EP2061859A2 - Verfahren und vorrichtung zum aufbereiten von kunststoffhaltigen abfällen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum aufbereiten von kunststoffhaltigen abfällen

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Publication number
EP2061859A2
EP2061859A2 EP07801847A EP07801847A EP2061859A2 EP 2061859 A2 EP2061859 A2 EP 2061859A2 EP 07801847 A EP07801847 A EP 07801847A EP 07801847 A EP07801847 A EP 07801847A EP 2061859 A2 EP2061859 A2 EP 2061859A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
reactor
zone
cooling
cracking
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP07801847A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christian Widmer
Rudolf Hartmann
Gerold Weser
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Grt Operations SA
Original Assignee
Granit Systems S A
Granit Systems SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Granit Systems S A, Granit Systems SA filed Critical Granit Systems S A
Publication of EP2061859A2 publication Critical patent/EP2061859A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G1/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • C10G1/10—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal from rubber or rubber waste
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P30/00—Technologies relating to oil refining and petrochemical industry
    • Y02P30/20—Technologies relating to oil refining and petrochemical industry using bio-feedstock

Definitions

  • the invention relates to a method and an apparatus for treating plastic-containing wastes and organic liquids based on petroleum, cooking oil, fats or the like.
  • the sorted plastic materials are first compressed under exclusion of air and fed to a melting vessel. In this, a separation into a first liquid phase, a first gas phase and a residue fraction takes place.
  • the liquid phase and the first gas phase are fed to an evaporator in which a second liquid phase and a second gas phase are formed.
  • the second liquid phase is further heated in a reheater.
  • the resulting third gas phase is fed together with the second gas phase from the evaporation vessel to a cracking tower in which long-chain hydrocarbons are cracked.
  • the resulting gas is then condensed in a condenser to give light weight.
  • the invention has for its object to provide a method and an apparatus with which plastic-containing waste can be treated with minimal device complexity.
  • the melting, evaporation and cracking takes place in a single common reactor, which is subdivided into a melting and a cracking zone or in two reactors connected in series, so that the technical equipment expense compared to the solution described above is considerably reduced.
  • the gas phase present after the cracking zone of the reactor is fed, for example, to a distillation column which is operated in such a way that long-chain polymers condense and are returned to the cracking zone of the reactor.
  • Relatively short-chain, after the distillation column and an adjoining cooler gaseous hydrocarbons present can be used as fuel energetically.
  • the inventive method can be used particularly effectively realized, when the temperature is as low as possible in the melting zone - about 250 0 C to a maximum of 350 0 C - and in the cracking zone at about 420 ° C to 450 0 C.
  • condensation still existing in the light liquid impurities can be removed by a separate treatment step, for example by absorption from the light liquid.
  • the reactor with the melting zone and / or the cracking zone is provided with a conveyor through which the melt is conveyed continuously from the material entry path.
  • This conveyor may for example be formed by a screw conveyor, which is assigned to one of the said zones.
  • the mixture of substances to be treated is fed symmetrically to the reactor via at least two material entries. It is particularly preferred if this material is compacted before being fed to the reactor.
  • the reactor is preferably designed as a horizontal container.
  • a portion of the liquid product is passed after cooling and quenching as circulating cooling liquid over a cooler and used as a quench liquid in the cooler for cooling and condensing the gas stream.
  • the heating of the melt in the melting or cracking zone is preferably carried out in each case by guided in the interior of the reactor tubes, so that practically a tube heat exchanger is formed.
  • the number of tubes or, more precisely, their heat exchange surface is adapted to the heat output to be applied.
  • a single reactor with a melting and a cracking zone can be provided.
  • two reactors can be connected in series.
  • To heat the suspension heating tubes are provided in the reactor.
  • the Schuffeneintrag and the distribution of the heating means on the individual tubes is the front side at one end of the reactor.
  • the outlet distributor and the Schuffenaustrag are then located on the opposite side of the reactor.
  • the heating tubes together with the associated distributors and the spiral, via which incrustations on the inner circumferential wall of the relevant reactor can be removed, rotate together.
  • the only reactor with melting and cracking zone or the two reactors connected in series is in each case assigned a heat exchanger in which the suspension or melt can be heated.
  • these heat exchangers are designed as a tube heat exchanger, wherein in a flowed through by the suspension / melt inner tube, a spiral is arranged, which rotates together with the suspension and substantially improves the heat exchange, so that the heat exchanger can be built shorter than conventional constructions , - A -
  • the Antriebsag regate the pumps and conveyors are exposed to a special wear.
  • magnetic coupling motors can be used in a variant according to the invention, so that no coupling elements of the drives come into contact with the suspension.
  • the wear of pumps can be reduced if the pump is operated magnetically, wherein the drive magnet is arranged outside the suspension area.
  • a double-acting piston pump is used with two pressure chambers, which are separated by a piston which is actuated by the magnetic drive.
  • This magnetic drive can, for example, have an outer magnet which encompasses the pump cylinder and can be driven by a linear drive, so that the stroke of the piston is predetermined by the actuating movement of the linear drive.
  • Shown in Figure 1 is a continuous processing plant for mixed plastics and contaminated plastics, which are sorted out of residual waste, while PVC, PET and rubber is sorted out as foreign matter.
  • the following processes have been brought to market, but only the process (according to WO 2005/071043 A1) has been designed for continuous operation.
  • the other two processes are batch-operated plants and can be used for min. three units are called quasi-continuous operation. These methods are described in JP 08 034978A (Patent Abstracts), US 4 584 421 A and CN 1 284 537 A.
  • a difference between the aforementioned methods and the new method according to FIG. 1 lies in the continuous feed via at least two feed devices, 20/22 into a horizontal reactor 1 in which the following six process steps take place simultaneously and which has a common unseparated gas space.
  • the distillation tower 23 is thus designed so that longer-chain hydrocarbons condense as C24 and run back into the cracking reactor 1.2 and remain there until they are shorter than C24.
  • the cracking bandwidth ranges from C1 to C22 with the majority at C12 to C16.
  • C1 (predominantly methane) to C4 (predominantly propane) remain in the gaseous state 32.1 at the selected temperature in the distillation tower 23.
  • These highly calorific, combustible gases are used in the multi-fuel burner 32.4 for thermal salt heating.
  • sulfur compounds especially sulfuric acids, halogen acids, such as hydrochloric acid (HC2) and possibly interfering organic acids are proposed devices according to FIGS. 7, 8 and 9 sorption to remove the aforementioned Use pollutants.
  • HC2 hydrochloric acid
  • basic reactive molecular sieves in the form of silica gel beds are suitable, which can be reused after regeneration. After the aforementioned pollutants are removed, the light liquid meets the quality requirements of low sulfur light fuel oil.
  • FIG. 6.1 shows a further embodiment variant for the formation of a melt reactor 1.1 and a downstream cracking reactor 1.2 in which the heating agent inlet 9 via the pipe distributor 9.3 lies opposite the heating outlet distributor 9.4 and the outlet 9.2.
  • the tubes 9 rotate with the delivery spiral 2.
  • FIG. 6.2 shows a variant embodiment of the melt reactor 1.1 in which preferably all drive elements for conveyors and pumps via magnetic drive motors 34 occur, in which neither content liquid can escape to the outside, or atmospheric oxygen comes into contact with the contents liquid 10.3.
  • the magnets are made of a special cobalt-containing alloy.
  • FIG. 11 shows a cracking reactor 1.2 in standing configuration with a tube bundle heat exchanger 9.5 arranged vertically.
  • the suspension is then driven in the circuit 37.
  • FIG. 11.1 shows a variant (39) to the circulating pump (35).
  • the circulation substrate (37) is pumped by the motor drive (39.5) in the direction of the reference numeral (39.1).
  • the jacket tube (39.4) has a jacket heating, not shown here.
  • the main cracking process takes place in the dynamic part of the heat exchanger 9.5 at 420 to 450 0 C.
  • This heat exchanger 9.5 has 3 parallel flow paths, in each of which a cleaning coil 9.6 is provided.
  • the non-cracked, long-chain carbon compounds 8 settled.
  • FIG. 12 shows a coil 9.6 of the heat exchanger which swirls in direct current with suspension 37 directly (about 1 to 20 rpm) and through the contact surface 9.6 swirls the suspension stream 9.10.
  • FIG. 13 shows how the spiral 9.6 standing under slight tension (against the outer surface of the pipe wall) scrapes off the incrustations of the deposited carbon compounds 8 and is removed from the heating surfaces with the product feedstream 37, 9.7. This ensures that the heat transfer is constantly maintained. Since the product consists of a lubricious, oily mass, the abrasion is classified as very low.
  • FIG. 14 shows an overall concept of an alternative plant for carrying out the process according to the invention, wherein instead of the single reactor with melting and cracking zone according to FIG. 1, two reactors 8, 10 connected in series are used. Similar to the above-described embodiment, the mixed plastics are fed to the melt reactor via some conveyors and melted there. This melting takes place at about 250 to 350 0 C, wherein the reactor 8 is heated by the liquid salt heater 20 and the melt is heated by means of a heat exchanger 9 according to Figures 12 and 13, wherein this heat exchanger is integrated into the liquid salt circuit. The molten suspension then passes through an overflow in the cracking reactor 10, in which the long-chain hydrocarbons are cracked at 420 to 45O 0 C. The structure of this cracking reactor is shown in FIG.
  • this cracking reactor 10 is associated with a heat exchanger 10.1, which is formed for example by two or three or more parallel tubes, in each of which a cleaning coil 9.6 is arranged, each associated with its own drive, such as a magnetic motor drive.
  • the gas formed during cracking is then condensed in a condenser 10.2 and enters a Venturi cooler 11 and a downstream tube bundle cooler 11.1, in which the condensate is cooled. This cooled to about 30 ° C condensate / vapor mixture is then passed into an intermediate container 15.
  • the high calorific gas may be used to operate a steam generator 19 or the liquid salt heater 20.
  • the intermediate product withdrawn from the intermediate product container 15 can then be fed to a plurality of purification stages 22.1, 22.2, 22.3, in which - as in the method according to FIG. 1 - contaminants are removed by absorption. At the end of the process, light liquid is present with the quality of light heating oil.
