EP2393903A2 - Vorrichtung in form eines thermolysereaktors und verfahren zum betreiben eines solchen in einer anordnung zur thermischen zersetzung von abprodukten und abfällen - Google Patents

Vorrichtung in form eines thermolysereaktors und verfahren zum betreiben eines solchen in einer anordnung zur thermischen zersetzung von abprodukten und abfällen

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EP2393903A2
EP2393903A2 EP10707201A EP10707201A EP2393903A2 EP 2393903 A2 EP2393903 A2 EP 2393903A2 EP 10707201 A EP10707201 A EP 10707201A EP 10707201 A EP10707201 A EP 10707201A EP 2393903 A2 EP2393903 A2 EP 2393903A2
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EP
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jacket
thermolysis reactor
gap
shaft
thermolysis
Prior art date
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Hartwig Streitenberger
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Hs Techtransfer Ug (haftungsbeschraenkt) & Cokg
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Eurotherm Technologies AG
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    • C10J3/02—Fixed-bed gasification of lump fuel
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    • C10J3/58—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels combined with pre-distillation of the fuel
    • C10J3/60—Processes
    • C10J3/64—Processes with decomposition of the distillation products

Definitions

  • thermolysis reactor Apparatus in the form of a thermolysis reactor and method of operating such in an arrangement for the thermal decomposition of waste products and wastes
  • the invention relates to the fields of waste and energy, mechanical and plant engineering and relates to a Thermolysereaktor and a method for the thermal utilization of waste products and waste materials according to the preamble of the claims.
  • This device consists of a shaft-like reactor in which the feed, the gaseous gasification agent and the gaseous fuel produced in descending DC are performed.
  • the gasification agent is preheated in gaseous fuel in a shell-type helical countercurrent heat exchanger.
  • This preheated gasification agent is further heated in helical or wavy channels in the ceramic hearth of the reactor and in a movable or fixed, serving as a hearth end in the lower portion of the charge cone or paraboloidal central body.
  • the rust is by a full cone or a formed rotatable, vertically displaceable ring body representing, which leaves opposite the lower hearth an adjustable annular passage for withdrawal of the generated gaseous fuel and for discharging the solid or liquid reaction products in the form of ash, slag, distillation residues.
  • DE 199 37 521 A1 discloses a method and a device, in particular for the processing of already partially decomposed waste products.
  • This device consists of a shaft-like, in the lower part funnel-shaped reactor in which the charge of the carbon particles tangentially and the air is introduced axially as a gasification agent and is converted ascending by means of thermochemical reaction to synthesis gas.
  • a reactor for the thermal treatment of materials is known, which u.a. a rotary drum within a housing can be filled with hot gas.
  • DE 199 37 524 A1 discloses an apparatus and a method for the removal of waste products and waste materials, which consists of a container in which the processed waste products and waste materials are thermally treated at up to 900 0 C. This is done by heating and subsequent pyrolysis of waste products and waste materials by supplying gasification agent.
  • Movement of the goods is organized and thereby slag and
  • the energy input via the gasification agent is no longer quantitatively distributed in terms of process, which leads to partial overheating and combustion and thus to the termination of the pyrolytic process, so that a continuous and stable temperature-controlled control of the
  • the invention is based on the object to provide a Thermolysereaktor and method for operating such in an arrangement for the thermal decomposition of waste products and waste, which avoid the above-mentioned disadvantages of the prior art, in particular a movement of the goods in the type and
  • Process flow is enabled and a constant gas quality is guaranteed for a long service life.
  • thermolysis reactor according to the invention comprises a double jacket, in its interior
  • thermolysis reactor (between the outer and inner sheath) is a heat carrier, preferably thermal oil, wherein the double jacket surrounds a reactor space with a conveying tool, the heat transfer in the operating state of the thermolysis reactor equalizes the thermolysis reactor temperature of the double jacket and the thermochemical reaction (pyrolysis and partial oxidation) of the raw material / of the predried solid waste, hereinafter referred to as Well marked, it is feasible under a slight negative pressure.
  • the conveying tool / the conveying tools may additionally be equipped according to the invention with mixing tools.
