DE69313946T2 - Vorrichtung für die Pyrolyse von organischen Abfallstoffen - Google Patents
Vorrichtung für die Pyrolyse von organischen AbfallstoffenInfo
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Description
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen für die Pyrolyse von organischen Abfallstoffen mit verhältnismäßig geringem Wassergehalt, wie (1.) holziger Fabrikabfall, einschließlich Rinde, Sägemehls, Spanfragmenten oder dergleichen, (2.) landwirtschaftlichen Abfällen, einschließlich Reiskleie oder dergleichen, (3.) zerkleinerter Hausmüll, (4.) holziger Spanabfall, einschließlich Lichtungsholz oder dergleichen, und (5.) brennbarer Stadtmüll, wie Kunstharze oder dergleichen, so daß die resultierenden Gas-, Teer- und Verbrennungsrückstände einzeln auf getrennte Weise gesammelt werden.
- Die Pyrolysetechnik für solche organische Rohmaterialien wie Holz hat eine lange Geschichte. Ein bekanntes Beispiel für die Umsetzung in Energie war ein Kraftfahrzeug, in welchem Holz vergast und als eine Art Kraftstoff verwendet wurde. Da diese Umsetzung in Energie jedoch einen niedrigen thermischen Wirkungsgrad hat, verläßt man sich heutzutage vollständig auf Energiequellen wie Erdöl und -gas. Es ist eine Tatsache, daß die Verwertung von organischen Rohmaterialien kaum in Betracht gezogen wird.
- Im Hinblick auf die effiziente Nutzung von Ressourcen und die Verhütung der Umweltverschmutzung ist die Pyrolysetechnik für organische Stoffe jedoch überprüft worden, infolgedessen verschiedene Länder zu ernsthaften Studien veranlaßt wurden, um diese Technologie zu verbessern. Das Ergebnis dieser Studien hat eigentlich jedoch noch nicht den Stand erreicht, an dem der Pyrolysetechnik allgemeine Anerkennung geschenkt werden kann, und zwar weil die Abbauprodukte, d.h. Teer und Rückstände, nicht vollständig entfernt worden sind und so den anhaltenden Betrieb eines Verbrennungsmotors verhindern. Der Kalorienwert des erzeugten Gases ist ferner zu gering, um eine ausreichende Leistung zu erzielen.
- Herkömmliche Pyrolysevorrichtungen werden je nach Art der einzusetzenden Reaktionsöfen in drei Gruppen geteilt. Das in einer ersten Ofenart erzeugte Gas fließt nach unten, während die Ansammlung eines Rohmaterials allmählich nach unten bewegt wird. Bei dieser Art setzt sich die Ansammlung nacheinander von oben nach unten in der Reihenfolge einer Rohmaterial-, einer Trocken-, einer Pyrolyse-, einer Verbrennungs- und einer Reduktionslage zusammen. Das in einer zweiten Ofenart erzeugte Gas fließt nach oben, wobei die Ansammlung nacheinander von oben nach unten in der Reihenfolge einer Rohmaterial-, einer Trocken-, einer Pyrolyse-, einer Reduktions-, einer Verbrennungs- und einer Kühllage zusammengesetzt ist. In einer dritten Ofenart bildet das Rohmaterial ein Wirbelbett, wobei keine stationäre Ansammlung gebildet wird. Alle Ofenarten sind sich in der Hinsicht gleich, daß sie ein direktes Beheizungssystem aufweisen, da die Öfen für den Zweck verwendet werden, Gas zu erzeugen, das als Energiequelle dienen kann. Diese Öfen weisen jedoch die folgenden, strukturinhärenten Defekte auf. In einem Ofen der ersten Art strömt Gas unmittelbar aus einer Hochtemperaturreduktionslage, was hinsichtlich der Wärmefestigkeit eines Rosts und des Wärmeverlusts infolge der Gasausströmung mit hoher Temperatur zu Problemen führt. Ferner kann damit gerechnet werden, daß Staub und Teer in das erzeugte Gas gelangen und sich mit diesem mischen. In einem Ofen der zweiten Art wird erzeugtes Gas gekühlt, während es durch die Rohmateriallage fließt, woraufhin es mit einer Temperatur von ca. 60ºC abfließt. Demzufolge wird ein großer Teil des Wassergehalts, der durch Trocknen und Pyrolisieren des Rohmaterials erzeugt wird, in der Rohmateriallage kondensiert und aufgefangen, um eine sogenannte Wasserstrecke zu bilden. Die Rohmateriallage nimmt bei niedriger Temperatur in dem Ofen also einen ausgedehnten Bereich ein, und es entwickelt sich ein Gasdurchgang. Dadurch wird der Bereich der Reduktionslage so gemindert, daß eine hinlängliche Durchführung einer Reduktionsreaktion verhindert wird, mit dem Ergebnis, daß die Reaktionseffizienz abnimmt. In einem Ofen der dritten Art ist es schwierig, ein eingetragenes Rohmaterial in genau dem getrennten Zustand zu halten, der den Trocken-, Pyrolyse-, Reduktions- und Verbrennungsstufen entspricht. Ferner ist die dritte Art wegen der übermäßigen Staubstreuung und Wärmeverluste praktisch kaum verwendungsfähig. Weltweit herrscht unter diesen drei Arten die erste Art vor.
- Bei Pyrolisiervorrichtungen muß das zur Umsetzung in Energie erzeugte Gas sowohl eine höhere Wärmemenge haben und mit einer höheren Effizienz erzeugt werden, als auch hochgradiger gereinigt werden, wobei Produkte effizienter verwendet werden. Zur Erfüllung der ersten Anforderung muß in dem Reaktionsofen eine ausgedehnte Reduktionslage bei hoher Temperatur angeordnet werden, um unverbrennbares CO&sub2; und H&sub2;O durch eine Reduktionsreaktion in verbrennbares CO und H&sub2; umzusetzen.
- Die erste Art (Abstromart), die jetzt international vorherrscht, hat jedoch zusätzlich zu den vorstehend erwähnten Schwierigkeiten noch folgendes Problem. Da ein übermäßig hoher Teil des durch Trocknen und Pyrolisieren des Rohmaterials generierten Wassergehalts durch die Verbrennungs- und Reduktionslage läuft, es ist schwierig, eine hohe Temperatur aufrechtzuerhalten, die den Anforderungen entspricht. Ferner werden Kohlenstoffkomponenten weitgehend in der Verbrennungslage verbraucht, so daß die Reduktionsreaktion nicht hinlänglich durchgeführt und die erste Anforderung kaum erfüllt werden kann.
