EP0026450A2 - Installation and process for the thermal processing of principally combustible wastes - Google Patents
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- EP0026450A2 EP0026450A2 EP80105749A EP80105749A EP0026450A2 EP 0026450 A2 EP0026450 A2 EP 0026450A2 EP 80105749 A EP80105749 A EP 80105749A EP 80105749 A EP80105749 A EP 80105749A EP 0026450 A2 EP0026450 A2 EP 0026450A2
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Definitions
- the invention relates to an arrangement and a method for thermal processing mainly of combustible waste materials, with an indirectly heated Verschwelun sreaktor g, which consists of an approximately vertical, equipped above with a Abfallzu Georgiavorraum and tapered at its lower end container, to which a Schweltrog connects , through which the smoldering waste is conveyed to a removal device by means of conveying means.
- the double-walled jacket of the drum is heated by the hot exhaust gases of a gas engine; so that the rubbish swims at a temperature of 450 - 500 ° C.
- An airtight seal in the form of a waste funnel extending into a water bath is provided at the end of the drum.
- the smoldering gases are fed to a gas converter, which consists of a combustion chamber with a fixed bed underneath, which is fed with charcoal or low-ash coke. Two conversions take place in the gas converter, namely the cracking of the gases at a temperature of 1100-1200 ° C and the second a dissociation when the gases pass through a glowing fuel bed.
- the gases extracted from the gas converter are passed through a gas cooling washing system, temporarily stored and serve to drive the gas engine, to which an electric generator can be coupled.
- the drum-like carbonization reactor of the known arrangement has the disadvantage that a continuous rotation of the drum is required in order to forcibly convey the waste through it.
- the relatively large diameter of the drum causes the complete heating of the garbage to be difficult.
- the heating is uniform over the entire length of the drum, although the waste shrinks to a tenth during the charring process; since the drum rotates continuously, it is difficult to load it in the absence of air.
- the gas-tight lock system required for this is relatively complicated. Specially supplied fuel is used to heat the gas converter, which reduces the efficiency of the system.
- it is also disadvantageous that two thirds of the heat supplied are used to heat the water present in the garbage and only one third to heat the solids content.
- US Pat. No. 3,362,887 discloses an arrangement of the type described in the introduction, in which the treatment of waste materials takes place in batches, namely first in a carbonization reactor and then in a horizontally extending smoldering trough.
- the carbonization reactor is essentially circular-cylindrical with a very large diameter; only at the lower end is a frustoconical taper in order to lead to a narrow outlet. This is completely closed with a slide.
- a screw conveyor with a horizontal axis of rotation is provided in the smoldering trough.
- a disadvantage of the known arrangement is that the heating of the waste in the Schwwelun g reactor takes place very unevenly and that there is a risk when using a screw conveyor that hard parts, for example made of metal, jam, so that stagnation can often occur.
- the object of the invention is to design an arrangement of the type mentioned at the outset such that the said charring process is as continuous as possible with optimal supply of indirect heat and avoidance of stagnation. Furthermore, the resulting substances should be optimally used on site during the preparation process.
- this is achieved with an arrangement which is characterized in that the internal cross section of the carbonization reactor is rectangular and that at least its width tapers approximately uniformly from top to bottom to form a failure gap (4).
- the arrangement according to the invention is characterized in that the smoldering cut is heated uniformly in the carbonization reactor and, due to the wedge shape, only slides down as far as it loses volume during the carbonization. the material is attached to the shaft wall pressed and optimal heat transfer from the wall to the material is achieved.
- the carbonization reactor of the plant consists of a rectangular, vertical shaft, the width of which tapers from top to bottom to an outlet gap, and a smoldering trough adjoining it.
- the shaft and smoldering trough form a single unit, are double-walled and are indirectly heated.
- On the carbonization reactor is airtight A sluice is installed.
- the supply of smoldering material from the shaft into the smoldering trough can be metered, for example via a toothed roller, a vibrator or the like.
- a mixing device runs around a horizontal axis, which consists of spring steel arms carrying blades attached to the axis.
- These blades circulate the smoldering material and convey it to the discharge of residues.
- the residues are discharged from the reactor with the exclusion of air using a lock or the like, which is followed by a treatment device for recovering useful materials.
- the gas generated during the charring is extracted from the shaft and the smoldering trough by a blower.
- the coal is obtained from the Reststcffen ast ver g in a boiler, at the same time the cas carbonization gas is supplied, which is cracked by passing the hot coals.
- the approximately 1200 ° hot product gas passes through a hot aszyklon g and solar heated then the Verschwelungsreaktor and Schweltrog.
- the gas leaves the carbonization reactor at a temperature of approximately 300 ° to 400 °. This residual heat is extracted with a heat exchanger and used to dry waste.
- the drying device 23 consists of a rotating drum, which need not be closed in a gas-tight manner.
- the air supplied at one end of the drum preferably originates from the waste bunker and is heated either by the hot exhaust gases from the gas engine 9 or by the still hot gases emitting the gas converter 14, for which purpose a heat exchanger 24 can be provided.
- the air supplied via line 26 is sucked out of the drying device 23 via line 25 and reaches the gas engine 9 via a filter 26.
- the intake air for the gas engine 9 is used for drying and dehumidifying the waste in the drying device 23 used.
- the thus pre-dried garbage then flows, for example, via a conveyor belt 27 or another corresponding loading device to the actual charring reactor 28, where it is introduced into the actual chamber 2 (see FIG. 2) via a lock 1.
- the carbonization reactor 28 is a core element of the invention and will be explained in more detail below with reference to FIGS. 2 to 4.
- the carbonization reactor 28 is followed by a smoldering trough 29 which is used to completely carbonize the residues coming from the carbonization reactor 28 and to convey them to a removal device 30.
- the resulting gases are sucked out of the carbonization reactor 28, preferably via the smoldering trough 29 and the line 32, and reach a gas converter 33 of a known type, the function of which has already been explained at the beginning.
