SE427468B - Apparat for omvandling av avfallsmaterial genom pyrolys - Google Patents

Description

7so2o49-2 2 Den amerikanska patentskriften 3 780 676 beskriver en pyrolys- reaktor med en roterbar brännugn, vilken är placerad i ett lutande läge från avfallsinloppet till utloppsänden för den pyrolysbehand- lade återstoden. Avfallet införes i brännugnen medelst en ledning med en skruvtransportör, centralt belägen i brännugnen} Även i denna apparat är användningen av brännugnen inte optimal eftersom brännugnens belastning inte är homogen som ett resultat av reduk- tionen av avfallsmaterialetsvolym under dess passage därigenom.

Huvudändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en apparat för omvandling av avfallsmaterial genom pyrolys, vilken säkerställer en jämn och homogen belastning av brännugnen längs hela dess längd och som undviker faran med skador orsakade av fast- nade avfallsfragmentl Uppfinningen avser därför en apparat för omvandling av av- fallsmaterial genom pyrolys omfattande en eldstad, i vilken en externt uppvärmd långsträckt roterande brännugn är belägen, vilken brännugn är försedd med organ för införande av avfallsmaterial och organ för utförande av pyrolysbehandlat material och pyrolys- gas, vilken brännugn är försedd med en inre spiralformad list med en central urborrning, varvid spiralvinkeln nära utloppsänden för den pyrolysbehandlade resten är mindre än spiralvinkeln nära in- loppet för avfallsmaterialet.

Den långsträckta brännugnen är företrädesvis en cylinder, men andra geometriska former är även möjliga, såsom en stympad kon, som avsmalnar mot brännugnens utloppsände. Det är även möj- ligt att använda en brännugn bestående av en cylindrisk del och en konformad del. f Den spiralformade listen kan vara i form av en kontinuerlig skruv, vars spiralvinkel minskar gradvis i det fasta materialets passageriktning genom brännugnen. För att förenkla konstruktionen av brännugnen kan det emellertid vara önskvärt att dela skruven i två eller flera oberoende sektioner, vilka var och en har olika spiralvinkel, varvid spiralvinkeln i den andra och efterföljande sektioner är mindre än spiralvinkeln i den föregående sektionen, sett i det fasta materialets passageriktning genom brännugnen.

Den spiralformade listen kan vara en enkel skruv eller en sammansatt skruv som har ett flertal oberoende vindlingar runt samma axel. Listens profil kan vara fyrkantig, trapetsformad, räfflad eller rundad. s 7802049-2 Det är inte nödvändigt att brännugnen är försedd med en inre spiralformad list längs hela sin längd. Det är även möjligt att brännugnen antingen vid den främre eller den bakre änden eller vid båda ändarna är försedd med en sektion, eller sektioner, som inte innehåller en spiral.Dessa sektioner som inte är för- sedda med en spiralformad list kan vara cylindriska, ha huvud- sakligen samma diameter som den centrala delen av brännugnen eller kan de ha formen av en stympad kon, dvs avsmalnande mot bränn- ugnens utloppsände.

Brännugnen kan vara belägen horisontellt eller något lutande.

I den utföringsform, i vilken den spiralformade listen inte sträc- ker sig över hela brännugnens längd, är det nödvändigt att placera brännugnen i ett lutande läge för att möjliggöra uttag av pyrolys- behandlad återstod vid den lägre änden.

Huvudfördelen med apparaten enligt föreliggande uppfinning är att en stadig och homogen passage av fast material genom bränn- ugnen åstadkommes som ett resultat av den spiralformade listen som är monterad i det inre av brännugnen, varvid minskningen av spiralvinkeln i passagens riktning säkerställer en jämn belast- ning av brännugnen längs hela dess längd. Reduktionen av avfalls- materialets volym som ett resultat av pyrolysreaktionen kompen- seras genom reduktionen av den spiralformade listens vinkel, så att huvudsakligen samma volym fast material är närvarande i varje volymenhet i brännugnen, vilket säkerställer optimalt ut- nyttjande av brännugnen. Avfallet lossas konstant som ett resul- tat av brännugnens rotation och inverkan av den spiralformade listen, varför allt material blir ordentligt utsatt för inverkan av den höga temperaturen.

