EP0330070A1 - Anlage zum Betreiben eines Niedertemperatur-Konvertierungsverfahrens - Google Patents
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
- C10B47/00—Destructive distillation of solid carbonaceous materials with indirect heating, e.g. by external combustion
- C10B47/28—Other processes
- C10B47/32—Other processes in ovens with mechanical conveying means
- C10B47/40—Other processes in ovens with mechanical conveying means with endless conveying devices
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- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
- C10B53/00—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
Definitions
- the invention relates to a system for carrying out a low-temperature conversion method according to the preamble of the main claim.
- EP 52 334 B1 describes a process for obtaining solid, liquid and gaseous fuels from organic material, in which it is proposed, among other things, that the dry starting material, e.g. B. dried sewage sludge, granular or as a powder continuously, for. B. is conveyed by means of a screw conveyor through a heated reaction tube.
- the dry starting material e.g. B. dried sewage sludge, granular or as a powder continuously
- B. is conveyed by means of a screw conveyor through a heated reaction tube.
- Such a system has proven itself in the experimental stage and is able to work at normal pressure and without the use of reduction and oxidation processes.
- the invention has for its object to use this method developed in the experimental stage on an industrial scale and to propose a suitable plant.
- the invention proposes a converting furnace in which a relatively slowly revolving, heat-resistant conveyor belt is arranged, onto which the material is applied, solid material present as coal being obtained at the end of the conveyor belt.
- the resulting gases are passed through a condensation column and oil and water are condensed as a residue, the oil also being able to be used as a fuel or as a fat raw material in the chemical industry.
- the uncondensed gases can be used as fuel gases to generate the required process energy, but some of the uncondensed gases are returned to the furnace to support conversion that is as oxygen-free as possible.
- the plant according to the invention therefore works inexpensively, since the material to be fed in and the material to be discharged simultaneously bring about the oxygen closure of the conversion furnace.
- the material to be fed in and converted is compressed in the area of the material feed and thereby closes this access to the interior of the conversion furnace in a gas-tight manner and the solid obtained is also discharged, i.e. the coal, oxygen-tight by a screw conveyor from a corresponding collection bunker at the end of the conveyor belt.
- the furnace can be heated via a central Heating or via individual burners.
- the coal obtained can also be used here, which is still obtained with a heat fraction of approximately 300 ° to 350 °.
- electrical heating of the furnace is also conceivable, as is warm air heating.
- conveyor belts can be arranged within the oven in order to achieve a good conversion, in particular to carry out a good drying of the goods.
- the material to be converted is placed in a relatively thin layer of about 8 cm on the conveyor belt and conveyed through the oven, the average temperature in the oven being 250-380 ° C.
- the coal obtained burns out completely and any pollutants contained are firmly and safely bound in the ashes.
- the coal has a calorific value that is comparable to the calorific value of briquettes.
- the conveyor belts are arranged one above the other and the conveyor belts are heated in the space between the upper and lower run, it is possible to set up the furnace vertically instead of elongated. It is then particularly advantageous that individual parts of the walls can be detached, so that repair work at different heights with respect to the individual conveyor belts can be carried out easily.
- 1 denotes a conversion furnace which, in the exemplary embodiment shown, consists of an insulating furnace jacket 8, in which corresponding openings are provided for carrying out inspections, etc., which are not shown in the drawing for reasons of clarity.
- an inner furnace 9 is provided which is surrounded by hot combustion gases on all sides, the space between the furnace shell 8 and the inner furnace 9 being connected to the outside atmosphere via a chimney system (not shown in the drawing).
- a circulating conveyor belt 2 is provided inside the inner furnace 9, which extends over the entire length of the inner furnace 9 and has a material feed 5 and a solid material discharge 6. Furthermore, a gas exhaust line 7 connects to the inner furnace 9 and leads to a gas and liquid condenser 3 leads.
- the liquid obtained here namely oil and water, collects in a corresponding collecting container 18.
- the oil can be separated from the water and the oil can either be used to obtain the process energy or can be used for another purpose.