- the gas converter 33 is followed, for example, by a heating gas cyclone 15 known per se and a cleaning and cooling system 16, in which the gas is cleaned of any traces of dust, tar, phenol, sulfur and nitrogen compounds and cooled.
- a fan 17 ensures constant negative pressure in the system, so that a risk of explosion is avoided.
- the gases coming into a storage container 18 via the blower 17 can either be derived for further use or removed are filled, or they are fed to the gas engine 9 via line 34.
- the gas engine 9 drives an electric generator in a known manner, for example.
- its exhaust gases can be used to heat the carbonization reactor 28 by being supplied via line 39 and the smoldering trough 29, which is also heated according to the invention.
- the exhaust gases that heat the carbonization reactor 28 then reach the heat exchanger 24 via line 35, where, as already described, they heat the intake air for the gas engine 9 used to dry the waste.
- the carbonization reactor of the special exemplary embodiment according to the figures has a chamber 2 which is wedge-shaped.
- the walls of the chamber are double, so that the chamber 2 can be heated by passing hot gases through the walls 3.
- the exterior of the chamber is thermally insulated.
- the gap width at the refuse feeder is small in relation to the height of the chamber 2.
- the gap width of the charring residue failure gap 4 is dimensioned such that larger, non-corrugated residues such as pieces of metal or the like can also pass through. This gap width can therefore depend on the type of waste. Usual values will be between 10 and 40 cm, preferably between 15 and 30 cm, especially around 20 cm.
- the gap width should also depend on the steepness of the wedge shape of the chamber 2. It can also be changed, for example, by a slide.
- the wedge gap spreads upwards to the waste insertion opening.
- the broadening can preferably be between 2 and 10% (ideally 5%) of the respective height of the chamber 2, a particularly preferred value should be close to 10%.
- the dimensions given are only examples; as stated, the actual dimensions depend on the type of waste, in particular the ratio between the unswaded waste and the remnants of carbonization, and on the roughness and the nature of the inner walls of the chamber 2.
- the dimensions must be such that a complete continuous carbonization of the refuse supplied and a corresponding removal of the carbonization residues is possible.
- the surfaces of the chamber walls are made as large as possible. This can preferably be done in that the walls are provided with approximately perpendicular ribs 43 (ver g l. 3 and 4) or bulges and depressions.
- the corners are preferably rounded, so that no waste can accumulate.
- a lock 1 is provided. This has flaps 44 and 45, which are alternately opened and closed. When the flap 45 is open, waste is fed into the lock 1, then this flap is closed. When the flap 44 is opened, the waste falls into the chamber 2.
- This type of loading takes place either as a function of time or, preferably, under the control of a sensor 46, which can be in the form of a fork and is, for example, spring-loaded or has a counterweight.
- the sensor is located in the upper area of chamber 2 and is in its inactive position as long as there is garbage in its area. If the sensor 46 becomes free, it pivots upwards into the position shown in dashed lines, whereby it triggers the preferably electropneutmatic control of the flaps 44 and 45.
- the charring reactor 29 according to the invention with its longitudinal axis at any angle to the horizontal could be used with advantage over the known arrangements, since its cross-section always adapts to the respective volume of the garbage as the charring progresses, a perpendicular position of the longitudinal axis or a not chosen too large a deviation from it.
- a vibrator or the like can be provided on or in the vicinity of the residual smear gap 4.
- an airtight smear trough 29 which carries out further processing, in particular complete charring of the charring residues, and at the same time ensures that they are removed to a removal device.
- the smoldering trough 29 can also be heated, preferably from the same gases as are used for heating the chamber 2. For this purpose, these gases are fed to the opening 8, run through the double-walled casing of the chamber 5 of the smoldering trough 29 and the chamber 2 and exit at 10 from the carbonization reactor, from where they pass through the pipe 35 (FIG. 1) to the heat exchanger 24 be directed.
- the gases are preferably not burned, but the sensible heat is released.
- the smoldering trough 29 is preferably a mixing trough with a rotating central longitudinal axis 51 on which radially Driver arms 52, preferably flexible, extending away from the axis are provided.
- a screw conveyor could also be considered, although the mixing trough conveyor is preferable, since it ensures more uniform heating and loosening of the substances to be removed and jams are avoided.
- the gases generated in the carbonization reactor and in the smoldering trough 29 are fed to the gas converter 33 via the connection 19 and line 32 and are treated there in the manner described.
- a removal device 30 which has the shape of a screw conveyor, which is connected in an airtight manner to the removal device 5 and which conveys the residues into a container 47, from where they are removed, for example, by means of a lock 48.
- the residues consist on the one hand of metals which are sorted out, on the other hand of combustible substances, in particular coal, which are pressed according to the invention, i.e. is briquetted and can be used to heat the gas converter 33.
- combustible substances in particular coal
- i.e. is briquetted can be used to heat the gas converter 33.
- other wood-like or wood-like waste can also be used, which is generated as waste or has been sorted out from the waste.
- the ash produced in the gas converter 33 can be used as a fertilizer.
- either the exhaust gases of the gas engine or the still hot gases generated from the gas converter 33 can be used to heat the heatable devices.
- the heat of cooling of the gas engine 5 and of the cooling and cleaning device 16 can also be used for heating and other purposes.
- the carbonization reactor 28 of the arrangement according to the invention has the particular advantage that it is the garbage due to gravity and in the movement without inevitable promotion Consistent with its decreasing volume due to the smoldering leads from the refuse feed opening to the smoldering residue gap. Since no movement is required, the problem of the gas-tight closure is much easier to solve. Since in the overall arrangement an additional predrying is provided in the drying device 23, much less heat energy is required for the actual heating of the chamber 2, so that it can be used for energy generation.
- the carbonization is carried out at temperatures around 500 ° C, the metals, including non-ferrous metals, are preserved and can be reused.
- the waste can be normal household and industrial waste, including waste tires, waste oil, wood waste and vegetable substances.
