EP2841531A1 - Reactor for gasifying and/or cleaning, especially for depolymerizing, plastic material and associated method - Google Patents

Reactor for gasifying and/or cleaning, especially for depolymerizing, plastic material and associated method

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EP2841531A1
EP2841531A1 EP13718508.8A EP13718508A EP2841531A1 EP 2841531 A1 EP2841531 A1 EP 2841531A1 EP 13718508 A EP13718508 A EP 13718508A EP 2841531 A1 EP2841531 A1 EP 2841531A1
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EP
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reactor vessel
metal bath
reactor
plastic material
overflow
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Withdrawn
Application number
EP13718508.8A
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Adam Handerek
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Individual
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    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B49/00—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated
    • C10B49/14—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated with hot liquids, e.g. molten metals
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    • C10B53/07—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form of solid raw materials consisting of synthetic polymeric materials, e.g. tyres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
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    • 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
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    • Y02P20/143—Feedstock the feedstock being recycled material, e.g. plastics

Definitions

  • the invention relates to a reactor for gasifying and / or purifying, in particular for depolymerizing plastic material, with (a) a reactor vessel for receiving a starting material, in particular the plastic material, (b) a metal bath, which is arranged in the reactor vessel and a liquid metallic (C) a heater for heating the plastic material in the reactor vessel; and (d) a residue removal device for at least partially removing residual materials resulting from gasification and / or purification of the starting material.
  • Such a reactor is known from WO 2010/130 404 and is used to gas plastics, in particular polymers.
  • the plastic is introduced, for example, by extruder in the reactor vessel of the reactor, where it comes into contact with a metal bath.
  • the high temperatures and the optionally present catalytic effect of the metal bath lead to the depolymerization of the plastic.
  • the starting material may comprise substances which are either completely inert or do not completely gas so as to leave residuals. These residues must be removed from the reactor vessel, so that it is continuously operable. It has been found that the removal of the residues is a limiting factor in terms of the economic operability of the reactor.
  • the invention is based, to improve the removal of the residues from the reactor vessel the task.
  • CONFIRMATION COPY DE 197 35 153 A1 describes a method and a device for the gasification of waste materials.
  • the starting material to be gasified is preferably introduced into a heated reactor already filled with liquid slag in such a way that the slag is set in rotation by a momentum transfer.
  • the organic constituents of the starting material are gasified and the mineral constituents are melted and absorbed by the slag. This leads to an increase in volume of the slag. If the slag volume exceeds a certain limit, a portion of the slag passes through a lateral opening of a pipe centrally mounted in the reactor into a water bath, where it solidifies.
  • DE 196 29 544 C2 discloses a process for the treatment of polyvinyl chloride. Again, the PVC is placed in a rotating slag bath in which a gaseous part is split off and the remainder is absorbed by the slag. Again, the resulting slag is passed through a central drain in a water bath.
  • the invention is based, to improve the removal of the residues from the reactor vessel the task.
  • the invention solves the problem by a generic reactor in which the residue removal device comprises a centrally disposed in the reactor overflow, so that floating on the metal bath residues are removable through the overflow.
  • the invention solves the problem by a method of operating such a reactor, comprising the steps of: (i) raising a level of the metal bath so that residues enter the overflow, and (ii) removing the residues through the overflow. It has been found that a centrally arranged overflow is particularly suitable for effectively removing the residues from the reactor vessel. So it is an advantage that the overflow always has the same temperature like the metal bath surrounding him. It is therefore impossible that the residues cool off when peeled off and thereby stick together.
  • the gas evolution during the operation of the reactor promotes the removal of the residues. It has surprisingly been found that the gas evolution at the radially outer edge of the interior of the reactor vessel is particularly large. The rising there gas bubbles raise the level of the metal bath on average over time, so that on the metal bath residuals experience a force radially inward ren. This results in a residual material flow radially inward, derived by the centrally arranged overflow particularly effective can be.
  • a device which receives the metal bath, the filling elements and the starting material in operation.
  • the metal bath is understood to mean a collection of liquid metal, in particular a molten metal, which is liquid at an operating temperature of the reactor.
  • the metal bath consists of Wood's metal, the Lipowitz alloy, the Newton alloy, the Lichtenberg alloy, and / or an alloy comprising gallium and indium.
  • the metal bath usually has a density of more than 9 grams per cubic centimeter, so that the starting material undergoes a strong buoyancy.
  • a melting temperature of the metallic substance is in particular at least 300 ° C. Lower melting temperatures are possible. Preferably, the melting temperature is at most 600 ° C.
  • the metal bath has a temperature of T of 300 ° C to 600 ° C.
  • the overflow is formed by a removal tube which is in thermal contact with the metal bath.
  • the sampling tube always has the same temperature as the metal bath, so that a clumping caused by cooling of the residues is avoided.
  • the sampling tube is a metal tube, in particular a ferromagnetic metal tube.
  • the heater is an induction heater, by means of which a component of the reactor is heated.
  • the filling elements are ferromagnetic, so that they can be heated by induction.
  • the overflow and / or the reactor vessel are ferromagnetic in addition or alternatively to the filling elements.
  • the starting material is heated in particular by heating the filling elements, which in turn heat the metal bath.
  • the metal bath then transfers the heat to the starting material.
  • the residue removal device is in particular a device by means of the solid, viscous and / or resulting during the gasification and / or cleaning Pasty solids can be deducted.
  • a residue conveying device is arranged in the removal tube, which is designed for conveying residue by mechanical action.
  • the removal tube is designed for conveying residue by mechanical action.
  • it is a screw conveyor that can scrape the inside of the sampling tube to prevent or eliminate clogging.
  • the sampling tube has a tube inner diameter having at least one-tenth of a reactor vessel internal diameter of the reactor vessel. In this way, the residue can be removed efficiently.
  • the residue removal device comprises a storage container and a gas-tight lock, so that the storage container is gas-tight from the reactor vessel can be separated.
  • the storage container is gas-tight from the reactor vessel can be separated.
  • FIG. 1 shows a reactor according to the invention for carrying out a method according to the invention.
  • FIG. 1 shows a reactor 10 for gasifying starting material in the form of plastic material 12, in particular of polyolefin polymers.
  • the reactor comprises, for example, a substantially cylindrical reactor vessel 14 for heating the plastic material 12, which is introduced into the reactor vessel 14 via an extruder 16.
  • the reactor 10 comprises a heater, for example an induction heater 18, which has a plurality of coils 20.1, 20.2,..., 20.4, by means of which an alternating magnetic field is generated in an interior 22 of the reactor vessel 14.
  • the coils 20 (reference numerals without counting suffix denote the object as such) are connected to a not shown power supply unit which applies an alternating current to the coils.
  • the frequency f of the alternating current is for example in the range of 4 to 50 kHz. Higher frequencies are possible, but lead to an increase in the so-called skin effect, which is undesirable.
  • a braking device 24 is arranged, by means of which the stream of liquefied plastic material 12 can be slowed down in the reactor vessel 14.
