DE7616418U1 - Reaktor - Google Patents

Description

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PATRA-PATENT-TREUHAND-ANSTALT 76 ₀8

Bartlegroschstraße 22
FL-9490 VADUZ

FÜRSTENTUM LIECHTENSTEIN G 76 l6 4l8.6

Reaktor zur unter Erzeugung von Gasen bewirkten Behandlung von Brennstoffen mit Neigung zur Bildung von Gehalten an Kohlenwasserstoffen, die bei Abkühlung unter ihren Taupunkt zu teerartigen Niederschlägen kondensieren, nach Gebrauchsmuster 76 06 267.

Das Vorgebrauchsmuster 76 06 267 enthält, ausgehend von Reaktoren zur unter Erzeugung von Gasen bewirkten Behandlung von Brennstoffen mit Neigung zur Bildung von Gehalten an Kohlenwasserstoffen, die bei Abkühlung unter ihren Taupunkt zu teerartigen Niederschlägen kondensieren, den Vorschlag, dem Reaktor eine Ausbildung zu geben, die sich dadurch kennzeichnet, daß an das vorzugsweise allmählich erweiterte Auslaßende des schachtförmigen Brennstoffvorratbehälters eine Hohlkammer mit Umschließung von Räumen zur thermischen Behandlung des Brennstoffes, zur Sammlung hierbei erzeugter Gasfraktionen, zu deren Verwirbelung und Durchmischung angeschlossen ist, die außerdem als Aufnehmer eines der Hohlkammer gegenüber gesondert ausgebildeten Gasbrenners mit Gas- und Luftanschlüssen ausgebildet ist.

Vorliegende Erfindung betrifft eine Weiterausbildung dieses Vorschlages, deren Aufgabe es ist, die gegenseitige Durch-

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mischung der Gasfraktionen noch stärker zu intensivieren als das mit den Mitteln des genannten Gebrauchsmusters bereits erreichbar ist, und dadurch zu bewirken, daß die Zündfähigkeit des dem Gasbrenner nach Zusatz der Brennluft zuzuführenden gasförmigen Betriebsmittels durch die so zu verwirklichende Homogenisierung des Brenngasanteiles optimal wird.

Die Lösung dieses Problemes kennzeichnet sich, ausgehend von der im Vorgebrauchsmuster 76 06 267 vorgeschlagenen Ausbildung des Reaktors, erfindungsgemäß dadurch, daß im Führungsweg für das aus den Gasfraktionen gebildete Gemisch Reaktorteile angeordnet sind, die das strömende Gemisch mehrfach aus seiner Richtung ablenken.

Dazu stehen eine Reihe von Möglichkeiten zur Verfügung, die in der Hauptsache davon abhängen, welche Brennstoffe, als die aus der land-, forst- und gartenwirtschaftlichen Erzeugung stammende, früher als Ab(EaIl, jetzt als Reststoffe bezeichnete Brennstoffe zur Verfugung stehen und in welcher Form diese auftreten. Ein für das Inland besonders in Betracht kommender Reststoff ist das Getreidestroh, das infolge seiner Eigenschaften zunächst in verhältnismäßig großem Ausmaß als Streu für Vieh- und Pferdeställe eingesetzt wurde. Infolge weitgehender Veränderung insoweit maßgebend gewesener, früherer Verhältnisse wurde Stroh zunehmend für industrielle Zwekke benutzt, in der Hauptsache jedoch unter starker Umweltbelastung durch Verbrennen beseitigt. Soweit eine Weiterverarbeitung in Betracht kam, wurde zur Erleichterung derselben das Stroh zu handlichen Ballen zusammengepreßt, die zunehmende Mechanisierung der Landwirtschaft und der Ersatz von Mensch und Tier geleisteter Förderarbeit durch eine immer höher entwickelte Fördertechnik führte dazu, daß in neuster Zeit Stroh zu tonnenschweren Wickelkörpern vereinigt■wird. Insoweit stark differierende Gewichte und Raumformgebungen haben natürlich einen entsprechenden Einfluß auf die Ausbildung des Führungsweges und damit auf die Rgaktorteile,

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deren Aufgabe es ist, das strömende Gemisch mehrfach, hintereinander aus seiner Richtung abzulenken, so daß für den Fall, der Reaktor hauptsächlich Ballen zu verarbeiten hat, im Führungsweg für das Gasfraktionengemisch zunächst ein Sammel-, Verwirbelungs- und Mischhohlkörper angeordnet ist, dessen Wandungen einen Aufnahmeraum auch für die Gasbrenneranordnung und Durchlässe für das Gasfraktionengemisch bilden, und dass im Führungsweg weiter ein der Gasbrenneranordnung angehörendes Brennerrohr liegt, dessen Perforationen de» Aufnahmeraum des Sammel-, Verwirbelungs- und Mischhohlkörpers mit dem Brennraum des Brennerrohres verbindet. Schließt:sich an das Brennerrohr ein Rückströmrohr für Brenngase an, dessen Längenerstreckung im wesentlichen mit derjenigen des Brennrohres übereinstimmt^obei vorzugsweise ein zwischen Brennstoffvorratsschächten vorgesehener, der Brenngas-weiterführung dienender Raum mit dem Rückströmrohr über in letzterem vorhandene Durchlässe und über einen angschlossenen Durchlaß im Hohlkörper in Verbindung stehtfLann werden nicht nur die erstrebten, mehrfach hintereinander auftretenden Richtungswechsel der aus den Gasfraktionen bestehenden Strömung erreicht, sondern auch die aus Brenngasen bestehende Strömung wird stark verwirbelt, so daß beispielsweise ein in die zuletzt genannte Strömung eingeschalteter Wärmetauscher mit einem hohen thermischen Wirkungsgrad arbeitet.

