DE3523655A1 - Vorrichtung zum eingeben von festem ausgangsmaterial in einen thermischen reaktor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einer bekannten Vorrichtung der angegebenen Art (DE-PS 26 58 371) enthält die Schleuseneinrichtung eine Drehkammerschleuse, die in einem von der Seitenwand des Reaktors ausgehenden, schräg nach oben verlaufenden Eintragstutzen angeordnet ist. Bei dieser Bauweise wird die Schleuseneinrichtung thermisch stark belastet, und es gelangen infolge der starken thermischen Konvektion erhebliche Mengen des im Reaktor befindlichen heißen Gases durch die Schleuse in die Umgebung des Reaktors. Dies ist unerwünscht, weil das Entweichen von Reaktor­ gas einen wirtschaftlichen Verlust darstellt und zu Gefährdungen der Umwelt und der in der Umgebung des Reaktors befindlichen Menschen und Einrichtungen führen kann. Die hohe thermische Belastung der Schleusenein­ richtung ist für deren Lebensdauer nachteilig und erschwert insbesondere eine ausreichende Schmierung der beweglichen Schleusenteile.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, eine Vorrichtung der eingangs angegebenen Art zu schaffen, die von den beschriebenen Nachteilen frei ist, also insbesondere dem Austritt von Reaktorgas entgegenwirkt und eine geringere thermische Belastung der Schleuseneinrichtung aufweist.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe mit der Vorrich­ tung nach dem Anspruch 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist durch die Zwischenschaltung des abgedichteten Bandförderers und die Anordnung der Schleuseneinrichtung im Förderer-Ein­ gang die Schleuseneinrichtung thermisch praktisch unbe­ lastet. Sie kann deshalb freizügig mit steuerbaren beweglichen Teilen und Steuer- und Stelleinrichtungen dafür ausgebildet werden. Die thermische Belastung des Förderers, insbesondere im Bereich des Förderer-Ausganges, ist ohne weiteres beherrschbar, weil sich in dem von dem Förderer-Ausgang nach unten verlaufenden Bandförderer keine thermische Konvektionsströmung von Reaktorgas ausbilden kann und das im Förderer-Ausgang anzuordnende Lager für den Bandförderer von dem umlaufenden Förder­ band gekühlt wird. Vorzugsweise läuft das Förderband in seinem unteren Umlenkbereich durch einen Ölsumpf, der gekühlt sein kann, so daß das Förderband mit Öl benetzt ist und etwaige Kondensate festhält und in den Ölsumpf oder in den Reaktor überführt.

Vorzugsweise ist die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Eingeben von stückigem Ausgangsmaterial etwa mit der Stückgröße unzerkleinerter Autoreifen ausgelegt; dadurch kann die Vorrichtung insbesondere an Pyrolysereaktoren zum pyrolytischen Aufarbeiten von Altreifen und ähn­ lichen Ausgangsmaterialien eingesetzt werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungs­ beispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben.

Fig. 1 ist eine ganz schematische, nicht maßstäbliche Darstellung, teilweise im Schnitt und teilweise mit weggebrochenen Teilen, einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Fig. 2 ist eine nicht maßstäbliche Erläuterung nach Art eines Schnittes nach der Linie II-II der Fig. 1.

Fig. 3 erläutert ein Detail der Fig. 2 in demgegenüber vergrößerter Darstellung.

Die dargestellte Vorrichtung dient zum Eingeben eines Ausgangsmaterials 1 in Form unzerkleinerter Altreifen in einen Pyrolyse-Reaktor 3, der durch Heizrohre 5 indirekt beheizt wird. Von dem Pyrolyse-Reaktor 3 ist nur ein ober­ ster Abschnitt schematisch angedeutet, in welchem der Reaktor-Innenraum 7 in einen im Durchmesser kleineren Eintragstutzen 9 übergeht. Bei dem Pyrolyse-Reaktor kann es sich vorzugsweise um einen Wirbelschicht-Reaktor handeln, etwa nach Art der schon erwähnten deutschen Patentschrift 26 58 371. Derartige Reaktoren sind besonders zum Pyrolysieren von Ausgangsmaterialien mit hohem Gehalt an polymeren organischen Substanzen zum Beispiel Altgummi, Altreifen und/oder Kunststoffabfällen geeignet.

