DE4329165A1 - Austragsrohr für eine Schweltrommel sowie Pyrolyseeinrichtung für Abfall - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein zentrales Austragsrohr für eine beheizbare, um ihre Längsachse drehbare Schweltrommel für Abfall. Sie bezieht sich auch auf eine Pyrolyseeinrichtung mit einer um ihre Längsachse drehbaren Schweltrommel für Abfall, die mit einer Heizeinrichtung und mit einem Austragsrohr zum Austragen von Pyrolysereststoff und Schwelgas aus einer zentralen Ausgangsöffnung der Schweltrommel ausgerüstet ist.

Das Austragsrohr und die Pyrolyseeinrichtung werden zur thermischen Abfallent­ sorgung eingesetzt, insbesondere nach dem Schwel-Brenn-Verfahren.

Auf dem Gebiet der Abfallbeseitigung ist das sogenannte Schwel-Brenn-Verfahren bekannt geworden. Das Verfahren und eine danach arbeitende Anlage zur thermi­ schen Abfallentsorgung sind beispielsweise in der EP-A-0 302 310 sowie in der DE-A-38 30 153 beschrieben. Die Anlage zur thermischen Abfallentsorgung nach dem Schwel-Brenn-Verfahren enthält als wesentliche Komponenten eine Schwel­ kammer (Pyrolysereaktor) und eine Hochtemperatur-Brennkammer. Die Schwel­ kammer setzt den über eine Abfall-Transporteinrichtung aufgegebenen Abfall in Schwelgas und Pyrolysereststoff um. Das Schwelgas und der Pyrolysereststoff werden sodann nach geeigneter Aufarbeitung dem Brenner der Hochtemperatur- Brennkammer zugeführt. In der Hochtemperatur-Brennkammer entsteht schmelz­ flüssige Schlacke, die über einen Abzug entnommen wird und die nach Abkühlung in glasartiger Form vorliegt. Das entstehende Rauchgas wird über eine Rauchgas­ leitung einem Kamin als Auslaß zugeführt. In diese Rauchgasleitung sind insbeson­ dere ein Abhitzedampferzeuger als Kühleinrichtung, eine Staubfilteranlage und eine Rauchgasreinigungsanlage eingebaut.

Als Schwelkammer (Pyrolysereaktor) wird in der Regel eine sich drehende, relativ lange Schweltrommel eingesetzt, die innen eine Vielzahl von parallelen Heizrohren aufweist, an denen der Abfall weitgehend unter Luftabschluß aufgeheizt wird. Die Schweltrommel dreht sich dabei um ihre Längsachse. Vorzugsweise ist die Längs­ achse der Schweltrommel etwas gegenüber der Horizontalen geneigt, so daß sich das feste Schwelgut am Ausgang der Schweltrommel ansammeln und von dort über ein Austragsrohr ausgetragen werden kann. Beim Drehen wird der Abfall durch die Heizrohre emporgehoben und fällt wieder herab. Hierdurch wird der Transport des Festguts (Staub, Brocken aus Kohlenstoff (Koks), Steine, Flaschen-, Metall-, Ke­ ramik-Teile etc.) in Richtung auf die Austragsöffnung der Schweltrommel bewerk­ stelligt. Ist nun an die Schweltrommel ein zentral angeordnetes Austragsrohr fest angeschlossen, so dreht sich dieses zusammen mit der Schweltrommel; es hat die­ selbe Drehgeschwindigkeit, aber einen kleineren Innendurchmesser als die Schwel­ trommel. Da das Festgut hierin infolge der glatten Innenwand nicht oder kaum an­ gehoben wird, resultiert nur ein langsames Wandern zum Rohrende hin. Es kann zu einem Aufstauen des Festguts kommen. Infolge eines solchen Aufstaus des Festguts ist der freie Strömungsquerschnitt für das Schwelgas beschränkt. Ein ungehindertes Abströmen des Schwelgases aus der Schweltrommel durch das Austragsrohr muß aber sichergestellt sein. Dies gilt nicht nur für eine innenberohrte Schweltrommel, sondern auch für eine Schweltrommel mit Außenbeheizung oder mit einer Kombi­ nation von Innen- und Außenbeheizung.