Befindet sich in einem Schachthohlraum eine Halterung zur Aufhängung des Sammel-, Verwirbelungs- und Mischhohlkörpers sowie der Gasbrenneranordnung, so nimmt ein derart ausgebildeter Reaktor ohne weiteres die im Betriebe des Reaktors auftretenden, hohen Wärmedehnungen auf, so daß die Wärmespannungen wegfallen, zu deren Aufnahme anderenfalls besondere und die Gestehungskosten des Reaktors erhöhende Maßnahmen entbehrlich werden. Der bereits erwähnte Wärmetauscher zur Aufnahme der Brenngasabwärme, die andernfalls ungenutzt mit dem ungekühlten Brenngas in die Atmosphäre entlassen würde, ist vorzugsweise im Anschluß an die Gasbrenneranordnung im Zuge der vorerwähnten Brenngasführung

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unter Aufeinanderfolge..der Gasbrenneranordnung, des Sammel-, Verwirbelungs- und Mischhohlkörpers sowie deren Halterung vorhanden.

Weitere Einzelheiten des zur Verarbeitung von Strohballen bestimmten Reaktors sind einem zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiel zu entnehmen, auf dessen Einzelausbildung weiter unten einzugehen ist.

Eine abweichende Ausführung hat ein Reaktor zu erhalten,

Γ indessen Aufgabe es ist, aus Stroh bestehende Wickelkörper mit ' im Verhältnis zu den Ballen sehr großen Abmessungen und den oben¹ erwähnten Tonnengewichten thermisch so zu behandeln, daß keine untragbare Belastung der Umwelt eintritt. Dazu wird vor allem eine sehr sorgfältige Ausbildung der Primär-und ' Sekundärluftzuführungen, um zu verhindern, daß sich Nester aus Schwel- und Luftgasnester bilden, die mit den Brenngasen unzersetzt und unverbrannt in die Atmosphäre entlassen werden, zumal damit starke Dunst-,Rauch-_iGeruchs- und Staubbefallbelästigungen verbunden wären.

Ein Reaktor, der diesen Bedingungen entspricht, kennzeichnet sich in weiterer Durchführung der Erfindung dadurch, daß im Behandlungsraum der bereits erwähnten Hohlkammer ein Anschlag-, Zentrier-, Verdrängungs-, Sammel- und Nachverbrennungskörper angeordnet ist, der einen Sammelkanal für ihm zentripetal zuströmende Gasfraktionen aufweist, wobei die Längsachse des Kanales zur Zuströmrichtung senkrecht verläuft. Ein sämtliche dieser Funktionen axif weisendem Körper ist deshalb von besonderer Bedeutung, weil er zunächst die gestapelten Wickelkörper, die infolge ihres Abbrandes in Bewegung sind, auffängt. Infolge geeigneter, aus dem folgenden Ausführungsbeispiel im einzelnen hervorgehender Ausbildung des genannten Körpers dringt er in den Wickelkörper ein und lockert ihn, von der Mitte ausgehend, so auf, daß der zur Verbrennung erforderliche Sauerstoff die Verbrennungszone erreicht, so daß es nicht zur Erstickung der Flammenbildung kommt. Mit der

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Verdrängung des Brennstoffes ist gleichzeitig eine Zentrierung der Wickelkörper verbunden, so daß die regelmäßige Folge der Wickelkörper beim Abbrand gewährleistet ist. Das gilt gleicherweise für die Nachverbreiinung des in den Brenngasen noch enthaltenden Verbrennlichen, zu der doe entsprechende Ausbildung des genannten Körpers ebenfalls .zuführen vermag.

Auch in diesem Zusammenhang ergeben sich weitere Einzelheiten des in Betracht kommenden Reaktors aus der zeichnerischen Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispieles, so daß auf •die beigefügte Zeichnung zu verweisen ist, in der

Fig. 1 einen senkrechten Querschnitt durch einen erfindungsgemäß ausgebildeten Strohreaktor zeigt, wobei die Schnittrichtung der Linie I - I der

Fig. 2 folgt, die einem senkrechten Längsschnitt nach Linie II - II der Fig. 1 entspricht;

Fig. 3 stellt einen senkrechten Querschnitt durch

einen gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1 und 2 abgeänderten Strohreaktor dar, wobei der Schnitt der Linie III - III der

Fig. 4 entspricht, die ihrerseits in der linken Hälfte einer Draufsicht gemäß Pfeil IV der Fig. 3 und in der rechten Hälfte teilweise einem senkrechten und teilweise einem waagerechten Schnitt nach Linie IV - IV der Fig. 3 entspricht.

Fig. 5 gibt eine gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 abgewandelte Ausführung des Reaktorunterteiles wieder, während

Fig. 6 einer Draufsicht auf die zur Nachverbrennung dienenden Einrichtungen in Richtung des Pfeiles VI der Fig. 3 entspricht.

In den Figuren 1 und 2 bezeichnet 1 eine zur Aufnahme zunächst des Brennstoffvorrates dienende Schachtanordnung als Ganzes mit den beiden Einzelschächten 11 und 12. Die Schächte und 12 sind durch Einzeldeckel 13 und 14 verschließ- bzw.

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eröffenbar, wobei diese Einzeldeckel auf Schienen 15 gleitend oder rollend aufgelagert sind. Eine besondere, im einzelnen nicht veranschaulichte Einrichtung ermöglicht es, die Deckel 13, 14 am Ende ihrer Gleit- oder Ro"¹ !bewegung nach unten abzukippen, so daß die Mündungen der Schächte 11, 12 voll eröffenbar sind. Die Anordnung der Einzelschächte ermöglicht es, zwischen ihnen einen Abzug 17 für Brenngase vorzusehen, zu deren Erzeugung mittels Verbrennung von Stroh der Reaktor dienen soll.