Das Ausgangsmaterial wird in den Reaktor durch eine Schleuseneinrichtung 11 eingeleitet. Die Schleusenein­ richtung dient zum Vermindern des ungewollten Gasaustauschs zwischen dem Innenraum 7 und der Umgebung des Reaktors 3.

Zwischen der Schleuseneinrichtung 11 und dem Reaktor 3 ist ein nach außen abgedichteter Bandförderer 13 ange­ ordnet, der sich von einem Förderer-Eingang 15 aus über eine Höhendifferenz schräg nach oben bis zu einem an den Innenraum 7 des Reaktors 3 anschließbaren Förderer- Ausgang 17 erstreckt. Die Schleuseneinrichtung 11 ist im Förderer-Eingang 15 vorgesehen. Die Vorrichtung ist zum Eingeben von Ausgangsmaterial 1 etwa mit der Stück­ größe unzerkleinerter Altreifen ausgelegt.

Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Abdichtung des Bandförderers nach außen durch ein schachtartiges Gehäuse 17 erzielt. Dieses dient auch als tragendes Bau­ element für die Schleuseneinrichtung 11 und andere Teile der Vorrichtung. In dem Gehäuse 17 ist ein Förderband 19 mit einem Obertrum 21 und einem Untertrum 23 angeordnet, so daß Dichtmaßnahmen zwischen Ober- und Untertrum grundsätzlich nicht erforderlich sind. Bei der darge­ stellten Ausführungsform ist jedoch zwischen dem Ober­ trum 21 und dem Untertrum 23 eine Zwischenwand 25 des Gehäuses 17 vorgesehen. Diese dient zur Versteifung des Gehäuses 17 und als Träger einer Lagerbahn 27 für Lauf­ rollen 29 des Obertrums 21. Außerdem wird durch die Zwischenwand 25 der Querschnitt des Gehäuses 17 unter­ teilt; dadurch wird der Gasaustausch durch den Band­ förderer 13 in erwünschter Weise verkleinert.

Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Bandförderer 13 ein Scharnierbandförderer und hat Glieder mit sich überlappenden Seitenwänden 31. Durch die Seitenwände 31 wird ein reibender Kontakt des geförderten Gutes mit den Seitenwänden des Gehäuses 17 verhindert; dadurch werden Verschleiß und Energieverbrauch herabgesetzt. Die gegen­ seitige Überlappung der Seitenwände ergibt einen zur Seite hin geschlossenen Förderkanal, aus dem auch ver­ hältnismäßig kleine Teile nicht herausfallen können. Bei der dargestellten Ausführungsform hat ferner das Gehäuse 17 seitliche innere Abdeckwände 33, 35, die mit den Seitenwänden 31 der Glieder des Scharnierbandförderers Dichtspalte 37 bzw. 39 bilden. Dadurch kann die Höhe der Seitenwände 31 der Glieder des Förderbandes 19 kleiner sein als die Höhe des verfügbaren Förderquerschnitts; niedrige Seitenwände 31 sind für die Kinematik und den Platzbedarf des Förderbandes in dessen Umlenkbereichen, insbesondere im Bereich des Förderer-Ausganges 17, vor­ teilhaft. Außerdem kann durch die Abdeckwände 33, 35 der für den Gasaustausch durch Diffusion zur Verfügung stehende Querschnitt auf den Förderquerschnitt einge­ schränkt werden. Bei der dargestellten Ausführungsform erstrecken sich die Abdeckwände 33, 35 von der Innenseite des Gehäuses 17 aus bis zur Überlappung mit den Innenseiten der Seitenwände 31. Dies ist besonders deutlich in Fig. 3 zu erkennen. Diese überlappende Anordnung ergibt einen besonders sicheren Schutz gegen das Herausfallen von Teilchen des geförderten Materials aus dem Raum zwischen den Seitenwänden 31. Dafür kann eine an den über­ lappenden Teilen der Seitenwände 33 und 35 auftretende Reibung mit dem geförderten Material in Kauf genommen werden. Um zu verhindern, daß versehentlich doch einmal in die Dichtspalte 37 gelangte Teilchen sich festklemmen und den leichten Lauf des Förderbandes 19 behindern, sind zweckmäßigerweise die Dichtspalte 37, 39 mit in Förderrichtung 41 zunehmender Breite ausgebildet. Dies ist durch entsprechende Formung der Abdeckwände 33, 35 ohne weiteres möglich. In Fig. 3 ist am Beispiel des Dichtspalts 37 die Vergrößerung schematisch und nicht maßstäblich erläutert. Fig. 3a zeigt eine verhältnismäßig geringe Breite des Dichtspaltes 37, wie sie im Bereich des Förderer-Einganges 15 vorliegen kann, wogegen Fig. 3b einen vergrößerten Dichtspalt 37 zeigt, wie er beispiels­ weise im Bereich des Förderer-Ausganges 17 vorliegen kann. Durch die Erweiterung der Dichtspalte in Förderrichtung 41 fallen etwa in den Dichtspalt eingeklemmte Teile beim Fördern schließlich aus dem sich verbreiternden Dicht­ spalt 37 heraus.