  • the cracking reactor 10 In the cracking reactor 10 remaining long-chain hydrocarbons are discharged and emulsified in an emulsifier 16 - for example by means of ultrasound and then also in the units 19, 20 (steam generator, liquid salt water heater) used, this thermal energy used to heat the suspension in the melt reactor 8 and cracking reactor 10 becomes.
  • the processes described above are preferably carried out in a nitrogen atmosphere, wherein the nitrogen originates, for example, from an air separation 25.
  • FIGS. 15 / 15.1 / 15.2 and 16 show a further embodiment in which plastic chips are melted in a melting tube (9.5) and the melt is conveyed directly into the screw conveyor pump by means of conveying spirals (9.6), which are surrounded by a heating medium (9) and heated. 39) are pumped into it.
  • the plastic chips (20) are placed in the feeding hopper (21.1) of the entry screw.
  • the feed screw (21.1) conveys the plastics into the compressor screw (22.2). Here, the plastics are compressed and the air is expelled by means of nitrogen.
  • the compressor screw (22.2) conveys the plastics into the melt reactor (9.5).
  • the feed from the melt reactor can be interrupted by means of slide (18).
  • the compacted plastic parts are pressed into the molten plastic (10.3) by means of the conveying spirals (9.6), while the liquefaction of the plastic parts is accelerated by the solvent effect of the already previously tainted plastic.
  • the plastics are heated to a maximum of 12O 0 C.
  • the registered with the plastics moisture (water) will evaporate and also the volatile components such as plasticizers are escaping and withdrawn through the bell (9.10) via line (11).
  • the plastic is heated further until it melts.
  • the melt is conveyed from here with the screw pump (39) into the cracking reactor (9.5).
  • a larger tube from the cracking reactor is equipped with a closed spiral, which conveys the melt down into the sump (10.4).
  • the melt is further heated until the boiling point is reached.
  • the melt from the sump is transported upwards (9.7 / 9.10) and also heated so that the boiling temperature is not exceeded.
  • the plastic melt is thus continuously circulated, in this case the outer screws (9.6) convey the melt into the upper pot (10.4) of the cracking reactor, from where it is conveyed downwards again by means of a closed spiral (39) in the middle tube and thereby with fresh melt (10.3) from the melt reactor (9.6 / 9.7) is mixed.
  • Part of the ascending vapors (10.6 / 23) are recondensed in the distillation column, which is mounted directly above the cracking reactor (10.6) and flow back into the cracking reactor.
  • the following partial condenser (40) will only pass vapors which do not condense at the set temperature.
  • This fraction is subsequently cooled with product (27.1.1) in a steel washing tube (50.1) and condensed.
  • a cyclone is used for the separation of the vapor / liquid phases.
  • the quantity of liquid product (27.1.1) required for the steel tube cooler (50.1) is provided by the pump (27.8).
  • This pump sucks the product from the product reservoir (27) and conveys it through the heat exchanger (24.6) so that it is cooled to a temperature of 20 to 90 0 C before it is fed to the steel washing pipe (50.1).
  • a cooling unit For cooling the compressor screw (27.1.1) and the product via the heat exchanger (24.6) a cooling unit is used.
  • a temperature control unit (40.5) is used to set the temperature in the partial condenser (40).
  • the vapors (10.6) originating from the cracking reactor (9.5) consist of short-chain and long-chain hydrocarbon atoms and rise in the rectification column (40).
  • rectification countercurrent distillation
  • the vapors (10.5) rise and the liquid mixture (10.6) flows downwards a first thermal fine separation is carried out.
  • a column (23.2) with an ordered packing is used.
  • the column (23.3) and the subsequent partial condenser (40) are designed for the relevant key separations of hydrocarbon compounds C10 to C24 carbon atoms per molecule.
  • the pre-fractionated vapors exiting the column pass through a special distributor through which the condensate flows out of the column Partial condenser is distributed to the packing of the column, in the partial condenser (40.1).
  • a precise temperature is set by means of cooling coils. This temperature can be between 150 0 C and 300 0 C.
  • thermal oil 40.2 and 40.3 is used.
  • the temperature control unit (40.4), as a cold or heat dispenser, ensures that the exact temperature of the required thermal oil is maintained.
  • the unique feature is that the selectability of the temperature in the partial condenser allows to set the maximum chain length of the gases leaving the cracking reactor exactly. If, for example, the partial condenser (40) is operated at about 300 ° C., more than 95% of the condenser (50) condenses only those molecules which consist of a chain length between about 10 ° C. to about 24 ° C. Atoms are focused on C12 to C16. This is because the gases leaving the partial condenser at a temperature of about 300 ° C. in the partial condenser only comprise molecules which have a maximum chain length of C24. If the temperature is increased / decreased, the chain length of the molecules in gas phase is correspondingly increased / decreased.
  • adjusting the temperature in the condenser following the partial condenser is crucial to producing fuel of a particular type. If, for example, a temperature of about 70 ° C. is prevailing in the cooler instead of 30 ° C., then the hydrocarbons C 1 to C 9 remain gaseous, while longer-chain hydrocarbons condense. The so-called low boilers remaining in the gas phase can be withdrawn and used to generate process energy. This separation of the low boilers C1 - C9 can thus be used to produce pure diesel fuel directly.
  • the vapors from the partial condenser (10.5.1) are fed into a quencher (50.1) with a motive nozzle where they are condensed by means of product (27.1.1) (to diesel).
  • the drive nozzle may be supplied with diesel fuel, having a temperature between 20 0 C and 9O 0 C.
  • the biphasic mixture from the quencher is subsequently separated in a cyclone (50).
  • the vapors or gases leaving the cyclone can be used as fuel gas.
  • the separated liquid (Diesel) is passed into a water separator (phase separator) (60), from where it then flows into a storage tank (27.10).
  • the product first flows into a buffer container (27), the so-called storage container for the quencher.
  • a pump (27.8) delivers the product from here through a heat exchanger (24.6) into the motive nozzle of the quencher.
  • heat exchanger (24.6) By means of heat exchanger (24.6), the required temperature for the quenches can be set.
  • An industrial cooling unit (25) supplies the necessary cooling water.
  • the excess amount of product in the phase separator (60) is derived.
  • 6.1 discharge device shown here as a conveyor spiral
  • Level level maximum corresponds to the overflow height of the partition wall 10.1 (also baffle wall)
  • Feed device shown here as a spiral conveyor
  • bunker discharge device here shown as spiral conveyor
  • compression unit shown here as a piston pump
  • Jacket heaters shown here with four sub-wires. If necessary, the number of elements can be reduced, or increased by additional heating elements.
  • the circulating product consists of the final product in the form of light fuel oil and / or diesel fuel, ie with the product produced is cooled in the circuit.
  • the circulation product 27.1 with a temperature of about 3O 0 C is cooled down in the radiator 24.6 to about 1O 0 C and with the sprayers 24.7 in over the in-more and more cooling and condensate 27.1 over the individual Qunchezonen 24.10 gas stream 10.5 as a liquid Mixture of fresh product and recycled product 27.1 emerges in the output of the column as product 27.2.
  • the separation zone between the light liquid 27.1 and the water 27.7 can be determined with millimeter precision. Is the max. Level reaches 27.2, the engine valve 27.5 opens until the lower water level 27.3 is reached.
  • FIG. 7 Shown here (FIG. 7) are two groups 28.5 u. 28.6, which are driven in alternating operation. If one group is loaded, the system switches to the other group. If a group is emptied or replaced individual containers, the inflow is 27.6 bringsschiebert 18 and nitrogen 18.5 fed through the open slide 18.1 and then the outflow slide (18) open and via the connection 18.7 u. 28.8 pumped back the remaining liquid in the container 27 via the pump 28.9.
  • the container contents 28.4 are blanketed with nitrogen and rendered inert. Thereafter, all slides are closed and the container is decoupled via the quick release 18.7, superimposed with nitrogen 18.5 and then set by opening the slide 18 in operation.
  • Absorbent packing materials such as e.g. Silicate gel etc. which absorbs and binds the interfering compounds from the product 27.1.
  • N2 nitrogen

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Abstract

Offenbart wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufbereiten von kuπststoffhaltigen und organischen Flüssigkeiten auf der Basis von Erdöl, Speiseöl, Fetten oder dergleichen, wobei das Stoffgemisch in einen Reaktor eingetragen wird, nachfolgend in einer Schmelzzone des Reaktors aufgeschmolzen und die Störstoffe aus der Schmelze ausgetragen werden, Die weiterhin in der Schmelze enthaltenen langkettigeπ Polymere werden in einer Crackzone des Reaktors gecrackt bis diese in einen gasförmigen Zustand übergehen, danach wird die Gasphase aus dem Reaktor ausgetragen und in einem Kühler kondensiert. Anschließend werden Verunreinigungen aus der nach dem Kühlen vorliegenden Leichtflüssigkeit entfernt und die Leichtflüssigkeit gespeichert.

Description

Beschreibung
Verfahren und Vorrichtung zum Aufbereiten von kunststoffhaltiqen Abfällen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufbereiten von kunststoffhaltigen Abfällen und organischen Flüssigkeiten auf der Basis von Erdöl, Speiseöl, Fetten oder dergleichen.
Im Zuge der Rohölverteuerung und der immer restriktiveren Auflagen der Regierungen im Hinblick auf die Aufbereitung von Abfallstoffen und das Recyclen von Wertstoffen besteht großes Interesse an der Aufbereitung von Kunststoffwertstoffen, die beispielsweise aus dem Restmüll aussortiert werden.
Aus der WO 2005/071043 A1 ist ein Aufbereitungsverfahren bekannt, bei dem Kunststoffwertstoffe zu Öl verarbeitet werden.
