WO2019206347A1 - Vorrichtung zur thermischen und katalytischen behandlung von kohlenstoffhaltigem material - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a device for thermal and catalytic treatment of carbonaceous material, having the features specified in the patent claim 1.
  • the object of the present invention is to provide a device for the thermal and optionally catalytic treatment of carbonaceous material which does not release carbon dioxide to the environment and which does not require a cumbersome, costly, trouble-prone and often only partially effective filter device for filtering out carbon dioxide ,
  • Figure 1 is a schematic flow diagram of a device according to the invention for the thermal and catalytic treatment of carbonaceous material
  • FIG. 2 shows a schematic plan view of the multi-chamber system (26) of a device (17) according to the invention, including the devices connected to the multi-chamber system (26);
  • Figure 3 is a schematic plan view of a reaction chamber (3) of inventions to the invention device (17), in which three juxtaposed reactors (5) are provided with flue gases (39) of external origin and in the reaction chamber (3) and / or in After their exit (6) from the reaction chamber (3) and / or from the multi-chamber system (26), the gases (32) contained in the combustion chamber (1) can be supplied to a first irradiation device (12) and then to a plasma ignition device (37) wherein said plasma ignition device (37) communicates with a reactor (5) provided within the reaction chamber (3), the gases being able to be supplied to a second irradiation device (13) after the passage of the reactor (5);
  • Figure 4 is a schematic side view of within a reaction chamber (3) provided reactor (5), wherein between the outlet (6) from the reaction onshunt (3) or from the multi-chamber system (26) on the one hand and the inlet to the reactor (5) on the other a first Irradiationseinrich device (12) and a plasma ignition device (37) are provided and wherein the gases (19) from the reactor (5) after their exit from the reactor (5) a second irradiation device (13) are supplied.
  • the present invention thus relates to a device (17) for the thermal and preferential catalytic treatment of carbonaceous material (18).
  • the present invention relates to a device (17) for the thermal treatment of carbonaceous material (18), in which a transfer of introduced carbonaceous material (18) into alkanes and / or alkenes and / or alcohols takes place.
  • carbonaceous material (18) is meant in the case of the present invention, for example, household waste, hazardous waste, industrial waste, oil shale, oil sand, brown coal, hard coal or asphalt.
  • the present invention relates to a device (17) for the thermal and optionally catalytic treatment of carbonaceous material (18), in which a radiation-induced transfer of introduced carbonaceous material (18) into alkanes and / or alkenes and / or alcohols he follows.
  • the device (17) according to the invention comprises, for example, one or more multi-chamber systems (26).
  • combustion chambers Ver (1) are provided in each multi-chamber system (26).
  • each combustion chamber (1) may be continuously or discontinuously fillable with a mixture (21) containing carbonaceous material (18) and ash (41) and / or residues (20) from the combustion chamber (1) and one or more Stabilizers (30).
  • each combustion chamber (1) in the form of, for example, a firebox, a grate firing, a grate firing with solid planed or with a feed grate or with a traveling grate or with a undercut rust or with a stair grate be formed.
  • each combustion chamber (1) in the form of, for example, a furnace or a continuous furnace, a rotary kiln, a drum furnace, a tunnel kiln, a conveyor belt or conveyor chain furnace, a Jerusalemziehofens, a Paternoster furnace or a drop shaft furnace may be formed, the Gutfrequency example Movable pots, movable trays or moveable wagons or movable racks can be made.
  • each combustion chamber (1) may be in direct or indirect communication with one or more devices (11) for generating electrical or kinetic energy.
  • the one or more combustion chambers (1) can communicate directly or indirectly with one or more reaction chambers (3).
  • each reaction chamber (3) and / or each combustion chamber (1) and / or each multi-chamber system (26) may have one or more outlet openings (6). From these outlet openings (6), the flue gases (32) present in the reaction chamber (3) and / or in the combustion chamber (1) and / or in the multi-chamber system (26) can be discharged to the outside.
  • 1 already shows that in particularly preferred embodiments of the apparatus 17 according to the invention one or more upstream-side first irradiation devices 12 downstream of the reaction chamber or chambers 3 and / or downstream of the multi-chamber system or systems 26. for the irradiation of the flue gas (32) leaving the combustion chamber (1) and / or the reaction chamber (3) and / or of flue gases (39) of external origin.