  • Fig. 1 schematic representation of an embodiment of the invention Thermolysereaktors
  • FIG. 2 shows a cross section of the thermolysis reactor according to FIG. 1 and FIG
  • Fig. 3 is a schematic overview of an arrangement for the thermal decomposition of waste products and waste with a possible installation form of the thermolysis reactor according to FIG. 1, this arrangement.
  • thermolysis reactor shown in Fig. 1 and Fig. 2 is double-walled (consists of a double jacket) and in its interior (1), which is enclosed by the double jacket, are thermo-chemical reactions (pyrolysis and partial oxidation) of Good under light Negative pressure feasible.
  • the double jacket has an entry (2), over the shredded, selected, preheated and predried solid waste (good) in the operating state of the thermolysis reactor, into the interior (1) of the thermolysis reactor are fed.
  • a rotary valve is preferably used according to the invention.
  • the interior (1) of the thermolysis reactor is surrounded by the inner shell (3), which is preferably made tubular. At the ends of the interior (1) of lids (4) is limited.
  • the inner casing (3) is surrounded by an outer casing (5), so that a gap (6) exists between inner casing (3) and outer casing (5).
  • This gap (6) is closed at the ends of the double jacket formed by the inner jacket (3) and outer jacket (5) from the environment.
  • this gap (6) is a heat transfer medium, preferably a liquid heat carrier.
  • a heat transfer medium preferably a liquid heat carrier.
  • thermal oil which / which homogenizes the Thermolysereaktortemperatur in the operating condition of the reactor.
  • the liquid heat carrier can be fed to the gap (6) via a feed connection (7) and can be removed via an outlet connection (8).
  • the liquid heat carrier is fluidically guided in the gap (6) by a suitable guide (9), preferably in a spiral shape.
  • the material to be treated is in the operating state of the thermolysis reactor by means of conveying tool (11), which is preferably designed as a helix / worm, continuously from the entry (2) in the direction of discharge (12).
  • the conveying tool (11) is preferably placed on a shaft (13) mounted centrally in the covers (4).
  • the Conveying tools (11) additionally be equipped with mixing tools (14).
  • thermolysis reactor is inclined, preferably with an angle of inclination of 25 °, placed so that the discharge (12) is above the entry (2). This tendency contributes to an improved mixing of the goods.
  • the shaft (13) is guided on the entry side through the lid (4) and outside the thermolysis reactor by means of geared motor (15), attached to the outer casing (5), driven by chain (16) and gear (17).
  • the shaft (13) is designed as a tube for receiving a heat carrier, preferably thermal oil.
  • the heat transfer medium itself is introduced into the shaft (13) via a centrally mounted inner tube (18) by means of a rotary feedthrough (19) and heat carrier entry (20) arranged outside the thermolysis reactor and removed again via the associated heat carrier discharge (21).
  • the heat carrier is guided in such a way that it flows from the discharge side to the delivery side both in the shaft (13) and in the gap (6).
  • measuring nozzle (24) for receiving sensors are on the outer casing (5), preferably in an axial arrangement, measuring nozzle (24) for receiving sensors.
  • the material passes preferably at a temperature of 5O 0 C to 100 0 C, a residual moisture content of 10 to 20 Ma% and an edge length to about 35 mm in the thermolysis.
  • the material is heated by means of supplied gasification agent, preferably air and water vapor.
  • the gasification agent which is preferably preheated before the thermolysis reactor to a temperature of 250 0 C to 400 0 C, enters the interior (1) by one and / or more Vergasungsstoffeinträge (22) and a distributor (23).
  • the distributor (23) preferably as shown in Fig. 2 as a shell-perforated perforated sheet executed and placed in the lower part of the interior (1) of the thermolysis reactor, ensures a uniform distribution of the between inner jacket (3) and manifold (23) out gasification agent on the estate.
  • the distributor (23) can also be designed as a media-carrying perforated profile cross-section and be connected directly to the gasification agent entries (22).
  • the material is heated by the circulating heat transfer medium in the gap (6) and shaft (13).
  • the heat transfer medium in the gap (6) and within the shaft (13) has a temperature of up to about 350 ° C. in the operating state of the thermolysis reactor. Due to the heat supply, the material is first dried and then pyrolysed.
