EP2413032B1 - Schachtofen zur Verschwelung organischer Feststoffe - Google Patents

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EP2413032B1
EP2413032B1 EP11006188.4A EP11006188A EP2413032B1 EP 2413032 B1 EP2413032 B1 EP 2413032B1 EP 11006188 A EP11006188 A EP 11006188A EP 2413032 B1 EP2413032 B1 EP 2413032B1
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EP
European Patent Office
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carbonization
shaft furnace
raw materials
pyro
coal
Prior art date
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Not-in-force
Application number
EP11006188.4A
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French (fr)
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EP2413032A3 (de
EP2413032A2 (de
Inventor
Robert Stadelmann
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Ms-Technologie GmbH
Original Assignee
Ms-Technologie GmbH
MS Technologie GmbH
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Publication date
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Publication of EP2413032A3 publication Critical patent/EP2413032A3/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G7/00—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
    • F23G7/10—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of field or garden waste or biomasses
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/24—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having a vertical, substantially cylindrical, combustion chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2203/00—Furnace arrangements
    • F23G2203/103—Furnace arrangements with roller grate
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2209/00—Specific waste
    • F23G2209/26—Biowaste

Definitions

  • the present invention relates to a shaft furnace for the continuous charring of organic residues to pyrocarbon at elevated temperatures according to the claims.
  • pyrocarbon is particularly suitable for the substitution of fuel oil in building-integrated use for apartment buildings and in small businesses and can be used in combined heat and power plants (below 200 kW ( th ) [kW of thermal origin]) also off-grid. It is also known efforts to process wet biomass such as pomace in wine and fruit growing or Siebreste of composting or municipal wastewater plants by Verschwelen also to Pyrokohle and to use the Pyrocarbon as fertilizer.
  • the "black soils" ⁇ TERRA PRETA (Brazil) or ⁇ CHERNOSEM (of Ukraine and Russia) are the most fertile soils in the world, because of the content of pyrogenic carbon C pyr , in the humus.
  • DE 102005045166 is a pyrolysis reactor for the production of pyrocarbon from wet biomass known, which extends approximately horizontally, works continuously by the biomass is transported via gas-tight locks of two intermeshing snails to fuming the pyrocarbon, so that a uniformly fine-grained pyrocarbon is formed and while the thermal energy of the carbonization heats the pyrolysis reactor.
  • the present invention seeks to achieve the continuous carbonization of organic raw materials and residues without the use of high-quality, expensive alloys for the reactor and without forced feed of the residues in the reactor and without too high temperatures, as in the claims of the prior art, by a simple, robust and energetically efficient furnace is proposed for the production of the pyrocarbon.
  • the invention uses its own gravity to promote the raw materials and in countercurrent the natural train of carbonization.
  • the advantages achieved by the invention are the abandonment of the forced transport of organic residues, the simple construction of the carbonization of well-known and proven refractory and inexpensive mortars and masses and the use of significantly lower process temperatures than the prior art.
  • At least one rotating disc grate roller [6.0 '] is used for carrying the ember bed [9.0] and discharging the pyrocarbon [9.1] from the ember bed [9.0].
  • a discharge screw [6.3] is used to discharge the pyrocarbon [9.1] into a trough open at the top and at one end. This discharge screw [6.3] with the pyrocarbon [9.1] prevents the ingress of external air into the smoldering chamber [4] or at least impedes the penetration of the air into the shaft furnace [1].
  • the shaft furnace 1 consists of a feed region of the raw materials 3.1, 3.2 from the carbonization chamber 4; the place of preparation of the raw materials 3.1, 3.2 and the ember bed 9.0; the point of fumigation of the raw materials 3.1, 3.2 to pyrocarbon 9.1 and from the extraction zone of the pyrocarbon 9.1.