Um den unerwünschten Gasaustausch zwischen dem Reaktor 3 und dessen Umgebung weiter einzuschränken, ist es zweck­ mäßig, in dem Förderquerschnitt des Bandförderers 13 wenigstens eine von dem geförderten Ausgangsmaterial wegdrückbare bewegliche Querwand vorzusehen. In der Figur sind zwei derartige Querwände 43, 45 dargestellt. Diese bestehen aus flexiblem Material, beispielsweise hitze­ festen Tüchern, so daß sie von dem geförderten Gut leicht beiseitegedrückt werden können. Die Querwände 43, 45 sind, um ein leichtes Auswechseln zu ermöglichen, an Tragplatten 47 bzw. 49 befestigt, die von außen abdichtend auf Öff­ nungen des Gehäuses 17 befestigt sind.

Bei der dargestellten Ausführungsform enthält die Schleusen­ einrichtung 11 in der üblichen Weise eine wahlweise zu der einen oder der anderen Seite der Schleuseneinrichtung 11 zu öffnende Schleusenkammer 51, die beispielsweise wie dargestellt eine Decke 53 und einen Boden 55 aus jeweils zwei klappbaren Hälften aufweist. In der Fig. 1 ist die Schleusenkammer 51 im geschlossenen Zustand dargestellt; die geöffneten Zustände von Decke und Boden und die dahin führenden Bewegungen der Hälften sind gestrichelt ange­ deutet. Die Decke 53 und der Boden 55 werden von nur schematisch angedeuteten Stellmotoren 57 bzw. 59 nach Maßgabe einer Steuereinrichtung 61 betätigt. Bei der dar­ gestellten Ausführungsform ist die Schleusenkammer 51 mit steuerbaren Mitteln 63, hier in Form eines von der Steuer­ einrichtung 61 gesteuerten schaltbaren Ventils, zum Ein­ lassen eines Schleusengases versehen, wobei das Schleusen­ gas bezüglich des Reaktor-Innenraumes 7 unter Überdruck steht und bezüglich des zu fördernden Ausgangsmaterials 1 und der in dem Reaktor-Innenraum 7 ablaufenden Reaktion unbedenklich ist. Auf diese Weise kann die geschlossene und mit Ausgangsmaterial gefüllte Schleusenkammer 51 mit dem Schleusengas beschickt und dadurch unter Überdruck gesetzt werden, so daß beim anschließenden Öffnen des Bodens 55 der Schleusenkammer 51 das Ausgangsmaterial in den Förderer-Eingang 15 fällt und sich ein Gasstoß aus der Schleusenkammer 51 zum Reaktor hin bildet, der bis zum unmittelbar anschließenden Schließen des Bodens 55 ein Eintreten des in dem Bandförderer 13 befindlichen Gases, bei dem es sich zumindest teilweise um Reaktorgas handeln kann, in die Schleusenkammer 51 verhindert. Da das Schleusengas nach außen entweicht, wenn zum nächsten Füllen der Schleusenkammer 51 die Decke 53 geöffnet wird, soll das Schleusengas auch unbedenklich bezüglich der Umgebung der Vorrichtung sein.

