-
Verbrennungsverfahren zur Verwertung von schwer brennbarem
-
Abfallgut und Vorrichtung zur Durchführung desselben.
-
Die Erfindung betrifft ein Verbrennungsverfahren zur Verwertung von
schwer brennbarem Abfallgut, insbesondere von Altreifen und eine Vorrichtung zur
Durchführung desselben.
-
In den vergangenen Jahren hat man in der Müll- und Abfallbeseitigung
große Anstrengungen unternommen. Es wurden auch mit öffentlichen Mitteln GroBverbrennungsanlagen,
insbesondere zur Verwertung von Altreifen entwickelt.
-
Bei derartigen Anlagen müssen u. a. die Vorschriften des Bundes-Immissionsschutzgesetzes
eingehalten werden. Die Auflagen der Umweltbehörden wurden dabei nur mit großem
Aufwand erfüllt.
-
Solche zur Verwertung von Altreifen bekannten Großanlagen machen auch
die Zerkleinerung der Altreifen vor deren Verwertung nötig. In bekannten Anlagen
werden die Reifen nicht verbrannt, sondern verschwelt und man gewinnt aus einer
Tonne Reifen etwa 400 Liter Öl. Eine Anlage kostet z. B. 20 Millionen DM. Aber solche
teuren Großanlagen zur Altreifenbeseitigung sind nicht oder fast nicht wirtschaftlich
betreibbar.
-
(Vergl. Bericht 2/79 Umweltbundesamt, Berlin 1979).
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, genannte Nachteile und Mißstände
zu überwinden und ein Verfahren, insbesondere zur Verwertung von Altreifen zu erhalten,
welches relativ billig in der Investition, wirtschaftlich vorteilhaft betreibbar
und umweltfreundlich ist, d. h. den gesetzlichen Vorschriften gerecht wird.
-
Die Aufgabe wird mit den Mitteln des Anspruchs 1 gelöst.
-
Die Erfindung ermöglicht außerdem kompakte und kleine, örtlich in
Entstehungsnähe des Abfallgutes errichtbare, also nicht standortkritische Anlagen
zur Durchführung des Verfahrens mit Gestehungspreisen von nur einem kleinen Bruchteil
der Anschaffungspreise bekannter Anlagen ( u. U. von weniger
als
1 % ).
-
Eine Weiterbildung der Erfindung ermöglicht, daß die Altreifen in
unverändertem Zustand, also ohne Vorbehandlung, d. h.
-
vor allem ohne Zerkleinerung, verwertet werden können und das an Ort
und Stelle, d. h. wo die Altreifen anfallen.
-
Reifenhandelsunternehmen, Autoreperaturwerkstätten, Taxiunternehmen
usw. auch private Haushalte können durch die Erfindung ihren Altreifenbestand kostensparend
und ohne Entsorgungsprobleme in Heizenergie verwandeln.
-
Die Unteransprüche betreffen Weiterbildungen sowohl des erfindungsgemaßen
Verfahrens, als auch von Vorrichtungen zur Durchführung desselben.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren wird zunächst im Zusammenhang mit Hilfe
eines Funktionsschemas ( Fig. 1 ) erläutert. Dabei sieht man in Fig. 1 die Verfahrenszonen
A bis N räumlich distanziert in ihrer zeitlichen Abfolge.
-
Ein Ausführungsbeispiel für eine Vorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens, im folgenden kurz Reaktor genannt, wird im folgenden anhand der Figuren
2 bis 6 beschrieben. Dabei zeigt: Fig. 2 einen ebenen Schnitt durch die Darstellung
der Fig. 3 links von deren Mittellinie M und in Richtung der Pfeile II - II, wobei
in Fig. 2 das Abfallgut die Räume a bis j für die Verfahrensschritte im Uhrzeigersinn
durchwandert, während Fig. 3 die Ansicht in Richtung des Pfeiles III der Fig. 2
zeigt.
-
Fig. 4 zeigt eine Variante zu Fig. 2 und weitere Einzelheiten, Fig.
5 vergrößert Schnitt wie Fig. 2, aber in Gegenrichtung ( Pfeile V - V ).
-
Fig. 6 zeigt eine Ausführungsvariante mit welcher anfallendes Hartgut
bequem auch bei vollem Betrieb entnommen werden kann.
