EP3366751B1 - Verfahren und vorrichtung zur zumindest partiellen pyrolyse und oxidation eines organischen anteils eines staubförmigen schüttguts - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur zumindest partiellen pyrolyse und oxidation eines organischen anteils eines staubförmigen schüttguts Download PDF

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EP3366751B1
EP3366751B1 EP17158190.3A EP17158190A EP3366751B1 EP 3366751 B1 EP3366751 B1 EP 3366751B1 EP 17158190 A EP17158190 A EP 17158190A EP 3366751 B1 EP3366751 B1 EP 3366751B1
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EP
European Patent Office
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bulk material
gas mixture
additional
reaction
reaction surface
Prior art date
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French (fr)
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EP3366751A1 (de
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Steffen Ritterbusch
Tilo Conrad
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TSP GmbH
Original Assignee
TSP GmbH
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Publication date
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B7/00—Coke ovens with mechanical conveying means for the raw material inside the oven
    • C10B7/02—Coke ovens with mechanical conveying means for the raw material inside the oven with rotary scraping devices
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • 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
    • C10B49/02—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 gases or vapours, e.g. hot gases obtained by partial combustion of the charge
    • C10B49/04—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 gases or vapours, e.g. hot gases obtained by partial combustion of the charge while moving the solid material to be treated
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/30—Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
    • F27B9/36—Arrangements of heating devices
    • F27B2009/3607—Heaters located above the track of the charge
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/30—Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
    • F27B9/36—Arrangements of heating devices
    • F27B2009/3692—The charge containing combustible materials

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for at least partial pyrolysis and at least partial oxidation and, if necessary, partial gasification of an organic component of a powdery bulk material of at least partly organic origin.
  • the at least partial pyrolysis or the at least partial oxidation can each independently be a complete or a partial pyrolysis or oxidation.
  • the carbon contained in the organic fraction is partially oxidized and combined with water or steam to form water gas, i. H. a mixture of carbon monoxide and hydrogen. It is important in the process that the product of the process contains phosphorus contained therein in a form that can be easily used by plants.
  • the organic origin can be at least one human being, at least one animal, at least one plant, at least one alga and/or at least one fungus.
  • the organic origin can also be of microbial origin. All bulk materials of at least partly organic origin contain carbon and phosphorus.
  • the bulk material can, for. B. sewage sludge, animal droppings, algae, peat or lignite each in at least partially dried form or include sawdust.
  • the bulk material can contain an inorganic component, e.g. B. in the form of fine sand or minerals, of up to 70 wt .-%.
  • a method and a device for obtaining a product from the gasification of a bulk material of at least partially organic origin with at least partial oxidation of the bulk material are already known, wherein the product contains phosphorus in a form easily digestible by plants.
  • a bed of the bulk material is introduced into a reaction space of a reactor and moved therein continuously or intermittently.
  • the bulk material is heated on the upper side of the bed to a temperature at which pyrolysis of the organic part of the bulk material occurs.
  • air or another gas mixture containing oxygen is blown into the bed via at least one injection opening in at least one tool moving continuously or intermittently through the bed.
  • the blowing in of air or other gas mixture is regulated in such a way that the amount of air or gas mixture is only sufficient for incomplete oxidation of the organic component of the bulk material in the reaction space.
  • the bulk material is fed into the reaction space from above and removed from the bottom of the reaction space.
  • the gas that is blown in and the gas that is produced move upwards in the reaction space and the bulk material moves downwards in the opposite direction.
  • the method has proven itself for bulk material through which the gas can flow evenly.
  • a deck furnace for sludge and waste incineration is known.
  • the kiln has several ring-shaped hearths arranged one above the other, over which the material to be burned is conveyed alternately radially inwards and outwards and onto the next lower hearth by means of rabble arms equipped with inclined stirring teeth.
  • the top hearths are used for drying and the bottom hearths for slag and ash cooling.
  • the flocks alternately have internal and external drainage openings.
  • the agitator teeth on successive rabble arms have an alternate inward and outward engagement.
  • the combustion air can be fed into the deck oven via a hollow shaft into the hollow rabble arms, which are provided with outlet openings near the stirring teeth.
  • dust is swirled up.
  • the object of the present invention is to specify an alternative method for at least partial pyrolysis and at least partial oxidation of an organic component of a dust-containing or dust-like bulk material at least partially of organic origin, which involves relatively uniform oxidation of the organic component of the bulk material and a relatively low dust load in the resulting flue gas allows. Furthermore, a device suitable for carrying out the method is to be specified.
  • a method for the at least partial pyrolysis and at least partial oxidation of an organic component of a dust-containing or dust-like bulk material of at least partly organic origin.
  • the bulk material can be a bulk material that behaves like or at least similarly to a fluid.
  • the term "bulk material” refers not only to the bulk material used in the process, but also to any solid, free-flowing intermediate product or product, which may also include ash, that is produced in the course of the process from the bulk material originally used.
  • the bulk material can be present in a non-, partially or fully pyrolyzed form and/or in a non-, partially or fully oxidized form.
  • the method is carried out according to claim 1.
  • the gas mixture can optionally contain water in the form of vapor or an aerosol.
  • the bulk material can be brought into contact with water in addition to the gas mixture.
  • the introduction according to step a) can take place continuously or intermittently.
  • the bulk material introduced into the reaction space can be applied directly to the first reaction surface. However, it can also first be applied to at least one reaction surface located in front of the first reaction surface and from there only reach the first reaction surface.
  • steps a) and b) can in each case be carried out independently of one another, continuously or intermittently.
  • the transfer of the bulk material on or through the line means and the discharge of the bulk material from the reaction space or the further reaction space by means of the discharge means can each take place independently of one another using gravity or by active conveyance, for example by means of a screw conveyor.
  • the gas mixture containing oxygen can be air.
  • the gas mixture can also comprise an oxidation gas produced during the at least partial oxidation and possibly also a combustion gas produced during its combustion and no or at least less oxygen than originally.
  • the bulk material follows the force of gravity in the course of the process, so that the discharge means is usually arranged in the lower part of the reaction space and below the second and possibly further reaction surface(s).
  • a gas outlet opening for the gas mixture is usually in the upper part of the reaction space and above the first and optionally at least one of the first Reaction surface arranged upstream reaction surface. After it has been brought into contact with the bulk material, the gas mixture therefore usually flows upwards in the reaction space, flowing around all of the reaction surfaces.
  • the inventors of the present invention have recognized that in the method according to EP 3 037 395 A1 when converting a dust-containing or dust-like bulk material, poor flowability of such a bulk material leads to a sharp drop in gas pressure in the bulk material and sometimes to the formation of flow channels and to considerable dust turbulence.
  • the formation of flow channels leads to non-uniform oxidation processes in the reaction chamber that are therefore difficult to control and to a high dust load in the resulting flue gas.
  • the high dust load is accompanied by a relatively high maintenance requirement.
  • An essential advantage of the method according to the invention is that the formation of dust suspended in gas is at least largely avoided.
  • the dust pollution of the waste gas produced in the process is thereby significantly reduced. This is achieved by preventing a gas stream from crossing a stream of bulk material, flowing through it or against it and the gas thereby entraining the dust contained in the bulk material. This is achieved by completely or at least essentially preventing a stream of the gas mixture from crossing or flowing through the bulk material moving on or through the conduit or from the gas mixture flowing through the conduit counter to the direction of movement of the bulk material.
  • the bulk material is brought into contact with the oxygen-containing gas mixture in that the gas mixture is applied to it from above and/or from one side in such a way that that the gas mixture flows over the bulk material without flowing through the bed of the bulk material.
  • the gas mixture is not like that from the EP 3 037 395 A1 known method blown into the bulk material.
  • the temperature to which the bulk material is heated, so that pyrolysis of the organic part of the bulk material occurs is usually at least 250°C.
  • the temperature depends on the type of bulk material. For sawdust, 250°C may suffice, while for dried sewage sludge, at least 500°C may be required.
  • the temperature can be raised in a heating means, for example by an electric heating element or an electric heating coil or another electric heater, a heating chamber heated by gas or oil and/or by burning the gas produced during pyrolysis or by the incomplete oxidation of the bulk material above the bed , in particular in a combustion chamber, are generated.
  • Heating the bulk material to a temperature sufficient for pyrolysis of the organic component of the bulk material is sufficient to cause oxidation of the organic component of the bulk material by blowing in the gas mixture and thereby at least maintain or even increase the temperature in the bulk material.
  • the gas mixture or a further oxygen-containing gas mixture can be fed to the reaction chamber.
  • the process according to the invention makes it possible to gasify the bulk material at a relatively low temperature in the range from 250° C. to 850° C., in particular 300° C. to 800° C., without temperature peaks above this range and thus a Softening, sintering or vitrification of the ash occurs.
  • the resulting product is relatively homogeneous and has good plant availability of the phosphorus it contains.
  • the resulting gas can be burned in a/the combustion chamber with the formation of combustion gas. A temperature of at least 850 °C can be reached.
  • the combustion gas can be kept at this temperature with a residence time of at least two seconds, so that thereby the requirements of the 17th ordinance for the implementation of the Federal Immission Control Act of the Federal Republic of Germany can be met.
  • the resulting combustion gas contains a relatively small amount of dust.
  • the energy required to apply the gas mixture to the bulk material from above and/or from the side is significantly lower than when the gas mixture is blown into the bulk material, as can be seen from EP 3 037 395 A1 is known.
  • a further advantage of impinging on the bulk material from above and/or from the side with the gas mixture containing oxygen while simultaneously mixing the bulk material is that the oxidation of the bulk material takes place much more evenly than when the gas mixture is blown into the bulk material.
  • gas channels can form, which then lead to a locally intensified reaction or oxidation and associated local overheating and thus local softening, sintering or vitrification of the ash in the bulk material.
  • the flow of the gas mixture is guided in the method according to the invention in such a way that it does not cross or flow through the bulk material, particularly in the area of the transition to the second reaction surface, or it flows counter to the bulk material through the conduit. Furthermore, in order to avoid raising dust, it is advantageous if the second spreading, mixing and moving means is independent of a means for impinging the bulk material with the gas mixture.
  • the conduit is at least partially in the form of a channel, a gutter or a first sliding surface delimited at least on one side by a first protective wall. Since the gas mixture after contact with the bulk material usually flows upwards in the reaction chamber past the reaction surfaces on the inside or outside, the line means, which is at least partially in the form of a channel or a first sliding surface delimited at least on one side by the first protective wall, can protect the on or bulk material transferred through the conduit towards the flow of the gas mixture from below and at least from the side of the first protective wall. This protection is sufficient to completely or at least essentially prevent a flow of the gas mixture from crossing or flowing through the bulk material.
  • the line means has a closing mechanism or sluice mechanism that the bulk material can pass in the direction of movement, which for the gas mixture is not or essentially not passable against the direction of movement.
  • the closing mechanism may, for example, comprise a flap which opens under the weight of the bulk material or is opened by active control or actuation to let the bulk material through and which then closes again or is closed by active control or actuation and so completely or at least essentially prevents the gas mixture from being able to flow through the line means counter to the direction of movement of the bulk material.
