EP3601801A1 - Förder- und zerkleinerungsvorrichtung, verfahren zum zerkleinern und erwärmen eines eingangsmaterials und verwendung davon - Google Patents

Förder- und zerkleinerungsvorrichtung, verfahren zum zerkleinern und erwärmen eines eingangsmaterials und verwendung davon

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EP3601801A1
EP3601801A1 EP18713635.3A EP18713635A EP3601801A1 EP 3601801 A1 EP3601801 A1 EP 3601801A1 EP 18713635 A EP18713635 A EP 18713635A EP 3601801 A1 EP3601801 A1 EP 3601801A1
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EP
European Patent Office
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submersible pump
input material
tools
pump housing
impeller
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP18713635.3A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Kurt BÖHME
Pierre Freymond
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Innoil AG
Original Assignee
Innoil AG
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F05D2250/00—Geometry
    • F05D2250/70—Shape

Definitions

  • the invention relates to a conveying and crushing device, comprising: at least one submersible pump, which is arranged in a container which is suitable for receiving an input material, and a drive for driving the submersible pump and the use thereof.
  • the invention relates to a method for comminuting and heating an input material and its use.
  • DE 10 2005 056 735 B3 is a high-performance chamber mixer for catalytic oil suspensions as a reactor for the depolymerization and
  • WO 2016/116484 A1 describes a device for catalytic pressureless oiling in which input material with an edge length of ⁇ 40 mm can be used. Disadvantage of this method is the described high-performance chamber mixer from the aforementioned method, which is also used here.
  • a disadvantage of the said method is the complex piping between separator and high-performance mixer and the associated insulation, the size, the weight and the complex sealing. Another disadvantage is the grain size to be processed and the contamination with metals, glass and stones.
  • the object of the invention is to provide a device which makes it possible to convey a liquid substance mixture and to comminute solids in the substance mixture.
  • the at least one submersible pump comprises an impeller which is arranged in a submersible pump housing, wherein the submersible pump housing has a suction nozzle for sucking the input material into the submersible pump and On the inside of the submersible pump housing and / or the impeller tools are arranged so that solids contained in the input material, by the tools are comminuted.
  • An advantage of the conveyor and comminution device is that the submersible pump circulates the input material in the closed, insulated container without the need for additional piping for transporting the input material, from the container to the submersible pump and back.
  • the device allows in a very small space, with low acquisition, maintenance and energy costs, a very efficient filling of a plant with liquid mixture, wherein solids in the input material simultaneously crushed by the tools used and discharge losses, such as occur in external comminution and heating of the mixture, be avoided.
  • a self-priming submersible pump is used in a closed container having an impeller.
  • an impeller one of a ring or tubular submersible pump housing enclosed propeller can be used.
  • the impeller can be installed centrically or eccentrically in the pump housing.
  • the input material is heated from ambient temperature to a temperature of about 400 ° C while the solids present in the liquid mixture of the input material, by shearing, squeezing and rubbing comminuted without the (submerged) ) Pump is destroyed or clogged.
  • the input material may consist of inorganic as well as organic (hydrocarbon) solids having an edge length of .lambda. / ⁇ 40 mm, and liquids, such as oils.
  • the comminution of the solids in the liquid mixture of the input material is achieved by special, durable and easily replaceable tools and their arrangement in the submersible pump housing.
  • the heating of the input material and the pump housing and the exchangeable tools mounted therein is carried out by friction.
  • the tools are preferably flat or jagged and protrude into the interior of the submersible pump housing.
  • the tools are held by compression fittings. Also clamping tools can be easily mounted on the impeller.
  • These surfaces preferably have, after the assembly of the individual clamping tools, a roughened surface and / or structure.
  • a roughened surface and / or structure By the roughened or structured surfaces can cause friction and comminution, which leads to heating of the input material.
  • the tools are preferably arranged interchangeably on the inside of the submersible pump housing. This has the advantage that suitable tools can be mounted for each input material and worn tools are quickly interchangeable.
  • the friction between the tool, impeller and mixture can be varied and thus the degree of comminution and also the heating of the input material can be influenced.
  • a pressure port is preferably arranged and in the discharge nozzle a Venturi nozzle.
  • the arrangement of a Venturi nozzle in the discharge nozzle, the input material is additionally swirled.
  • a valve or a (shut-off) slider is preferably arranged at the outlet of the pressure port.
  • the pump efficiency of the submersible pump, but also the degree of comminution is regulated by the design of the pump housing with the tools used, the Venturi nozzle and a valve / gate valve.
  • the drive is preferably arranged outside the container.