- Zur Lösung der vorstehend erwähnten Probleme hat der Erfinder umfassende Studien vorgenommen und folgende Tatsache festgestellt. Wenn die zweite Art (Aufstromart) also derartig verbessert wird, um erzeugten Wassergehalt nicht im Ofen zu kondensieren, sondern von diesem nach außen abzuleiten, dann ist der Defekt der zweiten Art beseitigt, so daß im Ofen eine ausgedehnte Reduktionslage vorgesehen werden kann. Da eine Reduktionsreaktion in der Reduktionslage ferner vor Verbrennung und nach Pyrolyse tattfindet, kann eine Maximalmenge an Kohlenstoffgehalt sichergestellt werden. Auf diese Weise kann also die erste Anforderung erfüllt werden.
- Gegenwärtig wird im Verlauf der Pyrolyse erzeugter Teer, zusammen mit erzeugten Gas und Wassergehalt, größtenteils aus dem Ofen nach außen abgeleitet. Wassergehalt und Teer werden folglich einzeln aus dem Gas entfernt, damit das Gas gereinigt werden kann. Der so gesammelte Teer kann, indem er dem Ofen wieder zugeführt wird, effektiv verwendet werden. Ferner können Reaktionsrückstände zu nützlichen Produkten verarbeitet werden, um auf diese Weise die zweite Anforderung zu erfüllen.
- Die der vorliegenden Erfindung entsprechende Pyrolysevorrichtung hat einen Reaktionsofen, der an seinem oberen Teil mit einem Rohmaterial-Zufuhrgehäuse und einem Gasabflußrohr, sowie an einem unteren Teil mit einer Rückstandaustragsöffnung versehen ist, die ein Lüftungsrohr zur Luftzufuhr aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß: das Gasabflußrohr an seinem anderen Ende über eine Gaskühlvorrichtung mit einem Verbrennungsmotor verbunden ist; am unteren Ende der Gaskühlvorrichtung ein Teerreservoir angeschlossen ist; und ein Temperaturfühler in einem oberen Raum des Reaktionsofens oder in dem Gasabflußrohr in Nähe des Reaktionsofens angeordnet ist; und gekennzeichnet durch Regelungsmittel, die die Menge eines in besagten Reaktionsofen zu speisenden Rohmaterials regeln, um die Temperatur des in dem oberen Raum des Reaktionsofens oder in dem Gasabflußrohr fließenden Gases wesentlich auf oder in Nähe einer vorbestimmten Temperatur zu halten.
- Erfindungsgemäß wird die Menge eines dem Reaktionsofen zugeführten Rohmaterials vorzugsweise anhand der Regelungsmittel derart geregelt, damit die Temperatur des von dem oberen Raum des Reaktionsofens zum Gasabflußrohr fließenden Gases in Höhe des Siedepunkts von Wasser oder einer naheliegenden Temperatur gehalten wird. Die im oberen Raum des Ofens durch Trocknen und Pyrolisieren des Rohmaterials erzeugte hohe Wassergehaltsmenge wird folglich nicht kondensiert, sondern durch das Gasabflußrohr im oberen Raum des Ofens von diesem sicher nach außen abgeleitet. Hierdurch wird verhindert, daß das Ofeninnere von einer Niedrigtemperatur-Rohmateriallage mit kondensierten Wassergehalt in Anspruch genommen wird, so daß eine Hochtemperatur-Reduktionslage in einem ausgedehnten Bereich des Ofens sichergestellt werden kann.
- Ferner wird der vom Ofen nach außen abgeleitete Wassergehalt in der Gaskühlvorrichtung kondensiert, um zusammen mit gleichzeitig abgeleitetem Teer in ein Teerreservoir zu fallen, das am unteren Ende der Gaskühlvorrichtung angeordnet ist. Hierdurch wird der Wassergehalt von erzeugtem Gas getrennt. Der Wassergehalt wird folglich nicht in den Ofen zurückgeführt, und man bekommt gereinigtes Gas.
- Spezifische Beispiele der vorliegenden Erfindung werden jetzt rein beispielsweise unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen veranschaulicht, wie folgt:
- Abb. 1 ist eine Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Pyrolysevorrichtung;
- Abb. 2 ist eine Senkrechtschnittzeichnung eines Reaktionsofens der Vorrichtung in Abb. 1;
- Abb. 3 ist eine Senkrechtschnittzeichnung eines Teerreservoirs der Vorrichtung in Abb. 1;
- Abb. 4 ist eine Senkrechtschnittzeichnung eines Reaktionsofens eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Pyrolysevorrichtung; und
- Abb. 5 ist eine Senkrechtschnittzeichnung eines Reaktionsofens eines dritten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Pyrolysevorrichtung.
- In der folgenden Beschreibung wird die erfindungsgemäße Pyrolysevorrichtung im einzelnen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen besprochen.
- Entsprechend Abb. 1 weist ein Pyrolyse-Reaktionsofen 2 an seinem unteren Teil eine Rückstandaustragsöffnung 3 auf und ist auf einem Montagestand 4 angeordnet. Ein Rohmaterial- Einfülltrichter 1 befindet sich auf dem Pyrolyse-Reaktionsofen 2, und ein Gasabflußrohr 6 ist an ein oberes Teil des Reaktionsofens 2 angeschlossen. Eine Luftpumpe 5 ist zur Verbrennung an einer lateralen Seite des Reaktionsofens 2 angebracht.
- Entsprechend Abb. 2 ist der Trichter 1 auf einem Rohmaterial-Zufuhrgehäuse 15 montiert, das am oberen Ende des Reaktionsofens 2 angeordnet ist, wobei das untere Ende des Trichters 1 in das Rohmaterial-Zufuhrgehäuse 15 eingesetzt ist. Ein Förderer 13 erstreckt sich durch den Trichter 1 und das Rohmaterial-zufuhrgehäuse 15 und wird durch die Umdrehung eines am oberen Ende des Förderers 13 montierten Antriebsmotors 14 auf die Zufuhr eines Rohmaterials 50 eingestellt. Ein Sauggebläse 16 ist an einem Teil einer Seitenwand des Rohmaterial-Zufuhrgehäuses 15 angeordnet, wobei dieser Teil eine höhere Lage als die Öffnung des Trichters 1 an seinem unteren Ende einnimmt, um zu verhindern, daß mit dem Rohmaterial 50 von Trichter 1 Luft in den Reaktionsofen 2 gelangt.
- Die Peripherie des Reaktionsofens 2 ist durch ein Wärmedämmelement 59 abgedeckt, um den Reaktionsofen 2 mit hohen Wärmedämmungseigenschaften und hoher Luftundurchlässigkeit auszustatten. Entsprechend Abb. 2 weist der Reaktionsofen 2 eine Zündöffnung 34 auf, durch welche das Rohmaterial 50 entzündet wird. Die Zündöffnung 34 hat eine hermetisch verschlossene Stopfenstruktur von öffnungsfähiger Art. Die Zündöffnung 34 ist an einer Seitenwand des Reaktionsofens 2 entsprechend einer Verbrennungslage angebracht.