  • the sluice mechanism can include a cellular wheel sluice.
  • Cellular wheel sluices are known in the prior art in a large number of configurations.
  • the flow of the gas mixture through the conduit counter to the direction of movement of the bulk material can also be completely or at least substantially prevented by designing the conduit such that it is closed by a part of the bulk material remaining in the conduit.
  • the line means is designed as a channel which, when used as intended or arranged as intended, has an upper and a lower end, with the part of the bulk material closing the lower end, and the bulk material at the lower end through the second spreading, mixing and moving means is only transported away to the second reaction surface in such a quantity that enough bulk material remains in the conduit to completely or at least substantially prevent the gas mixture from being able to flow through the conduit against the direction of movement of the bulk material.
  • the channel mentioned here and the one previously mentioned can each be in the form of a tube.
  • At least one additional reaction area is present and the bulk material is transferred between steps b) and c) from the second reaction area to the additional reaction area or one of the additional reaction areas and then in each case by means of a third spreading, moving and mixing means spread out, mixed and agitated and subjected to the oxygen-containing gas mixture from above and/or from one side in such a way that the gas mixture flows over the bulk material without flowing through the bed of the bulk material.
  • the application of the oxygen-containing gas mixture and possibly water can be carried out here and in all other embodiments of the method according to the invention by arranging a surface for blowing in above the second reaction surface and, if present, the further reaction surface or each of the further reaction surfaces, which gas outlet openings on its underside, ie in the direction of the second reaction surface or the further reaction surface or each of the further reaction surfaces.
  • the means for applying the gas mixture containing oxygen and possibly water can also be designed as a tube or bar with gas outlet openings in the direction of the respective bulk material and can be configured in such a way that it is moved over the bulk material in order to apply the gas mixture to the bulk material, for example in a circular motion.
  • the transfer to the further reaction area can be effected by the transfer means, which is designed, in particular by the provision of at least one protective shield, a transfer chute, a second slide surface delimited at least on one side by a second protective wall, or a transfer channel, so that the bulk material is transported in front of it when transferred protects against being swirled by a flow of the gas mixture.
  • the bulk material is moved towards the transfer means and optionally into the transfer means and on at least one of the further reaction surfaces, in particular through which the bulk material passed last, towards the diverting means and optionally into the diverting means.
  • the transfer channel can be in the form of a tube.
  • a plurality of further reaction surfaces can be present, with a transfer between the further reaction surfaces taking place in each case by a further transfer means which, in particular by the provision of at least one further protective shield, a further transfer channel, one delimited at least on one side by a third protective wall third sliding surface or another transfer channel, is designed in such a way that it protects the bulk material from being swirled by a flow of the gas mixture during transfer.
  • the bulk material is in each case moved by the third spreading, moving and mixing means towards the further transfer means and optionally into the further transfer means. It is possible for the bulk material to be moved towards the diverting means and optionally into the diverting means only on the other reaction surfaces last passed through by the bulk material.
  • the further transfer channel can also be designed in the form of a tube.
  • At least one cooling surface is present and the bulk material before step c) from the second reaction surface or the further reaction surface or one of the further reaction surfaces is transferred to the cooling surface or one of the cooling surfaces and is spread out, mixed and moved thereon by means of a fourth spreading, mixing and moving means and the gas mixture or a further gas mixture is applied from above and/or from one side in such a way that that the gas mixture or the further gas mixture flows over the bulk material without flowing through the bed of the bulk material.
  • the gas mixture or the other gas mixture has a lower temperature than the bulk material to which it is applied, with the transfer to the cooling surface and, if necessary, from one of the cooling surfaces to another of the cooling surfaces, taking place in each case by an additional further transfer means which is designed in such a way that it protects the bulk material from being swirled by a flow of the gas mixture or the further gas mixture during transfer.
  • the first, second and/or the at least one further reaction surface and/or the at least one cooling surface are each independently a flat, a flat round, a flat circular, a flat polygonal or a cylindrical surface. If the first, second and/or the at least one further reaction surface and/or the at least one cooling surface is a flat, a flat round, a flat circular or a flat polygonal surface, the first, second, third and /or fourth means of propagation, mixing and movement can be fixed and the first, second and/or at least one further reaction surface and/or the at least one cooling surface can each be designed to be rotatable, in particular by arrangement on a common shaft, and with intended use or intended arrangement under at least one of the first, second, third and/or fourth means of spreading, mixing and moving, so that the bulk material spread out on the surface is thereby spread out, mixed and moved.
  • the spreading, mixing and moving of the bulk material by means of the first, second, third and/or fourth spreading, mixing and moving means does not necessarily mean that the first, second, third and/or fourth spreading, mixing and means of movement must move. It is sufficient if there is a relative movement between the first, second and/or at least one further reaction surface and/or at least one cooling surface on the one hand and the first, second, third and/or fourth spreading, mixing and moving means on the other hand.
  • An advantage associated with the fixed design of the first, second, third and/or fourth means of propagation, mixing and moving consists in a lower maintenance effort for them.
  • a further advantage lies in the possibility of the line means, transfer means, further transfer means, additional further transfer means and/or diverting means also being fixed and in particular only at one point on the circumference of the first, second and/or at least one further reaction surface and/or at least one cooling surface to arrange.
  • the conduction means, transfer means, further transfer means, additional further transfer means and/or diverting means can thus each be configured relatively simply.
  • a line means, transfer means, further transfer means, additional further transfer means and/or discharge means arranged on the outside of the first, second and/or at least one further reaction surface and/or at least one cooling surface in a fixed manner at only one point makes it possible for the gas mixture to flow out relatively unhindered outside and outside in each case on the first, second and/or at least one further reaction surface and/or at least a cooling surface can flow relatively unhindered almost along its entire circumference.
  • the area i. H. the first, second and/or at least one further reaction surface and/or the at least one cooling surface
  • the area can be fixed and at least one first, second, third and/or fourth means of spreading, mixing and moving can be placed over each of the surfaces, in particular by Arrangement of all of the first, second, third and/or fourth spreading, mixing and moving means on a common shaft, be rotatably arranged and, when used as intended or arranged as intended, rotated over each of the surfaces so that the bulk material on the respective surface is thereby spread, mixed and moved.
  • the bulk material on all of the existing surfaces i. H. the first, second and/or at least one further reaction surface and/or at least one cooling surface, are each moved alternately concentrically from the outside inwards and from the inside outwards or from the inside outwards and from the outside inwards.
  • the discharge means can be designed, in particular by providing at least one additional protective shield, a discharge chute, a discharge slide surface delimited at least on one side by a fourth protective wall, or a discharge channel, so that it protects the bulk material from being swept away by a flow of the gas mixture or the further gas mixture to be swirled.
  • the diverting means can, for example, also be a conveying device, such as e.g. B. a screw conveyor include.
  • the discharge channel can be in the form of a tube.
  • the first reaction surface and the second reaction surface and, if present, the at least one further reaction surface and, if present, the at least one cooling surface is arranged together in the reaction space.
  • the bulk material can be at least partially heated from above by a combustion chamber, which is at least partially fed with gas produced during the pyrolysis and/or during the partial oxidation.
  • the method can enable autothermal pyrolysis of the organic component of the bulk material.
  • the energy required to carry out the pyrolysis does not have to be supplied externally by a heating device, but is produced by partial oxidation of the organic component of the bulk material or the gas produced from it. It is only necessary to supply energy from the outside in order to start the process and initiate the pyrolysis. Further heating devices, in particular in the walls of the reaction space or the further reaction space, are not required.
  • the first, second, third and/or fourth means of propagation, mixing and movement are each designed independently of one another as a rake.
  • the second, third and/or fourth spreading, mixing and moving means can be used independently of one another exclusively for spreading, mixing and moving the bulk material and thus not for impingement with the gas mixture containing oxygen or the further gas mixture.
  • the whirling up of dust can be avoided or further reduced by decoupling a means for applying the oxygen-containing gas mixture or the further gas mixture from the second, third and/or fourth spreading, mixing and moving means.
  • the method can be carried out in such a way that the temperature to which the bulk material is heated from above in step a) does not exceed 850° C., in particular 800° C.
  • the application of the gas mixture containing oxygen can be regulated depending on the temperature reached in the bulk material during the oxidation or partial oxidations, so that a temperature of 850 °C, in particular a temperature of 800 °C, is not exceeded.
  • the application of the oxygen-containing gas mixture can, if at least one further reaction surface is present, independently for the bulk material on the second and the further reaction surface or for the bulk material on the second and each of the further reaction surfaces depending on the oxidation or partial oxidation in the Bulk material can be controlled at the temperature reached in each case so that a temperature of 850° C., in particular 800° C., is not exceeded.
  • the bulk material can be mixed with powdered lime before or when carrying out step a) or step b) without causing the problems mentioned, because the resulting gypsum does not, or at least not in a significant amount, due to the at least extensive prevention of dust formation gets into the exhaust gas and thus cannot mist up or significantly mist up or clog the exhaust gas-carrying lines.
  • the invention further relates to a device according to claim 15 for carrying out the method according to the invention according to claim 1.
  • the at least one heating means can be a gas burner, for example, which can be operated at the beginning of the implementation of the method according to the invention with gas supplied from the outside and later with the gas produced by the pyrolysis in the method and, if necessary, oxidation gas, which is produced if the bulk material is not completely oxidized .
  • the heating means also includes an air supply and a combustion gas discharge. It is also possible to provide two independent heating means, namely a first one for the initial heating in order to start the pyrolysis and a second one which is fueled by the gas resulting from the pyrolysis and the said oxidizing gas.
  • the first heating means to start the process can e.g. B. be an electric heater.
  • the transfer of the bulk material through the conduit can be effected solely by gravity or by active conveyance or an active conveying mechanism, for example by means of a screw conveyor.
  • the bulk material 10 is in accordance with the embodiment 1 introduced into the reaction chamber 12 of the reactor 14 via the feed device 11 by means of the screw conveyor 9 contained therein and applied to the first reaction surface 16 in the process. There it is spread out or distributed and mixed by means of the rake 28 and moved towards the line means 17 and into the line means 17 .
  • the conduit 17 is tubular. Bulk material 10 falling into the conduit 17 reaches the second reaction surface 18 through the conduit 17 and is spread out there by the rake 28, mixed and moved outwards. While the bulk material 10 is on the first reaction surface 16 and is being mixed by the rake 28, it is simultaneously heated from above by a heating means, not shown here, to a temperature sufficient for pyrolysis of the organic component contained in the bulk material 10.
  • the oxygen-containing gas mixture 20 required for combustion in the heating medium is supplied from the outside.
  • the resulting combustion gas 23 is discharged to the outside.
  • scraper 25 As soon as it reaches the scraper 25 there, it is scraped down by the second reaction surface 18 and falls onto the further reaction surface 19, protected from a gas flow by the protective shield 26, which is designed, for example, as a protective plate 19 arranged scraper 25 serves to push the bulk material 10 that has reached the further reaction surface 19 from the area of accumulation inwards, so that it is spread out there by means of the rake 28, mixed and moved to the diversion means 22 and into the diversion means 22 will. This takes place in that the bulk material, as soon as it reaches the scraper 25 , is stripped off the further reaction surface 19 and falls into the diverting means 22 .