An die Stelle von Stroh kann jeder andere Brenn- oder Reststoff treten, der nicht, wie beispielsweise Anthrazit, infolge der Entwicklung von Brenngasen extrem hoher Temperaturen zu Sonderproblemen führt, zu deren Lösung vorliegende Erfindung keinen Beitrag liefern will.

Die Luftzuführungsdüsen 26 haben dabei größere Querschnitte als die Luftzuführungsdüsen 27, da Aufgabe letzterer nur die Zuführung der Luftmengen ist, die zur Durchführung von Vergasungs- und Teilverbrennungsvorgängen im unteren Bereich des Behandlungsraumes dienen. Dieser untere Bereich zeigt eröffen- und verschließbare Abschlüsse 28, über welche gebildete Asche entfernt werden kann.

Unterhalb des Raumes 17 befindet sich ein Wärmetauscher, der als Ganzes mit 3 bezeichnet ist. Der Wärmetauscher 3 ist aufgenommen in einer als Ganzes mit 4 bezeichneten Halterung für sämtliche Teile der Einrichtung, deren Aufgabe die Durchführung einer Nachverbrennung ist, derer es deshalb bedarf, weil im Behandlungsbereich 24 allenfalls nur Teilverbrennungsvorgänge zuD Durchführung kommen sollen. Dadurch enthalten die Gasfraktionen, die im Räume 24 infolge der Entgasung (Trockendestillation), Schwelung und Lr.ftvergasung bzw. Generatorgasbildung entstehen, noch Brennbares, so daß es der Zuführung von Sekundärluft zum Zwecke einer Nachverbrennung bedarf. Um diese Vorgänge in optimaler Weise beherrschen zu können, bedarf es also nicht nur einer innigen

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Vermischung der im Behandlungsraum 24 anfallenden Gasfraktionen, sondern auch einer Überführung derselben in eine Strömung. Zu diesem Zwecke ist eine als Ganzes mit 5 bezeichnete Anordnung einer Reihe von Reaktorteilen vorgesehen. Vorhanden ist zunächst der Hohlkörper 511 eier sich sowohl in axialer als auch in vertikal nach unten verlaufender Richtung jeweils teilweise mit einer Halterung 4 überdeckt. Wird zunächst die vertikale Überdeckung betrachtet, so schließt sich an wellenförmig verlaufende Bereiche zur Br-eitigung von Dehnungsspannungen in den Seitenwandungen 41, 42 der Halterung 4 ein V-förmiger Abschlußkörper mit seitlichen Wangen 43 und mit deren unteren Scheitel 44 an.

Die Schächte 11, 12 nehmen in ihren Schachthohlräumen jeweils vier in Höhenrichtung der Schächte aufeinanderfolgende, selbst nicht veranschaulichte, weil in üblicher Größe ausgebildete Strohballen auf, wobei in Richtung senkrecht zur Zeichnungsebene jeweils zwei Ballenstapel oder -säulen vorhanden sind, so daß also insgesamt acht Ballen im Reaktor aufnehmbar sind. Die Gesamtanordnung ist so getroffen, daß zwischen zwei gegenüberliegende Schachtwandungen 16 der bereits erwähnte Abzug 17 für Verbrennungsgase verbleibt, die ihren Gehalt an fühlbarer Wärme bereits in einer noch zu erörternden V/eise abgegeben haben. Die durch die Zeichnungsebene geschnittenen, weiteren Wandungen 18 grenzen unter Bildung des Mantelraumes 19 an einen Außenmantel 20 an. Dieser Außenmantel kann eine Wärmeisolierung aufweisen. Da der Außenmantel 20 jedoch mittels Frischluft, die über die Klappen 21 in einstellbarer Menge zu- und durch den Raum 19 geführt ist, gekühlt wird, ist die dadurch entbehrliche Wärmeisolierung nicht dargestellt.

Die Schächte 11, 12 sind auswechselbar in eine metallische Tasse 22 eingesetzt, die über ein Schamottenfutter- 23 an einem Raum 24 angrenzt, der zur Durchführung durch die dargestellte und beschriebene Reaktorausbildung vorgegebener thermischer Behandlungsvorgänge dient, soweit diese nicht

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dadurch., daß in den Hohlräumen der Schächte 11, 12 in der Richtung von oben nach unten zunehmende Temperaturen auftreten, teilweise bereits in diesen unteren Schachtbereichen selbsttätig dahin abgewickelt werden, daß auf den Brennstoff trocknenden Bereiche solche folgen, in denen er unter Entwicklung von Schwelgasen wenigstens teilweise entgast wird. Diese Entgasung wird dann im Behandlungsraum 24 unter Überlagerung mit Vergasungsvorgängen zu Ende geführt, deren Voraussetzungen dadurch verwirklicht sind, daß an den verengten Bereich 25 der Luftzuführung 19, 25 düsenartig ausgebildete Durchlässe 26, 27 der Tasse 22 und der Wärmeisolierung 23 angeschlossen sind.

Die Luftzuführungsdüsen 26 haben dabei größere Querschnitte als die Luftzuführungsdüsen 27, da Aufgabe letzterer nur die Zuführung der Luftmengen ist, die zur Durchführung von Vergasungs- und Teilverbrennungsvorgängen im unteren Bereich des Behandlungsraumes 24 dienen. Dieser untere Bereich zeigt eröffen- und verschließbare Abschlüsse 28, über welche gebildete Asche entfernt werden kann.