  • the gases released during the pyrolysis react in part with the gasification agent and thus generate part of the process heat.
  • the gasification agent flow is limited so that no complete combustion of the material takes place. In the course of the partial oxidation of the material, this preferably heats up to 400 0 C to 500 0 C.
  • thermolysis reactor After passing through the thermolysis reactor, the complete product has reacted in carbonaceous solid particles (coke-like) and hydrocarbon-containing gas. Both the solid and the volatile components are discharged via the discharge (12). Due to the process occurring in the thermolysis reactor taking place partial oxidation results in an axial temperature profile within the Thermolysereaktors. The temperature rises from about 100 0 C at the entry to 400 0 C to 500 0 C at the discharge.
  • the circulating liquid heat carrier according to the invention has a temperature of up to about 35O 0 C, is in the range of
  • Entry (2) transfer heat from the heat transfer medium to the estate. in the In the region of the discharge (12), however, heat is transferred from the good to the heat transfer medium. This leads to a homogenization of the axial temperature distribution within the thermolysis reactor.
  • the gap (6) and shaft (13) circulating liquid heat carrier, particularly vorteihaft thermal oil, according to the invention provides not only for process stability by the heat transfer between good and heat transfer, but also prevents possible local overheating of the thermolysis.
  • thermolysis reactor described above, as shown in Fig. 3, instead of a previously known reactor in an existing or newly to be constructed arrangement for the thermal decomposition of
  • Waste products and waste materials are installed.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf die Gebiete der Abfall- und Energiewirtschaft, des Maschinen- und Anlagenbaus und betrifft einen Thermolysereaktor und ein Verfahren zur thermischen Verwertung von Abprodukten und Abfallstoffen gemäß der Gattung der Patentansprüche. Die Aufgabe der Erfindung, einen Thermolysereaktor und ein Verfahren zum Betreiben eines solchen in einer Anordnung zur thermischen Zersetzung von Abprodukten und Abfällen anzugeben, die eine Fortbewegung des Gutes in der Art und Weise organisieren, so dass ein stabiler Temperaturverlauf gewährleistet ist, eine kontinuierliche sowie stabile temperaturgeführte Steuerung des Verfahrensablaufes ermöglicht wird und eine konstante Gasqualität bei langer Standzeit garantiert wird, wird dadurch gelöst, dass der Thermolysereaktor einen Außenmantel (5) und einen Innenmantel (3) umfasst, die einen Doppelmantel ausbilden, wobei der Innenmantel (3) vom Außenmantel (5) umgeben ist, so dass zwischen dem Innenmantel (3) und dem Außenmantel (5) ein Spalt (6) besteht, der Doppelmantel einen Eintrag (2) sowie einen Austrag (12) besitzt und der Innenmantel (3) einen Innenraum (1) umschließt, der an den Enden von Deckeln (4) begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt (6) an den Enden des durch Innenmantel (3) und Außenmantel (5) gebildeten Doppelmantels gegenüber der Umgebung abgeschlossen und die Deckel (4) eine Welle (13) lagern, wobei sich indem Spalt (6) und der Welle (13) ein Wärmeträger befindet, die Welle (13) zentral in den Deckeln (4) gelagerte ist sowie ein Förderwerkzeug (11) trägt.

Description

Vorrichtung in Form eines Thermolysereaktors und Verfahren zum Betreiben eines solchen in einer Anordnung zur thermischen Zersetzung von Abprodukten und Abfällen
Die Erfindung bezieht sich auf die Gebiete der Abfall- und Energiewirtschaft, des Maschinen- und Anlagenbaus und betrifft einen Thermolysereaktor und ein Verfahren zur thermischen Verwertung von Abprodukten und Abfallstoffen gemäß der Gattung der Patentansprüche.
Bei der Verarbeitung von Abfällen im Recyclingprozess verbleiben selektive, meist hochkalorische Reststoffe unterschiedlicher Menge, Konzentration und Art, Papier, Kunststoffe, Plastikstücke, Folien, Holzrückstände, Metalle und anderes mehr als nicht verwertbare Reststoffe. Diese Reststoffe enthalten je nach Produktionsprozess inerte Feststoffanteile und Wasser, welche durch entsprechende Aufbereitung prozessspezifisch zu entfernen und/oder zu reduzieren sind.