  • irradiation of the flue gases (32, 39) for example with electromagnetic radiation of the microwave wavelength range (300 MHz to 3GHz) and / or of the remote (FIR 25 pm to 500 pm), middle, can be used for radiation-induced transfer (MIR 2.5 pm to 25 pm) or near (NIR 760 nm to 2.5 pm) infrared wavelength range and / or the UV wavelength range (400 nm to 10 nm) and / or the X-ray radiation wavelength range (100 nm to 10 2 pm).
  • MIR 2.5 pm to 25 pm or near (NIR 760 nm to 2.5 pm) infrared wavelength range and / or the UV wavelength range (400 nm to 10 nm) and / or the X-ray radiation wavelength range (100 nm to 10 2 pm).
  • one or more plasma ignition devices (37) can be provided downstream of the first irradiation device (12).
  • these plasma ignition devices (37) can be connected downstream or directly with one or more reactors (5) provided outside or inside a reaction chamber (3).
  • the upstream ends (7) of reactors (5) provided inside or outside a reaction chamber (3) can be provided downstream of the plasma ignition device (s) (37).
  • each reactor (5) can be reversibly, continuously or discontinuously with a mixture (21) of carbonaceous material (18) and ash (41) from the ash silo (33) and / or from residues (20) from the combustion chamber (1) and from one or more stabilizers (30) be fillable.
  • FIG. 4 shows that the downstream ends (15) of the reactor or reactors (5) can be directly or indirectly in communication with one or more further, second irradiation devices (13).
  • the flue gases (19, 32, 39) emerging from the reactor or reactors (5) can be irradiated indirectly or directly with electromagnetic radiation.
  • the wavelengths of the radiation source in the second irradiation device (13) may be in the microwave wavelength range (300 MHz to 3GHz) and / or the far (FIR 25 gm to 500 gm), middle (MIR 2.5 gm to 25 gm) or near (NIR 760 nm to 2.5 gm) infrared wavelength range and / or the UV wavelength range (400 nm to 10 nm) and / or the X-ray wavelength range (100 nm to 10 2 pm) are.
  • FIGS. 1 and 2 show that a filter device (43) can be provided downstream of the second irradiation device (13).
  • a filter device (43) for example, a synthetic or natural, lipophilic and oily filter medium (44) can be sprayed in the form of a mist.
  • this filter device (43) - for discharging gaseous, solid or liquid filter residues arising during the spraying - can be connected downstream with a carburetor device (46) (see FIGS. 1 and 2).
  • the gaseous, solid or liquid filter residues can be converted into an aerosol-like finely divided form.
  • the one or more carburettor devices (46) can communicate directly or indirectly with the combustion chamber (s) downstream of the one or more combustion chambers (1).
  • one or more reaction zones 16 for receiving gases from the filter device 43 can be provided downstream of the filter device 43.
  • one or more catalyst carriers (34) can be provided within each reaction zone (16).
  • Each catalyst support (34) may carry, for example, identical or different catalyst molecules, each having one or more magnesium atoms and / or tin atoms and / or phosphorus atoms and / or sulfur atoms and / or selenium atoms and / or or ruthenium atoms and / or osmium atoms and / or cobalt atoms and / or copper atoms and / or silver atoms and / or titanium atoms and / or chromium atoms and / or tungsten atoms and / or manganese - Atoms and / or nickel atoms and / or platinum atoms and / or iridium atoms and / or vanadium atoms and / or tantalum atoms and / or gold atoms include sen.
  • one or more mono- or multi-part devices (47) can be arranged to separate the reaction zone (16)
  • a mixture (21) can be fed to the combustion chambers (1) and / or the reactors (5) continuously or discontinuously.
  • the content of the carbonaceous material (18) may be, for example, in the range of 70.0 wt% to 95.0 wt%, preferably in the range of 75.0 wt% to 90 , 0 wt .-%, in particular in the range of 76.0 wt .-% to 85.0 wt .-%, are.
  • the proportion of one or more stabilizers (30) may preferably be in these mixtures (21), for example in the range from 4.0% by weight to 30.0% by weight, preferably in the range from 4.5% by weight. to 28.0 wt .-%, in particular in the range of 5.0 wt .-% to 26.0 wt .-%, are.
  • the proportion of ash (41) and / or residues (20) from the combustion chamber (1) for example in the range of 1, 0 wt .-% to 25.0 wt. %, preferably in the range of 2.0% to 23.0% by weight, especially in the range of 3.0% to 22.0% by weight.