  • the drive motor
  • the storage of the submersible pump outside the container interior contactlessly arranged gas-tight to the input material.
  • the storage and sealing is non-contact to the medium, as the Storage and sealing is mounted outside the container with the drive.
  • the object of the present invention by use of the conveying and crushing device as a mixing reactor or dissolved in a mixing reactor in a process for the catalytically depressurized Ver ⁇ lung of hydrocarbonaceous input material.
  • a process for catalytic pressureless oiling is described, for example, in WO 2016/116484 A1.
  • An advantage of the conveying and crushing device is that piping falls away from the container to the pump and from the pump to the container.
  • the object of the present invention is achieved by a method of the type mentioned, in which the input material is pumped through a suction at the submersible pump bottom in the submersible pump and by tools which are arranged on the inner wall of the submersible pump housing and / or the impeller, crushed and heated by friction.
  • the heat released during comminution passes without heat loss into the carrier medium and input material.
  • the method allows the introduced energy to be largely converted into mixing and frictional energy.
  • the submersible pump preferably pumps the input material from a container which is filled with input material and in which the submersible pump is arranged.
  • the object of the present invention is achieved by a use of the method for crushing and heating solids of an input material in a submersible pump in a system for the catalytically depressurized treatment of hydrocarbonaceous input material.
  • a process for catalytic pressureless oiling is described, for example, in WO 2016/116484 A1.
  • Figure 1 shows a cross section through a conveyor
  • Figure 3 shows a cross section through the submersible pump
  • Figure 4 shows a cross section through the submersible pump with a closed
  • Figure 5 shows a cross section with a simple impeller and corresponding
  • FIG. 1 shows a conveying and crushing device 1, which is arranged in a closed container 2, with a submersible pump 3 and a Drive 4 for the submersible pump 3.
  • the container 2, the conveying and crushing device 1 shown in FIG. 1, is partially filled with an input material 5.
  • the submersible pump is arranged below the liquid level 6, so that the input material 5 can flow via a suction nozzle 7 into the pump.
  • an impeller 9 is arranged, through which the input material 5 of tools 10, which are arranged on the inner wall 11 of the submersible pump housing 8 is guided past.
  • the solids contained in the input material 5 are mechanically comminuted, swirled, triturated, compressed and heated by the rotation of the impeller 9 and the tools 10. The generated heat is transferred without loss to the liquid mixture.
  • the submersible pump 3 has a lateral opening 12, through which the input material 5 is pumped into a discharge nozzle 13, in which a Venturi nozzle 14 is arranged.
  • the output of the discharge nozzle 13 has a valve 15 or a gate valve. Through the valve 15 and the (shut-off) slide the pressure in the submersible pump 3 can be raised or lowered.
  • valve 15 or the (shut-off) slide By regulating the pressure via the valve 15 or the (shut-off) slide, the temperature in the mixture can be raised or lowered. If the valve 15 or the (shut-off) slide is closed, the pressure in the submersible pump housing 8 and thus also the temperature increases. An opening of the valve 15 and the (shut-off) slide leads to a reduction of the pressure and thus to a lowering of the temperature in the submersible pump housing 8. By the valve 15 and the (shut-off) slide and the residence time of the input material 5 in the submersible pump housing. 8 be shortened or extended.
  • the (pump) drive 4 and the bearing 16 of the submersible pump 3 are outside the container interior contactlessly arranged to the input material 5 and gas-tight manner by means of a seal 21 to the container interior 17.
  • the pure or contaminated, mixed input material 5, such as organic and inorganic compounds (wood, bone, plastics, but also glass, ceramics, metals, etc.) up to an edge length of / ⁇ 40 mm, via a valve 18th introduced into the container 2 and processed by the pump.
  • the valve 18 (for example, a 3-way valve) is used to escape steam 19.
  • FIGS. 2 and 3 show the submersible pump 3 of the conveying and comminution device 1 applied as a self-priming pump for mechanical wet comminution and for heating an input material 5.
  • the submersible pump 3 is an eccentrically arranged in the submersible pump housing 8 impeller with an axially arranged suction nozzle 7, a radially arranged discharge nozzle 13, a valve 15 and a (shut-off) slide and an integrated Venturi nozzle fourteenth
  • the pump housing interior of the submersible pump 3 and / or the impeller 9 are lined with various different in size and shape tools 10 so that the input material 5, containing oil and other materials, crushed while heated at the same time.
  • the input material 5 is in the closed container 2, led by the submersible pump 3, which via an integrated Venturi nozzle 14 in the discharge nozzle 13 and a valve 15 and a slide at the output of the discharge nozzle in the circuit.
  • one or more submersible pumps 3 may be arranged in a container 2 and used.