  • the intended for pyrolysis humid raw materials 3.1 arrive from the silo 2 via the dosing 6.1 in the smoldering chamber 4 of the shaft furnace 1 to the raw materials 3.1 reach the monitored by the level monitor 7 level 4.1 and rotate the in the Fig. 1 indicated Schufelchens the level monitor 7 to prevent spinning.
  • the blockade of the level controller 7 takes the control 100 true and blocks the promotion of the raw materials 3 of the metering screw 6.1 via the controller 100 until the level controller 7 begins to rotate and the promotion of raw materials 3.1 can be continued.
  • the multi-stage exhaust hood 16 sucks the air of the hot air blower 14.0 up to 600 ° C via the supply air flap 10.6 supply air and via the hot air flap 14.1, so that the raw materials 3.2 wither in the area of the ember bed 9.0, start to burn and after a few minutes to glow.
  • the inlet flap 10.6 is controlled in the controller 100 so that in the heat exchanger of the raw material heating 12.0 an optimal mixture of the carbonization 5 with the air for the burner 10.4 is created, with the advantage that the carbonization gases are completely burned and no Excess supply of supply air is present, because this would "cost" the plant energy.
  • the fuming of the raw materials 3.1 takes until the raw materials 3.2 to pyrocarbon 9.1 annealed and transported with the counter-rotating Scheibenrostwalzen 6.0 ', 6.0 "and excreted by the discharge screw 6.3 from the shaft furnace 1 and the irrigated storage container of the pyrocarbon 9.2
  • the counter-rotating disc grate rollers 6.0 ', 6.0 are preferably in pairs and according to the Fig.1 and Fig. 2 designed interlocking, so that they move the embers of the pyrocarbon 9.1 continuously in the discharge screw 6.3.
  • the discharge screw 6.3 conveys the hot pyrocarbon 9.1 so from the shaft furnace 1, that as little as possible air can get into the carbonization chamber 4 by removing the pyrocarbon.
  • the storage container 9.2 of the pyrocarbon according to Fig. 1 and Fig. 3 sprayed or filled with water 9.3 and as an additional safety measure the controller 100 with the thermometer 8.4 monitors the temperature of the pyrocarbon 9.1.
  • the precipitated by the dust separators 5.1 carbon black soot 21 of the carbonization gases 5 is disposed of via the metering screw 6.4 in the carbonization Russ actuallyer 22.
  • the raw materials 3.1 and 3.2 of FIG. 1 differ in moisture content.
  • Silo 2.1 contains 3.1 air-dry wood with 15 to 18% moisture as raw material and 3.2 contains 3.2 freshly beaten green wood with 40 to 60% water as raw material
  • FIG. 1 offers the possibility to bring the raw materials 3.1, 3.2, 3.n alternately, sequentially or according to a recipe via the controller 100 in the carbonization chamber 4 of the shaft furnace 1.
  • the required for the carbonization 5 stoichiometric reaction of the amount of air is determined.
  • the residual oxygen content in the exhaust gas as usual in the condensing boilers, determined with the lambda probe 8.7 and the excess air with the multi-stage Exhaustor 16 and the inlet flap 10.6 so regulated that the lambda value is greater than 1.0.
  • the hot air flaps 14.1 and the inlet flap 14.6 as in Fig. 3 indicated with weight or not shown springs, so that they emergency shut the shaft furnace 1 automatically to reduce the risk of fire.
  • the Figures 1 and 2 show the structural design of the shaft furnace 1 with the longitudinal and the cross section. Because the present invention carbonized the raw materials, working with negative pressure and the access of the ambient air in the supply of raw materials and the removal of the pyrocarbon 9.1 - in accordance with fire regulations - permanently prevented. This object is achieved by the invention in the field of supply by the shaft furnace, instead of locks, according to the prior art, with the raw materials 3.1, 3.2 of the silos 2.1, 2.2 ago with the metering screws 6.1, 6.2 is acted upon so that the mass the raw materials the supply channels of the air in the metering screws 6.1, 6.2 of the shaft furnace clogged.