Hastigheten för införandet av avfallsmaterial justeras före- trädesvis så att brännugnens volym inte belastas mer än ca 15 % med avfallsmaterial. Denna begränsning av mängden avfallsmaterial som kan behandlas förhindrar sammanklibbning eller agglomerering av materialet under dess passage genom brännugnen. Den exakta kontrollen av materialets uppehållstid i brännugnen resulterar i en pyrolysbehandlad återstod, som är fullständigt fri från orga- niska föroreningar.

Uppfinningen kommer nu att beskrivas med referens till bifogade ritningar. Fig l visar en perspektivskiss av en utförings- form av apparaten och fig 2, 3, 4 och 5 visar några utformningar av en pyrolysbrännugn som kan användas i apparaten enligt fig l. 78Û2Û49~2 Fig 6 visar en förstorad detalj av spiralen.

Apparaten i fig l omfattar en huvudsakligen cylindrisk bränn- ugn 2, konstruerad av värmeledande material, belägen i ett något lutande läge inuti eldstaden 7 och försedd med ett inlopp för av- fallsmaterial 3, ett utlopp 4 för pyrolysbehandlat material och en avlastningszon 5, i vilken den i pyrolysreaktionen bildade gasen separeras från pyrolysâterstoden. Brännugnen 2 är roterbart uppburen av lager 6 utanför eldstaden 7. Brännugnen 2 avgränsar pyrolys- zonen 8. Uppvärmningszonen 9 avgränsas av det inre av eldstaden 7 _ och det yttre av brännugnens 2 hölje.

Brännugnen 2 är försedd med ett krondrev 10, som sätts i rörelse av ett drivet kugghjul ll förbundet med en kraftkälla 12.

Organet för införandet av avfallsmaterial i brännugnen omfattar en tratt 13 för avfallsmaterialet 14, vilken tratt är försedd med skruvtransportör som drivs av en kraftkälla. Skruvtransportören tjänar till att införa avfallsmaterial i önskade mängder från trat- ten 13 in i brännugnen 2. Brännaranordningen 15, belägen i eldstaden 7, är försedd med ett första bränsleinlopp 16, försett med en en ventil 17 för tillförsel av bränslegas från en yttre källa och ett andra bränsleinlopp 18 för pyrolysgas. Vidare är brännaren 15 förbunden med en fläkt 20 driven av en kraftkälla 19. De varma förbränningsgaserna avlägsnas från värmezonen 9 genom en ledning 21.

Avlastningszonen 5 delar sig i två ledningar. Ledningen 22, som sträcker sig nedåt från zon 5, tjänar till att uttaga pyrolys- återstoden frân apparaten. Ledningen 23, som sträcker sig uppåt från zon 5, tjänar till att utföra de i pyrolysprocessen bildade gaserna från apparaten. Från denna ledning 23 leder en sidoledning 24 till bränsleinloppet 18 till brännaren 15.

För att åstadkomma en reglerad passage av avfallsmaterialet genom brännugnen 2 är brännugnens inre försett med en inre skruv eller spiralformad list, varvid spiralvinkeln minskar kontinuerligt eller gradvis när man går från avfallsinloppet 3 till utloppet 4 för uttagning av pyrolysåterstoden.

.Fig 2 visar en pyrolysbrännugn för användning i apparaten enligt uppfinningen, i vilken den inre spiralformade listen har en gradvis minskande spiralvinkel. Såsom framgår av ritningen är spiralvinkeln Pl nära inloppsöppningen 3 för avfallsmaterialet mycket mindre än spiralvinkeln Pn nära utloppet 4 för pyrolys- återstoden. På samma gång minskar även bredden av den spiralformade listen i materialets passageriktning genom brännugnen från dl vid 7902049-2 inloppet till dn vid utloppet. Den centrala urborrningen, genom vilken gaserna som utvecklas i pyrolysreaktionen passerar till utloppet 4, vidgas på motsvarande sätt från bl nära inloppet 3 till bn nära utloppet 4. Brännugnen är försedd med ett krondrev 10, som igångsättes av ett drivet kugghjul (ej visat).

