EP3296633B1 - Anlage zur thermischen behandlung kontinuierlich durchlaufender abfallprodukte - Google Patents

Anlage zur thermischen behandlung kontinuierlich durchlaufender abfallprodukte Download PDF

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EP3296633B1
EP3296633B1 EP16189520.6A EP16189520A EP3296633B1 EP 3296633 B1 EP3296633 B1 EP 3296633B1 EP 16189520 A EP16189520 A EP 16189520A EP 3296633 B1 EP3296633 B1 EP 3296633B1
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reaction chamber
plant
wall
primary reaction
waste products
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    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23M—CASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F23M5/00—Casings; Linings; Walls
    • 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
    • F23G5/02—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment
    • F23G5/027—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment pyrolising or gasifying stage
    • F23G5/0273—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment pyrolising or gasifying stage using indirect heating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F23G5/02—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment
    • F23G5/04—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment drying
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F23G2201/00—Pretreatment
    • F23G2201/10—Drying by heat
    • F23G2201/101—Drying by heat using indirect heat transfer
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2206/00—Waste heat recuperation
    • F23G2206/10—Waste heat recuperation reintroducing the heat in the same process, e.g. for predrying
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2900/00—Special features of, or arrangements for incinerators
    • F23G2900/50004—Furnace with inclined hearth
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23M—CASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F23M2700/00—Constructional details of combustion chambers
    • F23M2700/005—Structures of combustion chambers or smoke ducts

Definitions

  • the invention relates to a plant for the thermal treatment of continuously passing waste products according to the preamble of claim 1.
  • waste products In industrial countries, based on legally regulated framework conditions, the problem arises that waste products must be disposed of in an environmentally sound manner. For the purpose of reducing the volume of waste products, while at the same time economically and environmentally friendly, especially with regard to the energy contained and usable in the waste products, the thermal treatment of these products is becoming increasingly popular. So only the volume reduced residual amounts of waste products need to be further utilized or landfilled, which is associated with significantly reduced costs.
  • the fixed bed furnace is characterized by a refractory lining of the combustion chamber, so that a complete combustion of the waste products is possible.
  • the fixed bed furnace is limited in the size of the waste products to be incinerated and requires a treatment of these, since the waste products can be accumulated only in a limited amount to ensure complete combustion. This is due to the fact that oxygen required for the combustion can be fed into the combustion process only through openings arranged laterally of the fixed bed furnace, but not through the furnace bed itself.
  • grate firing it is not necessary to process the delivered waste products, as oxygen can also be supplied to the combustion process from below.
  • the system should be inexpensive to produce, not susceptible to interference and low maintenance, as well as the residue-free thermal treatment of waste products, especially of contaminated and / or toxic waste products allow.
  • Another aspect is that the system allows virtually no further monitoring a partial or fully automatic loading, monitoring and / or disposal, and regulation and / or control of imported waste products.
  • the invention has therefore set itself the task of providing a system for the thermal treatment of continuously passing waste products to overcome the difficulties mentioned above and above all the cost of operation, as well as repair, maintenance and / or failure costs low hold.
  • a plant for thermal treatment, in particular for pyrolysis, gasification and / or combustion, of continuously passing waste products comprising an elongated, horizontally oriented primary reaction chamber with a reaction bed and at least one rotary driver.
  • the primary reaction chamber in this case has on one wall a closable feed opening for a feed of the waste products and on the wall a closable discharge opening for a discharge of the reaction residues.
  • the reaction bed is closed in its entire surface and formed free of openings, the Reaction bed reaches a highest point and a lowest point.
  • the area between them is inclined and / or stepped.
  • the rotary driver is aligned transversely to the longitudinal axis of the primary reaction chamber and rotatably mounted, wherein the rotational circle of the rotary driver is spaced from the surface of the reaction bed.
  • the wall of the primary reaction chamber is completely or partially heated.
  • the plant is characterized in that it comprises a secondary reaction chamber, which is located downstream of the primary reaction chamber in the region of the discharge opening.
  • the plant according to the invention is based on the basic idea that the individual phases of a thermal treatment, that is to say the heating, drying, volatilization, gasification and / or burning of the waste products, take place separately and in a controlled manner in the plant.
  • the thermal treatment begins with the feed of the plant with the waste products via a closable feed opening on a wall of the primary reaction chamber, so that the waste products then rest on the highest point of the reaction bed. Directly after the feed, the heating and drying of the waste products takes place, whereby they move continuously in the direction of the lowest point of the reaction bed on its surface.
  • the continuous movement takes place due to gravity and can be supported by rotation of the rotary driver, wherein the waste products located in the rotary circuit of the rotary driver are moved during its rotational movement on the surface of the reaction bed.
  • the rotational movement of the rotary driver leads to an optimal mixing and / or loosening of the waste products, which preferably fully or semi-automatically runs, and / or, depending on the nature of the corresponding thermal treatment, leads to an increase in the contacts of the waste products with the oxidizing agent.
  • the expulsion of the volatile gas constituents from the waste products follows, the solid constituents of which are subsequently gasified, that is to say broken down into gaseous products, and / or incinerated.
  • the remaining after pyrolysis, gasification and / or combustion reaction residues can be discharged through the discharge opening on the wall of the primary reaction chamber.
  • a secondary reaction chamber is included, which is located downstream of the primary reaction chamber in the region of the discharge opening.
  • reaction residues refers, for example, to ash, slag and / or a mixture thereof, the exact composition and / or properties of which depend on various conditions, such as the composition of the waste products, the type of thermal treatment, the residence time in the primary reaction chamber and / or or the process conditions.
  • ash is understood as meaning a solid residue from the thermal treatment of the waste products, which is preferably present as a free-flowing solid, as a fine-grained and / or pulverulent product, as an agglomerate and / or as granules.
  • the ash is preferably a substantially pure ash which no longer contains any gasifiable and / or combustible constituents.
  • slag is meant a mixture of molten and re-solidified constituents of the waste products and / or other higher-melting solid constituents which may include non-thermally treated waste products and / or the ash. Slag is formed even at relatively low temperatures, especially from the modern composite materials with the aluminum components contained therein. The resulting solids are problematic because they can cause accelerated wear and / or an early maintenance-related shutdown of the system.
  • the system is suitable for the continuous thermal treatment of a mixture of various waste products, without requiring pre-sorting, comminution, mixing and / or loosening of the waste products.
  • presorting, crushing, mixing and / or loosening of the waste products has an advantageous effect on the process flow of the thermal treatment.
  • the waste products may be different in calorific content, texture, size and / or type of material. So it is intended that the system is continuously fed with waste products, and it is irrelevant in the current thermal treatment process, whether the material to be treated remains the same or changes.
  • any, preferably organic, waste product is conceivable, such as scrap tires, plastics, paper, wood, green plants, biomass, agricultural and forestry cases, residual waste, rubble, sewage sludge, such as industrial and / or municipal sewage sludge, residues from the oil industry, medical Waste, contaminated waste and / or mixed waste.
  • thermal treatment is meant a thermally activated material conversion, conversion and / or incineration of waste products by pyrolysis, gasification and / or incineration.
  • the thermal treatment of the waste products is carried out to a substantially pure ash, which is inert and contains no more combustible ingredients.
  • pyrolysis refers to a thermo-chemical cleavage of organic compounds, wherein high temperatures induce a bond break within large molecules into smaller ones.
  • the pyrolysis preferably proceeds under the action of high temperatures and without additionally supplied oxygen. It is understandable that in oxidation-containing waste products, for example in wood with an oxygen content of about 44 mass percent, in addition oxidation reactions are involved in the decomposition processes.
  • gasification refers to a chemical-physical process in which a part of a solid and / or a fluid is converted into a chemically modified, gaseous end product. This leads to a splitting and / or rearrangement of existing chemical compounds by cracking, pyrolysis, reduction and / or partial oxidation.
  • the gasification is preferably carried out under the action of high temperatures, optionally under a low-oxidant atmosphere.
  • the term "burning" refers to a redox reaction that proceeds with the release of energy, for example in the form of heat and / or light, ie exothermic.
  • oxidizing agent any oxidizing agent is conceivable, such as, for example, oxygen, fluorine and / or an oxygen-containing gas mixture, such as process exhaust air, flue gas and / or ambient air.
  • high temperature refers to a range of about 200 ° C to about 1300 ° C, with pyrolysis and / or gasification usually in a temperature range of about 400 ° C to about 900 ° C and combustion usually in a temperature range of about 850 ° C to about 1100 ° C, a maximum of 1300 ° C, expires.
  • the system has an elongated, horizontally oriented primary reaction chamber, which has on the wall a closable feed opening for the feed with the waste products and on the wall a closable discharge opening for the discharge of the reaction residues.
  • the term "wall" is understood to mean any wall of the primary reaction chamber, such as a side wall, the front side, the back, the top or the bottom.
  • the charging opening and the discharge opening are in the same wall or in differing walls.
  • the system is set up for manual, semi-automatic and / or fully automatic loading, monitoring and / or discharge.
  • the primary reaction chamber therefore preferably comprises at least one opening for measurements, for example for temperature measurement, for pressure measurement and / or for measuring the oxygen concentration.
  • a supply according to requirements of the gasification and / or combustion process with an oxidizing agent is also conceivable by the feed opening and / or the discharge opening are not and / or not hermetically sealed. Furthermore, it is conceivable during the loading of the waste products and / or the discharge of the reaction residues, that is to say via the feed opening and / or the discharge opening, to prevent or prevent the feeding of an oxidizing agent into the primary reaction chamber. This is particularly important in a thermal treatment in which the supply of an oxidizing agent as interfering with the reaction process, such as pyrolysis and / or gasification, important. For pyrolysis, it is important that the feed opening and / or the discharge opening are closed, preferably hermetically sealed.
  • the wall of the primary reaction chamber in which the individual phases of the thermal treatment of the waste products are partially or completely drained, is completely or partially heatable.
  • any heating is conceivable, for example by means of a suitable medium and / or a unit, such as a media-flown heating coil and / or an electrical resistance heater.
  • the wall is isolatable, for example by means of a suitable agent.
  • the fully or partially heatable wall of the primary reaction chamber offers many advantages; This ensures, for example, a uniform heating of the wall of the primary reaction chamber.
  • any thermal and / or cold bridges are constructively to avoid, as can form deposits and / or caking especially on the resulting cold zones.
  • the avoidance of deposits and / or caking is very important because they lead to premature maintenance-related downtime of the system can.
  • the plant in particular the primary reaction chamber, a reaction bed, which is closed in its entire surface and formed free of openings.
  • the reaction bed completely or only partially covers the bottom of the primary reaction chamber.
  • the bottom of the reaction bed is preferably closed in its entire surface and formed free of openings.