Dabei werden die aussortierten Kunststoffwertstoffe zunächst unter Luftabschluss verdichtet und einem Aufschmelzbehälter zugeführt. In diesem erfolgt eine Auftrennung in eine erste Flüssigkeitsphase, eine erste Gasphase und einen Rückstandanteil. Die Flüssigphase und die erste Gasphase werden einem Verdampfer zugeführt, in welchem eine zweite Flüssigphase und eine zweite Gasphase entstehen. Die zweite Flüssigphase wird in einem Nacherhitzer weiter erwärmt. Die dabei entstehende dritte Gasphase wird gemeinsam mit der zweiten Gasphase aus dem Verdampfungsbehälter einem Crackturm zugeführt, in dem langkettige Kohlenwasserstoffe gecrackt werden. Das entstandene Gas wird dann in einem Kondensator zu Leichtflüssigkeit kondensiert.
Diese komplexe Verfahrensführung mit einem Aufschmelzbehälter, mehreren Verdampfungs- oder Nacherhitzungsbehältern, einer eigenen Crackanlage und einem Kondensator erfordert einen erheblichen vorrichtungstechnischen Aufwand.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit denen kunststoffhaltige Abfälle bei minimalem vorrichtungstechnischem Aufwand aufbereitbar sind.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens durch die Merkmalskombination des Patentanspruches 1 und hinsichtlich der Vorrichtung durch die Merkmale des Patentanspruches 12 gelöst. Erfindungsgemäß erfolgt das Aufschmelzen, Verdampfen und Cracken in einem einzigen gemeinsamen Reaktor, der in eine Schmelz- und eine Crackzone unterteilt ist oder in zwei hintereinander geschalteten Reaktoren, so dass der apparatetechnische Aufwand gegenüber der eingangs beschriebenen Lösung ganz erheblich verringert ist.
Die nach der Crackzone des Reaktors vorliegende Gasphase wird beispielsweise einer Destillationskolonne zugeführt, die derart betrieben wird, dass langkettige Polymere kondensieren und wieder der Crackzone des Reaktors zugeführt werden. Relativ kurzkettige, nach der Destillationskolonne und einem sich daran anschließenden Kühler gasförmige vorliegende Kohlenwasserstoffe können als Brennstoff energetisch genutzt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich besonders effektiv realisieren, wenn die Temperatur in der Schmelzzone möglichst niedrig ist - etwa bei 2500C bis maximal 3500C - und in der Crackzone etwa bei 420°C bis 4500C.
Im Reaktor anfallende Verunreinigungen und nicht aufschmelzbare Kunststoffe oder dergleichen sinken in der Schmelzzone und in der Crackzone ab und können ausgetragen werden.
Diese hochkalorischen Rückstände können emulgiert und ebenfalls als Brennstoff energetisch genutzt werden.
Nach dem Kondensieren noch in der Leichtflüssigkeit vorhandene Verunreinigungen können durch einen eigenen Aufbereitungsschritt, beispielsweise durch Absorption aus der Leichtflüssigkeit entfernt werden.
Der Reaktor mit der Schmelzzone und/oder der Crackzone ist mit einer Fördereinrichtung versehen, über die die Schmelze vom Materialeintragweg kontinuierlich gefördert wird. Diese Fördereinrichtung kann beispielsweise durch einen Schneckenförderer gebildet sein, der jeweils einer der genannten Zonen zugeordnet ist.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird das aufzubereitende Stoffgemisch über zumindest zwei Materialeinträge symmetrisch dem Reaktor zugeführt. Es wird besonders bevorzugt, wenn dieses Material vor der Zuführung zum Reaktor verdichtet wird.
Der Reaktor wird vorzugsweise als liegender Behälter ausgeführt.
Bei einem Ausführungsbeispiel wird ein Teil des Flüssigproduktes nach dem Abkühlen und Quenchen als Umlaufkühlflüssigkeit über einen Kühler geführt und als Quenchflüssigkeit im Kühler zum Abkühlen und Kondensieren des Gasstroms benutzt.
Das Aufheizen der Schmelze in der Schmelz- oder Crackzone erfolgt vorzugsweise jeweils durch im Inneren des Reaktors geführte Rohre, so dass praktisch ein Rohrwärmetauscher ausgebildet ist. Die Anzahl der Rohre oder genauer gesagt, deren Wärmeaustauschfläche ist an die aufzubringende Heizleistung angepasst.
Wie vorstehend erwähnt, kann ein einziger Reaktor mit einer Schmelz- und einer Crackzone vorgesehen werden. Alternativ dazu können auch zwei Reaktoren hintereinander geschaltet werden. Zur Aufheizung der Suspension sind im Reaktor Heizrohre vorgesehen. Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung erfolgt der Heizmitteleintrag und die Aufteilung des Heizmittels auf die einzelnen Rohre stirnseitig an einem Ende des Reaktors. Der Auslaufverteiler und der Heizmittelaustrag befinden sich dann an der gegenüberliegenden Seite des Reaktors. Wie bereits erwähnt, drehen dabei die Heizrohre mit den zugeordneten Verteilern und der Spirale, über die auch Verkrustungen an der Innenumfangswandung des betreffenden Reaktors abgetragen werden kann gemeinsam um.
Dem einzigen Reaktor mit Schmelz- und Crackzone oder den beiden hintereinander geschalteten Reaktoren ist jeweils ein Wärmetauscher zugeordnet, in dem die Suspension oder Schmelze erwärmbar ist.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind auch diese Wärmetauscher als Rohrwärmetauscher ausgeführt, wobei in einem von der Suspension/Schmelze durchströmten Innenrohr eine Spirale angeordnet ist, die gemeinsam mit der Suspension umläuft und den Wärmeaustausch wesentlich verbessert, so dass der Wärmetauscher kürzer als herkömmliche Konstruktionen gebaut werden kann. - A -
Bei einer Variante wird es bevorzugt, wenn dieser Wendel oder die Spirale gleitend an der Umfangswandung des Innenrohrs anliegt, so dass anhaftende Rückstände abgetragen werden können.
Da die Suspension noch einen gewissen Anteil an Feststoffen enthält, sind die Antriebsag regate der Pumpen und Förderer einem besonderen Verschleiß ausgesetzt. Um diesen Verschleiß zu minimieren, können bei einer erfindungsgemäßen Variante Magnetkupplungsmotore verwendet werden, so dass keine Kupplungselemente der Antriebe mit der Suspension in Kontakt kommen.
Der Verschleiß von Pumpen lässt sich verringern, wenn die Pumpe magnetisch betrieben wird, wobei der Antriebsmagnet außerhalb des Suspensionsbereichs angeordnet ist. Vorzugsweise wird eine doppeltwirkende Kolbenpumpe mit zwei Druckräumen eingesetzt, die von einem Kolben getrennt sind, der über den Magnetantrieb betätigbar ist.
Dieser Magnetantrieb kann beispielsweise einen außenliegenden, den Pumpzylinder umgreifenden Magneten aufweisen, der von einem Linearantrieb antreibbar ist, so dass der Hub des Kolbens von der Stellbewegung des Linearantriebs vorgegeben ist.
Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.
Vorgestellt in Figur 1 wird eine kontinuierlich arbeitende Aufbereitungsanlage für Mischkunststoffe und verunreinigte Kunststoffe, welche aus Restmüll aussortiert werden, dabei wird PVC, PET und Gummi als Störstoff aussortiert. Zur Zeit sind folgende Verfahren zur Marktreife gebracht worden, davon ist jedoch nur das Verfahren (nach WO 2005/071043 A1) für kontinuierlichen Betrieb ausgelegt worden. Die zwei anderen Verfahren sind batchbetriebene Anlagen und können beim Betrieb von min. drei Einheiten als quasikontinuierlicher Betrieb bezeichnet werden. Diese Verfahren sind in den Druckschriften JP 08 034978A (Patent Abstracts), US 4 584 421 A und CN 1 284 537 A beschrieben.
Ein Unterschied zwischen den vorgenannten Verfahren und dem neuen Verfahren gemäß Figur 1 liegt in der kontinuierlichen Beschickung über mindestens zwei Eintragseinrichtungen, 20/22 in einen liegenden Reaktor 1 in welchem gleichzeitig folgende sechs Prozessschritte ablaufen und der über einen gemeinsamen ungetrennten Gasraum verfügt. 1) Kontinuierliches Eintragen 20/22 von Kunststoffen und organischen Flüssigkeiten auf der Basis von Erdöl oder Speiseöl und Fetten.
2) Schmelzen der eingetragenen Stoffgemische im Temperaturbereich zwischen 25O0C und 350 ° C zu einer flüssigen Masse ähnlich aufgerührter Dispersionsfarbe 10.3 im Bereich der Schmelzkammer 1.1.
3) Verunreinigungen wie Sand und andere anorganischen Stoffe, sowie bei 350 ° C nicht schmelzbare Kunststoffe oder anorganische Farben 5 sinken ab und werden durch die Spirale in den Abwurfschacht 6 gefördert und über die Austragsvorrichtung 6.1 in einem Sondermüllcontainer geleitet, welcher als Wechselcontainer über eine Sondermüllverbrennung entsorgt wird.
4) Über die Trenn- und Tauchwand 10.1 u. 10.2 gelangt das von Störstoffen befreite Schmelzgut 10.3 in die Crackzone 1.2 in welcher mit Temperaturen zwischen 420 bis 450 ° C die langkettigen Polymere solange thermisch aufgebrochen werden, bis diese als kurzkettige Kohlenwasserstoffe in den gasförmigen Zustand 10.5 übergehen und zusammen mit den Gasen 11 aus der Schmelzstufe 1.1 in die Destillationskolonne geführt werden.
5) Der Destillationsturm 23 ist demzufolge derart ausgelegt, dass längerkettige Kohlenwasserstoffe als C24 kondensieren und wieder in den Crackreaktor 1.2 zurücklaufen und solange darin verweilen bis diese kürzer sind als C24. Die Bandbreite beim Cracken bewegt sich zwischen C1 bis C22 mit dem Hauptanteil bei C12 bis C16. C1 (vorwiegend Methan) bis C4 (vorwiegend Propan) bleiben bei der gewählten Temperatur im Destillationsturm 23 im gasförmigen Zustand 32.1 Diese hochkalorischen, brennbaren Gase werden im Mehrstoffbrenner 32.4 zur Thermosalzerhitzung genutzt.