  • FIG. 1 shows that the pyrocarbon 9.1 produced in the ember bed 9.0 of the shaft furnace 1 without lock from the Schwelhunt 4.0 is encouraged.
  • FIG. 3 shows the equipment necessary for this advantageous promotion of the pyrocarbon 9.1 and their arrangement in and on the shaft furnace 1.
  • the ember bed 9 is missing, but its location is indicated by the ember bed thermometer 8.1.
  • the two disc grate rollers 6.0 'and 6.0 engage each other and are arranged above the discharge screw 6.3 and convey the pyrocarbon 9.1 into the sump of the discharge screw 6.3.
  • the conveying gap between the two discharge rollers 6.0 ' is used, so that the pyrocarbon 9.1 can fall into the upwardly open trough with the discharge screw 6.3.
  • the discharge screw 6.3 conveys the pyrocarbon 9.1 from the shaft furnace 1 through the circular opening of the wall of the shaft furnace 1 against the overflow threshold 9.1, so that a steadily sealing congestion of the pyrocarbon 9.1 is produced by the promotion.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schachtofen für die kontinuierliche Verschwelung organischer Reststoffe zu Pyrokohle bei erhöhten Temperaturen gemäss den Patentansprüchen.
  • Bekannt ist, dass durch Verschwelen von Stroh, Holzresten, Ästen, Sträuchern oder Strauchschnitten Pyrokohle entsteht und, dass die Pyrokohle eine wesentlich höhere Energiedichte als Scheitholz oder Holzpellets hat und sich in Feuerungen vom Stand der Technik automatisiert verfeuern lässt. Somit eignet sich Pyrokohle vorzüglich zur Substitution von Heizöl beim gebäudeintegrierten Einsatz für Mehrfamilienhäuser sowie im Kleingewerbe und lässt sich in Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen (unterhalb 200 kW(th) [kW thermischer Herkunft]) auch netzunabhängig nutzen. Bekannt sind ferner Bestrebungen, feuchte Biomasse wie Trester beim Wein- und Obstbau oder Siebreste von Kompostieranlagen oder kommunalen Abwasseranlagen durch Verschwelen auch zu Pyrokohle zu verarbeiten und die Pyrokohle als Dünger zu verwenden. Denn wie die landwirtschaftliche Forschung weiss, sind die "schwarze Erden" ≡ TERRA PRETA (Brasilien) oder ≡ TSCHERNOSEM (der Ukraine und Russland) die ertragreichsten Böden der Welt, wegen des Gehalts an pyrogenem Kohlenstoff Cpyr, im Humus.
  • Aus diesen Gründen sieht die moderne Landwirtschaft das Potential der Pyrokohle für die Ertragserhöhung im Acker; als Düngungsmittel, Feuchte-Reservoir und zugleich als Biotop für Klein- und Kleinst-Lebewesen. Ausserdem soll nach Meinung der aktuellen Klimaforschung das Ansetzen von Böden mit Pyrokohle die Rezirkulation des Kohlendioxyds in die Atmosphäre verzögern und somit das Auskuppeln von CO2 aus der Atmosphäre ermöglichen. Daher spricht die Klimaforschung beim Einsatz der Pyrokohle in Ackerböden bereits von Klimafarming. Die Gründe für die Herstellung sowie die Nutzung der Pyrokohle sind somit mannigfaltig und zukunftsweisend.
  • Vom Stand der Technik DE 102005045166 ist ein Pyrolysereaktor für die Herstellung von Pyrokohle aus feuchter Biomasse bekannt, der sich etwa waagrecht erstreckt, kontinuierlich arbeitet, indem die Biomasse über gasdichte Schleusen von zwei sich ineinander kämmenden Schnecken bis zum Verschwelen zur Pyrokohle befördert wird, so dass eine einheitlich feinkörnige Pyrokohle entsteht und dabei die thermische Energie der Schwelgase den Pyrolysereaktor heizt.