  • the reaction bed also comprises a protective layer of reaction residues, such as ash, slag and / or a mixture thereof, which builds up and maintains independently and as a result of the continuous thermal treatment on the bottom of the reaction bed.
  • the thickness of the protective layer is dependent, for example, on the flow and / or flow properties of the waste products or the reaction residues, the spacing of the rotary driver and / or the type of thermal treatment.
  • the reaction bed reaches a highest point and a lowest point. It is conceivable, for example, that the highest point at a first end of the reaction bed and the lowest point at a second end of the reaction bed can be reached, which preferably lies opposite the first end.
  • the area in between, that is between the highest and the lowest point of the reaction bed, is inclined and / or stepped.
  • the slope of the surface or the number of stages is dependent on the material and / or flow properties of the waste products to be treated. For example, it is conceivable that the surface is steep or flat, as well as evenly or unevenly inclined. It is also conceivable that the surface is designed as a staircase with at least one step, preferably with two, three, four, five or six stages.
  • the system in particular the primary reaction chamber, has at least one rotary driver, which is oriented transversely to the longitudinal axis of the primary reaction chamber and rotatably mounted.
  • the rotational circle of the rotary driver is spaced from the surface of the reaction bed.
  • the turning circle is spaced such that the protective layer covered by the reaction bed is maintained.
  • the rotary driver comprises a Drehmit instructionalwelle and connected to the shaft paddle.
  • the rotary driver comprises two, three, four, five, six, seven, eight, nine, ten or more paddles connected to the shaft which are rotatable simultaneously and / or independently of one another.
  • Such a configuration is particularly useful when the revolutions of the rotary drivers mesh, because thereby the transport, the mixing, the loosening, the prevention of clogging and / or increasing the contacts of the waste products are improved with the oxidizing agent. At the same time a lateral mixing movement is achievable.
  • the cross section of the rotary driver and / or the paddle completely covers the primary reaction chamber, so that the thermally treated waste products, with the exception of the protective layer covered by the reaction bed, are always transported completely and thoroughly.
  • the rotary driver is designed in such a way that it preferably has only one or a small number of paddles which, depending on the position of the rotational driver, dip into the waste products or stand outside the latter. In this way, it is achievable that the residence time of the continuously passing waste products by the gravity, the rotational speed, the direction of rotation and / or the rotation intervals of the rotational driver on the surface depending on the waste products, the total length of the primary reaction chamber and / or plant, the inclination the surface, the desired degree of purity of the reaction residues and / or other conditions is adaptable.
  • a secondary reaction chamber is included, which is located downstream of the primary reaction chamber in the region of the discharge opening.
  • This offers the advantage that the gas emerging from the waste products during the pyrolysis and / or the gasification or the incompletely burned reaction residues are incinerated or post-combusted in the secondary reaction chamber.
  • the heat produced during the combustion of the exhaust gas for heating the wall of the primary Reaction chamber usable for example by being introduced directly and / or after a cleaning treatment in the intermediate space and / or by the heat contained in the exhaust gas is removed by means of a heat exchanger and then introduced. This offers the advantage that almost no additional energy for carrying out the thermal treatment and thus for the operation of the system must be supplied from the outside.
  • the thermal treatment of continuously passing waste products of different material type, nature and / or size takes place in the primary reaction chamber, the system is low in operation, as well as trouble-free and low maintenance due to the inventive design.
  • Another advantage is that the plant enables the complete thermal decomposition of the waste products, so that the plant is also suitable for contaminated and / or toxic waste products.
  • the wall is completely or partially double-walled with an inner wall and an outer wall, which are spaced apart from each other and wherein a space formed between the inner and the outer wall with a medium and / or a Unit is heated.
  • a complete double-walled design of the wall of the primary reaction chamber or a partially double-walled configuration of this is conceivable, in particular up to the expected and / or calculated height of the waste products within the primary reaction chamber.
  • the heating is preferably carried out indirectly with any suitable medium, such as process exhaust air, flue gas, hot water, steam, oil and / or a mixture thereof, and / or with any suitable unit, such as a media-flown heating coil and / or an electrical resistance heater.
  • This embodiment has the advantage that the heating of the intermediate space is very efficient and leads to an even faster heating of the primary reaction chamber in order to meet the process conditions according to the requirements for the corresponding types of thermal treatment. It is possible to save costs significantly. Further preferably, it is conceivable that the inner and the outer wall are aligned parallel to each other. This proves to be advantageous since the production and / or construction of such a double-walled wall of the primary reaction chamber proceeds using substantially straight components and is therefore very much simplified. Thus, significant cost savings.
  • the burner refers to a device which is suitable for starting the process of thermal treatment, preferably by conversion of chemical energy into thermal energy.
  • the burner is for a gaseous additional fuel, such as propane, butane and / or natural gas, for a liquid auxiliary fuel, such as gasoline, diesel fuel, fuel oil, kerosene, solvents, waste oil and / or petroleum, and / or for a solid additional fuel, such as coal dust, suitable.
  • the burner starts the process of thermal treatment very quickly and / or serves to secure a minimum temperature in the primary reaction chamber, which is essential for ensuring a reliable and / or complete thermal treatment of the waste products.
  • the primary reaction chamber has a rectangular or rectangular cross-section. This proves to be advantageous because the fabrication and / or construction of such a primary reaction chamber using essentially Straight components runs and is therefore very simplistic. In addition, eliminates a complex bending of the corresponding parts in the production, so that costs can be saved to a considerable extent.
  • the primary reaction chamber in the reaction bed and / or the wall has at least one gas inlet opening and / or at least one gas outlet opening.
  • a plurality of gas inlet and / or gas outlet openings depending on the size of the primary reaction chamber, the reaction bed and / or the type of thermal treatment are conceivable.
  • the gas inlet opening it is possible to add a gas, a gas mixture and / or an oxidizing agent to the thermal treatment in the region of the reaction bed, for example by feeding it sideways into the reaction bed, and / or in the wall of the primary reaction chamber.
  • the gas inlet opening is preferably connectable to a gas inlet line, more preferably to a fan. Via the gas outlet opening, it is possible to suck off the gas or exhaust gas produced during the thermal treatment, optionally with the generation of a negative pressure.
  • the gas outlet opening is preferably connectable to a gas outlet line, more preferably to a fan.
  • the heated wall of the primary reaction chamber is subdivided into interconnected and / or separate regions. This is conceivable, for example, by means of a plurality of interconnected and / or separate heating circuits and / or by means of installations for influencing the flow of the heating medium, so that an optimization of the temperature profile in the primary reaction chamber can be realized. In this way it is possible to ensure and / or to maintain the process conditions required and / or required in each area.
  • the rotary driver is rotatably mounted in two opposing walls, for example in the region of the double-walled embodiment of this, the primary reaction chamber. In this way, a uniform rotation of the rotary driver can be realized to ensure that the turning circle is according to the request spaced from the surface of the reaction bed. It is important that the bearing and / or the rotary driver are sufficiently sealed against a gas inlet and / or gas outlet.
  • the rotary driver is partially or completely formed as a hollow body, which is traversed by a cooling medium.
  • a cooling medium relates, depending on the temperature of the cooling circuit, a suitable fluid, such as water, oil, gas and / or a mixture thereof.
  • the slope of the surface is from 0.5% to 100%.
  • the slope of the surface is 0.5%, 1%, 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 100%, wherein further preference is given to any intervening pitch and / or an arbitrary range.
  • the secondary reaction chamber preferably has a heatable and / or isolatable wall, a closable feed opening, a closable discharge opening, an inclined, stepped and / or planar reaction bed, at least one rotary driver, a gas inlet opening, a gas outlet opening, at least one burner and / or has at least one opening for measurements, which, furthermore preferred, are designed in accordance with the previously mentioned embodiments.
  • the discharge opening opens into a discharge channel for transporting the reaction residues.
  • discharge channel is understood to mean an open, semi-closed and / or closed channel, which may comprise, for example, a conveyor belt for transporting the reaction residues.
  • transport is preferably understood to mean continuous transport in the material flow direction, which can be assisted by an electrically, electronically and / or pneumatically controllable and / or controllable unit, such as, for example, an ash transporter and / or a blocking paddle unit.
  • the promotion takes place in the horizontal material flow direction. It is understandable that the subsidized amount can vary.
  • the reaction residues are discharged dry and / or transported. This embodiment has the advantage that the reaction residues are continuously discharged from the primary reaction chamber.
  • the discharge channel comprises a blocking paddle unit with at least two blocking paddles distributed uniformly over the circumference of the blocking paddle unit, wherein the blocking paddle unit is aligned transversely to the longitudinal axis of the discharge channel.
  • the Sperrpaddelü is rotatably mounted or in two opposing walls, for example, two opposite side walls of the discharge channel.
  • This embodiment offers the advantage that the blocking paddle unit continuously transports the reaction residues located in the discharge channel. The transport takes place mainly by the lower barrier paddle or its surface. The transport performance of the blocking paddle unit is determined, for example, by the rotational speed of the blocking paddle unit.
  • the blocking paddle unit can be arranged between the primary and secondary reaction chamber, wherein the discharge channel connects the two reaction chambers and is preferably designed as a closed channel.
  • This embodiment of the invention has the advantage that the blocking paddle unit transports the reaction residues in the discharge channel between the two reaction chambers continuously and with simultaneous sealing of the reaction space. This results in a continuous discharge of the reaction residues from the primary reaction chamber, as well as a continuous entry of the reaction residues in the secondary reaction chamber, so that a continuous thermal treatment can be realized.
  • the barrier paddle advantageously combines the function of transport while preventing the unwanted supply of an oxidizing agent in the reaction space, preferably the primary reaction space.
  • This is important because it has been recognized in the invention that a thermal treatment, depending on the appropriate type of treatment, can be better controlled by a targeted supply of the oxidizing agent.
  • Another advantage is that it simultaneously reduces pollutant emissions in order to comply with legal limit values. The importance of reducing pollutant load is particularly evident in that the reaction residues of the primary reaction chamber may contain partially contaminated, toxic and / or pollutant compounds such as tar and / or aromatics.
  • the term "seal” describes a measure of the tightness against a substance, gas and / or mixture between two areas. Prefers the substance, the gas and / or the mixture is an oxidizing agent. It is understood that the term tightness is a relative term, since there is no absolutely tight system, reaction chamber and / or parts thereof, such as the rotary driver. In the context of the invention is therefore to be understood by sealing or tightness that this always refers to previously determined and / or predetermined conditions, it understandably due to the rotational movement of the Sperrpaddelvenez within the discharge comes to that briefly a substance and / or Gas passage or a substance and / or gas entry into the primary and / or secondary reaction chamber is possible.