-
Fig. 1 erläutert mittels schematischer Skizze das erfindungsgemäße
Verbrennungsverfahren. Das noch unveränderte Abfallgut z. B. Altreifen, kommt nach
einer ersten Wegstrecke A-S auch dort durch sein Eigengewicht in den Anfangsbereich
C einer Oxydationszone D, der schon zu einer ersten Zone Z1 gehört, die unter Brenngaszufuhr
steht, sodaß in der Zone 1 schon am Anfang
eine relativ hohe Temperatur
erreicht wird, die aber im weiteren Bereich dieser Zone Z1 der Brenngaszufuhr noch
weiter in Wanderungsrichtung ansteigt.
-
Der Transport des Abfallgutes erfolgt also in den Verfahrensbereichen
A O C durch sein Eigengewicht.
-
Im Anfangsbereich C der Zone Z1 wird der in Wanderungsrichtung nur
stetig sich verändernde Führungsquerschnitt des das Abfallgut umhüllenden Kanals
nur in einer Dimension keilartig verengt und in ihrem Endbereich D der Zone Z1 ist
die Wanderungsrichtung schon das erste Mal umgelenkt. Die Umlenkungen betragen alle
etwa 90 Grad, wobei jedoch auch eine stärkere Abweichung von diesem Winkel keinen
wesentlichen Unterschied ausmacht. Die Umlenkungen sind außer für die Kompaktheit
des Reaktors ( hierfür ist besonders die Gleichsinnigkeit der Umlenkungen wichtig
) auch deshalb von Bedeutung, weil die Schwerkraft je nach Wanderungsrichtung in,
gegen oder quer zu ihr steht. Auch während und nach einer Umlenkung wird der Kanalquerschnitt
( eindimensional und vor allem ) nicht plötzlich geändert.
-
Das zunächst feste Gut schmilzt schon im Bereich C, sodaß es sich
der Verengung anzupassen vermag. Durch die Umlenkung und die Verengung wird das
Abfallgut quasi abgebremst, sodaß die Verweilzeit in diesem Hochtemperaturbereich
der Brenngaszufuhrzone Z1 am Anfang verlängert wird, was einer weitgehenden Verbrennung
dienlich ist.
-
Danach verläßt das Abfallgut, im wesentlichen gasförmig, jedoch mit
Schwebstoffen noch angereichert, die Zone Z1 um unter waagrechter Fortführung in
der Abstandsstrecke E weiter geführt zu werden und zwar um im Oereich der Abstandsstrecke
durch eine glühende, poröse Metallmasse ( Y ) mit großem Hohlvolumenanteil hindurchgeführt
zu werden. Dabei geschieht einerseits eine vollstündiger Verbrennung des Abfallgutes,
sodaß die SO und NOx -Werte des Abfallgutes nach Passieren der Metallmasse stark
reduziert sind. Andererseits wird das Abfallgut auch gleichzeitig durch dieses gerüstartige
Metall gefiltert.
-
Auch wird im Bereich E ein Teil der Schwebstoffe nach unten ausgefällt.
Hier auch wird der Warmeentzug durch Wärmetauschelernente T E ( an der Oberseite
nutzbringend unterstützt. Vor allem
geschieht dies aber allseitig
in der Zone Z1 mittels der Elemente TZl, wo der Wärmegewinn wegen der viel höheren
Temperatur als in der Zone Z2 grüner ist, obwohl auch in der Zone Z2 mit anschließendem
Verbrennungsfilterbereich G, jedoch auch noch außerdem in den Trockenfilter-Bereichen
H, 1, J ) Wärmetauscher elemente Tz2 vorteilhaft anwendbar sind.
-
Das nun überwiegend gasförmige Abfallgut wird am Ende dieser Abstandsstrecke
E nach einer erneuten Umlenkung gegen die Richtung der Schwerkraft, in der Zone
Z2 nochmals mit Gas-Luft und/oder Sauerstoff vermischt. Nach der Zone Z2 , im Bereich
G, oder schon in ihrem Breich ( F und G ) wird eine erste Filterung des gasförmigen
Abfallgutes vorgenommen. Dabei kann eine Verbrennung in der Filterzone zusätzlich
geschehen, sodaß man diesen Bereich G als " Verbrennungsfilterzone" bezeichnen könnte.
Es versteht sich, daß in der Praxis die zweite Gaszufuhr Z2 von der Filterzone G
u. U. schwer unterscheidbar ist, wenn in der letzteren auch schon Verbrennung geschieht.
Ja in der Praxis kann gerade eine "einfache" Filterzone, ohne seperaten Dxydationsabschnitt,
mit glühfähiger Masse großer Reaktionsfläche bestückt und mit Brenngasgemisch bespült,
als Ausführungsvariante vorteilhaft sein.