  • the braking device 24 includes a plurality of in the interior 22 movably arranged filling elements 25.1, 25.2, ... of ferromagnetic material, which are formed in the present case by balls with a spherical radius R.
  • the spherical radius R can be, for example, between 0.5 and 50 millimeters.
  • the filling elements 25 are heated by the induction heating 18 and thus heat a molten metal 26 present in the reactor vessel 14.
  • the filling elements 25 have a Curie temperature Tc, 25, above which the magnetic susceptibility ⁇ abruptly drops. The coupling to the radiated from the induction heating electromagnetic field is thus suddenly smaller and the heat output of the filling elements 25 drops sharply. The heat input through the induction heating is thus lower with the hot filling elements than with cold filling elements.
  • the molten metal 26 is composed of Wood's metal, the Lipowitz alloy, the Newton alloy, the Lichtenberg alloy and / or an alloy, gallium and indium includes.
  • the molten metal 26 usually has a density of at least 9 grams per cubic centimeter, so that the plastic material 12 undergoes a strong buoyancy. This buoyancy accelerates the plastic material 12.
  • the filling elements 25 counteract this acceleration.
  • the reactor vessel 14 there is a temperature T, which is above a reaction temperature TR, at which the plastic material 12 decomposes successively. Gas bubbles 28 are formed which rise upwards.
  • the molten metal 26 can have a catalytic effect on the decomposition process, so that the reactor 10 can be a thermocatalytic depolymerization reactor.
  • the plastic material 12 supplied by the extruder 16 passes through an inlet opening 30, which is preferably arranged at the bottom of the reactor vessel 14, into the interior space 22.
  • the braking device 24 may comprise restraint devices such as frame-tensioned grids whose meshes are so small that the filling elements 25 can not pass up. That is not necessary. For example, a ball fill as shown here is sufficient.
  • the distribution of the filling elements 25, in the present case the balls, is drawn purely schematically in FIG.
  • FIG. 1 also shows a removal tube 36 arranged centrally in the reactor vessel 14, through which residues 38 floating on the metal bath can be removed.
  • the removal tube 36 in the present case runs coaxially to a longitudinal axis L of the reactor vessel 14.
  • the residual substances 38 are, for example, impurities of the plastic material 12 and / or optionally added catalyst 32, which can be fed through the extruder 16 or an optional second extruder.
  • the sampling tube 36 may be made of ferromagnetic tubing having a tube Curie temperature T c , 36. As a result, the extraction pipe 36 heats up to Tc, 36, when the induction heater 18 is operated with sufficiently high power.
  • the tube material Curie temperature T c , 36 may for example correspond to the filling element Curie temperature Tc, 25, 1, but it may also be smaller or larger. But it is also possible that the sampling tube 36 is constructed of a non-ferromagnetic material, such as austenitic steel or titanium.
  • the reactor vessel 14 is constructed of a wall material at least on its side facing the interior 22.
  • the wall material may be ferromagnetic, for example iron or magnetic steel. Alternatively, the wall material may also be non-magnetic.
  • the wall material is ferromagnetic, then it has a wall material Curie temperature T c , i 4 . This may be less than the filling element Curie temperature Tc, 25. In this case, the wall of the reactor vessel 14 is colder than the filling elements 25 during operation.
  • the sampling tube 36 is part of a contaminant drain 40. Because typical contaminants 38 of plastic material, such as sand, have a lower density than the metal bath 26, they float and can be pulled off at the top.
  • the polluting discharge 40 also comprises a ger matterser, which can also be referred to as sedimentation container 48, in which accumulates residue.
  • the residue 38 may not contain completely depolymerized organic material in addition to inorganic material. The organic material floats on the inorganic material and may be recycled to the bottom of the reactor vessel 14 through a recycle line 50.
  • the reactor 10 also includes a gas vent 42, which opens into a condenser 44 and withdrawing gas produced. Liquid material emerging from the condenser 44 enters a collector 46.
  • the reactor described can be operated as a starting material instead of plastic material, for example, with waste oil and then serve the treatment.
  • a method according to the invention is carried out by first raising the level HfuH, for example by supplying metal bath 26 to the reactor vessel 14. This can be done by introducing solid metal balls from the metallic material into the reactor vessel 4 so that they melt. It is also possible that the influx of plastic material 12 is increased, in particular by the fact that the extruder is operated at a higher power. This increases the in the reactor vessel 14 volume present both gasified as well as to non-gasified plastic material, so that the level Hf ü n increases, for example in the form of unloading transfer tube 36. The residuals 38 are then stripped off, that is, that they either automatically flow through the sampling tube or that they are conveyed through a suitable device through the sampling device, in the present case through the sampling tube 36. It may be advantageous to reduce the supply of plastic material prior to increasing the metal level to reduce the formation of gas bubbles. This has the advantage that fewer gas bubbles occur and thus splash losses be reduced to metal bath.
  • the level is lowered again, for example by draining metal bath.
  • a level of the metal bath is adjusted so that a layer thickness H 38 of the residual material layer of at least 10 cm is established, whereby this layer thickness H 38 can be undershot, if the level of the metal bath for removing the residues through the overflow is raised.
  • the feature that the layer thickness H 38 of the residual material layer is at least 10 cm is understood to mean that at least 75% of the time, this layer thickness H 38 is reached and exceeded.
  • the layer thickness H 38 is measured from the boundary layer between metal bath and residue layer on the one hand and the top edge of the residue layer on the other.
  • the layer thickness is regulated. This means that the reactor 10 has a layer thickness detection device, not shown, by means of which the layer thickness H 38 can be detected. If a maximum layer thickness H 38 , max is exceeded, then the method described above for removing the residues is carried out.

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Abstract

The invention relates to a reactor for gasifying and/or cleaning, especially for depolymerizing, plastic material (12), which reactor comprises: a reactor vessel (14) for receiving a starting material (12), especially the plastic material (12); a metal bath (26) which is arranged in the reactor vessel (14) and includes a liquid metallic material having a metal bath melting temperature (TSchmelz); a plurality of filling elements (25) in the metal bath (26); a heater (18) for heating the plastic material (12) in the reactor vessel (14); and a residual material-removal device for at least partially removing residual material (38) which is produced during the gasification and/or cleaning of the starting material (12). According to the invention, the residual material-removal device comprises an overflow which is centrally arranged in the reactor vessel (14) so that residual material (38) floating on the metal bath (26) can be removed via the overflow.