  • the barrier paddle unit according to the invention thus allows a discharge of reaction residues, wherein the primary and / or the secondary reaction chamber sealed at the same time and therefore separated from each other.
  • the embodiment according to the invention is not intended to realize absolute tightness. Rather, it is preferred that the material and / or gas passage or the material and / or gas inlet is largely hindered. Even more preferably, the material and / or gas passage is completely obstructed in at least one particular orientation of the barrier paddles in the discharge channel, so that at least partially and / or briefly an absolute tightness can be achieved. A tightness is also by design effort and / or appropriate use of materials the requirements of the processes of thermal treatment adaptable, which is associated with increased costs.
  • the blocking paddle unit therefore, provided a cost effective and reliable way that the reaction residues between the reaction chambers can be transported under exclusion of air.
  • the blocking paddles of the blocking paddle unit or the surfaces of the blocking paddles close and / or release the discharge channel depending on their orientation. In the event that the discharge channel is closed, at least two barrier paddles are aligned with the discharge channel so that no material and / or gas passage between the two reaction chambers is made possible.
  • the blocking paddle unit has at least three blocking paddles.
  • the barrier paddle unit has four, five, six, seven, eight, nine, ten or more barrier paddles.
  • the increase in the number of barrier paddles leads to an improved restriction of the material and / or gas passage in the primary and / or secondary reaction chamber, since the more barrier paddle has the barrier paddle unit, the more reduces the amount of the passing volume of material or gas.
  • the discharge channel is closed longer in at least three barrier paddles, which also leads to an improvement in the sealing of the reaction chambers.
  • the surface of the barrier paddle is straight and / or curved.
  • a unit for controlling and / or regulating the temperature in the primary and / or secondary reaction chamber, the heating, a gas inlet and / or gas outlet by means of the gas inlet and / or gas outlet opening, the burner Rotary driver, the feed, the discharge and / or the barrier paddle unit is included.
  • a partially or fully automatic operation of the system for the realization of optimal process conditions can be achieved.
  • a person skilled in the art will be familiar with suitable means for such a unit.
  • a unit for controlling and / or regulating the gas inlet and / or gas outlet line is included, which contributes for example by means of a control device, such as a flap to an improved gas inlet and / or gas outlet of the reaction bed and / or the primary reaction chamber.
  • Fig. 1 and Fig. 2 is a plant 01 according to the invention for the thermal treatment of continuously passing waste products in Half cut ( Fig. 1 ) or in isometric representation of the half-section ( Fig. 2 ).
  • the plant 01 comprises an elongated, horizontally oriented primary reaction chamber 10 with a reaction bed 20 and five rotors 30.
  • the primary reaction chamber 10 is a secondary reaction chamber 40 downstream, wherein in both reaction chambers 10, 40 an opening 03 for a not illustrated burner 02 is provided.
  • openings 04 for measurements are provided in both reaction chambers 10, 40.
  • the secondary reaction chamber 40 also has a rotary driver 30, a closable gas outlet opening 45 and a closable discharge opening 43 for the reaction residues.
  • the system 01 is characterized precisely by the fact that the wall 11 of the primary reaction chamber 10 and / or the secondary reaction chamber 40 is completely or partially heated.
  • the wall 11 is surrounded from the outside with a three-layer insulation 11a.
  • the wall 11 is completely or partially double-walled with an inner wall and an outer wall, wherein the two walls are spaced apart and preferably aligned parallel to each other.
  • the heating takes place, for example, with the exhaust gas produced in the secondary reaction chamber 40 or the heat therefrom.
  • the primary reaction chamber 10 has on an upper side 14 two transport lugs 15 and a closable charging opening 16 for charging the waste products.
  • a discharge opening 17 of the primary reaction chamber 10 In the wall 11 of the primary reaction chamber 10 is a discharge opening 17, which at the same time a gas outlet opening 19 of the primary reaction chamber 10, and a feed opening 42 and gas inlet opening 44 of the secondary reaction chamber 40 is provided for a discharge or entry of the gaseous and / or solid reaction residues, which opens into a discharge channel 41 with a blocking paddle unit 50.
  • the blocking paddle unit 50 has four blocking paddles 51 which, depending on their orientation, completely or partially close the discharge opening 17, the gas outlet opening 19, the feed opening 43, the gas inlet opening 44 and / or the discharge channel 41.
  • a plurality of gas inlet openings 18 is shown.
  • the reaction bed 20 is closed in this case in its entire surface and formed free of openings.
  • Fig. 1 and Fig. 2 reaches the reaction bed 20 near the feed opening 16 its highest point 21 and near the discharge opening 17 its lowest point 22.
  • the area between these two points 21, 22 is evenly inclined.
  • the rotary actuator 30 is aligned transversely to the longitudinal axis of the primary and secondary reaction chamber 10, 40 and rotatably supported in two opposite walls 11, in particular the side walls, the primary and secondary reaction chamber 10, 40 by a bearing 33.
  • the rotational driver 30 in this case comprises a Drehmit supportivewelle 31 and connected to the shaft 31 paddle 32, wherein the rotational driver 30 is formed as a hollow body and thus can be flowed through by a cooling medium.
  • the turning circle of the rotary driver 30 is, as clearly in Fig. 1 to be recognized, spaced from the surface of the reaction bed 20.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Anlage zur thermischen Behandlung von kontinuierlich durchlaufenden Abfallprodukten nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • In industriellen Ländern stellt sich, basierend auf gesetzlich geregelten Rahmenbedingungen, das Problem, dass entstehende Abfallprodukte umweltgerecht entsorgt werden müssen. Zum Zweck der Volumenreduzierung der Abfallprodukte, unter gleichzeitiger wirtschaftlicher und umweltfreundlicher Betrachtungsweise, insbesondere im Hinblick auf die in den Abfallprodukten enthaltene und nutzbare Energie, setzt sich die thermische Behandlung dieser Produkte zunehmend durch. So müssen lediglich die volumenreduzierten Restmengen der Abfallprodukte weiter verwertet bzw. deponiert werden, was mit erheblich verringerten Kosten verbunden ist.
  • Es ist daher nicht verwunderlich, dass aus aktuellem Stand der Technik eine Vielfalt von Verfahren und/oder Vorrichtungen bekannt ist, mit denen durch thermische Behandlung von Abfallprodukten, beispielsweise Pyrolyse, Vergasung und/oder Verbrennung, die Verwertung der Abfallprodukte unter gleichzeitiger Volumenverringerung und Nutzung der darin enthaltenen Energie durchgeführt werden kann.
  • Für die Verbrennung von Abfallprodukten sind aus der Praxis Festbett-öfen und Öfen mit Rosten bekannt. Der Festbettofen zeichnet sich durch eine feuerfeste Auskleidung des Brennraumes aus, so dass eine vollständige Verbrennung der Abfallprodukte ermöglicht ist. Allerdings ist der Festbettofen hinsichtlich der Größe der zu verbrennenden Abfallprodukte begrenzt und bedarf einer Aufbereitung dieser, da die Abfallprodukte nur in begrenzter Menge angehäuft werden können, um eine vollständige Verbrennung zu gewährleisten. Dies liegt darin begründet, dass für die Verbrennung benötigter Sauerstoff lediglich durch seitlich des Festbettofens angeordnete Öffnungen, nicht jedoch durch das Ofenbett selbst in den Verbrennungsprozess einspeisbar ist. Bei der Rostfeuerung hingegen ist keine Aufbereitung der angelieferten Abfallprodukte erforderlich, da auch von unten her Sauerstoff dem Verbrennungsprozess zuführbar ist. Es hat sich jedoch als nachteilig erwiesen, dass durch die für die Luftzuführung vorgesehenen Öffnungen der Roste hindurch unverbrannte Abfallprodukte in die Asche geraten können. Dadurch gerät ein Teil der dem Ofen hinzugefügten Abfallprodukte unverbrannt wieder aus diesem heraus, was neben der ungenutzten Energie, die in den Abfallprodukten enthalten ist, auch insbesondere bei kontaminierten Abfallprodukten problematisch ist. Dies liegt darin begründet, dass derartige Aschen nachverbrannt werden müssen.
  • Für die Pyrolyse und/oder Vergasung von Abfallprodukten sind aus der Praxis Wirbelschichtreaktoren und Durchlauföfen bzw. Fließbettöfen bekannt, in denen das aus den Abfallprodukten austretende Gas verbrannt und/oder anderen technischen Prozessen zuführbar ist. Allerdings hat es sich bei derartigen Öfen als nachteilig erwiesen, dass diese neben einer äußerst komplexen Bauweise und Betreibung in der Regel jeweils für eine bestimmte Materialart mit ähnlichem kalorischen Gehalt und/oder ähnlicher Größe ausgelegt sind und nicht ohne Weiteres auf verschiedene Materialarten umrüstbar sind.
  • Aus der Offenlegungsschrift DE 10 2006 015 261 A1 ist eine Anlage zur thermischen Behandlung, insbesondere zur Verbrennung, von kontinuierlich durchlaufenden Abfallprodukten, umfassend eine längliche, horizontal ausgerichtete primäre Reaktionskammer mit einem Reaktionsbett und drei Drehmitnehmern, offenbart, wobei die primäre Reaktionskammer an einer Wandung eine verschließbare Beschickungsöffnung für eine Beschickung mit den Abfallprodukten und an der Wandung eine verschließbare Austragsöffnung für einen Austrag der Reaktionsrückstände aufweist. Kennzeichnend bei dieser Anlage ist es, dass das Reaktionsbett in seiner gesamten Fläche geschlossen und frei von Öffnungen ausgebildet ist, wobei das Reaktionsbett einen höchsten Punkt und einen niedrigsten Punkt erreicht und die Fläche dazwischen geneigt oder gestuft ist. Es ist weiterhin kennzeichnend für diese Anlage, dass die Drehmitnehmer quer zur Längsachse der primären Reaktionskammer ausgerichtet und drehbar gelagert sind. Dabei ist der Drehkreis des Drehmitnehmers von der Oberfläche des Reaktionsbetts beabstandet, wobei die Wandung der primären Reaktionskammer teilweise beheizbar ist.
  • Die Offenlegungsschrift US 2008/308 017 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Abfallverbrennung durch einen mit Rauchgas beheizten Ofenherd, welche sich durch eine gesteigerte Energieeffizienz auszeichnet. Bei dieser Vorrichtung erfolgt die Beheizung dabei "von unten durch das Herdmaterial".
  • Nachteilig bei diesen aus dem Stand der Technik bekannten Anlagen ist es jedoch, dass die rückstandsfreie thermische Behandlung der Abfallprodukte, insbesondere auch von kontaminierten und/oder toxischen Abfallprodukten, nicht gewährleistet ist. Zudem ist es nachteilig, dass zum Betrieb dieser Anlagen, insbesondere zur Durchführung der thermischen Behandlung, zusätzliche Energie zugeführt werden muss.