  • Der Nachteil des Pyrolysereaktors ist trotz allen Vorzügen, dass die Rohstoffe die zwangsweise Förderung mit Doppelschnecken und Zellenradschleusen anfällig machen, so dass das Konzept ungeeignet zu sein scheint.
  • Bekannt ist ferner aus der Schrift GB2466260 für die Synthesegasherstellung ein senkrecht stehender Reaktor, in dem die Abfälle von der Schwerkraft bewegt einen Abfallstrom bilden und dabei die Reduktionszone, den Synthesegaspolierbereich und die Pyrolysezone passieren. Danach verlässt das Synthesegas seitlich den Bodenbereich des Reaktionsbehälters und die Asche der Abfälle wird durch eine Förderschnecke ausgetragen.
  • Die vorliegende Erfindung will die kontinuierliche Verschwelung organischer Roh- und Reststoffe ohne den Einsatz hochwertiger, teurer Legierungen für den Reaktor und ohne zwangsweise Vorschub der Reststoffe im Reaktor und ohne zu hohe Temperaturen, wie sie in den Ansprüchen des Standes der Technik stehen, erreichen, indem ein einfacher, robuster und energetisch effizienter Ofen für die Herstellung der Pyrokohle vorgeschlagen wird.
  • Die Erfindung nutzt die eigene Schwerkraft zur Förderung der Rohstoffe und im Gegenstrom den natürlichen Zug der Schwelgase. Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind der Verzicht auf den erzwungenen Transport der organischen Reststoffe, der einfache Aufbau der Schwelkammer aus altbekannten und bewährten feuerfesten und preiswerten Mörteln und Massen und die Verwendung von deutlich tieferen Prozesstemperaturen als vom Stand der Technik.
  • Für das Tragen des Glutbetts [9.0] und Austragen der Pyrokohle [9.1] aus dem Glutbett [9.0] dient mindestens eine rotierende Scheibenrostwalze [6.0']. Für das Austragen der Pyrokohle [9.1] in einen nach oben und an einem Ende offenen Trog dient eine Austragsschnecke [6.3]. Diese Austragsschnecke [6.3] mit der Pyrokohle [9.1] verhindert das Eindringen der Aussenluft in die Schwelkammer [4] oder erschwert zumindest das Eindringen der Luft in den Schachtofen [1].
  • Nachfolgend ist die Erfindung anhand von einem Ausführungsbeispiel wie folgt gezeigt:
    • Fig.1
    Der Schachtofen (1) im Längsschnitt mit dosierbarer Beschickung der Rohstoffe (3.1, 3.2) für die Erzeugung von Pyrokohle (9.1) aus feuchten (3.1) und trockenen (3.2) biologischen Stoffen.
    Fig.2
    Der Schachtofen (1) der Figur 1 im Querschnitt mit sich kämmenden Scheibenrosten (6.0', 6.0") und einer Austragsschnecke (6.3) in Betrieb.
    Fig.3
    Das Konzept des Schachtofens (1) der Figuren 1 und 2 mit der Peripherie.
  • Gemäss den Fig. 1, 2 und 3 besteht der Schachtofen 1 aus einem Zuführbereich der Rohstoffe 3.1, 3.2 aus der Schwelkammer 4; dem Aufbereitungsort der Rohstoffe 3.1, 3.2 und dem Glutbett 9.0; dem Verschwelungsort der Rohstoffe 3.1, 3.2 zu Pyrokohle 9.1 sowie aus der Entnahmezone der Pyrokohle 9.1.
