DE3151476C2 - Schachtgenerator zur Erzeugung von Brenngas aus organischem Material - Google Patents

Abstract

Für einen Schachtofen zur diskontinuierlichen Erzeugung von Brenngas aus organischem Material wird eine Zündeinrichtung zur Inbetriebsetzung des Schachtofens angegeben. In dem Schachtofen werden insbesondere organische Abfälle vergast, die am Kopf des Schachtofens aufgegeben werden und den Schacht in einer Schüttgutschicht unter Einwirkung der Schwerkraft durchwandern. Die Schüttgutschicht im Schachtofen wird von einer konisch ausgebildeten Austrag einrichtung abgestützt, die gekühlt und drehbar gelagert ist. Im Schachtofen wird das zu vergasende Material zunächst getrocknet und nachfolgend unter Zufuhr von Vergasungsmitteln entgast. Dabei bildet sich oberhalb eines zwischen Austragseinrichtung und Schachtofenwand gebildeten Austragsspaltes bei Betrieb des Schachtofens ein Glutbett aus. Um eine Inititalzündung des Schachtofens bei diskontinuierlichem Betrieb zu erreichen, ist unterhalb einer Zuführung (12) für Vergasungsmittel im Bereich der Vergasung (17) des Materials zumindest ein elektrisches Zündelement (18) angeordnet, das mit dem Material der Schüttgutschicht (2) in Berührung steht und zur Zündung des Materials mit einer elektrischen Spannungsquelle (21) verbindbar ist.

Description

F i g. 1 und 2 zeigen den unteren Teil eines Schachtgenerators 1, dem zu vergasendes organisches Material, insbesondere organische Abfälle, über eine in der Zeichnung nicht dargestellte Materialaufgabe am Schachtkopf zugeführt wird. Im Innenraum des Schachtgenerators wird vom eingebrachten Material ein Schüttgutbett 2 gebildet Im Schacht bewegt sich das Material unter Einwirkung der Schwerkraft nach unten. Unterhalb der in der Zeichnung nicht dargestellten Vcrwärmzene im Schacht befindet sich eine drehbar gelagerte Austragvorrichtung 3, die das Schüttgutbett abstützt Die Austragvorrichtung 3 ist zentral im Schacht angeordnet und verjüngt sich gegen die Durchlaufrichtung des Schüttgutes konisch zum Schüttgutbett 2 hin. Am unteren Konusrand 4 der Austragvorrichtung 3 befindet sich ein Austragspalt 5 als Ringspak zwischen Konusrand 4 und Schachtwand 6. Durch den Austragspalt 5 hindurch fällt das vergaste Gut auf ein Aschebett 8 und wird von dort mit Schaufeln 9, die an der Unterseite der Austragvorrichtung 3 befestigt sind und bis zum Boden des Aschebettes 8 reichen, beim Drehen der Aujtragvorrichtung zwangsweise zur im Schachtofen angeordneten Asclierutsche 10 transportiert

Am Austrag 7 ist eine Ableitung 11 zum Absaugen des im Schachtofen gebildeten Brenngases angeschlossen. Die im Schüttgutbett 2 gebildeten Gase strömen im Schachtgenerator in Durchlaufrichtung des Materials nach unten und werden nach teilweiser Oxidation und Cracken hochmolekularer Verbindungen nach Zugabe von Vergasungsmitteln als Brenngase ggf. über einen Zwischenspeicher zu einer Brennkammer geführt Zwischenspeicher und Brennkammer sind in der Zeichnung nicht dargestellt

Zentral durch die Austrageinrichtung 3 ist eine Zuführung 12 für Vergasungsmittel geführt. Die Zuführung 12 mündet am Konoskopf 13 der Austragvorrichtung 3. Eine zusätzliche Vergasungsmittelzufuhr 14 leitet einen Sekundärgasstrom des Vergasungsmittels im Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 in den Innenraum der Austragvorr-:htung 3 ein und über einen oder mehrere schlitzförmige Vergasungsmitteleinlässe 15 am Konusrand 4 zum Fuße der konischen Austragvorrichtung 3. Der Sekundärgasstrom wird über den oder die Vergasungsmittelauslässe 15 25 bis 30 cm oberhalb des Austragspaltes 5 in das Schüttgutbett eingeleitet Unter Zufuhr des Vergasungsmittels bildet sich an dieser Stelle im Schüttgut unmittelbar vor Austritt des Schüttgutes durch den Austragspalt 5 ein Glutbett 16 aus. Oberhalb des Glutbettes 16 ist im Schüttgutbett 2 ein Bereich der Vergasung 17 ausgebildet Unter Zufuhr von Vergasungsmiftel über die Zuführung 12 wird ein Teil des in der Vorwärmzone im Schachtgenerator entstehenden Schwelgases verbrannt und die Temperatur in der Schüttgutschicht erhöht. Bei einer Temperatur im Bereich zwischen 400 bis 1000° C wird das organische Abfallmaterial vergast