  • Es besteht daher ein großer Bedarf an einer Anlage zur zuverlässigen, sicheren und störungsfrei abkaufenden thermischen Behandlung kontinuierlich durchlaufender Abfallprodukte unterschiedlicher Materialart, Beschaffenheit und/oder Größe. Zudem sollte die Anlage kostengünstig herstellbar, störungsunanfällig und wartungsarm sein, sowie die rückstandsfreie thermische Behandlung der Abfallprodukte, insbesondere auch von kontaminierten und/oder toxischen Abfallprodukten, ermöglichen. Ein weiterer Aspekt besteht darin, dass die Anlage praktisch ohne weitere Überwachung eine teil- bzw. vollautomatische Beschickung, Überwachung und/oder Entsorgung, sowie Regelung und/oder Steuerung der eingeführten Abfallprodukte ermöglicht. Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, eine Anlage zur thermischen Behandlung von kontinuierlich durchlaufenden Abfallprodukten bereitzustellen, um die oben genannten Schwierigkeiten zu überwinden und um vor allen die Kosten für den Betrieb, sowie reparatur-, wartungs- und/oder ausfallbedingten Kosten gering zu halten.
  • Diese Aufgabe wird auf überraschend einfache aber wirkungsvolle Weise durch eine Anlage zur thermischen Behandlung, insbesondere zur Pyrolyse, Vergasung und/oder Verbrennung, von kontinuierlich durchlaufenden Abfallprodukten nach der Lehre des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst.
  • Erfindungsgemäß ist eine Anlage zur thermischen Behandlung, insbesondere zur Pyrolyse, Vergasung und/oder Verbrennung, von kontinuierlich durchlaufenden Abfallprodukten umfassend eine längliche, horizontal ausgerichtete primäre Reaktionskammer mit einem Reaktionsbett und mindestens einem Drehmitnehmer vorgeschlagen. Die primäre Reaktionskammer weist dabei an einer Wandung eine verschließbare Beschickungsöffnung für eine Beschickung mit den Abfallprodukten und an der Wandung eine verschließbare Austragsöffnung für einen Austrag der Reaktionsrückstände auf. Das Reaktionsbett ist in seiner gesamten Fläche geschlossen und frei von Öffnungen ausgebildet, wobei das Reaktionsbett einen höchsten Punkt und einen niedrigsten Punkt erreicht. Zudem ist die Fläche dazwischen geneigt und/oder gestuft. Der Drehmitnehmer ist dabei quer zur Längsachse der primären Reaktionskammer ausgerichtet und drehbar gelagert, wobei der Drehkreis des Drehmitnehmers von der Oberfläche des Reaktionsbettes beabstandet ist. Die Wandung der primären Reaktionskammer ist vollständig oder teilweise beheizbar. Die Anlage ist dadurch gekennzeichnet, dass eine sekundäre Reaktionskammer umfasst ist, welche der primären Reaktionskammer im Bereich der Austragsöffnung nachgelagert ist.
  • Die erfindungsgemäße Anlage beruht auf dem Grundgedanken, dass die einzelnen Phasen einer thermischen Behandlung, das heißt das Erhitzen, Trocknen, Verflüchtigen, Vergasen und/oder Verbrennen der Abfallprodukte, getrennt voneinander und kontrolliert in der Anlage ablaufen. Die thermische Behandlung beginnt dabei mit der Beschickung der Anlage mit den Abfallprodukten über eine verschließbare Beschickungsöffnung an einer Wandung der primären Reaktionskammer, so dass die Abfallprodukte anschließend auf dem höchsten Punkt des Reaktionsbettes aufliegen. Direkt anschließend an die Beschickung erfolgt die Erwärmung und Trocknung der Abfallprodukte, wobei sich diese kontinuierlich in Richtung des niedrigsten Punktes des Reaktionsbettes auf dessen Oberfläche bewegen. Die kontinuierliche Bewegung erfolgt dabei aufgrund der Schwerkraft und ist durch Drehung des Drehmitnehmers unterstützbar, wobei die im Drehkreis des Drehmitnehmers befindlichen Abfallprodukte bei dessen Drehbewegung auf der Oberfläche des Reaktionsbettes bewegt werden. Zudem führt die Drehbewegung des Drehmitnehmers zu einer optimalen Durchmischung und/oder Auflockerung der Abfallprodukte, die bevorzugt voll- oder halbautomatisch abläuft, und/oder, abhängig von der Art der entsprechenden thermischen Behandlung, zu einer Steigerung der Kontakte der Abfallprodukte mit dem Oxidationsmittel führt. Des Weiteren ist es, abhängig von der Drehrichtung des Drehmitnehmers, möglich, eine in der primären Reaktionskammer aufgetretene Verstopfung zu beseitigen, beispielsweise durch Drehung des Drehmitnehmers in oder entgegen der Bewegungsrichtung der Abfallprodukte. Nach der Trocknung folgt die Austreibung der flüchtigen Gasbestandteile aus den Abfallprodukten, wobei die festen Bestandteile von diesen anschließend vergast, das heißt in gasförmige Produkte aufgespalten, und/oder verbrannt werden. Die nach der Pyrolyse, Vergasung und/oder Verbrennung übrig bleibenden Reaktionsrückstände sind über die Austragsöffnung an der Wandung der primären Reaktionskammer austragbar. Zudem ist eine sekundäre Reaktionskammer umfasst, welche der primären Reaktionskammer im Bereich der Austragsöffnung nachgelagert ist.
  • Der Begriff "Reaktionsrückstände" betrifft beispielsweise Asche, Schlacke und/oder ein Gemisch daraus, dessen genaue Zusammensetzung und/oder Eigenschaften abhängig von verschiedenen Bedingungen, wie beispielsweise der Zusammensetzung der Abfallprodukte, der Art der thermischen Behandlung, der Verweilzeit in der primären Reaktionskammer und/oder den Prozessbedingungen sind. Unter dem Begriff "Asche" versteht sich ein fester Rückstand aus der thermischen Behandlung der Abfallprodukte, welcher bevorzugt als rieselfähiger Feststoff, als feinkörniges und/oder staubförmiges Produkt, als Agglomerat und/oder als Granulat vorliegt. Die Asche ist bevorzugt eine im Wesentlichen reine Asche, welche keine vergasbaren und/oder brennbaren Bestandteile mehr enthält. Unter "Schlacke" versteht sich ein Gemisch geschmolzener und wieder erstarrter Bestandteile der Abfallprodukte und/oder anderen, höher schmelzenden, festen Bestandteilen, welche noch nicht thermisch behandelte Abfallprodukte und/oder die Asche umschließen können. Schlacke bildet sich schon bei relativ niedrigen Temperaturen, insbesondere aus den modernen Verbundwerkstoffen mit den darin enthaltenen Aluminiumbestandteilen. Die daraus entstehenden Festkörper sind problematisch, da diese einen beschleunigten Verschleiß und/oder einen frühzeitigen wartungsbedingten Stillstand der Anlage bewirken können.
  • Es ist dabei als erfindungswesentlich erkannt worden, dass der Prozess der thermischen Behandlung der Abfallprodukte kontinuierlich abläuft, wobei die einzelnen Phasen der Behandlung teilweise oder vollständig in der primären Reaktionskammer ablaufen und sich dabei teils überlagern.
  • Es ist des Weiteren als wesentlich erkannt worden, dass die Anlage für die kontinuierliche thermische Behandlung eines Gemisches diverser Abfallprodukte geeignet ist, ohne dass es einer Vorsortierung, Zerkleinerung, Durchmischung und/oder Auflockerung der Abfallprodukte bedarf. Es ist jedoch verständlich, dass sich die Vorsortierung, Zerkleinerung, Durchmischung und/oder Auflockerung der Abfallprodukte vorteilhaft auf den Prozessablauf der thermischen Behandlung auswirkt. Divers bedeutet, dass die Abfallprodukte hinsichtlich ihres kalorischen Gehalts, ihrer Beschaffenheit, ihrer Größe und/oder Materialart verschieden sein können. So ist es vorgesehen, dass die Anlage kontinuierlich mit Abfallprodukten beschickt wird, wobei es auch im laufenden thermischen Behandlungsprozess unerheblich ist, ob das zu behandelnde Material gleich bleibt oder wechselt. Für die Gewährleistung einer störungsfreien und/oder vollständig ablaufenden thermischen Behandlung ist, in Abhängigkeit des kalorischen Gehalts der entsprechenden Abfallprodukte, lediglich das Intervall der Drehbewegung des Drehmitnehmers, das Zeitintervall der Beschickung und/oder der Beschickungsmassenstrom anzupassen. Dabei ist ein beliebiges, bevorzugt organisches, Abfallprodukt denkbar, wie beispielsweise Altreifen, Kunststoffe, Papier, Holz, Grünpflanzen, Biomasse, Agrar- und Forstabfälle, Restmüll, Bauschutt, Klärschlamm, beispielsweise industrieller und/oder kommunaler Klärschlamm, Rückstände aus der Ölindustrie, medizinischer Abfall, kontaminierter Abfall und/oder gemischter Abfall.
  • Die Anlage im Rahmen der Erfindung ist dazu geeignet, entsprechend hohe Temperaturen zu erzeugen, um die kontinuierlich durchlaufenden Abfallprodukte zeiteffizient thermisch zu behandeln. Unter thermischer Behandlung versteht sich dabei eine thermisch aktivierte Stoffumwandlung, -umsetzung und/oder Verbrennung der Abfallprodukte durch Pyrolyse, Vergasen und/oder Verbrennen. Bevorzugt erfolgt die thermische Behandlung der Abfallprodukte bis zu einer im Wesentlichen reinen Asche, welche inert ist und keine brennbaren Bestandteile mehr enthält.
