DK160365B - Apparat til pyrolysebehandling af braendbare spildprodukter - Google Patents

Description

DK 160365 B

Den foreliggende opfindelse angår et apparat til pyrolysebehandling af brændbare spildprodukter, hvilket apparat udviser en skaktovn med søjleagtigt inderrum med vægge, der fra oven og nedefter afgrænser en tørre-5 og forvarmningszone, en pyrolysezone og en forgasnings-og oxidationszone, hvorhos sidevæggene af pyrolysezonen indsnævres fra oven og nedefter, hvilket apparat er ejendommeligt ved det i krav 1's kendetegnende del anførte.

Et apparat af ovennævnte kendte type er for ek-10 sempel beskrevet i tysk fremlæggelsesskrift DE-AS

27 35 130. Apparaterne benyttes til behandling af brændbare spildprodukter med det formål at underkaste spildprodukterne en pyrolyse og udvinde værdifuld gas og brændsel.

15 Spildprodukterne indføres i skaktovnen ved dennes top og forbrændes med oxygen eller atmosfærisk luft.

Skaktovnen tilvejebringer, beliggende fra top til bund i dens søjleformede inderrum, tre zoner, der afviger tydeligt fra hinanden med hensyn til funktionstempera-20 tur og sammensætning af det resulterende produkt, nemlig en tørrings- og forvarmningszone, en pyrolysezone og en forgasnings- og oxidationszone. Da det indre af skaktovnen skal holdes i en stabil tilstand under behandlingen af spildprodukterne, er et alvorligt problem, der mod-25 virker stabilitet, at spildprodukterne er tilbøjelige til at danne en bro under deres nedadgående passage i ovnens indre. Dette brodannelsesfænomen kan, når det foreligger, i ekstreme tilfælde føre til fuldstændig standsning af ovnens funktion.

30 Et kendt apparat viser en konstruktion, ved hvil ken den skaktvæg, der afgrænser de tre zoner, nemlig tørrezonen, pyrolysezonen og forbrændingszonen, skråner kontinuerligt indsnævrende fra oven og nedefter, hvorhos der i oxidationszonen er anbragt støtteorganer for spild-35 produktlaget, der opretholder spildproduktlaget ved den nedre ende af pyrolysezonen.

DK 160365 B

2

Ved praktisk drift optræder det fænomen, at der i pyrolysezonen udvikles et højt forbrændingsgasgennemløb, der strækker sig fra forgasnings- og oxidationszonen til tørrings- og forvarmningszonen, uden at forbrændings-5 gassen kan passere gennem de små mellemrum mellem spildprodukterne, hvorfor den ikke kommer i fuld kontakt med spildprodukterne med henblik på pyrolyse. Resultatet heraf er en forringet pyrolysevirkningsgrad. Dette passage- eller kanalfænomen er et alvorligt problem og er 10 navnligt vanskeligt at løse, når der behandles sådanne spildprodukter som for eksempel kommuneaffald, der er af meget varierende sammensætning.

Den foreliggende opfindelse har haft til opgave at tilvejebringe en skaktovn til pyrolyse af brændbare 15 spildprodukter, ved hvilken kanaldannelse kan hindres effektivt.

Denne opgave er løst ved, at sidevæggene af oxidationszonen over i det mindste et delområde af oxidationszonen skråner bort fra hinanden fra oven og ned-20 efter, og at hældningen af pyrolysezonens vægge forløber konisk indsnævrende fra oven og nedefter med en vinkel på ca. 12° i forhold til den vertikale retning, hvorhos forholdet mellem produkt-kornstørrelsen og ovnens indvendige diameter ligger i området fra 0,015 til 0,05, 25 og forholdet mellem højden af påfyldningssøjlen og ovnens indvendige diameter ligger i området fra 2,6 til 2,0.

I apparatet ifølge opfindelsen kan spildprodukterne bearbejdes i pyrolysezonen, hvorhos trykket mellem spildprodukterne og ovnvæggen holdes i det mindste på en 30 forud fastsat værdi, således at pyrolysen kan gennemføres uden kanaldannelse, hvilket giver en nyttig gas i forøget mængde og med en forbedret sammensætning og dermed en forbedret virkningsgrad. Da et passende forbrændingsrum står til rådighed i kulforgasnings- og oxida-35 tionszonen, kan spildprodukterne forbrændes effektivt og således udnyttes bedre.

