DE4447357A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Aufbereiten von Altreifen durch eine chemisch-thermische Behandlung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vor­ richtung zum Aufbereiten von Altreifen durch eine chemisch­ thermische Behandlung.

Es ist bereits die Pyrolyse bei der Altreifenverwertung be­ kannt. In der DE 27 24 813 C3 ist eine Anlage zum Aufbereiten von Altreifen und ähnlichen Gummiverbundstoffen beschrieben. Hierbei ist eine kryogene Zerkleinerungseinrichtung zum Un­ terkühlen und Brechen des Altmaterials und zum Abschlagen der Gummibestandteile von den textilen und/oder metallischen Be­ standteilen vorgesehen. Dieser Trenneinrichtung ist dann eine Pyrolyseeinrichtung zum Aufbereiten der mit Gummibestandtei­ len behafteten textilen und/oder metallischen Restbestand­ teile nachgeordnet. Die bei der Pyrolyse der Restbestandteile gewonnene Energie dient dem Betreiben der Anlage.

In der DE-AS 19 39 715 ist ein Verfahren zur Rückgewinnung eines Gemisches aus Ruß und Zinkoxid aus vulkanisiertem Alt­ gummi durch Pyrolyse beschrieben, bei dem der vulkanisierte Altgummi auf eine Korngroße von ca. 4 bis 8 mm zerkleinert und anschließend in dünnen Schichten von weniger als 50 mm Dicke der Pyrolyse unterworfen wird. In Vorbereitung des Alt­ reifens auf dieses Verfahren ist dieser ebenfalls zu zerklei­ nern und in seine Bestandteile, nämlich Gummi, Fasern des Cordgewebes und metallische Anteile, zu trennen.

Die Zerkleinerung von Altreifen und die Trennung seiner Be­ standteile in mehrere Komponenten ist technologisch sehr auf­ wendig und kostenintensiv.

Weiterhin sind, wie in "Pyrolyse von Abfällen" von Karl J. Thom´-Kozmiensky - Berlin: EF - Verlag für Energie- und Um­ welttechnik, 1985 Seite 23-24 beschrieben, dem Hausmüll auch Altreifen bei der Pyrolyse zugegeben worden. Im Ergebnis der Versuche lieferte die gemeinsame Pyrolyse von Abfall mit Altreifengummi eine wesentlich höhere Gasausbeute. Der Alt­ reifenzusatz brachte aber gleichzeitig einen um über 30% erhöhten Teeranfall. Im Ergebnis der Versuche wurde fest­ gestellt, daß auf die Zugabe von Altreifen zu Haushaltab­ fällen verzichtet werden soll.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufbereiten von Altreifen durch eine chemisch-thermische Behandlung zu schaffen, wobei die Alt­ reifen ohne Trennung in ihre Bestandteile aufbereitet werden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß unzer­ teilte Altreifen die Reaktionsstufen einer Pyrolyse, einer Vergasung von Pyrolyseprodukten sowie einer Eisen-Wasser­ dampf-Reaktion in einem schachtförmigen Reaktor von oben nach unten durchlaufen, wobei in allen Reaktionsstufen ein über­ hitztes Wasserdampf/Sauerstoff-Gemisch zugeführt und freige­ setzte Wärmeenergie genutzt wird, wobei ein in den Reaktions­ stufen erzeugtes Reaktionsgas, welches Wasserstoff und Kohlenstoffmonoxid enthält sowie entstehende eisenreiche Schlacke kontinuierlich dem Reaktor entnommen werden.

Durch die erfindungsgemäße Lösung wird erreicht, daß der ver­ wertbare Energieanteil der Altreifen weitgehend zurückgewon­ nen und in eine speicherbare Form als Reaktionsgas überführt wird. Gleichzeitig ist die eisenreiche Schlacke weiter ver­ wendbar. Das Verfahren ermöglicht weiterhin, die Reifen unzerteilt einzusetzen, so daß eine kostenaufwendige Vorbe­ handlung vermieden wird.

Eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens besteht darin, daß im oberen Bereich des schachtförmigen Reaktors die Pyro­ lyse der organischen Bestandteile eines unzerteilten Altrei­ fens in einem Zeitraum von 0,5 bis 4 min unter Zuführung eines überhitzten Wasserdampf/Sauerstoff-Gemisches mit einem Anteil von 2 bis 8 Vol.-% O₂ sowie einer Temperatur von 600 bis 800°C durchgeführt wird und anschließend auf einer tieferliegenden Stufe in dem Reaktor die knäuelförmigen Pyrolyseprodukte, welche Pyrolysekoks und Stahldrahtanteile enthalten, in einer gasdurchlässigen Anhäufung gesammelt werden und der Pyrolysekoks unter Zuführung eines überhitzten Wasserdampf/ Sauerstoff-Gemisches mit einem Anteil von 5 bis 15 Vol.-% O₂ und einer Temperatur von etwa 800°C vergast wird, wobei gleichzeitig bei dem von Pyrolysekoks freige­ legten Stahldrahtanteil die Eisen-Wasserdampf-Reaktion eingeleitet wird und die während dieses Prozesses entstehende inhomogene Schlacke mit Reifenbestandteilen nach unten bis auf die nächste Stufe abfließt, wobei der Reaktor in dem durchflossenen Bereich eine Temperatur von 1000 bis 1500°C aufweist und auf der nächsten Stufe die dort entstehende Anhäufung unter Zuführung eines überhitzten Wasserdampf/Sauerstoff-Gemisches mit einem Anteil von 8 bis 15 Vol.-% O₂ und einer Temperatur von etwa 1000°C weiter vergast wird und die entstehende flüssige Schlacke bei einer Temperatur von 1500 bis 1800°C abwärts fließt und anschließend aus dem Reaktor ausgetragen wird, wobei das entstehende Reaktionsgas bis in den unteren Bereich des Reaktors strömt und anschließend in einem vertikalen Ausgangsschacht nach oben strömt und dabei die Wärmeenergie an die einzelnen Reaktionsstufen im Gegenstrom abgibt sowie im oberen Bereich des Reaktors austritt.

Vorzugsweise werden dem Reaktor mit den unzerteilten Altrei­ fen zur Bildung von Schlacke geeignete Zuschlagstoffe, vor­ zugsweise gebrannter oder gelöschter Kalk, zugeführt.

Hierbei ist es möglich, daß in Abhängigkeit vom Gewicht der in einer vorbestimmten Zeit zugeführten Altreifen der Anteil der zuzuführenden Zuschlagstoffe bestimmt wird.

In weiterer Ausbildung der Erfindung umfaßt diese eine Vor­ richtung zur Durchführung des Verfahrens, welche eine Zuführ­ vorrichtung zu einem Reaktor und Aufnahmevorrichtungen für erzeugte Produkte aufweist, wobei der Reaktor schachtförmig ausgebildet ist und von oben nach unten verlaufend einen Kopfraum, einen Hauptverbrennungsraum, einen Nachverbren­ nungsraum sowie einen Schlackenraum aufweist, wobei in dem Kopfraum ein Schachtrost zur Aufnahme der unzerteilten Alt­ reifen für die Pyrolyse angeordnet ist und zwischen dem Kopf­ raum sowie dem Hauptverbrennungsraum unter dem Schachtrost ein erstes Stellelement zur Aufnahme der gasdurchlässigen An­ häufung aus Pyrolysekoks und Stahldrahtanteilen und zwischen dem Hauptverbrennungsraum und dem Nachverbrennungsraum ein zweites Stellelement für eine weitere Anhäufung von Altrei­ fenbestandteilen angeordnet ist, wobei zwischen den Stellele­ menten und der vorderen, die Räume begrenzenden Wand des Reaktors Spalte zum Durchfluß von Schlacke und Altreifenreste angeordnet sind, wobei die hintere Seite der Räume durch eine Strahlungswand begrenzt ist, zwischen der und der hinteren Wand des Reaktors ein vertikaler Ausgangsschacht für das ent­ stehende Reaktionsgas angeordnet ist, wobei dieser über eine untere Öffnung in der Strahlungswand mit dem Schlackenraum verbunden ist und im oberen Bereich des Reaktors ein Austritt für das Reaktionsgas angeordnet ist und wobei in den Räumen Düsen zum Eintritt des überhitzten Wasserdampf/Sauerstoff- Gemisches angeordnet sind.

Mit dem Reaktor der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es mög­ lich, die unzerteilten Altreifen vollständig thermisch zu zersetzen und dabei weitgehend verwertbare Produkte zu erzeu­ gen. Das erzeugte Reaktionsgas gibt dabei im Ausgangsschacht auf steigend über die Strahlungswand Wärmeenergie für die Zer­ setzung ab.

Der Schachtrost weist vorzugsweise ein sich nach vorn ver­ breitertes Teil auf, welches mit einer unteren Rostfläche zur
Aufnahme des unzerteilten Altreifens und einer die obere Seite des Schachtrostes begrenzenden Rostfläche versehen ist, wobei der Abstand zwischen diesen größer als die Höhe des Altreifens ist und dabei die vordere Rostfläche vollständig über dem ersten Stellelement angeordnet ist.

Hierdurch ist es möglich, die unzerteilten Altreifen lage­ gerecht in die Reaktionsstufe der Pyrolyse einzuführen sowie die Reste über die vordere Rostfläche vollständig auf das obere Stellelement aufzubringen.