-
Die Verfahrensansprüche beschreiben auch noch andere Susgestaltungsvarianten
eindeutig. Dabei dienen die Mehrfachabwinkelungen in den Filterzonen erhöhter Kompaktheit
der zugehörigen Anlage.
-
(Vergl. Ansprüche 13 und 1 als Alternativen).
-
So zeigt die Fig. 1 in ausgezogenen, gestrichelten und punktierten
Linien drei Varianten Alpha, Beta, Gamma der Trockenfilterbereiche 1, J, K und des
Naßfilterbereichs N. Eine Abwinkeluno zusätzlich in die 3. Dimension, senkrecht
zur Zeichenebene der Fig. 1, ist gerade im Falle Alpha oder Beta für kleine Verlustwbrme
vorteilhaft. In den Trockenfilterbereichen I, J, K sind auch Wärmetauschelemente
vorteilhaft verwendbar. Sie unterstützen die Entstaubung des Abfallgutes außerdem.
-
Die Bespülung in den Brenngaszonen ZI, Z2 geschieht also mit Brenngas
wie z.B. Wasserstoff oder Erdgas und Sauerstoff und kann sich auch auf Luft beschränken,
vor allem, wenn bei vollem Betrieb die stationären Temperaturen erreicht sind. Evtl.
kann mit Sauerstoffanreicherung- gegebenenfalls unter Druck mittels Gebläse oder
Luftturbine besonders in der ersten Brenngaszufuhr
Z1 zugeführt
- gefahren werden.
-
Die Zusammensetzung der Gaszufuhr kann auch abgasqualitäts mäßig -
und/oder temperatur - gesteuert werden, oder auch zeitlich begrenzt sein ( Vergl.
Anspruch 18 ).
-
Beim Start der Anlage wird Brenngas mit brennbaren Zusätzen verwendet,
während beim Erreichen der stationären Temperaturen diese Zusätze entfallen können,
da bei Erreichen der vollen Temperatur normale Luft im allgemeinen genügt.
-
Ist das Abfallgut umweltproblematisch, ist es vorteilhaft auch bei
stationärer Temperatur noch etwas Brenngas, oder eine Sauerstoffanreicherung, als
Zusatz zu belassen.
-
Nach Erreichen der stationären Temperaturen kann auch eine Reduzierung
oder " Verarmung " des Brenngases im Bereich der Zone Z2 allein vorgenommen werden.
-
In Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Abfallgut
im Bereich der ersten Brenngaszufuhr Z1 bis vorzugsweise 1200° C, stationär jedoch
mindestens bei 1000° C, und im Bereich der zweiten Gaszufuhr Z2 vorzugsweise bis
zu 800° C, mindestens stationär aber bei 6000 C oxydiert.
-
Verfahrensabfolgen, Wanderungsrichtungen sind Fig. 1 auch unmittelbar
zu entnehmen, (wobei die Richtung A-B-C- die der Schwerkraft ist), ebenso den Fig.
2 und folgenden, wobei die Maßproportionen der Fig. 2 bis 8 also auch die darin
dargestellte Anordnung der Reaktorelemente in ihrer räumlichen Zuordnung erfindungswesentlich
sein können, auch was die Abmessungen betrifft.
-
Die Fig. 2 zeigt nun den Reaktor als parallel zur Zeichenebene mehrfach,
hier z.B. stets im Uhrzeigersinn abgewinkelten Kanal.
-
Die Verfahrenszonen, bzw. Verfahrensbereiche A - J, K sind hier im
Sinne von Raumbereichen a .. j eingetragen.
-
In dieser alphabetischen Reihenfolge durchwandert das Abfallgut den
gleichsinnig mehrfach abgewinkelten Kanal mit seinen Kanalabschnitten a - k, der
wie eine ebene, ihrem Zentrum sich nähernde Spirale angeordnet ist und somit eine
raumkompakte kubusartige oder quaderförmige Anordnung ohne innere, tote Lufträume
mit wenig Außenfläche für abstrahlende Verlustwärme ergibt, welch letztere durch
einen Wassermantel mit Wärmekonvektion zu-@@@@@@@@ @@@@@@@@@ wird, wie im folgenden
noch näher beschrieben ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist der kanal als sogenannter
offener Kanal ausgestaltet, denn er ermöglicht z.@. die Verbrennung
von
Reifen ohne jede Zerkleinerung.
-
Die Wegstrecken A bis C werden in einem Kanal durchwandert, der einen
solchen Mindestführungsquerschnitt hat, daß das Ab-Fallgut ohne mechanische Deformation
in seiner jeweiligen Beschaffenheit diesen Nindestführungsquerschni tt passieren
kann.