- the gap width of the charring residue removal opening 4 can be made changeable, for example, by means of slides or flaps.
- a preferred embodiment results from FIGS. 5 and 6, in which a controllable metering device is provided for a more precise metering at the transition between the carbonization reactor and the smoldering trough, which in the exemplary embodiment is in the form of a toothed roller 70.
- the flap lock 1 is through a slide lock 71, 72 replaced.
- a slide gate 73, 74 is also crimped at the exit.
- the Ener may g iege- winnung via the gas motor 9 also be omitted and it can emerging from the hot gas cyclone 15 gas with a temperature of 1200 ° used directly for heating the Verschwelungsreaktors and / or the Schweltrogs. Subsequently, further heat is removed from the gas in the heat exchanger 24. The gas can then can be routed to the consumer via a long-distance line. Compared to district heating, this has the advantage that no insulation of the lines is required.
- the waste materials are chopped up into fist-sized pieces, then they go through a drying process and then enter the wedge shaft of the charring reactor by means of a lock.
- This reactor is indirectly heated at a temperature of approx. 500 - 700 ° in countercurrent to the smoldering material.
- the smoldering material is heated and partly smeared. Due to the wedge shape of the shaft, this only slides down to the extent that it loses volume when it becomes smoldering.
- the partially smoldered material is metered into the smoldering trough with the toothed roller lying at the gap.
- coal and metals are sorted out from the residues for recycling.
- the coal is gasified in a separate boiler and at the same time the carbonization gas is processed, ie cracked, as it flows through the boiler embers.
- the processed gas leaves the boiler as product gas at a temperature of approximately 1200 ° C. It passes through the heating gas cyclone 15 for pre-cleaning and is then used to heat the carbonization reactor and / or the smoldering trough.
- the residual heat of approx. 400 ° C is extracted from the gas in a heat exchanger and used for drying the waste.
- the gas passes through a scrubber, followed by a water separator, followed by a blower that sucks the gas out of the system under vacuum.
- the speed of the shaft 51 can be adjustable or controllable, preferably in relation to the speed of the metering roller 70 and / or the control device 46 or independently of it.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zur thermischen Aufbereitung vorwiegend brennbarer Abfallstoffe, mit einem indirekt beheizten Verschwelungsreaktor, der aus einem annähernd senkrecht stehenden , oben mit einer Abfallzuführvorrichtung ausgestatteten und an seinem unteren Ende verjüngten Behälter besteht, an den sich ein Schweltrog anschließt, durch den der schwelende Abfall mittels Fördermitteln zu einer Abfördervorrichtung befördert wird.The invention relates to an arrangement and a method for thermal processing mainly of combustible waste materials, with an indirectly heated Verschwelun sreaktor g, which consists of an approximately vertical, equipped above with a Abfallzuführvorrichtung and tapered at its lower end container, to which a Schweltrog connects , through which the smoldering waste is conveyed to a removal device by means of conveying means.
Aus der Zeitschrift Müll und Abfall Nr. 12, 1978, Seite 371-375 ist eine derartige Anordnung bekannt, bei der der Verschwelungsreaktor aus einer kontinuierlich angetriebenen Trommel besteht, deren Rotationsachse horizontal verläuft.From the magazine waste and trash no. 12, 1978, page 371-375, such an arrangement is known in which the Verschwelun g sreaktor consists of a continuously driven drum, whose axis of rotation is horizontal.
Der doppelwandig ausgebildete Mantel der Trommel wird durch die heißen Abgase eines Gasmotors beheizt; so daß der Müll bei einer Temeperatur von 450 - 500 ° C verschwelt. Am Trommelende ist ein luftdichter Abschluß in Form eines in ein Wasserbad hineinreichenden Abfalltrichters vorgesehen. Die entstehenden Schwelgase werden einem Gaswandler zugeführt, der aus einer Brennkammer mit darunter liegendem Festbett besteht, das mit Holzkohle oder aschearmen Koks beschickt wird. In dem Gaswandler finden zwei Umwandlungen statt, nämlich einmal das Kracken der Gase bei einer Temperatur von 1100 - 1200 ° C und zum anderen eine Dissoziation beim Durchlaufen der Gase durch ein glühendes Brennstoffbett. Die dem Gaswandler entzogenen Gase werden durch ein Gaskühl-Waschsystem geleitet, zwischengespeichert und dienen zum Antrieb des Gasmotors, an den ein elektrischer Generator angekuppelt sein kann. Der trommelartige Verschwelungsreaktor der bekannten Anordnung hat den Nachteil, daß eine dauernde Drehung der Trommel erforderlich ist, um den Müll zwangsweise hindurchzufördern. Der verhältnismäßig große Durchmesser der Trommel bewirkt, daß die vollständige Durchheizung des Mülls Schwierigkeiten bereitet. Die Beheizung ist über die gesamte Trommellänge gleichmäßig, obwohl der Müll während des Verschwelungsvorganges auf ein Zehntel zusammenschrumpft; da sich die Trommel kontinuierlich dreht, ist ihre Beschickung unter Luftabschluß schwierig. Das dazu erforderliche gasdichte Schleusensystem ist verhältnismäßig kompliziert. Für die Beheizung des Gaswandlers wird eigens angefördertes Brennmaterial verwendet, was den Wirkungsgrad der Anlage reduziert. Bei der bekannten Anordnung ist ferner nachteilig, daß zwei Drittel der zugeführten Heizwärme zur Aufheizung des im Müll vorhandenen Wassers und nur ein Drittel zur Erwärmung des Feststoffanteiles dienen.The double-walled jacket of the drum is heated by the hot exhaust gases of a gas engine; so that the rubbish swims at a temperature of 450 - 500 ° C. An airtight seal in the form of a waste funnel extending into a water bath is provided at the end of the drum. The smoldering gases are fed to a gas converter, which consists of a combustion chamber with a fixed bed underneath, which is fed with charcoal or low-ash coke. Two conversions take place in the gas converter, namely the cracking of the gases at a temperature of 1100-1200 ° C and the second a dissociation when the gases pass through a glowing fuel bed. The gases extracted from the gas converter are passed through a gas cooling washing system, temporarily stored and serve to drive the gas engine, to which an electric generator can be coupled. The drum-like carbonization reactor of the known arrangement has the disadvantage that a continuous rotation of the drum is required in order to forcibly convey the waste through it. The relatively large diameter of the drum causes the complete heating of the garbage to be difficult. The heating is uniform over the entire length of the drum, although the waste shrinks to a tenth during the charring process; since the drum rotates continuously, it is difficult to load it in the absence of air. The gas-tight lock system required for this is relatively complicated. Specially supplied fuel is used to heat the gas converter, which reduces the efficiency of the system. In the known arrangement, it is also disadvantageous that two thirds of the heat supplied are used to heat the water present in the garbage and only one third to heat the solids content.