  • FIGS. 4 and 5 show cross sections of submersible pumps 3 according to the invention.
  • FIG. 4 shows at the top a cross section through a submersible pump 3 with a closed impeller 9 and at the bottom a cross section along the line A - A through the submersible pump 3 with a gate valve 24 shown at the top in FIG.
  • the closed impeller 9 is arranged in the submersible pump housing 8 and is driven via a drive shaft 22 by a, not shown in the figure 4, drive 4 (motor).
  • tools 10 are shown, which are arranged on the inside of the submersible pump housing 8 and on an impeller 23.
  • the Attachment of the tools 10 varies, so the tools 10 can be clamped (tools 10-1, 10-111, 10-IV) or bolted (tools 10-11, 10-V) attached.
  • the tools 10-IV and 10-V are disposed inboard of the closed impeller 9 (or impeller 23, respectively).
  • the tools 10-1, 10-11 and 10-111 are outside lying on the submersible pump housing 8, or the inner wall of the submersible pump housing 8, attached.
  • the tools 10 are made of a hard, abrasion resistant material, such as metal, and are shaped so that they extend from the inside of the submersible pump housing 8 irregularly in the direction of the impeller 9 and the impeller 9 in the direction of the inner wall of the submersible pump housing 8, so that the material to be crushed, which is located in the interior 11 of the submersible pump 3, crushed between the tools 10 and thus crushed.
  • a hard, abrasion resistant material such as metal
  • FIG. 5 shows a cross section through a submersible pump 3 with a simple impeller 9.
  • FIGS. 4 and 5 indicate the direction of rotation of the impeller 9.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Förder- und Zerkleinerungsvorrichtung (1), umfassend: mindestens eine Tauchpumpe (3), die in einem Behälter (2), der zur Aufnahme eines Eingangsmaterial (5) geeignet ist, angeordnet ist, und einen Antrieb (4) zum Antreiben der Tauchpumpe (3), bei der die mindestens eine Tauchpumpe (3) einen Impeller (9) umfasst, der in einem Tauchpumpengehäuse (8) angeordnet ist, wobei das Tauchpumpengehäuse (8) einen Saugstutzen (7) zum Einsaugen des Eingangsmaterials (5) in die Tauchpumpe (3) aufweist und wobei auf der Innenseite des Tauchpumpengehäuses (8) und/oder dem Impeller (9) Werkzeuge (10) angeordnet sind, so dass Feststoffe, die in dem Eingangsmaterial (5) enthalten sind, durch die Werkzeuge (10) zerkleinerbar sind.

Description

FÖRDER- UND ZERKLEINERUNGSVORRICHTUNG, VERFAHREN ZUM ZERKLEINERN UND ERWÄRMEN EINES EINGANGSMATERIALS UND VERWENDUNG DAVON
5
Die Erfindung betrifft eine Förder- und Zerkleinerungsvorrichtung, umfassend: 10 mindestens eine Tauchpumpe, die in einem Behälter, der zur Aufnahme eines Eingangsmaterials geeignet ist, angeordnet ist, und einen Antrieb zum Antreiben der Tauchpumpe sowie deren Verwendung.
Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Zerkleinern und 15 Erwärmen eines Eingangsmaterials sowie dessen Verwendung.
Zum Wärmeeintrag in ein flüssiges Stoffgemisch aus Reststoffen (gemischt oder rein) und anderen Flüssigkeiten sind gemäß dem Stand der Technik verschiedene Verfahren entwickelt worden. Der Wärmeeintrag über einen 20 Hochleistungskammermischer ist ein sehr effizientes Verfahren, weist aber verschiedene Nachteile auf.
In der DE 10 2005 056 735 B3 wird ein Hochleistungskammermischer für katalytische Öl-Suspensionen als Reaktor für die Depolymerisation und
25 Polymerisation von kohlenwasserstoffhaltigen Reststoffen zu Mitteldestillat im Kreislauf beschrieben. Nachteil dieses Verfahrens und dieser Vorrichtung ist, dass der Hochleistungskammermischer auf der Druckseite nur einen geringen Überdruck von unter 2 bar erbringen kann. Weitere Nachteile sind, dass der Hochleistungsmischer über eine Verbindungsleitung von den Lagern und
30 Dichtungen zu einem Kühlsystem geführt werden muss und der Hochleistungsmischer abgedichtet sein muss, damit kein Ölgemisch austreten kann. In der DE 10 2012 022 710 A1 wird eine mobile Anlage zur Umwandlung von Erdöl, Kohle, Biomasse und industriellen und kommunalen Abfällen zu Mitteldestillat mit einer Mischungsturbine beschrieben. Nachteil dieses Verfahrens und dieser Vorrichtung ist die Komplexität des beschriebenen senkrecht ausgeführten Hochleistungskammermischers. Weitere Nachteile sind, dass der Hochleistungsmischer eine Verrohrung zum Separator benötigt und der Hochleistungsmischer abgedichtet und aufwendig isoliert werden muss, damit die Wärmeabstrahlung nach außen gering gehalten wird.