  • the diverting means 22 includes a further screw conveyor 29 in order to transport the bulk material 10 away.
  • the first 16, second 18 and further reaction surfaces 19 are all mounted on the shaft 27.
  • a rotation of the shaft 27 causes a rotational movement of the first 16, second 18 and further reaction surface 19 relative to the fixed rake 28 in order to spread out, mix and close the bulk material 10 on the first reaction surface 16, the second reaction surface 18 and the further reaction surface 19 move.
  • the scrapers 25 are also designed to be stationary.
  • the bulk material 10 on the second reaction surface 18 and the further reaction surface 19 is blown so lightly from above with the oxygen-containing gas mixture 20 from the gas inlet means 21 that on the one hand this does not cause dust to be swirled up, but on the other hand sufficient bulk material 10 is mixed with the gas mixture at the same time 20 comes into contact in order to bring about sufficient oxidation of the organic component of the bulk material 10 .
  • the line means 17, the transfer means 24 and the relatively gentle application of the gas mixture 20 to the bulk material 10 from above ensure that the dusty bulk material or the dusty portion of the bulk material is not entrained with the gas mixture 20 and that there is no whirling or turbulence of the dusty bulk material or the dusty portion of the bulk material.
  • the combustion gas 23 is prevented from becoming contaminated with dust.
  • a very uniform oxidation of the organic component of the bulk material 10 is achieved by the thorough mixing of the bulk material 10 when it is subjected to the gas mixture.
  • the device according to the invention shown differs from that in 1 shown device only in that the transfer means 24 instead of the protective shield 26 comprises a second sliding surface 32 equipped with a second protective wall 30 .
  • the designation as “second” protective wall 30 or “second” sliding surface 32 is only used to distinguish between a first sliding surface, which is not present here, and a first protective wall, which can form the conduit 17 for the transition from the first reaction surface 16 to the second reaction surface 18.
  • the transfer means 24 also includes the scraper 25, which scrapes the bulk material 10 from the second reaction surface 18, so that the bulk material 10 thereby reaches the second slide surface 32 and is guided to the further reaction surface 19.
  • the scraper 25 arranged on the outside of the rake 28 above the further reaction surface 19 serves to push the bulk material 10 that has reached the further reaction surface 19 from the second sliding surface 32 inwards from the area where it emerges from the second sliding surface 32, so that it can be removed there by means of of the rake 28 is spread out, mixed and moved towards the diversion means 22 .
  • the scraper 25, the rake 28 and the second slide surface 32 with the protective wall 30 are each designed to be stationary, while the first 16, second 18 and further reaction surface 19 rotate under the respective rake 28. The rest of the procedure corresponds to that for the exemplary embodiment according to FIG 1 illustrated process.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur zumindest partiellen Pyrolyse und zumindest partiellen Oxidation sowie ggf. partiellen Vergasung eines organischen Anteils eines staubförmigen Schüttguts zumindest teilweise organischen Ursprungs. Bei der zumindest partiellen Pyrolyse bzw. der zumindest partiellen Oxidation kann es sich jeweils unabhängig voneinander um eine vollständige oder eine teilweise Pyrolyse bzw. Oxidation handeln. Bei der Vergasung wird in dem organischen Anteil enthaltener Kohlenstoff partiell oxidiert und mit Wasser bzw. Wasserdampf zu Wassergas, d. h. einem Gemisch aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff, umgesetzt. Wichtig bei dem Verfahren ist, dass das Produkt des Verfahrens darin enthaltenen Phosphor in für Pflanzen leicht verwertbarer Form enthält. Der organische Ursprung kann dabei zumindest ein Mensch, zumindest ein Tier, zumindest eine Pflanze, zumindest ein Alge und/oder zumindest ein Pilz sein. Der organische Ursprung kann auch ein mikrobieller Ursprung sein. Alle Schüttgüter zumindest teilweise organischen Ursprungs enthalten Kohlenstoff und Phosphor. Das Schüttgut kann z. B. Klärschlamm, Tierkot, Algen, Torf oder Braunkohle jeweils in zumindest teilweise getrockneter Form oder Sägemehl umfassen. Das Schüttgut kann einen anorganischen Anteil, z. B. in Form von feinem Sand oder Mineralien, von bis zu 70 Gew.-% aufweisen.
  • Problematisch bei der üblichen Monoverbrennung von Klärschlamm ist, dass die durch die dabei üblicherweise herrschende Temperatur von über 850 °C entstehende Asche zunächst erweicht und bei einer Temperatur von über 950 °C sogar versintert bzw. verglast. Der in der Asche enthaltene Phosphor liegt dann nicht mehr in einer für Pflanzen verwertbaren Form vor.
  • Aus der EP 3 037 395 A1 sind bereits ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Gewinnung eines Produkts beim Vergasen eines Schüttguts zumindest teilweise organischen Ursprungs unter zumindest partieller Oxidation des Schüttguts bekannt, wobei das Produkt Phosphor in für Pflanzen leicht verwertbarer Form enthält. Bei dem Verfahren wird eine Schüttung des Schüttguts in einen Reaktionsraum eines Reaktors eingebracht und darin kontinuierlich oder intermittierend bewegt. Das Schüttgut wird auf der Oberseite der Schüttung auf eine Temperatur erwärmt, bei der es zu einer Pyrolyse des organischen Anteils des Schüttguts kommt. Weiterhin wird Luft oder ein sonstiges Sauerstoff enthaltenes Gasgemisch über mindestens eine Einblasöffnung in mindestens einem sich kontinuierlich oder intermittierend durch die Schüttung bewegenden Werkzeug in die Schüttung eingeblasen. Dabei wird das Einblasen der Luft oder des sonstigen Gasgemischs so geregelt, dass die Menge an Luft oder des Gasgemischs nur zu einer unvollständigen Oxidation des organischen Anteils des Schüttguts im Reaktionsraum ausreicht. Bei dem Verfahren wird das Schüttgut dem Reaktionsraum von oben zugeführt und unten im Reaktionsraum abgeführt. Bei dem Verfahren bewegen sich das eingeblasene und das entstehende Gas in dem Reaktionsraum aufsteigend und das Schüttgut in entgegengesetzter Richtung absteigend. Das Verfahren hat sich für gleichmäßig vom Gas durchströmbares Schüttgut bewährt.
  • Aus der CH 684961 A5 ist ein Etagenofen zur Schlamm- und Abfallverbrennung bekannt. Der Ofen besitzt mehrere ringförmige, übereinander angeordnete Herde, über die das Brenngut mittels mit schräggestellten Rührzähnen bestückter Krählarme abwechselnd radial nach innen und außen und auf den nächsten tieferen Herd gefördert wird. Die obersten Herde dienen der Trocknung und die untersten Herde der Schlacken- bzw. Aschenkühlung. Die Herde besitzen abwechselnd innen und außen Durchfallöffnungen. Die Rührzähne an aufeinanderfolgenden Krählarmen haben eine abwechselnd nach innen und nach außen gerichtete Anstellung. Dadurch wird das Brenn- und Trockengut abwechselnd hin- und hergeschoben und auf diese Weise langsam über die Herde gefördert. Die Verbrennungsluft kann über eine hohle Welle in die hohlen Krählarme, die in der Nähe der Rührzähne mit Austrittsöffnungen versehen sind, in den Etagenofen eingeleitet werden. Beim Betrieb des Etagenofens mit einem staubförmigen oder staubhaltigen Schüttgut kommt es jedoch zu Staubaufwirbelungen.
  • DE 421 118 C , US 3 379 622 A und WO 01/31070 A1 beschreiben Etagenreaktoren zur partiellen Pyrolyse und Oxidation von Schüttgut.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein alternatives Verfahren zur zumindest partiellen Pyrolyse und zumindest partiellen Oxidation eines organischen Anteils eines staubhaltigen oder staubförmigen Schüttguts zumindest teilweise organischen Ursprungs anzugeben, welches eine verhältnismäßig gleichmäße Oxidation des organischen Anteils des Schüttguts und eine verhältnismäßig geringe Staubfracht im entstehenden Rauchgas ermöglicht. Weiterhin soll eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung angegeben werden.
  • Die Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 15 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen ergeben sich aus den Merkmalen der Patentansprüche 2 bis 14.
  • Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zur zumindest partiellen Pyrolyse und zumindest partiellen Oxidation eines organischen Anteils eines staubhaltigen oder staubförmigen Schüttguts zumindest teilweise organischen Ursprungs vorgesehen. Bei dem Schüttgut kann es sich um ein Schüttgut handeln, welches sich wie oder zumindest ähnlich wie ein Fluid verhält. Der Begriff "Schüttgut" bezeichnet hier und im Folgenden nicht nur das bei dem Verfahren eingesetzte Schüttgut sondern auch jegliches im Laufe des Verfahrens aus dem ursprünglich eingesetzten Schüttgut entstehendes festes rieselfähiges Zwischenprodukt oder Produkt, welches auch Asche umfassen kann. Das Schüttgut kann dabei in nicht, partiell oder vollständig pyrolysierter und/oder in nicht, partiell oder vollständig oxidierter Form vorliegen.
  • Das Verfahren erfolgt gemäß Anspruch 1.
  • Weiterhin wird vollständig oder zumindest im Wesentlichen verhindert, dass ein Strom des Gasgemischs das sich auf dem oder durch das Leitungsmittel bewegende Schüttgut kreuzt oder durchströmt oder dass das Gasgemisch durch das Leitungsmittel entgegen der Bewegungsrichtung des Schüttguts strömt.
  • Zur Erzeugung von Wassergas kann das Gasgemisch optional Wasser in Form von Dampf oder einem Aerosol enthalten. Alternativ kann das Schüttgut außer mit dem Gasgemisch mit Wasser in Kontakt gebracht werden.
  • Das Einbringen gemäß Schritt a) kann dabei kontinuierlich oder intermittierend erfolgen. Das in den Reaktionsraum eingebrachte Schüttgut kann direkt auf die erste Reaktionsfläche aufgebracht werden. Es kann aber auch zunächst auf mindestens eine der ersten Reaktionsfläche vorgelagerte Reaktionsfläche aufgebracht werden und von dort erst auf die erste Reaktionsfläche gelangen.
  • Das Durchmischen und Bewegen in den Schritten a) und b) kann jeweils unabhängig voneinander kontinuierlich oder intermittierend erfolgen. Die Überleitung des Schüttguts auf dem oder durch das Leitungsmittel und das Ausbringen des Schüttguts aus dem Reaktionsraum oder dem weiteren Reaktionsraum mittels des Ausleitmittels kann jeweils unabhängig voneinander unter Ausnutzung der Schwerkraft oder durch aktive Förderung, beispielsweise mittels einer Förderschnecke erfolgen. Bei dem Sauersoff enthaltenden Gasgemisch kann es sich um Luft handeln.