Zur sicheren Einführung der unzerteilten Altreifen in den Reaktor ist es zweckmäßig, daß vor dem Schachtrost ein durch die Wand des Reaktors nach außen hindurchragender Zuführungs­ schacht angeordnet ist, an dessen äußerem Ende ein Trichter zur Einführung von unzerteilten Altreifen und Zuschlagstoffen in dem Reaktor angeordnet ist, wobei am vorderen Ende des Zu­ führungsschachtes ein axial in diesen verschiebbarer Stempel zum Verschieben der Altreifen in den Reaktor angeordnet ist.

Eine Zuführung von Altreifen und Zuschlagstoffen ist möglich, indem in dem Trichter ein horizontaler, über ein Gelenk mit einem Antrieb verbundener, horizontal verschiebbarer Schieber angeordnet ist.

Vorzugsweise ist in dem Zuführungsschacht zwischen dem Trich­ ter und dem Reaktor eine Schachtverengung angeordnet, an deren Wänden die unzerteilten Altreifen, den Innenraum des Reaktors nach außen abdeckend, anliegen.

Dabei können in der Schachtverengung den Altreifen in seiner Lage fixierende Vorsprünge angeordnet sein.

Eine weitere Ausbildung der Erfindung besteht darin, daß jedes Stellelement auf einer parallel zu der vorderen Wand des Reaktors verlaufenden Stellachse angeordnet und um diese verschwenkbar ist, wobei der Spalt zwischen der Wand und dem vorderen Ende des Stellelementes einstellbar ist.

Hierbei weist zweckmäßigerweise der Spalt vor dem ersten Stellelement eine größere Breite als der Spalt vor dem zwei­ ten Stellelement auf.

Vorzugsweise ist die vordere Wand des Reaktors als eine Reak­ tionswand ausgebildet, entlang der die Reifenbestandteile sowie die Schlacke abfließen.

Die Zündbrenner des Reaktors können im Kopfraum angeordnet sein.

Es ist zweckmäßig, wenn der Schlackenraum mit einem die granulierende, eisenreiche Schlacke abkühlendes, mit Wasser gefülltem Löschbecken verbunden ist, wobei vor einem Auslauf aus dem Schlackenraum vorzugsweise ein überlauf angeordnet ist und der Schlackenraum nach außen durch eine in das Wasser des Löschbeckens eintauchende Abdeckung abgeschlossen ist.

Dabei kann das Löschbecken mit einem in dieses hineinragen­ den, das Granulat abziehendes Becherwerk in Verbindung ste­ hen.

Weiterhin sind vorzugsweise dem Ausgang aus dem Reaktor für das Reaktionsgas, welches Wasserstoff und Kohlenmonoxid enthält, an sich bekannte Einrichtungen der Gasaufbereitung und der Restwärmeverwertung nachgeordnet.

Aus dem Reaktionsgas kann Synthesegas, Reaktionsgas und/oder technischer Wasserstoff hergestellt werden.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zei­ gen:

Fig. 1 die Vorderansicht der Vorrichtung zum Aufbereiten von Altreifen im Schnitt,

Fig. 2 die Vorderansicht eines Schachtrostes mit dem Zufüh­ rungsschacht und Trichter nach Fig. 1,

Fig. 3 die Draufsicht auf die Darstellung nach Fig. 2,

Fig. 4 den Schnitt A-B nach Fig. 1.

Wie die Fig. 1 zeigt, weist die Vorrichtung zum Aufbereiten von Altreifen 15 durch eine chemisch-thermische Behandlung einen schachtförmigen Reaktor I auf. Der Innenraum des Peaktors I ist im wesentlichen von oben nach unten in einen Kopfraum 2, einen Hauptverbrennungsraum 3, einen Nachverbren­ nungsraum 4 sowie einen Schlackenraum 5 unterteilt. Die vor­ dere Seite des Reaktors I bildet dabei eine Reaktionswand 6.

In dem Kopfraum 2 ist ein in den Fig. 2 und 3 näher darge­ stellter Schachtrost 1 angeordnet.

Zur Unterteilung des Innenraumes des Reaktors I ist zwischen dem Kopf raum 2 und dem Hauptverbrennungsraum 3 sowie zwischen diesem und dem Nachverbrennungsraum 4 jeweils ein um eine Stellachse 41 schwenkbares Stellelement 8; 10 angeordnet. Die Stellachse 41 verläuft dabei annähernd parallel zur Reak­ tionswand 6. Hierdurch ist zwischen der vorderen Stirnfläche des Stellelementes 8; 10 und der Reaktionswand 6 ein Spalt 7; 9 unterschiedlicher Breite einstellbar.

Im Bereich des Kopfraumes 2 sowie des Hauptverbrennungsraumes 3 ist die Reaktionswand 6 annähernd vertikal angeordnet, wäh­ rend sie im Bereich des Nachverbrennungsraumes 4 zum Innenraum des Reaktors I hin geneigt ist.