In der DE 10 2008 009 647 A1 wird eine Schlammreaktorpumpe zur gleichzeitigen Förderung von heißen Flüssigkeiten, Feststoffen und Gasen beschrieben. Nachteil dieser Schlammreaktorpumpe ist ihre Komplexität, die Größe und der durchschnittliche Energieverbrauch von 120 kW des Antriebs.
In der WO 2016 / 116 484 A1 wird eine Vorrichtung zur katalytischen drucklosen Verölung beschrieben, bei der Eingangsmaterial mit einer Kantenlänge von < 40 mm zum Einsatz kommen kann. Nachteil dieses Verfahrens ist der beschriebene Hochleistungskammermischer aus den bereits genannten Verfahren, der auch hier zum Einsatz kommt.
Nachteilig an den genannten Verfahren ist, die aufwendige Verrohrung zwischen Separator und Hochleistungsmischer sowie die damit einhergehende Isolation, die Größe, das Gewicht und die aufwendige Abdichtung. Nachteilig ist weiterhin die zu verarbeitende Korngröße und die Verunreinigung mit Metallen, Glas und Steinen.
Ein weiterer Nachteil der genannten Verfahren ist, dass der verwendete Hochleistungskammermischer konstruktionsbedingt aufwendig abgedichtet werden muss und nur mit einem geringen Überdruck von maximal 2 bar betrieben werden kann. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung bereitzustellen, die es ermöglicht, ein flüssiges Stoffgemisch zu fördern und Feststoffe in dem Stoffgemisch zu zerkleinern. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch eine Förder- und Zerkleinerungsvorrichtung der Eingangs genannte Art gelöst, bei der die mindestens eine Tauchpumpe einen Impeller umfasst, der in einem Tauchpumpengehäuse angeordnet ist, wobei das Tauchpumpengehäuse einen Saugstutzen zum Einsaugen des Eingangsmaterials in die Tauchpumpe aufweist und wobei auf der Innenseite des Tauchpumpengehäuses und/oder dem Impeller Werkzeuge angeordnet sind, so dass Feststoffe, die in dem Eingangsmaterial enthalten sind, durch die Werkzeuge zerkleinerbar sind.
Ein Vorteil der Förder- und Zerkleinerungsvorrichtung ist, dass die Tauchpumpe das Eingangsmaterial in dem geschlossenen, isolierten Behälter umwälzt, ohne dass dafür zusätzliche Rohrleitungen für den Transport des Eingabematerials, vom Behälter zur Tauchpumpe und zurück, benötigt werden.
Durch den Wegfall von Rohrleitungen, von und zur Tauchpumpe, und einer bestimmten Strömungsgeschwindigkeit im Behälter kommt es weder im Behälter noch in der Tauchpumpe zu Anhaftungen oder Verkokungen.
Die Vorrichtung ermöglicht auf kleinstem Raum, mit geringen Anschaffungs-, Unterhalts- und Energiekosten eine sehr effiziente Befüllung einer Anlage mit flüssigem Stoffgemisch, wobei Feststoffe im Eingangsmaterial durch die eingesetzten Werkzeuge gleichzeitig zerkleinert und Einleitungsverluste, wie sie bei äußerer Zerkleinerung und Erwärmung des Stoffgemisches auftreten, vermieden werden. Geeigneter Weise wird eine selbstansaugende Tauchpumpe in einem geschlossenen Behälter verwendet, die einen Impeller aufweist. Als Impeller kann ein von einem ring- oder röhrenförmigen Tauchpumpengehäuse umschlossener Propeller verwendet werden.
Der Impeller kann zentrisch oder exzentrisch im Pumpengehäuse eingebaut sein.
Mit der Förder- und Zerkleinerungsvorrichtung wird das Eingangsmaterial von Umgebungstemperatur auf eine Temperatur von ungefähr 400 °C erwärmt und dabei die Feststoffe, die sich in dem flüssigen Stoffgemisch des Eingangsmaterials befinden, durch Scheren, Quetschen und Reiben zerkleinert, ohne das dabei die (Tauch-)Pumpe zerstört oder verstopft wird.