Aufgabe der Erfindung ist es demnach, ein Austragsrohr für eine beheizbare, um ihre Längsachse drehbare Schweltrommel für Abfall anzugeben, das einen ausrei­ chenden Transport für Festgut und Schwelgas sicherstellt. Mit anderen Worten: Ein Aufstau des Festguts soll vermieden und ein ausreichender Strömungsquerschnitt für das Schwelgas soll sichergestellt werden. Außerdem soll eine mit einem solchen Austragsrohr ausgerüstete Pyrolyseeinrichtung für Abfall angegeben werden, bei der ein ungehinderter Transport von Festgut und Schwelgas aus der Schweltrommel sichergestellt ist.

Die erstgenannte Aufgabe wird bei einem zentralen Austragsrohr erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf seiner Innenwand eine Transportspirale vorgesehen ist. Die Steigung der Transportspirale ist hierbei an die Drehgeschwindigkeit des Austrags­ rohrs sowie an dessen Innendurchmesser angepaßt. Die Windungen der Transport­ spirale bestimmen somit erheblich die Transportgeschwindigkeit des im Austrags­ rohr beförderten Pyrolysereststoffs.

Die zweitgenannte Aufgabe wird erfindungsgemaß gelöst durch eine Pyrolyseein­ richtung mit einer um ihre Längsachse drehbaren Schweltrommel für Abfall, mit einer Eingangsöffnung für die Zufuhr des Abfalls in die Schweltrommel, mit einer Heizeinrichtung zum Aufheizen des Abfalls in der Schweltrommel, mit einem mit der Schweltrommel mitdrehbaren Austragsrohr zum Austragen von Pyrolyserest­ stoff und Schwelgas aus einer Ausgangsöffnung der Schweltrommel und mit einer Transportspirale, die an der Innenwand des Austragsrohrs angeordnet ist. Bevorzugt ist dabei vorgesehen, daß in der Schweltrommel eine größere Anzahl von Heizroh­ ren angeordnet ist, daß die Heizrohre jeweils mit dem einen Ende an einer ersten Endplatte und mit dem anderen Ende an einer zweiten Endplatte befestigt sind, daß die erste Endplatte eine zentrale Eingangsöffnung für den Abfall aufweist, daß die zweite Endplatte eine zentrale Ausgangsöffnung besitzt, und daß das Austragsrohr an der zweiten Endplatte befestigt und um seine Längsachse drehbar ist.

Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand von zwei Figuren naher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schwelanlage mit Schwelkammer für Abfall, die im Rahmen des Schwel-Brenn-Verfahrens eingesetzt werden kann, in einer prinzipiellen Schnittdar­ stellung; und

Fig. 2 in vergrößerter Darstellung das Austragsrohr der Schweltrommel mit einge­ bauter Transportspirale.

Nach Fig. 1 wird fester Abfall A über eine Zufuhr- oder Aufgabeeinrichtung 2 und eine Schnecke 4, die von einem Motor 6 angetrieben wird und in einem Aufgabe­ rohr 7 angeordnet ist, in einen Pyrolysereaktor oder eine Schwelkammer 8 einge­ bracht. Die Schwelkammer 8 ist im Ausführungsbeispiel eine um ihre Längsachse 10 (durch weiter unten erläuterte motorische Antriebsmittel 24, 26) drehbare und beheizbare Schwel- oder Pyrolysetrommel, die eine Länge bis 30 m besitzen kann, die bei 300 bis 600°C arbeitet, die weitgehend unter Sauerstoffabschluß betrieben wird und die neben flüchtigem Schwelgas s einen weitgehend festen Pyrolysefest­ stoff f erzeugt. Es handelt sich dabei um eine innenberohrte Schweltrommel 8 mit einer Vielzahl (zum Beispiel fünfzig bis zweihundert) von parallel zueinander aus­ gerichteten Heizrohren 12, von denen in Fig. 1 nur zwei gezeigt sind, die im In­ nenraum 13 angeordnet sind. Am rechten "heißen" Ende ist ein Einlaß für Heizgas h in Form einer ruhenden, abgedichteten Heizgas-Einlaßkammer 14 vorgesehen, und am linken "kalten" Ende ist ein Auslaß für das Heizgas h in Form einer ruhenden, abgedichteten Heizgas-Auslaßkammer 16 vorgesehen. Die Längsachse 10 der Schwelkammer 8 ist bevorzugt gegenüber der Horizontalen geneigt, so daß das rechts gelegene "heiße" Ende tiefer liegt als der links gezeigte Einlaß für den Ab­ fall A.