  • Der Begriff "Pyrolyse" betrifft eine thermo-chemische Spaltung organischer Verbindungen, wobei durch hohe Temperaturen ein Bindungsbruch innerhalb großer Moleküle in kleinere erzwungen wird. Die Pyrolyse läuft dabei bevorzugt unter der Einwirkung hoher Temperaturen und ohne zusätzlich zugeführten Sauerstoff ab. Dabei ist es verständlich, dass bei oxidationsmittelhaltigen Abfallprodukten, beispielsweise bei Holz mit einem Sauerstoffanteil von etwa 44 Massen-Prozent, zusätzlich Oxidationsreaktionen an den Zersetzungsprozessen beteiligt sind. Der Begriff "Vergasen bzw. Vergasung" betrifft einen chemischphysikalischen Vorgang, bei dem ein Teil eines Feststoffs und/oder eines Fluids in ein chemisch verändertes, gasförmiges Endprodukt überführt wird. Dabei kommt es zu einer Aufspaltung und/oder Neuordnung bestehender chemischer Verbindungen durch Cracken, Pyrolyse, Reduktion und/oder partielle Oxidation. Die Vergasung geschieht bevorzugt unter Einwirkung hoher Temperaturen, gegebenenfalls unter einer oxidationsmittelarmen Atmosphäre. Der Begriff "Verbrennen bzw. Verbrennung" betrifft eine Redoxreaktion, die unter Abgabe von Energie, beispielsweise in Form von Wärme und/oder Licht, das heißt exotherm, abläuft. Bei der Verbrennung kommt es bevorzugt unter Einwirkung hoher Temperaturen und/oder Feuer zur Oxidation der Abfallprodukte mit Hilfe eines Oxidationsmittels. Im Rahmen der Erfindung ist dabei ein beliebiges Oxidationsmittel denkbar, wie beispielsweise Sauerstoff, Fluor und/oder ein sauerstoffhaltiges Gasgemisch, wie Prozessabluft, Rauchgas und/oder Umgebungsluft. Der Begriff "hohe Temperatur" betrifft einen Bereich von ca. 200°C bis ca. 1300°C, wobei eine Pyrolyse und/oder Vergasung in der Regel in einem Temperaturbereich von ca. 400°C bis ca. 900°C und eine Verbrennung in der Regel in einem Temperaturbereich von ca. 850°C bis ca. 1100°C, maximal bis 1300°C, abläuft.
  • Erfindungsgemäß weist die Anlage eine längliche, horizontal ausgerichtete primäre Reaktionskammer auf, welche an der Wandung eine verschließbare Beschickungsöffnung für die Beschickung mit den Abfallprodukten und an der Wandung eine verschließbare Austragsöffnung für den Austrag der Reaktionsrückstände aufweist. Unter dem Begriff "Wandung" versteht sich dabei eine beliebige Wand der primären Reaktionskammer, wie beispielsweise eine Seitenwand, die Stirnseite, die Rückseite, die Oberseite oder die Unterseite. So ist es beispielsweise denkbar, dass die Beschickungsöffnung und die Austragsöffnung in derselben Wandung oder in sich unterscheidenden Wandungen sind. Über die Beschickungsöffnung gelangen die Abfallprodukte in den primären Reaktionsraum, wobei die entstandenen Reaktionsrückstände über die Austragsöffnung aus diesem ausgetragen werden. Bevorzugt ist die Anlage dabei für eine manuelle, teil- und/oder vollautomatische Beschickung, Überwachung und/oder Austragung eingerichtet.
  • Für die Gewährleistung einer störungsfreien und/oder vollständig ablaufenden thermischen Behandlung ist der Zustrom eines Oxidationsmittels, in Abhängigkeit der Art der entsprechenden thermischen Behandlung, zu kontrollieren bzw. zu unterbinden. Bevorzugt umfasst die primäre Reaktionskammer daher mindestens eine Öffnung für Messungen, beispielsweise zur Temperaturmessung, zur Druckmessung und/oder zur Messung der Sauerstoffkonzentration. So ist es denkbar, während der Beschickung mit den Abfallprodukten und/oder dem Austrag der Reaktionsrückstände, das heißt über die Beschickungsöffnung und/oder die Austragsöffnung, ein Oxidationsmittel in die primäre Reaktionskammer einzuspeisen. Dies ist insbesondere bei thermischen Behandlungsprozessen, welche einer Zuführung eines Oxidationsmittels bedürfen, wichtig, wie bei der Vergasung und/oder Verbrennung. Eine anforderungsgemäße Versorgung des Vergasungs- und/oder Verbrennungsprozesses mit einem Oxidationsmittel ist ebenfalls denkbar, indem die Beschickungsöffnung und/oder die Austragsöffnung nicht und/oder nicht luftdicht verschlossen sind. Des Weiteren ist es denkbar, während der Beschickung mit den Abfallprodukten und/oder dem Austrag der Reaktionsrückstände, das heißt über die Beschickungsöffnung und/oder die Austragsöffnung, die Einspeisung eines Oxidationsmittels in die primäre Reaktionskammer zu unterbinden bzw. zu verhindern. Dies ist insbesondere bei einer thermischen Behandlung, bei welcher sich die Zuführung eines Oxidationsmittels als störend für den Reaktionsprozess auswirkt, wie beispielsweise der Pyrolyse und/oder Vergasung, wichtig. Für die Pyrolyse ist es wichtig, dass die Beschickungsöffnung und/oder die Austragsöffnung verschlossen, bevorzugt luftdicht verschlossen, sind. Dies ist beispielsweise mittels einer Tür, einer Doppelpendelklappe, einer Zellradschleuse, einer Schnecke und/oder einem Schachtrohr denkbar, welches mit den Abfallprodukten bzw. den Reaktionsrückständen abdichtbar ist. Das bei der Pyrolyse und/oder Vergasung entstehende Gas ist dabei über die Austragsöffnung zusammen mit den Reaktionsrückständen austragbar.
  • Im Rahmen der Erfindung ist es zudem erkannt worden, dass die Wandung der primären Reaktionskammer, in welcher die einzelnen Phasen der thermischen Behandlung der Abfallprodukte teilweise oder vollständig ablaufen, vollständig oder teilweise beheizbar ist. Im Rahmen der Erfindung ist eine beliebige Beheizung denkbar, beispielsweise mittels eines geeigneten Mediums und/oder einer Einheit, wie beispielsweise einer mediendurchströmten Heizschlange und/oder einer elektrischen Widerstandsheizung. Bevorzugt ist die Wandung isolierbar, beispielsweise mittels eines geeigneten Mittels.
  • Die vollständig oder teilweise beheizbare Wandung der primären Reaktionskammer bietet viele Vorteile; so gewährleistet diese beispielsweise eine gleichmäßige Erwärmung der Wandung der primären Reaktionskammer. Dabei sind etwaige Wärme- und/oder Kältebrücken konstruktiv zu vermeiden, da sich besonders an den dadurch entstehenden Kaltzonen Ablagerungen und/oder Anbackungen bilden können. Die Vermeidung von Ablagerungen und/oder Anbackungen ist sehr wichtig, da diese zu einem vorzeitigen wartungsbedingten Stillstand der Anlage führen können. Des Weiteren ist es möglich, den primären Reaktionsraum mittels der Beheizung der Wandung derart aufzuheizen, dass die anforderungsgemäßen Prozessbedingungen für die entsprechenden Arten der thermischen Behandlung erfüllt sind. Das heißt mit anderen Worten, dass auf mindestens ein weiteres, den Prozess der thermischen Behandlung startendes Heizmedium verzichtet werden kann, da für den Start und/oder die Durchführung dieser thermischen Behandlung allein die Beheizung der Wandung der primären Reaktionskammer ausreichend ist.
  • Zudem weist die Anlage, insbesondere die primäre Reaktionskammer, ein Reaktionsbett auf, welches in seiner gesamten Fläche geschlossen und frei von Öffnungen ausgebildet ist. Im Rahmen der Erfindung ist es denkbar, dass das Reaktionsbett den Boden der primären Reaktionskammer vollständig oder nur teilweise bedeckt. Dabei ist bevorzugt der Boden des Reaktionsbettes in seiner gesamten Fläche geschlossen und frei von Öffnungen ausgebildet. Das Reaktionsbett umfasst zudem eine Schutzschicht aus Reaktionsrückständen, wie beispielsweise aus Asche, aus Schlacke und/oder aus einem Gemisch daraus, welche sich selbstständig und resultierend aus der kontinuierlich ablaufenden thermischen Behandlung auf dem Boden des Reaktionsbettes aufbaut und erhält. Die Dicke der Schutzschicht ist dabei beispielsweise von den Fließ- und/oder Rieseleigenschaften der Abfallprodukte bzw. der Reaktionsrückstände, der Beabstandung des Drehmitnehmers und/oder der Art der thermischen Behandlung abhängig. Wichtig dabei ist, dass die Reibung zwischen den kontinuierlich durchlaufenden Abfallprodukten auf der Oberfläche der Schutzschicht stattfindet, so dass ein Abrieb des Materials des Bodens des Reaktionsbettes zuverlässig und/oder nachhaltig vermieden wird. Somit ist das Reaktionsbett vor einem vorzeitigen Verschleiß, einem Abrieb und/oder einer Abnutzung des bodenbildenden Materials geschützt. Dies verringert in erheblichem Maße die wartungsbedingten Standzeiten der Anlage.
  • Das Reaktionsbett erreicht dabei einen höchsten Punkt und einen niedrigsten Punkt. Dabei ist es beispielsweise denkbar, dass der höchste Punkt an einem ersten Ende des Reaktionsbettes und der niedrigste Punkt an einem zweiten Ende des Reaktionsbettes erreichbar ist, welches bevorzugt dem ersten Ende gegenüberliegt. Die Fläche dazwischen, das heißt zwischen dem höchsten und dem niedrigsten Punkt des Reaktionsbettes, ist geneigt und/oder gestuft. Die Steigung der Fläche bzw. die Anzahl der Stufen ist dabei abhängig von den Material- und/oder Rieseleigenschaften der zu behandelnden Abfallprodukte. So ist es beispielsweise denkbar, dass die Fläche steil oder flach, sowie gleichmäßig oder ungleichmäßig geneigt ist. Es ist weiterhin denkbar, dass die Fläche als Treppe mit mindestens einer Stufe, bevorzugt mit zwei, drei, vier, fünf oder sechs Stufen, ausgebildet ist.
  • Des Weiteren weist die Anlage, insbesondere die primäre Reaktionskammer, mindestens einen Drehmitnehmer auf, welcher quer zur Längsachse der primären Reaktionskammer ausgerichtet und drehbar gelagert ist. Im Rahmen der Erfindung ist es dabei als wesentlich erkannt worden, dass der Drehkreis des Drehmitnehmers von der Oberfläche des Reaktionsbettes beabstandet ist. Bevorzugt ist der Drehkreis derart beabstandet, dass die von dem Reaktionsbett umfasste Schutzschicht erhalten bleibt. Weiter bevorzugt umfasst der Drehmitnehmer eine Drehmitnehmerwelle und ein mit der Welle verbundenes Paddel. Weiterhin bevorzugt umfasst der Drehmitnehmer zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun, zehn oder mehr mit der Welle verbundene Paddel, welche gleichzeitig und/oder unabhängig voneinander drehbar sind.