  • Das Gasgemisch kann nachdem es mit dem Schüttgut in Kontakt gebracht worden ist auch ein bei der zumindest partiellen Oxidation entstehendes Oxidationsgas und ggf. auch ein bei dessen Verbrennung entstehendes Verbrennungsgas und kein oder zumindest weniger Sauerstoff als ursprünglich umfassen. Üblicherweise folgt das Schüttgut im Laufe des Verfahrens der Schwerkraft, so dass das Ausleitmittel üblicherweise im unteren Teil des Reaktionsraums und unterhalb der zweiten und ggf. weiterer Reaktionsfläche/n angeordnet ist.
  • Eine Gasauslassöffnung für das Gasgemisch ist üblicherweise im oberen Teil des Reaktionsraums und oberhalb der ersten und ggf. mindestens einer der ersten Reaktionsfläche vorgelagerten Reaktionsfläche angeordnet. Nachdem es mit dem Schüttgut in Kontakt gebracht worden ist, strömt das Gasgemisch daher üblicherweise im Reaktionsraum unter Umströmung sämtlicher der Reaktionsflächen nach oben.
  • Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben erkannt, dass es bei dem Verfahren gemäß der EP 3 037 395 A1 beim Umsetzen eines staubhaltigen oder staubförmigen Schüttguts durch eine schlechte Durchströmbarkeit eines solchen Schüttguts zu einem starken Gasdruckabfall in der Schüttung und teilweise zur Ausbildung von Strömungskanälen sowie zu erheblichen Staubaufwirbelungen kommt. Durch das Ausbilden von Strömungskanälen kommt es zu ungleichmäßigen und damit schlecht zu kontrollierenden Oxidationsvorgängen in dem Reaktionsraum und zu einer hohen Staubfracht im entstehenden Rauchgas. Mit der hohen Staubfracht geht ein verhältnismäßig hoher Wartungsbedarf einher.
  • Weiterhin haben die Erfinder erkannt, dass das sich bei dem Verfahren gemäß der EP 3 037 395 A1 durch die Schüttung bewegende Werkzeug einem verhältnismäßig hohen Verschleiß unterliegt.
  • Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass die Entstehung von in Gas suspendiertem Staub zumindest weitgehend vermieden wird. Die Staubbelastung des im Verfahren entstehenden Abgases wird dadurch deutlich verringert. Dies wird dadurch erreicht, dass vermieden wird, dass ein Gasstrom einen Strom des Schüttguts kreuzt, diesen durchströmt oder diesem entgegen strömt und das Gas dadurch den von dem Schüttgut umfassten Staub mitreißt. Das wird dadurch erreicht, dass vollständig oder zumindest im Wesentlichen verhindert wird, dass ein Strom des Gasgemischs das sich auf dem oder durch das Leitungsmittel bewegende Schüttgut kreuzt oder durchströmt oder dass das Gasgemisch durch das Leitungsmittel entgegen der Bewegungsrichtung des Schüttguts strömt. Weiterhin wird es dadurch erreicht, dass das Schüttgut dadurch mit dem Sauerstoff enthaltenden Gasgemisch in Kontakt gebracht wird, dass es von oben und/oder von einer Seite her so mit dem Gasgemisch beaufschlagt wird, dass das Gasgemisch das Schüttgut überströmt, ohne die Schüttung des Schüttguts zu durchströmen. Das Gasgemisch wird also nicht wie bei dem aus der EP 3 037 395 A1 bekannten Verfahren in das Schüttgut eingeblasen.
  • Die Temperatur, auf die das Schüttgut erwärmt wird, so dass es zu einer Pyrolyse des organischen Anteils des Schüttguts kommt, beträgt üblicherweise mindestens 250 °C. Die Temperatur hängt dabei von der Art des Schüttguts ab. Bei Sägemehl können 250 °C genügen, während bei getrocknetem Klärschlamm mindestens 500 °C erforderlich sein können. Die Temperatur kann in einem Heizmittel, beispielsweise durch einen elektrischen Heizstab oder eine elektrische Heizschlange oder eine sonstige elektrische Heizung, eine mittels Gas oder Öl beheizte Heizkammer und/oder durch Verbrennen des bei der Pyrolyse oder durch die unvollständige Oxidation des Schüttguts entstehenden Gases oberhalb der Schüttung, insbesondere in einer Brennkammer, erzeugt werden. Das Erwärmen des Schüttguts auf eine zur Pyrolyse des organischen Anteils des Schüttguts ausreichende Temperatur genügt, um durch das Einblasen des Gasgemischs eine Oxidation des organischen Anteils des Schüttguts zu bewirken und dadurch die Temperatur im Schüttgut zumindest aufrecht zu erhalten oder sogar zu erhöhen. Zur Verbrennung des bei der Pyrolyse oder durch unvollständige Oxidation des Schüttguts entstehenden Gases kann das oder ein weiteres Sauerstoff enthaltenes Gasgemisch dem Reaktionsraum zugeführt werden.
  • Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es möglich, das Schüttgut bei verhältnismäßig geringer Temperatur im Bereich von 250 °C bis 850 °C, insbesondere 300 °C bis 800 °C, zu vergasen, ohne dass es dabei zu Temperaturspitzen oberhalb dieses Bereichs und damit zu einem Erweichen, Versintern oder Verglasen der Asche kommt. Das entstehende Produkt ist verhältnismäßig homogen und weist eine gute Verfügbarkeit des darin enthaltenen Phosphors für Pflanzen auf. Das entstehende Gas kann in einer/der Brennkammer unter Entstehung von Verbrennungsgas verbrannt werden. Dabei kann eine Temperatur von mindestens 850 °C erreicht werden. Das Verbrennungsgas kann mit einer Verweilzeit von mindestens zwei Sekunden bei dieser Temperatur gehalten werden, so dass dadurch die Vorgaben der 17. Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes der Bundesrepublik Deutschland erfüllt werden können. Das entstehende Verbrennungsgas ist mit einem verhältnismäßig geringen Staubanteil belastet. Gleichzeitig ist der Energieaufwand zum Beaufschlagen des Schüttguts mit dem Gasgemisch von oben und/oder von der Seite her deutlich geringer als beim Einblasen des Gasgemischs in das Schüttgut, wie es aus der EP 3 037 395 A1 bekannt ist. Ein weiterer Vorteil des Beaufschlagens des Schüttguts von oben und/oder von der Seite her mit dem Sauerstoff enthaltenen Gasgemisch bei gleichzeitiger Durchmischung des Schüttguts besteht darin, dass die Oxidation des Schüttguts wesentlich gleichmäßiger erfolgt als bei einem Einblasen des Gasgemischs in das Schüttgut. Bei dem Einblasen des Gasgemischs in das Schüttgut können sich Gaskanäle ausbilden, die dann zu einer lokal verstärkten Reaktion bzw. Oxidation und einer damit einhergehenden lokalen Überhitzung und dadurch einem lokalen Erweichen, Versintern oder Verglasen der Asche im Schüttgut führen. Die hohe Staubfracht im entstehenden Verbrennungsgas führt im Stand der Technik auch zu einem verhältnismäßig hohen Wartungsbedarf. Außerdem erfordern heutige gesetzliche Vorgaben aufwendige verfahrenstechnische Maßnahmen, um den Staub aus dem Verbrennungsgas zu entfernen. Darüber hinaus unterliegen im Schüttgut bewegte Rühr- und Einblaswerkzeuge einem hohen Verschleiß. Dies bewirkt einen zusätzlich erhöhten Wartungsaufwand und verhältnismäßig hohe Betriebskosten.
  • Zur Vermeidung von Staubaufwirbelung wird der Strom des Gasgemischs beim erfindungsgemäßen Verfahren so geführt, dass er das Schüttgut, insbesondere im Bereich der Überleitung auf die zweite Reaktionsfläche nicht kreuzt oder durchströmt oder er durch das Leitungsmittel dem Schüttgut entgegen strömt. Weiterhin ist es zur Vermeidung von Staubaufwirbelung vorteilhaft, wenn das zweite Ausbreitungs-, Durchmischungs- und Bewegungsmittel unabhängig von einem Mittel zum Beaufschlagen des Schüttguts mit dem Gasgemisch ist.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird dadurch vollständig oder zumindest im Wesentlichen verhindert, dass ein Strom des Gasgemischs das sich auf dem oder durch das Leitungsmittel bewegende Schüttgut kreuzt oder durchströmt, dass das Leitungsmittel zumindest teilweise in Form eines Kanals, einer Rinne oder einer zumindest einseitig durch eine erste Schutzwand begrenzte erste Rutschfläche ausgebildet ist. Da das Gasgemisch nach dem Kontakt mit dem Schüttgut üblicherweise im Reaktionsraum an den Reaktionsflächen innen oder außen vorbei nach oben strömt, kann das zumindest teilweise in Form einer Rinne oder einer zumindest einseitig durch die erste Schutzwand begrenzte erste Rutschfläche ausgebildete Leitungsmittel einen Schutz des auf dem oder durch das Leitungsmittel übergeleiteten Schüttguts gegenüber dem Strom des Gasgemischs von unten und zumindest von der Seite der ersten Schutzwand her bieten. Dieser Schutz reicht aus, um vollständig oder zumindest im Wesentlichen zu verhindern, dass ein Strom des Gasgemischs das Schüttgut kreuzt oder durchströmt.
  • Alternativ ist es auch möglich, dass dadurch vollständig oder zumindest im Wesentlichen verhindert wird, dass das Gasgemisch durch das Leitungsmittel entgegen der Bewegungsrichtung des Schüttguts strömen kann, dass das Leitungsmittel einen für das Schüttgut in der Bewegungsrichtung passierbaren Schließmechanismus oder Schleusenmechanismus aufweist, welcher für das Gasgemisch entgegen der Bewegungsrichtung nicht oder im Wesentlichen nicht passierbar ist. Der Schließmechanismus kann beispielsweise eine Klappe umfassen, welche sich unter dem Gewicht des Schüttguts öffnet oder durch eine aktive Steuerung oder Betätigung geöffnet wird, um das Schüttgut hindurch zu lassen und die sich danach wieder schließt oder durch aktive Steuerung oder Betätigung geschlossen wird und so vollständig oder zumindest im Wesentlichen verhindert, dass das Gasgemisch durch das Leitungsmittel entgegen der Bewegungsrichtung des Schüttguts strömen kann.
  • Der Schleusenmechanismus kann eine Zellenradschleuse umfassen. Zellenradschleusen sind im Stand der Technik in einer Vielzahl von Ausgestaltungen bekannt.
  • Alternativ kann das Strömen des Gasgemischs durch das Leitungsmittel entgegen der Bewegungsrichtung des Schüttguts auch dadurch vollständig oder zumindest im Wesentlichen verhindert werden, dass das Leitungsmittel so ausgestaltet ist, dass es von einem im Leitungsmittel verbleibenden Teil des Schüttguts verschlossen wird. Dazu ist das Leitungsmittel als Kanal ausgestaltet, welcher bei bestimmungsgemäßem Gebrauch bzw. bestimmungsgemäßer Anordnung ein oberes und ein unteres Ende aufweist, wobei der Teil des Schüttguts das untere Ende verschließt, und das Schüttgut am unteren Ende durch das zweite Ausbreitungs-, Durchmischungs- und Bewegungsmittel nur in einer solchen Menge auf die zweite Reaktionsfläche abtransportiert wird, dass genug Schüttgut im Leitungsmittel verbleibt, um vollständig oder zumindest im Wesentlichen zu verhindern, dass das Gasgemisch durch das Leitungsmittel entgegen der Bewegungsrichtung des Schüttguts strömen kann. Der hier und der zuvor genannte Kanal können jeweils in Form eines Rohrs ausgebildet sein.