Es sind bereits verschiedene Verfahren und Vorrichtungen bekannt, welche die Aufbereitung und/oder Verbrennung und/oder Vergasung von Abfällen und Reststoffen offenbaren.
Aus EP 0 609 802 Al ist bspw. ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Entgasung und/oder Vergasung eines festen Brennstoffes oder Abfallstoffes bekannt.
Diese Vorrichtung besteht aus einem schachtartigen Reaktor, in dem die Beschickung, das gasförmige Vergasungsmittel und der erzeugte gasförmige Brennstoff im Gleichstrom absteigend geführt werden. Das Vergasungsmittel wird in einem in der Mantelpartie befindlichen schraubenförmigen Gegenstrom-Wärmetauscher vom gasförmigen Brennstoff vorgewärmt. Dieses vorgewärmte Vergasungsmittel wird in schraubenlinienformigen oder wellenförmigen Kanälen im keramischen Herdkörper des Reaktors und in einem als Herdabschluss dienenden beweglichen oder festen, in die untere Partie der Beschickung hineinragenden kegel- oder paraboloidförmigen Zentralkörper weiter aufgeheizt. Der Rost wird durch einen Vollkegel oder einen hohlkegelfδrmigen Ringkörper darstellendes, drehbares, vertikal verschiebbares Gegenstück gebildet, das gegenüber der unteren Herdpartie einen einstellbaren ringförmigen Durchlass zum Abzug des erzeugten gasförmigen Brennstoffs und zum Austrag der festen oder flüssigen Reaktionsprodukte in Form von Asche, Schlacke, Destillationsrückstände offen lässt.
DE 199 37 521 Al offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung insbesondere für die Bearbeitung von bereits teilweise zersetzten Abprodukten.
Diese Vorrichtung besteht aus einem schachtartigen, im unteren Teil trichterförmigen Reaktor, in dem die Beschickung der Kohlenstoffteilchen tangential und die Luft als Vergasungsmittel axial eingebracht werden und aufsteigend mittels thermochemischer Reaktion zu Synthesegas umgewandelt wird.
Aus DE 195 28 018 ist ein Reaktor zur thermischen Behandlung von Materialien bekannt, der u.a. eine Drehtrommel innerhalb eines mit Heißgas befüllbaren Gehäuses aufweist.
DE 42 37 1612 Al offenbart einen Drehrohrofen mit Fördereinrichtung.
Aus DE 34 17 620 Al ist eine Mülltrockungseinrichtung mit einem Schneckenförderer bekannt.
DE 199 37 524 Al offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren für die Beseitigung von Abprodukten und Abfallstoffen, die aus einem Behälter besteht, in dem die aufbereiteten Abprodukte und Abfallstoffe bei bis zu 9000C thermisch behandelt werden. Dies geschieht durch die Erwärmung und anschließende Pyrolyse von Abprodukten und Abfallstoffen mittels Zuführung von Vergasungsmittel.
Die Durchmischung und Fortbewegung des Gutes wird in der beschriebenen Vorrichtung mittels auf einer Welle sitzenden Paddeln durchgeführt. Die Vergasungsmittelzufuhr erfolgt über axial in der Thermolysekammer verteilte Zuführung. Nachteilig bei dieser technischen Lösung ist, dass keine zwangsweise
Fortbewegung des Gutes organisiert wird und sich dadurch Schlacke und
Glutnester bilden.
Darüber hinaus erfolgt gemäß DE 199 37 524 Al der Energieeintrag über das Vergasungsmittel verfahrenstechnisch nicht mehr quantitativ aufgeteilt, was zur partiellen Überhitzung und Verbrennung und somit zum Abbruch des pyrolytischen Prozesses führt, so dass eine kontinuierliche und stabile temperaturgefuhrte Steuerung des
Verfahrensablaufes nicht mehr möglich. Aufgrund des instabilen Temperaturverlaufs kommt es somit zur
Verstopfung und / oder Überhitzung und daraus folgend zum Abbruch des Prozesses bzw. zur Verformung / zum Verzug der
Thermolysekammen
Unabhängig von der extrem schwankenden Gasqualität ist die Standzeit der Vorrichtung gemäß DE 199 37 524 Al sehr stark eingeschränkt.