-
Dieser Kanal wird als offener Kanal bezeichnet, weil durch diesen
Mindestguerschnitt bzw. diese Mindestquerschnitte ( falls z.d-. aus Stabilitätsgründen
der Kanalquerschnitt durch Stäbe in mehrere Mindestquerschnitte unterteilt ist )
das Abfallgut in seiner Wanderung nicht wesentlich behindert wird ( wie dies im
Gegensatz hierzu bei einem Offen mit llost der Fall @äre ) wo der Verbrennungsworgang
in der Regel über dem Rost abläuft und kein Durchwandern des Kanals mit dem gesamten
Abfall gut geschieht ).
-
Durch diesen (offenen) anal mit umfangsseitig praktisch geschlossener
Wand ohne abrupte Querschnittsunderunoen wandert das gesamte Abrallgut bis ans Ende
der Oxydationszone hindurch.
-
Die Austrittrichtung für das Abfallgut - " gas " verläuft senkrecht
zur Zeichenebene der Fig. 2 bez. parallel zu derjenigen der Fig. 3. Die Kanalwandabschnitte,
z.B. d, sind zugehürig zur Verfahrenozone jeweils, z.B. D, im Innern mit dem Index
i, außen mit dem Index a versehen, Im Unterschied zu bekannten Anordnungen, wu die
Brenngaszufuhr von unten über den Rost erfolgt und die Verbrennung über einen Rost
geschieht, ist ein wichtiges Merkmal der Erfindung, den Reaktor an Anfang des Kanals
rostlos auszubilden mit insgesamt mindestens einer sich länglich in Wanderungsrichtung
erstreckenden Oxydationszone und anschließenden Filterzonen, Abhitzeräumen mit entsprechenden
Wärmetauscherflächen. In der Praxis des Setriebs können bei Beginn defakto auch
zwei Oxydationszonen bestehen, räumlich jeweils im Bereich der Brenngaszufuhr Z1,
Z2 insbesondere wenn die Temperatur noch nicht- sehr hoch ist.
-
Die zwei Oxydationszonen können aber mit steigender Temperatur ineinander
übergehen. Im stationdren Betrieb, wenn die Temperaturen voll erreicht sind, wird
dies im allgemeinen der Fall sein.
-
Die Flamme wird dann praktisch vun der ersten Brenngaszufuhr Z1 bis
in den Bereich der zweiten Brenngaszufuhr Z2 hinein durchgehend sein, wozu die leatalytische
Uerbrennung an der Metallmasse
( Y ) dazwischen beiträgt.
-
Das Abfallgut, vor allem Reifen, werden in ei als einem Anfangsteil
des Kanals z.B. baukastenartig aufgesetzten senkrechten Einfüllschacht a eingelegt.
Dieser hat zweckmäßig eine Tiefe r von z.B. 0,5 m und eine Breite p von mindestens
dem Durchmesser eines Autoreifens, also praktisch etwa 1 m. Werden kleinere Reifen
verbrannt, sollte die Tiefe r nur 0,3 bis 0,4 m sein, damit sich die Reifen im Einfüllschacht
nicht gegenseitig verklemmen. Die Wände des Einfüllschachtes a sind zwar allseitig
im allgemeinen ohne Wassermantel, jedoch ist allseitig im Kanalabschnitt a eine
Schutzwand s mit Luftabstand über Distanzelemente rundherum als Verbrennungsschutz
vorgesehen, wie die Fig. 2 bei den Wänden ai und aa zeigt.
-
Außer dem Einfüllschacht a nimmt der übrige Teil des Reaktors dann
etwa die Gestalt eines Würfels von ca. 1 m Seitenlänge an.
-
Der Einfüllschacht a ist mit einem Schwenkdeckel 11 luftdicht abschließbar.
Unmittelbar unter diesem greift eine vorzugsweise mit Gebläse betriebene, steuerbare
GasscHleuse mit ihrem Rohr 7 an. Das Rohr 7 führt in den Bereich der ersten Brenngaszufuhr
Z1 und saugt ( evt. mit Gebläse-Unterstützung ) aufsteigende Gase im Kanalabschnitt
a unterhalb des Deckels 11 ab und drückt sie in den Abschnitt d.