- the gas and liquid condenser 3 is followed by a gas pump 19, which supplies the gas for its intended use, a bypass line 4 connecting to the actual gas line 20, which does not condense a return Residual gas in the interior of the inner furnace 9 allows.
- a material input funnel 11 which feeds the material to a feed pipe 21, in which, in the exemplary embodiment shown, a piston-like material slide 12 is arranged, which is driven by an eccentric 22.
- the material pusher 12 By means of the material pusher 12, the material which has been fed in is compressed into a plug of material 14 which at the same time ensures gas-tight closure of the material input 5 with respect to the outside atmosphere.
- the material can also be compacted by a screw instead of a material pusher 12.
- the metered discharge of the material compacted here can take place via a corresponding conveying device 15.
- the material to be converted dosed in this way is applied to the conveyor belt 2 in a layer thickness of approximately 8 cm and conveyed through the inner furnace 9.
- the material is converted into gas on the one hand and solid on the other, this solid being present as coal and being released into a solid bunker 16.
- the solids hopper 16 is equipped with a screw conveyor 17 which is driven, for example, by the drive 23.
- Heating the interior oven follows in the illustrated embodiment via a central burner heater 10, the hot gases of which are conducted via the individual feed lines 24 into the space between the insulating furnace jacket 8 and the inner furnace 9.
- individual burners can also be provided, which can be arranged not only in the lower region of the furnace, but also on the end faces of the furnace.
- the arrangement of several conveyor belts within the converting furnace 1 has the advantage that mutual heating and gradual heating takes place, in particular when the individual conveyor belts discharge the material they dispense in a stepwise manner onto the conveyor belt below or above.
- the uncondensed residual gas is returned to the interior of the furnace 1 through the bypass line 4, an excess discharge line being connected to the gas line 20.
- the main part of the gases is recycled in order to enable an oxygen-free conversion within the furnace 1.
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Abstract
Konvertierofen (1), der aus einem Innenofen (9) und einem Außenofen (8) besteht, wobei innerhalb des Innenofens (9) ein Transportband (2) oder Konvertierband angeordnet ist. Durch die Zufuhr des zu konvertierenden Gutes auf das Transportband und die Abgabe des konvertierten Gutes aus einem Feststoffbunker (16) wird ein sauerstoffdichter Abschluß des eigentlichen Innenofens gewährleistet.
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlage zur Durchführung eines Niedertemperatur-Konvertierungsverfahrens gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.
- In der EP 52 334 B1 wird ein Verfahren zur Gewinnung von festen, flüssigen und gasförmigen Brennstoffen aus organischem Material beschrieben, bei welchem unter anderem vorgeschlagen wird, daß das trockene Ausgangsmaterial, z. B. getrockneter Klärschlamm, körnig oder als Pulver kontinuierlich, z. B. mit Hilfe einer Förderschnecke durch ein beheiztes Reaktionsrohr gefördert wird. Eine solche Anlage hat sich im Experimentierstadium bewährt und ist in der Lage, bei normalem Druck und ohne Einschaltung von Reduktions- und Oxydationsprozessen zu arbeiten.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dieses im Experimentierstadium entwickelte Verfahren großtechnisch einzusetzen und eine dafür geeignete Anlage vorzuschlagen.
- Diese der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die Lehre des Hauptanspruches gelöst.
- Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen erläutert.
- Mit anderen Worten ausgedrückt, schlägt die Erfindung einen Konvertierofen vor, in dem ein relativ langsam umlaufendes, wärmebeständiges Transportband angeordnet ist, auf das das Material aufgegeben wird, wobei am Ende des Transportbandes als Kohle vorliegender Feststoff gewonnen wird. Die entstehenden Gase werden durch eine Kondensationskolonne geführt und dabei werden Öl und Wasser als Rückstand kondensiert, wobei das Öl ebenfalls als Brennstoff einsatzfähig ist oder als Fettrohstoff in der chemischen Industrie verarbeitet werden kann. Die nicht kondensierten Gase können als Brenngase zur Gewinnung der erforderlichen Prozeßenergie eingesetzt werden, aber ein Teil der nicht kondensierten Gase wird in den Ofen zurückgefördert, um eine möglichst sauerstofffreie Konvertierung zu unterstützen.