In der US-PS 3 362 887 ist eine Anordnung der eingangs beschriebenen Art offenbart, bei der die Aufbereitung von Abfallstoffen schubweise erfolgt, nämlich zuerst in einem Verschwelungsreaktor und dann in einem sich horizontal erstreckenden Schweltrog. Der Verschwelungsrealtor ist im wesentlichen kreisförmig-zylindrisch mit einem sehr großen Durchmesser; lediglich am unteren Ende ist eine kegelstumpfförmige Verjüngung angesetzt, um zu einem engen Auslaß zu führen. Dieser ist mit einem Schieber vollkommen verschlossen. Im Schweltrog ist eine Förderschnecke mit horizontal verlaufender Rotationsachse vorgesehen. Nachteilig bei der bekannten Anordnung ist, daß die Erhitzung der Abfallstoffe im Verschwelungsreaktor sehr ungleichmäßig erfolgt und daß sich bei der Verwendung einer Förderschnecke die Gefahr ergibt,daß harte Teile, etwa aus Metall sich verklemmen, so daß häufig Stockungen auftreten können.US Pat. No. 3,362,887 discloses an arrangement of the type described in the introduction, in which the treatment of waste materials takes place in batches, namely first in a carbonization reactor and then in a horizontally extending smoldering trough. The carbonization reactor is essentially circular-cylindrical with a very large diameter; only at the lower end is a frustoconical taper in order to lead to a narrow outlet. This is completely closed with a slide. A screw conveyor with a horizontal axis of rotation is provided in the smoldering trough. A disadvantage of the known arrangement is that the heating of the waste in the Schwwelun g reactor takes place very unevenly and that there is a risk when using a screw conveyor that hard parts, for example made of metal, jam, so that stagnation can often occur.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung der eingangs genannten Art derart auzugestalten, daß der gesagte Verschwelungsvorgang möglichst kontinuierlich unter optimaler Zuführung von indirekter Wärme und unter Vermeidung von Stockungen verläuft. Ferner sollen bei dem Aufbereitungsvorgang die anfallenden Stoffe vor Ort optimal ausgenutzt werden.The object of the invention is to design an arrangement of the type mentioned at the outset such that the said charring process is as continuous as possible with optimal supply of indirect heat and avoidance of stagnation. Furthermore, the resulting substances should be optimally used on site during the preparation process.
Gemäß der Erfindung gelingt dies bei einer Anordnung die dadurch gekennzeichnet ist, daß der Innenquerschnitt des Verschwelungsreaktors rechteckig ist, und daß sich zumindest seine Breite von oben nach unten durchgehend annähernd gleichmäßg zu einem Ausfallspalt (4) verjüngt.According to the invention, this is achieved with an arrangement which is characterized in that the internal cross section of the carbonization reactor is rectangular and that at least its width tapers approximately uniformly from top to bottom to form a failure gap (4).
Gegenüber bekannten Anordnungen zeichnet sich die erfindungsgemäße Anordnung dadurch aus, daß das Schwelcut im Verschwelungsreaktor gleichmäßig erhitzt wird und bedingt durch die Keilform nur so weit nach unten gleitet als es beim Verschwelen an Volumen verliert. hierbei wird das Material an die Schachtwand gedrückt und eine optimale Wärmeübertragung von der Wand auf das Material erzielt.Compared to known arrangements, the arrangement according to the invention is characterized in that the smoldering cut is heated uniformly in the carbonization reactor and, due to the wedge shape, only slides down as far as it loses volume during the carbonization. the material is attached to the shaft wall pressed and optimal heat transfer from the wall to the material is achieved.
Es ist von Vorteil, die in den Reststoffen enthaltene Kohle zu vergasen und zugleich das Schwelgas beim Durchströmen der glühenden Kohlen zu kracken. Ein optimaler Wirkungsgrad ergibt sich dann, wenn die so erzeugten heißen Gase zur Beheizung der Anordnung verwendet werden und anschließend zur Vortrocknung der Abfallstoffe dienen, bevor sie einem Verbraucher zugeführt werden.It is advantageous to gasify the coal contained in the residues and at the same time to crack the carbonization gas as it flows through the glowing coals. Optimal efficiency is achieved if the hot gases generated in this way are used to heat the arrangement and are then used to predry the waste materials before they are supplied to a consumer.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit gewissen Modifikationen wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.An embodiment of the invention with certain modifications will now be described with reference to the drawings.
Es zeigen:
- Fig. 1 eine schematische Gesamtdarstellung der Anordnung-zur thermischen Aufbereitung von Abfallstoffen gemäß der Erfindung;
- Fig. 2 den Verschwelungsreaktor,wie er bei der Anordnung der Fig. 1 verwendet wird;
- Fig. 3 den Verschwelungsreaktor nach Fig. 2 aus einer um 90° versetzten Ansicht.
- Fig. 4 eine Ansicht auf den Verschwelungsreaktor nach Fig. 2 und 3 von oben;
- Fig. 5 und 6 Ansichten eines Verschwelungsreaktors bei dem eine Dosierwalze an Austrittsspalt des Verschwelungsreaktors angeordnet ist.