  • In Abhängigkeit der Material- und/oder Rieseleigenschaften der zu behandelnden Abfallprodukte und/oder der Größe der primären Reaktionskammer ist es ebenfalls denkbar, dass zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun oder zehn Drehmitnehmer umfasst sind, deren Drehkreise voneinander beabstandet sind und/oder ineinander kämmen. So ist es beispielsweise denkbar, dass der Drehkreis eines ersten Drehmitnehmers nur einen Teil des Querschnitts der primären Reaktionskammer überstreicht und der eines weiteren Drehmitnehmers den vom ersten Drehmitnehmer freigelassenen Bereich überstreicht. Eine derartige Ausgestaltung ist insbesondere dann sinnvoll, wenn die Drehkreise der Drehmitnehmer einander kämmen, weil dadurch der Transport, die Durchmischung, die Auflockerung, die Verhinderung einer Verstopfung und/oder die Steigerung der Kontakte der Abfallprodukte mit dem Oxidationsmittel verbessert werden. Gleichzeitig ist eine seitliche Durchmischungsbewegung erreichbar. Bevorzugt überstreicht der Querschnitt des Drehmitnehmers und/oder des Paddels dabei den der primären Reaktionskammer vollständig, so dass die thermisch behandelten Abfallprodukte, mit Ausnahme der von dem Reaktionsbett umfassten Schutzschicht, stets vollständig und gründlich weitertransportiert werden.
  • Der Drehmitnehmer ist dabei derart ausgestaltet, dass dieser bevorzugt nur ein oder eine geringe Anzahl an Paddeln aufweist, welche, abhängig von der Stellung des Drehmitnehmers, in die Abfallprodukte eintauchen oder außerhalb dieser stehen. Auf diese Weise ist es erreichbar, dass die Verweilzeit der kontinuierlich durchlaufenden Abfallprodukte durch die Schwerkraft, die Drehzahl, die Drehrichtung und/oder die Drehpausen des Drehmitnehmers auf der Fläche abhängig von den Abfallprodukten, der Gesamtlänge der primären Reaktionskammer und/oder Anlage, der Neigung der Fläche, dem gewünschten Reinheitsgrad der Reaktionsrückstände und/oder weiteren Bedingungen anpassbar ist.
  • Im Rahmen der Erfindung ist es zudem erkannt worden, dass eine sekundäre Reaktionskammer umfasst ist, welche der primären Reaktionskammer im Bereich der Austragsöffnung nachgelagert ist. Dies bietet den Vorteil, dass das bei der Pyrolyse und/oder der Vergasung aus den Abfallprodukten austretende Gas bzw. die nicht vollständig verbrannten Reaktionsrückstände in der sekundären Reaktionskammer verbrannt bzw. nachverbrannt werden. Zusätzlich ist die bei der Verbrennung entstehende Wärme des Abgases für die Beheizung der Wandung der primären Reaktionskammer nutzbar, beispielsweise indem diese direkt und/oder nach einer Reinigungsbehandlung in den Zwischenraum eingeleitet wird und/oder indem die in dem Abgas enthaltene Wärme mittels eines Wärmetauschers entzogen und anschließend eingeleitet wird. Dies bietet den Vorteil, dass nahezu keine zusätzliche Energie zur Durchführung der thermischen Behandlung und damit zum Betrieb der Anlage von außen zugeführt werden muss.
  • Mittels der vorliegenden Anlage wird es vorteilhafterweise erreicht, dass die thermische Behandlung der kontinuierlich durchlaufenden Abfallprodukte unterschiedlicher Materialart, Beschaffenheit und/oder Größe in der primären Reaktionskammer abläuft, wobei die Anlage aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung günstig im Betrieb, sowie störungsfrei und wartungsarm ist. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass die Anlage die vollständige thermische Zersetzung der Abfallprodukte ermöglicht, so dass die Anlage auch für kontaminierte und/oder toxische Abfallprodukte geeignet ist.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung, welche einzeln oder in Kombination realisierbar sind, sind in den Unteransprüchen dargestellt.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung ist es denkbar, dass die Wandung vollständig oder teilweise doppelwandig mit einer inneren Wandung und einer äußeren Wandung ausgebildet ist, welche voneinander beabstandet sind und wobei ein zwischen der inneren und der äußeren Wandung ausgebildeter Zwischenraum mit einem Medium und/oder einer Einheit beheizbar ist. So ist eine vollständige doppelwandige Ausgestaltung der Wandung der primären Reaktionskammer oder eine teilweise doppelwandige Ausgestaltung von dieser denkbar, insbesondere bis zu der erwarteten und/oder berechneten Höhe der Abfallprodukte innerhalb der primären Reaktionskammer. Die Beheizung erfolgt dabei bevorzugt indirekt mit einem beliebigen und geeigneten Medium, wie beispielsweise Prozessabluft, Rauchgas, Heißwasser, Dampf, Öl und/oder einer Mischung daraus, und/oder mit einer beliebigen und geeigneten Einheit, wie beispielsweise einer mediendurchströmten Heizschlange und/oder einer elektrischen Widerstandsheizung. Diese Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass die Beheizung des Zwischenraumes sehr effizient ist und zu einer noch schnelleren Aufheizung der primären Reaktionskammer führt, um die anforderungsgemäßen Prozessbedingungen für die entsprechenden Arten der thermischen Behandlung zu erfüllen. Dabei ist es möglich, in signifikanter Weise Kosten einzusparen. Weiterhin bevorzugt ist es dabei denkbar, dass die innere und die äußere Wandung parallel zueinander ausgerichtet sind. Dies erweist sich als vorteilhaft, da die Fertigung und/oder Konstruktion einer derartigen doppelwandig ausgestalteten Wandung der primären Reaktionskammer unter Verwendung von im Wesentlichen geraden Bauteilen abläuft und daher sehr stark vereinfacht ist. Somit sind in erheblichem Maße Kosten einsparbar.
  • In noch einer Weiterbildung der Erfindung ist es denkbar, dass mindestens ein Brenner für einen Zusatzbrennstoff umfasst ist. Der Begriff "Brenner" betrifft ein Gerät, welches dazu geeignet ist, den Prozess der thermischen Behandlung zu starten, bevorzugt durch Umwandlung von chemischer in thermische Energie. Bevorzugt ist der Brenner für einen gasförmigen Zusatzbrennstoff, wie beispielsweise Propan, Butan und/oder Erdgas, für einen flüssigen Zusatzbrennstoff, wie beispielsweise Benzin, Dieselkraftstoff, Heizöl, Kerosin, Lösemittel, Altöl und/oder Petroleum, und/oder für einen festen Zusatzbrennstoff, wie beispielsweise Kohlestaub, geeignet. Vorteilhafterweise startet der Brenner den Prozess der thermischen Behandlung sehr schnell und/oder dient der Absicherung einer Mindesttemperatur in der primären Reaktionskammer, welche für die Gewährleistung einer zuverlässigen und/oder vollständig ablaufenden thermischen Behandlung der Abfallprodukte wesentlich ist.
  • Es ist weiterhin denkbar, dass die die primäre Reaktionskammer einen rechteckigen oder rechteckähnlichen Querschnitt aufweist. Dies erweist sich als vorteilhaft, da die Fertigung und/oder Konstruktion einer derartigen primären Reaktionskammer unter Verwendung von im Wesentlichen geraden Bauteilen abläuft und daher sehr stark vereinfacht ist. Zudem entfällt ein aufwendiges Biegen der entsprechenden Teile in der Fertigung, so dass in erheblichem Maße Kosten eingespart werden können.
  • In einer Ausgestaltung der Weiterbildung ist es denkbar, dass die primäre Reaktionskammer im Reaktionsbett und/oder der Wandung mindestens eine Gaseinlassöffnung und/oder mindestens eine Gasaustrittsöffnung aufweist. Dabei sind auch mehrere Gaseinlass- und/oder Gasaustrittsöffnungen, in Abhängigkeit der Größe der primären Reaktionskammer, des Reaktionsbettes und/oder der Art der thermischen Behandlung denkbar. Mittels der Gaseinlassöffnung ist es möglich, der thermischen Behandlung im Bereich des Reaktionsbettes, beispielsweise durch seitliche Einspeisung in das Reaktionsbett, und/oder in der Wandung der primären Reaktionskammer ein Gas, ein Gasgemisch und/oder ein Oxidationsmittel hinzuzufügen. Bevorzugt ist die Gaseinlassöffnung an eine Gaseinlassleitung, noch mehr bevorzugt an ein Gebläse, anschließbar. Über die Gasaustrittsöffnung ist es möglich, das bei der thermischen Behandlung entstehende Gas bzw. Abgas abzusaugen, gegebenenfalls unter Erzeugung eines Unterdruckes. Bevorzugt ist die Gasaustrittsöffnung an eine Gasaustrittsleitung, noch mehr bevorzugt an ein Gebläse, anschließbar.
  • In einer Alternative ist es denkbar, dass die beheizte Wandung der primären Reaktionskammer in miteinander verbundene und/oder voneinander getrennte Bereiche unterteilbar ist. Dies ist beispielsweise mittels mehrerer miteinander verbundener und/oder voneinander getrennter Heizkreisläufe und/oder mittels Einbauten zur Beeinflussung der Strömung des Heizmediums denkbar, so dass eine Optierung des Temperaturprofils in der primären Reaktionskammer realisierbar ist. Auf diese Weise ist es möglich, die in einem jeden Bereich erforderlichen und/oder anforderungsgemäßen Prozessbedingungen zu gewährleisten und/oder zu erhalten.
  • In einer Weiterbildung ist es denkbar, dass der Drehmitnehmer in zwei sich gegenüberliegenden Wandungen, beispielsweise im Bereich der doppelwandigen Ausgestaltung dieser, der primären Reaktionskammer drehbar gelagert ist. Auf diese Weise ist eine gleichmäßige Drehung des Drehmitnehmers realisierbar, um sicherzustellen, dass dessen Drehkreis anforderungsgemäß von der Oberfläche des Reaktionsbettes beabstandet ist. Dabei ist es wichtig, dass das Lager und/oder der Drehmitnehmer ausreichend gegen einen Gasein- und/oder Gasaustritt abgedichtet sind.
  • In einer alternativen Weiterbildung ist es denkbar, dass der Drehmitnehmer teilweise oder vollständig als Hohlkörper ausgebildet ist, welcher von einem Kühlmedium durchströmbar ist. Diese Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass der Drehmitnehmer und/oder das Lager auf ein geeignetes Niveau kühlbar sind, und dient dem Schutz des Paddelmaterials. Der Begriff "Kühlmedium" betrifft dabei, in Abhängigkeit von der Temperatur des Kühlkreislaufes, ein geeignetes Fluid, wie beispielsweise Wasser, Öl, Gas und/oder ein Gemisch daraus.