-
Der Kanal ist im Bereich C, dem Anfang der OxydationszoneD in Wanderungsrichtung
kontinuierlich im Querschnitt eindimensional verengt, weil dort das Abfallgut schon
so einschmilzt, daß es sein Gewicht auch hier weitertransportiert und zwar auch
noch nach der unmittelbar anschließenden 900 - Umlenkung ( erste Abwinkelung ) des
Reaktors ( Kanalbereich d ). Diese Verengung und Umlenkung dient dazu, das unter
Umständen schon recht flüssige Gut an einer zu schnellen Durchwanderung zu hindern,
denn dort muß die Vergasung praktisch insbesondere nach der Umlenkung, schon vor
sich gegangen sein.
-
Diese weitgehende Verbrennung in der Zone Z1 findet bei etwa 10000
C durch intensive Bespülung mit Brenngas statt, indem mindestens auf der Innenseite
ci, d. dieser Umlenkung in Wanderungsrichtung verteilte Belüftungsdüsen 2 vorgesehen
sind, welche zusätzlich senkrecht in die Tiefe des Gerätes, d. h.
-
senkrecht zu den Ebenen äquldistant verteilt vorgesehen sind.
-
Damit die Reaktorteile die Temperaturen in der Zone 1 über die Betriehslehensdauer
standfest aushalten, sind gegenüber ULl Gasdüsen 2 Üuf der genannten Innenseite
ix eich des Wandteils ca , feuerfeste Wandteile 13 so vorgesehen, daß die Wand ca
als Kanalverengung in halber Höhe der gegenüberliegenden Wand c beginnt und als
ebene, feuerfeste Fläche mit 0 einem Winkel Epsilon von ca. SO Grad den Kanal bis
zum Abschnitt d verengend begrenzt, der sich außen in eine Schamottauflage 14 am
Boden d fortsetzt. Die Auflage 14 erstreckt a sich bis zur Üffnung 1U zur Mitte
der Seitenlänge des Cubus und er hat z.B. als Schamottplatte eine Dicke von etwa
7,5 cm, während im Wandbereich e a eine dem gegenüber stark reduzierte Schamottauflage
15 von 2 - 3 cm ausreichend ist. Die steile, feuerfeste Wand 13 kann ebenfalls in
Schamott ausgeführt werden. Durch die im Kanalbereich e seitlich angeordnete Aschetürel0
können Schrott ( z.B. komprimierte Drahtgerüste von Reifen ) und Asche u.U. auch
während der Heizzeit entfernt werden.
-
Das Abstandsstück e nach der ersten Abwinkelung erstreckt sich parallel
zum Boden des Reaktors und setzt sich in eine zweite, gleichsinnige Abwinkelung
nach oben zu einer zweiten Gaszufuhrzone Z2 fort ( Kanalabschnitt f ). Die dortige
Gaszufuhrvorrichtung 3 erstreckt sich in die Tiefe des Gerätes ebenfalls und versorgt
den Bereich dieser zweiten Gaszufuhrzone Z2 u .U. auch noch im Bereich einer ersten
sich anschließenden Filterstrecke, wenigstens am Eingang dieses ersten Filterbereiches
g, mit Brenngas, das sich mit dem Abfallgut vermischt.
-
Diese erste Filterstrecke g wird mit porösen, glühfähigen Massen großer
chemischer Reaktionsfläche beschickt, sodaß man sie als Verbrennungsfilterstrecke
bezeichnen kann.
-
Der senkrechte, offene Kanal a, b ist vor der ersten stetigen Verengung
bei c, vorteilhafterweise ein Einfüllochacht von in Wanderungsrichtung im Kanalabschnitt
a, b gleichem Übergangsquerschnitt.
-
Vor Eintritt in Abschnitt g für die erste Filterstrecke wird der Kanalquerschnitt
von f für das Verbrennungsgut auch noch einmal verengt ( u.U. in ein oder zwei Schritten
). Trotz konstruktiv bedingter Ausnahmen gibt es insgesamt eine Tendenz, den Querschnitt
in Wanderungsrichtung zunehmend zu verengen. Das ermöglicht jedoch trotzdem eine
Vergrößerung des Kanalumfangs zur besseren Entschlackung des Abfallgases auch in
einem späteren
Kanalabschnitt z.B. durch Flachprofilierung ( etwa
im Bereich i, j, k ).
-
Fig. 4 zeigt eine weitere Variante der Erfindung. Zunächst entspricht
der gestrichelt umrahmte Teil 40 dem entsprechenden Teil der Fig. 2, vollständig
dieVerengungswände 412 und 413 (entsprechend ci und ca ) beginnen auf gleicher Höhe,
der Minimalabstand 419 bei der ersten Umlenkung beträgt etwa 30 cm.