- Figure 1 is a schematic overall representation of the arrangement for the thermal treatment of waste materials according to the invention.
- Figure 2 shows the carbonization reactor as used in the arrangement of Figure 1;
- Fig. 3 shows the carbonization reactor according to Fig. 2 from a view offset by 90 °.
- 4 shows a view of the carbonization reactor according to FIGS. 2 and 3 from above;
- 5 and 6 are views of a carbonization reactor in which a metering roller is arranged at the outlet gap of the carbonization reactor.
Grundsätzlich besteht der Verschwelungsreaktor der Anlage aus einem rechteckigen senkrecht stehenden Schacht, dessen Breite von oben nach unten bis zu einem Austrittsspalt verjüngt ist, und einem sich daran anschließenden Schweltrog. Schacht und Schweltrog bilden eine Einheit, sind doppelwandig ausgeführt und werden indirekt beheizt. Auf dem Verschwelungsreaktor ist zur luftdichten Materialeinbringung eine Schleuse angebracht. Die Zuführung von Schwelgut vom Schacht in den Schweltrog kann dosiert erfolgen, etwa über eine Zahnwalze, einen Rüttler oder dergleichen. Im Schweltrog läuft um eine horizontale Achse eine Mischvcrrichtung um, die aus an der Achse befestigten Schaufeln tragenden Federstahlarmen besteht. Diese Schaufeln wälzen das Schwelgut um und befördern es zum Reststoffaustrag weiter. Das Ausbringen der Reststoffe aus dem Reaktor erfolgt unter Luftabschluß mit einer Schleuse oder dergleichen, der eine Aufbereitungsvorrichtung zur Rückgewinnung brauchbarer Materialien nachgeschaltet ist. Das bei der Verschwelung erzeugte Gas wird aus dem Schacht und dem Schweltrog über ein Gebläse abgesaugt. Die aus den Reststcffen gewonnene Kohle wird in einem Kessel vergast,dem zugleich cas Schwelgas zugeführt wird, das beim Durchströmen der glühenden Kohlen gekrackt wird. Das ca. 1200 ° heiße Produktgas durchläuft einen Heißgaszyklon und beheitzt anschließend den Verschwelungsreaktor und den Schweltrog. Das Gas verläßt den Verschwelungsreaktor mit einer Temperatur von ca. 300°bis 400 °. Diese Restwärme wird mit einem Wärmeaustauscher entzogen und zur Mülltrocknung verwendet.Basically, the carbonization reactor of the plant consists of a rectangular, vertical shaft, the width of which tapers from top to bottom to an outlet gap, and a smoldering trough adjoining it. The shaft and smoldering trough form a single unit, are double-walled and are indirectly heated. On the carbonization reactor is airtight A sluice is installed. The supply of smoldering material from the shaft into the smoldering trough can be metered, for example via a toothed roller, a vibrator or the like. In the smoldering trough, a mixing device runs around a horizontal axis, which consists of spring steel arms carrying blades attached to the axis. These blades circulate the smoldering material and convey it to the discharge of residues. The residues are discharged from the reactor with the exclusion of air using a lock or the like, which is followed by a treatment device for recovering useful materials. The gas generated during the charring is extracted from the shaft and the smoldering trough by a blower. The coal is obtained from the Reststcffen ast ver g in a boiler, at the same time the cas carbonization gas is supplied, which is cracked by passing the hot coals. The approximately 1200 ° hot product gas passes through a hot aszyklon g and solar heated then the Verschwelungsreaktor and Schweltrog. The gas leaves the carbonization reactor at a temperature of approximately 300 ° to 400 °. This residual heat is extracted with a heat exchanger and used to dry waste.
Fig. 1 zeigt einen an sich bekannten Schredder 21 in dem der Müll in etwa faustgroße Stücke zerkleinert wird, welche etwa über ein Förderband 22 einer TrocknungseinrichtunG 23 zugeführt werden. Der Müll wird durch diese Trocknungseinrichtung 23 hindurchgefördert und dabei von erwärmter Luft durchströmt. Beim speziellen Ausführungsbeispiel besteht die Trocknungseinrichtung 23 aus einer sich drehenden Trommel, die nicht gasdicht geschlossen zu sein braucht. Die an einem Ende der Trommel zugeführte Luft stammt vorzugsweise aus dem Müllbunker und wird entweder von den heißen Abgasen des Gasmotors 9 oder von den den Gaswandler 14 vorlassenden noch heißen Gasen erwärmt, wozu ein Wärmeaustauscher 24 vorgesehen sein kann. Über die Leitung 25 wird die über die Leitung 26 zugeführte Luft aus der Trocknungseinrichtung 23 abgesaugt und gelangt über einen Filter 26 zum Gasmotor 9. Beim spezi.ellen Ausführungsbeispiel wird also die Ansaugluft für den Gasmotor 9 zur Trocknung und Entfeuchtunc des Mülls in der Trockeneinrichtung 23 verwendet.1 shows a shredder 21, known per se, in which the waste is crushed into pieces approximately the size of a fist, which are fed to a
Der somit vorgetrocknete Müll gelengt dann beispielsweise über ein Förderband 27 oder eine andere entsprechende Beschickungsvorrichtung zum eigentlichen Verschwelungsreakter 28, wo er über eine Schleuse 1 in die eigentliche Kammer 2 (vergl. Fig. 2) hereingeführt wird.The thus pre-dried garbage then flows, for example, via a
Der Verschwelungsreaktor 28 ist ein Kernstück der Erfindung und wird nachstehend noch im einzelnen anhand der Fig. 2 bis 4 erläutert.The
Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß sich an den Verschwelungsreaktor 28 ein Schweltrog 29 anschließt, der dazu dient, die aus dem Verschwelungsreaktor 28 kommenden Reste noch vollständig zu verschwelen und zu einer Entnahmevorrichtung 30 abzufördern. Die entstehenden Gase werden aus dem Verschwelungsreaktor 28 vorzugsweise über den Schweltrog 29 und die Leitung 32 abgesaugt und gelangen in einen Gaswandler 33 bekannter Bauart, dessen Funktion bereits eingangs erläutert wurde. An den Gaswandler 33 schließt sich zur Abkühlung und Reinigung beispielsweise ein an sich bekannter Heizgaszyklon 15 und ein Reinigungs-und Kühlsystem 16 an, in denen das Gas von restlicher Spuren von Staub, Teer, Phenol, Schwefel und Stickstoffverhindungen gereinigt und abgekühlt wird. Ein Gebläse 17 sorgt für ständig Unterdruck in der Anlage, so daß eine Explosionsgefahr vermieden wird. Die über das Gebläse 17 in einen Vorratsbehälter 18 gelangenden Gase können entweder zur Weiterverwendung abgeleitet oder abgefüllt werden, oder aber sie werden über Leitung 34 dem Gasmotor 9 zugeführt. Der Gasmotor 9 treibt beispielsweise in bekannter Weise einen elektrischen Generator an. Seine Abgase können, wie bekannt, zur Beheizung des Verschwelungsreäktors 28 verwendet werden, indem sie über Leitung 39 und den ebenfalls erfindungsgemäß beheizten Schweltrog 29 zugeführt werden. Die den Verschwelungsreaktor 28 beheizenden Abgase gelangen dann über die Leitung 35 zum Wärmeaustauscher 24, wo sie, wie bereits beschrieben, die zur Trocknung des Mülls verwendete Ansaugluft für den Gasmotor 9 erwärmen.From Fig. 1 it can be seen that the
Es wird nun auf Fig. 2 bis 4 Bezug genommen, die Einzelheiten des erfindungsgemäßen Verschwelungsreaktors 28 und des daran luftdicht angefügten Schweltrog 29 zeigen. Der Verschwelungsreaktor des speziellen Ausführungsbeispiels gemäß den Figuren besitzt eine Kammer 2, die keilförmig ausgebildet ist. Die Wände der Kammer sind doppelt ausgeführt, so daß eine Beheizung der Kammer 2 mittels Hindurchleiten von heißen Gasen durch die Wände 3 erfolgen kann. Das Äußere der Kammer ist wärmeisoliert. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist die Spaltbreite an der Müllzuführung klein im Verhältnis zur Höhe der Kammer 2. Die Spaltbreite des Verschwelungsrest-Ausfallspalts 4 wird so bemessen, daß auch größere, unverschwelte Reste etwa Metallstücke oder dergleichen passieren können. Diese Spaltbreite kann somit von der Art des Mülls abhängen. Übliche Werte werden zwischen 10 und 40 cm, vorzugsweise zwischen 15 und 30 cm speziell bei etwa 20 cm liegen. Die Spaltbreite dürfte auch abhängig sein von der Steilheit der Keilform der Kammer 2. Sie kann ferner etwa durch einen Schieber veränderbar sein.2 to 4, which show details of the charring
Aufgrund der Keilform verbreitet sich der Keilspalt nach oben zur Mülleinführöffnung. Die Verbreiterung kann vorzugsweise zwischen 2 und 10% (ideal 5%) der jeweiligen Höhe der Kammer 2 betragen, wobei ein besonders bevorzugter Wert in der Nähe von 10 % liegen dürfte. Die angegebenen Maße sind nur Beispiele, die tatsächlichen Maße hängen wie gesagt von der Art des Mülls, insbesondere dem Verhältnis zwischen dem unverschwelten Müll und dem Verschwelungsrest, sowie von der Rauheit und der Beschaffenheit der Innenwände der Kammer 2.Due to the wedge shape, the wedge gap spreads upwards to the waste insertion opening. The broadening can preferably be between 2 and 10% (ideally 5%) of the respective height of the
Auf jeden Fall sind die Abmessungen derart zu treffen, daß eine vollständige kontinuierliche Verschwelung des zugeführten Mülls und eine dazu entsprechende Abförderung der Verschwelungsreste möglich ist.In any case, the dimensions must be such that a complete continuous carbonization of the refuse supplied and a corresponding removal of the carbonization residues is possible.
Zur Verbesserung der Beheizung besteht die Möglichkeit entweder eine beheizbare Mittelwand einzuziehen, so daß sich eine Art Zwillingsanlage ergibt, oder aber vorzugsweise parallel zur Längsachse verlaufende Heizröhre vorzusehen.To improve the heating, there is the possibility either to move in a heatable central wall, so that a type of twin system results, or to preferably provide a heating tube running parallel to the longitudinal axis.
Um eine optimale Beheizung der Kammer 2 zu erzielen, werden die Oberflächen der Kammerwände möglichst groß gestaltet. Dies kann vorzugsweise dadurch geschehen, daß die Wände mit annähernd senkrecht verlaufenden Rippen 43 (vergl. 3 und 4) oder Wölbungen und Vertiefungen versehen sind.In order to achieve optimal heating of the
Hat die Kammer 2 einen eckigen Querschnitt, so sind die Ecken vorzugsweise abgerundet, so daß sich kein Müll festsetzen kann.If the
Um die Zuführung des Mülls unter bestmöglicher Beibehaltung des Luftabschlusses der Kammer zu erzielen, ist eine Schleuse 1 vorgesehen. Diese besitzt Klappen 44 und 45, die abwechselnd auf- und zugesteuert werden. Bei geöffneter Klappe 45 wird Müll der Schleuse 1 zugeführt, dann diese Klappe geschlossen. Bei Öffnung der Klappe 44 fällt der Müll in die Kammer 2.In order to achieve the supply of the garbage while maintaining the air seal of the chamber in the best possible way, a
Diese Art der Beschickung erfolgt entweder zeitabhängig oder aber bevorzugt unter Steuerung eines Fühlers 46, der die Form einer Gabel haben kann und etwa unter Federbelastung steht oder ein Gegengewicht besitzt. Der Fühler ist im oberen Bereich der Kammer 2 angebracht und befindet sich in seiner unwirksamen Lage solange noch Müll sich in seinem Bereich befindet. Wird der Fühler 46 frei, so schwenkt er nach oben in die gestrichelt.gezeigte Stellung, wobei er die vorzugsweise elektropneutmatische Steuerung der Klappe 44 und 45 auslöst.This type of loading takes place either as a function of time or, preferably, under the control of a sensor 46, which can be in the form of a fork and is, for example, spring-loaded or has a counterweight. The sensor is located in the upper area of
Obwohl der erfindungsgemäße Verschwelungsreaktor 29 mit seiner Längsachse unter einem beliebigen Winkel zur Horizontalen mit Vorteil gegenüber den bekannten Anordnungenwerwendet werden könnte, da sich sein Querschnitt immer dem jeweiligen Volumen des Mülls bei fortschreitender Verschwelung anpaßt, wird gemäß der Erfindung eine lotrechte Position der Längsachse bzw. eine nicht zu große Abweichung davon gewählt.Although the charring
Um bei etwaigen Stockungen die Möglichkeit des Eingriffs zu haben, kann an oder in der Nähe des Verschwelungsrest-Ausfallspalts 4 ein Rüttler oder dergleichen vorgesehen sein.In order to be able to intervene in the event of any stagnation, a vibrator or the like can be provided on or in the vicinity of the residual smear gap 4.