Das Eingangsmaterial kann aus anorganischen sowie organischen (kohlenwasserstoffhaltigen) Feststoffen, die eine Kantenlänge von =/< 40 mm aufweisen, und Flüssigkeiten, wie Ölen, bestehen.
Die Zerkleinerung der Feststoffe im flüssigen Stoffgemisch des Eingangsmaterials wird durch spezielle, langlebige und leicht austauschbare Werkzeuge und deren Anordnung im Tauchpumpengehäuse erreicht. Die Erwärmung des Eingangsmaterials und des Pumpengehäuses sowie der darin befestigten austauschbaren Werkzeuge erfolgt durch Reibung.
Durch den Pumpeneinstrom im Behälter kommt es zu einem direkten Wärmeeintrag in das Medium ohne Wärmeverlust.
Die Werkzeuge sind vorzugsweise flächig oder zackig und ragen in den Innenraum des Tauchpumpengehäuses hinein. Die Werkzeuge werden dabei durch Klemmverschraubungen gehalten. Auch können Klemmwerkzeuge auf dem Impeller einfach montiert werden.
Diese Flächen weisen vorzugsweise, nach der Montage der einzelnen Klemmwerkzeuge, eine aufgeraute Oberfläche und/oder Struktur auf. Durch die aufgerauten beziehungsweise strukturierten Flächen kann Reibung und Zerkleinerung entstehen, die zu einer Erwärmung des Eingangsmaterials führt.
Die Werkzeuge sind vorzugsweise austauschbar an der Innenseite des Tauchpumpengehäuses angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass für jedes Eingangsmaterial geeignete Werkzeuge angebracht werden können und abgenutzte Werkzeuge schnell austauschbar sind.
Außerdem kann durch Auswahl eines Werkzeugs mit einer Fläche mit einer geringen Reibung oder einer Fläche mit einer hohen Reibung die Reibung zwischen Werkzeug, Impeller und Stoffgemisch variiert werden und damit auch der Zerkleinerungsgrad und auch die Erwärmung des Eingangsmaterials beeinflusst werden.
An der Öffnung des Tauchpumpengehäuses ist vorzugsweise ein Druckstutzen angeordnet und in dem Druckstutzen eine Venturi-Düse. Durch die Anordnung einer Venturi-Düse im Druckstutzen wird das Eingangsmaterial zusätzlich verwirbelt. Ein Ventil oder ein (Absperr-)Schieber ist vorzugsweise am Ausgang des Druckstutzens angeordnet.
Der Pumpenwirkungsgrad der Tauchpumpe, aber auch der Zerkleinerungsgrad ist durch die Ausgestaltung des Pumpengehäuses mit den eingesetzten Werkzeugen, der Venturi-Düse und einem Ventil/Absperrschieber regulierbar.
Der Antrieb ist vorzugsweise außerhalb des Behälters angeordnet. Geeigneter Weise ist nicht nur der Antrieb (Motor), sondern auch die Lagerung der Tauchpumpe außerhalb des Behälterinnenraums berührungslos zum Eingangsmaterial gasdicht angeordnet.
Die Lagerung und Abdichtung erfolgt berührungslos zum Medium, da die Lagerung und Abdichtung außerhalb des Behälters mit dem Antrieb angebracht ist.
Außerdem wird die Aufgabe der vorliegenden Erfindung durch eine Verwendung der Förder- und Zerkleinerungsvorrichtung als Misch reaktor oder in einem Misch reaktor bei einem Verfahren zur katalytisch drucklosen VerÖlung von kohlenwasserstoffhaltigem Eingangsmaterial gelöst. Eine solches Verfahren zur katalytischen drucklosen VerÖlung wird beispielsweise in der WO 2016 / 116 484 A1 beschrieben.
Ein Vorteil der Förder- und Zerkleinerungsvorrichtung ist, dass Verrohrungen vom Behälter zur Pumpe und von der Pumpe zum Behälter wegfallen.
Des Weiteren wird die Aufgabe der vorliegenden Erfindung durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, bei dem das Eingangsmaterial durch einen Saugstutzen an der Tauchpumpenunterseite in die Tauchpumpe gepumpt wird und durch Werkzeuge, die an der Innenwand des Tauchpumpengehäuses und/oder dem Impeller angeordnet sind, zerkleinert und durch Reibung erwärmt wird. Die bei der Zerkleinerung freigesetzte Wärme geht dabei ohne Wärmeverlust in das Trägermedium und Eingangsmaterial (Inputmaterial).