Dieser Vorgang wird durch die Inhomogenität der Abprodukte und
Abfallstoffe noch verstärkt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Thermolysereaktor und Verfahren zum Betreiben eines solchen in einer Anordnung zur thermischen Zersetzung von Abprodukten und Abfällen anzugeben, die die zuvor stehend genannten Nachteile des Standes der Technik vermeiden, insbesondere eine Fortbewegung des Gutes in der Art und
Weise organisieren, so dass ein stabiler Temperaturverlauf gewährleistet ist, eine kontinuierliche sowie stabile temperaturgefuhrte Steuerung des
Verfahrensablaufes ermöglicht wird und eine konstante Gasqualität bei langer Standzeit garantiert wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des 1. Patentanspruchs und des 12. Patentanspruchs gelöst.
Weitere günstige Ausgestaltungsmöglichkeiten der Erfindung sind in den nachgeordneten Patentansprüchen angegeben.
Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass der erfindungsgemäße Thermolysereaktor einen Doppelmantel umfasst, in dessen Inneren
(zwischen dem äußeren und dem inneren Mantel) sich ein Wärmeträger, vorzugsweise Thermalöl, befindet, wobei der Doppelmantel einen Reaktorraum mit Förderwerkzeug umschließt, der Wärmeträger im Betriebszustand des Thermolysereaktors die Thermolysereaktor- temperatur des Doppelmantels vergleichmäßigt und die thermo- chemische Umsetzung (Pyrolyse und partielle Oxidation) des Rohmaterials / der vorgetrockneten festen Abfallstoffe, im folgendem als Gut bezeichnet, unter leichtem Unterdruck durchführbar ist. Das Förderwerkzeug / die Förderwerkzeuge können gemäß der Erfindung zusätzlich mit Mischwerkzeugen ausgestattet sein.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der schematischen Zeichnungen und dem Ausführungsbeispiel näher erläutert, ohne auf diese beschränkt zu werden. Es zeigen:
Fig. 1 : schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Thermolysereaktors
Fig. 2: einen Querschnitt des Thermolysereaktors gemäß Fig. 1 und
Fig. 3 eine schematische Übersichtsdarstellung einer Anordnung zur thermischen Zersetzung von Abprodukten und Abfallstoffen mit einer möglichen Einbauform des Thermolysereaktors gemäß Fig. 1 diese Anordnung.
Der in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellte Thermolysereaktor ist doppelwandig ausgeführt (besteht aus einem Doppelmantel) und in seinem Innenraum (1), welcher durch den Doppelmantel umschlossen ist, sind thermo-chemische Umsetzungen (Pyrolyse und partielle Oxidation) von Gut unter leichtem Unterdruck durchführbar.
Der Doppelmantel weist einen Eintrag (2) auf, über den im Betriebszustand des Thermolysereaktors zerkleinerte, selektierte, vorgewärmte und vorgetrocknete festen Abfallstoffe (Gut), in den Innenraum (1) des Thermolysereaktors zuführbar sind. Beim Eintrag des Gutes ist zu beachten, dass nur sehr geringe Mengen an Umgebungsluft mit in den Innenraum (1) des Thermolysereaktors gelangen. Dafür wird gemäß der Erfindung vorzugsweise eine Zellradschleuse verwendet. Der Innenraum (1) des Thermolysereaktors wird vom Innenmantel (3), welcher vorzugsweise rohrförmig ausgeführt wird, umgeben. An den Enden wird der Innenraum (1) von Deckeln (4) begrenzt. Der Innenmantel (3) ist von einem Außenmantel (5) umgeben, so dass zwischen Innenmantel (3) und Außenmantel (5) ein Spalt (6) besteht.
Dieser Spalt (6) ist an den Enden des durch Innenmantel (3) und Außenmantel (5) gebildeten Doppelmantels gegenüber der Umgebung abgeschlossen.
In diesem Spalt (6) befindet sich ein Wärmeträger, vorzugsweise ein flüssiger Wärmeträger. besonders vorteilhaft Thermalöl, welcher / welches die Thermolysereaktortemperatur im Betriebszustand des Reaktors vergleichmäßigt.