Gemäß der Erfindung ist jedoch ein luftdicht angesetzter Schweltrog 29 vorgesehen, welche eine weitere Verarbeitung, insbesondere vollkommene Verschwelung der Verschwelungsreste durchführt und gleichzeitig für deren Abförderung zu einer Entnahmevorrichtung sorgt. Auch der Schweltrog 29 ist beheizbar, vorzugsweise von den gleichen Gasen wie sie für die Beheizung der Kammer 2 verwendet werden. Zu diesem Zwecke werden diese Gase der Öffnung 8 zugeführt, laufen durch den doppelwandigen Mantel der Kammer 5 des Schweltrogs 29 und der Kammer 2 und treten bei 10 aus dem Verschwelungsreaktor aus, von wo sie über das Rohr 35 (Fig. 1) zum Wärmeaustauscher 24 geleitet werden. Es erfolgt vorzugsweise kein Verbrennen der Gase sondern eine Abgabe der fühlbaren Wärme derselben. Der Schweltrog 29 ist vorzugsweise ein Mischtrog mit einer sich drehenden zentralen Längsachse 51,an der radial sich von der Achse weg erstreckende, vorzugsweise nachgiebige Mitnehmerarme 52 vorgesehen sind. Alternativ dazu könnte auch eine Schneckenabförderung in Frage kommen, wobei jedoch die Mischtrogabförderung vorzuziehen ist, da sie für eine gleichmäßigere Beheizung und Auflockerung der abzuführenden Stoffe sorgt und Verklemmungen vermieden werden. Die im Verschwelungsreaktor und in dem Schweltrog 29 erzeugten Gase werden über den Anschluß 19 und Leitung 32 dem Gaswandler 33 zugeführt und dort in der beschriebenen Weise behandelt. Die nun vollkommen verschwelten Reste gelangen in eine Entnahmevorrichtung 30, die die Form einer Förderschnecke besitzt, welche luftdicht an die Abfördervorrichtung 5 angeschlossen ist und die die Reste in einen Behälter 47 fördert, von wo sie etwa mittels einer Schleuse 48 abgenommen werden.According to the invention, however, an
Die Reste bestehen einerseits aus Metallen, welche aussortiert werden, andererseits aus brennbaren Substanzen, insbescndere Kohle, welche gemäß der Erfindung gepreßt, d.h. brikettiert wird und zur Beheizung des Gaswandlers 33 dienen kann. Gegenüber den bekannten Verfahren ergibt sich hier eine weitere Steigerung des Wirkungsgrades der Gesamtanlage. Für die Beheizung des Gasvandlers 33 können auch andere holz- oder holzartige Abfälle verwendet werden, die als Müll anfallen, bzw. aus den Müll aussortiert wurden. Die im Gaswandler 33 anfallende Asche kann als Düngemittel verwendet werden.The residues consist on the one hand of metals which are sorted out, on the other hand of combustible substances, in particular coal, which are pressed according to the invention, i.e. is briquetted and can be used to heat the
Wie bereits erwähnt, können zur Beheizung der beheizbaren Vorrichtungen entweder die Abgase des Gasmotors oder aber die erzeugten noch heißen Gase aus dem Gaswandler 33 verwendet werden. Ebenfalls ist die Kühlwärme des Gasmotors 5 sowie des Kühl-und Reinigungsgerätes 16 für Heizung und andere Zwecke verwendbar.As already mentioned, either the exhaust gases of the gas engine or the still hot gases generated from the
Der Verschwelungsreaktor 28 der erfindungsgemäßen Anordnung hat den besonderen Vorteil, daß er ohne Bewegung und zwangsläufige Förderung den Müll aufgrund der Schwerkraft und im Einklang mit seinem auf Grund der Verschwelung abnehmenden Volumen von der Müllzuführöffnung zum Verschwelungsrest- Ausfallspalt führt. Da keine Bewegung erforderlich ist, ist auch das Problem des gasdichten Verschlusses wesentlich einfacher zu lösen. Da bei der Gesamtanordnung eine zusätzliche Vortrocknung in der Trockeneinrichtung 23 vorgesehen ist, benötigt man für das eigentliche Beheizen der Kammer 2 wesentlich weniger Wärmeenergie, so daß diese zur Energiegewinnung verwendet werden kann.The
Da die Verschwelung bei Temreraturen um 500 ° C durchgeführt werden, bleiben die Metalle, auch Buntmetalle erhalten und können einer Wiederverwendung zugeführt werden.Since the carbonization is carried out at temperatures around 500 ° C, the metals, including non-ferrous metals, are preserved and can be reused.