Der Pyrolysetrommel 8 ist ausgangs- oder austragsseitig über ein sich mitdrehendes zentrales Austragsrohr 17 eine Austragsvorrichtung 18 nachgeschaltet, die mit ei­ nem Schwelgas-Abzugsstutzen 20 für den Abgang des Schwelgases s und mit ei­ nem Pyrolysereststoffausgang 22 für die Abgabe des festen Pyrolysereststoffes f versehen ist. Eine an den Schwelgas-Abzugsstutzen 22 angeschlossene Schwelgas­ leitung kann mit dem Brenner einer Hochtemperatur-Brennkammer verbunden sein. Die Drehbewegung der Schweltrommel 8 um die Längsachse 10 wird durch einen Antrieb 24 bewirkt, zu dem auch ein Motor 26 gehört. Die Antriebsmittel 24, 26 ar­ beiten zum Beispiel auf einen Zahnkranz, der am Umfang der Schweltrommel 8 be­ festigt ist. Die beiden Lager der Pyrolysetrommel 8 sind mit 27 bezeichnet.

Aus Fig. 1 wird deutlich, daß die Heizrohre 12 jeweils mit dem einen (ersten) Ende an einer ersten Endplatte 28 und mit dem anderen (zweiten) Ende an einer zweiten Endplatte 30 befestigt sind. Die Befestigung an den Endplatten 28, 30 ist so getroffen, daß sich eine leichte Austauschbarkeit der Heizrohre 12 ergibt. Das Ende der Heizrohre 12 ragt jeweils durch eine Öffnung aus dem Innenraum 13 nach links in die Auslaßkammer 16 bzw. nach rechts in die Einlaßkammer 14 hinein. Die Achse der Heizrohre 12 ist dabei jeweils senkrecht zur Oberfläche der Endplatte 28, 30 ausgerichtet. Bei der gezeigten Konstruktion ist beachtet worden, daß die ein­ zelnen Heizrohre 12 thermisch und mechanisch hoch beansprucht sind, und daß sich die Endplatten 28, 30, die auch als Rohrplatten oder Trommelrohrböden bezeichnet werden könnten, um die Längsachse 10 der Schweltrommel 8 mitdrehen. Die erste Endplatte 28 weist eine zentrale Eingangsöffnung 28z für den Abfall A auf. Durch diese Öffnung 28z ist mit Hilfe einer (nicht näher bezeichneten) Ringdichtung das Aufgaberohr 7 in den Innenraum 13 hineingeführt. Die zweite Endplatte 30 weist eine zentrale Ausgangsöffnung 30z auf, an der axial das Austragsrohr 17 befestigt ist.

Von Bedeutung ist nun, daß auf der Innenwand 31 des zentralen Austragsrohrs 17 eine Transportspirale 33 vorgesehen ist; diese nimmt bei Drehung des Austrags­ rohrs 17 den Pyrolysereststoff f mit. Das ist noch einmal in vergrößerter Darstellung in Fig. 2 gezeigt.

Aus Fig. 2 geht zunächst hervor, daß das Austragsrohr 17 mit Hilfe einer Schweiß­ naht 35 an der zentralen Austragsöffnung 30z, und zwar koaxial zur Schweltrommel 8, befestigt ist. Die Transportspirale 33 ist mit Hilfe von Schweißstellen 37 an der Innenwand 31 festgemacht. Die Anzahl der Windungen, die Steilheit der Windun­ gen, die Art und der Durchmesser des verwendeten Materials richten sich nach den Umständen des Einzelfalls. Prinzipiell kann die Transportspirale 33 aus einem Rundstahl, einem Flachstahl, einem Profilstahl oder aber aus einem gebogenen Rohr bestehen. Die Transportspirale 33 kann auch mit Hebern 39, von denen in Fig. 2 der Übersichtlichkeit wegen nur einer gezeigt ist, zum Anheben des Pyro­ lysereststoffs r versehen sein. Dies verbessert die Transporteigenschaften. Die Heizrohre 12 sind hier endseitig an der Endplatte 30 verschweißt.