Unterhalb des Raumes 17 befindet sich ein Wärmetauscher, der als Ganzes mit 3 bezeichnet ist. Der Wärmetauscher 3 ist aufgenommen in einer mit 4 bezeichneten Halterung für sämtliche Reaktorteile, deren Aufgabe die Durchführung einer Nachverbrennung ist, derer es deshalb bedarf, weil im Behandlungsraum 24 nur TeiIverbrennungsvergang zur Durchführung kommen. Dadurch enthalten die Gasfraktionen, die im Räume 24 infolge der Entgasung (Trockendestillation), Schwelung und Vergasung entstehen, noch Brennbares, so daß es der Zuführung von Sekundärluft zum Zwecke einer Nachverbrennung bedarf. Um diese Vorgänge in erforderlicher Weise beherrschen zu können, bedarf es nicht nur einer innigen Vermischung der im Behandlungsraum 24 anfallenden Gasfraktionen, sondern auch einer Überführung derselben in eine Strömung. Zu diesem Zwecke ist zunächst der Hohlkörper 51 vorhanden, der sich

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sowohl in axialer als auch in vertikal-nach unten verlaufender Richtung teilweise mit der Halterung 4 überdeckt. Wird zunächst die vertikale Überdeckung betrachtet, so schließt sich an ihre gewellt verlaufende Bereiche 41 und 42 nur Beseitigung von Dellings spannungen in den Wandungen 41 der Halterung ein im wesentlichen V-förmig gestalteter Abschlußkörper mit den seitlichen Wangen 43 und dem unteren Scheitel 44 an.

An die Wangen 43 seitlich angesetzt ist der als Ganzes mit 5 bezeichnete Hohlkörper. Er nimmt außer dem scheiteiförmig ausgebildeten Abschlußstück 44 der Halterung 4 die Gasbrenneranordnung 6 auf. Dadurch entstehen zwischen dem Abschlußstück 44 der Halterung 4, einem der Brenneranordnung angehörenden Brennerrohr 61 und der inneren Begrenzungsfläche der Hohlkörperwandung 52 angenähert sichelförmig verlaufende Räume 53» die über düsenartige Durchlässe 54, 55 mit dem Hohlraum 24 der Kammer 22, 23 in Verbindung stehen. Dabei wird die in den Durchlässen 54, 55 auftretende hohe Strömun^aierg: in VerwirBeiungEenergie umgesetzt, so daß die bereits im Räume 24 einsetzende und stattfindende Verwirbelung der Gasfraktionen unter scharfer Abknickung ihrer Richtung wesentlich verstärkt wird. Eine nochmalige Verstärkung tritt in den radial gerichteten Perforationen 62 des Brennerrohres 61 zu dem Zweck ein, in dem auf diese Weise gebildeten, langgestreckten Nachverbrennungsraum 63 eine innige Vermischung mit der Sekundärluft herbeizuführen, zu deren Zuführung die Axialdüse 64 mit dem in Strömungsrichtung der Sekundärluft vorgeordneten Einstellventil 65 vorhanden ist. Zur Abführung der Brenngase, die im Brennerrohr 61 gebildet Korden sind, dient ein Rückströmrohr 66, das entweder über ein nichtgezeichnetes Kniestück die Brenngase unmittelbar aufnimmt oder sie aus einem Raum 67 bezieht, der auf die offene Mündung 68 des Brennerrohres 61 unmittelbar folgt, die der Luftzuführungsdüse 64 gegenüber liegt. Das Rückströmrohr hat den Ausschnitt 69, der einem Ausschnitt 56 des Hohl-

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Stückes 5 unmittelbar gegenüberliegt; auf diese Weise gelangen ι die erzeugten Brenngase in den Raum 45 unterhalb des Wärmetau-

schers 3, in den sie über den Ausschnitt 4 der Halterung

eintreten. Sie berühren dabei die Rippenrohre 31, 32, 33 usvi., die an die Sammelkasten 34, 4-5 unter Herstellung eines ! Zwangsumlaufes angeschlossen sind. Nachdem die Brenngase

ihren Gehalt an fühlbarer Wärme im Wärmetauscher 3 mehr oder

' weniger abgegeben haben, werden sie aus dem Räume 17 mittels

eines nicht gezeichneten Ventilators abgesaugt, so daß also die gesamten Innenräume 19, 24, 53» 63, 66, 69, 56, 45 und ^; 17 des beschriebenen Reaktors Unterdruck aufweisen.

Das gilt auch für ein in den Figuren 4 bis 6 veranschaulichtes weiteres Ausführungsbeispiel, dessen Aufgabe die Verbrennung von Wickelkörpern ist, die tonnenschwer sind. Sie werden kurz als Großballen bezeichnet. Derartige Großballen werden beispielsweise durch spiralige Aufwicklung von Stroh-

; matten hergestellt, es besteht aber auch die Möglichkeit,

kleinere Strohballen, wie sie zur Beschickung des Reaktors

> nach den Figuren 1 und 2 zu dienen vermögen, zu Großballen

zu verarbeiten, beispielsweise zusammenzupressen. Weil^ in den Reaktoren nach den Figuren 1 und 2 einerseits, 3 bis 6 andererseits gleiche Teile auftreten, haben sie die gleiche Bezeichnung. Unterschiedlich ist jedoch die Art der ther- ; mischen Behandlung, die nunmehr darin besteht, den Brennstoff in durch Einstellung der Zuführungsgeschwindigkeit wenigstens eines Reakiionsteilnehmers dem Schichtvolumen nach bemessenen Schichten zu verbrennen.