-
Über der feuerfesten Auflage 414 ist die Kanalhöhe 40 cm.
-
Im Bereich der ersten Umlenkung werden die Gasdüsen 415 in den angedeuteten
Richtungen effektiv. Die Entfernungsstrecke e ist hier nun jedoch etwas anders ausgestaltet,
indem am Boden eine Art Höcker 417, den Querschnitt verengt, quasi den Kanal nach
oben umlenkt, verlängert und gleichzeitig seine Oberfläche vergrößert, ehe in einer
zweiten Gaszufuhr 416 im Bereich der dortigen Umlenkung ( zweiten Umlenkung ) abermals
Gas van der Innenwand der begrenzenden Umlenkung zugegeben wird, während außen gegenüber
ein feuerfester Keil 418 vorgesehen ist.
-
Dieser Höcker 417 begünstigt die Durchdringung der glühenden Reifengerüstteile
im e - Bereich mit dem Abfallgas.
-
Alle feuerfesten Wände können in Schamott oder Keramik vorteilhaft
ausgeführt werden.
-
Nach dem Abschnitt f kommt wieder eine erste Filterzone g. Im Anschluß
an diese wird die Filterung ähnlich wie gemäß Fig. 2 und 3 vorgenommen. Auch die
übrigen Elemente, die hier im einzelnen nicht besonders beschrieben sind, aber mit
einer entsprechenden 400 - Ziffer versehen sind, sind wie in Fig. 2 gezeigt und
können im Falle der Fig. 4 vorteilhaft angewendet werden. PW'atürlich kann bei einer
konzeption gemäß Fig. 14 der Cubus zu einem Quader 1,entarten".
-
Ein solcher "Reaktorquader" hat aber immer noch, selbst wenn er die
Form eines Backsteins annimmt ( abgesehen vom Einfüllschacht a ), eine vorteilhafte,
kompakte Raumkonzeption.
-
Der offene, rostlose, senkrechte Schacht, indem das Gut durch Eigengewicht
wandert, eine Brenogasbespülung anschließend mit einer Hemmvorrichtung, damit das
erhitzte, geschmolzene Gut nicht zu schnell wandert, ( im Falle der Fig. 2 oder
4, vorteilhafter Weise als Kanalverengung und Umlenkung ausgestaltet ), wobei bei
der Umlenkung die nrenngnsbespiilung von der Innen-oder
Außenseite
der Abwinkelung her geschieht, bilden mit der Glühmasse nach der ersten Umlenkung
somit wesentliche Elemente der vorliegenden Erfindung.
-
Die Doppelwandstruktur zur Wasseraufnahme für den Wärmetauscher ist
besonders am Anfang c, d des Oxydationsbereichs D allseitig um den Kanal notwendig
und sehr nützlich. Die Wände oberhalb der Distanzstrecke e, der zweiten Gasspülzone
f oder Z2 und der folgenden Kanalstrecken sind ebenfalls von dieser doppelten Struktur,
vor allem soweit in der Nähe höhere Temperaturen vorhanden sind, was im allgemeinen
im Inneren des Reaktorcubus der Fall ist, und zwar auch noch auf den letzten Kanalabschnitten
j, k, der Trockenfilterung und zwar deshalb, weil diese aus konstruktiven Gründen
zur Z1 - Zone ( ohne tote Luftzwischenräume ! ) benachbart sind.