  • one or more heating devices (14) - for the heating or heating of the respective combustion chamber (1) or for the burner firing - can be directly or indirectly connected to the respective combustion chamber (1) - Bar communicate (see Figures 1 and 2).
  • These one or more heaters (14) are configured to maintain the one or more combustion chambers (1) at a temperature, for example, in the range of 800 ° C to 1500 ° C, preferably in the range of 850 ° C to 1400 ° C, in particular in the range of 900 ° C to 1350 ° C, can heat up completely or in zones.
  • the heating device (14) or burner burner is generally supplied, inter alia, with oxygen and fuel of external origin.
  • the heating device (14) then brings the one or more combustion chambers (1) zone-wise or completely to their "operating temperature" in the aforementioned range of 800 ° C to 1500 ° C.
  • combustion chamber (s) (1) therefore, not only a heating, but in fact a targeted, focused on the substance combustion takes place.
  • the substance must burn out almost completely in order to deliver the required quality of the product.
  • the temperatures there can be, for example, in the range of 250.degree ° C to 700 ° C, preferably in the range of 300 ° C to 650 ° C, in particular in the range of 350 ° C to 600 ° C.
  • the heating of the one or more reaction chambers (3) and the one or more reactors (5) by heat generated in the combustion chamber (1) by means of heat conduction or heat radiation and / or external heat supply.
  • one or more of the comminution device (23) and / or the mixing device (25) can be selected from stabilizers (30) which can be fed directly or indirectly from the group consisting of MgO , Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 , SiO 2 , TiO 2 , CaO and / or Na 2 O - or mixtures thereof.
  • stabilizers (30) which can be fed directly or indirectly from the group consisting of MgO , Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 , SiO 2 , TiO 2 , CaO and / or Na 2 O - or mixtures thereof.
  • the stabilizer or stabilizers (30) may serve as grinding aid in the comminuting device (23), for example.
  • FIGS. 1 and 2 show that between each reaction chamber (3), on the one hand, and each combustion chamber (1), on the other hand, one or more secondary conduits (4) are provided for recirculating combustion gases (32) present in the reaction chamber (3). can be trained.
  • the one or more plasma ignition devices (37) shown in FIGS. 1 to 4 may, for example, be purely electric by high-frequency excitation of a carrier medium in the form of air and / or flue gas (32, 39) plasma in the form of an arc extending in space produce.
  • the plasma ignition devices (37) are designed, for example, in the form of plasma lances.
  • these plasma lances (37) may by default have a diameter in the range of 25.0 mm to 10.0 cm, preferably in the range of 26.0 mm to 8.0 cm, in particular in the range of 27.0 mm to 7.0 cm.
  • the lengths of the plasma lances (37) may be standard in the range of 0.5 m to 10.0 m, preferably in the range of 1.5 m to 8.0 m, in particular in the range of 2.0 m to 7.0 m, be formed.
  • plasma can be generated at the tips of the plasma lances (37).
  • the plasma igniters (37) may operate on a microwave basis and each include a high frequency generator (magnetron) integrated with the lance head.
  • a plasma lance with an initial spark generator and a supply unit with a connecting line can be connected to this lance head.
  • the temperature of the generated plasma may, for example, be in the range of 3000 ° C to 5000 ° C, preferably in the range of 3100 ° C to 4700 ° C, especially in the range of 3200 ° C to 4100 ° C.
  • the power of the plasma ignition device (37) for example, by default in the range of 1, 0 kW to 5.0 kW, preferably in the range of 1, 5 kW to 4.5 kW, in particular in the range of 2.0 kW to 4.0 kW.
  • one or more compressors (38) can be provided upstream of the plasma ignition device (37) for the compensation of the carrier medium (external air and / or flue gases 32, 39).
  • Figure 4 shows that the reactors (5) the respective reaction chamber (3) can enforce each such that their upstream ends (7) in each case with an outer side of the reaction chamber (3) substantially complete or this outwardly projecting slightly beyond, while their opposite, downstream ends (15) substantially or directly with the same - or another - outside of the reaction chamber (3) substantially complete or these project slightly beyond the outside.