- Unter der Zündöffnung 34 befinden sich Lüftungsrohre 19, die jeweils eine Mehrzahl von kleinen Löchern haben. Ein Ende des Lüftungsrohrs 19 steht in Verbindung mit der Luftpumpe 5. Das Lüftungsrohr 19 umfaßt Außenperipherie-Seiten-Lüftungsrohr 19a und Zentrum-Seiten-Lüftungsrohre 19b. Folglich kann der Reaktionsofen 2 gleichmäßig belüftet werden.
- Ein schlangenartiges Kühlrohr 20 ist nahe dem Boden des Reaktionsofens 2 angeordnet. Wasser kann diesem Kühlrohr 20 durch eine mit einem Wasserbehälter 21b versehene Wasserpumpe 21 der qualitativen Art zugeführt werden. Das andere Ende des Kühlrohrs 20 ist an ein Wasserrohr 22 über ein Überleitrohr 22b angeschlossen, das außerhalb des Reaktionsofens 2 verläuft. Jedes der Wasserrohre 22 hat in seiner Wandung eine Mehrzahl kleiner Löcher. Zu den Wasserrohren 22 gehören das Außenperipherie-Seiten-Wasserrohr 22a und Zentrum-Seiten- Wasserrohre 22c.
- Der Reaktionsofen 2 ist an seinem Boden mit einer Rückstandaustragsanordnung 18 ausgerüstet, um Rückstände durch die Rückstandaustragsöffnung 3 in einer Seitenwand des Reaktionsofens 2 auszutragen. Die Rückstandaustragsanordnung 18 weist an einer Seite eine Zahnstange 18a auf, die mit einem Antriebszahnrad 17 in Eingriff steht. Der aus dem Reaktionsofen 2 fallende Rückstand wird durch die hin- und hergehende Bewegung der Rückstandaustragsanordnung 18 durch die Rückstandaustragsöffnung 3 hinausgeschoben. Das Antriebszahnrad 17 ist an einen Motor mit Übersetzung ins Langsame angeschlossen (nicht abgebildet).
- Entsprechend Abb. 2 ist eine Ansammlung von Rohmaterial 23 in dem Reaktionsofen 2 nacheinander von oben nach unten in eine Trockenlage 51, eine Pyrolyselage 52, eine Reduktionslage 53, eine Verbrennungslage 54 und eine Kühllage 55 geteilt.
- Ein Temperaturfühler 24 ist an einem oberen Teil des Reaktionsofens 2 angebracht. Der Temperaturfühler 24 ist geeignet, die Höhe der Ansammlung 23 anhand ihrer Temperatur in dem Reaktionsofen 2 festzustellen, um so den Antrieb des Antriebszahnrads 17 zu regeln, damit die von der Rückstandaustragsanordnung 18 auszutragende Rückstandmenge reguliert wird. Die Temperatur der Ansammlung 23 ist also höher als die Temperatur des oberen Raums des Reaktionsofens 2. Wenn die Temperatur der Ansammlung 23 durch den auf einer vorbestimmten Höhe angeordneten Temperaturfühler 24 bestimmt wird, kann er folglich feststellen, ob die Höhe der Ansammlung 23 eine vorbestimmten Stand erreicht oder nicht erreicht hat.
- Entsprechend Abb. 1 ist das Gasabflußrohr 6 an einem Ende an den Reaktionsofen 2 und am anderen Ende an eine Gaskühlvorrichtung 7 mit Wasserkühlrohr 7a angeschlossen. In der Vorrichtung sind entlang einem Gasdurchgang von der Gaskühlvorrichtung 7 nacheinander ein Sauggebläse 8, ein Teerabscheider 25, eine Filtervorrichtung 26, eine Neutralisiervorrichtung 27 und ein Verbrennungsmotor 9 in dieser Reihenfolge angeordnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein Generator 10 durch die in dem Verbrennungsmotor 9 erzeugte Energie betrieben.
- Ein Temperaturfühler 11 ist an dem Gasabflußrohr 6 in Nähe des Reaktionsofens 2 angebracht. Der Temperaturfühler 11 hat über eine Temperaturregelvorrichtung 12 einen elektrischen Anschluß an den Antriebsmotor 14, um den Förderer 13 für die Rohmaterialzufuhr anzutreiben. Die Umdrehungszahl des Förderers 13, und damit die zuzuführende Menge von Rohmaterial 50, wird entsprechend der Gastemperatur geregelt, die durch den Temperaturfühler 11 festgestellt wird.
- Als Teerabscheider 25 kann z.B. ein Zyklon mit Zentrifugalfunktion verwendet werden. Der Teerabscheider 25 ist an die Auslaßöffnung des Sauggebläses 8 angeschlossen. Die Filtervorrichtung 26 wird mit dem als Filtermedium dienenden Rohmaterial 50 beschickt. Ein Trichter 26b ist für die Rohmaterialzufuhr auf der Filtervorrichtung 26 angeordnet und daran durch Zufuhrmittel 26c (Z.B. ein Förderer) angebracht. Der Trichter 26b eignet sich dazu, der Filtervorrichtung 26 das Rohmaterial 50 kontinuierlich oder intermittierend zuzuführen. Unter der Filtervorrichtung 26 sind Rohmaterialaustragsmittel 26d (z.B. ein Förderer) angeordnet, um das als Filtermedium verwendete Rohmaterial an ein Rohmaterialreservoir 29 auszutragen. Luftdichte Ventile 26e, 26f sind jeweils an den Zufuhmitteln 26c bzw. Austragsmitteln 26d angebracht. Das vom Teerabscheider 25 austretende Gas fließt in einen unteren Raum der Filtervorrichtung 26. Nachdem eine kleine Menge Teerrückstand in dem Gas von diesem abgeschieden worden ist, wird das Gas durch einen oberen Raum der Filtervorrichtung 26 abgelassen. Folglich kann jedesmal, wenn das Filtermedium durch Teer verunreinigt ist, ein neues Rohmaterial zugeführt werden, um das als Filtermedium dienende verunreinigte Rohmaterial auszutragen, so daß das Filtermedium erneuert werden kann.
- Rohmaterial in dem Rohmaterialreservoir 29, das ebenfalls das als ein Filtermedium verwendete Rohmaterial enthält, wird durch eine Fördervorrichtung 30 dem Trichter 1 zugeführt. Ein Gebläse 31 ist an einem unteren Teil des Rohmaterialreservoirs 29 angeschlossen. Das Gebläse 31 eignet sich dazu, die in dem Verbrennungsmotor 9 erzeugte Abhitze abzusaugen und an einen unteren Teil des Rohmaterialreservoirs 29 weiterzuleiten, um das Rohmaterial vorzutrocknen.