6) Hochenergetische aber nicht in den gasförmigen Zustand übergehende pech- und teerartige Substanzen, sowie auch beim Cracken von Polymeren entstehender Kohlenstoffüberschuss sinkt im Reaktorteil 1.2 ab und wird durch die Förderspirale 2 in den Abwurfschacht 8 gefördert und über die Austragvorrichtung 8.1 in einen Auffangtank 31.9 geleitet. Dieser Rückstandsanteil 7 kann mit dem Wasser 27.7 aus dem Produkte- und Wasser-Abscheidebehälter sowie mit dem heizölähnlichem Produkt 27.1 im Tank 31.9 mittels Ultraschall 31.8 emulgiert werden und als Brennstoff zur Thermosalzerhitzung dem Mehrstoffbrenner 32.4 als hochkalorischer Flüssigbrennstoff 31.9 zugeführt werden, oder wahlweise über eine Flüssigverbrennungsanlage entsorgt werden. Da sich im heizölähnlichem Substrat durch verdampfte Verunreinigungen, schwefelhaltige Verbindungen, insbesondere schweflige Säuren, halogene Säuren, wie z.B. Salzsäure (HC2) und eventuell störende organische Säuren befinden, wird vorgeschlagen, Vorrichtungen gemäss den Fig. 7, 8 und 9 Sorptionseinheiten zur Entfernung der vorgenannten Schadstoffe einzusetzen. Hierzu eignen sich basisch reagierende Molekularsiebe in Form von Silikagel-Schüttungen, welche nach dem Regenerieren wiederverwendet werden können. Nachdem die vorgenannten Schadstoffe entfernt sind, entspricht die Leichtflüssigkeit den Qualitätsanforderungen von schwefelarmem leichten Heizöl.
Die Figur 6.1 zeigt eine weitere Ausführungsvariante für die Ausbildung eines Schmelzreaktors 1.1 und eines nachgeschaltetem Crackreaktors 1.2 in dem der Heizungsmitteleintrag 9 über den Rohrverteiler 9.3 dem Heizungsauslaufverteiler 9.4 und dem Auslauf 9.2 gegenüber liegt. Auch bei dieser Variante drehen die Rohre 9 mit der Förderspirale 2.
Die Figur 6.2 zeigt eine Ausführungsvariante des Schmelzreaktors 1.1 bei welchem vorzugsweise sämtliche Antriebselemente für Förderer und Pumpen über Magnetkupplungsmotoren 34 geschieht, bei welchen weder Inhaltsflüssigkeit nach aussen austreten kann, oder Luftsauerstoff mit der Inhaltsflüssigkeit 10.3 in Berührung kommt.
Wegen der hohen Umgebungstemperaturen sind die Magnete aus einer speziellen kobalthaltigen Legierung gefertigt.
Die Figur 10 zeigt eine doppeltwirkende Kolbenpumpe mit Magnetantrieb 35.5 welche über keine Durchdringungen nach aussen verfügt wie z. B. Kolbenstangen, Abdichtungen, etc..
Durch einen aussenliegenden Linearantrieb 35.3 wird der Kolben in der Richtung 35.3 über Magnetkraft bewegt. Durch die frei beweglichen Ventilklappen 35.6 können auch noch nicht vollständig gelöste Kunststoffteile geleitet werden.
Da Wirkungsgrad betreffend Pumpwirkung und Energieaufwand entspricht einer offenen Kanalradpumpe im Schmutzwasserbereich.
Die Figur 11 zeigt einen Crackreaktor 1.2 in stehender Ausführung mit einem stehend angeordneten Rohrbündelwärmetauscher 9.5. Durch die Pumpe 35 wird die Suspension dann im Kreislauf 37 gefahren. Die Figur 11.1 zeigt eine Variante (39) zu der Umwälzpumpe (35). Durch die Förderspirale (39.2) mit Rohrseite (39.3) wird das Umlaufsubstrat (37) durch den Motorantrieb (39.5) in Richtung des Bezugszeichens (39.1) umgepumpt. Dabei verfügt auch das Mantelrohr (39.4) über eine hier nicht dargestellte Mantelheizung.
Der hauptsächliche Crackprozess findet im dynamischen Teil des Wärmetauschers 9.5 bei 420 bis 4500C statt. Dieser Wärmetauscher 9.5 hat 3 parallel geschaltete Strömungspfade, in denen jeweils eine Reinigungsspirale 9.6 vorgesehen ist. In der Beruhigungszone 38 setzten sich die nicht gecrackten, langkettigen Kohlenstoffverbindungen 8 ab.
Die Figur 12 zeigt eine Spirale 9.6 des Wärmetauschers welche im Gleichstrom mit Suspension 37 direkt (ca. 1 bis 20 UpM) und durch die Anlauffläche 9.6 den Suspensionsstrom verwirbelt 9.10. Durch diesen Effekt wird der Oberflächenkontakt zwischen der Suspension 37 und der Heizfläche (auf Grund von wissenschaftlich belegbaren Messungen) verdreifacht. Dies bedeutet, dass ein solcher Wärmetauscher aufgrund des höheren Wirkungsgrads auf ein Drittel verkürzt werden kann.
Die Figur 13 zeigt wie die unter leichter Spannung (gegen die Aussenfläche der Rohrwandung) stehende Spirale 9.6 die Verkrustungen der abgelagerten Kohlenstoffverbindungen 8 abkratzt, und mit dem Produkteaufstrom 37, 9.7 von den Heizflächen entfernt. Somit wird sichergestellt, dass der Wärmeübergang ständig erhalten bleibt. Da das Produkt aus einer schmierstoffhaltigen, öligen Masse besteht, ist die Abrasion als sehr gering einzustufen.
Die Figur 14 zeigt ein Gesamtkonzept einer alternativen Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei anstelle des einzigen Reaktors mit Schmelz- und Crackzone gemäß Figur 1 zwei hintereinandergeschaltete Reaktoren 8, 10 verwendet werden. Ähnlich wie beim vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel werden die Mischkunststoffe über einige Förderer dem Schmelzreaktor zugeführt und dort aufgeschmolzen. Dieses Aufschmelzen erfolgt bei etwa 250 bis 3500C, wobei der Reaktor 8 über den Flüssigsalzerhitzer 20 erwärmt wird und die Schmelze mittels eines Wärmetauschers 9 gemäß den Figuren 12 und 13 erwärmt wird, wobei auch dieser Wärmetauscher in den Flüssigsalzkreislauf eingebunden ist. Die aufgeschmolzene Suspension gelangt dann über einen Überlauf in den Crackreaktor 10, in dem die langkettigen Kohlenwasserstoffe bei 420 bis 45O0C gecrackt werden. Der Aufbau dieses Crackreaktors ist beispielsweise Figur 11 entnehmbar. Auch diesem Crackreaktor 10 ist ein Wärmetauscher 10.1 zugeordnet, der beispielsweise durch zwei oder drei oder mehrere parallel geschaltete Rohre ausgebildet ist, in denen jeweils eine Reinigungsspirale 9.6 angeordnet ist, der jeweils ein eigener Antrieb, beispielsweise ein Magnetmotorantrieb zugeordnet ist.
Das beim Cracken entstehende Gas wird dann in einem Kondensator 10.2 kondensiert und gelangt in einen Venturikühler 11 und einen nachgeschalteten Rohrbündelkühler 11.1 , in denen das Kondensat abgekühlt wird. Dieses auf ca. 30°C abgekühlte Kondensat-/Dampfgemisch wird dann in einen Zwischenproduktbehälter 15 geleitet. Das hochkalorische Gas kann zum Betrieb eines Dampferzeugers 19 oder des Flüssigsalzerhitzers 20 verwendet werden. Das aus dem Zwischenproduktbehälter 15 abgezogene Zwischenprodukt kann dann mehreren Reinigungsstufen 22.1 , 22.2, 22.3 zugeführt werden, in denen - wie beim Verfahren gemäß Figur 1 - Schadstoffe durch Absorption entfernt werden. Am Ende des Verfahrens liegt Leichtflüssig keit mit der Qualität von leichtem Heizöl vor.
Im Crackreaktor 10 verbleibende langkettige Kohlenwasserstoffe werden ausgetragen und in einem Emulgatorbehälter 16 - beispielsweise mittels Ultraschall emulgiert und dann ebenfalls in den Einheiten 19, 20 (Dampferzeuger, Flüssigsalzerhitzer) energetisch genutzt, wobei diese Wärmeenergie zum Aufheizen der Suspension im Schmelzreaktor 8 und im Crackreaktor 10 genutzt wird. Die vorbeschriebenen Prozesse laufen vorzugsweise in einer Stickstoffatmosphäre ab, wobei der Stickstoff beispielsweise aus einer Luftzerlegung 25 stammt.
Die Figuren 15 / 15.1 / 15.2 und 16 zeigen eine weitere Ausführungsvariante, bei der Kunststoffschnitzel in einem Schmelzrohr (9.5) geschmolzen und die Schmelze mittels Förderspiralen (9.6), welche von einem Heizmedium (9) umspült und aufgeheizt werden, direkt in die Förderschneckenpumpe (39) hineingepumpt werden.
Die Kunststoffschnitzel (20) werden in den Aufgabetrichter (21.1) der Eintragsschnecke gegeben. Die Eintragsschnecke (21.1) fördert die Kunststoffe in die Verdichterschnecke (22.2). Hier werden die Kunststoffe verdichtet und die Luft wird mittels Stickstoff ausgetrieben. Die Verdichterschnecke (22.2) fördert die Kunststoffe in den Schmelzreaktor (9.5). Die Beschickung vom Schmelzreaktor, kann mittels Schieber (18) unterbrochen werden.
Die verdichteten Kunststoffteile werden mittels der Förderspiralen (9.6) in den geschmolzenen Kunststoff (10.3) hineingedrückt, dabei wird das Verflüssigen der Kunststoffteile durch den Lösungsmitteleffekt des bereits vorgängig verflüssten Kunststoffes beschleunigt.