- Die erfindungsgemäße Anlage arbeitet deshalb kostengünstig, da durch das aufzugebende Material und durch das abzugebende Material gleichzeitig der Sauerstoffabschluß des Konvertierofens herbeigeführt wird. Hierzu wird das aufzugebende und zu konvertierende Material im Bereich der Materialaufgabe verdichtet und schließt dadurch diesen Zugang zum Inneren des Konvertierofens gasdicht ab und ebenfalls erfolgt der Austrag des gewonnenen Feststoffes, d.h. der Kohle, sauerstoffdicht durch eine Förderschnecke aus einem entsprechenden Sammelbunker am Ende des Transportbandes.
- Die Beheizung des Ofens kann über eine zentrale Heizung oder über einzelne Brenner erfolgen. Hierbei kann auch die gewonnene Kohle eingesetzt werden, die noch mit einem Wärmeanteil von etwa 300° bis 350° anfällt. Es ist jedoch auch eine elektrische Beheizung des Ofens denkbar, ebenso wie eine Warmluftbeheizung.
- Innerhalb des Ofens können mehrere Transportbänder angeordnet sein, um so eine gute Konvertierung zu erreichen, insbesondere um eine gute Trocknung des Gutes durchzuführen.
- Es ist aber auch möglich, im Bereich des Materialeingabetrichters eine Vortrocknungsanlage für das aufzugebende Gut anzuordnen. Das zu konvertierende Gut wird in einer relativ dünnen Schicht von etwa 8 cm auf das Transportband aufgegeben und durch den Ofen gefördert, wobei die mittlere Temperatur im Ofen 250 - 380° C beträgt.
- Die gewonnene Kohle brennt vollständig aus und die ggf. enthaltenen Schadstoffe sind fest und sicher in der Asche gebunden. Die Kohle weist einen Brennwert auf, der mit dem Brennwert von Briketts vergleichbar ist.
- Werden die Transportbänder übereinander angeordnet und wird die Beheizung der Transportbänder im Raum zwischen Ober- und Untertrum vorgenommen, ist es möglich, den Ofen anstatt langgestreckt auch vertikal ausgerichtet aufzubauen. Hierbei ist es dann besonders vorteilhaft, daß einzelne Teile der Wände abgelöst werden können, so daß Reparaturarbeiten in den verschiedenen Höhen bezüglich der einzelnen Transportbänder leicht durchgeführt werden können.
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert.
- In der Zeichnung ist mit 1 ein Konvertierofen bezeichnet, der bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem isolierenden Ofenmantel 8 besteht, in dem entsprechende Öffnungen für die Durchführung von Inspektionen usw. vorgesehen sind, die aus Übersichtlichkeitsgründen in der Zeichnung nicht dargestellt sind.
- Innerhalb des isolierenden Ofenmantels ist ein Innenofen 9 vorgesehen, der allseits von heißen Brenngasen umströmt wird, wobei der zwischen dem Ofenmantel 8 und dem Innenofen 9 bestehende Raum über eine in der Zeichnung nicht dargestellte Kaminanlage an die Außenatmosphäre angeschlossen ist.
- Innerhalb des Innenofens 9 ist ein umlaufend angetriebenes Transportband 2 vorgesehen, das über die ganze Länge des Innenofens 9 reicht und eine Materialaufgabe 5 aufweist sowie eine Feststoffmaterialabgabe 6. Weiterhin schließt an den Innenofen 9 eine Gasabzugsleitung 7 an, die zu einem Gas- und Flüssigkeitskondensator 3 führt. Die hier gewonnene Flüssigkeit, nämlich Öl und Wasser, sammelt sich in einem entsprechenden Sammelbehälter 18. Hier kann dann das Öl vom Wasser getrennt werden und das Öl entweder zur Gewinnung der Prozeßenergie herangezogen werden oder einem anderen Einsatzzweck zugeführt werden. Weiterhin schließt sich an den Gas- und Flüssigkeitskondensator 3 eine Gaspumpe 19 an, die das Gas seinem Verwendungszweck zuführt, wobei an die eigentliche Gasleitung 20 eine Bypassleitung 4 anschließt, die eine Rückführung nicht kondensierten Restgases in das Innere des Innenofens 9 ermöglicht.