- Andererseits wird das Gas, nachdem es durch die Filtervorrichtung 26 gelaufen ist, zu der Neutralisiervorrichtung 27 geleitet, die mit Kalk oder dergleichen gefüllt ist. Die Neutralisiervorrichtung 27 ist zur Entfernung schädlicher Gase, wie Chlor und Schwefel, vorgesehen, die sich in dem Gas befinden und die Luft kontaminieren können. Es kann angeordnet werden, ein Füllmaterial, wie Kalk oder dergleichen, mit dem die Neutralisiervorrichtung gefüllt ist, wie das Filtermedium in der Filtervorrichtung 26 automatisch zu erneuern. Nachdem das Gas durch die Neutralisiervorrichtung 27 gelaufen ist, wird es durch eine Luftmischvorrichtung 28 in einem vorbestimmten Verhältnis mit Luft vermischt und dann an den Verbrennungsmotor 9 weitergeleitet, wo die resultierende Mischung in Energie umgewandelt wird.
- Ein Teerreservoir 32 ist an den Boden der Gaskühlvorrichtung 7 angeschlossen. Entsprechend Abb. 3 ist ein vom Boden der Gaskühlvorrichtung 7 führendes Auslaufrohr 7b unterhalb des Flüssigkeitsstandes in dem Teerreservoir 32 angeordnet, damit keine Luft in die Kühlvorrichtung 7 gelangen kann. An dem intermediären Teil des Teerreservoirs 32 ist ein Abflußrohr 32b angebracht. Das Abflußrohr 32b hat eine Siphonwirkung und übt eine regelnde Funktion auf den Flüssigkeitsstand in dem Teerreservoir 32 aus. In dem Teerreservoir 32 ist eine Scheidewand 32c vorgesehen, um eine Flüssigkeit mit intermediärem spezifischen Gewicht (z.B. Pyroligninsäure) zu bekommen, die bei der Trennung von Teer gereinigt worden ist. An einem oberen Teil des Teerreservoirs 32 ist ein Überlaufrahmen 32d angeordnet, um eine Flüssigkeit von leichtem spezifischem Gewicht (z.B. flüssiges Öl) zu bekommen, wie weicher Teer, der an die Oberfläche der Flüssigkeit in dem Teerreservoir 32 gestiegen ist. An dem Teerreservoir 32 ist ferner eine Abzugvorrichtung 32e angeordnet, um eine Ablagerung 56 (schwerer Teer), die sich am Boden des Teerreservoirs 32 angesammelt hat, sowie eine kleine Menge Abschaum 57, der an die Oberfläche der Flüssigkeit steigt, abzuziehen. Als Abzugsvorrichtung 32e kann ein Förderer oder dergleichen verwendet werden. Die Ablagerung und der Abschaum, die derartig abgezogen werden, werden dem Rohmaterialreservoir 29 zur Wiederverwendung zugeführt.
- Demzufolge können die Flüssigkeit von intermediärem spezifischem Gewicht und die Flüssigkeit von leichtem spezifischem Gewicht getrennt vom Teer gesammelt werden, damit diese Flüssigkeiten und der Teer effektiv verwertet werden können.
- Entsprechend Abb. 1 ist unter dem Teerabscheider 25 ferner ein Teerreservoir 33 angeordnet, um eine Flüssigkeit aufzufangen, die aus dem Teerabscheider 25 fällt. Entsprechend Abb. 2 ist das Teerreservoir 33 so angeordnet, daß sich ein vom Boden des Teerabscheiders 25 reichendes Auslaufrohr 25a unter dem Flüssigkeitsstand in dem Teerreservoir 33 befindet, so daß das erzeugte Gas von dem Teerabscheider 25 nicht in das Teerreservoir 33 eindringen kann. Ferner wird die Flüssigkeit in dem Teerreservoir 33 durch eine Kolbenvorrichtung 33c durch ein Rohr 33c unter Druck zu der Verbrennungslage 54 in dem Reaktionsofen befördert.
- Im folgenden wird die Operation der Pyrolysevorrichtung dieses Ausführungsbeispiels besprochen.
- Zuerst wird der Antriebsmotor 14 von Hand betrieben, um den Reaktionsofen 2 mit dem Rohmaterial 50 aus dem Trichter 1 zu füllen. Wenn das Rohmaterial 50 bis in Höhe des Lüftungsrohrs 19 aufgehäuft worden ist, wird die Rohmaterialzufuhr angehalten, und die Ansammlung 23 wird an ihrer Oberfläche angezündet. Dann wird die Luftpumpe 5 für die Zufuhr von Verbrennungsluft auf eine Vorbetriebsweise eingestellt, während welcher die zuzuführende Luftmenge gering ist. Der Antriebsmotor 14 wird dann auf eine automatische Betriebsweise umgestellt, in welcher der Antriebsmotor 14 durch die Temperaturregelvorrichtung 12 geregelt werden soll. Die Sauggebläse 8, 16 werden in Betrieb gesetzt.
- Infolgedessen wird aus dem Lüftungsrohr 19 Luft zugeführt, so daß erzeugtes Gas nach oben in dem Reaktionsofen 2 strömt und zu dem Gasabflußrohr 6 geleitet wird. An diesem Zeitpunkt, wenn der Temperaturfühler 11 in dem Gasabflußrohr 6 eine Temperatur feststellt, die über einer voreingestellten Temperatur, d.h. dem Siedepunkt von Wasser (normalerweise 100ºC), oder einer dieser nahen Temperatur liegt, dann gibt die Temperaturregelvorrichtung 12 ein Signal ab, durch welches die Zufuhr des Rohmaterials 50 an den Reaktionsofen 2 in Gang gesetzt wird. In dem Reaktionsofen 2 wird eine Wärmemenge zum Trocknen des neu zugeführten Rohmaterials 50 und für dessen Temperaturerhöhung verbraucht, so daß die Temperatur des abgelassenen Gases fällt. Wenn die Temperatur des abgelassenen Gases unter die voreingestellte Temperatur fällt, wird die Rohmaterialzufuhr angehalten, bis die Temperatur des abgelassenen Gases wieder auf die voreingestellte Temperatur gestiegen ist.
- Ein Zeitsteuergerät (nicht abgebildet) ist so angeordnet, um die Temperaturregelvorrichtung 12 zu veranlassen, diese Operationen intermittierend vorzunehmen, damit das Rohmaterial mit niedriger Geschwindigkeit zugeführt wird. Während die Temperatur geregelt wird, wird die Ansammlung 23 nach und nach erhöht um sicherzustellen, daß die Ansammlung in dem Reaktionsofen 2 ausreichend hoch ist. An diesem Zeitpunkt wird die Luftpumpe 5 von der Vorbetriebsweise auf eine normale Betriebsweise umgeschaltet. Wenn die Belüftungsmenge angemessen und gleichmäßig ist, wird in Nähe des Lüftungsrohrs 19 Sauerstoff verbraucht, um die Verbrennungslage 54 mit hoher Temperatur von mindestens 1000º zu bilden. Das in Verbrennungslage 54 erzeugte sauerstofffreie Hochtemperaturgas wird nach oben geleitet, um einen Bereich der Reduktionslage 53 zu bilden.