  • the reaction zones (16) shown in Figures 1 and 2 can
  • the residence time of the combustion gases (19, 32, 39) in the respective reaction zone (16) can be, for example, in the standard range from 1.0 seconds to 5.0 minutes, preferably in the range of 2.0 seconds to 4.5 minutes, especially in the range of 3.0 seconds to 4.0 minutes.
  • the coolant flow of each device (8) for condensation may be in communication with one or more heat exchangers.
  • this heat exchanger can provide the energy recovered from the coolant flow to one or more devices (14, 11) of the device (17) or for external use.
  • one or more mono- or multi-part devices (47) may be provided from the reaction zone (16) for the separation of the gas stream leaving the respective reaction zone (16).
  • These one or more devices (47) for separating a gas stream may, for example, each comprise one or more devices (8) for condensing the flue gases (19, 32, 39).
  • the solid components (35) obtained in the condensation devices (8) - upstream of the introduction of the mixture (21) into the combustion chamber (1) - can be deliverable to this mixture (21).
  • one or more devices (10) for fractionating the liquid stream (36) generated by the device (8) for condensation may be provided downstream of the condensing unit (s) (8).
  • the device (17) according to the invention is designed such that the liquid stream (36) having a temperature, for example, in the range of 15 ° C to 40 ° C, preferably in the range of 18 ° C to 38 ° C, in particular by doing
  • the means (10) can be fed to the fractionation.
  • the fractionation device (10) can separate the liquid stream (36) supplied to it into fractions of different boiling points, for example into alkanes, alkenes and alcohols.
  • FIGS. 1 and 2 show that upstream of the mixing device (25), one or more comminution devices (23) can be provided for the carbonaceous material (18) to be utilized.
  • these shredders (23) may be designed to produce particles having a size in the range of 100 pm to 500 h, preferably in the range of 150 pm to 450 m, especially in the range of 200 mm miti up to 400 mhi, allow.
  • the comminuting devices (23) can be based, for example, on the principle of rough crushing, fine crushing, scraping, fine grinding, superfine grinding or colloid milling, and comminution by breaking, grinding, cracking, cutting or trituration - optionally in the circulation.
  • one or more screening devices (24) with a size of the sieve openings in the range from 100 .mu.m to 500 .mu.m, preferably in the range from 150 .mu.m, to below the comminuting devices (23) can be provided downstream of the comminuting devices (23) 450 pm, in particular in the range of 200 pm to 400 pm.
  • one or more connections (42) for returning oversize particles can be provided between the screening device (24) and the comminution device (23).
  • the one- or multi-part device (48) for processing the carbonaceous material (18) to be utilized can comprise one or more stabilizers (30) - or mixtures of stabilizers (30). be fed continuously or discontinuously.
  • the supply of stabilizers (30) into the device (48) serves, in particular, to reduce odor nuisance during the comminution of the carbonaceous material (18) to be utilized and to increase the comminution efficiency.
  • a device (17) for the thermal and optionally catalytic treatment of carbonaceous material (18) is provided in which no more carbon dioxide is released into the environment for the first time and which causes a cumbersome, costly, trouble-prone and often ineffective Filterein direction for the filtering out of carbon dioxide is no longer needed.

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Abstract

Vorrichtung (17) zur Behandlung von kohlenstoffhaltigem Material (18), umfassend ein Mehrkammersystem (26) mit einer mit einer Mischung (21 ) befüllbaren Verbrennungskammer (1), die mit einer Energie-Erzeugungs-Vorrichtung (11) und einer Reaktionskammer (3) in Verbindung steht, wobei stromabseitig von der Reaktionskammer (3) eine stromaufseitige Bestrahlungseinrichtung (12) vorgesehen ist, wobei stromabseitig von dieser Bestrahlungseinrichtung (12) mindestens eine Plasma-Zündeinrichtung (37) vorgesehen ist, welche stromabseitig mit einem mit einer Mischung (21) befüllbaren Reaktor (5) in Verbindung steht, wobei stromabseitig von dem Reaktor (5) eine zweite Bestrahlungseinrichtung (13) vorgesehen ist, wobei stromabseitig von dieser Bestrahlungseinrichtung (13) eine Filtereinrichtung (43) vorgesehen ist, welche stromabseitig mit einer Vergaser-Einrichtung (46) in Verbindung steht, die stromabseitig mit der Verbrennungskammer (1) in Verbindung steht und wobei stromabseitig von der Filtereinrichtung (43) eine katalytische Reaktionszone (16) vorgesehen ist, wobei stromabseitig von der Reaktionszone (16) eine Vorrichtung (47) zur Auftrennung des aus der Reaktionszone (16) austretenden Gasstromes vorgesehen ist.