- Im Bereich der Materialaufgabe 5 ist ein Materialeingabetrichter 11 dargestellt, der das Material einem Aufgaberohr 21 zuführt, in dem bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein kolbenartiger Materialschieber 12 angeordnet ist, der über einen Exzenter 22 angetrieben wird. Durch den Materialschieber 12 wird das aufgegebene Gut zu einem Materialpfropfen 14 verdichtet, der gleichzeitig einen gasdichten Abschluß der Materialaufgabe 5 gegenüber der Außenatmosphäre gewährleistet.
- Die Verdichtung des Materials kann an Stelle mit einem Materialschieber 12 auch durch eine Schnecke vorgenommen werden.
- Wird Klärschlamm verarbeitet, kann sowohl auf Schieber wie auch auf Schnecke verzichtet werden, da der Klärschlamm selbst einen gasundurchlässigen Pfropfen in dem Aufgaberohr 21 schafft.
- Die dosierte Austragung des hier verdichteten Gutes kann über eine entsprechende Fördereinrichtung 15 erfolgen. Das so dosierte zu konvertierende Gut wird in einer Schichtdicke von etwa 8 cm auf das Transportband 2 aufgegeben und durch den Innenofen 9 gefördert. Am Ende des Transportbandes ist das Gut in einerseits Gas, andererseits Feststoff umgewandelt, wobei dieser Feststoff als Kohle vorliegt und in einen Feststoffbunker 16 abgegeben wird. Der Feststoffbunker 16 ist mit einer Förderschnecke 17 ausgerüstet, die beispielsweise über den Antrieb 23 angetrieben wird. Die Beheizung des Innenofens er folgt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel über eine zentrale Brennerheizung 10, deren Heißgase über die einzelnen Zuleitungen 24 in den Raum zwischen dem isolierenden Ofenmantel 8 und dem Innenofen 9 geführt werden. Anstelle dieser zentralen Brennerheizung können auch Einzelbrenner vorgesehen werden, die nicht nur im unteren Bereich des Ofens angeordnet sein können, sondern auch an den Stirnseiten des Ofens.
- In der Zeichnung nicht dargestellt ist die Möglichkeit, mehrere Transportbänder 2 übereinander innerhalb des Konvertierofens 1 anzuordnen.
- Weiterhin sind die erforderlichen Filteranlagen innerhalb der Gasabzugsleitung 7 aus Übersichtlichkeitsgründen in der Zeichnung nicht dargestellt.
- Die Anordnung mehrerer Transportbänder innerhalb des Konvertierofens 1 hat den Vorteil, daß ein gegenseitiges Erhitzen und stufenweises Aufheizen erfolgt, insbesondere dann, wenn die einzelnen Transportbänder das von ihnen abgegebene Gut stufenförmig auf das darunterliegende oder darüberliegende Transportband abgeben.
- Bei der erfindungsgemäßen Anlage erfolgt eine Rückführung des nicht kondensierten Restgases in das Innere des Ofens 1 durch die Bypassleitung 4, wobei an die Gasleitung 20 eine Überschußableitungsleitung anschließt. Im wesentlichen wird der Hauptteil der Gase zurückgeführt, um so eine möglichst sauerstofffreie Konvertierung innerhalb des Ofens 1 zu ermöglichen.