- Andererseits wird durch die Temperaturregelvorrichtung 12 in dem Gasabflußrohr 6 eine Temperatur aufrechterhalten, die dem Siedepunkt von Wasser oder einer naheliegenden Temperatur entspricht. Folglich wird die Temperatur der Trockenlage 51 in der Ansammlung 23 ebenfalls wesentlich auf dem Siedepunkt von Wasser oder auf einer nahen Temperatur gehalten. Das Ergebnis ist, daß eine große Menge Wassergehalt, der durch das Trocknen und Pyrolysieren des zugeführten Rohmaterials erzeugt wird, in Gestalt von Dampf oder Nebel zusammen mit dem abgelassenen Gas schnell ausströmt und sich deshalb nicht in dem Reaktionsofen 2 ansammelt. Folglich nimmt die Niedrigtemperatur- Rohmateriallage mit Wassergehalt in dem Reaktionsofen 2 keine weitreichende Fläche ein, so daß die Trockenlage 51 eine äußerst geringe Dicke hat. Da die trockene Destillation in der Pyrolyselage 52 ferner um ca. 600ºC abgeschlossen ist, ist die Pyrolyselage 52 nicht übermäßig dick. Hierdurch wird die Reduktionslage 53 über einen ausgedehnten Bereich zwischen der Pyrolyselage 52 und der Verbrennungslage 54 sichergestellt.
- Der Temperaturfühler 24 stellt die hohe Temperatur der Ansammlung 23 fest, sobald die Höhe der Ansammlung 23 ausreicht, um den Temperaturfühler 24 von Ansammlung 23 zu umgeben. Die Rückstandaustragsanordnung 18 wird hierdurch in Betrieb gesetzt, um so eine geeignete Menge Rückstände aus der Rückstandaustragsöffnung 3 am Boden des Reaktionsofens 2 auszutragen. Hierdurch wird die Höhe der Ansammlung 23 reduziert, so daß ein an Kohlenstoffkomponenten reiches Rohmaterial zum Lüftungsrohr 19 hin befördert und verbrannt wird, um die Reaktion fortzusetzen.
- Da das Kühlrohr 20 zwischen dem Lüftungsrohr 19 und der Rückstandaustragsöffnung 3 angeordnet ist, können Verbrennungsrückstände von hoher Temperatur gekühlt und dann zur Rückstandaustragsöffnung 3 geschickt werden. Hierdurch wird vermieden, daß die Rückstandaustragsanordnung 18 übermäßig erhitzt wird. Ferner wird das durch das Kühlrohr 20 laufende Wasser erhitzt und in Dampf verwandelt. Der Dampf wird durch das Überleitrohr 22b zum Wasserrohr 22 geschickt und in die Reduktionslage 53 freigesetzt. Folglich findet in der Reduktionslage 53 außer einer Reduktionsreaktion mit den Verbrennungsprodukten der folgenden Formel (1) eine Wasser-Gas- Reaktion nach folgender Formel (2) statt:
- CO&sub2; + C = 2CO ...(1)
- H&sub2;O + C = CO + H&sub2; ...(2)
- An diesem Zeitpunkt herrscht in der Reduktionslage 53 eine hohe Temperatur vor, und sie nimmt einen ausgedehnten Bereich ein. Folglich können sich die vorstehend erwähnten Reaktionen hinlänglich abspielen. Der Kalorienwert von erzeugtem Gas wird hierdurch auf bemerkenswerte Weise verbessert.
- Die Reduktionsreaktion und die Verbrennung, um eine für diese Reduktionsreaktion erforderliche Hitzemenge zu beschaffen, verbrauchen den nach Pyrolyse noch vorhandenen Kohlenstoff, wodurch die Aschegehaltsrate in dem ausgetragenen Rückstand bestimmt werden kann. Folglich wird auch die Luftmenge bestimmt, die zugeführt werden muß, um optimale Verbrennungsbedingungen aufrechtzuerhalten. Deshalb wird der Temperaturfühler 24 auf einer vorbestimmten Höhe entsprechend vorbestimmten Gas- und Rückstandsbedingungen installiert, um den Betrieb der Rückstandaustragsanordnung 18 unter optimalen Bedingungen zu regeln.
- Erzeugtes Gas wird durch das Sauggebläse 8 angesaugt und durch die Gaskühlvorrichtung 7 hinlänglich abgekühlt. Das Gas wird in Teer- und Wassergehalt geteilt, und der so abgeschiedene Teer wird in dem Teerreservoir 32 angesammelt. Das Sauggebläse 16 wird als ein Hilfssauggebläse an dem Rohmaterial-Zufuhrgehäuse 15 angebracht. Selbst wenn das Rohmaterial 50 von Trichter 1 mit Luft gemischt zugeführt wird, kann diese Luft folglich durch das Sauggebläse 16 abgezogen werden. Deshalb kann die mit Luft zugeführte Mischung von dem Trichter 1 selbst ohne Einsatz einer teuren, luftdichten Rohmaterial-Zufuhrvorrichtung verhindert werden. Hierdurch wird die durch Einschluß von Luft in dem Gas bestehende Möglichkeit einer Explosion ausgeschlossen. Die Saugkraft des Sauggebläses 16 kann der Saugkraft des Sauggebläses 8 angepaßt und soweit reguliert werden, um Gas, das in dem Reaktionsofen 2 erzeugt wird, etwas auslaufen zu lassen.
- Teer in dem durch Pyrolyse erzeugten Gas wird generell in einen Anteil von schwerem Teer mit einem Gehalt von Ruß, Flocken und dergleichen, einen hauptsächlich aus Wasser bestehenden Anteil von Pyroligninsäure und einen Anteil aus weichem Teer geteilt, der hochmolekulare Harze und flüssiges Öl, wie Methanol oder dergleichen, aufweist. Von erzeugtem Gas abgeschiedener Teer wird, geteilt in diese drei Anteile, in dem Teerreservoir 32 gesammelt, wobei diese drei Anteile jeweils wiederverwendet werden.
- Andererseits besteht Teer, der stromabwärts von der Gaskühlvorrichtung 7 durch den Teerabscheider abgeschieden wird, hauptsächlich aus weichem Teer von niedrigem spezifischem Gewicht mit niedrigem Siedepunkt. Solcher Teer eignet sich deshalb zur Verarbeitung als ein Rohmaterial oder kann der Verbrennungslage 54 in dem Reaktionsofen 2 mit Hilfe einer solchen Vorrichtung, wie die Kolbenvorrichtung 33c in Abb. 2, zugeführt werden, wobei der der Lage 54 so zugeführte Teer verbrannt und in Hitze umgewandelt wird.
- Teer, der noch in Gestalt eines Mikronebels verbleibt, wird in der Filtervorrichtung 26 vollständig entfernt. Ein bereits verwendetes Filtermedium wird dem Reaktionsofen 2 als das Rohmaterial zugeführt. Der Wassergehalt des von der Filtervorrichtung 26 zu filternden Gases wurde vorher durch die Gaskühlvorrichtung 7 entfernt. Folglich weist das Rohmaterial keinen Wassergehalt auf. In der Neutralisiervorrichtung 27 stromabwärts von der Filtervorrichtung 26 wird der Chlor- und Schwefelgehalt entfernt. Hierdurch wird verhütet, daß während der Verbrennung in dem Verbrennungsmotor 9 eine Verunreinigung eintritt.