    Die für die Pyrolyse bestimmten feuchten Rohstoffe 3.1 gelangen aus dem Silo 2 über die Dosierschnecke 6.1 in die Schwelkammer 4 des Schachtofens 1 bis die Rohstoffe 3.1 den vom Füllstandwächter 7 überwachten Füllstand 4.1 erreichen und das Rotieren des in der Fig. 1 angedeuteten Schäufelchens des Füllstandwächters 7 am Durchdrehen verhindern. Die Blockade des Füllstandwächters 7 nimmt die Steuerung 100 wahr und blockiert die Förderung der Rohstoffe 3 der Dosierschnecke 6.1 über die Steuerung 100 so lange, bis der Füllstandwächter 7 zu rotieren beginnt und die Förderung der Rohstoffe 3.1 fortgesetzt werden kann.
  • Beim Anfahren der Anlage, gemäss der Fig. 1 und 3 saugt der Mehrstufen-Exhaustor 16 über die Zuluftklappe 10.6 Zuluft und über die Heissluftklappe 14.1 die Luft des Heissluftgebläses 14.0 mit bis zu 600°C an, so dass die Rohstoffe 3.2 im Bereich des Glutbettes 9.0 verdorren, zu brennen beginnen und nach wenigen Minuten zu Glut werden. Das Erreichen der Glutbett-Temperatur von 450° C wird nach fünf, sechs Minuten vom Glutbett-Thermometer 8.1 an die Steuerung 100 gemeldet, so dass das Heissluftgebläse 14.0 ausgeschaltet, die Heissluftklappe 14.1 geschlossen und die Zuluftklappe 10.6 so gestellt wird, dass der Wert der Lambda-Sonde 8.7 mindestens λ = 1,0 beträgt. Mit der Lambda-Sonde 8.7 wird die Zuluftklappe 10.6 in der Steuerung 100 so geregelt, dass im Wärmetauscher der Rohstoffheizung 12.0 ein optimales Gemisch der Schwelgase 5 mit der Luft für den Brenner 10.4 entsteht, mit dem Vorteil, dass die Schwelgase vollständig verbrannt werden und kein Überangebot von Zuluft vorhanden ist, denn dies würde die Anlage Energie "kosten".
  • Die Schwelgase verlassen die Schwelkammer 4 über die Schwelgasleitung 5, verlieren ihren Russanteil im vorzugsweise zyklonartigen Staubabscheider 5.1 und gelangen über den Rekuperator 10.8, wo sie die frische Zuluft erwärmen, um anschliessend im Brenner 10.4 mit der zufliessenden Zuluft zu verbrennen und die Heizung der Rohstoffe 12.0 mit Wärme zu speisen.
  • Im Glutbett 9.0 dauert das Abschwelen der Rohstoffe 3.1 so lange bis die Rohstoffe 3.2 zu Pyrokohle 9.1 ausgeglüht und mit den gegenläufig rotierenden Scheibenrostwalzen 6.0', 6.0" befördert und von der Austragsschnecke 6.3 aus dem Schachtofen 1 ausgeschieden werden und in den bewässerten Lagerbehälter der Pyrokohle 9.2 gelangen. Die gegenläufig rotierenden Scheibenrostwalzen 6.0', 6.0" sind vorzugsweise paarweise und gemäss der Fig.1 und Fig. 2 ineinandergreifend gestaltet, so dass sie die Glut der Pyrokohle 9.1 fortlaufend in die Austragsschnecke 6.3 bewegen. Die Austragsschnecke 6.3 fördert die heisse Pyrokohle 9.1 so aus dem Schachtofen 1, dass durch die Entnahme der Pyrokohle möglichst wenig Luft in die Schwelkammer 4 gelangen kann. Um die Selbstentzündung der Pyrokohle 9.1 zu verhindern, wird der Lagerbehälter 9.2 der Pyrokohle gemäss den Fig. 1 und Fig. 3 mit Wasser 9.3 bespritzt oder gefüllt und als zusätzliche Sicherheitsmassnahme überwacht die Steuerung 100 mit dem Thermometer 8.4 die Temperatur der Pyrokohle 9.1.
  • Der von den Staubabscheidern 5.1 ausgeschiedene Schwelgas-Russ 21 der Schwelgase 5 wird über die Dosierschnecke 6.4 in den Schwelgas-Russbehälter 22 entsorgt.