Der sich anschließende Schlackenraum 5 bildet den unteren Teil des Reaktors I. Er ist über einen Auslauf 48 mit einem mit Wasser gefüllten Löschbecken 11 zur Aufnahme von aus­ fließender dünnflüssiger Schlacke 47 verbunden. Im Bereich des Schlackenraumes 5 bildet die Reaktionswand 6 den Boden des Innenraumes des Reaktors I und ist dabei in Richtung zum Auslauf 48 geneigt.

In dem hinteren Teil des Innenraumes des Reaktors I ist ver­ tikal ein Ausgangsschacht 13 angeordnet. Dieser erstreckt sich von dem Schlackenraum 5 nach oben bis zu einem in der Rückwand des Reaktors I angeordneten Austritt 51 für er­ zeugtes Synthesegas.

Der Ausgangsschacht 13 ist an seiner Rückseite und seitlich durch die Wände des Reaktors I begrenzt. Im Innenraum des Reaktors I ist zu seiner Abgrenzung von dem Kopf raum 2, dem Haupt- und Nachverbrennungsraum 3; 4 sowie dem Schlackenraum 5 eine Strahlungswand 14, welche annähernd parallel zu der oberen und hinteren Seitenwand des Reaktors I verläuft, an­ geordnet. An dem unteren Ende weist die Strahlungswand 14 eine Öffnung 14′ auf, über die der Schlackenraum 5 mit dem Ausgangsschacht 13 verbunden sind.

Vor dem Reaktor I ist zur Zuführung von unzerteilten Altrei­ fen 15 ein Förderband 16 vorgesehen. Dieses kann aber auch durch eine andere Fördereinrichtung ersetzt werden. Nach dem ersten Förderband 16 ist ein weiteres Förderband 17, welches einer Bandwaage 17′ zugeordnet ist, angeordnet. Weiterhin weist die Vorrichtung einen Vorratsbehälter 18 für Zuschlag­ stoffe, welcher mit einer mit einem Antrieb 21 verbundenen Förderschnecke 19 versehen ist, auf. Die Zuschlagstoffe be­ stehen im wesentlichen aus gebranntem oder gelöschtem Kalk und werden in Abhängigkeit von der in einer bestimmten Zeit­ einheit zugeführten Masse der unzerteilten Altreifen 15 dem Reaktor I mit zugeführt. Zur Mengenbestimmung steht der Vor­ ratsbehälter 18 mit der Bandwaage 17 in Wirkverbindung.

Für die Zuführung der Altreifen 15 und der Zuschlagstoffe zu dem Reaktor I ist ein Trichter 20 vorgesehen. Dieser ist an einem Zuführungsschacht 25 angeordnet, welcher mit dem im Kopfraum 2 angeordneten Schachtrost 1 verbunden ist.

In Fig. 2 und 3 ist der Schachtrost 1 mit dem Zuführungs­ schacht 25 und dem Trichter 20 näher dargestellt. In dem Trichter 20 ist ein horizontaler Schieber 22, der über ein Gelenk 23 mit einem Antrieb 24 verbunden ist, verschiebbar angeordnet. Dadurch ist es möglich, den Trichter 20 in vorbe­ stimmter Weise zu öffnen und gasdicht zu verschließen. Unter­ halb des Trichters 20 ist der vorzugsweise in Richtung des Reaktors I schräg nach unten geneigte Zuführungsschacht 20 angeordnet.

Am vorderen Ende desselben ist vor dem Trichter 20 ein axial in den Zuführungsschacht 25 verschiebbarer Stempel 26 ange­ ordnet. Dieser ist vorzugsweise durch einen hydraulischen An­ trieb 27 angetrieben. Der Zuführungsschacht 25 weist zwischen dem Trichter 20 und dem Reaktor I eine Schachtverengung 28 auf, welche zur Fixierung der Altreifen 15 in dieser mit Vor­ sprüngen 28′ versehen sein kann.

Der Zuführungsschacht 25 ist über eine Öffnung 29 mit dem Kopfraum 2 des Reaktors I verbunden.

In dem Kopfraum 2 ist der Schachtrost 1 angeordnet. Dieser weist ein verbreitertes Teil 30 (Fig. 3) auf, welches mit einer unteren und einer oberen Rostfläche 36; 37 versehen ist. Die untere Rostfläche 36 ist dabei unmittelbar über dem ersten Stellelement 8 angeordnet.

In dem Kopfraum 2 sind in dessen Stirnwand gegenüber der Reaktionswand 6 über und unter der Öffnung 29 mehrere Düsen 34 zur Zuführung eines überhitzten Wasserdampf/Sauerstoff- Gemisches für die Pyrolyse sowie Zündbrenner 34′ des Reaktors I angeordnet. Weiterhin sind in der oberen Deckwand des Reak­ tors 1 zwischen der Reaktionswand 6 und dem vorderen Ende des Schachtrostes 1 vertikal nach unten auf das erste Stellele­ ment 8 gerichtete Düsen 38 zum Austritt eines Wasserdampf/ Sauerstoff-Gemisches angeordnet. Die Zuführung des Gemisches erfolgt über Rohrleitungen 39.