Description

Vorrichtung zur thermischen und katalytischen Behandlung
von kohlenstoffhaltigem Material
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur thermischen und katalyti schen Behandlung von kohlenstoffhaltigem Material, mit den in dem Patentan- spruch 1 angegebenen Merkmalen.
Aus dem Stand der Technik sind Vorrichtungen bekannt, in denen zum Beispiel Hausmüll verbrannt wird.
Diese bekannten Vorrichtungen zur Verbrennung von Hausmüll sind insbesondere deswegen nachteilig, weil bei der Verbrennung des Hausmülls dort große Mengen von die Treibhausgasproblematik steigerndem Kohlendioxid erzeugt und an die Umgebung abgegeben werden.
In manchen dieser bekannten Vorrichtungen wird das dort erzeugte Kohlendioxid in umständlichen, kostenintensiven und störungsanfälligen sowie oftmals nur teil- weise wirksamen Filtereinrichtungen aus den Rauchgasen entfernt. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher in der Bereitstellung einer Vorrichtung zur thermischen und gegebenenfalls katalytischen Behandlung von kohlenstoffhaltigem Material, welche Kohlendioxid nicht an die Umgebung abgibt und welche eine umständliche, kostenintensive, störungsanfällige und oftmals nur teilweise wirksame Filtereinrichtung für die Herausfilterung von Kohlendioxid nicht benötigt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine gattungsgemäße Vorrichtung mit den in dem Patentanspruch angegebenen Merkmalen gelöst. Besonders bevor- zugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche.
BESTÄTIGUNGSKOPIE Besonders bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
Figur 1 ein schematisches Fließdiagramm einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur thermischen und katalytischen Behandlung von kohlenstoffhaltigem Material;
Figur 2 eine schematische Draufsicht auf das Mehrkammersystem (26) einer er- findungsgemäßen Vorrichtung (17) einschließlich der mit dem Mehrkammersys- tem (26) in Verbindung stehenden Einrichtungen;
Figur 3 eine schematische Draufsicht auf eine Reaktionskammer (3) einer erfin dungsgemäßen Vorrichtung (17), in welcher drei nebeneinander angeordnete Reaktoren (5) vorgesehen sind, wobei Rauchgase (39) externer Herkunft sowie die in der Reaktionskammer (3) und/oder in der Verbrennungskammer (1 ) enthal- tenen Gase (32) nach ihrem Austritt (6) aus der Reaktionskammer (3) und/oder aus dem Mehrkammersystem (26) einer ersten Bestrahlungseinrichtung (12) und danach einer Plasma-Zündeinrichtung (37) zuführbar sind, wobei diese Plasma- Zündeinrichtung (37) mit einem innerhalb der Reaktionskammer (3) vorgesehenen Reaktor (5) in Verbindung steht, wobei die Gase nach der Passage des Reaktors (5) einer zweiten Bestrahlungseinrichtung (13) zuführbar sind;
Figur 4 eine schematische Seitenansicht eines innerhalb einer Reaktionskammer (3) vorgesehenen Reaktors (5), wobei zwischen dem Austritt (6) aus der Reakti onskammer (3) beziehungsweise aus dem Mehrkammersystem (26) einerseits und dem Eintritt in den Reaktor (5) andererseits eine erste Bestrahlungseinrich tung (12) und eine Plasma-Zündeinrichtung (37) vorgesehen sind und wobei die Gase (19) aus dem Reaktor (5) nach ihrem Austritt aus dem Reaktor (5) einer zweiten Bestrahlungseinrichtung (13) zuführbar sind.
Die vorliegende Erfindung betrifft also eine Vorrichtung (17) zur thermischen und vorzugsweisen katalytischen Behandlung von kohlenstoffhaltigem Material (18). Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung (17) zur thermi- schen Behandlung von kohlenstoffhaltigem Material (18), bei welcher eine Über- führung von eingebrachtem kohlenstoffhaltigen Material (18) in Alkane und/oder Alkene und/oder Alkohole erfolgt.