  • Die Rohstoffe 3.1 und 3.2 der Figur 1 unterscheiden sich im Feuchtegehalt. Wenn zum Beispiel das Silo 2.1 als Rohstoff 3.1 lufttrockenes Holz mit 15 bis 18 % Feuchte enthält und das Silo 2.2 als Rohstoff 3.2 frisch geschlagenes grünes Holz mit 40 bis 60 % Wasser enthält, lohnt es sich nicht, den Rohstoff 3.1 mit 4 bis 4,4 kWh/kg Heizwert zu trocknen, den Rohstoff 3.2 aber schon! weil die Feuchtigkeit den Heizwert von 4 bis 4,4 auf 1,9 kWh/kg ≥ 50 % verringert.
  • Die vorgeschlagene Anordnung der Figur 1 bietet die Möglichkeit, die Rohstoffe 3.1, 3.2, 3.n alternierend, sequentierend oder nach einem Rezept über die Steuerung 100 in die Schwelkammer 4 des Schachtofens 1 zu bringen.
  • Für die Regelung der verhältnismässig langsamen Vorgänge ist eine Vielzahl fest verdrahteter Logik- oder Regelkreise der Speicher Programmierbaren Steuerung (SPS) ausreichend. Dennoch wird der Einsatz eines Mikrocomputers für die Steuerung 100 der Pyrokohle-Herstellung vorgeschlagen, weil einschlägige Produkte preiswert und ihre Vernetzung mit den Sensoren und Aktuatoren einfacher ist als die der SPS Steuerungen.
  • Dabei gilt, dass die Messwerte der Sensoren
    • des Füllstandwächters 7,
    • die Temperatur
      • der Schwelkammer 8.0
      • vom Glutbett 8.1
      • der Schwelgase 8.2
      • der Pyrokohle 8.4
      • der Abgase 8.5, sowie
    • den Sauerstoffgehalt der Abgase mit der Lambda-Sonde 8.7
    ermitteln und die Signale im A/D Wandler 140 im Mikroprozessors 110 der Steuerung 100 in Zahlenwerte wandeln und über den Mikroprozessor 110 mit den Rechenroutinen des Flash-Speichers 130 zu Befehlen formen und über die Schnittstellen 120 zur Betätigung der Antriebe der Dosierschnecken 6.1 bis 6.5 zum Schalten des Heissluftgebläses 14.0 und Regeln der Heissluftklappe 14.1 und zum Schalten der Zuluftklappe 10.6 des Mehrstufen-Exhaustors 15 sowie das Ein- und Ausschalten der Umwälzpumpe der Rohstoffheizung weitergeben.
  • Damit für die in der Fig. 3 vorgeschlagene Ausführung weder Überschuss noch Mangel an Sauerstoff im Abgas herrscht, wird die für die Schwelgase 5 benötigte stöchiometrische Reaktion der Luftmenge ermittelt. Dazu wird der Restsauerstoffgehalt im Abgas, wie bei den Brennwertkesseln üblich, mit der Lambda-Sonde 8.7 bestimmt und der Luftüberschuss mit dem mehrstufigen Exhaustor 16 und der Zuluftklappe 10.6 so geregelt, dass der Lambdawert grösser 1,0 ist.
  • Für den Stromausfall sind die Heissluftklappen 14.1 und die Zuluftklappe 14.6 wie in Fig. 3 angedeutet mit Gewicht oder nicht gezeigten Federn versehen, damit diese notfallmässig den Schachtofen 1 selbsttätig schliessen, um die Brandgefahr zu reduzieren.