Bei der dargestellten Ausführungsform ist als Schleusengas ein Verbrennungs-Abgas in die Schleusenkammer 51 einleitbar. Dieses Verbrennungs-Abgas kann insbesondere aus den Heiz­ rohren 5 des Pyrolyse-Reaktors 3 stammen. Fig. 1 zeigt ein Heizrohr 5, das einen Heizgaseinlaß 65, einen Ver­ brennungsluft-Einlaß 67 und einen Abgas-Auslaß 69 auf­ weist. Das in diesem Auslaß 69 anfallende Verbrennungs- Abgas kann als Schleusengas verwendet werden; die dazu erforderliche Leitungsverbindung ist in der Zeichnung nicht dargestellt. Die beim Öffnen der Schleusenkammer 51 nach außen entweichenden Mengen an Verbrennungs-Abgas (Schleusengas) sind in der Regel noch unbedenklich.

Bei der dargestellten Ausführungsform ist im unteren Ende des Bandförderers ein bis über den unteren Umlenkbereich des Bandförderers reichender Ölsumpf 71 ausgebildet. Dieser Ölsumpf dient zur Schmierung und Reinigung des Förderbandes 19 und seiner Lagereinrichtungen in seinem unteren Umlenkbereich. Die dabei erfolgende Benetzung des Förderbandes 19 mit Öl führt nur zum Eintrag geringer Mengen von Öl in den Reaktor 3. Der Ölsumpf 71 dient ferner zum Ausschwemmen von Verunreinigungen, die vom Förderband 19 in das Gehäuse 17 gefallen sind. Zu diesem Zweck ist im untersten Bereich des Ölsumpfs 71 ein wahl­ weise zu öffnender Öl-Auslauf 73 vorgesehen. Das gewünschte Ölniveau 75 wird durch einen Niveauregler 77 aufrecht­ erhalten, der eine Öl-Zuleitung 79 steuert. Es ist zweck­ mäßig, daß sich der Ölsumpf 71 wie dargestellt bis in den Bereich des Förderer-Einganges 15 erstreckt. Dadurch wird beim Einwerfen des Ausgangsmaterials 1 weniger Staub ent­ wickelt und ein vorzeitiger Verschleiß der beweglichen Teile des Bandförderers verhindert. Es ist ferner zweck­ mäßig, eine zum Straffhalten des Förderbandes 19 dienende Spanneinrichtung 81 am unteren Ende des Bandförderers 13 im Ölsumpf 71 anzuordnen. Dadurch bleibt die Spannein­ richtung stets geschmiert und funktionsfähig.

Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Förderer- Ausgang 17 in einem Fallschacht 83 angeordnet, der an die von dem Eintragstutzen 9 gebildete Eintragöffnung des Reaktors 3 anschließbar ist, beispielsweise mit Hilfe der in der Fig. 1 dargestellten Flanschverbindung 85. Dies bietet den Vorteil, daß der unerwünschte Gasaustausch durch den Bandförderer 13 und die Schleuseneinrichtung 11 durch weitere Verminderung der thermischen Konvektion noch weiter eingeschränkt wird.

Es kann zweckmäßig sein, den Bandförderer 13 mit Kühl­ mittel zu versehen. In Fig. 1 ist ein auf das Gehäuse 17 aufgesetzter Kühler 87 in dem thermisch am stärksten belasteten oberen Endabschnitt des Gehäuses 17 ange­ deutet. Im allgemeinen ist jedoch eine Kühlung in diesem Bereich unerwünscht, weil sie zur Bildung von Kondensat und zu einer entsprechenden Verarmung des Reaktorgases führen kann. Die erwähnte Kühlung durch das Förderband 19 ist vorzuziehen, weil dann etwaiges Kondensat auf dem Förderband 19 gebildet und von diesem in den Ölsumpf 71 befördert wird. Von dort gelangt das Kondensat mit dem Öl, das das Förderband 19 und das darauf befindliche Aus­ gangsmaterial benetzt, wieder in den Reaktor 3. Es ist des­ halb, wenn überhaupt gekühlt werden soll, besonders zweck­ mäßig, das Förderband 19 und/oder den Ölsumpf 71 zu kühlen. Demgemäß ist in Fig. 1 ein Ölkühler 89 an dem Ölsumpf 71 angedeutet.