Hierbei handelt es sich um ein Verfahren zur mechanischen Nasszerkleinerung und zum Aufheizen des Eingangsmaterials, wobei vorgesehen ist, dass in der selbstansaugenden Tauchpumpe spezielle Werkzeuge im Tauchpumpengehäuseinneren und/oder auf dem Impeller austauschbar montiert sind, der Impeller durch Rotation das Eingangsmaterial im Pumpengehäuseinneren zerkleinert, verwirbelt und komprimiert und die dabei entstehende Wärme direkt an das Eingangsmaterial abgegeben wird. Das Verfahren ermöglicht es, dass die eingebrachte Energie zum größten Teil in Vermischungs- und Reibungsenergie umgewandelt wird. Die Tauchpumpe pumpt vorzugsweise das Eingangsmaterial aus einem Behälter, der mit Eingangsmaterial befüllt wird und in dem die Tauchpumpe angeordnet ist. Außerdem wird die Aufgabe der vorliegenden Erfindung durch eine Verwendung des Verfahrens zum Zerkleinern und Erwärmen von Feststoffen eines Eingangsmaterials in einer Tauchpumpe in einer Anlage zur katalytisch drucklosen VerÖlung von kohlenwasserstoffhaltigem Eingangsmaterial gelöst. Eine solches Verfahren zur katalytischen drucklosen VerÖlung wird beispielsweise in der WO 2016 / 116 484 A1 beschrieben.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile von Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die zugehörigen Figuren. Im Folgenden zeigt:
Figur 1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Förder- und
Zerkleinerungsvorrichtung,
Figur 2 eine schematische Darstellung der Tauchpumpe mit dem Impeller,
Figur 3 einen Querschnitt durch die Tauchpumpe, Figur 4 einen Querschnitt durch die Tauchpumpe mit einem geschlossenem
Impeller und
Figur 5 einen Querschnitt mit einem einfachen Impeller und entsprechender
Werkzeuganbringung.
Die Figur 1 zeigt eine Förder- und Zerkleinerungsvorrichtung 1 , die in einem geschlossenen Behälter 2 angeordnet ist, mit einer Tauchpumpe 3 und einem Antrieb 4 für die Tauchpumpe 3.
Der Behälter 2, der in der Figur 1 gezeigten Förder- und Zerkleinerungsvorrichtung 1 , ist mit einem Eingangsmaterial 5 teilweise gefüllt. Die Tauchpumpe ist unterhalb des Flüssigkeitsspiegels 6 angeordnet, so dass das Eingangsmaterial 5 über einen Saugstutzen 7 in die Pumpe fließen kann. In dem Tauchpumpengehäuse 8 der Tauchpumpe 3 ist ein Impeller 9 angeordnet, durch den das Eingangsmaterial 5 an Werkzeugen 10, die an der Innenwand 11 des Tauchpumpengehäuses 8 angeordnet sind vorbeigeführt wird. Die in dem Eingangsmaterial 5 enthaltenen Feststoffe werden dabei durch die Rotation des Impellers 9 und die Werkzeuge 10 mechanisch zerkleinert, verwirbelt, verrieben, komprimiert und erwärmt. Die dabei erzeugte Wärme wird ohne Verlust an das flüssige Stoffgemisch übertragen. Die Tauchpumpe 3 weist eine seitliche Öffnung 12 auf, durch die das Eingangsmaterial 5 in einen Druckstutzen 13, in dem eine Venturi-Düse 14 angeordnet ist, gepumpt wird. Der Ausgang des Druckstutzen 13 weist ein Ventil 15 oder einen Absperrschieber auf. Durch das Ventil 15 beziehungsweise den (Absperr-)Schieber kann der Druck in der Tauchpumpe 3 angehoben oder gesenkt werden.
Durch die Druckregulierung über das Ventil 15 beziehungsweise den (Absperr-)Schieber kann die Temperatur im Stoffgemisch angehoben oder gesenkt werden. Ist das Ventil 15 oder der (Absperr-)Schieber geschlossen, erhöht sich der Druck im Tauchpumpengehäuse 8 und damit auch die Temperatur. Eine Öffnung des Ventils 15 beziehungsweise des (Absperr-)Schiebers führt zu einer Verminderung des Drucks und damit zu einer Absenkung der Temperatur im Tauchpumpengehäuse 8. Durch das Ventil 15 beziehungsweise den (Absperr-)Schieber kann auch die Verweilzeit des Eingangsmaterials 5 im Tauchpumpengehäuse 8 verkürzt oder verlängert werden. Der (Pumpen-)Antrieb 4 und die Lagerung 16 der Tauchpumpe 3 sind außerhalb des Behälterinnenraums berührungslos zum Eingangsmaterial 5 und gasdicht mittels einer Dichtung 21 zum Behälterinnenraum 17 angeordnet.