Unter„kohlenstoffhaltigem Material (18)“ ist im Falle der vorliegenden Erfindung beispielsweise Hausmüll, Sondermüll, Gewerbemüll, Ölschiefer, Ölsand, Braun kohle, Steinkohle oder Asphalt zu verstehen.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung (17) zur thermischen und gegebenenfalls katalytischen Behandlung von kohlenstoffhaltigem Material (18), bei weicher eine auch strahlungsinduzierte Überführung von eingebrachtem kohlenstoffhaltigen Material (18) in Alkane und/oder Alkene und/oder Alkohole er folgt.
In der Regel umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung (17) beispielsweise ein oder mehrere Mehrkammersysteme (26).
Vorzugsweise sind in jedem Mehrkammersystem (26) eine oder mehrere Ver brennungskammern (1 ) vorgesehen.
Im Allgemeinen kann jede Verbrennungskammer (1 ) kontinuierlich oder diskontinuierlich mit einer Mischung (21 ) befüllbar sein, welche kohlenstoffhaltiges Mate- rial (18) und Asche (41 ) und/oder Rückstände (20) aus der Verbrennungskammer (1) und einen oder mehrere Stabilisatoren (30) umfasst.
Vorzugsweise kann jede Verbrennungskammer (1 ) in Form beispielsweise eines Feuerraumes, einer Rostfeuerung, einer Rostfeuerung mit festen Planrosten oder mit einem Vorschubrost oder mit einem Wanderrost oder mit einem Unterschub rost oder mit einem Treppenrost, ausgebildet sein. Alternativ hierzu kann jede Verbrennungskammer (1) in Form beispielsweise eines Standofens oder eines Durchlaufofens, eines Drehrohrofens, eines Trommel- ofens, eines Tunnelofens, eines Förderband- oder Förderkettenofens, eines Durchziehofens, eines Paternosterofens oder eines Fallschachtofens, ausgebildet sein, wobei die Gutaufnahme beispielsweise durch verfahrbare Töpfe, verfahrbare Wannen oder verfahrbare Wagons oder verfahrbare Gestelle erfolgen kann.
In besonders bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrich- tung (17) kann jede Verbrennungskammer (1) jeweils mit einer oder mehreren Vorrichtungen (11) zur Erzeugung von elektrischer oder kinetischer Energie in mit- telbarer oder unmittelbarer Verbindung stehen.
Das Auftreten eines potentiellen„Teer-Problems oder Verschmutzungs-Problems“ in dem Bereich der Vorrichtung (11 ) zur Erzeugung von elektrischer oder kineti- scher Energie wird dadurch verhindert, dass die Gase die Vorrichtung (11 ) zur Er- zeugung von Energie frühzeitig verlassen und dann ebenfalls an die Einrichtung (43) zur Filterung der Rauchgase zuführbar sein können und nachfolgend über die Vergaser-Vorrichtung (46) der Verbrennungskammer (1 ) wieder zugeführt werden können.
Wie bereits aus Figur 1 ersichtlich können die eine oder die mehreren Verbrennungskammern (1) mittelbar oder unmittelbar mit einer oder mehreren Reaktions- kammern (3) in Verbindung stehen.
Vorzugsweise kann jede Reaktionskammer (3) und/oder jede Verbrennungskam- mer (1 ) und/oder jedes Mehrkammersystem (26) eine oder mehrere Auslassöff nungen (6) aufweisen. Aus diesen Auslassöffnungen (6) können die in der Reak- tionskammer (3) und/oder in der Verbrennungskammer (1) und/oder in dem Mehr- kammersystem (26) vorhandenden Rauchgase (32) nach außen abführbar sein. Schon aus Figur 1 geht hervor, dass in besonders bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung (17) stromabseitig von der oder den Reaktionskammern (3) und/oder stromabseitig von der oder den Mehrkammersys- temen (26) eine oder mehrere stromaufseitige erste Bestrahlungseinrichtungen (12) zur Bestrahlung des aus der Verbrennungskammer (1 ) und/oder der Reakti- onskammer (3) austretenden Rauchgases (32) und/oder von Rauchgasen (39) ex- terner Herkunft vorgesehen sein können.