Die Arbeitsweise der beschriebenen Vorrichtung ergibt sich ohne weiteres aus der vorstehenden Beschreibung ihres Aufbaus. Das über die Schleuseneinrichtung 11 in den Förderer-Eingang 15 gelangte Ausgangsmaterial 1 wird von dem Förderband 19 in der Förderrichtung 41 mitge­ nommen und im Förderer-Ausgang 17 in den Fallschacht 83 abgeworfen, so daß es durch den Reaktor-Eintragstutzen 9 in den Innenraum 7 des Reaktors 3 fällt.

Claims (19)

1. Vorrichtung zum Eingeben von festem oder halbfestem Aus­ gangsmaterial (1) in einen thermischen Reaktor (3), vor­ zugsweise zum Pyrolysieren von Ausgangsmaterial (1) mit hohem Gehalt an polymeren organischen Substanzen wie zum Beispiel Altgummi, Altreifen und/oder Kunststoffabfälle, mit einer Schleuseneinrichtung (11) zum Vermindern eines unerwünschten Gasaustausches zwischen dem Innenraum (7) und der Umgebung des Reaktors (3), dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Schleuseneinrichtung (11) und dem Reaktor (3) ein nach außen abgedichteter Bandförderer (13) ange­ ordnet ist, der sich von einem Förderer-Eingang (15) über eine Höhendifferenz schräg nach oben bis zu einem an den Innenraum (7) des Reaktors (3) anschließbaren Förderer-Ausgang (17) erstreckt, und daß die Schleusen­ einrichtung (11) in dem Förderer-Eingang (15) vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie zum Eingeben von stückigem Ausgangsmaterial mit etwa der Stückgröße unzerkleinerter Altreifen ausgelegt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bandförderer (13) ein im wesentlichen dichtes schachtartiges Gehäuse (17) aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bandförderer (13) ein Scharnierbandförderer ist und Glieder mit sich über­ lappenden Seitenwänden (31) aufweist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gehäuse (17) seitliche innere Abdeck­ wände (33, 35) aufweist, die mit den Seitenwänden (11) der Glieder Dichtspalte (37, 39) bilden.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckwände (33, 35) sich von der Innenseite des Gehäuses (17) aus bis zur Überlappung mit den Innen­ seiten der Glieder-Seitenwände (31) erstrecken.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Dichtspalte (37, 39) mit in Förder­ richtung (41) zunehmender Breite ausgebildet sind.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse (17) ein Förderband (19) mit einem Obertrum (21) und einem Untertrum (23) angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (17) eine zwischen dem Obertrum (21) und dem Untertrum (23) angeordnete Zwischenwand (25) aufweist.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Förderquerschnitt des Bandförderers (13) wenigstens eine von dem geför­ derten Ausgangsmaterial (1) wegdrückbare bewegliche Quer­ wand (43, 45) vorgesehen ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Querwand (43, 45) flexibel ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Querwand (43, 45) leicht auswechsel­ bar ist.

13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Schleuseneinrichtung (11) eine wahlweise zu der einen oder der anderen Seite der Schleusen­ einrichtung zu öffnende Schleusenkammer (51) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleusenkammer (11) mit steuerbaren Mitteln (63) zum Einlassen eines bezüglich des Reaktor-Innenraumes (7) unter Überdruck stehenden und bezüglich des zu fördernden Ausgangs­ materials (1) und der in dem Reaktor-Innenraum (7) ablaufenden Reaktion unbedenklichen Schleusengases versehen ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß als Schleusengas ein Verbrennungs-Abgas einleitbar ist.

15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im unteren Ende des Band­ förderers (13) ein sich bis über den unteren Umlenk­ bereich des Bandförderers (13) reichender Ölsumpf (71) vorgesehen ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Ölsumpf (71) sich bis in den Bereich des Förderer-Einganges (15) erstreckt.

17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an dem unteren Ende des Bandförderers (13) eine in dem Ölsumpf (71) angeordnete Spannein­ richtung (81) vorgesehen ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Ölsumpf (71) mit Kühlmitteln (87, 89) ver­ sehen ist.

19. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Förderer-Ausgang (17) in einem Fallschacht (83) angeordnet ist, der an eine Eintragöffnung (Eintragstutzen 9) des Reaktors (3) anschließbar ist.