Das reine oder verunreinigte, gemischte Eingangsmaterial 5, wie zum Beispiel organische sowie anorganische Verbindungen (Holz, Knochen, Kunststoffe, aber auch Glas, Keramik, Metalle, etc.) bis zu einer Kantenlänge von =/< 40 mm, wird über ein Ventil 18 in den Behälter 2 eingeleitet und von der Pumpe verarbeitet. Außerdem dient das Ventil 18 (beispielsweise ein 3-Wege- Ventil) dazu, Dampf 19 entweichen zu lassen.
Zur Entleerung des Behälter 2 weist dieser an seiner Unterseite ein weiteres Ventil 20 auf.
Organische Stoffgemische können, je nach Verunreinigungsgrad und/oder Verweilzeit im Behälter 2 und der Tauchpumpe 3, auf eine Größe von =/< 80 μιτι verarbeitet werden. Die Figuren 2 und 3 zeigen die als selbstansaugende Pumpe angelegte Tauchpumpe 3 der Förder- und Zerkleinerungsvorrichtung 1 zur mechanischen Nasszerkleinerung und zum Aufheizen eines Eingangsmaterials 5.
Die Tauchpumpe 3 ist ein in dem Tauchpumpengehäuse 8 exzentrisch angeordnetes Pumpenrad mit einem axial angeordnetem Saugstutzen 7, einem radial angeordneten Druckstutzen 13, einem Ventil 15 beziehungsweise einem (Absperr-)Schieber und einer integrierten Venturi-Düse 14.
Der Pumpengehäuseinnenraum der Tauchpumpe 3 und/oder der Impeller 9 sind mit verschiedenen in Größe und Form unterschiedlichen Werkzeugen 10 so ausgekleidet, dass das Eingangsmaterial 5, das Öl und anderen Materialien enthält, zerkleinert und dabei gleichzeitig erwärmt wird. Das Eingangsmaterial 5 wird dabei, in dem geschlossen Behälter 2, von der Tauchpumpe 3, die über eine integrierte Venturi-Düse 14 im Druckstutzen 13 und ein Ventil 15 beziehungsweise einen Schieber am Ausgang des Druckstutzens im Kreislauf geführt.
Durch die Verwendung der Venturi-Düsen 14 kommt es im Druckstutzen 13 zu Verwirbelungen, die das Eingangsmaterial 5 vermischen.
Je nach Bedarf können eine oder mehrere Tauchpumpen 3 in einem Behälter 2 angeordnet sein und verwendet werden.
Die Förder- und Zerkleinerungsvorrichtung 1 und das Verfahren zum Zerkleinern und Erwärmen eines Eingangsmaterials 5 ermöglicht es, ein Eingangsmaterial 5, das kohlenwasserstoffhaltige Reststoffe aus der Land- und Forstwirtschaft oder verunreinigte Abfallprodukte aus dem Haushalt und/oder der Industrie mit großen Anteilen an Steinen, Glas oder Metallen bis zu einer Größe von 40 mm, mit Öl oder anderen Flüssigkeiten enthält, problemlos einzusetzen. Die Figuren 4 und 5 zeigen Querschnitte erfindungsgemäßer Tauchpumpen 3.
Figur 4 zeigt oben einen Querschnitt durch eine Tauchpumpe 3 mit einem geschlossenen Impeller 9 und unten einen Querschnitt an der Linie A-A durch die, oben in der Figur 4 gezeigte, Tauchpumpe 3 mit einem Absperrschieber 24.
Der geschlossene Impeller 9 ist in dem Tauchpumpengehäuse 8 angeordnet und wird über eine Antriebswelle 22 von einem, in der Figur 4 nicht gezeigten, Antrieb 4 (Motor) angetrieben. In dem unten, in der Figur 4, dargestellten Querschnitt, an der Linie A-A durch die Tauchpumpe 3, sind Werkzeuge 10 gezeigt, die an der Innenseite des Tauchpumpengehäuses 8 und an einem Laufrad 23 angeordnet sind. Die Befestigung der Werkzeuge 10 variiert, so können die Werkzeuge 10 geklemmt (Werkzeuge 10-1, 10-111, 10-IV) oder verschraubt (Werkzeuge 10-11, 10-V) befestigt sein. Wie in der Figur 4 (oben) gezeigt, sind die Werkzeuge 10-IV und 10-V innen liegend an dem geschlossenen Impeller 9 (beziehungsweise dem Laufrad 23) angeordnet. Die Werkzeuge 10-1, 10-11 und 10-111 sind außen liegend am Tauchpumpengehäuse 8, beziehungsweise der Innenwand des Tauchpumpengehäuses 8, befestigt.