Description

Reaktor zum Vergasen und/oder Reinigen, insbesondere zum Depolyme- risieren von Kunststoffmaterial, und zugehöriges Verfahren  Reactor for gasifying and / or purifying, in particular for depolymerizing plastic material, and associated method
Die Erfindung betrifft einen Reaktor zum Vergasen und/oder Reinigen, insbe- sondere zum Depolymerisieren von Kunststoffmaterial, mit (a) einem Reaktorbehälter zu Aufnahme eines Ausgangsmaterials, insbesondere des Kunststoffmaterials, (b) einem Metallbad, das im Reaktorbehälter angeordnet ist und einen flüssigen metallischen Stoff umfasst, der eine Metallbad-Schmelztemperatur hat, (c) eine Heizung zum Heizen des Kunststoffmaterials im Reaktorbe- hälter und (d) eine Reststoff-Entnahmevorrichtung zum zumindest teilweisen Entnehmen von Reststoffen, die beim Vergasen und/oder Reinigen des Ausgangsmaterials entstehen. The invention relates to a reactor for gasifying and / or purifying, in particular for depolymerizing plastic material, with (a) a reactor vessel for receiving a starting material, in particular the plastic material, (b) a metal bath, which is arranged in the reactor vessel and a liquid metallic (C) a heater for heating the plastic material in the reactor vessel; and (d) a residue removal device for at least partially removing residual materials resulting from gasification and / or purification of the starting material.
Ein derartiger Reaktor ist aus der WO 2010/130 404 bekannt und wird dazu eingesetzt, um Kunststoffe, insbesondere Polymere, zu vergasen. Dazu wird der Kunststoff beispielsweise per Extruder in den Reaktorbehälter des Reaktors eingebracht, wo er mit einem Metallbad in Kontakt kommt. Die hohen Temperaturen und die gegebenenfalls vorhandene katalytische Wirkung des Metallbades führen zum Depolymerisieren des Kunststoffs. Such a reactor is known from WO 2010/130 404 and is used to gas plastics, in particular polymers. For this purpose, the plastic is introduced, for example, by extruder in the reactor vessel of the reactor, where it comes into contact with a metal bath. The high temperatures and the optionally present catalytic effect of the metal bath lead to the depolymerization of the plastic.
Das Ausgangsmaterial kann Stoffe umfassen, die entweder vollkommen inert sind oder nicht vollständig vergasen, so dass Reststoffe zurückbleiben. Diese Reststoffe müssen aus dem Reaktorbehälter abgezogen werden, so dass dieser kontinuierlich betreibbar ist. Es hat sich herausgestellt, dass das Abziehen der Reststoffe eine begrenzende Größe hinsichtlich der wirtschaftlichen Be- treibbarkeit des Reaktors ist. The starting material may comprise substances which are either completely inert or do not completely gas so as to leave residuals. These residues must be removed from the reactor vessel, so that it is continuously operable. It has been found that the removal of the residues is a limiting factor in terms of the economic operability of the reactor.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dass Abziehen der Reststoffe aus dem Reaktorbehälter zu verbessern. The invention is based, to improve the removal of the residues from the reactor vessel the task.
BESTÄTIGUNGSKOPIE Die DE 197 35 153 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Vergasung von Abfallstoffen. Dabei wird in einen beheizten, bereits mit flüssiger Schlacke gefüllten Reaktor das zu vergasende Ausgangsmaterial bevorzugt derart eingebracht, dass durch einen Impulsübertrag die Schlacke in Rotation versetzt wird. Die organischen Bestandteile des Ausgangsstoffes werden vergast und die mineralischen Bestandteile werden aufgeschmolzen und von der Schlacke absorbiert werden. Hierdurch kommt es zu einer Volumenvergrößerung der Schlacke. Übersteigt das Schlackenvolumen eine bestimmte Grenze, so läuft ein Teil der Schlacke durch eine seitliche Öffnung eines zentral im Re- aktor angebrachten Rohres in ein Wasserbad, wo sie erstarrt. CONFIRMATION COPY DE 197 35 153 A1 describes a method and a device for the gasification of waste materials. In this case, the starting material to be gasified is preferably introduced into a heated reactor already filled with liquid slag in such a way that the slag is set in rotation by a momentum transfer. The organic constituents of the starting material are gasified and the mineral constituents are melted and absorbed by the slag. This leads to an increase in volume of the slag. If the slag volume exceeds a certain limit, a portion of the slag passes through a lateral opening of a pipe centrally mounted in the reactor into a water bath, where it solidifies.
Die DE 196 29 544 C2 offenbart ein Verfahren zur Aufbereitung von Polyve- nylchlorid. Auch hier wird das PVC in ein rotierendes Schlackebad gegeben, in dem ein gasförmiger Teil abgespalten wird und der übrige Rest von der Schla- cke absorbiert wird. Auch hier wird die entstehende Schlacke durch einen zentralen Ablauf in ein Wasserbad geleitet. DE 196 29 544 C2 discloses a process for the treatment of polyvinyl chloride. Again, the PVC is placed in a rotating slag bath in which a gaseous part is split off and the remainder is absorbed by the slag. Again, the resulting slag is passed through a central drain in a water bath.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dass Abziehen der Reststoffe aus dem Reaktorbehälter zu verbessern. The invention is based, to improve the removal of the residues from the reactor vessel the task.
Die Erfindung löst das Problem durch einen gattungsgemäßen Reaktor, bei dem die Reststoff-Entnahmevorrichtung einen zentrisch im Reaktor angeordneten Überlauf umfasst, so dass auf dem Metallbad schwimmende Reststoffe durch den Überlauf abziehbar sind. Gemäß einem zweiten Aspekt löst die Er- findung das Problem durch ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Reaktors, das die folgenden Schritte aufweist: (i) Anheben eines Pegels des Metallbads, so dass Reststoffe in den Überlauf gelangen, und (ii) Abziehen der Reststoffe durch den Überlauf. Es hat sich herausgestellt, dass ein zentrisch angeordneter Überlauf besonders geeignet ist, um die Reststoffe effektiv aus dem Reaktorbehälter zu entnehmen. So ist es ein Vorteil, dass der Überlauf stets die gleiche Temperatur hat wie das ihn umgebende Metallbad. Es ist damit ausgeschlossen, dass die Reststoffe beim Abziehen abkühlen und dadurch verkleben. The invention solves the problem by a generic reactor in which the residue removal device comprises a centrally disposed in the reactor overflow, so that floating on the metal bath residues are removable through the overflow. In a second aspect, the invention solves the problem by a method of operating such a reactor, comprising the steps of: (i) raising a level of the metal bath so that residues enter the overflow, and (ii) removing the residues through the overflow. It has been found that a centrally arranged overflow is particularly suitable for effectively removing the residues from the reactor vessel. So it is an advantage that the overflow always has the same temperature like the metal bath surrounding him. It is therefore impossible that the residues cool off when peeled off and thereby stick together.
Es ist ein weiterer Vorteil, dass die Gasentwicklung beim Betreiben des Reak- tors den Abtransport der Reststoffe fördert. Es hat sich nämlich überraschend herausgestellt, dass die Gasentwicklung am radial äußeren Rand des Innenraums des Reaktorbehälters besonders groß ist. Die dort aufsteigenden Gasblasen heben den Pegel des Metallbads im zeitlichen Mittel leicht an, so dass auf dem Metallbad schwimmende Reststoffe eine Kraft nach radial innen erfah- ren. Es ergibt sich so ein Reststoffstrom nach radial innen, der durch den zentrisch angeordneten Überlauf besonders effektiv abgeleitet werden kann. It is a further advantage that the gas evolution during the operation of the reactor promotes the removal of the residues. It has surprisingly been found that the gas evolution at the radially outer edge of the interior of the reactor vessel is particularly large. The rising there gas bubbles raise the level of the metal bath on average over time, so that on the metal bath residuals experience a force radially inward ren. This results in a residual material flow radially inward, derived by the centrally arranged overflow particularly effective can be.