  • Bei einer Ausgestaltung des Verfahrens ist mindestens eine weitere Reaktionsfläche vorhanden und das Schüttgut wird zwischen den Schritten b) und c) von der zweiten Reaktionsfläche auf die weitere Reaktionsfläche oder eine der weiteren Reaktionsflächen übergeleitet und darauf jeweils mittels eines dritten Ausbreitungs-, Bewegung- und Durchmischungsmittels ausgebreitet, durchmischt und bewegt und von oben und/oder von einer Seite her mit dem Sauerstoff enthaltenden Gasgemisch so beaufschlagt, dass das Gasgemisch das Schüttgut überströmt, ohne die Schüttung des Schüttguts zu durchströmen. Das Beaufschlagen mit dem sauerstoffhaltigen Gasgemisch und ggf. Wasser kann hier und bei allen anderen Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens dadurch erfolgen, dass oberhalb der zweiten Reaktionsfläche und, sofern vorhanden, der weiteren Reaktionsfläche oder jeder der weiteren Reaktionsfläche eine Fläche zum Einblasen angeordnet ist, welche Gasaustrittsöffnungen auf ihrer Unterseite, d. h. in Richtung der zweiten Reaktionsfläche oder der weiteren Reaktionsfläche oder jeder der weitern Reaktionsflächen aufweist. Das Mittel zur Beaufschlagung mit dem Sauerstoff enthaltenen Gasgemisch und ggf. Wasser kann aber auch als Rohr oder Leiste mit Gasaustrittsöffnungen in Richtung des jeweiligen Schüttguts ausgebildet sein und kann so ausgestaltet sein, das es zur Beaufschlagung des Schüttguts mit dem Gasgemisch über das Schüttgut hinweg bewegt wird, beispielsweise in einer Kreisbewegung.
  • Das Überleiten auf die weitere Reaktionsfläche kann durch das Überleitungsmittel erfolgen, welches, insbesondere durch das Vorsehen mindestens eines Schutzschilds, einer Überleitungsrinne, einer zumindest einseitig durch eine zweie Schutzwand begrenzte zweite Rutschfläche oder eines Überleitungskanals, so ausgebildet ist, dass es das Schüttgut beim Überleiten davor schützt, durch eine Strömung des Gasgemischs verwirbelt zu werden. Bei Schritt b) wird das Schüttgut zum Überleitungsmittel hin und optional in das Überleitungsmittel hinein und auf mindestens einer, insbesondere vom Schüttgut zuletzt durchlaufenen, der weiteren Reaktionsflächen zum Ausleitmittel hin und optional in das Ausleitmittel hinein bewegt. Der Überleitungskanal kann in Form eines Rohrs ausgebildet sein.
  • Es ist auch möglich, dass eine Mehrzahl weiterer Reaktionsflächen vorhanden ist, wobei eine Überleitung zwischen den weiteren Reaktionsflächen jeweils durch ein weiteres Überleitungsmittel erfolgt, welches, insbesondere durch das Vorsehen mindestens eines weiteren Schutzschilds, einer weiteren Überleitungsrinne, einer zumindest einseitig durch eine dritte Schutzwand begrenzte dritte Rutschfläche oder eines weiteren Überleitungskanals, so ausgebildet ist, dass es das Schüttgut beim Überleiten davor schützt, durch eine Strömung des Gasgemischs verwirbelt zu werden. Das Schüttgut wird dabei jeweils vom dritten Ausbreitungs-, Bewegung- und Durchmischungsmittel jeweils zum weiteren Überleitungsmittel hin und optional in das weitere Überleitungsmittel hinein bewegt. Dabei ist es möglich, dass das Schüttgut nur auf der vom Schüttgut zuletzt durchlaufenen der weiteren Reaktionsflächen zum Ausleitmittel hin und optional in das Ausleitmittel hinein bewegt wird. Der weitere Überleitungskanal kann ebenfalls in Form eines Rohrs ausgebildet sein.
  • Es ist auch möglich, dass mindestens eine Abkühlfläche vorhanden ist und das Schüttgut vor Schritt c) von der zweiten Reaktionsfläche oder der weiteren Reaktionsfläche oder einer der weiteren Reaktionsflächen auf die Abkühlfläche oder eine der Abkühlflächen übergeleitet und darauf mittels eines vierten Ausbreitungs-, Durchmischungs- und Bewegungsmittels ausgebreitet, durchmischt und bewegt und von oben und/oder einer Seite her mit dem Gasgemisch oder einem weiteren Gasgemisch so beaufschlagt wird, dass das Gasgemisch oder das weitere Gasgemisch das Schüttgut überströmt, ohne die Schüttung des Schüttguts zu durchströmen. Das Gasgemisch oder das weitere Gasgemisch weist dabei eine geringere Temperatur als das damit beaufschlagte Schüttgut auf, wobei das Überleiten auf die Abkühlfläche und ggf. von einer der Abkühlflächen auf eine weitere der Abkühlflächen jeweils durch ein zusätzliches weiteres Überleitungsmittel erfolgt, welches so ausgebildet ist, dass es das Schüttgut beim Überleiten davor schützt, durch eine Strömung des Gasgemischs oder des weiteren Gasgemischs verwirbelt zu werden. Dabei wird das Schüttgut bei Schritt b) oder, sofern vorhanden, auf der weiteren Reaktionsfläche oder auf der einen der weiteren Reaktionsflächen statt zum Ausleitmittel hin und optional in das Ausleitmittel hinein zum zusätzlichen weiteren Überleitungsmittel hin und optional in das zusätzliche weitere Überleitungsmittel hinein, und, sofern eine Mehrzahl von Abkühlflächen vorhanden ist, auf mindestens einer der Abkühlflächen zum zusätzlichen weiteren Überleitungsmittel hin und optional in das zusätzliche weitere Überleitungsmittel hinein und/oder auf mindestens einer, insbesondere vom Schüttgut zuletzt durchlaufenen, der Abkühlflächen zum Ausleitmittel hin und optional in das Ausleitmittel hinein bewegt.
  • Bei einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind die erste, zweite und/oder die mindestens eine weitere Reaktionsfläche und/oder die mindestens eine Abkühlfläche jeweils unabhängig voneinander eine ebene, eine ebene runde, eine ebene kreisrunde, eine ebene vieleckige oder eine zylinderförmige Fläche. Wenn es sich bei der ersten, zweiten und/oder der mindestens einen weiteren Reaktionsfläche und/oder der mindestens einen Abkühlfläche jeweils um eine ebene, eine ebene runde, eine ebene kreisrunde oder eine ebene vieleckige Fläche handelt, kann das erste, zweite, dritte und/oder vierte Ausbreitungs-, Durchmischungs- und Bewegungsmittel feststehend ausgebildet sein und die erste, zweite und/oder mindestens eine weitere Reaktionsfläche und/oder die mindestens eine Abkühlfläche kann jeweils, insbesondere durch Anordnung auf einer gemeinsamen Welle, drehbar ausgebildet sein und bei bestimmungsgemäßem Gebrauch bzw. bestimmungsgemäßer Anordnung unter jeweils mindestens einem der ersten, zweiten, dritten und/oder vierten Ausbreitungs-, Durchmischungs- und Bewegungsmittel hindurch gedreht werden, so dass das auf der Fläche ausgebreitete Schüttgut dadurch ausgebreitet, durchmischt und bewegt wird. Das Ausbreiten, Durchmischen und Bewegen des Schüttguts mittels des ersten, zweiten, dritten und/oder vierten Ausbreitungs-, Durchmischungs- und Bewegungsmittels bedeutet also nicht zwangsläufig, dass sich dazu das erste, zweite, dritte und/oder vierten Ausbreitungs-, Durchmischungs- und Bewegungsmittel bewegen muss. Es genügt, wenn dazu eine Relativbewegung zwischen der ersten, zweiten und/oder mindestens einen weiteren Reaktionsfläche und/oder mindestens einen Abkühlfläche einerseits und jeweils dem ersten, zweiten, dritten und/oder vierten Ausbreitungs-, Durchmischungs- und Bewegungsmittel andererseits erfolgt.
  • Ein mit der feststehenden Ausbildung des ersten, zweiten, dritten und/oder vierten Ausbreitungs-, Durchmischungs- und Bewegungsmittels einhergehender Vorteil besteht in einem geringeren Wartungsaufwand dafür. Ein weiterer Vorteil besteht in einer Möglichkeit, das Leitungsmittel, Überleitungsmittel, weitere Überleitungsmittel, zusätzliche weitere Überleitungsmittel und/oder Ausleitmittel ebenfalls feststehend und insbesondere nur an einer Stelle des Umfangs der ersten, zweiten und/oder mindestens einen weiteren Reaktionsfläche und/oder mindestens einen Abkühlfläche anzuordnen. Das Leitungsmittel, Überleitungsmittel, weitere Überleitungsmittel, zusätzliche weitere Überleitungsmittel und/oder Ausleitmittel lässt sich damit jeweils verhältnismäßig einfach gestalten. Ein außenseitig jeweils an der ersten, zweiten und/oder mindestens einen weiteren Reaktionsfläche und/oder mindestens einen Abkühlfläche feststehend nur an einer Stelle angeordnetes Leitungsmittel, Überleitungsmittel, weiteres Überleitungsmittel, zusätzliches weiteres Überleitungsmittel und/oder Ausleitmittel ermöglicht es, dass das Gasgemisch verhältnismäßig ungehindert nach außen und außenseitig jeweils an der ersten, zweiten und/oder mindestens einen weiteren Reaktionsfläche und/oder mindestens einen Abkühlfläche nahezu an deren gesamten Umfang verhältnismäßig ungehindert vorbeiströmen kann.
  • Alternativ kann auch die Fläche, d. h. die erste, zweite und/oder mindestens eine weitere Reaktionsfläche und/oder die mindestens eine Abkühlfläche, feststehend ausgebildet sein und über jeder der Flächen kann jeweils mindestens ein erstes, zweites, drittes und/oder viertes Ausbreitungs-, Durchmischungs- und Bewegungsmittel, insbesondere durch Anordnung sämtlicher der ersten, zweiten, dritten und/oder vierten Ausbreitungs-, Durchmischungs- und Bewegungsmittel auf einer gemeinsamen Welle, drehbar angeordnet sein und bei bestimmungsgemäßem Gebrauch bzw. bestimmungsgemäßer Anordnung über jeder der Flächen gedreht werden, so dass das Schüttgut auf der jeweiligen Fläche dadurch ausgebreitet, durchmischt und bewegt wird.