Die Werkzeuge 10 bestehen aus einem harten, abriebfesten Material, wie beispielsweise Metall, und sind derart geformt, dass sie sich von der Innenseite des Tauchpumpengehäuses 8 unregelmäßig in Richtung Impeller 9 erstrecken beziehungsweise vom Impeller 9 in Richtung der Innenwand des Tauchpumpengehäuses 8, so dass das zu zerkleinernde Material, das sich im Innenraum 11 der Tauchpumpe 3 befindet, zwischen den Werkzeugen 10 zerrieben und somit zerkleinert wird.
Figur 5 zeigt einen Querschnitt durch eine Tauchpumpe 3 mit einem einfachen Impeller 9.
Der in den Figuren 4 und 5 gezeigte Pfeil gibt die Drehrichtung des Impellers 9 an.
Bezugszeichenliste
1 Förder- und Zerkleinerungsvorrichtung
2 Behälter
3 Tauchpumpe
4 Antrieb, Pumpenantrieb (Motor)
5 Eingangsmaterial
6 Flüssigkeitsspiegel
7 Saugstutzen, Ansaugstutzen
8 Tauchpumpengehäuse
9 Impeller
10 Werkzeug
10-1 Werkzeug I (geklemmt)
10-11 Werkzeug II (verschraubt)
10-111 Werkzeug III (geklemmt)
10-IV Werkzeug IV (geklemmt)
10-V Werkzeug V (verschraubt)
11 Innenraum (der Tauchpumpe 3)
12 Öffnung
13 Druckstutzen
14 Venturi-Düse
15 Ventil
16 Lagerung
17 Behälterinnenraum
18 Ventil
19 Dampf
20 Ventil
21 Dichtung (der Welle)
22 Antriebswelle
23 Laufrad
24 Absperrschieber

Claims

Patentansprüche
1 . Förder- und Zerkleinerungsvorrichtung (1 ), umfassend: mindestens eine Tauchpumpe (3), die in einem Behälter (2), der zur Aufnahme eines Eingangsmaterial (5) geeignet ist, angeordnet ist, und einen Antrieb (4) zum Antreiben der Tauchpumpe (3), dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Tauchpumpe (3) einen Impeller (9) umfasst, der in einem Tauchpumpengehäuse (8) angeordnet ist, wobei das Tauchpumpengehäuse (8) einen Saugstutzen (7) zum Einsaugen des Eingangsmaterials (5) in die Tauchpumpe (3) aufweist und wobei auf der Innenseite des Tauchpumpengehäuses (8) und/oder dem Impeller (9) Werkzeuge (10) angeordnet sind, so dass Feststoffe, die in dem Eingangsmaterial (5) enthalten sind, durch die Werkzeuge (10) zerkleinerbar sind.
2. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeuge (10) flächig oder zackig sind und in den Innenraum des Tauchpumpengehäuses (8) hineinragen.
3. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächen eine aufgeraut Oberfläche und/oder Strukturen aufweisen.
4. Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeuge (10) austauschbar an der Innenseite des Tauchpumpengehäuses (8) angeordnet sind.
5. Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an der Öffnung (12) des Tauchpumpengehäuses (8) ein Druckstutzen (13) angeordnet ist und in dem Druckstutzen (13) eine Venturi-Düse (14).
6. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ventil (15) oder ein Schieber am Ausgang des Druckstutzens (13) angeordnet ist.
7. Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (4) außerhalb des Behälters (2) angeordnet ist.
8. Verwendung der Förder- und Zerkleinerungsvorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 als Misch reaktor oder in einem Mischreaktor bei einem Verfahren zur katalytisch drucklosen VerÖlung von kohlenwasserstoffhaltigem Eingangsmaterial (5).
9. Verfahren zum Zerkleinern und Erwärmen eines Eingangsmaterials (5), dadurch gekennzeichnet, dass das Eingangsmaterial (5) durch einen Saugstutzen (7) an der Tauchpumpenunterseite in die Tauchpumpe (3) gepumpt wird und durch Werkzeuge (10), die an der Innenwand des Tauchpumpengehäuses (8) und/oder dem Impeller (9) angeordnet sind, zerkleinert und durch Reibung erwärmt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Tauchpumpe (3) das Eingangsmaterial (5) aus einem Behälter (2), der mit Eingangsmaterial (5) befüllt wird und in dem die Tauchpumpe (3) angeordnet ist, pumpt.
11 . Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 9 oder 10 in einer Anlage zur katalytisch drucklosen VerÖlung von kohlenwasserstoffhaltigem Eingangsmaterial (5).
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