In dieser ersten Bestrahlungseinrichtung (12) kann zur strahlungsinduzierten Überführung eine Bestrahlung der Rauchgase (32, 39) beispielsweise mit elekt romagnetischer Strahlung des Mikrowellen-Wellenlängenbereiches (300 MHz bis 3GHz) und/oder des fernen (FIR 25 pm bis 500 pm), mittleren (MIR 2,5 pm bis 25 pm) oder nahen (NIR 760 nm bis 2,5 pm) Infrarot-Wellenlängenbereiches und/oder des UV-Wellenlängenbereiches (400 nm bis 10 nm) und/oder des Rönt- genstrahlungs-Wellenlängenbereiches (100 nm bis 102 pm) erfolgen.
In besonders bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrich- tung (17) können stromabseitig von der ersten Bestrahlungseinrichtung (12) eine oder mehrere Plasma-Zündeinrichtungen (37) vorgesehen sein.
In der Regel können diese Plasma-Zündeinrichtungen (37) stromabseitig mittelbar oder unmittelbar mit einem oder mehreren, außerhalb oder innerhalb einer Reak- tionskammer (3) vorgesehenen Reaktoren (5) in Verbindung stehen. Wie insbesondere aus Figur 4 hervorgeht, können stromabseitig von der oder den Plasma-Zündeinrichtungen (37) die stromaufseitigen Enden (7) von innerhalb oder außerhalb einer Reaktionskammer (3) vorgesehenen Reaktoren (5) vorgesehen sein. Vorzugsweise kann jeder Reaktor (5) reversibel, kontinuierlich oder diskontinuier- lich mit einer Mischung (21) aus kohlenstoffhaltigem Material (18) sowie aus Asche (41) aus dem Aschesilo (33) und/oder aus Rückständen (20) aus der Ver- brennungskammer (1) sowie aus einem oder mehreren Stabilisatoren (30) befüll- bar sein.
Die Figur 4 zeigt darüberhinaus, dass die stromabseitigen Enden (15) des oder der Reaktoren (5) mittelbar oder unmittelbar mit einer oder mehreren weiteren, zweiten Bestrahlungseinrichtungen (13) in Verbindung stehen können.
In diesen zweiten Bestrahlungseinrichtungen (13) können die aus den oder dem Reaktoren (5) austretenden Rauchgase (19; 32, 39) mit elektromagnetischer Strahlung indirekt oder direkt bestrahlt werden.
Die Wellenlängen der Strahlungsquelle in der zweiten Bestrahlungseinrichtung (13) können in dem Mikrowellen-Wellenlängenbereiches (300 MHz bis 3GHz) und/oder des fernen (FIR 25 gm bis 500 gm), mittleren (MIR 2,5 gm bis 25 gm) oder nahen (NIR 760 nm bis 2,5 gm) Infrarot-Wellenlängenbereiches und/oder des UV-Wellenlängenbereiches (400 nm bis 10 nm) und/oder des Röntgenstrah- lungs-Wellenlängenbereiches (100 nm bis 102 pm) liegen.
Die Figuren 1 und 2 zeigen, dass stromabseitig von der zweiten Bestrahlungsein- richtung (13) eine Filtereinrichtung (43) vorgesehen sein kann. In dieser Filterein- richtung (43) kann beispielsweise ein synthetisches oder natürliches, lipophiles und ölartiges Filtermittel (44) nebelförmig versprühbar sein.
Vorzugsweise kann diese Filtereinrichtung (43) - zur Abführung von bei der Ver- sprühung anfallenden gasförmigen, festen oder flüssigen Filterrückständen - stromabseitig mit einer Vergaser-Einrichtung (46) in Verbindung stehen (siehe Fi- guren 1 und 2).
In dieser einen oder mehreren Vergaser-Einrichtungen (46) können die gasförmi- gen, festen oder flüssigen Filterrückstände in eine aerosolartig feinverteilte Form überführbar sein. In der Regel können die eine oder die mehreren Vergasereinrichtungen (46) stromabseitig mit der oder den Verbrennungskammern (1 ) mittelbar oder unmittel- bar in Verbindung stehen. In besonders bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrich- tung (17) können stromabseitig von der Filtereinrichtung (43) eine oder mehrere Reaktionszonen (16) für die Aufnahme von Gasen aus der Filtereinrichtung (43) vorgesehen sein. Vorzugsweise können innerhalb jeder Reaktionszone (16) ein oder mehrere Kata- lysatorträger (34) vorgesehen sein.