Claims (14)
1. Anlage zur Gewinnung von festen, flüssigen und gasförmigen Brennstoffen aus organischem Material, wie Frischschlamm, Klärschlamm oder Faulschlamm aus Anlagen zur Abwasserreinigung oder organischen Bestandteilen von Haus- oder Industriemüll in körniger bzw. pulvriger Form mit einer kontinuierlich arbeitenden Fördereinrichtung, die das Ausgangsmaterial unter Luftabschluß durch einen Bereich erhöhter Temperatur mit einer Geschwindigkeit von 5 bis 3o° C pro Minute auf eine Konvertierungstemperatur von 200 bis 400° C fördert, Gas- und Flüssigkeitsabscheider, die die beim Erhitzen entweichenden Gase und Dämpfe kondensieren und Fördereinrichtungen, die die entstehenden Gase, Flüssigkeiten und festen Konvertierungsrückstände isoliert abfördern, gekennzeichnet durch einen Konvertierofen (1), ein in dem Konvertierofen (1) angeordnetes, umlaufend angetriebenes Transportband (2), eine gasdichte Materialaufgabe (5) am einen Ende des Konvertierofens (1) und des Transportbandes (2), eine gasdichte Feststoffmaterialabgabe (6) am anderen Ende des Konvertierofens (1) und des Transportbandes (2), eine Gasabzugsleitung (7) aus dem Inneren des Konvertierofens (1) zum Gas- und Flüssigkeitskondensator (3) sowie eine Bypassleitung (4) zur Restgasrückführung zum Inneren des Konvertierofens (1).
2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Konvertierofen (1) brennerbe heizt ist und aus einem isolierenden Ofenmantel (8) besteht, wobei innerhalb des Ofens ein Innenofen (9) angeordnet ist, der das Transportband (2) aufnimmt und der allseitig von den Heizgasen umstrichen wird.
3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine zentrale Brennerheizung (10) vorgesehen ist und die Heizgase in den Zwischenraum zwischen dem isolierenden Ofenmantel (8) und dem Innenofen (9) geführt werden.
4. Anlage nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Einzelbrenner in dem isolierenden Ofenmantel (8) angeordnet sind und in den Zwischenraum zwischen dem isolierenden Ofenmantel (8) und den Innenofen (9) münden.
5. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das innerhalb des Konvertierofens (1) angeordnete Transportband (2) elektrisch beheizt ist.
6. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Konvertierofen (1) mit heißen Heizgasen betrieben wird.
7. Anlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung im Zwischenraum zwischen dem Obertrum und dem Untertrum des Transportbandes (2) angeordnet ist.
8. Anlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Konvertierofens (1) mehrere Transportbänder übereinander angeordnet sind und das zu konvertierende Material vom Materialaufgang (5) zur Feststoffmaterialabgabe (6) stufenweise von einem auf das andere Transportband übergeben wird.
9. Anlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Konvertierofens mehrere Transportbänder übereinander angeordnet sind und unabhängig voneinander das konvertierte Material im Bereich der Feststoffmaterialabgabe (6) zum Feststoffbunker (16) abgeben.
10. Anlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Materialeingabetrichter (11), einen unterhalb des Materialeingabetrichters (11) angeordneten, hin- und hergehend angetriebenen Materialschieber (12), der innerhalb des vom Materialeingabetrichter (11) zur Materialaufgabe (5) führenden Förderrohres einen Materialpfropfen (14) erzeugt.
11. Anlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch einen Materialeingabetrichter (11), eine unterhalb des Materialeingabetrichters (11) angeordnete, umlaufend angetriebene Förderschnecke, die innerhalb des vom Materialeingabetrichter (11) zur Materialaufgabe (5) führenden Förderrohres einen Materialpfropfen erzeugt.
12. Anlage wenigstens nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende des Materialpfropfens (14) eine Dosiereinrichtung (15) zur Übergabe des verdichteten Materials auf das Transportband (2) vorgesehen ist.
13. Anlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das durchkonvertierte Festmaterial vom Transportband (2) im Bereich der Feststoffmaterialabgabe (6) in einen Feststoffbunker (16) abgegeben wird, der mit einer Austragsförderschnecke (17) ausgerüstet ist.
14. Anlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Materialeingabetrichter (11) eine Vortrocknung vorgeschaltet ist.
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EP89102629A Withdrawn EP0330070A1 (de) | 1988-02-20 | 1989-02-16 | Anlage zum Betreiben eines Niedertemperatur-Konvertierungsverfahrens |
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