Der flüssige Wärmeträger ist dem Spalt (6) über einen Zufuhrungsstutzen (7) zuführbar und über einen Abführungsstutzen (8) abfuhrbar. Der flüssige Wärmeträger wird im Spalt (6) durch eine geeignete Führung (9), vorzugsweise spiralförmig ausgeführt, strömungstechnisch geleitet.
Durch die Führung (9) im Spalt (6) kommt es zu einer gezielten Strömungsfuhrung um den Innenmantel (3) und somit zu einer verbesserten Wärmeübertragung in den Innenraum (1) des Thermolysereaktors und damit zu einer gezielten Temperaturstabilität für den Thermolyseprozess. Des Weiteren verhindert die Führung (9) die Ausbildung von Strömungstotzonen.
Zur Verminderung der Abstrahlungswärme ist der Außenmantel (5) mit einer geeigneten Isolierung (10) zu versehen.
Das zu behandelnde Gut wird im Betriebszustand des Thermolysereaktors mittels Förderwerkzeug (11), das vorzugsweise als Wendel/Schnecke ausgeführt ist, kontinuierlich vom Eintrag (2) in Richtung Austrag (12) geführt. Das Förderwerkzeug (11) ist vorzugsweise auf einer zentral in den Deckeln (4) gelagerten Welle (13) platziert. Zur besseren Durchmischung des Gutes können die Förderwerkzeuge (11) zusätzlich mit Mischwerkzeugen (14) ausgestattet sein.
Der Thermolysereaktor ist geneigt, vorzugsweise mit einem Neigungswinkel von 25°, aufgestellt, so dass der Austrag (12) oberhalb des Eintrags (2) liegt. Diese Neigung trägt zu einer verbesserten Durchmischung des Gutes bei.
Die Welle (13) wird eintragsseitig durch den Deckel (4) geführt und außerhalb des Thermolysereaktors mittels Getriebemotor (15), am Außenmantel (5) befestigt, über Kette (16) und Zahnrad (17) angetrieben.
Die Welle (13) ist als Rohr zur Aufnahme eines Wärmeträgers, vorzugsweise Thermalöl, ausgeführt.
Der Wärmeträger selbst wird über ein zentral gelagertes Innenrohr (18) mittels außerhalb des Thermolysereaktors angeordneter Drehdurchführung (19) und Wärmeträgereintrag (20) in die Welle (13) eingebracht und über den damit verbundenen Wärmeträgeraustrag (21) wieder abgeführt.
Der Wärmeträger wird derart geführt, dass er sowohl in der Welle (13) als auch im Spalt (6) von der Austragseite zur Eintragsseite fließt. Zur Sicherstellung der verfahrenstechnischen Prozessführung befinden sich am Außenmantel (5), vorzugsweise in axialer Anordnung, Messstutzen (24) zur Aufnahme von Sensoren.
Das Gut gelangt vorzugsweise mit einer Temperatur von 5O0C bis 1000C, einer Restfeuchte von 10 bis 20 Ma% und einer Kantenlänge bis ca. 35 mm in den Thermolysereaktor. Beim Transport durch den Thermolysereaktor wird das Gut mittels zugeführtem Vergasungsmittel, vorzugsweise Luft und Wasserdampf, erwärmt. Das Vergasungsmittel, welches vorzugsweise vor dem Thermolysereaktor auf eine Temperatur von 2500C bis 4000C vorgewärmt wird, gelangt in den Innenraum (1) durch einen und/oder mehreren Vergasungsmitteleinträgen (22) und einem Verteiler (23). Der Verteiler (23), vorzugsweise wie in Fig. 2 dargestellt als halbschalenförmig perforiertes Faltenblech ausgeführt und im unteren Bereich des Innenraums (1) des Thermolysereaktors platziert, sorgt für eine gleichmäßige Verteilung des zwischen Innenmantel (3) und Verteiler (23) geführten Vergasungsmittels auf das Gut.
Der Verteiler (23) kann auch als medienführender perforierter Profilquerschnitt ausgeführt sein und direkt mit den Vergasungsmitteleinträgen (22) verbunden sein.