- Gas, das wie vorstehend gereinigt worden ist, wird in der Luftmischvorrichtung 28 mit einer vorbestimmten Luftmenge gemischt und dann zu dem Verbrennungsmotor 9 geleitet, wo das Gas in Energie umgesetzt wird.
- In der folgenden Beschreibung wird ein anderes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf Abb. 4 besprochen. Während die Pyrolysevorrichtungen in Abbildungen 1 bis 3 für einen Anwendungszweck geeignet sind, bei dem Rinde als Rohmaterial verwendet wird, eignet sich die Pyrolysevorrichtung in Abb. 4 für einen Anwendungszweck, bei dem als Rohmaterial hauptsächlich Sägemehl mit verhältnismäßig kleiner Teilchengröße verwendet wird, das einen niedrigen Aschegehalt hat.
- Entsprechend Abb. 4 wird auf einer Rückstandaustragsöffnung 3 ein hermetisch abdichtender Deckel 64 angebracht und so adaptiert, um Rückstände durch Öffnen dieses Deckels 64 entfernen zu können. Lüftungsrohr 19 weist eine größere Anzahl von Zentrum-Seiten-Lüftungsrohren 19b als das Ausführungsbeispiel in Abb. 2 auf. Am unteren Ende eines an einem Trichter 1 befestigten Förderers 13 befindet sich eine Verteilungsvorrichtung 35, die durch die Umdrehung des Förderers 13 gedreht wird. Die Verteilungsvorrichtung 35 erzeugt durch ihre Umdrehung eine Zentrifugalkraft, durch welche Rohmaterialpulver gleichmäßig über einen weiten Bereich zerstreut wird.
- Unter Lüftungsrohr 19 ist ein Rost 36 vorgesehen. Der Rost 36 weist eine Mehrzahl von Vorsprüngen 36b und eine horizontale Schwingstange 36c auf. Die Vorsprünge 36b sind zwischen nebeneinander liegenden Lüftungsrohren 19a, 19b eingefügt, um den durch die schwingende Bewegung des Rosts 36 veranlaßten Fall des Rohmaterialpulvers zu beschleunigen.
- Andere Teile gleichen den Teilen der Pyrolysevorrichtungen, die in Abbildungen 1 bis 3 dargestellt sind, und diese gleichen Teilen sind mit den gleichen, in Abb. 2 verwendeten Ziffern bezeichnet, ohne sie zu beschreiben.
- Abb. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, das für einen Anwendungszweck geeignet ist, für den hauptsächlich ein solches Rohmaterial wie Reiskleie herangezogen wird, die eine große Menge Kieselsäure enthält.
- Entsprechend Abb. 5 befindet sich ein Lüftungsrohr 191 in einem Reaktionsofen 2 an einer Stelle oberhalb seines intermediären Teils, wobei diese Stelle durch einen bestimmten Abstand von einem Kühlrohr 20 getrennt ist. Der Bereich zwischen dem Lüftungsrohr 19' und dem Kühlrohr 20 bildet eine zweite Reduktionslage 58. Ein Heizkörper 37 in Gestalt eines elektrischen Heizelements, das mindestens drei Stunden lang bei ca. 1350ºC heizt, ist an der Innenfläche des Reaktionsofens 2 in dem Bereich angeordnet, in dem diese zweite Reduktionslage 58 gebildet wird.
- Ein Saugrohr 38 mit einer ähnlichen Struktur wie Lüftungsrohr 19' ist zwischen dem Heizkörper 37 und dem Kühlrohr 20 angeordnet. Ein Sauggebläse 39 ist an das Saugrohr 38 angeschlossen. Ein Gasabflußrohr 39a des Sauggebläses 39 ist an eine Leitung in Verbindung mit einen Verbrennungsmotor 9 angeschlossen, um diesem Gas zuzuführen. Anstelle des Sauggebläses 39 kann das in Abb. 1 gezeigte Sauggebläse 8 sowohl aus einem Gasabflußrohr 6 als auch dem Saugrohr 38 Gas absaugen.
- Ein Wasserrohr 22, das mit dem Kühlrohr 20 durch ein Überleitrohr 22b verbunden ist, ist an einer Stelle unterhalb von Lüftungsrohr 19' angeordnet, hauptsächlich um der zweiten Reduktionslage 58, wie durch Pfeile angedeutet, Wassergehalt zuzuführen. Ein Kühlrohr 20b ist im oberen Teil einer Rückstandaustragsanordnung 18 eingebettet, die an einer Rückstandaustragsöffnung 3 angeordnet ist.
- Ein Rohmaterial-Zufuhrgehäuse 15'und ein Förderer 13' sind jeweils in Gestalt eines Kegels angefertigt, dessen Diameter in abwärtsweisender Richtung allmählich zunimmt. Auf diese Weise kann ein Rohmaterial 50 unter Druck einer Ansammlung von Rohmaterial 23 zugeführt werden. Eine derartige Zufuhmethode eignet sich zur hochdichten Füllung eines Ofens mit Reiskleie oder dergleichen, die eine niedrige Schüttdichte hat.
- Ein Abzweigrohr 41 mit Anschluß an die Luftpumpe 5 führt von Lüftungsrohr 19' durch die Hohlwelle des Förderers 13' bis zur Wellenspitze. Die Spitze der Hohlwelle des Förderers 13' ist offen und wird in eine Verbrennungslage 54 in dem Reaktionsofen 2 eingeführt. Nahe der Spitze der Hohlwelle sind kleine Löcher vorhanden. Diese kleinen Löcher sind durch Mantelelemente 42 abgedeckt, damit die Löcher nicht verstopft werden. Das Abzweigrohr 41 ist entsprechend der Hohlwelle des Förderers 13' ebenfalls offen an seiner Spitze und weist Löcher an Stellen auf, die mit den kleinen Löchern in der Hohlwelle übereinstimmen, damit der Verbrennungslage 54 Luft zugeführt wird.
- Am oberen Ende der Hohlwelle des Förderers 13' ist ein Schleifring 40 angebracht, der über ein Rohr 33b in hermetischer Verbindung mit einem Teerreservoir 33 steht. Folglich wird der Hohlwelle des Förderers 13' Teer aus dem Teerreservoir 33 zugeführt. Während der Teer in der Hohlwelle herunterfällt, wird er trocken destilliert, um erzeugtes Gas zusammen mit Luft in den Reaktionsofen 2 abzuführen Sedimente, die zusammen mit Teer in die Hohlwelle geleitet wurden, können in die Verbrennungslage 54 ausgestoßen werden, indem an der peripheren Außenfläche des Abzweigrohrs 41 beispielsweise Spiralschaufeln angebracht werden. Die durch das Lüftungsrohr 19' und das Abzweigrohr 41 fließenden Luftmengen werden durch Stellventile eingestellt.