Im unteren Teil des Bereiches der Vergasung 17 oder unterhalb dieses Bereiches befindet sich ein elektrisches Zündelement 18. Das Zündelement ist ais Zündspirale ausgebildet und weist innerhalb eines Schutzmantels 19 eine in deF Zeichnung nicht dargestellte Heizwendel auf. Das Zündelement ist über einen Schalter 20 mit einer elektrischen Spannungsquelle 21 verbindbar. Mit dem Material im Schüttgutbett steht das Zündelement 18 in Berührung. Es ist in einem Bereich angeordnet, in dem das Material in verkokter Form vorliegt. Zur Initialzündung des Glutbettes IC erhitzt das Zündelement 18 das Material bis auf eine Temperatur, bei der es unter Zufuhr von Vergasungsmittel selbsttätig zündet

Das Zündelement 18 ist im AusführuRgsbeispiel nach F i g. 1 am SConusrand 4 der Austragvorrichtung 3 am Vergasungsmittelauslaß 15 der in das Glutbett 16 mündenden zusätzlichen Vergasungsmittelzufuhr 14 angeordnet. Dabei ist das Zündelement am gesamten Umfang des Konusrandes 4 befestigt Um die Initialzündung des Glutbettes 16 zu entfachen ist es jedoch auch ausreichend, wenn am Konusrand der Austrageinrichtung 3 nur Segmentstücke mit parallel an der Spannungsquelle 21 angeschlossenen Zündelementen vorgesehen sind.

Die Parallelschaltung der Zündelemente erhöht die Einsatzbereitschaft des Schachtgenerators zur Brenngaserzeugung insbesondere für den Fall, daß der Betrieb einzelner Zündelemente gestört ist und diese Elemente für die Zündung des Schachtgenerators ausfallen sollten.

Zur Kühlung des Züiidelements 18 dient das am Vergasungsmittvileinlaß 15 in das Glutbett 16 ausströmende Vergasungsmittel. Durch diese Anorc^-ang des Zündelementes 18 ist eine sehr einfache Kühlung gegeben. Das Zündelement bleibt so auch bei Betrieb des Schachtofens, also dann, wenn im Glutbett 16 eine Temperatur bis zu 1000⁰C erzeugt wird, vor Überhitzung geschützt. Zur Kühiung des Zündelements 18 lassen sich auch andere Maßnahmen durchführen, beispielsweise eine Kühlung mittels eines Kühlmittels, das unmittelbar im Innenraum des Schutzmantels 19 strömt.

Als Schutz des Zündelements 18 gegen zum Austragspalt 5 gleitendes Gut und als Abdeckung für das Zündelement dient im Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 die konische Wand der Austragvorrichtung 3 selbst. Das Zündelement ist am Vergasungsmitteleinlaß 15 verdeckt von der Wand der Austragvorrichtung 3 angeordnet und steht an seiner der Schüttgutschicht zugewandten Seite mit dem zum Äustragspait 5 hin gleitenden Material in Berührung. Bei kaltem Schachtofen wird nach Einschalten des Zündelements über den Schalter 20 das am Vergasungsmittelauslaß 15 liegende Gut auf eine Temperatur erhitzt, bei der es unter Zufuhr von Vergasungsmittel selbsttätig zündet.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig.2 ist ein Zündelement 22 im unteren Bereich der Austragvorrichtung 3 an der Schachtwand 6 befestigt. Das Zündelement 22 befindet sich unmittelbar am Einlaß 23 einer zusätzlichen Vergasungsmittelzufuhr. Der Vergasungsmitteleinlaß 23 in der Schachtwand 6 befindet sich im Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 - in gleicher Weise wie der Vergasungsmitteleinlaß 15 beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 — in einem Abstand von 25 bis 30 cm oberhalb des Austragspaltes 5.

Das Zündelement 22 des Ausführungsbeispieies nach F1 g. 2 is-: in gleicher Weise wie das Zündelement 18 des Ausführungsbeispiels nach F i g. 1 als Zündspirale ausgebildet und weist innerhalb eines SchutzmaEtels 25 eine in der Zeichnung nicht wiedergegebene Heizwendel auf. Zündspiralen lassen sich in einfacher Weise montieren und an hierfür vorgesehenen Wandungen befestigen. Die Heizwende! des Zündelements 22 ist über einen Schalter 26 mit einer Spannungsquelle 27 verbindbar. Zum Schutz des Zündelements vor im Schachtofen zum Austragspalt 5 gleitendem Gut ist das Zündelement 22 in einer Ausnehmung der Schachtwand 6 untergebracht. Die Schachtwand 6 <vird vom zusätzlichen Vergasungsmittel gekühlt, das aus einem Vergasungsmitteleinlaß 23 ausströmt. Die Schachtwand 5 ist hierzu doppelwandig ausgeführt. Der auf diese Weise gebildete Hohlraum

dient der Führung des Vergasungsmittels.