  • Weiterhin ist es denkbar, dass die Steigung der Fläche von 0,5% bis 100% ist. Bevorzugt ist die Steigung der Fläche 0,5%, 1%, 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 100%, wobei weiterhin bevorzugt eine beliebige dazwischenliegende Steigung und/oder ein beliebiger Bereich denkbar ist. Darauf ergibt sich der Vorteil, dass die Anlage optimal an die Material- und/oder Rieseleigenschaften der zu behandelnden Abfallprodukte anpassbar ist.
  • Es ist weiterhin denkbar, dass die sekundäre Reaktionskammer bevorzugt eine beheizbare und/oder isolierbare Wandung, eine verschließbare Beschickungsöffnung, eine verschließbare Austragsöffnung, ein geneigtes, gestuftes und/oder ebenes Reaktionsbett, mindestens einen Drehmitnehmer, eine Gaseinlassöffnung, eine Gasaustrittsöffnung, mindestens einen Brenner und/oder mindestens eine Öffnung für Messungen aufweist, welche, weiterhin bevorzugt, gemäß den zuvor aufgeführten Ausführungen ausgestaltet sind.
  • In noch einer Ausgestaltung ist es denkbar, dass die Austragsöffnung in einen Austragskanal zum Transport der Reaktionsrückstände mündet. Unter dem Begriff "Austragskanal" versteht sich ein offener, halbgeschlossener und/oder geschlossener Kanal, welcher beispielsweise ein Förderband zum Transport der Reaktionsrückstände umfassen kann. Unter dem Begriff "Transport" versteht sich bevorzugt eine kontinuierliche Förderung in Stoffflussrichtung, welche durch eine elektrisch, elektronisch und/oder pneumatisch steuer- und/oder regelbare Einheit, wie beispielsweise einen Aschetransporteur und/oder eine Sperrpaddeleinheit unterstützbar ist. Bevorzugt erfolgt die Förderung in horizontaler Stoffflussrichtung. Dabei ist es verständlich, dass die geförderte Menge variieren kann. Zudem ist es bevorzugt, dass die Reaktionsrückstände trocken ausgetragen und/oder transportiert werden. Diese Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass die Reaktionsrückstände kontinuierlich aus der primären Reaktionskammer ausgetragen werden.
  • In einer alternativen Ausgestaltung ist es denkbar, dass der Austragskanal eine Sperrpaddeleinheit mit mindestens zwei, gleichmäßig über den Umfang der Sperrpaddeleinheit verteilten, Sperrpaddeln umfasst, wobei die Sperrpaddeleinheit quer zur Längsachse des Austragskanals ausgerichtet ist. Dabei ist es bevorzugt, dass die Sperrpaddeleinheit fliegend oder in zwei sich gegenüberliegenden Wandungen, beispielsweise zwei sich gegenüberliegenden Seitenwänden, des Austragskanals drehbar gelagert ist. Diese Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass die Sperrpaddeleinheit die in dem Austragungskanal befindlichen Reaktionsrückstände kontinuierlich transportiert. Der Transport erfolgt dabei hauptsächlich durch das untere Sperrpaddel bzw. dessen Fläche. Die Transportleistung der Sperrpaddeleinheit wird beispielsweise durch die Drehzahl der Sperrpaddeleinheit bestimmt.
  • In noch einer alternativen Ausgestaltung ist es denkbar, dass die Sperrpaddeleinheit zwischen der primären und sekundären Reaktionskammer anordenbar ist, wobei der Austragskanal die beiden Reaktionskammern verbindet und bevorzugt als geschlossener Kanal ausgestaltet ist. Diese Ausgestaltung der Erfindung bietet den Vorteil, dass die Sperrpaddeleinheit die Reaktionsrückstände im Austragungskanal zwischen den beiden Reaktionskammern kontinuierlich und unter gleichzeitiger Abdichtung des Reaktionsraumes transportiert. Dadurch kommt es zu einer kontinuierlichen Austragung der Reaktionsrückstände aus der primären Reaktionskammer, sowie einem kontinuierlichen Eintrag der Reaktionsrückstände in die sekundäre Reaktionskammer, so dass eine kontinuierliche thermische Behandlung realisierbar ist. Es ist allerdings wesentlich, dass es bei dem Transport zu keiner signifikanten Absenkung der Temperatur der Reaktionsrückstände kommt, da zusätzliche Energie für die erneute Aufheizung der Reaktionsrückstände in der sekundären Reaktionskammer zur Verfügung gestellt werden müsste. Auf diese Weise kombiniert die Sperrpaddeleinheit vorteilhafterweise die Funktion des Transports unter gleichzeitiger Verhinderung der ungewollten Zufuhr eines Oxidationsmittels in den Reaktionsraum, bevorzugt den primären Reaktionsraum. Dies ist wichtig, da es im Rahmen der Erfindung erkannt worden ist, dass eine thermische Behandlung, in Abhängigkeit der entsprechenden Art der Behandlung, durch eine gezielte Zufuhr des Oxidationsmittels besser kontrolliert werden kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass es gleichzeitig zu einer Verringerung der Schadstoffbelastung der Emission kommt, um vor allem gesetzlich bestimmte Grenzwerte einzuhalten. Die Wichtigkeit der Verringerung der Schadstoffbelastung zeigt sich insbesondere darin, dass die Reaktionsrückstände der primären Reaktionskammer teilweise kontaminierte, toxische und/oder schadstoffhaltige Verbindungen, wie beispielsweise Teer und/oder Aromate, enthalten können.
  • Der Begriff "Abdichtung" beschreibt ein Maß der Dichtigkeit gegenüber einem Stoff, Gas und/oder Gemisch zwischen zwei Bereichen. Bevorzugt ist der Stoff, das Gas und/oder das Gemisch ein Oxidationsmittel. Es ist dabei verständlich, dass der Begriff Dichtigkeit ein relativer Begriff ist, da es keine absolut dichte Anlage, Reaktionskammer und/oder Teile davon gibt, wie beispielsweise den Drehmitnehmer. Im Rahmen der Erfindung ist unter Abdichtung bzw. Dichtigkeit daher zu verstehen, dass sich diese immer auf vorher bestimmte und/oder vorgegebene Rahmenbedingungen bezieht, wobei es verständlicherweise aufgrund der Drehbewegung der Sperrpaddeleinheit innerhalb des Austragskanals dazu kommt, dass kurzzeitig ein Stoff- und/oder Gasdurchtritt bzw. ein Stoff- und/oder Gaseintritt in die primäre und/oder sekundäre Reaktionskammer möglich ist. Die Möglichkeit eines derartigen kurzzeitigen Stoff- und/oder Gasdurchtritts in die primäre und/oder sekundäre Reaktionskammer ist allerdings von untergeordneter Bedeutung, da der zwischen den beiden Reaktionskammern bestehende Druckunterschied einen signifikanten Stoff- und/oder Gaseintritt in die primäre und/oder die sekundäre Reaktionskammer zusätzlich verhindert. Das bedeutet zudem, dass die erfindungsgemäße Sperrpaddeleinheit somit einen Austrag von Reaktionsrückständen ermöglicht, wobei die primäre und/oder die sekundäre Reaktionskammer gleichzeitig abgedichtet und daher voneinander getrennt werden.
  • Für einen Fachmann auf dem einschlägigen Gebiet ist es daher offensichtlich, dass die erfindungsgemäße Ausgestaltung keine absolute Dichtigkeit realisieren soll. Vielmehr ist es bevorzugt, dass der Stoff- und/oder Gasdurchtritt bzw. der Stoff- und/oder Gaseintritt weitestgehend behindert ist. Noch mehr bevorzugt ist der Stoff- und/oder Gasdurchtritt bei mindestens einer bestimmten Ausrichtung der Sperrpaddel in dem Austragungskanal vollständig behindert, so dass zumindest teilweise und/oder kurzzeitig eine absolute Dichtigkeit erreichbar ist. Eine Dichtigkeit ist ebenfalls durch konstruktiven Aufwand und/oder entsprechenden Materialeinsatz den Anforderungen der Prozesse der thermischen Behandlung anpassbar, was allerdings mit erhöhten Kosten verbunden ist. Vorteilhafterweise wird durch die Sperrpaddeleinheit daher eine kostengünstige und zuverlässige Möglichkeit geschaffen, dass die Reaktionsrückstände zwischen den Reaktionskammern unter Luftabschluss transportiert werden können.
  • Durch die vorteilhafte Verbesserung der Trennung der primären und sekundären Reaktionskammer ist es möglich, die jeweiligen in den Reaktionsräumen ablaufenden Phasen der thermischen Behandlungen zu kontrollieren. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass es gleichzeitig zu einer Verringerung der Schadstoffbelastung der Emission kommt. Um dies zu realisieren, ist es als erfindungswesentlich erkannt worden, dass die Sperrpaddel der Sperrpaddeleinheit bzw. die Flächen der Sperrpaddel abhängig von ihrer Ausrichtung den Austragskanal verschließen und/oder frei geben. In dem Fall, dass der Austragskanal verschlossen ist, sind wenigstens zwei Sperrpaddel derart zu dem Austragskanal ausgerichtet, dass kein Stoff- und/oder Gasdurchtritt zwischen den zwei Reaktionskammern ermöglicht ist.
  • Es ist weiterhin denkbar, dass die Sperrpaddeleinheit mindestens drei Sperrpaddel aufweist. Bevorzugt weist die Sperrpaddeleinheit vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun, zehn oder mehr Sperrpaddel auf. Die Erhöhung der Anzahl der Sperrpaddel führt zu einer verbesserten Beschränkung des Stoff- und/oder Gasdurchtritts in die primäre und/oder sekundäre Reaktionskammer, da sich die Menge des durchtretenden Stoff- bzw. Gasvolumens umso mehr verringert, je mehr Sperrpaddel die Sperrpaddeleinheit aufweist. Dabei ist der Austragskanal bei mindestens drei Sperrpaddeln länger verschlossen, was ebenfalls zu einer Verbesserung der Abdichtung der Reaktionskammern führt. Weiterhin bevorzugt ist die Oberfläche der Sperrpaddel gerade und/oder gewölbt.
  • In noch einer Weiterbildung ist es denkbar, dass eine Einheit zur Steuerung und/oder Regelung der Temperatur in der primären und/oder sekundären Reaktionskammer, der Beheizung, eines Gaseinlasses und/oder Gasaustritts mittels der Gaseinlass- und/oder Gasaustrittsöffnung, des Brenners, des Drehmitnehmers, der Beschickung, der Austragung und/oder der Sperrpaddeleinheit umfasst ist. Auf diese Weise ist ein teil- bzw. vollautomatischer Betrieb der Anlage zur Realisierung optimaler Prozessbedingungen erreichbar. Zudem ist es möglich, mittels der Einheit die Zusammensetzung des Abgases der thermischen Behandlung zu beeinflussen. Einem Fachmann sind dabei geeignete Mittel für eine derartige Einheit bekannt. Bevorzugt ist auch eine Einheit zur Steuerung und/oder Regelung der Gaseinlass- und/oder Gasaustrittsleitung umfasst, welche beispielsweise mittels einer Regeleinrichtung, wie einer Klappe, zu einem verbesserten Gaseinlass und/oder Gasaustritt des Reaktionsbettes und/oder der primären Reaktionskammer beiträgt.