In dem Hauptverbrennungsraum 3 sind in den Seitenwänden des Reaktors I einander gegenüberliegende Düsen 43 (Fig. 4) ange­ ordnet, die ebenfalls zur Zuführung eines Wasserdampf/Sauer­ stoff-Gemisches dienen. In dem Nachverbrennungsraum 4 sind in gleicher Weise wie bei den Düsen 43 weitere Düsen 45; 46 pa­ rallel zur Reaktionswand 6 übereinanderliegend angeordnet.

In Fig. 4 ist weiterhin das Stellelement 8 mit seiner Stell­ achse 41 gezeigt. Die Stellachse 41 ist mit einem Antrieb 41′, vorzugsweise einem elektrischen Motor, verbunden. Durch Schwenken des Stellelementes 8 um die Stellachse 41 ist der Spalt 9 in unterschiedlicher Breite einstellbar. Eine gleiche Ausbildung ist bei dem zweiten Stellelement 10 möglich.

Der Schlackenraum 5 ist, wie bereits dargelegt, über einen Auslauf 48 mit einem mit Wasser gefüllten Löschbecken 11 ver­ bunden. Dabei ist außerhalb des Reaktors I vor dem Auslauf eine Abdeckung 49 angeordnet, welche mit ihrem unteren Ende in das Wasser des Löschbeckens 11 eintaucht und damit einen sicheren Verschluß des Reaktors I nach außen bildet. Zur För­ derung des Granulats 50 aus dem Löschbecken 11 ist ein Be­ cherwerk 12 in diesem angeordnet.

Dem Austritt 51 für das erzeugte Reaktionsgas sind an sich bekannte Einrichtungen zu dessen Reinigung und weiterer Aufbereitung sowie Restwärmenutzung nachgeordnet.

Die Vorrichtung ermöglicht die Durchführung des erfindungsge­ mäßen Verfahrens.

Zum Aufbereiten von Altreifen 15 durch eine chemisch-thermi­ sche Behandlung werden diese unzerkleinert, wie vorstehend beschrieben, dem Trichter 20 zugeführt. Nach der Zugabe von Zuschlagstoffen aus dem Vorratsbehälter 18 über die Förder­ schnecke 19 wird der Schieber 22 geöffnet, und der unzerteil­ te Altreifen 15 gleitet in den Zuführungsschacht 25.

Da dieser nach unten in Richtung des Reaktors I geneigt ist, rutscht er vor die Schachtverengung 28. Er wird in diese mittels des Stempels 26 geschoben und durch die Vorsprünge 28′ in diesen gehalten. Damit ist der Reaktor I durch die Altreifen 15 selbst verschlossen. Vorzugsweise liegen mindestens zwei Altreifen 15 gleichzeitig in der Schachtver­ engung 28. Durch neu hinzukommende Altreifen 15 wird der vordere Altreifen 15 aus der Schachtverengung 28 geschoben und rutscht durch die Öffnung 29 in den Kopfraum 2 des Reak­ tors I auf den verbreiterten Teil 30 des Schachtrostes 1. Im Kopfraum 2 verbleiben die unzerteilten Altreifen 15 dort in den Positionen 31; 32; 33 für etwa 0,5 bis 4 min. Auf dem Schachtrost 1 erfolgt die Pyrolyse der organischen Bestand­ teile der Altreifen 15. Die dazu erforderliche thermische Energie wird aus dem bereits erzeugten Reaktionsgas in dem Ausgangsschacht 13 über die Strahlungswand 14 sowie dem Wasserdampf/Sauerstoff-Gemisch, welches über die Düsen 34 zugeführt wird, entnommen. Das Gemisch besteht aus überhitz­ tem Wasserdampf von 600 bis 800°C mit einem Anteil von 2 bis 8 Vol-% O₂.

Durch den hohen Wasserdampfgehalt des zugeführten Gasgemi­ sches entsteht weniger Pyrolysekoks. Gleichzeitig wird aber auch erreicht, daß die Pyrolysetemperatur eingehalten wird und der Pyrolyserückstand auf dem Schachtrost 1 nicht sintert und anbackt. Da die unzerkleinerten Altreifen 15 nur wenig deformiert auf den Schachtrost 1 gelangen, bilden sie eine relativ große Reaktionsfläche zur Gasphase, die auch noch in der Position 33 beim Zersetzungsschmelzen des Gummis der un­ zerteilten Altreifen 15 durch ihre freiwerdenden Stahldraht­ anteile als Geflecht im wesentlichen erhalten bleibt. Am Ende des Schachtrostes 1 ist der Pyrolyseprozeß weitestgehend be­ endet. Durch das Nachschieben weiterer unzerteilter Altreifen 15 werden die knäuelförmigen Pyrolyserückstände auf das erste Stellelement 8 geschoben und bilden eine gasdurchlässige An­ häufung 35 welche Stahldrahtanteile, Pyrolysekoks und den Zuschlagstoff enthält. Das erste Stellelement 8 ist unmit­ telbar unter der unteren Rostfläche 36 des Schachtrostes 1 angeordnet.