-
Es sind vor allem im Bereich der ersten und der zweiten Gasspülzone
( Z1 und Z2 Kanalabechnitte c, d, f ) und im Bereich der Trockenfilterzone i, j,
die Kanalwände doppelt zur Aufnahme von Wasser ausgebildet; z.B. bilden die beiden
Wände b und a quasi einen Teil dieses Doppelwandsystems, wobei hier jedoch außerordentlich
vorteilhaft durch dieses konstruktive Konzept erreicht wird, daß der Wasserkanal
u - v - w des genannten Ddppelwandsystems von der Zone der ersten Orenngaszufuhr
Z1 her, sowohl vom Kanalabschnitt c, als auch von d her eine starke Wärmezufuhr
erhält, sodaß im senkrechten Wasserkanalabschnitt v/w das bei u relativ stark erhitzte
Wasser wie unter einer Pumpwirkung hochgetrieben wird, sodaß die Heißwasserabführung
x des Wärmetauschsystems W bzw. WT im Bereich dieses oberen Endes der Abschnitte
v/w des Wasserkanals vorgesehen werden sollte, in welche letzteren die Nachführung
von Kaltwasser aus dem großen "Reservoir" W über die auch schon stark "beheizte"
untere waagrechte Strecke u geschieht, wobei der Querschnitt des Kanals auf dem
Abschnitt U bewußt wesentlich größer als auf den Abschnitten v und w ist. ( siehe
Fig. 5 ) Wie der Fig. 2 zu entnehmen ist zum Zwecke der Wärmeenergiegewinnung zwischen
der Werbrennungsfilterstrecke g und der Trokkenfilterstrecke i, j ein größerer Kubusartiger,
vom Kanal umgebener Wasserbehälter W vorgesehen, dessen Wasser die Wände der betreffenden
Filterstrecken unmittelbar berührt und/oder mit den doppelbödigen Kanalwandteilen
kommuniziert, wobei in diesem
Wasserbehälter Wärmetauscherelemente
WT für hygienische Wasserabführung und/oder Zu- und Ablaufmöglichkeiten für Heizwasser
vorgesehen sind. ( z.B. x ) Wie Fig. 2 weiter zu entnehmen, ist am Ende der Uerbrennungsfilterstrecke
( Abschnitt g ) unter erneuter Umlenkung und Querschnittsverminderung eine wiederum
waagrecht sich erstrekkende Kanalführung h zur Beruhigung der Abfallgasströmung
vorgesehen. An diese schließt sich dann die trockene Filterung mit Abschnitt i beginnend
an und setzt sich vorzugsweise in einem zweiten Abschnitt j derselben fort, wobei
eine 1800 - Umlenkung ( i/j ) stattfindet und senkrecht zur Fallrichtung geschieht
der Austritt aus der Trockenfilterzone.
-
In jedem Fall aber soll senkrecht zur Durchströmungsrichtung im Trockenfiltergebiet
am Ende derselben ein Austrittsquerschnitt 33 vorgesehen sein, der zu einer Naßfiltervorrichtung
35 bis 39 führt. ( Fig. 3 ) Im Bereich der Trockenfilterzone ( Kanalabschnitte i,
j ) kann Eisenhydroxyd zur Bindung von Schwefeloxyd an Teilen im Vcrhrcnnungsprodut
vorgesehen werden.
-
In einer Auogestaltungsvariante kann auch die Trockenfilterzone im
Kanalabschnitt i waagrecht beginnen, in dem der Kanal in der Waagrechten sich abwinkelt
( 4. Abwinkelung h/i also senkrecht zur Zeichenebene der Figur 2 ) wonach - in nicht
daqestellterweise - in einem 2. Abschnitt j derselben, eine Durchströmung in Fallrichtung
stattfindet und unter erneuter Ablenkung senkrecht zu dieser der Austritt aus der
Endfilterzone, vorzugsweise im 3. Abschnitt der Trockenfilterzone geschieht.
-
Die Naßfiltervorrichtung weist eine Umlenkwand 35 auf, die verstellbar
ist und den Kanal begrenzt. Diese Umlenkwand ( vorzugsweise V - förmige ) Umlenkwand
35 ist in der Höhe und Tiefe ( vergl. die Positionen 34 oder 36 ) verstellbar, bis
zum Anschlag an die idand 38 des Gasabzugs wo der maximale Querschnitt für das abziehende
Gas geboten wird, jedoch keine Naßfilterung stattfindet. Von der Position 38 an
wird die Naßfilterung mit tieferer Position der Wand intensiver.
-
ei stationärem Betrieb ( d.h. optimaler Verbrennung ) ist die Liaßfilterung,
die vor allem in der Anheizphase nötig ist, im allgemeinen nicht erforderlich.
-
Die Gasschleuse 7 vom Einfüllschacht a wird einige Minuten vor dem
Nachfüllen des Einfüllschachtes mit Altreifen geöffnet.
-
Sämtliche Zuführungen von Luft oder Gas in die Urenngaszonen Z1 und
Z2 müssen aber vorher unterbrochen werden, damit die vorhandenen Schwelgase im Einfüllschacht
a in die Brenngaszone Z 1 gesaugt und zur Verbrennung gebracht werden.
-
Danach kann der Deckel 11 des Einfüllschachtes a problemlos geöffnet
und der Einfüllschacht mit Altreifen erneut gefüllt werden ohne lästigen Gasaustritt.
-
Nach dem erneuten Schließen des Einfüllschachtdeckels 11 kann der
Reaktor weiterbetrieben werden, ohne daß er von neuem gezündet werden muß, da die
Glut der Abfallstoffe zur Anschlußverbrennung, bzw. Anschlußzündung ausreicht.