Die überraschende Erkenntnis, dass die Reststoffe eine bevorzugte Fließrichtung haben, nämlich nach radial innen, führt zudem dazu, dass alle Reststoffe nach relativ kurzer Zeit in den Überlauf gelangen. Würde der Überlauf radial außen angeordnet, können Bereiche auf der Oberfläche des Metallbads entstehen, in denen die Verweilzeit der Reststoffe so hoch ist, dass die Reststoffe Klumpen bilden und im Endeffekt nur noch schwer aus dem Reaktorbehälter zu entfernen sind. The surprising finding that the residues have a preferred direction of flow, namely radially inward, also leads to the fact that all residues reach the overflow after a relatively short time. If the overflow was arranged radially on the outside, areas can arise on the surface of the metal bath in which the residence time of the residues is so high that the residues form lumps and in the end are difficult to remove from the reactor vessel.
Zwar hat die zentrale Anordnung des Überlaufs den Nachteil, dass ein direktes Einwirken von außen, beispielsweise um verklebte Reststoffe zu entfernen, schwerer möglich ist, dieser Nachteil wird aber durch die geschilderten Vorteile mehr als aufgewogen. Although the central arrangement of the overflow has the disadvantage that a direct action from outside, for example, to remove bonded residues, is more difficult, but this disadvantage is more than offset by the described advantages.
Unter dem Reaktorbehälter wird insbesondere eine Vorrichtung verstanden, die im Betrieb das Metallbad, die Füllelemente und das Ausgangsmaterial aufnimmt. Unter dem Metallbad wird eine Ansammlung flüssigen Metalls, insbesondere eine Metallschmelze, verstanden, die bei einer Betriebstemperatur des Reaktors flüssig ist. Insbesondere besteht das Metallbad aus Wood'schem Metall, der Lipowitz- Legierung, der Newton-Legierung, der Lichtenberg-Legierung und/oder aus einer Legierung, die Gallium und Indium umfasst. Das Metallbad hat in der Regel eine Dichte von mehr als 9 Gramm pro Kubikzentimeter, so dass das Ausgangsmaterial einen starken Auftrieb erfährt. Eine Schmelztemperatur des metallischen Stoffs beträgt insbesondere zumindest 300°C. Geringere Schmelztemperaturen sind aber möglich. Vorzugsweise beträgt die Schmelztemperatur höchstens 600°C. Beim Betrieb des Reaktors hat das Metallbad eine Tempera- tur von T von 300°C bis 600 °C. Under the reactor vessel, in particular, a device is understood, which receives the metal bath, the filling elements and the starting material in operation. The metal bath is understood to mean a collection of liquid metal, in particular a molten metal, which is liquid at an operating temperature of the reactor. In particular, the metal bath consists of Wood's metal, the Lipowitz alloy, the Newton alloy, the Lichtenberg alloy, and / or an alloy comprising gallium and indium. The metal bath usually has a density of more than 9 grams per cubic centimeter, so that the starting material undergoes a strong buoyancy. A melting temperature of the metallic substance is in particular at least 300 ° C. Lower melting temperatures are possible. Preferably, the melting temperature is at most 600 ° C. When operating the reactor, the metal bath has a temperature of T of 300 ° C to 600 ° C.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Überlauf durch ein Entnahmerohr gebildet, das in thermischem Kontakt mit dem Metallbad steht. Auf diese Weise hat das Entnahmerohr stets die gleiche Temperatur wie das Metall- bad, so dass ein durch Abkühlung bedingtes Verklumpen der Reststoffe vermieden wird. Vorzugsweise ist das Entnahmerohr ein Metallrohr, insbesondere ein ferromagnetisches Metallrohr. According to a preferred embodiment, the overflow is formed by a removal tube which is in thermal contact with the metal bath. In this way, the sampling tube always has the same temperature as the metal bath, so that a clumping caused by cooling of the residues is avoided. Preferably, the sampling tube is a metal tube, in particular a ferromagnetic metal tube.
Unter der Heizung wird insbesondere eine Vorrichtung verstanden, mittels der das Kunststoff material direkt oder indirekt beheizbar ist. Insbesondere ist die Heizung eine Induktionsheizung, mittels der eine Komponente des Reaktors heizbar ist. Beispielsweise sind die Füllelemente ferromagnetisch, so dass sie per Induktion beheizbar sind. Es ist aber auch denkbar, dass der Überlauf und/oder der Reaktorbehälter zusätzlich oder alternativ zu den Füllelementen ferromagnetisch sind. Under the heating is understood in particular a device by means of which the plastic material is heated directly or indirectly. In particular, the heater is an induction heater, by means of which a component of the reactor is heated. For example, the filling elements are ferromagnetic, so that they can be heated by induction. However, it is also conceivable that the overflow and / or the reactor vessel are ferromagnetic in addition or alternatively to the filling elements.
Das Ausgangsmaterial wird insbesondere dadurch geheizt, dass die Füllelemente geheizt werden, die wiederum das Metallbad heizen. Das Metallbad überträgt dann die Wärme auf das Ausgangsmaterial. The starting material is heated in particular by heating the filling elements, which in turn heat the metal bath. The metal bath then transfers the heat to the starting material.
Die Reststoff-Entnahmevorrichtung ist insbesondere eine Vorrichtung, mittels der beim Vergasen und/oder Reinigen entstehende feste, zähflüssige und/oder pastöse Feststoffe abgezogen werden können. The residue removal device is in particular a device by means of the solid, viscous and / or resulting during the gasification and / or cleaning Pasty solids can be deducted.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist im Entnahmerohr eine Reststoff-Fördervorrichtung angeordnet, die zum Fördern von Reststoff durch me- chanische Einwirkung ausgebildet ist. Beispielsweise handelt es sich um eine Förderschnecke, die an den Innenseiten des Entnahmerohrs entlangschaben kann, um Verstopfungen zu vermeiden oder zu beseitigen. According to a preferred embodiment, a residue conveying device is arranged in the removal tube, which is designed for conveying residue by mechanical action. For example, it is a screw conveyor that can scrape the inside of the sampling tube to prevent or eliminate clogging.
Vorzugsweise hat das Entnahmerohr einen Rohr-Innendurchmesser, der zu- mindest ein Zehntel eines Reaktorbehälter-Innendurchmessers des Reaktorbehälters hat. Auf diese Weise kann der Reststoff effizient abgezogen werden. Preferably, the sampling tube has a tube inner diameter having at least one-tenth of a reactor vessel internal diameter of the reactor vessel. In this way, the residue can be removed efficiently.