Die auf dem ersten Stellelement 8 befindliche, gasdurchläs­ sige Anhäufung 35 wird durch die vertikal angeordneten Düsen 38 mit einem auf etwa 800°C überhitzten Wasserdampf/Sauer­ stoff-Gemisch mit 5 bis 15 Vol.-% O₂ angestrahlt, um den ent­ standenen Pyrolysekoks zu vergasen. In dieser Phase beginnt an dem vom Pyrolysekoks freigelegten Stahldrahtanteil die Eisen-Wasserdampf-Reaktion, wodurch zusätzlicher Wasserstoff entsteht. Durch die Reaktionswärme und die Wärmestrahlung aus dem Reaktionsgas über die Strahlungswand 14 wird die gas­ durchlässige Anhäufung 35 des Pyrolyserückstandes kontinuier­ lich unter Mitwirkung des Zuschlagstoffes als Schlacke abge­ schmolzen. Eine entstandene Schlacke 40 fließt durch den auf 10 bis 15 cm Breite einstellbaren Spalt 7 zu dem zweiten Stellelement 10 ab. Dabei werden vorhandene feste Reifenbe­ standteile für die weitere Reaktion mit der Dampfatmosphäre freigelegt. Beim Abfließen der noch inhomogenen Schlacke 40 durchfließt diese an der Reaktionswand 6 den Hauptverbren­ nungsraum 3. Der Hauptverbrennungsraum 3 wird auf einer Temperatur von etwa 1000 bis 1500°C gehalten.

An dem zweiten Stellelement 10 ist die Breite des Spaltes 9 in einem Bereich von 2 bis 6 cm einstellbar, und die Reste von bereits gesintertem, klumpendem Eisendraht aus der flüssigen Schlacke 40 werden zurückgehalten, so daß sie durch die Eisen-Wasserdampf-Reaktion zu Schlacke umgesetzt werden können. Zur Förderung dieser Reaktion wird eine auf dem zweiten Stellelement 10 befindliche Anhäufung 42 aus einander gegenüberliegenden Düsen 43 - Fig. 4 - mit einem auf etwa 1000°C überhitzten Wasserdampf/Sauerstoff-Gemisch, welches ca. 8 bis 15 Vol.-% O₂ enthält, angestrahlt.

Die flüssige Schlacke 44 fließt nunmehr bei einer Temperatur von 1500 bis 1800°C an der Reaktionswand 6 durch den Nach­ verbrennungsraum 4 abwärts zum Schlackenraum 5. Dabei wird die flüssige Schlacke 44 zur Erhöhung des Schlackenausbrandes durch die Düsen 45; 46 mit geringen Mengen eines überhitzten Wasserdampf/Sauerstoff-Gemisches, welches ebenfalls 8 bis 15 Vol.-% O₂ enthält, angestrahlt. Da die Schlacke hier bereits dünnflüssig ist, ist es zweckmäßig, daß die Reaktionswand 6 zum Innenraum des Reaktors I geneigt ist.

Aus dem Schlackenraum 5 fließt die flüssige Schlacke 47 kon­ tinuierlich in das Löschbecken 11 ab. Durch einen nicht wei­ ter dargestellten überlauf vor dem Auslauf 48 kann der Schlackepegel im Schlackenraum angehoben werden, um höhere Reaktortemperaturen und damit einen höheren Reifendurchsatz zu erreichen. Die flüssige Schlacke 47 tropft in das im Löschbecken 11 befindliche Wasser und bildet ein Granulat 50. Dieses wird durch das Becherwerk 12 abgezogen.

Während der aufeinanderfolgenden Reaktionsstufen der Gummi­ pyrolyse, der Vergasung der Pyrolyseprodukte sowie der Eisen- Wasserdampf-Reaktion entsteht ein Reaktionsgas, welches Wasserstoff und Kohlenmonoxid enthält. Dieses durchströmt den Kopfraum 2, den Hauptverbrennungsraum 3 sowie den Nach­ verbrennungsraum 4. Anschließend strömt es durch die Öffnung 14′ in der Strahlungswand 14 in den Ausgangsschacht 13 und dann über den Austritt 51 aus dem Reaktor I. Während des Durchströmens des Ausgangsschachtes 13 von unten nach oben gibt das Reaktionsgas über die Strahlungswand 14 Wärmeenergie an die gegenüberliegenden Räume 2; 3; 4 ab. Damit wird der Gesamtenergiebedarf bei der chemisch-thermischen Behandlung der Altreifen 15 verringert.