Der Müll kann ein üblicher Haus- und Industriemüll sein, etwa auch Altreifen, Altöl, Holzabfälle und pflanzliche Substanzen enthalten.The waste can be normal household and industrial waste, including waste tires, waste oil, wood waste and vegetable substances.
Die Spaltbreite der Verschwelungsrest-Entnahneöffnung 4 kann beispielsweise durch Schieber oder Klappen veränderbar gestaltet werden. Eine bevorzugte Ausführungsform ergiebt sich aus den Figuren 5 und 6, in denen für eine genauere Dosierung am Übergang zwischen Verschwelungsreaktor und Schweltrog eine steuerbare Dosiervorrichtung vorgesehen ist, die beim Ausführungsbeispiel die Form einer Zahnwalze 70 besitzt.Bei dieser Ausführungsform ist die Klappenschleuse 1 durch eine Schieberschleuse 71, 72 ersetzt. Ebenso ist am Ausgang eine Schieberschleuse 73, 74 angecrdnet.The gap width of the charring residue removal opening 4 can be made changeable, for example, by means of slides or flaps. A preferred embodiment results from FIGS. 5 and 6, in which a controllable metering device is provided for a more precise metering at the transition between the carbonization reactor and the smoldering trough, which in the exemplary embodiment is in the form of a
Wie bereits eingangs erwähnt, kann die Energiege- winnung über den Gasmotor 9 auch wegfallen und es kann das aus dem Heißgaszyklon 15 austretende Gas mit einer Temperatur von 1200 ° direkt zur Beheizung des Verschwelungsreaktors und/oder des Schweltrogs verwendet werden. Anschließend wird dem Gas im Wärmeaustauscher 24 weitere Wärme entzogen. Das Gas kann dann über eine Fernleitung zum Verbraucher geführt werden. Gegenüber einer Fernheizung hat dies den Vorteil, daß keine Isolierung der Leitungen erforderlich ist.As already mentioned, the Ener may g iege- winnung via the gas motor 9 also be omitted and it can emerging from the
Die Arbeitsweise der Anordnung ist folgende: die Abfallstofe werden in faustgroße Stücke zerkleinert, anschließend durchlaufen sie eine Trocknung und gelangen danach mittels einer Schleuse in den Keilschacht des. Verschwelungsreaktors. Dieser Reaktor wird mit einer Temperatur von ca. 500 - 700 ° im Gegenstrcm zum verschwelenden Material indirekt beheizt. In dem keilförmigen Schacht, der senkrecht auf dem Schweltrog angebracht ist, wird das Schwelgut erhitzt und zum Teil verschwelt. Dieses gleitet, bedingt durch die Keilform des Schachtes nur soweit nach unten, als es beim Verschwelen an Volumen verliert. Mit der am Ausfallspalt liegenden Zahnwalze wird das zum Teil verschwelte Material in den Schweltrog dosiert. In diesem Schweltrog wird es umgewälzt und zur Ausfallschleuse weiterbefördert, dabei verschwelt das Material vollkommen. Die an Federstahlarmen befestigten Mischschaufeln können einem festen Gegenstand im Trog ausweichen, dadurch ist ein störungsfreier Betrieb gewährleistet. In der dem Verschwelungsreaktor nachgeschalteten Aufbereitungsvorrichtung werden von den Reststoffen Kohle und Metalle zur Wiederverwertung aussortiert. In einem gesonderten Kessel wird die angefallene Kohle vergast und zugleich das Schwelgas beim Durchströmen der Kesselglut aufbereitet, d.h. gekrackt. Das aufbereitete Gas verläßt den Kessel als Produktgas mit einer Temperatur von ca. 1200 ° C. Es durchläuft zur Vorreinigung den Heizgaszyklon 15 und wird anschließend zur Beheizung des Verschwelungsreaktors und/oder des Schweltrogs verwendet. Nach Verlassen dieser Anordnung wird dem Gas in einem Wärmetauscher die Restwärme von ca. 400 ° C entzogen und zur Abfalltrocknung verwendet. Zur letzten Reinigung durchläuft das Gas einen Wäscher, mit anschließendem Wasserabscheider, diesem folgt ein Gebläse, das das Gas von der Anlage unter Vakuum absaugt.The arrangement works as follows: the waste materials are chopped up into fist-sized pieces, then they go through a drying process and then enter the wedge shaft of the charring reactor by means of a lock. This reactor is indirectly heated at a temperature of approx. 500 - 700 ° in countercurrent to the smoldering material. In the wedge-shaped shaft, which is mounted vertically on the smoldering trough, the smoldering material is heated and partly smeared. Due to the wedge shape of the shaft, this only slides down to the extent that it loses volume when it becomes smoldering. The partially smoldered material is metered into the smoldering trough with the toothed roller lying at the gap. It is circulated in this smoldering trough and conveyed to the drop-out lock, the material becoming completely obscured. The mixing blades attached to spring steel arms can avoid a solid object in the trough, thereby ensuring trouble-free operation. In the processing device downstream of the carbonization reactor, coal and metals are sorted out from the residues for recycling. The coal is gasified in a separate boiler and at the same time the carbonization gas is processed, ie cracked, as it flows through the boiler embers. The processed gas leaves the boiler as product gas at a temperature of approximately 1200 ° C. It passes through the
Die besonderen Vorteile der Anordnung bestehen in der umweltfreundlichen Beseitigung brennbarer Abfälle einschließlich der Rückgewinnung von Metallen, der Erzeugung von Produktgas und der direkten Verwendung der anfallenden Kohle und der Energie.The particular advantages of the arrangement are the environmentally friendly disposal of combustible waste, including the recovery of metals, the production of product gas and the direct use of the coal and energy generated.
Die Drehzahl der Welle 51 kann regel- oder steuerbar sein und zwar vorzugsweise in Beziehung zu der Drehzahl der Dosierwalze 70 und/oder der Steuervorrichtung 46 oder aber unabhängig davon.The speed of the
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