> Zu diesem Zwecke weist die dem Behandlungsraum 24 einschlie- \ ßende Kammer 22, 23 einen wesentlich größeren Querschnitt

auf als der Reaktor nach den Fig-uren 1 und 2. Handelt es

: sich um gewickelte Ballen, so fällt die A .e der Kernwicklung mit der vertikalen A e des· einzigen, nunmehr vorhandenen Schachtes 7 zusammen. Der Schachtdeckel ist mit 71 bezeichnet. Er steht unter dem Einfluß einer nach Art eines Kranes ausgebildeten Hub- und Schwenkvorrichtung, als Ganzes

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mit 8 "bezeichnet. Unterhall) des Deckels 71 ist eine schwere Platte 72 vorgesehen, die spiralförmig angeordnete Nuten zur Aufnahme einer Kette besitzt, deren Ende in der Mitte der Platte mit ihr verbunden ist. Die Platte ruht auf auslösbar en Anschlägen auf, deren Betätigung dazu führt, daß die Platte unter dem Einfluß ihres Gewichtes nach unten fällt und ein Aschegerüst zerstört, das sich "bei der thermischen Behandlung des Brennstoffes gebildet haben könnte. Hierbei streckt sich die Kette und ein nur angedeutetes Windwerk vermag die Platte wieder hochzuziehen und an den Deckel anzulegen. Zwecks Eröffnung des Schachthohlraumes 73 wird das Getriebe 8 betätigt, das auch dazu dient, den Schachthohlraum zu verschließen, sobald er mit neuen Großballen beschickt worden ist. Für den Pail, daß auf den Verbrauch eines Großballens automatisch eine Nachförderung noch zu behandelnder weiterer Qroßballen mittels einer nicht gezeichneten Schleusenvorrichtung folgen soll, ist es zweckmäßig, zur Zerstörung des Aschengerüstes eine am unteren Ende des Schachtes angeordnete Eüttelsiebvorrichtung 9 nach Fig. 5 zu benutzen. In diesem Falle schließt ein Sieb 91 den Schachthohlraum an seinem unteren Ende ab. Das Sieb ist auf peripher gleichmäßig verteilten Stelzen 92 aufgelagert, die mittels eines nicht gezeichneten Handhebels hin- und herverschwenkbar sind, und zwar mittels eines nicht gezeichneten Aufsteckhebels. Demgemäß führt das Sieb 91 einerseits eine Auf- bzw. Abwärtsbewegung, außerdem eine peripher verlaufende, hir>- und hergehende Bewegung aus. Dabei kommt es auch zu einer Zerstörung des Aschengerüstes, so daß die bei organischen Brennstoffen äußerst leichte und schlackenlose Asche ohne Schwierigkeiten beseitigt, beispielsweise abgesaugt werden kann.

Zurückkommend auf das zweite Ausführungsbeispiel ist ergänzend darauf hinzuweisen, daß der Schachthohlraum für den Fall der Anordnung von Schleusen in Kammern unterteilt ist, die in Vertikalrichtung aufeinander folgen.Die Kammern sind darum zweckmäßig durch nach Art von Irisblenden ausgeführte

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Querwände unterteilt, die im geschlossenen Zustand einen Großballen tragen und ihn zur Förderung im freien Fall entlassen, sobald die Randkanten einer Irisblende eine Entfernung erreicht haben, die größer ist als der äußere Umfang eines Großballens. Mittels eines einfachen, peripher wirksamen Verstellgetriebes werden die Einzelblätter der Irisblenden wieder in die Freigabe- und Schleusenverschlußstellungen zurückgeführt.

Eine nicht gezeichnete Programmsteuerung sorgt dafür, daß ,'iiach Verbrauch einer wählbaren Anzahl von Großballen eine selbsttätige Auffüllung des Schachthohlraumes 73 und leeren Schleusenkammern stattfindet, wobei Sicherungen vorbanden sind, die die gleichzeitige Eröffnung und den Verschluß an jeweils nur einen Großballen angrenzender Schleusen verhindern. Infolge des UnterdEUckbetrieb des Reaktors kann auf . hermetisch abzudichtende Schleusen verzichtet werden»

Vorhanden sind weiter nicht gezeichnete Vorrichtungen, die dafür sorgen, daß jeweils nur der unterste einer Reihe ver— a tikal säulenartig aufeinander gestapelter Großballen in

j durch Einstellung der Zuführungsgeschwindigkeit wenigstens

eines Reaktionsteilnehmers dem Volumen nach bemessener Schicht verbrannt wird. Der hierzu dienende Reaktorteil ist zusammenfassend mit 10 bezeichnet. Dieser Reaktor 10 hat somit, unterstellt, es handle sich um die erste Inbetriebnähme des Reaktors,zunächst die Aufgabe, die Einleitung der

'< thermischen Reaktion zu übernehmen, die in ihrer Gesamtheit

zu der den Zweck der Erfindung bildenden Verbrennung von Großballen führt. Diese erste Reaktion besteht in der Entzündung eines Zentralbereiches der Bodenschicht des jeweils untersten Großballens des Stapels aus Großballen. Weitere Aufgabe des Reaktorteiles 10 ist es, anschließend die im Zentralbereich auftretende Reaktion radial nach außen zum Umfang der Bodenschicht des Ballens hin auszudehnen und damit auf den gesamten Querschnittsbereich dieser Bodenschicht zu erstrecken, wobei außerdem, gleichzeitig und/oder

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anschließend, höher gelegenen Schichten des Ballens der gleichen Reaktion zu unterwerfen sind, damit der Reaktions-

^ verlauf zu der erstrebten trockenen Destillation unter Bildung

von Schwelgasen, von Luftgas durch Vergasung und wenigstens zu einer Tei!verbrennung führt.

Um das verwirklichen zu können, weist der Reaktorbereich 10, der als ein zentral angeordneter ausgebildeter Anschlag-, Verdrängungs- und Mischhahlkörper bezeichnet werden kann, dementsprechend die drei Hauptteile 101, 102 und 103 auf. Desshalb, weil in diesem Bereich auftretende Temperaturen ein verhältnismäßig hohes Niveau haben, bestehen die genannten Teile entweder aus Gußeisen, hochhitzebeständigen Stählen oder auch aus feuerfesten keramischen Stoffen, Schamotte oder dgl», wobei aus der Zeichnung ersichtliche metallische Einlagen den keramischen Stoffen die erforderliche Aussteifung geben.