In der ersten Zone vom Schmelzreaktor werden die Kunststoffe bis maximal 12O0C erhitzt. Die mit den Kunststoffen eingetragene Feuchtigkeit (Wasser) wird verdampfen und auch die leicht flüchtigen Komponenten wie Weichmacher werden entweichen und über die Glocke (9.10) über die Leitung (11) abgezogen.
Auf Grund der besonderen Anordnung des mit flüssigem Salz (9) beheiztem Wärmetauschers (9.5 / 9.6) mit einem dynamischen Wärmeübergang, durch die Verwirbelung (9.10) und das Abkratzen der Verschmutzungen (7) geschieht der Wärmeübertrag mit einem geringen ?t . Hierdurch wird während der Verflüssigung weitgehend eine Depolymerisation verhindert.
In der nachfolgenden Zone wird der Kunststoff weiter erhitzt bis dieser schmilzt. Die Schmelze wird von hier aus mit der Schneckenpumpe (39) in den Crackreaktor (9.5) gefördert.
Ein grosseres Rohr vom Crackreaktor ist mit einer geschlossenen Spirale ausgestattet, welche die Schmelze nach unten in den Sumpf (10.4) befördert. Die Schmelze wird dabei weiter aufgeheizt, bis der Siedepunkt erreicht wird. In den anderen Rohren (9.6) vom Crackreaktor (9.5) wird die Schmelze aus dem Sumpf nach oben befördert (9.7 / 9.10) und dabei auch erhitzt damit die Siedetemperatur nicht unterschritten wird.
Die Kunststoffschmelze wird somit dauernd umgewälzt, hierbei fördern die äußeren Schnecken (9.6) die Schmelze in den oberen Topf (10.4) vom Crackreaktor, von wo aus diese wieder mittels geschlossener Spirale (39) im mittleren Rohr nach unten befördert wird und dabei mit frischer Schmelze (10.3) aus dem Schmelzreaktor (9.6 / 9.7) vermischt wird.
In den äußeren Rohren entstehen, wegen des enormen Wärmeenergieeintrags an der Rohrwand Brüden, welche nach oben aufsteigen und zusätzlich gefördert durch die Rotationsbewegung der Schnecken entstehen starke Wirbel (9.1), welche zur Entgasung der Schmelze beitragen und den Crackprozess auslösen.
Die Kohlenstoffablagerung (7) an den Rohrwänden wird von den Schnecken (9.6) abgescheuert. Diese Ablagerungen gemeinsam mit bei den gewählten Temperaturen unschmelzbaren Stoffe, werden unten mittels Schieber (18) bei Bedarf in einen Schlackebehälter abgelassen.
Ein Teil der aufsteigenden Brüden (10.6/23) werden in der Destillationskolonne, welche direkt über dem Crackreaktor montiert ist wieder kondensieren (10.6) und in den Crackreaktor zurück fließen. Den darauf folgenden Partialkondensator (40) werden nur Dämpfe passieren welche bei der eingestellten Temperatur nicht kondensieren. Diese Fraktion wird nachher mit Produkt (27.1.1) in einem Stahlwaschrohr (50.1) abgekühlt und kondensiert. Zur Abscheidung der Dampf / Flüssigphasen kommt ein Zyklon zum Einsatz.
Die Flüssigproduktmenge (27.1.1) welche für den Stahlrohrkühler (50.1) benötigt wird, wird von der Pumpe (27.8) bereitgestellt. Diese Pumpe saugt das Produkt aus dem Produktvorlagebehälter (27) an und fördert es durch den Wärmetauscher (24.6) damit das es auf eine Temperatur von 20 bis 900C abgekühlt wird, bevor es dem Stahlwasch röhr (50.1) zugeführt wird.
Aus diesem geschlossenen Produktkreislauf wird ein Teilstrom, die Überschussmenge in den Produktbehälter (60) abgeleitet.
Für die Kühlung der Verdichterschnecke (27.1.1) und des Produktes über den Wärmetauscher (24.6) wird ein Kälteaggregat eingesetzt. Ein Temperiergerät (40.5)wird dafür eingesetzt, die Temperatur im Partialkondensator (40) einzustellen.
Die Brüden (10.6) aus dem Crackreaktor (9.5) stammend, bestehen aus kurzketteigen und langkettigen Kohlenwasserstoffatomen und steigen in der Rektifikationskolonne (40) nach oben. Mittels Gegenstromdestillation (Rektifikation) wo die Dämpfe (10.5) nach oben steigen und das Flüssigkeitsgemisch (10.6) nach unten fließt, wird eine erste thermische Feintrennung vorgenommen. Eingesetzt wird eine Kolonne (23.2) mit eine geordneten Packung. Die Kolonne (23.3) und der nachfolgende Partialkondensator (40) sind ausgelegt für die relevanten Schlüsseltrennungen von Kohlenwasserstoffverbindungen C10 bis C24 Kohlenstoff - Atomen pro Molekül. Die vorfraktionierten Dämpfe, welche die Kolonne verlassen, strömen durch einen speziellen Verteiler durch welche das Kondensat aus dem Partialkondensator auf die Packung der Kolonne verteilt wird, in den Partialkondensator(40.1 ).
Im Partialkondensator wird mittels Kühlschlangen eine genaue Temperatur eingestellt. Diese Temperatur kann zwischen 150 0C und 300 0C liegen. Als Wärmeträger (respektive Kühlmedium) wird Thermoöl (40.2 und 40.3) eingesetzt. Das Temperiergerät (40.4) sorgt als Kälte- oder Wärmespender, dass die genaue Temperatur vom benötigten Thermoöl eingehalten wird.
Das Alleinstellungsmerkmal dabei ist, dass die Wählbarkeit der Temperatur im Partialkondensator erlaubt, die maximale Kettenlänge der den Crackreaktor verlassenden Gase genau einzustellen. Wird z.B. der Partialkondensator (40) mit ca. 3000C betrieben wird, werden in einem nachfolgenden Kühler (50) zu mehr als 95% nur solche Moleküle kondensiert, welche aus einer Kettenlänge zwischen ca. 10 C- bis ca. 24 C-Atomen bestehen mit dem Schwerpunkt auf C12 bis C16. Dies liegt daran, dass die den Partialkondensator verlassenden Gase bei einer Temperatur von ca. 300 0C in dem Partialkondensator nur noch Moleküle umfassen, die eine maximale Kettenlänge von C24 aufweisen. Wird die Temperatur erhöht/ erniedrigt, wird entsprechend auch die Kettenlänge der Moleküle in Gasphase erhöht/erniedrigt.
Ebenso ist auch die Einstellung der Temperatur in dem dem Partialkondensator nachfolgenden Kühler entscheidend, um Brennstoff einer bestimmten Art herzustellen. Herrscht in den Kühler beispielsweise statt 300C eine Temperatur von ca. 700C, so bleiben die Kohlenwasserstoffe C1 bis C9 gasförmig, während längerkettige Kohlenwasserstoffe kondensieren. Die in Gasphase verbleibenden sogenannten Leichtsieder können abgezogen werden und zur Erzeugung von Prozessenergie verwendet werden. Durch diese Abtrennung der Leichtsieder C1 - C9 kann somit direkt reiner Dieselkraftstoff erzeugt werden.
Es ist hervorzuheben, dass sowohl die verwendetet Packung (23.5) als auch der Verteiler zwischen Kolonne und Partialkondensator unempfindlich sind gegen Kohlenstoffablagerungen, falls sich der Crackprozess hier fortsetzen sollte.
Die Dämpfe aus dem Partialkondensator (10.5.1) werden in einen Quencher (50.1) mit Treibdüse geleitet wo diese mittels Produkt (27.1.1) (zu Diesel) kondensiert werden. Die Treibdüse kann mit Diesel, mit einer Temperatur zwischen 20 0C und 9O0C beschickt werden. Das zweiphasige Gemisch aus dem Quencher wird nachher in einem Zyklon (50) abgetrennt. Die Dämpfe bzw. Gase welche den Zyklon verlassen können als Brenngas genutzt werden. Die Abgetrennte Flüssigkeit (Diesel) wird in einen Wasserabscheider (Phasenabscheider) (60) geleitet, von wo aus diese dann in einen Speicherbehälter (27.10) abfließt.
Damit eine gleichmäßige Beschickung der Treibdüse vom Quencher gewährleistet wird, fließt das Produkt zuerst in einen Pufferbehälter (27) den so genannten Vorlagebehälter für die Quenche. Eine Pumpe (27.8) fördert das Produkt von hier, über einen Wärmetauscher (24.6) in die Treibdüse vom Quencher. Mittels Wärmetauscher (24.6) kann die erforderliche Temperatur für die Quenche eingestellt werden. Ein Industriekühlgerät (25) liefert das dafür notwendige Kühlwasser.
Mittels Füllstandsregelung im Pufferbehälter (27) und Durchflussregelarmatur wird die überschüssige Produktmenge in den Phasenabscheider (60) abgeleitet.
Der Anmelder behält sich vor, unabhängige Ansprüche auf den Aufbau der einzelnen Reaktoren (integraler Reaktor mit Schmelz- und Crackzone, Schmelzreaktor 8, Crackreaktor 10, die dazugehörigen Wärmetauscher, die dargestellten Pumpen und Antriebskonzepte sowie die verwendeten Fördermittel sowie einzelne Verfahrensschritte gemäß den Verfahrensschemata in Figur 1 und 16) zu richten, wobei die Merkmale jedes Unteranspruchs ohne Rückbezug auf die zugeordneten Ansprüche zum Gegenstand unabhängiger Ansprüche gemacht werden können.
Bezugszeichenliste:
1 Zweiteiliger Reaktor (kommunizierendes Gefäss mit Überlauf)
1.1 Schmelzkammer (L1 )
1.2 Crackkammer (L2)
2 Förder- und Rührspirale und Trägereinheit für die Rohrbündelheizungseinrichtung. Durch die drehenden Rohrbündel wird eine hohe Durchmischung erzielt und der Wärmeeintrag in das Schmelzgut 10.3 und das Crackgut 10.4 durch diese Dynamik optimal gestaltet. Die Förder- und Rührspiralen können die Drehrichtung ändern und damit das Inhaltgut 10.3 u. 10.4 vorwärts und Rückwärts bewegen und durchmischen. Im Normalbetrieb folgen auf zwei Vorwärtsumdrehungen je eine Rückwärtsumdrehung.