Des Weiteren wird das Gut durch die umlaufenden Wärmeträger im Spalt (6) und Welle (13) erwärmt.
Der Wärmeträger im Spalt (6) und innerhalb der Welle (13) weist im Betriebszustand des Thermolysereaktors eine Temperatur von bis zu ca 350 0C auf. Durch die Wärmezufuhr wird das Gut zuerst getrocknet und anschließend beginntes zu pyrolysieren.
Die bei der Pyrolyse freigesetzten Gase reagieren zum Teil mit dem Vergasungsmittel und erzeugen so einen Teil der Prozesswärme. Verfahrensgemäß wird der Vergasungsmittelstrom so begrenzt, dass keine vollständige Verbrennung des Gutes stattfindet. Im Zuge der partiellen Oxidation des Gutes erwärmt sich dieses vorzugsweise auf 4000C bis 5000C.
Nach dem Durchlaufen des Thermolysereaktors hat sich das komplette Gut in kohlenstoffhaltige feste Partikel (koksähnlich) und kohlenwasserstoffhaltiges Gas umgesetzt. Sowohl die festen wie auch die flüchtigen Bestandteile werden über den Austrag (12) abgeführt. Aufgrund der verfahrensgemäß im Thermolysereaktor stattfindenden partiellen Oxidation ergibt sich ein axiales Temperaturprofil innerhalb des Thermolysereaktors. Die Temperatur steigt von ca. 1000C am Eintrag auf 4000C bis 5000C am Austrag.
Da der umlaufende flüssige Wärmeträger erfindungsgemäß eine Temperatur von bis zu ca. 35O0C aufweist, wird im Bereich des
Eintrags (2) Wärme vom Wärmeträger auf das Gut übertragen. Im Bereich des Austrags (12) wird hingegen Wärme vom Gut auf den Wärmeträger übertragen. So kommt es zu einer Vergleichmäßigung der axialen Temperaturverteilung innerhalb des Thermolysereaktors. Der in Spalt (6) und Welle (13) umlaufende flüssige Wärmeträger, besonders vorteihaft Thermalöl, sorgt erfindungsgemäß durch die Wärmeübertragung zwischen Gut und Wärmeträger nicht nur für eine Prozessstabilität, sondern beugt auch möglichen lokalen Überhitzungen des Thermolysereaktors vor.
Lokale Überhitzungen können sich z.B. aufgrund einer inhomogenen Abprodukt - und Abfallstoffkonsistenz ergeben und würden zu einer Instabilität des Thermolyseprozesses und darüber hinaus zu erheblichen Materialbelastungen fuhren.
Der zuvor stehend beschriebene Thermolysereaktor kann, wie in Fig. 3 dargestellt, an Stelle eines bisher bekannten Reaktors in eine bestehende oder neu zu errichtende Anordnung zur thermischen Zersetzung von
Abprodukten und Abfallstoffen eingebaut werden.
Durch diesen Einbau werden gegenüber dem Stand der Technik die nach der Entgasung und/oder Vergasung der Abprodukte und Abfallstoffe verbleibenden Restprodukte weiter und nahezu vollständig umsetzt bzw. verwertet.
Alle in der Beschreibung, den Ausführungsbeispielen und den nachfolgenden Ansprüchen dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.
Bezugszeichenliste
1 Innenraum
2 Eintrag
3 Innenmantel
4 Deckel
5 Außenmantel
6 Spalt
7 Zuführungsstutzen
8 Abföhrangsstutzen
9 Führung
10 - Isolierung
11 - Förderwerkzeug
12 - Austrag
13 - Welle
14 - Mischwerkzeug
15 - Getriebemotor
16 - Kette
17 - Zahnrad
18 - Innenrohr
19 - Drehdurchführung
20 - Wärmeträgereintrag
21 - Wärmeträgeraustrag
22 - Vergasungsmitteleintrag
23 - Verteiler
24 - Messstutzen

Claims

Patentansprüche
1. Thermolysereaktor umfassend einen Außenmantel (5) und einen Innenmantel (3), die einen Doppelmantel ausbilden, wobei der Innenmantel (3) vom Außenmantel (5) umgeben ist, so dass zwischen dem Innenmantel (3) und dem Außenmantel (5) ein Spalt (6) besteht, der Doppelmantel einen Eintrag (2), einen Austrag (12), mindestens einen Vergasungsmitteleintrag (22) und einen Verteiler (23) besitzt und der Innenmantel (3) einen Innenraum (1) umschließt, der an den Enden von Deckeln (4) begrenzt ist, der Spalt (6) an den Enden des durch Innenmantel (3) und Außenmantel (5) gebildeten Doppelmantels gegenüber der Umgebung abgeschlossen und die Deckel (4) eine Welle (13) lagern, wobei sich in dem Spalt (6) und der Welle (13) ein Wärmeträger befindet, die Welle (13) zentral in den Deckeln (4) gelagerte ist sowie ein Förderwerkzeug (11) trägt, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeträger flüssig ist und der Verteiler (23) einen profilierten Querschnitt aufweist.