Das erzeugte Reaktionsgas wird anschließend den an sich bekannten nachgeordneten Einrichtungen zugeführt.

Bei der Erfindung ist unter unzerteilten Altreifen 15 zu ver­ stehen, daß diese nicht in ihre Einzelbestandteile, wie Gummi, Cordgewebe, Stahldrähte usw., zerlegt werden müssen. Es ist jedoch auch möglich, daß größere Altreifen, wie von Traktoren usw., in einzelne Abschnitte unterteilt werden, die dann eine Aufnahme in dem Zuführungsschacht 25 finden können.

Claims (17)

1. Verfahren zum Aufbereiten von Altreifen durch eine che­ misch-thermische Behandlung, dadurch gekennzeichnet, daß unzerteilte Altreifen (15) die Reaktionsstufen einer Pyrolyse, einer Vergasung von Pyrolyseprodukten sowie einer Eisen-Wasserdampf-Reaktion in einem schachtförmi­ gen Reaktor (I) von oben nach unten durchlaufen, wobei in allen Reaktionsstufen ein überhitztes Wasserdampf/Sauer­ stoff-Gemisch zugeführt und freigesetzte Wärmeenergie genutzt wird, wobei ein in den Reaktionsstufen erzeugtes Reaktionsgas, welches Wasserstoff und Kohlenmonoxid ent­ hält sowie entstehende eisenreiche Schlacke kontinuier­ lich dem Reaktor (I) entnommen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im oberen Bereich des schachtförmigen Reaktors (I) die Pyro­ lyse der organischen Bestandteile eines unzerteilten Alt­ reifens (15) in einem Zeitraum von 0,5 bis 4 min unter Zuführung eines überhitzten Wasserdampf/Sauerstoff-Ge­ misches mit einem Anteil von 2 bis 8 Vol.-% O₂ sowie einer Temperatur von 600 bis 800°C durchgeführt wird und anschließend auf einer tieferliegenden Stufe in dem Reak­ tor (I) die knäuelförmigen Pyrolyseprodukte welche Pyro­ lysekoks und Stahldrahtanteile enthalten in einer gas­ durchlässigen Anhäufung (35) gesammelt werden und der Pyrolysekoks unter Zuführung eines überhitzten Wasser­ dampf/Sauerstoff-Gemisches mit einem Anteil von 5 bis 15 Vol.-% O₂ und einer Temperatur von etwa 800°C vergast wird, wobei gleichzeitig bei dem von Pyrolysekoks freige­ legten Stahldrahtanteil die Eisen-Wasserdampf-Reaktion eingeleitet und die während dieses Prozesses entstehende inhomogene Schlacke (40) mit Reifenbestandteilen nach unten bis auf eine nächste Stufe abfließt, wobei der Reaktor (I) in dem durchflossenen Bereich eine Temperatur von 1000 bis 1500°C aufweist und auf der nächsten Stufe die dort entstehende Anhäufung (43) unter Zuführung eines überhitzten Wasserdampf/Sauerstoff-Gemisches mit einem Anteil von 8 bis 15 Vol.-% O₂ und einer Temperatur von etwa 1000°C weiter vergast wird und die entstehende flüssige Schlacke (44) bei einer Temperatur von 1500 bis 1800°C abwärts fließt und anschließend aus dem Reaktor (I) ausgetragen wird, wobei das entstehende Reaktions­ gas bis in den unteren Bereich des Reaktors (I) strömt und anschließend in einen vertikalen Ausgangsschacht (13) nach oben strömt und dabei die Wärmeenergie an die ein­ zelnen Reaktionsstufen im Gegenstrom abgibt sowie im obe­ ren Bereich des Reaktors (I) austritt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Reaktor (I) mit den unzerteilten Altreifen (15) zur Bildung von Schlacke geeignete Zuschlagstoffe, vor­ zugsweise gebrannter oder gelöschter Kalk, zugeführt wer­ den.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit vom Gewicht der in einer vorbestimmten Zeit zugeführten Altreifen der Anteil der zuzuführenden Zu­ schlagstoffe bestimmt wird.