Der nach Art eines Daches ausgeführte Aufsatzkörper 1011 übernimmt, wie sich insbesondere aus Fig. 3 ergibt, die Funktionen einer Anschlag-, Verdrängungs- und Zentrierungsbildung zur Begrenzung der Absenkung eines Großballens in die Hohlräume 73 und 24 des Schachtes einerseits, zur Beschrän-. kung auftretender Reaktionen auf Schichtbereiche der Ballen andererseits und schließlich zur Freilassung eines zur Aufnahme von Schwelgasen dienenden Raumes im untersten Bereich des Behandlungsraumes 24. Die Beschränkung auf Schichten ist deshalb erforderlich, weil längere Versuche und Erprobungen gezeigt haben, daß, wie bereits ausgeführt, die exotherme Reaktion am Anfang der geschilderten Vorgänge zu einer so | stürmischen Schwelgasproduktion führt, daß die zur Vergasung benötigte Teilluftmenge nicht mehr die Reaktionszone erreicht. Es ist weiter Aufgabe'* des Dachteiles 1011, eine im | Einzelnen nicht dargestellte Frischluftzuführung aufzunehmen, die in einem zentralen Stutzen 1012 endet. Diese Frischluftzuführung ist zweckmäßig, um dem Kern des Großballens mindestens den zu einer Teilverbrennung erforderlichen

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I Sauerstoff zuzuführen, da die Düsen 26, 27 zu weit entfernt

I sind, um schnell und ausreichend genug Sauerstoff "bzw. Frisch-

] luft dem Mittelbereich des Großballens zuführen zu können.

] ■ Weist der Stutzen 1012 des nach Art eines Spitzdaches ausge-

I Mldeten Aufsatzkörpers 1011 in der Richtung nach oben den

i spit*akegeligen Abschluß 1013 auf, so zentriert dieser den

i Großballen, der infolge seines Gewichtes bei vollendetem

Abbrand des untersten Großballens nach unten fällt, so daß

^; der Aufsatzkörper 101 soviel Stroh verdrängt, daß sich der

I Mittelbereich des Großballens stark auflockert. In seinem

I Zentrum liegt die Frischluftzufuhr, so daß die Zündflamme

I zur sofortigen Reaktion führt, die in einer Entflammung

I des gesamten Hittelbereiches des Großballens besteht. Die

I Frischluftzuführung besteht dabei in der Atmosphäre ausmün-

I denden Aussparungen der keramischen Bauteile.

I Wird mit der Auffüllung der Schacht- und Kammerhohlräume 73,

I 24 durch Ab- und Einwurf von Ballen begonnen, so dringt also

! der nach Art eines Zentrierdornes wirksame Teil 1013 in den

I relativ harten Wicklungskern des Ballens ein, während die

I obere, kegel- bzw. kegelstumpfförmige Begrenzungsfläche 1011

; des Aufsatzkörpers 101 als Anschlußfläche für den jeweils

untersten Ballen wirksam wird, womit dessen Abwärtsbewegung abgeschlossen wird, Es besteht daher die Möglichkeit, durch die öffnung in der Kammerwandung 23, 22, 20 hindurch einen Zündspieß in den ohnehin durch Wicklungskern und Zentrierdorn 1013 aufgelockerten Zentralbereich des Ballen einzuführen und die Initialzündung desselben durchzuführen.

Sin zwischen Aufsatzstück 101 und Kanalumschließungsstück 102 auftretender, nahezu ringförmig geschlossener Spalt 101/ 102 dient zur Absaugung der Gas-Fraktionen aus dem Raum und zur Überleitung der Gasmischung in den vertikal verlaufenden Kanal 1021 des Teiles 102.

In der Trennwand 101/103 (vgl. Fig. 6) zwischen den Teilen

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■and 103 sind eine Reihe von Querkanälen 103I angeordnet, die in einen ringzylindrischen Raum 1032 ausmünden, wobei die Anordnung der Kanäle IO3I so getroffen ist, daß sie an der Luftzuführung 1033 zum Stutzen 1012 vorbeigehen, wie sich wieder aus Fig. 6 ergibt. Ein weiterer Raum 1034- ist einerseits von einem äußeren Rohr 1035» andererseits von einem inneren Rohr IO36 begrenzt. Die offene Mündung des Innenrohres IO36 ist durchsetzt von einer zum Rohr IO36 gleichmittig angeordneten, zentralen Frischluftdüse 1037, an die sich in Richtung zur Atmosphäre hin ein Außenstutzen 1038 mit !Seilanordnung 1039 und mit einem Frischlufteintrittstrichter anschließen. Die angesaugte Sekundärluft vermischt sich mit der in die freie Mündung der in Brennrohr 1036 eintretenden Mischung aus in Räumen 1032 und 1034- unter Wirkung der in den Zwischen- und Rohrwandung/102/103 und 1035 befindlichen Querkanäle.durchwirbelten Gasfraktionen, so daß es zu einer vollständigen Verbrennung des in diesen Gasen noch enthaltenen Brennbaren kommt, wobei das Ventil 1039 auf eine Verbrennung ohne Luftüberschuß eingestellt sein kann.

Angeflanscht an das die Abgase führende Brennrohr IO36 ist eine als Ganzes mit 110 bezeichnete Abgasverwertungseinrichtung, die zunächst das KlappenumscLältventil 111, im Anschluß daran den Unterdruckerzeuger 112 sowie die Abgasleitung 113 aufweist. Bei einer entsprechenden Stellung des Klappenumschaltventiles 111 werden noch heiße Abgase durch einen Wärmetauscher 114 geleitet, wenn die Leitung 113 nicht zu einer Trocknungsvorrichtung führt, die etwa zur Trocknung von Getreide Anwendung finden kann. Die so zu bewirkende Durchwirbelung der Brenngase führt zur Beseitigung eventuell vorhandener Schwel- und Luftgasnester, so daß der aus dem Klappenumschaltventil 111 austretende Abgasstrom rauchlos, staub- und geruchfrei ist und keine Umweltschäden verursacht .