Die Transportspirale 33 im Austragsrohr 17 bewirkt, daß sich infolge der Drehung ein ungehinderter Transport einstellt, so daß sich der Pyrolysereststoff r im Aus­ tragsrohr 17 nicht staut und das Schwelgas s ungehindert über den Pyrolysereststoff r hinweg in Richtung auf die Austragseinrichtung 18 abströmen kann. Die An­ bringung der Transportspirale 33 ist eine vergleichsweise preiswerte Maßnahme; außerdem ist der Platzbedarf dafür - im Vergleich beispielsweise zu einer motorge­ triebenen Wendel im Austragsrohr 17 - gering. Es soll noch einmal betont werden: Die Anbringung einer Transportspirale 32 ist nicht auf Austragsrohre 17 beschränkt, die an Schweltrommeln 8 angebracht sind, welche mit Hilfe von innen liegenden Heizrohren 12 beheizt werden. Auch in Austragsrohren 17 außenbeheizter Schwel­ trommeln 8 erfüllen solche Transportspiralen 33 den angegebenen Zweck. Bei einer solchen Schweltrommel ist in der Regel am Außenumfang unter Abdichtung min­ destens eine Heizkammer angeordnet, die an eine Heizgas-Zuführleitung und an eine Heizgas-Abführleitung angeschlossen ist.

Claims (11)

1. Zentrales Austragsrohr (17) für eine beheizbare, um ihre Längsachse (10) dreh­ bare Schweltrommel (8) für Abfall (A), dadurch gekennzeich­ net, daß auf seiner Innenwand (31) eine Transportspirale (33) vorgesehen ist.

2. Austragsrohr (17) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportspirale (33) aus einem Rundstahl, Flachstahl, Profilstahl oder einem gebogenen Rohr besteht.

3. Austragsrohr (17) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Transportspirale (33) an der Innenwand (31) festgeschweißt ist.

4. Austragsrohr (17) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Transportspirale (33) mit Hebern (39) zum Anheben des Pyrolysereststoffs (f) versehen ist.

5. Pyrolyseeinrichtung mit einer um ihre Längsachse (10) drehbaren Schweltrom­ mel (8) für Abfall (A), mit einer Eingangsöffnung (28z) für die Zufuhr des Abfalls (A) in die Schweltrommel (8), mit einer Heizeinrichtung zum Aufheizen des Ab­ falls (A) in der Schweltrommel (8), mit einem mit der Schweltrommel (8) mitdreh­ baren Austragsrohr (17) zum Austragen von Pyrolysereststoff (f) und Schwelgas (s) aus einer Ausgangsöffnung (30z) der Schweltrommel (8) und mit einer Transport­ spirale (33), die an der Innenwand (31) des Austragsrohrs (17) angeordnet ist.

6. Pyrolyseeinrichtung nach Anspruch 5, wobei im Innenraum (13) der Schwel­ trommel (8) eine größere Anzahl von Heizrohren (12) angeordnet ist, wobei die Heizrohre (12) jeweils mit dem einen Ende an einer ersten Endplatte (28) und mit dem anderen Ende an einer zweiten Endplatte (30) befestigt sind, wobei die erste Endplatte (28) eine zentrale Eingangsöffnung (28z) für den Abfall (A) aufweist, wobei die zweite Endplatte (30) eine zentrale Ausgangsöffnung (30z) besitzt, und wobei das Austragsrohr (17) an der zweiten Endplatte (30) befestigt und um seine Längsachse drehbar ist.

7. Pyrolyseeinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch ein Austragsrohr (17) nach einem der Ansprüche 2, 3 oder 4.

8. Pyrolyseeinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeich­ net, daß die Heizrohre (12) am ersten Ende in eine ruhende Heizgas-Auslaß­ kammer (16) und am zweiten Ende in eine ruhende Heizgas-Einlaßkammer (14) münden.

9. Pyrolyseeinrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Ausgang des Austragsrohrs (17) in eine ruhende Austragsvorrichtung (18) führt, aus der der Pyrolysereststoff (f) und das Schwelgas (s) getrennt entnehmbar sind.

10. Pyrolyseeinrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß an der Eingangsöffnung (28z) eine ruhende Zufuhr­ einrichtung (2) mit einem Aufgaberohr (7) für den Abfall (A) angeschlossen ist.

11. Pyrolyseeinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß am Außenumfang der Schweltrommel (8) eine Heizkammer angeordnet ist, die an eine Heizgas-Zuführleitung und an eine Heizgas-Abführlei­ tung angeschlossen ist.