5. Vorrichtung zum Aufbereiten von Altreifen durch ther­ misch Zersetzung, welche eine Zuführvorrichtung zu einem Reaktor sowie den Reaktor und Aufnahmevorrichtungen für erzeugte Produkte aufweist, zur Durchführung des Verfah­ rens nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktor (I) schachtförmig ausgebildet ist und von oben nach unten verlaufend einen Kopfraum (2), einen Hauptverbrennungsraum (3), einen Nachverbrennungsraum (4) sowie einen Schlackenraum (5) aufweist, wobei in dem Kopfraum (2) ein Schachtrost (1) zur Aufnahme der unzer­ teilten Altreifen (15) für die Pyrolyse angeordnet ist und zwischen dem Kopfraum (2) sowie dem Hauptverbren­ nungsraum (3) unter dem Schachtrost (1) ein erstes Stell­ element (8) zur Aufnahme der gasdurchlässigen Anhäufung (35) von Pyrolyseprodukten und zwischen dem Hauptver­ brennungsraum (3) und dem Nachverbrennungsraum ein zweites Stellelement (10) für eine weitere Anhäufung (43) von Altreifenbestandteilen angeordnet ist, wobei zwischen den Stellelementen (8; 10) und der vorderen, die Räume (2; 3; 4; 5) begrenzenden Wand des Reaktors (I) Spalte (7; 9) zum Durchfluß von Schlacke und Altreifenresten angeordnet ist, wobei die hintere Seite der Räume (2; 3; 4; 5) durch eine Strahlungswand (14) begrenzt ist, zwischen der und der hinteren Wand des Reaktors (I) ein vertikaler Ausgangsschacht (13) für das entstehende Reaktionsgasangeordnet ist, wobei diese über eine untere Öffnung (14′) in der Strahlungswand (14) mit dem Schlackenraum (5) verbunden ist und im oberen Bereich des Reaktors (I) ein Austritt für das Reaktionsgas angeordnet ist und wobei in den Räumen (2; 3; 4; 5) Düsen (34; 38; 43; 45; 46) zum Eintritt des überhitzten Wasserdampf/ Sauerstoff-Gemisches angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schachtrost (1) ein sich nach vorn verbreitertes Teil (30) aufweist, welches mit einer unteren Rostfläche (36) zur Aufnahme des unzerteilten Altreifens (15) und einer die obere Seite des Schachtrostes (1) begrenzenden Rost­ fläche (37) versehen ist, wobei der Abstand zwischen die­ sen größer als die Höhe des Altreifens (15) ist und dabei die vordere Rostfläche (36) vollständig über dem ersten Stellelement (8) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeich­ net, daß vor dem Schachtrost (1) ein durch die Wand des Reaktors (I) nach außen hindurchragender Zuführungs­ schacht (25) angeordnet ist, an dessen äußerem Ende ein Trichter (20) zur Einführung von unzerteilten Altreifen (15) und Zuschlagstoffen in den Reaktor (I) angeordnet ist, wobei am vorderen Ende des Zuführungsschachtes (25) ein axial in diesen verschiebbarer Stempel (26) zum Ver­ schieben der Altreifen (15) in den Reaktor (I) angeord­ net ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Trichter (20) ein horizontaler, über ein Gelenk (23) mit einem Antrieb (24) verbundener, horizontal ver­ schiebbarer Schieber (22) angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in den Zuführungsschacht (25) zwischen dem Trichter (20) und dem Reaktor (I) eine Schachtverengung (28) angeordnet ist, an deren Wänden die unzerteilten Altreifen (15), den Innenraum des Reaktors (I) nach außen abdichtend, anlie­ gen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in der Schachtverengung (28) den Altreifen (15) in seiner Lage fixierende Vorsprünge (28′) angeordnet sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Stellelement (8; 10) auf einer parallel zu der vor­ deren Wand des Reaktors (I) verlaufenden Stellachse (41) angeordnet und um diese verschwenkbar ist, wobei der Spalt (7; 9) zwischen der Wand und dem vorderen Ende des Stellelementes (8; 10) einstellbar ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt (7) vor dem ersten Stellelement (8) eine grö­ ßere Breite als der Spalt (8) vor dem zweiten Stellele­ ment (10) aufweist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 1 sowie 11 und 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die vordere Wand des Reaktors (I) als eine Reaktionswand (6) ausgebildet ist, entlang der die Reifenbestandteile sowie die Schlacke abfließen.

14. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeich­ net, daß in dem Kopfraum (2) Zündbrenner (34′) angeord­ net sind.

15. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 bis 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Schlackenraum (5) mit einem die granu­ lierte, eisenreiche Schlacke abkühlenden, mit Wasser ge­ füllten Löschbecken (11) verbunden ist, wobei vor einem Auslauf (48) aus dem Schlackenraum (5) vorzugsweise ein Überlauf angeordnet ist und der Schlackenraum (5) nach außen durch eine in das Wasser des Löschbeckens (11) ein­ tauchende Abdeckung (49) abgeschlossen ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Löschbecken (11) ein in dieses hineinragendes, das Granulat (50) abziehendes Becherwerk (12) in Verbin­ dung steht.

17. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 bis 16, dadurch gekenn­ zeichnet, daß dem Ausgang (51) aus dem Reaktor (1) für das Reaktionsgas, welches Wasserstoff und Kohlenmonoxid enthält, an sich bekannte Einrichtungen der Gasaufberei­ tung sowie der Restwärmenutzung nachgeordnet sind.