohlachse aus dem unteren Bereich jeder Batterieeinheitan,
woraufhin es im oberen Bereich radial auf die Leitbleche des Radialverdichters aufprallt,
so daß die vorhandenen Gase den genannten Flüssigkeitsschirm durchströmen müssen,
wobei infolge der Zentrifugalwirkung das Auswaschen vor allem im Bereich höchster
Verdichtung vorgenommen wird.
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Die jeweilige Kondensatfraktion wird über ein Schwimmerventil 317
jeder Batterieeinheit entnommen, um dann einem Zentrifugal'verdampfer 400 zur Aufbereitung
zugeführt zu werden. Wie vorstehend erwähnt, sind die Batterieeinheiten der Druckkondensationsvorrichtung
300 untereinander gleich aufgebaut, wobei die letzte Einheit sich von den vorhergehenden
jedoch insofern unterscheidet, als
diese durch eine Expansionsturbine
318 angetrieben wird, die über ein Drosselventil 319 bei entsprechendem Anströmwinkel
in Drehung versetzt wird. Auf diese Weise läßt sich mittels des Drosselventils 319
der Druck innerhalb der Vorrichtung auf einfache Weise regeln. An jeder Kondensatorstufe,
also Batterieeinheit, erfolgt eine Kühlung, so daß der gesamte Energieaufwand zur
Verdichtung minimal gehalten werden kann. Der stufenweise Druckaufbau von Batterieeinheit
zu Batterieeinheit sichert daß die relativ hoch siedenden Kondensationsanteile bei
relativ niedrigen Temperaturen auskondensiert und die relativ niedrig siedenden
Bestandteile bei relativ hohen Drücken auskondensiert werden. Diese fraktionierte
Druckkondensation ist grundsätzlich für alle Kondensationsvorgänge anwendbar und
ermöglicht den Übergang von einer fraktionierten Destillation zur fraktionierten
Bondenstation1 was insbesondere für die pyrolytische Aufarbeitung organischer Rohmaterialien
von erheblicher Bedeutung ist.
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Die vorstehend genannte Zentrifugalverdampfung wird mittels des Zentrifugalverdampfers
400 (s.Fig.l) durchgeführt, der im einzelnen in Fig. 5 im Schnitt dargestellt ist.
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Der Zentrifugalverdampfer 400 destilliert kontinuierlich aus den anfallenden
?5lfraktionen die LeichtOle und Mittel-Öle aus, während die schwereren ble wieder
in die
Zuführungsschnecke des Reaktors 200 zurückgeführt werden.
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Das Kondensat der ersten Batterieeinheit der Druckkondensationseinrichtung
300 wird, wie aus Fig. 5 im Zusammenhang mit Fig. 1 zu ersehen ist, über eine Axialbohrung
einer Achse 411 in den Innenraum des Zentrifugalverdampfers eingepumpt, um im Bereich
des Kondensatauslasses 413 und die dort vorgegebene Querbohrung durch die Achse
411 radial an den als Verdampferwandung ausgebildeten Innenmantel 412 des Zentrifugalverdampfers
geschleudert zu werden. Um diesen Vorgang möglichst im unteren Bereich des Innenmantels
412 konzentriert zu halten, ist eine Tellerscheibe 414 vorgesehen, mittels der verhindert
wird, daß das Kondensat beim Einspritzen bereits in den oberen Bereich des Innenmantels
412 gesaugt wird. Ein überhitztes Einführen des Kondensats beschleunigt den Destillationsvorgang.
Im Abstand oberhalb der Tellerscheibe 414 endet zentrisch zum Innenmantel 412 ein
Dampf absaugrohr 415, über das die Dampfphase abgesaugt wird, um einem Verdichter
416 zugeführt zu werden,.woraufhin der Verdichtete Dampf in der dargestellten Form
in einen Ringraum 417 der Ummantelung des Zentrifugalverdampfers 400 einfließt und
dort unter Druck auskondensiert.