  • Es wird davon ausgegangen, dass die Definitionen und Ausführungen der oben genannten Begriffe für alle in dieser Beschreibung im Folgenden beschriebenen Aspekte gelten, sofern nichts anderes angegeben ist.
  • Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Unteransprüchen. Hierbei können die jeweiligen Merkmale für sich alleine oder zu mehreren in Kombination miteinander verwirklicht sein. Die Erfindung ist nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt. Die Ausführungsbeispiele sind in den Figuren schematisch dargestellt. Gleiche Bezugsziffern in den einzelnen Figuren bezeichnen dabei gleiche oder funktionsgleiche bzw. hinsichtlich ihrer Funktion einander entsprechende Elemente.
  • Im Einzelnen zeigen:
    • Fig.1 eine Darstellung eines Halbschnitts der erfindungsgemäßen Anlage; und
    • Fig. 2 eine isometrische Darstellung eines Halbschnitts der erfindungsgemäßen Anlage.
  • In Fig. 1 und Fig. 2 ist eine erfindungsgemäße Anlage 01 zur thermischen Behandlung von kontinuierlich durchlaufenden Abfallprodukten im Halbschnitt (Fig. 1) bzw. in isometrischer Darstellung des Halbschnitts (Fig. 2) dargestellt.
  • Wie in den Fig. 1 und Fig. 2 deutlich zu erkennen ist, umfasst die Anlage 01 eine längliche, horizontal ausgerichtete primäre Reaktionskammer 10 mit einem Reaktionsbett 20 und fünf Drehmitnehmern 30. Der primären Reaktionskammer 10 ist eine sekundäre Reaktionskammer 40 nachgeordnet, wobei in beiden Reaktionskammern 10, 40 eine Öffnung 03 für einen nicht dargestellten Brenner 02 vorgesehen ist. Zudem sind in beiden Reaktionskammern 10, 40 Öffnungen 04 für Messungen, beispielsweise zur Temperaturmessung, zur Druckmessung und/oder zur Messung der Sauerstoffkonzentration, vorgesehen. Die sekundäre Reaktionskammer 40 weist zudem einen Drehmitnehmer 30, eine verschließbare Gasaustrittsöffnung 45 und eine verschließbare Austragsöffnung 43 für die Reaktionsrückstände auf.
  • Die Anlage 01 zeichnet sich gerade dadurch aus, dass die Wandung 11 der primären Reaktionskammer 10 und/oder der sekundären Reaktionskammer 40 vollständig oder teilweise beheizt ist. Zudem ist die Wandung 11 von außen mit einer dreilagigen Isolierung 11a umgeben. Alternativ ist es auch denkbar, dass die Wandung 11 vollständig oder teilweise doppelwandig mit einer inneren Wandung und einer äußeren Wandung ausgebildet ist, wobei die beiden Wandungen voneinander beabstandet und bevorzugt parallel zueinander ausgerichtet sind. So ist es möglich, den zwischen der inneren Wandung und der äußeren Wandung ausgebildeten Zwischenraum zu beheizen. Die Beheizung erfolgt beispielsweise mit dem in der sekundären Reaktionskammer 40 entstehenden Abgas bzw. der Wärme daraus.
  • In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und Fig. 2 weist die primäre Reaktionskammer 10 dabei an einer Oberseite 14 zwei Transportösen 15 und eine verschließbare Beschickungsöffnung 16 für eine Beschickung mit den Abfallprodukten auf. In der Wandung 11 der primären Reaktionskammer 10 ist eine Austragsöffnung 17, welche gleichzeitig auch eine Gasaustrittsöffnung 19 der primären Reaktionskammer 10, sowie eine Beschickungsöffnung 42 und Gaseinlassöffnung 44 der sekundären Reaktionskammer 40 ist, für einen Austrag bzw. Eintrag der gasförmigen und/oder festen Reaktionsrückstände vorgesehen, welche in einen Austragskanal 41 mit einer Sperrpaddeleinheit 50 mündet. Die Sperrpaddeleinheit 50 weist dabei vier Sperrpaddel 51 auf, welche in Abhängigkeit ihrer Orientierung die Austragsöffnung 17, die Gasaustrittsöffnung 19, die Beschickungsöffnung 43, die Gaseinlassöffnung 44 und/oder den Austragskanal 41 vollständig oder teilweise verschließen. Zudem sind in Fig. 1 und Fig. 2 an der Wandung 11 der primären Reaktionskammer 10 mehrere Gaseinlassöffnungen 18 dargestellt.
  • Das Reaktionsbett 20 ist hierbei in seiner gesamten Fläche geschlossen und frei von Öffnungen ausgebildet. In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und Fig. 2 erreicht das Reaktionsbett 20 nahe der Beschickungsöffnung 16 seinen höchsten Punkt 21 und nahe der Austragsöffnung 17 seinen niedrigsten Punkt 22. Dabei ist die Fläche zwischen diesen beiden Punkten 21, 22 gleichmäßig geneigt.
  • Wie deutlich in Fig. 2 zu erkennen ist, ist der Drehmitnehmer 30 quer zur Längsachse der primären und sekundären Reaktionskammer 10, 40 ausgerichtet und in zwei sich gegenüberliegenden Wandungen 11, insbesondere den Seitenwänden, der primären und sekundären Reaktionskammer 10, 40 durch ein Lager 33 drehbar gelagert. Der Drehmitnehmer 30 umfasst dabei eine Drehmitnehmerwelle 31 und ein mit der Welle 31 verbundenes Paddel 32, wobei der Drehmitnehmer 30 als Hohlkörper ausgebildet ist und somit von einem Kühlmedium durchströmbar ist. Der Drehkreis des Drehmitnehmers 30 ist, wie deutlich in Fig. 1 zu erkennen, von der Oberfläche des Reaktionsbettes 20 beabstandet.

Claims (14)

  1. Anlage (01) zur thermischen Behandlung, insbesondere zur Pyrolyse, Vergasung und/oder Verbrennung, von kontinuierlich durchlaufenden Abfallprodukten, umfassend eine längliche, horizontal ausgerichtete primäre Reaktionskammer (10) mit einem Reaktionsbett (20) und mindestens einem Drehmitnehmer (30), wobei die primäre Reaktionskammer (10) an einer Wandung (11) eine verschließbare Beschickungsöffnung (16) für eine Beschickung mit den Abfallprodukten und an der Wandung (11) eine verschließbare Austragsöffnung (17) für einen Austrag der Reaktionsrückstände aufweist, wobei das Reaktionsbett (20) in seiner gesamten Fläche geschlossen und frei von Öffnungen ausgebildet ist, wobei das Reaktionsbett (20) einen höchsten Punkt (21) und einen niedrigsten Punkt (22) erreicht, wobei die Fläche dazwischen geneigt und/oder gestuft ist, wobei der Drehmitnehmer (30) quer zur Längsachse der primären Reaktionskammer (10) ausgerichtet und drehbar gelagert ist, und wobei der Drehkreis des Drehmitnehmers (30) von der Oberfläche des Reaktionsbettes (20) beabstandet ist,
    wobei die Wandung (11) der primären Reaktionskammer (10) vollständig oder teilweise beheizbar ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine sekundäre Reaktionskammer (40) umfasst ist, welche der primären Reaktionskammer (10) im Bereich der Austragsöffnung (17) nachgelagert ist.
  2. Anlage (01) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Wandung (11) vollständig oder teilweise doppelwandig mit einer inneren Wandung und einer äußeren Wandung ausgebildet ist, welche voneinander beabstandet sind, und wobei ein zwischen der inneren und der äußeren Wandung ausgebildeter Zwischenraum (13) mit einem Medium und/oder einer Einheit beheizbar ist.
  3. Anlage (01) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass mindestens ein Brenner (02) für einen Zusatzbrennstoff umfasst ist.
  4. Anlage (01) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die primäre Reaktionskammer (10) einen rechteckigen oder rechteckähnlichen Querschnitt aufweist.
  5. Anlage (01) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die primäre Reaktionskammer (10) im Reaktionsbett (20) und/oder der Wandung (11) mindestens eine Gaseinlassöffnung (18) und/oder mindestens eine Gasaustrittsöffnung (19) aufweist.
  6. Anlage (01) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die beheizte Wandung (11) der primären Reaktionskammer (10) in miteinander verbundene und/oder voneinander getrennte Bereiche unterteilbar ist.
  7. Anlage (01) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Drehmitnehmer (30) in zwei sich gegenüberliegenden Wandungen (11) der primären Reaktionskammer (10) drehbar gelagert ist.
  8. Anlage (01) nach dem vorhergehenden Anspruch,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Drehmitnehmer (30) teilweise oder vollständig als Hohlkörper ausgebildet ist, welcher von einem Kühlmedium durchströmbar ist.
  9. Anlage (01) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Steigung der Fläche von 0,5% bis 100% ist.
  10. Anlage (01) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Austragsöffnung (17) in einen Austragskanal (41) zum Transport der Reaktionsrückstände mündet.
  11. Anlage (01) nach dem vorhergehenden Anspruch,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Austragskanal (41) eine Sperrpaddeleinheit (50) mit mindestens zwei, gleichmäßig über den Umfang der Sperrpaddeleinheit (50) verteilten, Sperrpaddeln (51) umfasst, wobei die Sperrpaddeleinheit (50) quer zur Längsachse des Austragskanals (41) ausgerichtet ist.
  12. Anlage (01) nach dem vorhergehenden Anspruch,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Sperrpaddeleinheit (50) zwischen der primären und der sekundären Reaktionskammer (10, 40) anordenbar ist.
  13. Anlage (01) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Sperrpaddeleinheit (50) mindestens drei Sperrpaddel (51) aufweist.
  14. Anlage (01) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine Einheit zur Steuerung und/oder Regelung der Temperatur in der primären und/oder sekundären Reaktionskammer (10, 40), der Beheizung, eines Gaseinlasses und/oder Gasaustritts mittels der Gaseinlass- und/oder Gasaustrittsöffnung (18, 19), des Brenners (02), des Drehmitnehmers (30), der Beschickung, der Austragung und/oder der Sperrpaddeleinheit (50) umfasst ist.
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