Einrichtungen nach den Figuren 1 bis 4 können auch ortsbeweglich

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ausgebildet sein, wobei im Falle der Anordnung einer Schleuse die gesamte Einrichtung so unter einem Vorratsbehälter für Ballen verfahrbar ist, daß die Mündung des Schachtes unmittelbar unter einer Schleusenanordnung liegt, die nach Art eines Kranportals zwecks Einführung dar Einrichtung ausgebildet ist.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 ist der Teil 101 der Fig. 3 etagenförmig mit unterschiedlichen Durchmessern der Einzelteile 10 111, 10 112, 10113 usw. und zwischen ihnen liegender Spalte unterteilt.

So hat sich als zweckmäßig erwiesen, um völlige Staubfreiheit der abgezogenen Verbrennungsgase zu erzielen, diesen Staub mittels einer Kernkondensation zu beseitigen. Das geschieht, dadurch, daß gleichzeitig Kühlung und Sättigung der Verbrennungsgase mit einem Dampf durchgeführt werden, der im Rahmen einer üblichen Abkühlung kondensiert. Im einfachsten Falle handelt es sich um Wasserdampf, der bereits bei Temperaturen kondensiert, deren Verwirklichung infolge Anordnung von Wärmetauschern keine Schwierigkeiten macht. Praktisch geht man dabei in der Weise vor, daß ein Gaskühler vorhanden ist, in den die Brenngase, deren fühlbare Wärme im Wärmetauscher 3 bereits weitestgehend entzogen worden ist ujQd beispielsweise zur Vorwärmung der zur Vergasung, Teil- und Nachverbrennung dienenden Luft gedient hat, eingeführt werden, wobei sich der Gaskühler oberhalb eines Behälters mit einem aus flüssigem Wasser bestehenden Sumpf befindet. Ist dieser Kühler z.B. mit strömender, atmosphärischer Luft angeblasen, so kommt es in dem Gaskühler gleichzeitig zur Sättigung der Verbrennungsgase mit aus dem Sumpf aufsteigendem Dampf und andererseits zu einer Temperaturerniedrigung, die dazu führt, daß der Dampf in den Verbrennungsgasen als Kerne vorhandene Staubteilchen umhüllt, wobei der.Wasserdampf zu Wasserteilchen kondensiert und die Staubteilchen einerseits so anfeupet, andererseits so beschwert, daß es

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auf diese Weise zu einer Ausfällung und Auswaschung des Staubes aus den Verbrennungsgasen unter Wirkung der vorerläuterten Kernkonden^fcionen kommt. Durch in dem Wasserbehälter angeordnete Schikanen ist zu erreichen, daß das auf die erläuterte Weise vorgereinigte Gas mehrfach aus dem Wasserstaubteilchensumpf austritt und zum Wiedereintritt in denselben gezwungen wird, womit es zu einer Nachreinigung kommt, welche die Verbrennungsgase praktisch staubfrei macht. Der bisher durch keine andere Maßnahme zu übertreffende Reinheitsgrad der Brenngase macht diese für eine Reihe von Sonderfällen geeignet und damit wertvoll.

Die Erfindung erstreckt sich sowohl auf jedes einzelne ihrer angegebenen Raumformmerkmale, auch wenn es nur im Zusammen-]| hang mit weiteren Merkmalen erwähnt worden ist, als auch

auf jede realisierbare Teilkombination aus den Merkmalen, als auch auf schließlich die Gesamtkombination aller Merkmale, soweit Einzelmerkmale, Teilkombinationen und/oder Gesamtkombinationen technisch sinnvoll, ausführbar sowie brauchbar sind, auch wenn jeweils erzielbare, neue technische Wirkungen nicht genannt und im einzelnen beschrieben sind. Sämtliche erkennbaren, in der Beschreibung und/oder in den Ansprüchen benannten und/oder in der Zeichnung dargestellten Einzelheiten und beliebige Zusammenstellungen dieser werden als solche, mit ihrer !Funktion oder Funktionen so wie mit dem funktioneilen Zusammenhang oder Zusammenhängen als beschrieben und beansprucht vorausgesetzt, die bei Teilkombinationen oder bei der Gesamtkomb-ination auftreten.

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Claims (1)

1. •9 mm

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   SOHUTZA H SPRÜCHE

   Reaktor nach. Gebrauchsmuster 76 06 267» dadurch gekennzeichnet , daß im Führungsweg für das aus den Gasfraktionen gebildete Gemisch Reaktorteile (5, 51» 54, 6, 61, 62; 102, 1021, 102/103, 1035) angeordnet sind, die das strömende Gemisch mehrfach hintereinander aus seiner Richtung ablenken (Fig. 1 bis 6).

   2. Reaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß im Führungsweg für das Gasfraktionengemisch zunächst ein Anschlag- Verdrängungs-, Verwirbelungs und Mischhohlkörper (5) angeordnet ist, dessen Wandungen (52) einen Aufnahmeraum (53) auch für die Gasbrenneranordnung (6) umgeben und Durchlässe (54, 55) für das Gasfraktionengemisch aufweisen, und daß im Führungsweg weiter ein der Gasbrenneranordnung angehörendes Brennerrohr (61) liegt, dessen Perforationen (62) den Aufnahmeraum des Anschlag-, Verdrängungs-, Verwirbelungs- und Mischhohlkörpers mit dem Brennraum (63) des Brennerrohres verbinden.Fig. 1 und 2)

   Reaktor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß an das Brennerrohr (61) ein Rückstromrohr (66) für Brenngase angeschlossen ist, dessen LängserStreckung im wesentlichen mit derjenigen des Brennerrohres übereinstimmt, wobei vorzugsweise ein zwischen Ebennstoffvorratsschächten (11, 12) vorgesehener, der Brenngasweiterführung dienender Raum (17) mit dem Rückströmrohr über in letzterem vorhandene Durchlässe (69) und über einen angeschlossenen Durchlaß (56) im Hohlkörper (5) in Verbindung steht.