Günstig ist es, wenn die Reststoff-Entnahmevorrichtung einen Lagerbehälter und eine gasdichte Schleuse umfasst, so dass der Lagerbehälter gasdicht vom Reaktorbehälter abtrennbar ist. In anderen Worten ist es möglich, den Lagerbehälter vom Reaktorbehälter abzutrennen, ohne das Gas in den Reaktorbehälter eindringen kann und ohne das Gas aus dem Lagerbehälter entweichen kann. Auf diese Weise wird die Brandgefahr reduziert, da ansonsten brennbare Gase entweichen können. It is advantageous if the residue removal device comprises a storage container and a gas-tight lock, so that the storage container is gas-tight from the reactor vessel can be separated. In other words, it is possible to separate the storage container from the reactor vessel, without the gas can penetrate into the reactor vessel and without the gas can escape from the storage container. In this way, the risk of fire is reduced, since otherwise flammable gases can escape.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt In the following the invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawing. It shows
Figur 1 einen erfindungsgemäßen Reaktor zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens. 1 shows a reactor according to the invention for carrying out a method according to the invention.
Figur 1 zeigt einen Reaktor 10 zum Vergasen von Ausgangsmaterial in Form von Kunststoff material 12, insbesondere von Polyolefin-Polymeren. Der Reaktor umfasst einen beispielsweise im Wesentlichen zylinderförmigen Reaktorbe- hälter 14 zum Erhitzen des Kunststoffmaterials 12, das über einen Extruder 16 in den Reaktorbehälter 14 eingebracht wird. Der Reaktor 10 umfasst eine Heizung, beispielsweise eine Induktionsheizung 18, die eine Mehrzahl an Spulen 20.1 , 20.2, ... , 20.4 aufweist, mittels derer ein magnetisches Wechselfeld in einem Innenraum 22 des Reaktorbehälters 14 erzeugt wird. Die Spulen 20 (Bezugszeichen ohne Zählsuffix bezeichnen das Objekt als solches) sind mit einer nicht eingezeichneten Stromversorgungseinheit verbunden, die einen Wechselstrom an die Spulen anlegt. Die Frequenz f des Wechselstroms liegt beispielsweise im Bereich von 4 bis 50 kHz. Höhere Frequenzen sind möglich, führen jedoch zur Zunahme des so genannten Skin- Effekts, was unerwünscht ist. Figure 1 shows a reactor 10 for gasifying starting material in the form of plastic material 12, in particular of polyolefin polymers. The reactor comprises, for example, a substantially cylindrical reactor vessel 14 for heating the plastic material 12, which is introduced into the reactor vessel 14 via an extruder 16. The reactor 10 comprises a heater, for example an induction heater 18, which has a plurality of coils 20.1, 20.2,..., 20.4, by means of which an alternating magnetic field is generated in an interior 22 of the reactor vessel 14. The coils 20 (reference numerals without counting suffix denote the object as such) are connected to a not shown power supply unit which applies an alternating current to the coils. The frequency f of the alternating current is for example in the range of 4 to 50 kHz. Higher frequencies are possible, but lead to an increase in the so-called skin effect, which is undesirable.
Im Innenraum 22 des Reaktorbehälters 14 ist eine Bremsvorrichtung 24 angeordnet, mittels der der Strom verflüssigten Kunststoffmaterial 12 nach oben im Reaktorbehälter 14 verlangsamt werden kann. Die Bremsvorrichtung 24 umfasst eine Vielzahl an im Innenraum 22 beweglich angeordneter Füllelemente 25.1 , 25.2, ... aus ferromagnetischem Material, die im vorliegenden Fall durch Kugeln mit einem Kugelradius R gebildet sind. Der Kugelradius R kann beispielsweise zwischen 0,5 und 50 Millimetern liegen. In the interior 22 of the reactor vessel 14, a braking device 24 is arranged, by means of which the stream of liquefied plastic material 12 can be slowed down in the reactor vessel 14. The braking device 24 includes a plurality of in the interior 22 movably arranged filling elements 25.1, 25.2, ... of ferromagnetic material, which are formed in the present case by balls with a spherical radius R. The spherical radius R can be, for example, between 0.5 and 50 millimeters.
Aufgrund ihrer ferromagnetischen Eigenschaften werden die Füllelemente 25 durch die Induktionsheizung 18 erwärmt und erwärmen damit eine im Reaktorbehälter 14 vorhandene Metallschmelze 26. Die Angabe, dass ein Objekt wie die Füllelemente 25 aus ferromagnetischem Material gebildet sind, bedeutet stets, dass das Objekt bei Raumtemperatur von 23°C ferromag netisch ist. Die Füllelemente 25 haben eine Curie-Temperatur Tc,25, oberhalb der die magnetische Suszeptibilität χ schlagartig absinkt. Die Ankopplung an das von der Induktionsheizung eingestrahlte elektromagnetische Feld wird damit schlagartig kleiner und die Wärmeabgabe der Füllelemente 25 sinkt stark ab. Die Wärmeeinbringung durch die Induktionsheizung ist damit bei den heißen Füllelemen- ten geringer als an kalten Füllelementen. Due to their ferromagnetic properties, the filling elements 25 are heated by the induction heating 18 and thus heat a molten metal 26 present in the reactor vessel 14. The statement that an object such as the filler elements 25 are formed from ferromagnetic material always means that the object is at room temperature of 23 ° C ferromag is netic. The filling elements 25 have a Curie temperature Tc, 25, above which the magnetic susceptibility χ abruptly drops. The coupling to the radiated from the induction heating electromagnetic field is thus suddenly smaller and the heat output of the filling elements 25 drops sharply. The heat input through the induction heating is thus lower with the hot filling elements than with cold filling elements.
Die Metallschmelze 26 besitzt einen Schmelzpunkt von Tschmeiz = 300°C und ist bis zu einer Füllhöhe Hfün in den Reaktorbehälter 14 eingefüllt. Sie füllt zusammen mit dem Kunststoffmaterial die Zwischenräume der Füllelemente 25. Beispielsweise besteht die Metallschmelze 26 aus Wood'schem Metall, der Lipo- witz-Legierung, der Newton-Legierung, der Lichtenberg-Legierung und/oder aus einer Legierung, die Gallium und Indium umfasst. Die Metallschmelze 26 hat in der Regel eine Dichte von zumindest 9 Gramm pro Kubikzentimeter, so dass das Kunststoffmaterial 12 einen starken Auftrieb erfährt. Durch diesen Auftrieb wird das Kunststoffmaterial 12 beschleunigt. Die Füllelemente 25 wirken dieser Beschleunigung entgegen. The molten metal 26 has a melting point of Teschmeiz = 300 ° C and is filled into the reactor vessel 14 up to a filling height H f . For example, the molten metal 26 is composed of Wood's metal, the Lipowitz alloy, the Newton alloy, the Lichtenberg alloy and / or an alloy, gallium and indium includes. The molten metal 26 usually has a density of at least 9 grams per cubic centimeter, so that the plastic material 12 undergoes a strong buoyancy. This buoyancy accelerates the plastic material 12. The filling elements 25 counteract this acceleration.