2.1 Drehkraftübertragungs-Konsolen vom Antrieb 1.2 über die Heizungsverteilscheibe 9.3/9.4
3 Spirale um Eintragsrohr 22.1 und Abreinigung Mantelrohr 1.1
4 Verschleissschienen
5 Verschmutzungen (anorganisch)
6 Austragsschacht für 5
6.1 Austragvorrichtung, hier dargestellt als Förderspirale
6.2 Antriebseinheit mit Lagerung und Dichtung
7 Verschmutzungen (organisch)
8 Austragsschacht für 7
8.1 Austragvorrichtung, hier dargestellt als Förderspirale 8.2 Antriebseinheit mit Lagerung und Dichtung
9 Heizungs-Vorlauf (Thermosalzlösung)
9.1 Heizungs-Vorlauf im Eintragsbereich L3 zur Erhöhung des Wärmeeintrages zum Aufschmelzen der Kunststoffe im Reaktor 1.1. Im Crackreaktor 1.2 wird der innere Heizungs-Vorlauf 9.1 bis an das Ende des Rohrbündelrührwerks 9 gezogen L4
9.2 Heizungsrücklauf
9.3 Heizungsverteilerscheibe Vorlauf
9.4 Heizungsverteilerkammer Rücklauf
9.5 Rohrbündelwärmetauscher / Schmelzreaktor
9.6 Reinigungsspirale zu 9.5
9.7 Innenrohr (Produkt)
9.8 Heizungsmantelrohr
9.9 Umlenkschikanen für das Heizmedium
9.10 Verwirbelung Produkt
9.11 Heizfläche
10 Füllstandsniveau maximal entspricht der Überlaufhöhe der Trennwand 10.1 (auch Tauchwand)
10.1 Tauchwand zur Trennung zwischen Kammer 1.1 und 1.2
10.2 Umlenkblech zur Abtauchung der Überlaufstromes 10.3
10.3 Geschmolzene Kunststoffe in pastöser bis flüssiger Form
10.4 Siedende Kunststoffe in flüssiger Form 10.5 Gasstrom von verdampften Kunststoffen 10.4 aus der Crackkammer 1.1 in die Destillationskolonne 23
10.5.1 Gasstrom wie 10.5 in die Quenche
10.6 Rückfluss von kondensierten Kunststoffanteilen 10.4 in die Schmelzkammer
1.1 / 9.5
11 Gasstrom von Kammer 1.1 zu Kammer 1.2
12 Antriebs- und Lagereinheiten zu den Kammern 1.1 u. 1.2
12.1 Getriebemotor mit Konsole und Kettenrad
12.2 Kettenrad auf Antriebsachse der Rührvorrichtung mit Kraftein leitung über das Heizungsrohr 9. oder 9.2, sowie Antrieb der Heizungsverteilscheiben 9.3 und/oder Kombination 9.3 mit 9.4
12.3 Wellenabdichtung
13.1 Niveauregelung 1.1 zur Steuerung der Einfüllmenge über die Rohstoffzuführung 22 und dem Überlaufpegelstand 19.2
13.2 Pegelstand im Schmelzreaktor
13.3 Temperatursteuerung und Überwachung im Schmelzreaktor 1.1 im Bereich von 250 bis 350 ° C
14.1 Niveauregelung und Überwachung in der Crackkammer 1.2
14.2 Höchster Niveaustand entspricht dem Überlauftrennblech 10.1
14.3 Tiefster Niveaustand in der Crack- und Verdampfungskammer 1.1 muss über der Wellenabdichtung 12.3 liegen. Beim weiteren Absinken werden folgende Massnahmen eingeleitet: a) Schliessen des Schiebers 16 b) Erhöhte Materialzufuhr 22.1 in den Schmelzreaktor 1.1 14.4 Temperatursteuerung und Überwachung im Crackreaktor 1.2 im Bereich von 420 bis 450 ° C
15 Wärmeisolierung
16 Absperrschieber zwischen Crack- und Verdampfungsreaktor 1.2 und der Destillationskolonne 23
17 Notschieber zur Entleerung der Kammern 1.1 und 1.2 und des Auffangbehälters 27 in den Notaufnahmebehälter 33
18 Absperrschieber und Schleusenabschlüsse für Produkte
18.1 Absperrschieber für Stickstoff
18.2 Stickstofferzeugung über Membrantechnologie aus Umgebungsluft
18.3 Stickstoffniederdruckspeicher zur Überlagerung sämtlicher Behältervoluminas
18.4 Stickstoffhochdruckflaschen zur Überlagerung sämtlicher Behältervoluminas
18.5 Stickstoffleitungen
18.6 Spülabgase
18.7 Schnellverschlusskupplung mit flexiblem Metallschlauch
19 Umstellschieber
20 Kunststoffprodukte (Rohstoffe)
20.1 Aufgabevorrichtung (Hier dargestellt als Spiralförderer)
21 Aufgabebunker
21.2 Bunkeraustragsvorrichtung (hier dargestellt als Spiralförderer) 22 Verdichtungsaggregat (hier dargestellt als Kolbenpumpe)
22.1 Eintragrohr
22.1.1 Eintragspirale
22.2 Verdichtetes Kunststoffmaterial in Palettform
22.3 Durch Wärmeeintrag auflösende Kunststoffsuspension (Pampe)
22.4 Kältekammer zur Vereisung des Flüssigkunststoffes zu einem gefrorenen Zapfen, damit an den Lagern, Getrieben, Schiebern 18 und Kolbenpumpe 22, Revisions- und Reparaturarbeiten durchgeführt werden können, ohne den Behälter 1 zu entleeren.
22.5 Kühlmittelkreislauf in Form von Flüssigstickstoff
22.6 Kühlmantel zur Abkühlung der Eingangsprodukte 22.2 und der Ausgangsprodukte 5 u. 7, damit werden die Eintragsinstallationen 22 u. 18, sowie die Antriebseinheit 6.2, 8.2 und der Schieber 18 vor der Hitzeeinwirkung geschützt, welche von den Produkten in der Schmelzkammer 1.1 und der Crackkammer 1.2 ausgehen.
23 Destillationskolonne
23.1 Behälter
23.2 Mantelheizelemente, hier dargestellt mit vier Unterleitungen. Nach Bedarf können die Elementen-Anzahl verringert, oder durch zusätzliche Heizelemente vergrössert werden.
23.3 Elektroheizungssteuerung zur Erhaltung der Gastemperatur von 420 bis 45O 0 C
23.4 Temperatursteuerung zu 23.3
23.5 Füllkörperpackung aus Metall zur Erhöhung der Reaktionsoberfläche 24 Kühler / Kondensations-Kolonne (Quench)
24.1 Behälter
24.2 Reinigungskammer
24.3 Versprühvorrichtung von Umlaufprodukt 27.1 , welches als Lösungsmittel den nachgeschalteten Rohrbündelkühler 24.5 in Intervallen von Ablagerungen befreit.
24.4 Motorventil zur Steuerung mit Einstellung der Sprühintervalle 24.3
24.5 Rohrbündelkühler
24.6 Kühler für die Abkühlung des Umlaufproduktes 27.1 zur Kühlung und Kondensierung des Gasstromes 10.5
24.7 Sprühvorrichtung für das gekühlte Umlaufprodukt 27.1 zur Abkühlung des Gasstromes 10.5. Das Umlaufprodukt besteht aus dem Endprodukt in Form von leichtem Heizöl und/oder Dieselkraftstoff, d.h. mit dem erzeugten Produkt wird im Kreislauf gekühlt. Das Umlaufprodukt 27.1 mit einer Temperatur von ca. 3O 0 C wird im Kühler 24.6 auf ca. 1O 0 C heruntergekühlt und über den einzelnen Qunchezonen 24.10 mit den Sprüheinrichtungen 24.7 in den sich in den immer mehr abkühlenden und in Kondensat 27.1 übergehenden Gasstrom 10.5 als flüssiges Gemisch von Frischprodukt und Umlaufprodukt 27.1 in den Ausgang der Kolonne als Produkt 27.2 austritt.
24.8 Regelventil für gekühltes Umlaufprodukt 27.1
24.9 Temperaturregler zu 24.8
24.10 Füllkörperpackung aus Metall zur Erhöhung der Reaktionsoberfläche. Die einzelnen hier dargestellten Quencheelemente mit Sprühvorrichtung 24.7 und Füllkörperpackung 24.10 können je nach verfahrenstechnischer Notwendigkeit reduziert oder mit zusätzlichen Elementen vergrössert werden.
25 Zentrale Kühlanlage zur Kühlmediumversorgung der Kühler 24.5, 24.6 und 6 Stück 22.6 25.1 Kühlung Vorlauf
25.2 Kühlung Rücklauf
26 Wärmerückgewinnung aus dem Rohrbündelkühler 24.5 für die Beheizung von nicht direkt mit der Anlage verbundenen Geräten oder Wärmetauscher (z.B. Raumheizung, Absorptionskühler etc.)
26.1 Vorlauf kalt
26.2 Rücklauf warm
26.3 Wärmetauscher
26.4 Vorlauf warm zu Verbraucher
26.5 Rücklauf kalt zu Verbraucher
27 Produkteauftrag- und Abscheidebehälter
27.1 Produkt und/oder Umlaufprodukt
27.1.1 Gekühltes Produkt oder Umlaufprodukt
27.2 Höchster Wasserspiegel
27.3 Niedrigster Wasserspiegel. Mit dem Gasstrom 10.5 wird auch Wasserdampf mitgerissen und in der Qunche 24 auskondensiert. Da das Produkt 27.1 leichter als Wasser ist, sinkt das Wasser 27.7 zusammen mit anderen organischen Verunreinigungen 27.5 auf den Behälterboden ab.