-
In und nach der zweiten Brenngaszone ( Kanalabschnitte d, f/g ) müssen
zwangsläufig Rauch und Abgase aus der ersten Zone Z1 bei hohen Temperaturen über
einen Abschnitt großer Reaktionsfläche ( in Fig. 14 z.G. 414 ) z.B. als Schlackenfüllung
in Abschnitt g ausgebildet, strömen, die auch Koks, Holzkohle oder andere Steinkohlearten
beinhalten kann.
-
Die Füllung ist auswechselbar angeordnet und enthält zur Nachverbrennung
also u.U. auch aktive brennbare oder glühfähige Massen. Dieser sog. Flächenbrenner
(4; 44) wird vor allem in der Anheizzeit in Tätigkeit gesetzt mit dem brennbaren
Gas der Zone Z2. Diese zweite Zone Z2 kann ebenso wie die erste Zone Z1 mit Schamott
und/oder Keramik oder teilweise Schamott und teilweise Keramik oder auch teilweise
mit oder ganz aus Edelstahl gebaut werden.
-
Die Temperatur wird in der Trockenfilterzone I ( Kanalabschnitte i,
j, k ) abgesenkt und an die vorhandenen Wärmetauscherflächen abgegeben, wobei gleichzeitig
ein Wärmetauschsystem Wt gespeist wird. Diese Temperaturabsenkung unterstützt die
Filterwirkung.
-
An den Reaktorkubus angebaut, als Zwischenteil zum Kamin vorteilhafterweise,
ist die Naßfilteranlage vorgesehen in der die Schadstoffe mittels Wasser ( und vorher
noch durch Eisenhydroxyd ) gebunden werden, somit die Schwefel- und Steubrückstände
aus der Abluft entfernt sind.
-
Eine erfindungagemäße Vorrichtung kann folgende Steuergeräte zur
Überwachung ihrer Funktionen aufweisen: Thermometer für die Bereiche Z1 Z2, k, i.
-
Hygrometer für i, j.
-
Flammenwächter für Z1.
-
Schwefeldioxydmeter für k.
-
Kohlenmonoxydmeter für k.
-
Sie erfordert keinen kontinuierlichen Dauerbetrieb, die Heizkosten
werden drastisch gesenkt. Lästige Reifenberge werden "entsorgt".
-
Die Leistungen eines erfindungsgemäßen Kubusreaktors von 1m³ liegen
bei 39.000 WE, entsprechend 45 KW. Es sei darauf hingewiesen, daß natürlich auch
größere oder auch kleinere- Anlagen nach diesem System gebaut werden können.
-
Wie in Fig. 5 dargestellt und in Fig. 3 angedeutet, ist am Ende des
Kanalabschnitts g mit der Verbrennungsfilterzone eine Art Sicherheits-Druckventil
vorgesehen, damit bei abrupter Verbrennung Druckspitzen nicht in die Kanalabschnitte
h, i, j, k, hineinwirken.
-
Zu diesem Zweck wird eine mit Gewicht belastete Abdichtklappe 50 am
Ende des Kanalabschnitts g vorgesehen, die sich in einen Zwischenkanal druckentlastend
öffnet, der in den Raum nach dem Kanalabschnitt k führt, oder die Klappe 50 öffnet
sich, wie in Fig. 3 angedeutet, unmittelbar ( vorzugsweise in gleicher Höhe wie
die Austrittsöffnung 33 nach dem Abschnitt k ) selbst in den Raum unter der Umlenkwand
35.
-
Fig. 6 zeigt eine weitere Variante in der Darstellung wie Fig. 4 bei
der der dünnere Teil 615 des Schamott-Bodens 614/615 auf einem in den Boden eingelassenen
drehbaren Platte 615/622 zur Herstellung der Öffnung 620 vorgesehen ist. Diese Öffnung
620 führt in einen- unteren Raum 630, der allseitig in Stahlblech 623 kastenartig
gefaßt ist, wie auch die Unterlage 621, 622 der Schamott - Schichten 614/615 Stahlbewehrungen.
-
Die Glühmasse Y wandert in Betrieb ja mehr und mehr nach links und
der auf der Platte G15/622 liegende Teil ist i.a. entbehrlich, ja bei Durchlaufbetrieb
von der Masse Y sogar zuviel und nachteilig werden. Die öffnung 510 wie in Fig.
2/4 ist bei Überholung des Gerätes nach wie vor nützlich.
-
Dan Schileßelement 624 @@@@@@@ die Platte negen ungewünschte Bewegungen.
-
- Leerseite -