  • Bei dem gesamten Verfahren kann das Schüttgut auf sämtlichen der vorhandenen Flächen, d. h. der ersten, zweiten und/oder mindestens einen weiteren Reaktionsfläche und/oder mindestens einen Abkühlfläche, jeweils abwechselnd konzentrisch von außen nach innen und von innen nach außen bzw. von innen nach außen und von außen nach innen bewegt werden.
  • Das Ausleitmittel kann, insbesondere durch das Vorsehen mindestens eines zusätzlichen weiteren Schutzschilds, einer Ausleitrinne, einer zumindest einseitig durch eine vierte Schutzwand begrenzte Ausleitrutschfläche oder eines Ausleitkanals, so ausgebildet sein, dass es das Schüttgut beim Ausbringen davor schützt, durch eine Strömung des Gasgemischs oder des weiteren Gasgemischs verwirbelt zu werden. Das Ausleitmittel kann zum Abtransport beispielsweis auch eine Fördereinrichtung, wie z. B. einer Förderschnecke, umfassen. Der Ausleitkanal kann in Form eines Rohrs ausgebildet sein.
  • Bei einer Ausgestaltung des Verfahrens sind die erste Reaktionsfläche und die zweite Reaktionsfläche und, sofern vorhanden, die mindestens eine weitere Reaktionsfläche und, sofern vorhanden, die mindestens eine Abkühlfläche gemeinsam in dem Reaktionsraum angeordnet.
  • Bei Schritt a) kann das Schüttgut zumindest teilweise durch eine Brennkammer von oben erhitzt werden, welche zumindest teilweise mit bei der Pyrolyse und/oder bei der partiellen Oxidation entstehendem Gas gespeist wird. Dadurch kann das Verfahren eine autotherme Pyrolyse des organischen Anteils des Schüttguts ermöglichen. Bei einer autothermen Pyrolyse muss eine zur Durchführung der Pyrolyse erforderliche Energie nicht von außen durch eine Heizvorrichtung zugeführt werden, sondern entsteht durch teilweise Oxidation des organischen Anteils des Schüttguts bzw. des daraus entstandenen Gases. Lediglich um das Verfahren in Gang zu bringen und die Pyrolyse einzuleiten, ist es erforderlich, Energie von außen zuzuführen. Weitere Heizvorrichtungen, insbesondere in den Wandungen des Reaktionsraums oder des weiteren Reaktionsraums sind nicht erforderlich.
  • Bei einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens ist/sind das erste, zweite, dritte und/oder vierte Ausbreitungs-, Durchmischungs- und Bewegungsmittel jeweils unabhängig voneinander als Rechen ausgebildet. Das zweite, dritte und/oder vierte Ausbreituns-, Durchmischungs- und Bewegungsmittel kann jeweils unabhängig voneinander ausschließlich dem Ausbreiten, Durchmischen und Bewegen des Schüttguts und damit nicht der Beaufschlagung mit dem Sauerstoff enthaltenen Gasgemisch oder dem weiteren Gasgemisch dienen. Durch die Entkopplung von einem Mittel zur Beaufschlagung mit dem Sauerstoff enthaltenen Gasgemisch oder dem weiteren Gasgemisch von dem zweiten, dritten und/oder vierten Ausbreitungs-, Durchmischungs- und Bewegungsmittel kann die Aufwirbelung von Staub vermieden bzw. weiter vermindert werden.
  • Das Verfahren kann so durchgeführt werden, dass die Temperatur, auf die das Schüttgut bei Schritt a) von oben erhitzt wird, 850 °C, insbesondere 800 °C, nicht überschreitet. Das Beaufschlagen mit dem Sauerstoff enthaltenen Gasgemisch kann in Abhängigkeit von bei der Oxidation oder partiellen Oxidationen in dem Schüttgut erreichten Temperatur so geregelt werden, dass dabei eine Temperatur von 850 °C, insbesondere eine Temperatur von 800 °C, nicht überschritten wird. Das Beaufschlagen mit dem Sauerstoff enthaltenen Gasgemisch kann beim Vorliegen mindestens einer weiteren Reaktionsfläche jeweils unabhängig für das Schüttgut auf der zweiten und der weiteren Reaktionsfläche oder für das Schüttgut auf der zweiten und jeder der weiteren Reaktionsflächen in Abhängigkeit von der bei der Oxidation oder partiellen Oxidation in dem Schüttgut jeweils erreichten Temperatur so geregelt werden, dass dabei eine Temperatur von 850 °C, insbesondere 800 °C nicht überschritten wird.
  • Früher wurde einem zu verbrennenden schwefelhaltigen Feststoff zur Entschwefelung des entstehenden Verbrennungsgases häufig Kalk, d. h. Calciumcarbonat und/oder Calciumoxid, beigemischt. Davon wurde jedoch später abgesehen, weil der entstehende Gips mit dem entstehenden Staub ins Abgas gelangte und dann die abgasführenden Leitungen beschlagen oder sogar zugesetzt hat. Beim erfindungsgemäßen Verfahren kann das Schüttgut jedoch vor oder bei Durchführung des Schritts a) oder des Schritts b) mit pulverförmigen Kalk vermischt werden, ohne die genannten Probleme zu verursachen, weil entstehender Gips durch die zumindest weitgehende Verhinderung der Staubbildung nicht oder zumindest nicht in wesentlicher Menge ins Abgas gelangt und dadurch auch nicht die abgasführenden Leitungen beschlagen oder wesentlich beschlagen oder zusetzen kann.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung gemäss Anspruch 15 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens nach Anspruch 1.
  • Das mindestens eine Heizmittel kann beispielsweise ein Gasbrenner sein, der bei Beginn der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit von außen zugeführtem Gas und später mit bei dem Verfahren durch die Pyrolyse entstehendem Gas und ggf. Oxidationsgas, welches bei unvollständiger Oxidation des Schüttguts entsteht, betrieben werden kann. Das Heizmittel umfasst dabei auch eine Luftzufuhr und eine Verbrennungsgasabfuhr. Es ist auch möglich zwei unabhängige Heizmittel vorzusehen, nämlich ein erstes für die anfängliche Beheizung, um die Pyrolyse in Gang zu setzten und ein zweites, welches mit dem durch die Pyrolyse entstehenden Gas und dem genannten Oxidationsgas betrieben wird. Das erste Heizmittel um das Verfahren in Gang zu setzen, kann z. B. eine Elektroheizung sein.
  • Die Überleitung des Schüttguts durch das Leitungsmittel kann allein durch die Schwerkraft oder durch eine aktive Förderung oder einen aktiver Fördermechanismus, beispielsweise mittels einer Förderschnecke, erfolgen.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
    • Fig. 1
    zeigt eine schematische Darstellung einer zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten erfindungsgemäßen Vorrichtung.
    Fig. 2
    zeigt eine schematische Darstellung einer zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten alternativen erfindungsgemäßen Vorrichtung.
  • Das Schüttgut 10 wird im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 über die Zuführvorrichtung 11 mittels der darin enthaltenen Förderschnecke 9 in den Reaktionsraum 12 des Reaktors 14 eingebracht und dabei auf der ersten Reaktionsfläche 16 aufgebracht. Dort wird es mittels des Rechens 28 ausgebreitet bzw. verteilt und durchmischt und zum Leitungsmittel 17 hin und in das Leitungsmittel 17 hinein bewegt. Das Leitungsmittel 17 ist rohrförmig ausgebildet. In das Leitungsmittel 17 hineinfallendes Schüttgut 10 gelangt durch das Leitungsmittel 17 auf die zweite Reaktionsfläche 18 und wird dort von dem Rechen 28 ausgebreitet, durchmischt und nach außen bewegt. Während das Schüttgut 10 sich auf der ersten Reaktionsfläche 16 befindet und mittels des Rechens 28 durchmischt wird, wird es gleichzeitig von oben mittels eines hier nicht dargestellten Heizmittels auf eine für eine Pyrolyse des in dem Schüttgut 10 enthaltenen organischen Anteils ausreichende Temperatur erhitzt. Das für die Verbrennung in dem Heizmittel erforderliche sauerstoffhaltige Gasgemisch 20 wird von außen zugeführt. Das dabei entstehende Verbrennungsgas 23 wird nach außen abgeleitet.
  • In das Leitungsmittel 17 hineinfallendes Schüttgut 10 gelangt nur so langsam auf die zweite Reaktionsfläche 18, dass in dem Leitungsmittel 17 eine ausreichende Menge des Schüttguts 10 verbleibt, um zumindest im Wesentlichen zu verhindern, dass das über das Gaseinleitungsmittel 21 von oben auf das Schüttgut 10 auf der zweiten Reaktionsfläche 18 aufgeblasene Sauerstoff enthaltende Gasgemisch 20 und daraus entstehendes Oxidationsgas dem Schüttgut 10 in dem Leitungsmittel 17 entgegenströmt. Der an dem Rechen 28 über der zweiten Reaktionsfläche 18 an der Innenseite vorhandene Schaber 25 dient dazu, das von dem Leitungsmittel 17 auf die zweite Reaktionsfläche 18 gelangte Schüttgut 10 vom Bereich des Aufkommens auf der zweiten Reaktionsfläche 18 nach außen zu schieben, so dass es dort mittels des Rechens 28 ausgebreitet, durchmischt und nach außen zum Überleitungsmittel 24 hin bewegt wird. Sobald es dort an den Schaber 25 gelangt, wird es von der zweiten Reaktionsfläche 18 heruntergestreift und fällt, vor einem Gasstrom durch das, beispielsweise als Schutzblech ausgebildete, Schutzschild 26 geschützt, auf die weitere Reaktionsfläche 19. Der an dem Rechen 28 über der weiteren Reaktionsfläche 19 angeordnete Schaber 25 dient dazu, das auf die weitere Reaktionsfläche 19 gelangte Schüttgut 10 vom Bereich des Aufkommens nach innen zu schieben, so dass es dort mittels des Rechens 28 ausgebreitet, durchmischt und zum Ausleitmittel 22 hin und in das Ausleitmittel 22 hinein bewegt wird. Dies erfolgt, indem das Schüttgut, sobald es den Schaber 25 erreicht, von der weiteren Reaktionsfläche 19 heruntergestreift wird und in das Ausleitmittel 22 hineinfällt. Das Ausleitmittel 22 umfasst eine weitere Förderschnecke 29, um das Schüttgut 10 abzutransportieren.
  • Die erste 16, zweite 18 und weitere Reaktionsfläche 19 sind allesamt auf der Welle 27 montiert. Eine Drehung der Welle 27 bewirkt eine Drehbewegung der ersten 16, zweiten 18 und weiteren Reaktionsfläche 19 relativ zu den feststehenden Rechen 28, um das Schüttgut 10 auf der ersten Reaktionsfläche 16, der zweiten Reaktionsfläche 18 und der weiteren Reaktionsfläche 19 auszubreiten, zu durchmischen und zu bewegen. Wie die Rechen 28 sind auch die Schaber 25 feststehend ausgebildet.
  • Das Schüttgut 10 auf der zweiten Reaktionsfläche 18 und der weiteren Reaktionsfläche 19 wird von oben mit dem Sauerstoff enthaltenden Gasgemisch 20 aus den Gaseinleitungsmitteln 21 so leicht angeblasen, dass dadurch einerseits keine Staubaufwirbelung entsteht, andererseits jedoch durch das gleichzeitig erfolgende Durchmischen genug Schüttgut 10 mit dem Gasgemisch 20 in Kontakt kommt, um eine ausreichende Oxidation des organischen Anteils des Schüttguts 10 zu bewirken.