Im Reaktorbehälter 14 herrscht eine Temperatur T, die oberhalb einer Reaktionstemperatur TR liegt, bei der sich das Kunststoffmaterial 12 sukzessive zersetzt. Es bilden sich dabei Gasblasen 28, die nach oben aufsteigen. Die Metallschmelze 26 kann eine katalytische Wirkung auf den Zersetzungsprozess ha- ben, so dass es sich bei dem Reaktor 10 um einen thermokatalytischen Depo- lymerisationsreaktor handeln kann. Das durch den Extruder 16 zugeführte Kunststoffmaterial 12 gelangt durch eine Eintrittsöffnung 30, die vorzugsweise am Boden des Reaktorbehälters 14 angeordnet ist, in den Innenraum 22. Die Bremsvorrichtung 24 kann Rückhaltevorrichtungen wie Rahmen gespannte Gitternetze umfassen, deren Maschen so klein sind, dass die Füllelemente 25 nicht nach oben hindurch treten können. Das ist aber nicht notwendig. Beispielsweise ist eine Kugelfüllung wie hier gezeigt ausreichend. Die Verteilung der Füllelemente 25, im vorliegenden Fall der Kugeln, ist in Figur 1 rein sche- matisch gezeichnet. In the reactor vessel 14 there is a temperature T, which is above a reaction temperature TR, at which the plastic material 12 decomposes successively. Gas bubbles 28 are formed which rise upwards. The molten metal 26 can have a catalytic effect on the decomposition process, so that the reactor 10 can be a thermocatalytic depolymerization reactor. The plastic material 12 supplied by the extruder 16 passes through an inlet opening 30, which is preferably arranged at the bottom of the reactor vessel 14, into the interior space 22. The braking device 24 may comprise restraint devices such as frame-tensioned grids whose meshes are so small that the filling elements 25 can not pass up. That is not necessary. For example, a ball fill as shown here is sufficient. The distribution of the filling elements 25, in the present case the balls, is drawn purely schematically in FIG.
Aufgrund ihres Auftriebs schwimmt ein Teil der Füllelemente 25 auf der Metallschmelze 26 und ein anderer Teil wird von weiter oben liegenden Füllelementen 25 in die Metallschmelze 26 gedrückt. Die Füllelemente 25 sind in Figur 1 zudem in einem konstanten Radius R eingezeichnet. Möglich ist, dass die Füllelemente variable Radien haben, wobei der Radius R beispielsweise nach oben hin abnimmt. Figur 1 zeigt zudem ein zentrisch im Reaktorbehälter 14 angeordnetes Entnahmerohr 36, durch das auf dem Metallbad schwimmende Reststoffe 38 abziehbar sind. Das Entnahmerohr 36 verläuft im vorliegenden Fall koaxial zu ei- ner Längsachse L des Reaktorbehälters 14. Die Reststoffe 38 sind beispielsweise Verunreinigungen des Kunststoffmaterials 12 und/oder gegebenenfalls zugefügter Katalysator 32, der durch den Extruder 16 oder einen gegebenenfalls vorhandenen zweiten Extruder zugeführt werden kann. Das Entnahmerohr 36 kann aus ferromagnetischem Rohrmaterial mit einer Rohrmaterial-Curie-Temperatur Tc,36 bestehen. Dadurch heizt sich das Entnahmerohr 36 auf Tc,36 auf, wenn die Induktionsheizung 18 mit hinreichend hoher Leistung betrieben wird. Die Rohrmaterial-Curie-Temperatur Tc,36 kann beispielsweise der Füllelement-Curie-Temperatur Tc,25, 1 entsprechen, sie kann aber auch kleiner oder größer sein. Es ist aber auch möglich, dass das Entnahmerohr 36 aus einem nicht ferromagnetischen Stoff aufgebaut ist, beispielsweise aus austenitischem Stahl oder Titan. Due to their buoyancy, one part of the filling elements 25 floats on the molten metal 26 and another part is pressed into the molten metal 26 by filling elements 25 situated further upwards. The filling elements 25 are also shown in Figure 1 in a constant radius R. It is possible that the filling elements have variable radii, wherein the radius R decreases, for example, towards the top. FIG. 1 also shows a removal tube 36 arranged centrally in the reactor vessel 14, through which residues 38 floating on the metal bath can be removed. The removal tube 36 in the present case runs coaxially to a longitudinal axis L of the reactor vessel 14. The residual substances 38 are, for example, impurities of the plastic material 12 and / or optionally added catalyst 32, which can be fed through the extruder 16 or an optional second extruder. The sampling tube 36 may be made of ferromagnetic tubing having a tube Curie temperature T c , 36. As a result, the extraction pipe 36 heats up to Tc, 36, when the induction heater 18 is operated with sufficiently high power. The tube material Curie temperature T c , 36 may for example correspond to the filling element Curie temperature Tc, 25, 1, but it may also be smaller or larger. But it is also possible that the sampling tube 36 is constructed of a non-ferromagnetic material, such as austenitic steel or titanium.
Der Reaktorbehälter 14 ist zumindest auf seiner dem Innenraum 22 zugewand- ten Seite aus einem Wandmaterial aufgebaut. Das Wandmaterial kann ferro- magnetisch sein, beispielsweise Eisen oder magnetischer Stahl. Alternativ kann das Wandmaterial auch nichtmagnetisch sein. The reactor vessel 14 is constructed of a wall material at least on its side facing the interior 22. The wall material may be ferromagnetic, for example iron or magnetic steel. Alternatively, the wall material may also be non-magnetic.
Ist das Wandmaterial ferromagnetisch, so hat es eine Wandmaterial-Curie- Temperatur Tc,i4. Diese kann kleiner sein als die Füllelement-Curie-Temperatur Tc,25- In diesem Fall ist die Wand des Reaktorbehälters 14 im Betrieb kälter als die Füllelemente 25. If the wall material is ferromagnetic, then it has a wall material Curie temperature T c , i 4 . This may be less than the filling element Curie temperature Tc, 25. In this case, the wall of the reactor vessel 14 is colder than the filling elements 25 during operation.
Das Entnahmerohr 36 ist Teil einer Verschmutzungsabfuhr 40. Da typische Verunreinigungen 38 von Kunststoffmaterial, beispielsweise Sand, eine geringere Dichte haben als das Metallbad 26, schwimmen sie auf und können oben abgezogen werden. Die Verschmutzungsabfuhr 40 umfasst zudem einen La- gerbehälter, der auch als Absetzbehälter 48 bezeichnet werden kann, in dem sich Reststoff sammelt. Der Reststoff 38 kann neben anorganischem Material noch nicht vollständig depolymerisiertes organisches Material enthalten. Das organische Material schwimmt auf dem anorganischen Material und kann durch eine Rezyklierleitung 50 bodenseitig in den Reaktorbehälter 14 zurückgeführt werden. The sampling tube 36 is part of a contaminant drain 40. Because typical contaminants 38 of plastic material, such as sand, have a lower density than the metal bath 26, they float and can be pulled off at the top. The polluting discharge 40 also comprises a gerbehälter, which can also be referred to as sedimentation container 48, in which accumulates residue. The residue 38 may not contain completely depolymerized organic material in addition to inorganic material. The organic material floats on the inorganic material and may be recycled to the bottom of the reactor vessel 14 through a recycle line 50.