27.4 Mit einer Schwimmkörper-Detektion kann millimetergenau die Trennzone zwischen der Leichtflüssigkeit 27.1 und dem Wasser 27.7 festgestellt werden. Ist der max. Pegel 27.2 erreicht, öffnet sich das Motorventil 27.5 bis der untere Wasserpegel 27.3 erreicht ist.
27.5 Organische Verbindungen
27.6 Auffang- und Lagerbehälter 27.7 Wasser
27.8 Pumpe zur Förderung des Umlaufproduktes 27.1 in den Kühler 24.6
27.9 Überlaufpegel in die Absorptionsreinigungsanalgen 28 u. 29
27.10 Gereinigtes Endprodukt (Dieselkraftstoff) in das Tanklager 30
28 Absorptionsanlage Variante 1 mit Wechselcontainern 28.1 bis 28.3 zur Abscheidung von schwefelhaltigen Verbindungen, halogenen Verbindungen wie z.B. HCL (Salzsäure) und eventuell störende organische Säuren. Hier dargestellt (Fig.7) sind zwei Gruppen 28.5 u. 28.6, welche im Wechselbetrieb gefahren werden. Ist eine Gruppe beladen so wird auf die andere Gruppe umgestellt. Wird eine Gruppe entleert oder auch einzelne Container ausgewechselt wird der Zufluss 27.6 abgeschiebert 18 und Stickstoff 18.5 über den geöffneten Schieber 18.1 zugeführt und danach die Abgangschieber (18) geöffnet und über die Verbindung 18.7 u. 28.8 über die Pumpe 28.9 die Restflüssigkeit in den Behälter 27 zurückgepumpt. Gleichzeitig mit dem Entleerungsvorgang wird der Containerinhalt 28.4 mit Stickstoff überlagert und inertisiert. Danach werden alle Schieber geschlossen und der Container wird über die Schnellverschlüsse 18.7 abgekoppelt, mit Stickstoff 18.5 überlagert und danach durch öffnen der Schieber 18 in Betrieb gesetzt.
28.1 bis 28.3 x n Wechselcontainer
28.4 Absorptionspackungs-Materialien wie z.B. Silikatgel etc. welches die störenden Verbindungen aus dem Produkt 27.1 absorbiert und bindet.
28.4.1 Beladenes Absorptionsgut
28.5 Absorptionsgruppe I
28.6 Absorptionsgruppe Il
28.7 Förderpumpe für Entleerungsgut 28.8
28.8 Entleerungsflüssigkeit in den Behälter 27 29 Absorptionsanlage Variante 2. Im Gegensatz zur Absorptionsanlage Var. 1 28 bleiben die Behälter stehen aber die Absorptionspackung 28.4 wird über Schleusen 29.2 u. 29.8 ein- und ausgetragen.
29.1 Einfülltrichter für Absorptionsmaterial 28.4
29.2 Befüllschleuse mit Stickstoffspülung 18.5 vor der Befüllung
29.3 Behälter in der Packung 28.4
29.4 Diskontinuierlicher Abstrom der Packung 28.4
29.5 Austrag Vorrichtung für die beladene Packung 28.4, hier dargestellt als Schnecken oder Spiralfördereinrichtung.
29.6 Aufstrom der abzureinigenden Leichtflüssigkeit 27.9
29.7 Siebkorb zur Durchströmung der Packung 28.4
29.8 Austrittschleuse mit Stickstoffüberlagerung 18.5 für das beladene Absorptionsgut 28.4.1
29.9 Umlaufleitung zwischen den Absorptionsanlagen 28.4, hier dargestellt als drei Elemente. Falls verfahrenstechnisch erforderlich kann die Anzahl der Elemente 29 verringert oder vergrössert werden.
30 Endprodukte-Tankanlage für Dieselkraftstoff 27.10
31 Emulsionserzeugungsanlage zur Verwertung als Brennstoff für die Erzeugung des Eigenenergiebedarfs.
31.2 Auffang- und Emulsionsbehälter
31.3 Förderleitung für Stoffe 31.2
31.4 Pumpe zur Förderung des Zwischenproduktes 27.1
31.5 Förderleitung für Mischprodukte aus 31.2. u. 31.4 in den Behälter 31.1 31.6 Umwälz und Mischpumpe über den Kühler 22.6
31.7 Statischer Mischer
31.8 Ultraschall-Emulgator zur Erzeugung einer brennbaren hochkalorischen Emulsion aus den organischen Stoffen 8, Flüssigkeiten aus dem Crackreaktor 1.2 und dem Stoffgemisch 31.5
31.9 Emulsion
32 Wärmeerzeugungsanlage zur Erwärmung von Thermosalz zur Beheizung der Wärmeverbraucher.
32.1 Abgase aus dem Produkteauffangbehälter 27
32.2 Gastransportgebläse
32.3 Transport- und Druckerhöhungspumpe
32.4 Mehrstoffbrenner zur Energieerzeugung aus dem Gas 32.1 und der Emulsion 31.9
32.5 Hochtemperatur-Heizkessel zur Erhitzung von Thermosalz über 500 ° C
32.6 Thermosalzkreislauf
32.7 Thermosalzvorlauf
32.8 Thermosalzrücklauf
32.9 Heizöltank für den Havariebetrieb
33 Sicherheits- und Notüberlaufinstallationen. Im Havarie- oder Revisionsfall muss der gesamte Reaktorinhalt 1 in den Auffangbehälter 33.1 geleitet werden, damit das Stoffgemisch 10.3 u. 10.4 pumpfähig bleibt.
33.1 Stahltank gefüllt mit Stickstoff 18.5
33.2 Heizmantel mit Thermosalzbeheizung 33.3 Umwälz- und Wiederbefüllungspumpe
33.4 Thermosalzbeheizter Wärmetauscher
33.5 Notablaufleitung vom Reaktor 1 Kammern 1.1 u. 1.2 über die Ventile 17 in den Behälter 33.1
33.6 Umwälzleitung über den Wärmetauscher 33.4
33.7 Leitung für die Wiederbefüllung aus dem Behälter 33.1 , über die Pumpe 33.3 und dem Mehrwegschieber 19 in die Befüllleitung 33.7 in die Kammer 1.1
34 Magnetkupplungsmotoren oder Antriebe mit spez. Kühlung
35 Produktumwälzpumpe ausgeführt als Kreiselpumpe oder als doppelwirkende Kolbenpumpe (siehe Figur 10)
35.1 Ansaugkanal
35.2 Druckkanal
35.3 Kolbenbewegung
35.4 Linearantrieb
35.5 Magnet
35.6 Klappventile
36 Umwälzstrom zur Erwärmung und Schmelzung der Kunststoffsuspension 22.3 im Zuführungsrohr 22.1
37 Umwälzung Suspension im Crackreaktor
37.7 Pumpenkörper
38 Beruhigungszone 39 Aussenrohr Spiralpumpe
39.1 Pumprichtung Spiralpumpe (39)
39.2 Spirale
39.3 Zentralrohr
39.4 Aussenrohr
39.5 Magnetkupplungsmotor oder Motor mit spezieller Aussenkühlung
40 Partialkondensator
40.1 Kühlschlangen
40.2 Kühlung Rücklauf
40.3 Kühlung Vorlauf
40.4 Thermoölerwärmer
40.5 Elektrisches Heizgerät
40.6 Umwälzpumpe
40.7 Steuerung zwischen (40.8 / 40.6 / 40.5)
40.8 Temperaturmessung
41 Gase
42 Kondensate Kohlenstoffverbindungen
50 Kombinierte Quenche / Stahlrohrkühler (50.1 ) mit Zyklonabscheider (50.2)
50.1 Stahlrohrkühler 50.2 Nasszyklon
50.3 Benetzte Wandflächen
60 Kombinierter Zwischenbehälter mit Wasserabscheider
60.1 Behälter
60.2 Trennwand
60.3 Absinkendes Wasser
Bezuqszeichenliste zu Figur 14:
1 Aufgabestation Mischkunststoffe
1.1 Dosierschubboden
1.2 Kolbenpumpe
2 Hochförderer
3 Verteilförderer
4.1 Beladebunker I
4.2 Beladebunker Il
5.1 Befüllspirale I mit Magnetmotorantrieb (MMA)
5.2 Befüllspirale Il mit Magnetmotorantrieb (MMA)
6 Stoffspirale
7 Eintrag- und Vorschmelzspirale mit MMA
8 Schmelzreaktor 250 - 3500C
8.1 Förderspirale mit MMA
8.2 Störstoffaustrag
9 Wärmetauscher mit Spiralreiniger mit MMA und Heizmedium aus geschmolzenem Salz
10 Crackreaktor 420 - 4500C
10.1 Wärmetauscher wie Pos. 9
10.2 Kondensator 10.3 Austrag Kohlenstoff
11 Venturikühler mit Kühlflüssigkeit aus Produkt
11.1 Rohrbündelkühler
11.2 Nasse Detonationssicherung
11.3 Gasdetonationssicherung
12 Tischkühler
13 Kompressorkühler
14 Rohrbündelkühler
15 Zwischenproduktbehälter (300C)
15.1 Wasser- und Zwischenproduktgemisch
16 Emulgatorbehälter
16.2 Emulgatorvorrichtung (Ultraschall)
17 Störstoffauffangbehälter (zur therm. Entsorgung)
18 Notauffang- und Revisionsbehälter für den gesamten Schmelz, Crack- und Zwischenprodukteinhalt (mit Dampfbeheizung)
19 Dampferzeuger
19.1 Wasseraufbereitung zu 19
20 Flüssigsalzerhitzer (5000C)
20.2 Flüssigsalzumwälzpumpe zu den Wärmeverbrauchern
21 Gasfackelanlage 22 Zwischenproduktabzug mit Dosierpumpe und Detonationssicherung
22.1-3 Reinigungsstufen (z. B. Silikatgel zu Absorption von Schadstoffen)
24 Dieselkraftstoff/ bzw. leichtes Heizöl
25 Stickstoff (N2 )-Erzeuger aus Luftzerlegung Druckflaschenlager

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Aufbereiten von kunststoffhaltigen Abfällen und organischen Flüssigkeiten auf der Basis von Erdöl, Speiseöl, Fetten oder dergleichen, mit den Schritten:
- Eintragen des Stoffgemischs in einen Reaktor
- Aufschmelzen des Stoffgemischs in einer Schmelzzone des Reaktors
- Austragen von Störstoffen aus der Schmelze
- Cracken von in der Schmelze enthaltenen lang-kettigen Polymeren in einer Crackzone des Reaktors, bis diese in den gasförmi-gen Zustand übergehen
- Austragen der Gasphase aus dem Reaktor
- Kondensieren der Gasphase in einem Kühler und
- Entfernen von Verunreinigungen aus der nach dem Kühlen (Quenchen) vorliegenden Leichtflüssigkeit - Speichern der Leichtflüssig keit.
2. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei dem Kühlen ein partieller Kondensationsschritt vorgeschaltet ist, wodurch die Kettenlänge der dem Kühler zugeführten Gasmoleküle einstellbar ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Kettenlänge der Moleküle über eine während des partiellen Kondensierens einstellbaren Temperatur bereitgestellt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Temperatur beim partiellen Kondensieren auf zwischen 150 0C und 350 0C, vorzugsweise auf ca. 300 0C, eingestellt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei vor dem partiellen Kondensieren eine thermische Feintrennung von kurzkettigen und langkettigen Molekülen durchgeführt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei bei der thermischen Feintrennung die Moleküle entsprechend ihrer Kettenlänge, insbesondere Kohlenwasserstoffverbindungen C10 bis C24, vorfraktioniert werden.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei die thermische Feintrennung mittels Gegenstromdestillation durchgeführt wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei kondensierte langkettige Moleküle wieder in die Crackzone zurückgeführt werden.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei kurzkettige, nach dem Kühler vorliegende gasförmige Kohlenwasserstoffe als Brennstoff energetisch genutzt werden.
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei über Temperatureinstellung beim Kühlen die Art des Brennstoffs definiert wird.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Temperatur in der Schmelzzone etwa 250 0C bis 350 0C und in der Crackzone etwa 420 0C bis 450 0C beträgt.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Verunreinigungen und in der Schmelzzone nicht schmelzbare Kunststoffe und der dergleichen in der Schmelzzone absinken und ausgetragen werden.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die in der Schmelzzone vorhandene Schmelze für das Aufschmelzen der Kunststoffe als zusätzliches Lösungsmittel wirkt und dadurch der Schmelzvorgang beschleunigt wird.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in der Crackzone nicht in den gasförmigen Zustand übergehende Substanzen und der beim Cracken entstehende Kohlenstoffüberschuss aus der Crackzone ausgetragen werden.
15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei die ausgetragenen Rückstände emulgiert und als Brennstoff energetisch genutzt werden.
16. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche, wobei nach dem Kühlen (Quenchen) vorliegen Verunreinigungen, insbesondere schwefelhaltige Ver- bin-dungen, halogene Säuren und organische Säuren durch Absorption aus der Leichtflüssigkeit (Substrat) entfernt werden.
17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der oder die Reaktoren kon-tinuierlich betrieben werden.
18. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche, wobei das Stoffgemisch dem Reaktor verdichtet zugeführt wird.
19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Teil des Flüssigproduktes nach dem Abkühlen und Quenchen als Umlaufkühlflüssigkeit über einen Kühler geführt wird und als Quenchflüssigkeit im Kühler zum Abkühlen und Kondensieren des Gasstroms benutzt wird.
20. Vorrichtung zum Aufbereiten von kunststoffhaltigen Abfällen und organischen Flüssigkeiten auf der Basis von Erdöl, Speiseöl, Fetten oder dergleichen, mit ei-ner Reaktoranordnung, die eine Schmelzzone und eine Crackzone hat, und in der das Stoffgemisch über eine geeignete Einrichtung durch die Schmelzzone und/oder die Crackzone förderbar ist.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, wobei zwischen den Zonen eine umströmbare Trenn- oder Tauchwand angeordnet ist, oder zwei Reaktoreinheiten hintereinander geschaltet sind.
22. Vorrichtung nach Anspruch 21 , wobei jeder Zone ein Schneckenförderer zuge-ordnet ist.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 22, mit mindestens einem Materialeintrag zum Zuführen des Stoffgemisches.
24. Vorrichtung nach Anspruch 23, mit mindestens zwei Materialeinträgen zum Zuführen des Stoffgemisches, wobei die Materialeinträge tangential und einander gegenüberliegend in den Reaktor einmünden.
25. Vorrichtung nach Anspruch 23 oder 24, wobei der mindestens eine Materialeintrag ebenfalls eine Schmelzzone aufweist.
26. Vorrichtung nach Anspruch 25, wobei die Schmelzzone eine Temperatur von maximal 150 0C, insbesondere maximal 12O0C aufweist.
27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 25, wobei der mindestens eine Materialeintrag einen Schneckenförderer aufweist.
28. Vorrichtung nach Anspruch 26, wobei der Materialeintrags- Schneckenförderer weiterhin eine Heizvorrichtung, insbesondere eine Umspülungseinrichtung für ein Heizmedium aufweist.
29. Vorrichtung nach Anspruch 28, wobei das Heizmedium zudem in das Innere des Materialschneckenförderers einbringbar ist.
30. Vorrichtung nach Anspruch 28 oder 29, wobei die Heizvorrichtung ein Wärmetauscher ist.
31. Vorrichtung nach Anspruch 30, wobei der Wärmetauscher mittels flüssigem Salz betrieben wird.
32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 31 , wobei der Schneckenförderer weiterhin dazu ausgelegt ist, Material von einer Innenwandung zu entfernen.
33. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 32, wobei der Schmelzzone und der Crackzone unabhängig voneinander regelbare Heizungen zugeordnet sind.
34. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 33, mit einem Verdichter zum Verdichten des Stoffgemischs im Materialeintrag.
35. Vorrichtung nach Anspruch 25 und 34, wobei der Verdichter das Material in die in der Schmelzzone des Materialeintrags vorhandenen Schmelze eindrückt.
36. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 35 mit einer Destillationskolonne, in der nach dem Cracken vorlie-gende langkettige Moleküle kondensierbar sind und aus der kurzkettige Moleküle als Gasphase abziehbar sind.
37. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 36 mit einem Partialkondensator, der Moleküle definierter Kettenlänge in Gasphase abgibt.
38. Vorrichtung nach Anspruch 37, wobei der Partialkondensator eine Kühl- /Heizvorrichtung aufweist, die dazu ausgelegt ist, dass in dem Partialkondensator eine definierte Temperatur einstellbar ist.
39. Vorrichtung nach Anspruch 38, wobei die Kühl-/Heizvorrichtung einen Wärmeträger, insbesondere ein Thermoöl aufweist, das mittels einer Temperiereinheit auf eine zum Einstellen der definierten Temperatur nötige Temperatur bringbar ist.
40. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 37 bis 39, wobei der Partialkondesator eine Temperatur von 150 CC bis 350 0C, insbesondere, von 300 0C aufweist.
41. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 36 bis 40, mit einem Kühler zum Kondensieren des die Leichtflüssig keit bildenden Anteils der Gasphase nach der Destillationskolonne und/oder dem Partialkondensators.
42. Vorrichtung nach Anspruch 41 , wobei der Kühler eine Heiz- /Kühlvorrichtung aufweist mit der in dem Kühler eine definierte Temperatur einstellbar ist.
43. Vorrichtung nach Anspruch 42, mit einer Absorptionseinheit zum Absorbieren von Verunreinigungen aus der Leichtflüssigkeit.
44. Vorrichtung nach Anspruch 43, wobei die Absorptionseinheit mehrere Absorber hat, die abwechselnd zum Absorbieren oder Regenerieren zu- oder abgeschal-tet werden können.
45. Vorrichtung nach Anspruch 44, wobei die Absorptionseinheit einen Absorber mit einem Sorptionsmittel hat, das zum Regenerieren aus dem Absorber förderbar ist, worauf regeneriertes Sorptionsmittel dem Absorper zuführbar ist.
46. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 45, wobei der Reaktor liegend angeordnet ist.
47. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 46, wobei im Reaktor Heizrohre angeordnet sind.
48. Vorrichtung nach Anspruch 47, wobei ein Heizmitteleintrag (9) mit einem Rohrverteiler (9.3) sowie ein Heizmittelaustrag (9.2) mit einem Auslaufverteiler (9.7) an gegenüberliegenden Stirnseiten des Reaktors (1.1 ; 1.2) angeordnet sind.
49. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 48, wobei dem Reaktor (1.1 , 1.2) zumindest ein Wärmetauscher (9; 9.5; Figur 14: 9; 10.1) zugeordnet ist, in dem die Suspension oder Schmelze erwärmbar ist.
50. Vorrichtung nach Anspruch 49, wobei der Wärmetauscher (Figuren 12, 13: 9.5) als Rohrwärmetauscher mit einer in einem Innenrohr geführten Spirale (Figuren 12, 13: 9.6) ausgeführt ist, die mit der Suspension umläuft.
51. Vorrichtung nach Anspruch 50, wobei die Spirale (Figur 12, 13: 9.6) gleitend an der Umfangswandung anliegt, so dass anhaftende Rückstände abgetragen werden.
52. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 51 , wobei Pumpen, Förderer und sonstige mit der Suspension in Kontakt stehende Aggregate über Magnetkupplungsmotore (Figur 13: 34) angetrieben sind.
53. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 52, wobei zumindest eine Pumpe (Figur 10: 35) der Vorrichtung als doppeltwirkende Kolbenpumpe mit zwei Druckräumen ausgeführt ist, die von einem Kolben (Figur 10: 35.5) getrennt sind, der über einen Magnetantrieb (35.5) antreibbar ist.
54. Vorrichtung nach Anspruch 53, wobei der Magnetantrieb (Figur 10: 35.5) einen aussenliegenden Magneten hat, der von einem Linearantrieb (Figur 10: 35.4) oder dergleichen antreibbar ist.
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