Die Anordnung der Zündelement 18 und 22 im Bereich der Vergasung, insbesondere in einem Bereich, in dem das in den Schachtofen eingebrachte organische Material bereits stark verkokt ist, erleichtert die Initial- s zündung des Materials. Mit der Zündeinrichtung gemäß der Erfindung ist ein diskontinuierlicher Schachtgeneratorbetrieb aufrechtzuerhalten. Die Zündelemente sind geeignet, Zündtemperaturen im Bereich bis zu 1000° C •ru erzeugen. Die hierzu erforderlichen elektrischen An-Schlüsse 28 für das Ausführungsbeispiel nach F i g. I und 29 für das Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 sind in der Zeichnung angedeutet. Der Anschluß 28 wird im Innenraum der Austragvorrichtung 3 durch die zusätzliche Vergasungsmittelzufuhr 14 nach außen geführt, der An-Schluß 29 wird unmittelbar innerhalb der Schachtwand 6 verlegt. Die Schalter 20 und 26 sowie die Spannungsquellen 21 und 27 befinden sich zugänglich außerhalb ucs ocirauMiuiciis.

Das die Austragvorrichtung 3 zum Konuskopf 13 durchströmende Vergasungsmittel, das als Primär-Vergasungsmittel in die Schüttgutschicht eingeleitet wird, sowie der beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 den Innenraum der Austragvorrichtung durchströmende Sekundär-Vergasungsmittelstrom wirken zugleich als Kühlmittel und verhindern eine Überhitzung des Konas der Austragvorrichtung. Zugleich wärmt sich das Vergasungsmittel vor Eintritt in die Schüttgutschicht auf.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims (5)

1 2 vgl. CH-PS 2 37 155. Patentansprüche: ' Eine rasche Zündung des Generators läßt sich auch mit dem aus FR-PS 9 72 733 bekannten Zündaggregat

1. Schachtgenerator zur Erzeugung von Brenngas nicht erreichen, der auf gleiche Weise arbeitet Der aus organischem Material, insbesondere Abfällen, 5 Zündbrennstoff wird in einem besonderen Gehäuse mitwobei sich am Schachtkopf eine Materialaufgabe zu tels ringförmiger elektrischer Widerstände gezündet einem Schüttgutbett des Vergasungsmaterials befin- und dann in den Generator mit Luft eingeblasen. — det, das von einer im unteren Bereich zentral im Auch bein? Gegenstand der DE-PS 8 83 486 erfolgt die Schacht angeordneten, zum Schüttgutbett hin koni- Zündung auf diese Welse Gemäß der DE-PS '."> 70 59b sehen Austragvorrichtung gestützt wird, die drehbar io wird die Vergasungsluft nach Erhitzen elektrisch begelagert ist und an der sich oben eine Zuführung für heizter Kanäle durch diese in den Brennstoff zu dessen Vergasungsmittel befindet, und zwischen deren un- Zünden eingeblasen. — Die CH-PS 2 20 709 hat einen terem Rand und der Schachtwand ein Austragspalt Elektroanzünder mit in Nuten verlegter Heizspirale gebildet ist, und unter der im Schachtboden eine zum Gegenstand der mit einem Griff versehen ist und Ascherutsche und eine Ableitung für das Brenngas 15 durch ein Zündloch des Generators in den Brennstoff angeschlossen ist, dadurch gekennzeich- gestecktwird

net, daß am unteren Umfangsbereich der Austrag- Aufgabe der Erfindung ist es, eine Zündeinrichtung

vorrichtung (3) an der Schachtwand ein mit dem für den vorausgesetzten Abfall-Schachtgenerator zu:

Vergasungsmaterial in Berührung stehendes elektri- Erzeugung von Brenngas zu schaffen, die auch bei dissches Zündelement (18,22) unter einem Vergasungs- s> kontinuierlichem Betrieb des Generators ein gleichmä-

mitteleinIaSä3) angeordnet ist. ßiges Zünden des Glutbettes gestattet, so daß sich eine

2. Schachtgenerator zur Erzeugung von Brenngas kurze Anlaufphase für den Betrieb des Schachtgeneraaus organischem Material, insbesondere Abfällea tors ergibt.