DK 160365 B

3

Foretrukne udførelsesformer for opfindelsen fremgår af underkravene.

Opfindelsen beskrives nærmere i det følgende gennem et udførelseseksempel og under henvisning til teg-5 ningerne, på hvilke fig. 1 er et vertikalt snitbillede, der skematisk viser konstruktionen af en første udførelsesform for opfindelsen, fig. 2 er et tilsvarende billede som fig. 1 og 10 viser en anden udførelsesform for opfindelsen, fig. 3 er en grafisk afbildning, der viser variationer i temperaturen af det omhandlede apparats ovnvæg ved den nedre ende af dets tørrings- og forvarmningszone, og 15 fig. 4 er en grafisk afbildning svarende til fig.

3 og repræsenterende et sædvanligt apparat.

I fig. 1 er vist en skaktovn 1 med en topdel 2, der strækker sig fra den øvre ende og er udstyret med et udløb 2a for produceret gas. Ved den øvre ende af topde-20 len 2 er der anbragt et tilførselsorgan 3 til indføring af spildprodukter i ovnen 1, samtidig med at ovnens indre er aflukket. Tilførselsorganet omfatter en tragt 4, en tilførselskanal 5 til at holde den nedre endeåbning af tragten 4 i kommunikation med det indre af topdelen 2, og 25 et par forskydelige ovnspjæld 6a,6b anbragt ved to aksi-alt adskilte positioner på tilførselskanalen 5. Ovnen 1 kan forsynes ved at åbne spjældene 6a og 6b i rækkefølge, mens det indre af ovnen 1 kan holdes lukket ved til enhver tid at lukke det ene spjæld 6a eller 6b, når det an-30 det spjæld 6b eller 6a åbnes. Skaktovnen 1 har et søjleformet inderrum 10, der er opdelt i en kulforgasnings- og oxidationszone A ved den nedre del, en pyrolysezone B ved en midterdel over zonen A og en tørrings- og forvarmningszone C ved den øvre del. Spildproduktet anbragt i 33 ovnen 1 forbrændes i oxidationszonen A ved den nedre del, under dannelse af en forbrændingsgas, der pyrolyserer spildproduktet i pyrolysezonen B over zonen A, hvilket

DK 160365B

4 bringer spildproduktet til at udvikle en nyttegas. Forbrændingsgassen fjerner endvidere et overskud af vand fra en anden del af spildproduktet i forvarmningszonen C over zonen B og muliggør således en glat reaktion i 5 pyrolysezonen B. Oxidationszonen A, pyrolysezonen B og forvarmningszonen C er således ikke tydeligt afgrænset som prædefinerede rumområder, men dannes med visse overlappende dele under en given tilstand. Inderrummet af ovnen 1 er imidlertid opdelt således, at grænserne 10 mellem zonerne kan placeres omtrentligt.

Skaktovnen 1 har en ovnvæg 11b, der afgrænser pyrolysezonen B og er skrånet, således at zonen B bibringes et tværsnitareal, der aftager gradvist nedadtil. Oxidationszonen A er afgrænset af en ovnvæg 11a, der udvi-15 der sig nedadtil ved den del, hvor væggen 11a er kontinuert med grænsen 12 mellem pyrolysezonen B og oxidationszonen A, således at zonen A bibringes et tværsnitsareal, der gradvist stiger nedadtil og giver et tilstrækkeligt forbrændingsrum. Den anden del af ovnvæggen 11a, der af-20 grænser oxidationszonen A, og en ovnvæg 11c, der afgrænser forvarmningszonen C, strækker sig lige vertikalt og giver et konstant tværsnitsareal til den tilsvarende del af zonen A og til zonen C på ethvert niveau. Ovnvæggen 11b, der afgrænser pyrolysezonen B, har en hældningsvin-25 kel i forhold til den vertikale retning, der ikke vil tillade spildproduktet at danne en bro, mens spildproduktet passerer nedad i ovnens indre. Vinklen varierer med ovnens størrelse.