Der Reaktor 10 umfasst zudem einen Gasabzug 42, der in einen Kondensator 44 mündet und entstehendes Gas abzieht. Aus dem Kondensator 44 austre- tendes flüssiges Material gelangt in einen Sammler 46. The reactor 10 also includes a gas vent 42, which opens into a condenser 44 and withdrawing gas produced. Liquid material emerging from the condenser 44 enters a collector 46.
Der beschriebene Reaktor kann als Ausgangsmaterial anstelle von Kunststoffmaterial auch beispielsweise mit Altöl betrieben werden und dann der Aufbereitung dienen. The reactor described can be operated as a starting material instead of plastic material, for example, with waste oil and then serve the treatment.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren wird durchgeführt, indem zunächst der Pegel HfuH angehoben wird, beispielsweise dadurch, dass dem Reaktorbehälter 14 Metallbad 26 zugeführt wird. Das kann dadurch erfolgen, dass feste Metallkugeln aus dem metallischen Stoff in den Reaktorbehälter 4 so eingeführt wer- den, dass sie schmelzen. Möglich ist auch, dass der Zustrom an Kunststoffmaterial 12 gesteigert wird, insbesondere dadurch, dass der Extruder bei einer höheren Leistung betrieben wird. Dadurch steigt das im Reaktorbehälter 14 vorhandene Volumen sowohl an vergastem als auch an nicht vergastem Kunst- stoffmaterial, so dass der Pegel Hfün steigt, beispielsweise in Form des Ent- nahmerohrs 36. Die Reststoffe 38 werden dann abgezogen, das heißt, dass sie entweder durch das Entnahmerohr selbsttätig fließen oder aber dass sie durch eine entsprechende Vorrichtung durch die Entnahmevorrichtung, im vorliegenden Fall durch das Entnahmerohr 36, hindurchgefördert werden. Es kann vorteilhaft sein, die Zufuhr an Kunststoffmaterial vor dem Erhöhen des Metallpegels zu reduzieren, um die Bildung von Gasblasen zu verringern. Das hat den Vorteil, dass weniger Gasblasen entstehen und dadurch Spritzverluste an Metallbad verringert werden. A method according to the invention is carried out by first raising the level HfuH, for example by supplying metal bath 26 to the reactor vessel 14. This can be done by introducing solid metal balls from the metallic material into the reactor vessel 4 so that they melt. It is also possible that the influx of plastic material 12 is increased, in particular by the fact that the extruder is operated at a higher power. This increases the in the reactor vessel 14 volume present both gasified as well as to non-gasified plastic material, so that the level Hf ü n increases, for example in the form of unloading transfer tube 36. The residuals 38 are then stripped off, that is, that they either automatically flow through the sampling tube or that they are conveyed through a suitable device through the sampling device, in the present case through the sampling tube 36. It may be advantageous to reduce the supply of plastic material prior to increasing the metal level to reduce the formation of gas bubbles. This has the advantage that fewer gas bubbles occur and thus splash losses be reduced to metal bath.
Vorzugweise wird der Pegel nach dem Anheben des Pegels des Metallbads und dem Abziehen der Reststoffe durch den Überlauf wieder abgesenkt, bei- spielsweise dadurch, dass Metallbad abgelassen wird. Preferably, after raising the level of the metal bath and withdrawing the residuals through the overflow, the level is lowered again, for example by draining metal bath.
Günstig ist es, wenn ein Pegel des Metallbads so eingestellt wird, dass sich eine Schichtdicke H38 der Reststoffschicht von zumindest 10 cm einstellt, wobei diese Schichtdicke H38 unterschritten werden kann, wenn der Pegel des Metall- bads zum Abziehen der Reststoffe durch den Überlauf angehoben wird. It is favorable if a level of the metal bath is adjusted so that a layer thickness H 38 of the residual material layer of at least 10 cm is established, whereby this layer thickness H 38 can be undershot, if the level of the metal bath for removing the residues through the overflow is raised.
In anderen Worten ist das Merkmal, dass die Schichtdicke H38 der Reststoffschicht zumindest 10 cm beträgt, so zu verstehen, dass zu zumindest 75 % der Zeit diese Schichtdicke H38 erreicht und überschritten wird. Die Schichtdicke H38 wird gemessen von der Grenzschicht zwischen Metallbad und Reststoffschicht einerseits und der Oberkante der Reststoffschicht andererseits. Vorzugsweise wird die Schichtdicke geregelt. Das bedeutet, dass der Reaktor 10 eine nicht eingezeichnete Schichtdicken-Erfassungsvorrichtung aufweist, mittels der die Schichtdicke H38 erfassbar ist. Wird eine Maximal-Schichtdicke H38, max überschritten, so wird das oben beschriebene Verfahren zum Abziehen der Reststoffe durchgeführt. In other words, the feature that the layer thickness H 38 of the residual material layer is at least 10 cm is understood to mean that at least 75% of the time, this layer thickness H 38 is reached and exceeded. The layer thickness H 38 is measured from the boundary layer between metal bath and residue layer on the one hand and the top edge of the residue layer on the other. Preferably, the layer thickness is regulated. This means that the reactor 10 has a layer thickness detection device, not shown, by means of which the layer thickness H 38 can be detected. If a maximum layer thickness H 38 , max is exceeded, then the method described above for removing the residues is carried out.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
10 Reaktor 50 Rezyklierleitung 10 reactor 50 recycling line
12 Kunststoffmaterial  12 plastic material
14 Reaktorbehälter χ magnetische Suszeptibilität 14 reactor vessel χ magnetic susceptibility
16 Extruder f Frequenz 16 extruders f frequency
18 Induktionsheizung L Längsachse  18 induction heating L longitudinal axis
R Kugelradius  R spherical radius
20 Spule Hfün Füllhöhe, Pegel  20 bobbin Hfün filling level, level
22 Innenraum H38 Schichtdicke 22 Interior H 38 Layer thickness
24 Bremsvorrichtung  24 brake device
25 Füllelemente d Reaktorbehälter- 25 filling elements d reactor vessel
26 Metallbad Innendurchmesser 26 metal bath inside diameter
28 Gasblase d36 Rohr-Innendurchmesser 28 gas bubble d 36 pipe inside diameter
30 Eintrittsöffnung 30 entrance opening
32 Katalysator Tschmeiz Metallbad-Schmelz- 32 Catalyst Tilting Metal Bath Melting
34 Außenwand temperatur 34 outside wall temperature
36 Entnahmerohr T Temperatur  36 sampling tube T temperature
38 Reststoff TR Reaktionstemperatur 38 residue T R reaction temperature
Tc,36 Rohrmaterial-Curie- Tc, 36 pipe material Curie
40 Verschmutzungsabfuhr Temperatur 40 pollution discharge temperature
42 Gasabzug Tc,25 Füllelement-Curie- 42 gas vent Tc, 25 filling element Curie