  • In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird durch das Leitungsmittel 17, das Überleitungsmittel 24 und das relativ sanfte Beaufschlagen des Schüttguts 10 mit dem Gasgemisch 20 von oben bewirkt, dass es nicht dazu kommt, dass das staubförmige Schüttgut oder der staubförmige Anteil des Schüttguts mit dem Gasgemisch 20 mitgerissen wird und dass es nicht zu einer Aufwirbelung oder Verwirbelung des staubförmigen Schüttguts oder des staubförmigen Anteils des Schüttguts kommt. Dadurch wird eine Staubbelastung des Verbrennungsgases 23 vermieden. Gleichzeitig wird durch das Durchmischen des Schüttguts 10 beim Beaufschlagen mit dem Gasgemisch eine sehr gleichmäßige Oxidation des organischen Anteils des Schüttguts 10 erreicht.
  • Die in Fig. 2 dargestellte erfindungsgemäße Vorrichtung unterscheidet sich von der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung nur dadurch, dass das Überleitungsmittel 24 statt des Schutzschilds 26 eine mit einer zweiten Schutzwand 30 ausgestattete zweite Rutschfläche 32 umfasst. Die Bezeichnung als "zweite" Schutzwand 30 bzw. "zweite" Rutschfläche 32 erfolgt lediglich zur Unterscheidung von einer hier nicht vorhandenen ersten Rutschfläche und einer ersten Schutzwand, welche das Leitungsmittel 17 zur Überleitung von der ersten Reaktionsfläche 16 auf die zweite Reaktionsfläche 18 bilden können. Das Überleitungsmittel 24 umfasst auch den Schaber 25, welcher das Schüttgut 10 von der zweiten Reaktionsfläche 18 abstreift, so dass das Schüttgut 10 dadurch auf die zweite Rutschfläche 32 gelangt und auf die weitere Reaktionsfläche 19 geleitet wird. Der an dem Rechen 28 über der weiteren Reaktionsfläche 19 außen angeordnete Schaber 25 dient dazu, das von der zweiten Rutschfläche 32 auf die weitere Reaktionsfläche 19 gelangte Schüttgut 10 vom Bereich des Aufkommens von der zweiten Rutschfläche 32 nach innen zu schieben, so dass es dort mittels des Rechens 28 ausgebreitet, durchmischt und zum Ausleitmittel 22 hin bewegt wird. Die Schaber 25, die Rechen 28 und die zweite Rutschfläche 32 mit der Schutzwand 30 sind jeweils feststehend ausgebildet, während sich die erste 16, zweite 18 und weitere Reaktionsfläche 19 unter den jeweiligen Rechen 28 drehen. Der sonstige Ablauf des Verfahrens entspricht dem für das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 dargestellten Ablauf.
    • Bezugszeichenliste
    • 9
    Förderschnecke
    10
    Schüttgut
    11
    Zuführvorrichtung
    12
    Reaktionsraum
    14
    Reaktor
    16
    erste Reaktionsfläche
    17
    Leitungsmittel
    18
    zweite Reaktionsfläche
    19
    weitere Reaktionsfläche
    20
    Gasgemisch
    21
    Gaseinleitungsmittel
    22
    Ausleitmittel
    23
    Verbrennungsgas
    24
    Überleitungsmittel
    25
    Schaber
    26
    Schutzschild
    27
    Welle
    28
    Rechen
    29
    weitere Förderschnecke
    30
    zweite Schutzwand
    32
    zweite Rutschfläche

Claims (15)

  1. Verfahren zur zumindest partiellen Pyrolyse und zumindest partiellen Oxidation eines organischen Anteils eines staubhaltigen oder staubförmigen Schüttguts (10) zumindest teilweise organischen Ursprungs mit folgenden Schritten:
    a) Einbringen einer Schüttung des Schüttguts (10) in einen Reaktionsraum (12) eines Reaktors (14), wobei das Schüttgut (10) auf einer ersten Reaktionsfläche (16) im Reaktionsraum (12) aufgebracht und mittels eines ersten Ausbreitungs-, Durchmischungs- und Bewegungsmittels ausgebreitet, durchmischt und zu einem Leitungsmittel (17) hin und optional in das Leitungsmittel (17) hinein bewegt und dabei von oben auf eine Temperatur erhitzt wird, bei der es zu einer vollständigen oder teilweisen Pyrolyse des organischen Anteils des Schüttguts (10) kommt, wobei das Schüttgut (10) in einer Bewegungsrichtung auf dem oder durch das Leitungsmittel (17) auf eine zweite Reaktionsfläche (18) in dem Reaktionsraum (12) oder einem weiteren Reaktionsraum übergeleitet wird,
    b) Ausbreiten, Durchmischen und Bewegen des Schüttguts (10) auf der zweiten Reaktionsfläche (18) mittels eines zweiten Ausbreitungs-, Durchmischungs- und Bewegungsmittels, wobei das Schüttgut (10) zu einem Ausleitmittel (22) oder Überleitungsmittel (24) hin und optional in das Ausleitmittel (22) oder Überleitungsmittel (24) hinein bewegt wird, wobei das Schüttgut (10) mit einem Sauerstoff enthaltenden Gasgemisch (20) in Kontakt gebracht wird, so dass dabei die zumindest partielle Oxidation des organischen Anteils des Schüttguts (10) erfolgt,
    c) Ausbringen des resultierenden zumindest partiell oxidierten Schüttguts (10) aus dem Reaktionsraum (12) oder dem weiteren Reaktionsraum, durch das Ausleitmittel (22),
    dadurch gekennzeichnet, dass das Schüttgut (10) auf der ersten (16) und zweiten Reaktionsfläche (18) jeweils abwechselnd konzentrisch von außen nach innen und von innen nach außen oder von innen nach außen und von außen nach innen bewegt wird und das Schüttgut (10) dadurch mit dem Gasgemisch (20) in Kontakt gebracht wird, dass es von oben her mit dem Gasgemisch (20) so beaufschlagt wird, dass das Gasgemisch (20) das Schüttgut (10) überströmt, ohne die Schüttung des Schüttguts (10) zu durchströmen, wobei die Schüttung so sanft mit dem Gasgemisch (20) beaufschlagt wird, dass sich das Gasgemisch (20) keinen Weg durch die Schüttung sucht und das Schüttgut (10) nicht oder zumindest nicht wesentlich aufgewirbelt wird, wobei im Reaktionsraum oberhalb der ersten Reaktionsfläche (16) eine Gasauslassöffnung angeordnet ist, wobei
    vollständig oder zumindest im Wesentlichen verhindert wird, dass ein Strom des Gasgemischs (20) das sich auf dem oder durch das Leitungsmittel (17) bewegende Schüttgut (10) kreuzt oder durchströmt, indem das Leitungsmittel (17) zumindest teilweise in Form einer Rinne oder einer zumindest einseitig durch eine erste Schutzwand begrenzte erste Rutschfläche ausgebildet ist
    oder
    vollständig oder zumindest im Wesentlichen verhindert wird, dass das Gasgemisch (20) durch das Leitungsmittel (17) entgegen der Bewegungsrichtung des Schüttguts (10) strömt, indem das Leitungsmittel (17) einen für das Schüttgut (10) in der Bewegungsrichtung passierbaren Schließmechanismus oder Schleusenmechanismus aufweist, welcher für das Gasgemisch (20) entgegen der Bewegungsrichtung nicht oder im Wesentlichen nicht passierbar ist oder dass das Leitungsmittel (17) so ausgestaltet ist, dass es von einem im Leitungsmittel (17) verbleibenden Teil des Schüttguts (10) verschlossen wird, indem das Leitungsmittel (17) als Kanal ausgestaltet ist, welcher bei bestimmungsgemäßem Gebrauch ein oberes Ende und ein unteres Ende aufweist, wobei der Teil des Schüttguts (10) das untere Ende verschließt, wobei das Schüttgut (10) am unteren Ende durch das zweite Ausbreitungs-, Durchmischungs- und Bewegungsmittel nur in einer solchen Menge auf die zweite Reaktionsfläche (18) abtransportiert wird, dass genug Schüttgut (10) im Leitungsmittel (17) verbleibt, um vollständig oder zumindest im Wesentlichen zu verhindern, dass das Gasgemisch (20) durch das Leitungsmittel (17) entgegen der Bewegungsrichtung des Schüttguts (10) strömen kann.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schließmechanismus eine Klappe umfasst, welche sich unter einem Gewicht des Schüttguts (10) öffnet oder durch eine aktive Steuerung oder Betätigung geöffnet wird, um das Schüttgut (10) hindurch zu lassen und die sich danach wieder schließt oder durch aktive Steuerung oder Betätigung geschlossen wird,
    und
    dass der Schleusenmechanismus eine Zellenradschleuse umfasst.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine weitere Reaktionsfläche (19) vorhanden ist und das Schüttgut (10) zwischen den Schritten b) und c) von der zweiten Reaktionsfläche (18) auf die weitere Reaktionsfläche (19) oder eine der weiteren Reaktionsflächen (19) übergeleitet und darauf jeweils mittels eines dritten Ausbreitungs-, Durchmischungs- und Bewegungsmittels ausgebreitet, durchmischt und bewegt und von oben her mit dem Sauerstoff enthaltenden Gasgemisch (20) so beaufschlagt wird, dass das Gasgemisch (20) das Schüttgut (10) überströmt, ohne die Schüttung des Schüttguts (10) zu durchströmen, wobei das Überleiten auf die weitere Reaktionsfläche (19) durch das Überleitungsmittel (24) erfolgt, welches durch das Vorsehen mindestens eines Schutzschilds (26), einer Überleitungsrinne, einer zumindest einseitig durch eine zweite Schutzwand (30) begrenzte zweite Rutschfläche (32) oder eines Überleitungskanals so ausgebildet ist, dass es das Schüttgut (10) beim Überleiten davor schützt, durch eine Strömung des Gasgemischs (20) verwirbelt zu werden, wobei das Schüttgut (10) bei Schritt b) zum Überleitungsmittel (24) hin und optional in das Überleitungsmittel (24) hinein und auf mindestens einer, insbesondere vom Schüttgut (10) zuletzt durchlaufenen, der weiteren Reaktionsflächen (19) zum Ausleitmittel (22) hin und optional in das Ausleitmittel (22) hinein bewegt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl weiterer Reaktionsflächen (19) vorhanden ist, wobei eine Überleitung zwischen den weiteren Reaktionsflächen (19) jeweils durch ein weiteres Überleitungsmittel erfolgt, welches durch das Vorsehen mindestens eines weiteren Schutzschilds, einer weiteren Überleitungsrinne, einer zumindest einseitig durch eine dritte Schutzwand begrenzte dritte Rutschfläche oder eines weiteren Überleitungskanals so ausgebildet ist, dass es das Schüttgut (10) beim Überleiten davor schützt, durch eine Strömung des Gasgemischs (20) verwirbelt zu werden, wobei das Schüttgut (10) jeweils zum weiteren Überleitungsmittel hin und optional in das weitere Überleitungsmittel hinein bewegt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Abkühlfläche vorhanden ist und