2. Thermolysereaktor gemäß Anspruch I5 dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeträger Thermalöl ist.
3. Thermolysereaktor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Eintrag (2) eine Zellradschleuse aufweist.
4. Thermolysereaktor gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt (6) einen Zufuhrangsstutzen (7) und einen Abführungsstutzen (8) aufweist.
5. Thermolysereaktor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt (6) eine Führung (9) aufweist.
6. Thermolysereaktor gemäß Ansprach 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung (9) spiralförmig ist.
7. Thermolysereaktor gemäß Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderwerkzeuge (11) Mischwerkzeuge (14) tragen.
8. Thermolysereaktor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verteiler (23) als halbschalenförmiges Faltenblech ausgeführt ist und direkt mit den Vergasungsmitteleinträgen (22) verbunden ist.
9. Thermolysereaktor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (3) eine Drehdurchfuhrang (19) und einen Wärmeträgereintrag (20) aufweist.
10. Thermolysereaktor gemäß einem oder mehrerer der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenmantel (5) von einer Isolierung (10) umgeben ist.
11. Verfahren unter Verwendung eines Thermolysereaktors gemäß einem der voran stehenden Ansprüche bei dem der Thermolysereaktor geneigt ist, so dass der Austrag (12) oberhalb des Eintrags (2) positioniert wird, die Welle (13) angetrieben wird, in der Welle (13) und dem Doppelmantel erwärmter flüssiger Wärmeträger von der Austrags- zur Eintragsseite des Thermolysereaktors bewegt wird, dieser flüssige Wärmeträger im Spalt (6) durch die Führung (9) strömungstechnisch geleitet wird, wobei das zu behandelnde Gut mittels Förderwerkzeug (11) vom Eintrag (2) in Richtung Austrag (12) geführt und bei diesem Transport mittels zugeführtem Vergasungsmittel erwärmt wird, wobei das Verfahren unter leichtem Unterdruck betrieben wird.
12. Verfahren gemäß Anspruch H5 dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des Wärmeträgers im Bereich von 2800C liegt.
13. Verfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der flüssige Wärmeträger dem Spalt (6) über den Zuführungsstutzen (7) zugeführt und über den Abfuhrungsstutzen (8) abgeführt wird.
14. Verfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der flüssige Wärmeträger über eine Drehdurchführung (19) und einen Wärmeträgereintrag (20) in die Welle (13) eingebracht und über den damit verbundenen Wärmeträgeraustrag (21) wieder abgeführt wird.
15. Verfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel 25° beträgt.
16. Verfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das zu behandelnde Gut mittels Förderwerkzeug (11) kontinuierlich bewegt wird.
17. Verfahren gemäß Ansprach 11, dadurch gekennzeichnet, dass das
Vergasungsmittel auf eine Temperatur von 250 0C bis 450 0C vorgewärmt wird und nach dem Vorwärmen durch einen und/oder mehreren Vergasungsmitteleinträge (22) und einem Verteiler (23) in den Innenraum (1) gelangt.
18. Verfahren gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Verteiler (23), vorzugsweise als halbschalenförmig perforiertes
Faltenblech ausgeführt und im unteren Bereich des Innenraums (1) des Thermolysereaktors platziert ist und für eine gleichmäßige Verteilung des zwischen dem Innenmantel (3) sowie dem Verteiler (23) geführten Vergasungsmittels auf das Gut sorgt.
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