  • Die Figuren 1 und 2 zeigen den konstruktiven Aufbau des Schachtofens 1 mit dem Längs- und dem Querschnitt. Weil die vorliegende Erfindung die Rohstoffe verschwelt, wird mit Unterdruck gearbeitet und der Zutritt der Umgebungsluft bei der Zuführung der Rohstoffe und der Entnahme der Pyrokohle 9.1 - im Einklang mit den feuerpolizeilichen Vorschriften - dauernd verhindert. Diese Aufgabe löst die Erfindung im Bereich der Speisung indem der Schachtofen, an Stelle von Schleusen, gemäss dem Stand der Technik, mit den Rohstoffen 3.1, 3.2 von den Silos 2.1, 2.2 her mit den Dosierschnecken 6.1, 6.2 so beaufschlagt wird, dass die Masse der Rohstoffe die Zufuhrwege der Luft in den Dosierschnecken 6.1, 6.2 des Schachtofens verstopft.
  • Die Figuren 1 und 2 der Erfindung zeigen, dass die im Glutbett 9.0 des Schachtofens 1 erzeugte Pyrokohle 9.1 ohne Schleuse aus der Schwelkammer 4.0 gefördert wird. Die Figur 3 zeigt die für diese vorteilhafte Förderung der Pyrokohle 9.1 notwendigen Geräte und ihre Anordnung in und am Schachtofen 1. In der Figur 1 fehlt das Glutbett 9, aber dessen Stelle wird durch das Glutbett-Thermometer 8.1 angezeigt. Die beiden Scheibenrostwalzen 6.0' und 6.0" greifen ineinander und sind über der Austragsschnecke 6.3 angeordnet und fördern die Pyrokohle 9.1 in die Wanne der Austragsschnecke 6.3. Für die Aufnahme der Scheibenroste 6.0',6.0" ist die Schwelkammer 4 im unteren Bereich wannenförmig geformt. Zum Austragen der Pyrokohle 9.1 aus dem Glutbett 9.0 dient der Förderspalt zwischen den beiden Austragswalzen 6.0', so dass die Pyrokohle 9.1 in den nach oben offenen Trog mit der Austragschnecke 6.3 fallen kann. Die Austragsschnecke 6.3 fördert die Pyrokohle 9.1 aus dem Schachtofen 1 durch die kreisrunde Öffnung der Wand des Schachtofens 1 gegen die Überlaufschwelle 9.1, so dass durch die Förderung ein stetig dichtender Stau der Pyrokohle 9.1 entsteht.
    • BEZEICHNUNGEN
    • 1
    Schachtofen
    2
    Silo
    2.1
    Silo 1
    2.2
    Silo 2
    3.1
    Rohstoff A
    3.2
    Rohstoff B
    4
    Schwelkammer
    4.1
    Füllstand
    4.2
    Heissluftöffnung
    5
    Schwelgasleitung
    5.1
    Schwelgasstaubabscheider
    6
    Scheibenrostantrieb
    6.0'
    Scheibenrostwalze
    6.0"
    Scheibenrostwalze
    6.1
    Dosierschnecke Feststoffe A
    6.2
    Dosierschnecke Feststoffe B
    6.3
    Austragschnecke
    6.4 4
    Dosierschnecke Schwelgasruss
    7
    Füllstandwächter
    8.0
    Thermometer Schwelkammer
    8.1
    Thermometer Glutbett
    8.2
    Thermometer Schwelgase
    8.3
    Thermometer Brennkammer
    8.4 4
    Thermometer Pyrokohle
    8.5
    Thermometer Abgase
    8.7
    Lambda-Sonde
    8.9
    Kamin
    9.0
    Glutbett
    9.1
    Pyrokohle
    9.2
    Lagerbehälter Pyrokohle
    9.3
    Wasser
    10.4
    Brenner
    10.5
    Wärmetauscher
    10.6
    Zuluftklappe
    10.8
    Rekuperator
    12.0
    Wärmeaustauscher Rohstoffheizung
    12.1
    Heizschlange Rohstoffe B
    12.2
    Umwälzpumpe Rohstoffheizung
    14.0
    Heissluftgebläse
    14.1
    Heissluftklappe
    15
    Motor-Generator
    16
    Mehrstufen-Exhaustor
    21
    Schwelgas-Russ
    22
    Schwelgas-Russbehälter