wobei sich am Schachtkopf eine Materialaufgabe zu Diese Aufgabe wird bei dem Schachtgenerator der einem Schüttgutbett des Vergasungsmaterials befin- 25 eingangs genannten Art durch die in den Patentansprüdet das von einer im unteren Bereich zentral im chen 1 oder 2 angegebenen Merkmale gelöst Schacht angeordneten, zum Schüttgutbett hin koni- Zur Zündung des<Glutbettes ist unternalb der Zufühschen Austragvorrichtung gestützt wird die drehbar rung für Vergasungsmittel im unteren Bereich der Ausgelagert ist und an der sich oben eine Zuführung für tragvorrichtung an deren Umfang ein elektrisches Vergasungsmittel befindet, und zwischen deren un- 30 Zündelement angeordnet, das mit dem Material im terem Rand und der Schachtwand ein Austragspalt Schüttgutbett in Berührung steht Das Zündelement ist gebildet ist, und unter der im Schachtboden eine mit einer elektrischen Spannungsquelle verbindbar und \scherutscbe und eine. Ableitung für das Brenngas wird zur Initialzündung des Glutbetts eingeschaltet soangeschlossen ist dadurch gekennzeichnet daß das bald zur Energieerzeugung Brenngas benötigt wird Zündelement (18) am Konusrv<d (4) und dort am 35 Mittels des Zündelernentes wird das Materia! erhitzt Ausgang eines unteren zusätzlichen Vergasungsmit- und auf eine Temperatur gebracht bei der es unter Zuteleinlasses (14) der Austrageinrichtung (3) angeord- fuhr von Vergasungsmittel selbsttätig zündet Das net ist Zündelement ist am unteren Umfangsbereich der Aus-

3. Schachtgenerator nach Anspruch 1 oder 2, da- tragvorrichtung in Berührung mit dV Schüttgutschicht durch gekennzeichnet, daß das Zündelement (18,22) 40 angeordnet Das im Schüttgutbett in Schwerkraftrichnach oben gegen das Schüttgutbett (2) hin abge- tung wandernde organische Materis! liegt in diesem Bedeckt ist reich bereits in verkokter Form vor. Die Zündtempera-

4. Zündelement gemäß einem der vorangehenden tür zur Selbstzündung des Materials ist somit weitge-Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß es in meh- hend unabhängig von den Materialeigenschaften des in rere Segmente unterteilt ist. 45 den Schachtgenerator aufgegebenen organischen Ma-

5. Zündelement nach einem der vorangehenden terials.

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es mit ei- Vorteilhaft ist es, das Zündelement zu kühlen, damit

ner in seinem Mantel (19) angeordneten Innenküh- die Zündeinrichtung während des Betriebs des Schacht-

lung versehen ist. ofens nicht überhitzt wird. Dies läßt sich durch Anord-

ä> nen des Zündelementes am Konusrand der Austragvor-

richtung und dort am Ausgang eines unteren zusätzlichen Vergasungsrnittelauslasses erreichen. Eine Abdekkung schützt das Zündelement gegen das im Schüttgut-

Die Erfindung betrifft einen Schachtgenerator zur Er- bett unter Einwirkung der Schwerkraft zum Austragzeugung von Brenngas aus organischem Material, ins- 55 spalt gleitende Material. Weitere vorteilhafte Weiterbilbesondere Abfällen, wie er im Oberbegriff des Patent- düngen sind die Unterteilung der Zündvorrichtung in anspruches 1 angegeben ist und durch die DE-OS einzelne Segmente sowie deren Innenkühlung beim Ge-975 zum Stand der Technik zählt. neratorbetrieb als Überhitzungsschutz.

Es ist bekannt, Schachtgeneratoren der vorgenannten Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausfüh-

Art für den Dauerbetrieb auszulegen, zumindest wer- ω rungsbeispieien näher erläutert, die in der Zeichnung

den sie mehrere Stunden kontinuierlich betrieben. Da- schematisch wiedergegeben sind. Die Zeichnung zeigt

bei wird das Glutbett zur Initialzündung mit Lanzen im einzelnen

oder Fackeln entfacht die in den Schacht in den Bereich F i g. 1 Schachtofen mit konischer, drehbar gelagerter

des sich ausbildenden Glutbettes eingeführt werden. Austrageinrichtung und am unteren Konusrand der

Bekannt sind auch Elektroanzünder, die mit einem An- 65 Austrageinrichtung befestigter Zündeinrichtung;

zündbrennstoff betrieben werden, der mit Luft nach sei- F i g. 2 Schachtofen mit konischer, drehbar gelagerter

ner Zündung in dem Generator eingeblasen wird, um Austrageinrichtung und mit einer an der Schachtofen-

darin das insgesamt zu zündende Material zu entfachen, wand befestigten Zündeinrichtung.