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   Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 3j dadurch gekennzeichnet , daß in einem Schachthohlraum (17) eine Halterung (43) zur Aufhängung des Sammel-, Verdrängungs-, Verwirbelungs- und Mischhohlkörpers (5) sowie der Gasbrenneranordnung (6) vorgesehen ist.

   Reaktor nach einem der Ansprüche 1 Ms 4, dadurch gekennzeichnet , daß in einem Schachthohlraum (17) ein Wärmetauscher (3) zur Aufnahme der Brenngasabwärme, vorzugsweise im Zuge der Brenngasführung sowie im Anschluß an die Gasbrenneranordnung (6) unter Aufeinanderfolge des Sammel-, Verdrängungs-, Verwirbelungs- und Mischhohlkörpers (5) "und dessen Halterung (43) vorhanden ist»

   Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Länge des Brennerrohres (61),die im wesentlichen bei ringzylindrischer Ausbildung der Wandung der den Erzeugungsraum (24) für die Gasfraktionen umschießenden Hohlkammer (2) mit deren Durchmesser bzw., bei im Querschnitt mehrkantförmiger Ausbildung der Kammer mit deren größter Längsdimension übereinstimmt.

   Reaktor nach Anspruch 1₅ dadurch gekennzeichnet , daß im Behandlungsraum (24) der Hohlkammer (2) ein Anschlag-, Verdrängungs-, Verwirbelungs- und Nachverbrennungskörper (10) angeordnet ist, der einen Sammelkanal (1012) für ihm zentripetal zuströmende Gasfraktionen aufweist, dessen Längsachse senkrecht zur Zuströmrichtung der Gasfraktionen verläuft. (Fig. 3 bis 6).

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   8. Reaktor nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet , daß einem einen Gassammelkanal (1012) umgebenden Teilbereich (102) des Anschlag-, Verdrängungs--, Verwirkelungs- und Nachbrennkörpers (10) ein Aufsatzstück (101) vorgeordnet ist, das den Sammelkanal (1021) nach Art eines Deckels in Zuströmrichtung der Gasfraktionen abdeckt.

   9· Reaktor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß das Aufsatζstück (101) zum Behandlungsraum (24-) durch eine Kegelfäche (1011) begrenzt ist.

   10. Reaktor nach einem der Ansprüche 7 "bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß das Aufsatzstück (101) mit einem Zentrierungstück (1013) abschließt.

   11. Reaktor nach Anspruch 10, dadurch gekenn zeichnet , daß das Zentrierungsstück (1013) mit einer Luftzuführungsdüse (1012) vereinigt ist und ein Träger für beide als zur Kegelfläche (1011) konzentrischer Hohlstutzen ausgebildet ist, dessen Hohlraum mit der Atmosphäre in Verbindung steht.

   12. Reaktor nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag-, Zentrierungs-, Verdrängungs- und Mischhohlkörper (10) Luftzuführungsdüsen aufweist, die in die den Erzeugungsraum (24) für die Gasfraktionen umschließende Hohlkammer (2) tangential zu dessen Wandungen (22, 23) einmünden, wobei die Düsenachsen vorzugsweise je einen spitzen Winkel mit einer Horizontalebene bilden, die den Schnittpunkt der

   *"" Düsenachsen einerseits, der Langsmittelach.se des ErzeugungsraTimes andererseits enthält.

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   13. Reaktor nach einem der Ansprüche 7 "bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag-, Zentrierungs-, Verdrängungs- und Nachbrennerkörper (10) einen als Nachbrenner ausgebildeten Teilbereich (103) aufweist, dessen Sammelraum (1032) für über den Gasführungskanal (1021) des Teilbereiches (102) zugeführte Gasfraktionen jeweils Querkanäle (1031, 1035*) zur Durchwirbelung und Vermischung der Gasfraktionen vorgeordnet sind.

   14. Reaktor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelraum (1032) für durchwirbelte und vermischte Gasfraktionen des als Nachbrenner ausgebildeten Teilbereiches (102) des Anschlag-, Verdrängungs-, Verwirbelungs- und Nachbrennerkörpers (10) an ein Brennrohr (1036) angrenzt, dessen Mündung in den Sammelraum mittels einer vorzugsweise in der Achse des Brennerrohres zentral angeordneten, zweckmäßig verstellbaren Einführungsdüse (1037) für Sekundärluft, vorteilhaft unter Bildung eines Injektors, durchsetzt ist.

   15. Reaktor nach einem der Ansprüche 7 "bis 14-, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen dem dachförmigen Aufsatzstück (101) und dem den Zuführungskanal (1021) für die Gasfraktionen bildenden Teilbereich (102) des Anschlag-, Verdränger-, Verwirbe lungs- und Mschhohlkörpers ein im wesentlichen geschlossener Ringspalt vorgesehen ist, über den die Zuführung der Gasfraktionen zu dem Gasführungskanal erfolgt.

   16. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 15» dadurch gekennzeichnet , daß im Führungsweg für

   Brenngase, die nach Zuführung von Sekundärluft zu denaus Gasfraktionen gebildeten Gemisch erzeugt worden sind, Reaktorteile (68,66, 69, 56, 3; 111, 113, 114) angeordnet sind, die den Brenngasstrom mehrfach hintereinander aus seiner Richtung ablenken.

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