    100
    Steuerung
    110
    Mikroprozessor
    120
    Schnittstelle
    130
    Flash-Speicher
    140
    Analog-Digitalwandler

Claims (7)

  1. Schachtofen [1] aus feuerfesten Werkstoffen, zum Verschwelen organischer Rohstoffe [3.1, 3.2] zu Pyrokohle [9.1], wobei der Schachtofen [1] von oben nach unten aus einem Zuführbereich der Rohstoffe [3.1, 3.2], aus der Schwelkammer [4]; dem Aufbereitungsort der Rohstoffe [3.1, 3.2] und des Glutbetts [9.0]; dem Verschwelungsort der Rohstoffe [3.1, 3.2] zu Pyrokohle [9.1] sowie aus der Entnahmezone der Pyrokohle [9.1] besteht, und für das Austragen der Pyrokohle in einen nach oben offenen Trog eine Austragschnecke [6.3] dient und die Austragsschnecke [6.3] mit der Pyrokohle [9.1] den Weg der Aussenluft zum Eindringen in die Schwelkammer [4] versperrt oder erschwert, dadurch gekennzeichnet, dass für die Zuführung der organischen Fest- und Reststoffe [3.1-3.n] mindestens eine Förderschnecke als Dosiereinrichtung [6.1, 6.n], und dass zum Tragen des Glutbetts [9.0] und zum Austragen der Pyrokohle [9.1] aus dem Glutbett [9.0] mindestens eine rotierende Scheibenrostwalze [6.0'] dient.
  2. Schachtofen [1] nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Schwelkammer [4] mindestens über einen Füllstandwächter [7] und mindestens einen Thermometer [8] verfügt, und dass es an der Schwelkammer [4] des Schachtofens [1] ein Heissluftgebläse [14] zum Starten der Verschwelung und einen Exhaustor [16] zum Abzug der Schwelgase [5.0], sowie eine Steuerung [100] zum Erzeugen und Erhalten des Glutbetts [9.0] und zur Steuerung der Dosiereinrichtungen [9.1] der organischen Rohstoffe und zur Steuerung der Förderung der organischen Reststoffe [9.1] gibt.
  3. Schachtofen [1] zum Verschwelen organischer Rohstoffe [3.1, 3.2] zur Pyrokohle [9.1] nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Messfühler [7] im Schachtofen [1] den Füllstand [4.1] der organischen Feststoffe [3.1-3.n] misst.
  4. Schachtofen [1] zum Verschwelen organischer Rohstoffe [3.1, 3.2] zur Pyrokohle [9.1] nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Messfühler im Schachtofen ein Füllstandwächter [7] vorzugsweise mit drehendem Flügel oder Löffel ist.
  5. Schachtofen [1] zum Verschwelen organischer Rohstoffe [3.1, 3.2] zur Pyrokohle [9.1] nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstandwächter [7] auf das vorbestimmte Füllstandniveau [4.1] gesetzt ist, periodisch ein Signal an die Steuerung [100] sendet und damit die Drehung oder das Stillstehen des Flügels oder des Löffels anzeigt
  6. Schachtofen [1] zum Verschwelen organischer Rohstoffe [3.1, 3.2] zur Pyrokohle [9.1] nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, die Steuerung einen Mikroprozessor aufweist, der die Signale für die Steuerung und Regelung des Schachtofens für die Pyrokohle [9.1] verwendet.
  7. Schachtofen [1] zum Verschwelen organischer Rohstoffe [3.1, 3.2] nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Schwelgase [5.0] in einem Brenner [10.4] verbrannt und die Wärme der Gase mit einer Rohstoffheizung [12] für die Heizung und Trocknung der Rohstoffe [31-3.n] verwendet wird.
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