Fig 3 visar en pyrolysbrännugn med ett hölje i form av en stympad kon som avsmalnar i materialpassagens riktning genom bränn- ugnen. Brännugnen i denna utföringsform har huvudsakligen samma geometri som skruven i fig 2.

Fig 4 visar en pyrolysbrännugn omfattande en cylindrisk sek- tion 26, försedd med en spiralformad list med gradvis minskande spiralvinkel, och en sektion 27 i form av en stympad kon som av- smalnar mot utloppsöppningen 4. Det är naturligtvis nödvändigt att brännugnen är belägen i ett lutande läge i eldstaden för att säker- ställa materialetspassage genom den avsmalnande sektionen 27.

Fig 5 visar en pyrolysbrännugn med cylindrisk form, bestående av tre sektioner 28, 29 och 30. Inom var och en av dessa sektioner är spiralvinkeln konstant, men spiralvinkeln Pl i den första sek- tionen 28 är större än spiralvinkeln P2 i den andra sektionen 29.

Likaså är spiralvinkeln P2 i den andra sektionen 29 större än spiralvinkeln P3 i den tredje sektionen 30. Den spiralformade listens bredd är även större i den första sektionen 28 än i den andra sek- tionen 29. Emellertid är i denna utföringsform den tredje sektionens 30 bredd densamma som bredden i den andra sektionen av brännugnen.

Pig 6 visar i en något förstorad skala jämfört med fig 2, 3, 4 och 5 den inre skruvens geometri och metallistens rektangulära profil.

Uppfinningen är naturligtvis inte begränsad till den särskilda utföringsform som visas i figurerna. Vidare kan geometrin och antalet vindlingar i spiralen såväl som dimensionerna av både brännugnen och spiralen variera från fall till fall i relation till den önskade genomgången i apparaten och sammansättningen av avfallet som skall behandlas.

Claims (7)

7802049-2 6 PATENTKRAV
1. l. Apparat för omvandling av avfallsmaterial genom pyrolys, vilken apparat omfattar en eldstad, i vilken en externt uppvärmd långsträckt roterande brännugn är belägen, vilken brännugn är försedd med organ för införande av avfallsmaterial och organ för utförsel av pyrolysbehandlat material och pyrolysgas, k ä n n e- t e c k n a d av att brännugnen är försedd med en inre spiral- formad list med en central urborrning, varvid spiralvinkeln nära utloppet för pyrolysåterstoden är mindre än spiralvinkeln nära inloppet för avfallsmaterialet.
2. -2. Apparat enligt krav l, k ä n n e t e c k n and av att den långsträckta brännugnen är huvudsakligen cylindrisk.
3. 3. Apparat enligt krav l eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att spiralvinkeln minskar gradvis i det fasta materialets passageriktning genom brännugnen.
4. 4. Apparat enligt krav l eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att spiralen i brännugnen är uppdelad i flera sektioner, vilka var och en har olika spiralvinkel, varvid spiralvinkeln i den andra och efterföljande sektioner är mindre än spiralvinkeln i den tidi- gare, sett i det fasta materialets passageriktning genom brännugnen.
5. 5. Apparat enligt ett eller flera av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a d av att den spiralformade listens bredd minskar med spiralvinkelns minskning i det fasta materialets passage- riktning genom brännugnen.
6. 6. Apparat enligt ett eller flera av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a d av att spiralen är en sammansatt spiral som har ett flertal oberoende vindlingar runt samma axel.
7. 7. Apparat enligt ett eller flera av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a d av att den spiralformade listens profil är fyrkantig, trapetsformad, räfflad eller rundad.