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Die hierdurch anfallende Kondensationswärme wird über den Innenmantel
412 wieder in den Innenraum übertragen.
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Eine hohe Drehzahl des über die Achse 411 angetriebenen Zentrifugalverdampfers
stellt sicher, daß das Kondensat in einem sehr fein verteilten Sprühregen ständig
nach oben gewirbelt wird, was zu einer sehr intensiven Dampfwäsche führt, wobei
die am Außenmantel des Zentrifugalverdampfers anfallende dünne Flüssigkeitsschicht
ständig abgerissen wird, was die Wärmeübertragung auf den Verdampfer weiter vorteilhaft
beeinflußt. Uber den Kondensationsauslaß 418 wird das Kondensat dem Zentrifugalverdampfer
entnommen.
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Die Destillation der im Ringraum 417 anfallenden Fraktion erfolgt
bei Unterdruck mittels eines Heizmediums nach dem Prinzip des Wärmetauschers über
einen Teil der Rohrleitung 419, wobei bereits geringe Erwärmung genügt, so daß auch
sehr empfindliche Fraktionen destillierbar sind. Dadurch, daß die schwereren Fraktion
in den Reaktor zurückgeführt werden und dort erneut aufgespalten werden, ist es
nur erforderlich, einen Teil der Leicht- und Mitteldle abzudestillieren, da in den
nachgeschalteten Durchläufen die Destillation erneut ausführbar ist.
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Der in Fig. 5 dargestellte Zentrifugalverdampfer ist außer für das
hier beschriebene Anwendungsgebiet auch anderweitig einsetzbar, so beispielsweise
für die Destillation von Salzwasser zur Trinkwasserge-- winnung.
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In Fig. 6 ist schließlich noch eine Gas-Luft-Mischeinrichtung skizziert
dargestellt, die in der ersten Kondensationsstufe unter Ausnutzung des vorhandenen
Gasdruckes durch einen Gasdruckturbolader das Verbrennungsgas bzw. Pyrolysegas vorverdichten
kann und annähernd auf einen Druck bringen kann, der in der zweiten Batterieeinheit
vorherrscht, wobei in der zweiten Batterieeinheit oder Druckkondensationsstufe mit
dieser Vorrichtung in einem Gasstrahlrohr eine Mischung des vorliegenden Gases mit
Luft dosiert durchführbar ist, wodurch insbesondere Restdifferenzen im Fördervolumen
des Gases ausgeglichen werden können.
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Die Gas-Luft-Mischeinrichtung arbeitet mit einem Vordruck des Gases,
dessen Fördervolumen durch die Verdichter im Kondensator geregelt wird. Das Gas
tritt über einen Einlaß 511 in die Mischeinrichtung ein. Zu Beginn des Prozesses
oder bei einem Ausfall des Motors wird das Gas durch das Ventil 512 abgelassen.
Während des
Motorbetriebes wird das Gas durch ein Magnetventil
513 in die Mischeinrichtung geleitet. Das Magnetventil dient zugleich als Sicherheitseinrichtung
. Es schließt sich, wenn der Motor unter eine gewisse Drehzahl fällt.
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Das Ansaugen der Luft über eine Ansaugleitung 516, deren Vorverdichtung
und Druckangleichung an den Gasdruck erfolgt durch einen Gasdruck-Turbolader 514,
der auf der Gasdruck-und der Luftansaugseite je eine kleine Turbine hat, die starr
miteinander gekoppelt sind.
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Durch den expandierten Gasdruck wird die Luft vorverdichtet. Gasdruck
und Luftdruck werden auf diese Weise in Abhängigkeit vom Fördervolumen des Gases
aneinander angepaßt. Die Mischung von Gas und Luft erfolgt dann in einem Gasstrahlrohr,
wo auch ein restlicher ffberdruck des Gases zum Ansaugen der Luft genutzt wird.
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Die exakte Regulierung des Gas-Luft-Verhältnisses kann durch eine
zusätzliche Drossel erfolgen.
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