Med den ovenfor beskrevne konstruktion bliver det i 30 ovnen 1 gennem tilførselsorganet 3 tilførte spildprodukt tørret, mens det passerer nedad gennem forvarmningszonen C, og når derefter pyrolysezonen B, der dannes af den nedadtil tilsnævrende ovnvæg 11b. Fordi zonen B er således afgrænset, opretholdes der et tryk ikke lavere end et 35 specificeret niveau mellem spildproduktet og ovnvæggen under hele perioden for spildproduktets passage gennem pyrolysezonen B, hvorved kanalisering undgås. Den i pyrer lysezonen B dannede gas strømmer gennem forvarmningszonen

DK 160365 B

5 C og udtrækkes gennem udløbet 2a ved topdelen 2. Den i den producerede gas indeholdte olie skilles fra gassen ved stuetemperatur med henblik på udvinding. Spildproduktet strømmer derefter fra pyrolysezonen B gennem grænsen 5 12 ind i oxidationszonen A med et tilstrækkeligt forbrændingsrum og forbrændes effektivt. Oxidationszonen A giver en rest indeholdende noget forkullet produkt. Resten fjernes fra ovnen gennem et rum D under oxidationszonen.

Fig.3 og 4 viser resultaterne ved forsøg gennemført 10 med henblik på at vise fordelene ved den foreliggende opfindelse. Fig.3 viser de resultater, der blev opnået med opfindelsen, og Fig.4 viser de resultater, der blev opnået med et sædvanligt apparat med en cylindrisk ovnvæg uden skrånende inderflader. Forsøgene blev gennemført 15 under anvendelse af prøveovne med en indvendig diameter d på 1.500 mm, en højde L på 5.500 mm (se fig. 1) og en kapacitet på 20 tons/dag. Den ovn, hvis kurver er vist i fig. 3, havde en ovnvæg 11b, der i pyrolysezonen udviste en hældningsvinkel på 12° i forhold til den vertikale 20 retning, mens fig. 4 vedrører det tilfælde, hvor ovnen ikke havde nogen skrånende vægge. Temperaturen af ovnvæggen nær den nedre ende af forvarmningszonen C blev målt hver time med fire termometre til anbragt rundt om ovnen med en vinkelafstand på 90°. Forekomsten 25 og graden af kanalisering kan bestemmes ud fra forskellen mellem de med termometrene målte temperaturer. Under henvisning til fig.3 angav termometrene til T4 ingen høje spidser i de målte temperaturvariationer, hvilket tilkendegav fravær af kanalisering, mens fig.4 viste, at kana-30 lisering fandt sted mellem 14:00 og 17:00 ved eller nær positionen for termometret T^.

Når hældningsvinklen var 10° eller mindre under de foregående forsøgsbetingelser, forekom der kanalisering i ovnen, der derfor ikke var i stand til fuldt ud at yde 35 effekterne ifølge opfindelsen. Hvis ovnen får en ændret indvendig diameter, vil den imidlertid også få

Claims (4)

1. Apparat til pyrolysebehandling af brændbare spildprodukter, hvilket apparat udviser en skaktovn med søjleagtigt inderrum med vægge, der fra oven og nedefter afgrænser en tørre- og forvarmningszone, en pyrolysezone og en forgasnings- og oxidationszone, hvorhos sidevægge-35 ne af pyrolysezonen indsnævres fra oven og nedefter, kendetegnet ved, at sidevæggene (11a) af DK 160365 oxidationszonen (A) over i det mindste et delområde af oxidationszonen skråner bort fra hinanden fra oven og nedefter, og at hældningen af pyrolysezonens (B) vægge (11b) forløber konisk indsnævrende fra oven og nedefter 5 med en vinkel på ca. 12° i forhold til den vertikale retning, hvorhos forholdet mellem produkt-kornstørrelsen og ovnens indvendige diameter ligger i området fra 0,015 til 0,05, og forholdet mellem højden af påfyldningssøjlen og ovnens indvendige diameter ligger i området fra 2,6 10 til 2,0.

2. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at sidevæggen (11a) af oxidationszonen (A) udvider sig nedefter i det mindste over det afsnit, der grænser til sidevæggen af pyrolysezonen (B).

3. Apparat ifølge krav 2, kendetegnet ved, at det afsnit af sidevæggen (11a) af oxidationszonen (A), der ligger under det udvidede afsnit, er udformet cylindrisk.

4. Apparat ifølge krav 1 eller 2, kendete g-20 n e t ved, at den totale sidevæg (11a), der afgrænser oxidationszonen (A), forløber skråt. 25 30 35