das Schüttgut (10) vor Schritt c) von der zweiten Reaktionsfläche (18) oder der weiteren Reaktionsfläche (19) oder einer der weiteren Reaktionsflächen (19) auf die Abkühlfläche oder eine der Abkühlflächen übergeleitet und darauf mittels eines vierten Ausbreitungs-, Durchmischungs- und Bewegungsmittels ausgebreitet, durchmischt und bewegt und von oben her mit dem Gasgemisch (20) oder einem weiteren Gasgemisch so beaufschlagt wird, dass das Gasgemisch (20) oder das weitere Gasgemisch das Schüttgut (10) überströmt, ohne die Schüttung des Schüttguts (10) zu durchströmen, wobei das Gasgemisch (20) oder das weitere Gasgemisch eine geringere Temperatur als das damit beaufschlagte Schüttgut (10) aufweist, wobei das Überleiten auf die Abkühlfläche und ggf. von einer der Abkühlflächen auf eine weitere der Abkühlflächen jeweils durch ein zusätzliches weiteres Überleitungsmittel erfolgt, welches so ausgebildet ist, dass es das Schüttgut (10) beim Überleiten davor schützt, durch eine Strömung des Gasgemischs (20) oder des weiteren Gasgemischs verwirbelt zu werden, wobei das Schüttgut (10) bei Schritt b) oder, sofern vorhanden, auf der weiteren Reaktionsfläche (19) oder auf der einen der weiteren Reaktionsflächen (19) statt zum Ausleitmittel (22) hin und optional in das Ausleitmittel (22) hinein zum zusätzlichen weiteren Überleitungsmittel hin und optional in das zusätzliche weitere Überleitungsmittel hinein, und, sofern eine Mehrzahl von Abkühlflächen vorhanden ist, auf mindestens einer der Abkühlflächen zum zusätzlichen weiteren Überleitungsmittel hin und optional in das zusätzliche weitere Überleitungsmittel hinein und/oder auf mindestens einer, insbesondere vom Schüttgut (10) zuletzt durchlaufenen, der Abkühlflächen zum Ausleitmittel (22) hin und optional in das Ausleitmittel (22) hinein bewegt wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste (16), zweite (18) und/oder die mindestens eine weitere Reaktionsfläche (19) und/oder die mindestens eine Abkühlfläche jeweils unabhängig voneinander eine ebene, eine ebene runde, eine ebene kreisrunde, eine ebene vieleckige oder eine zylinderförmige Fläche ist.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die erste (16), zweite (18) und/oder die mindestens eine weitere Reaktionsfläche (19) und/oder die mindestens eine Abkühlfläche jeweils eine ebene, eine ebene runde, eine ebene kreisrunde oder eine ebene vieleckige Fläche ist, dadurch gekennzeichnet, dass
    das erste, zweite, dritte und/oder vierte Ausbreitungs-, Durchmischungs- und Bewegungsmittel feststehend ausgebildet ist und die erste (16), zweite (18) und/oder mindestens eine weitere Reaktionsfläche (19) und/oder die mindestens eine Abkühlfläche jeweils, insbesondere durch Anordnung auf einer gemeinsamen Welle (27), drehbar ausgebildet ist und bei bestimmungsgemäßem Gebrauch unter jeweils mindestens einem der ersten, zweiten, dritten und/oder vierten Ausbreitungs-, Durchmischungs- und Bewegungsmittel hindurch gedreht wird, so dass das auf der Fläche ausgebreitete Schüttgut (10) dadurch ausgebreitet, durchmischt und bewegt wird,
    oder
    die Fläche feststehend ausgebildet ist und über jeder der Flächen jeweils mindestens ein erstes, zweites, drittes und/oder viertes Ausbreitungs-, Durchmischungs- und Bewegungsmittel, insbesondere durch Anordnung sämtlicher der ersten, zweiten, dritten und/oder vierten Ausbreitungs-, Durchmischungs- und Bewegungsmittel auf einer gemeinsamen Welle (27), drehbar angeordnet ist und bei bestimmungsgemäßem Gebrauch über jeder der Flächen gedreht wird, so dass das Schüttgut (10) auf der jeweiligen Fläche dadurch ausgebreitet, durchmischt und bewegt wird.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausleitmittel (22) durch das Vorsehen mindestens eines zusätzlichen weiteren Schutzschilds, einer Ausleitrinne, einer zumindest einseitig durch eine vierte Schutzwand begrenzte Ausleitrutschfläche oder eines Ausleitkanals so ausgebildet ist, dass es das Schüttgut (10) beim Ausbringen davor schützt, durch eine Strömung des Gasgemischs (20) oder des weiteren Gasgemischs verwirbelt zu werden.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Reaktionsfläche (16) und die zweite Reaktionsfläche (18) und, sofern vorhanden, die mindestens eine weitere Reaktionsfläche (19) und, sofern vorhanden, die mindestens eine Abkühlfläche gemeinsam in dem Reaktionsraum (12) angeordnet sind.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schüttgut (10) bei Schritt a) zumindest teilweise durch eine Brennkammer von oben erhitzt wird, welche zumindest teilweise mit bei der Pyrolyse und/oder bei der partiellen Oxidation entstehendem Gas gespeist wird.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste, zweite, dritte und/oder vierte Ausbreitungs-, Durchmischungs- und Bewegungsmittel jeweils unabhängig voneinander als Rechen (28) ausgebildet ist/sind und/oder das zweite, dritte und/oder vierte Ausbreitungs-, Durchmischungs- und Bewegungsmittel jeweils unabhängig voneinander ausschließlich dem Ausbreiten, Durchmischen und Bewegen des Schüttguts (10) und damit nicht der Beaufschlagung mit dem Sauerstoff enthaltenden Gasgemisch (20) oder dem weiteren Gasgemisch dient.
  12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur, auf die das Schüttgut (10) bei Schritt a) von oben erhitzt wird, 850 °C, insbesondere 800 °C, nicht überschrittet und/oder das Beaufschlagen mit dem Sauerstoff enthaltenden Gasgemisch (20), insbesondere beim Vorliegen mindestens einer weiteren Reaktionsfläche (19) jeweils unabhängig für das Schüttgut (10) auf der zweiten Reaktionsfläche (18) und der weiteren Reaktionsfläche (19) oder für das Schüttgut (10) auf der zweiten Reaktionsfläche (18) und jeder der weiteren Reaktionsflächen (19), in Abhängigkeit von der bei der Oxidation oder partiellen Oxidation in dem Schüttgut (10), insbesondere jeweils, erreichten Temperatur so geregelt wird, dass dabei eine Temperatur von 850 °C, insbesondere eine Temperatur von 800 °C, nicht überschritten wird.
  13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schüttgut (10) vor oder bei Durchführung des Schritts a) oder des Schritts b) mit pulverförmigem Kalk vermischt wird.
  14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gasgemisch (20) Wasser in Form von Dampf oder einem Aerosol enthält oder dass das Schüttgut (10) außer mit dem Gasgemisch (20) mit Wasser in Kontakt gebracht wird.
  15. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend
    - einen Reaktor (14) mit einem Reaktionsraum (12) und optional einem weiteren Reaktionsraum,
    - eine erste Reaktionsfläche (16) im Reaktionsraum (12),
    - mindestens ein Heizmittel, um das Schüttgut (10) von oben zur Pyrolyse des organischen Anteils des Schüttguts (10) zu erhitzen,
    - eine zweite Reaktionsfläche (18) im Reaktionsraum (12) oder einem weiteren Reaktionsraum,
    - ein Leitungsmittel (17), um das Schüttgut (10) in einer Bewegungsrichtung auf dem Leitungsmittel (17) oder durch das Leitungsmittel (17) hindurch auf die zweite Reaktionsfläche (18) überzuleiten,
    - ein erstes Ausbreitungs-, Durchmischungs- und Bewegungsmittel zum Ausbreiten, Durchmischen und Bewegen von einer in den Reaktionsraum (12) des Reaktors (14) eingebrachten und auf der ersten Reaktionsfläche (16) aufgebrachten Schüttung des Schüttguts (10) und um das Schüttgut (10) auf der ersten Reaktionsfläche (16) zum Leitungsmittel (17) hin und in das Leitungsmittel (17) hinein zu bewegen,
    - ein zweites Ausbreitungs-, Durchmischungs- und Bewegungsmittel zum Ausbreiten, Durchmischen und Bewegen des Schüttguts (10) auf der zweiten Reaktionsfläche (18) und um das Schüttgut (10) auf der zweiten Reaktionsfläche (18) zu einem Ausleitmittel (22), einem optional vorhandenen Überleitungsmittel (24) oder einem optional vorhandenen zusätzlichen weiteren Überleitungsmittel hin und in dieses hinein zu bewegen und
    - ein Gaseinleitungsmittel (21), um ein Sauerstoff enthaltendes Gasgemisch (20) in den Reaktionsraum (12) oder den weiteren Reaktionsraum einzuleiten, um das Schüttgut (10) mit dem Sauerstoff enthaltenden Gasgemisch (20) in Kontakt zu bringen,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Gaseinleitungsmittel (21) so ausgebildet ist, dass das Schüttgut (10) dadurch von oben her mit dem Gasgemisch (20) so sanft beaufschlagt werden kann, dass das Gasgemisch (20) das Schüttgut (10) überströmt, ohne die Schüttung des Schüttguts (10) zu durchströmen und ohne das Schüttgut (10) aufzwirbeln oder zumindest ohne es wesentlich aufzuwirbeln, indem oberhalb der zweiten Reaktionsfläche (18) eine Fläche zum Einblasen angeordnet ist, welche Gasaustrittsöffnungen auf ihrer Unterseite in Richtung der zweiten Reaktionsfläche (18) aufweist oder indem das Gaseinleitungsmittel (21) als Rohr oder Leiste mit Gasaustrittsöffnungen in Richtung der zweiten Reaktionsfläche (18) ausgebildet ist, wobei das Leitungsmittel (17) so ausgebildet ist, dass dadurch vollständig oder zumindest im Wesentlichen verhindert wird,
    dass ein Strom des Gasgemischs (20) das sich auf dem oder durch das Leitungsmittel (17) bewegende Schüttgut (10) kreuzen oder durchströmen kann, indem das Leitungsmittel (17) zumindest teilweise in Form einer Rinne oder einer zumindest einseitig durch eine erste Schutzwand begrenzte erste Rutschfläche ausgebildet ist
    oder
    dass das Gasgemisch (20) durch das Leitungsmittel (17) entgegen der Bewegungsrichtung des Schüttguts (10) strömen kann, indem das Leitungsmittel (17) einen für das Schüttgut (10) in der Bewegungsrichtung passierbaren Schließmechanismus oder Schleusenmechanismus aufweist, welcher für das Gasgemisch (20) entgegen der Bewegungsrichtung nicht oder im Wesentlichen nicht passierbar ist.
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