- Bei dem Ausführungsbeispiel von Abb. 5 wird eine in der Verbrennungslage 54 erzeugte Hitzemenge durch den Heizkörper 37 erhöht, der in dem Reaktionsofen 2 zwischen dem Kühlrohr 20 und dem Lüftungsrohr 19' angeordnet ist, wobei dieser Heizkörper in der zweiten Reduktionslage 58 für eine Temperatur von mindestens 1300º sorgt. Infolgedessen wird die zweite Reduktionslage 58 innen in einem Reduktionszustand gehalten, der Kohlenstoffkomponenten aufweist. Dementsprechend schreitet eine Reaktion der folgenden Formel (3) wie folgt fort:
- SiO&sub2; + 3C = SiC + 2CO ... (3)
- Wenn die zweite Reduktionslage 58 durch den Heizkörper 37 demzufolge über einen ausgedehnten Bereich gebildet wird, um eine ausreichende Reaktionszeit sicherzustellen, kann die oben erwähnte Reaktion glatt fortschreiten. Ferner ist unter dem Lüftungsrohr 19' und in dessen Nähe das Wasserrohr 22 vorgesehen. Folglich ergibt sich eine Wasser-Gas-Reaktion, die der früher erwähnten Reaktion ähnlich ist, wodurch der Kalorienwert des Gases weiterhin erhöht wird. Ferner fließen die durch die Wasser-Gas-Reaktion erzeugten Gase H&sub2; und CO in die zweite Reduktionslage 58. Hierdurch wird die Reaktion der Formel (3) effektiv beschleunigt. Erzeugtes Gas wird von dem Saugrohr 38 angesaugt und dem Verbrennungsmotor 9 zugeführt. Ferner wird erzeugtes SiC durch die Rückstandaustragsöffnung 3 aufgefangen.
- Im Vorstehenden ist der Temperaturfühler 11 an dem Gasabflußrohr 6 angeschlossen, kann aber an einen oberen Raum des Reaktionsofens 2 angebracht werden. Eine solche Anordnung kann ebenfalls zu ähnlichen Wirkungen führen. In Abbildungen 2, 4 und 5 wird ein Schneckenförderer als der Förderer 13, 13' dargestellt. Der Förderer 13, 13' ist jedoch nicht auf einen solchen Schneckenförderer begrenzt. Genauer ausgedrückt, besteht die Möglichkeit, wenn ein Schneckenförderer als der Förderer 13, 13' für ein Rohmaterial aus Spänen eingesetzt wird, daß Lücken zwischen der Innenwand des Trichters 1 oder dem Rohmaterial-Zufuhrgehäuse 15, 15' und dem Schneckenförderer durch das Rohmaterial verstopft werden, so daß der Förderer 13, 13' nicht umdreht werden kann. In diesem Fall wird als Förderer vorzugsweise eine Radialwelle verwendet, die eine Mehrzahl von Vorsprüngen aufweist, um das Fallen des Rohmaterials zu beschleunigen. Ein derartiger Förderer mit Vorsprüngen ist besonders effektiv, wenn die Verteilungsvorrichtung 35 entsprechend Abb. 4 angeordnet ist.
- Vorstehend sind die bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben worden, die jedoch nicht auf nur diese Ausführungsbeispiele beschränkt ist.
Claims (10)
1. Eine Vorrichtung für die Pyrolyse von organischen
Abfallstoffen, die einen Reaktionsofen (2) aufweist, der an
seinem oberen Teil mit einem Rohmaterial-Zufuhrgehäuse (15) und
einem Gasabflußrohr (6) verbunden, sowie an einem unteren Teil
mit einer Rückstandaustragsöffnung (3) und einem Lüftungsrohr
(19, 19') zur Luftzufuhr versehen ist, dadurch gekennzeichnet,
besagtes Gasabflußrohr (6) an seinem anderen Ende durch
eine Gaskühlvorrichtung (7) mit einem Verbrennungsmotor (9)
verbunden ist;
am unteren Ende der besagten Gaskühlvorrichtung (7) ein
Teerreservoir (32) angeschlossen ist; und
ein Temperaturfühler (11) in einem oberen Raum des
besagten Reaktionsofens (2) oder in besagtem Gasabflußrohr (6)
in Nähe des besagten Reaktionsofens (2) angeordnet ist;
und gekennzeichnet durch Regelungsmittel (12), die die
Menge eines in besagten Reaktionsofen (2) zu speisenden
Rohmaterials regeln, um die Temperatur des in dem besagten
oberen Raum des besagten Reaktionsofens (2) oder in dem
besagten Gasabflußrohr (6) fließenden Gases wesentlich auf oder
in Nähe einer vorbestimmten Temperatur zu halten.
2. Eine Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der ein
Kühlrohr (20), das an einem Ende an eine Wasserpumpe (21)
angeschlossen ist, zwischen dem Lüftungsrohr (19) und der
Rückstandaustragsöffnung (3) in dem Reaktionsofen (2) montiert
ist, und
wobei besagtes Kühlrohr (20) an seinem anderen Ende an ein
Wasserrohr (22), das sich im unteren Ende einer Reduktionszone
in besagtem Reaktionsofen (2) befindet, angeschlossen ist, dem
von besagtem Wasserrohr (22) Dampf zugeführt wird.
3. Eine Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei
der ein Temperaturfühler (24), um die Gegenwart einer
Ansammlung von Rohmaterial (23) im Reaktionsofen (2)
festzustellen, in besagtem Reaktionsofen (2) auf einer
vorbestimmten Höhe angeordnet ist und Regelungsmittel (12)
vorgesehen sind, um die Menge des aus der
Rückstandaustragsöffnung (3) auszutragenden Rückstands zu
regeln, damit die Höhe der besagten Ansammlung (23) wesentlich
konstant gehalten wird.
4. Eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
die ferner folgendes aufweist:
ein Hauptsauggebläse (8) zum Ablassen von Gas durch das
Gasabflußrohr (6); und
ein Hilfssauggebläse (16) zum Ablassen von Luft, die aus
einem Rohmaterial-Einfülltrichter (1) eintritt, der in das
Rohmaterial-Zufuhrgehäuse (15) eingefügt ist, wobei besagtes
Hilfssauggebläse (16) an einem über der unteren Öffnung
besagten Trichters (1) befindlichen Teil einer Seitenwand des
besagten Rohmaterial-Zufuhrgehäuses (15) angeordnet ist.
5. Eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
bei der das Teerreservoir (32) so adaptiert ist, um Teer auf
seinem Boden abzusetzen, wobei besagtes Teerreservoir (32) an
seinen oberen und intermediären Teilen mit Öffnungen versehen
ist, durch welche jeweils eine Flüssigkeit mit niedrigem
spezifischen Gewicht bzw. eine Flüssigkeit mit intermediärem
spezifischen Gewicht abgezogen werden kann.
6. Eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
bei der ein Teerabscheider (25) an einem Rohr an der Abzugseite
der Gaskühlvorrichtung (7) und ein Teerreservoir (33) an den
Teerabscheider 25 angeschlossen sind.
7. Eine Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der am
Teerreservoir (33) eine Kolbenvorrichtung (33c) angebracht ist,
um eine Flüssigkeit in besagtem Teerreservoir (33) unter Druck
in eine Verbrennungsschicht (54) zu befördern.
8. Eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
die zwischen der Gaskühlvorrichtung (7) und dem
Verbrennungsmotor (9) ferner eine Filtervorrichtung (26)
aufweist, um Rückstandsteer aus Gas zu entfernen, in der als
Filtermedium ein dem Rohmaterial-Zufuhrgehäuse (15)
zuzuführendes Rohmaterial verwendet wird, wobei besagte
Filtervorrichtung (26) Mittel (26b), um besagtes Filtermedium
durch neues Material zu ersetzen, sowie Mittel (26d) aufweist,
um besagtes kontaminiertes Filtermedium dem besagten
Rohmaterial-Zufuhrgehäuse (15) zuzuführen, wenn besagtes
Filtermedium in besagter Filtervorrichtung (26) kontaminiert
ist.
9. Eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
die ferner Gassaugrohre (38) umfaßt, wobei jedes Gassaugrohr
eine Mehrzahl von kleinen Löchern aufweist, die in Nähe der
Rückstandaustragsöffnung (3) im Reaktionsofen (2) angeordnet
sind, und wobei die besagten Gassaugrohre (38) an einem Ende
über ein Sauggebläse (39) mit einer bis zum Verbrennungsmotor
(9) führenden Leitung verbunden sind, und
wobei ein Heizkörper (37) in besagtem Reaktionsofen (2)
zwischen dem Lüftungsrohr (19) und besagten Gassaugrohren (38)
angeordnet ist.
10. Eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
bei der die Regelungsmittel adaptiert sind, um die Temperatur
des in besagtem Gasabflußrohr (6) fließenden Gases wesentlich
auf dem Siedepunkt von Wasser oder in Nähe desselben zu halten.
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JP2004189932A (ja) * | 2002-12-12 | 2004-07-08 | Kozo Shionoya | 固形燃料ガス化装置 |
WO2007112570A1 (en) | 2006-04-03 | 2007-10-11 | Pharmatherm Chemicals Inc. | Thermal extraction method and product |
JP5248810B2 (ja) * | 2007-06-13 | 2013-07-31 | 株式会社プレックス | 布類供給装置および方法 |
JP2009126882A (ja) * | 2007-11-20 | 2009-06-11 | Ihi Corp | 炉設備 |
US7905990B2 (en) | 2007-11-20 | 2011-03-15 | Ensyn Renewables, Inc. | Rapid thermal conversion of biomass |
US20110284359A1 (en) | 2010-05-20 | 2011-11-24 | Uop Llc | Processes for controlling afterburn in a reheater and for controlling loss of entrained solid particles in combustion product flue gas |
US8499702B2 (en) | 2010-07-15 | 2013-08-06 | Ensyn Renewables, Inc. | Char-handling processes in a pyrolysis system |
US9441887B2 (en) | 2011-02-22 | 2016-09-13 | Ensyn Renewables, Inc. | Heat removal and recovery in biomass pyrolysis |
US9347005B2 (en) | 2011-09-13 | 2016-05-24 | Ensyn Renewables, Inc. | Methods and apparatuses for rapid thermal processing of carbonaceous material |
US10041667B2 (en) | 2011-09-22 | 2018-08-07 | Ensyn Renewables, Inc. | Apparatuses for controlling heat for rapid thermal processing of carbonaceous material and methods for the same |
US9044727B2 (en) | 2011-09-22 | 2015-06-02 | Ensyn Renewables, Inc. | Apparatuses and methods for controlling heat for rapid thermal processing of carbonaceous material |
US10400175B2 (en) | 2011-09-22 | 2019-09-03 | Ensyn Renewables, Inc. | Apparatuses and methods for controlling heat for rapid thermal processing of carbonaceous material |
US9109177B2 (en) | 2011-12-12 | 2015-08-18 | Ensyn Renewables, Inc. | Systems and methods for renewable fuel |
JP5805520B2 (ja) * | 2011-12-22 | 2015-11-04 | ヤンマー株式会社 | ガス化装置 |
US9670413B2 (en) | 2012-06-28 | 2017-06-06 | Ensyn Renewables, Inc. | Methods and apparatuses for thermally converting biomass |
WO2014210150A1 (en) | 2013-06-26 | 2014-12-31 | Ensyn Renewables, Inc. | Systems and methods for renewable fuel |
US10337726B2 (en) | 2015-08-21 | 2019-07-02 | Ensyn Renewables, Inc. | Liquid biomass heating system |
CN107446601A (zh) * | 2016-05-30 | 2017-12-08 | 河北双良锅炉容器有限公司 | 生物质炭化联产设备 |
BR112019013387B1 (pt) | 2016-12-29 | 2023-03-28 | Ensyn Renewables, Inc | Desmetalização de biomassa |
CN114381288A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-04-22 | 中国科学院广州能源研究所 | 一种适应高湿生物质的热解炭化装置 |
CN114251660B (zh) * | 2022-01-05 | 2023-01-10 | 上海海琦环保科技有限公司 | 一种分布式移动固废能源站 |
CN115449388B (zh) * | 2022-09-07 | 2024-04-26 | 上海乐茗环保科技有限公司 | 一种压力气体连续式生物质裂解碳化反应炉 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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GB159886A (en) * | 1920-03-10 | 1922-07-10 | John Urban Mcdonald | Process for making gas |
US1773959A (en) * | 1925-06-22 | 1930-08-26 | Dittlinger Crow Process Compan | Process of carbonizing solid vegetation |
US2406509A (en) * | 1942-12-22 | 1946-08-27 | Pilo Claes-Wilhelm | Method of and apparatus for carbonizing peat |
DE2244753B1 (de) * | 1972-09-08 | 1973-10-18 | Mannesmann Ag, 4000 Duesseldorf | Verfahren und Vorrichtung zur Ver mchtung von Mull |
DE2938912C2 (de) * | 1979-09-26 | 1982-02-18 | Franz Kaiser KG, 8949 Salgen | Anlage und Verfahren zur Schwelung brennbarer Abfallstoffe |
FR2469447A1 (fr) * | 1979-11-16 | 1981-05-22 | Pillard Chauffage | Gazeificateur de combustibles solides a lit fixe et a tirage inverse |
US4738205A (en) * | 1987-06-03 | 1988-04-19 | Ablestien Industries, Inc. | Heating stove which includes a pyrolysis gasifier |
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