44 Kondensator Temperatur 44 condenser temperature
46 Sammler Tc,i4 Wandmaterial-Curie-46 collectors Tc, i 4 wall material Curie
48 Absetzbehälter Temperatur 48 settling tank temperature

Claims

Ansprüche: Claims:
1. Reaktor zum Vergasen und/oder Reinigen, insbesondere zum Depoly- merisieren von Kunststoffmaterial ( 2), mit 1. reactor for gasification and / or cleaning, in particular for depolymerizing plastic material (2), with
(a) einem Reaktorbehälter (14) zur Aufnahme eines Ausgangsmaterials (12), insbesondere des Kunststoffmaterials (12),  (a) a reactor vessel (14) for receiving a starting material (12), in particular the plastic material (12),
(b) einem Metallbad (26), das  (b) a metal bath (26)
- im Reaktorbehälter (14) angeordnet ist und  - In the reactor vessel (14) is arranged and
- einen flüssigen metallischen Stoff umfasst, der eine Metallbad- Schmelztemperatur (Tschmelz) hat,  comprising a liquid metallic substance having a metal bath melting temperature (melt),
(c) einer Mehrzahl an Füllelementen (25) im Metallbad (26),  (c) a plurality of filling elements (25) in the metal bath (26),
(d) einer Heizung (18) zum Heizen des Kunststoff materials (12) im Reaktorbehälter (14) und  (D) a heater (18) for heating the plastic material (12) in the reactor vessel (14) and
(e) einer Reststoff-Entnahmevorrichtung zum zumindest teilweisen Entnehmen von Reststoffen (38), die beim Vergasen und/oder Reinigen des Ausgangsmaterials (12) entstehen,  (e) a residue removal device for at least partially removing residues (38) which arise during the gasification and / or purification of the starting material (12),
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
(f) die Reststoff -Entnahmevorrichtung einen zentrisch im Reaktorbehälter (14) angeordneten Überlauf umfasst, so dass auf dem Metallbad (26) schwimmende Reststoffe (38) durch den Überlauf abziehbar sind.  (F) the residue removal device comprises a centrally arranged in the reactor vessel (14) overflow, so that on the metal bath (26) floating residues (38) are removable through the overflow.
2. Reaktor nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Überlauf durch ein Entnahmerohr (36) gebildet ist, das in thermischem Kontakt mit dem Metallbad (26) steht. 2. Reactor according to claim 1, characterized in that the overflow is formed by a discharge pipe (36) which is in thermal contact with the metal bath (26).
3. Reaktor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Entnahmerohr (36) eine Reststoff-Fördervorrichtung angeordnet ist, die zum Fördern von Reststoff durch mechanische Einwirkung ausgebildet ist. 3. Reactor according to claim 2, characterized in that in the sampling tube (36) a residue conveying device is arranged, which is designed for conveying residual material by mechanical action.
4. Reaktor nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das das Entnahmerohr (36) einen Rohr-Innendurchmesser (d36) hat, der zumindest ein Zehntel eines Reaktorbehälter-Innendurchmessers (d 4) des Reaktorbehälters (14) hat. 4. Reactor according to one of claims 2 or 3, characterized in that the withdrawal tube (36) has a tube inner diameter (d 36 ) which has at least one tenth of a reactor vessel inner diameter (d 4 ) of the reactor vessel (14).
5. Reaktor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reststoff-Entnahmevorrichtung einen Lagerbehälter (48) und eine gasdichte Schleuse umfasst, so dass der Lagerbehälter (48) gasdicht entnehmbar ist. 5. Reactor according to one of the preceding claims, characterized in that the residue removal device comprises a storage container (48) and a gas-tight lock, so that the storage container (48) is removable in a gas-tight manner.
6. Verfahren zum Betreiben eines Reaktors (10) zum Vergasen und/oder Reinigen, insbesondere zum Depolymerisieren, von Kunststoffmateri- al (12), der 6. A method for operating a reactor (10) for gasifying and / or purifying, in particular for depolymerizing, of Kunststoffmateri- al (12), the
(a) einen Reaktorbehälter (14) zur Aufnahme des Kunststoffmateri- als (12),  (A) a reactor vessel (14) for receiving the Kunststoffmateri- as (12),
(b) ein Metallbad (26), das  (b) a metal bath (26)
- im Reaktorbehälter (14) angeordnet ist und  - In the reactor vessel (14) is arranged and
- einen flüssigen metallischen Stoff umfasst, der eine Metallbad- Schmelztemperatur (Tschmelz) hat,  comprising a liquid metallic substance having a metal bath melting temperature (melt),
(c) eine Heizung (18) zum Heizen des Kunststoffmaterials (12) im Reaktorbehälter (14), und  (c) a heater (18) for heating the plastic material (12) in the reactor vessel (14), and
(d) eine Reststoff-Entnahmevorrichtung zum zumindest teilweisen Entnehmen von Reststoffen (38), die beim Vergasen und/oder Reinigen des Kunststoffmaterials (12) entstehen, die einen zentrisch im Reaktorbehälter (14) angeordneten Überlauf umfasst, so dass auf dem Metallbad (26) schwimmende Reststoffe (38) durch den Überlauf abziehbar sind,  (D) a residue removal device for at least partially removing residues (38), which arise during gasification and / or cleaning of the plastic material (12), which comprises a centric in the reactor vessel (14) arranged overflow, so that on the metal bath (26 ) floating residues (38) are removable through the overflow,
aufweist, mit den Schritten:  comprising, with the steps:
(i) Anheben eines Pegels des Metallbads (26), so dass Reststoffe (38) in den Überlauf (36) gelangen, und  (i) raising a level of the metal bath (26) so that residues (38) enter the overflow (36), and
(ii) Abziehen der Reststoffe (38) durch den Überlauf (36). (ii) drawing off the residues (38) through the overflow (36).
7. Verfahren nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch die Schritte: 7. The method according to claim 6, characterized by the steps:
Zuführen von Kunststoffmaterial (12) zum Reaktorbehälter (14), wobei das Zuführen des Kunststoffmaterials (12) zum Reaktorbehälter (14) und/oder ein Einstellen des Pegels des Metallbads (26) so durchgeführt wird, dass sich auf dem Metallbad (26) eine Reststoffschicht aus Reststoffen (38) bildet,  Supplying plastic material (12) to the reactor vessel (14), wherein the feeding of the plastic material (12) to the reactor vessel (14) and / or adjusting the level of the metal bath (26) is carried out so that on the metal bath (26) Residue layer of residues (38) forms,
wobei eine Schichtdicke (H38) der Reststoff schicht zumindest 10 Zentimeter beträgt. wherein a layer thickness (H 38 ) of the residue layer is at least 10 centimeters.
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