Jeder Katalysatorträger (34) kann beispielweise gleiche oder voneinander ver- schiedene Katalysatormoleküle tragen, die jeweils ein oder mehrere Magnesium- Atome und/oder Zinn-Atome und/oder Phosphor-Atome und/oder Schwefel-Atome und/oder Selen-Atome und/oder Ruthenium-Atome und/oder Osmium-Atome und/oder Kobalt-Atome und/oder Kupfer-Atome und/oder Silber-Atome und/oder Titan-Atome und/oder Chrom-Atome und/oder Wolfram-Atome und/oder Mangan- Atome und/oder Nickel-Atome und/oder Platin-Atome und/oder Iridium-Atome und/oder Vanadium-Atome und/oder Tantal-Atome und/oder Gold-Atome umfas- sen.
Wie insbesondere in Figur 1 dargestellt, können stromabseitig von der einen oder den mehreren Reaktionszonen (16) ein oder mehrere ein- oder mehrteilige Vor- richtungen (47) zur Auftrennung des aus der Reaktionszone (16) austretenden
Gasstromes vorgesehen sein.
Wie aus den Figuren 1 bis 4 hervorgeht, kann in besonders bevorzugten Ausfüh- rungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung (17) den Verbrennungskam- mern (1) und/oder den Reaktoren (5) eine Mischung (21 ) kontinuierlich oder dis- kontinuierlich zuführbar sein. In diesen Mischungen (21) kann der Anteil des kohlenstoffhaltigen Materials (18) beispielsweise in dem Bereich von 70,0 Gew.-% bis 95,0 Gew.-%, vorzugsweise in dem Bereich von 75,0 Gew.-% bis 90,0 Gew.-%, insbesondere in dem Bereich von 76,0 Gew.-% bis 85,0 Gew.-%, liegen.
Vorzugsweise kann in diesen Mischungen (21) der Anteil eines oder mehrerer Stabilisatoren (30) beispielsweise in dem Bereich von 4,0 Gew.-% bis 30,0 Gew.- %, vorzugsweise in dem Bereich von 4,5 Gew.-% bis 28,0 Gew.-%, insbesondere in dem Bereich von 5,0 Gew.-% bis 26,0 Gew.-%, liegen.
In der Regel kann in diesen Mischungen (21 ) der Anteil von Asche (41) und/oder von Rückständen (20) aus der Verbrennungskammer (1 ) beispielsweise in dem Bereich von 1 ,0 Gew.-% bis 25,0 Gew.-%, vorzugsweise in dem Bereich von 2,0 Gew.-% bis 23,0 Gew.-%, insbesondere in dem Bereich von 3,0 Gew.-% bis 22,0 Gew.-%, liegen.
In besonders bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrich- tung (17) können mit der jeweiligen Verbrennungskammer (1 ) jeweils eine oder mehrere Heizeinrichtungen (14) - für die Anheizung bzw. Beheizung der jeweiligen Verbrennungskammer (1 ) bzw. für die Brennerfeuerung - mittelbar oder unmittel- bar in Verbindung stehen (siehe Figuren 1 und 2).
Diese eine oder mehreren Heizeinrichtungen (14) sind derart ausgelegt, dass sie die eine oder die mehreren Verbrennungskammern (1) auf eine Temperatur bei- spielsweise in dem Bereich von 800 °C bis 1500 °C, vorzugsweise in dem Bereich von 850 °C bis 1400 °C, insbesondere in dem Bereich von 900 °C bis 1350 °C, vollständig oder zonenweise aufheizen können.
In der Anlaufphase der erfindungsgemäßen Vorrichtung (17) wird die Heizeinrich- tung (14) beziehungsweise Brennerbefeuerung in der Regel unter anderem mit Sauerstoff und Brennstoff externer Herkunft versorgt. Die Heizeinrichtung (14) bringt dann die eine oder die mehreren Verbrennungs- kammern (1) zonenweise oder vollständig auf ihre„Betriebstemperatur“ im vorge- nannten Bereich von 800 °C bis 1500 °C.
Erst wenn diese vorgenannte Betriebstemperatur (800 °C bis 1500 °C) nachhaltig in der jeweiligen Verbrennungskammer (1) erreicht wurde, werden der benötigte Sauerstoff und der Brennstoff im Prozess selbst aus den Input-Materialien, bei- spielsweise aus der Mischung (21), gewonnen. Hier ist dann keine externe Zufuhr mehr - beziehungsweise lediglich eine deutlich reduzierte Zufuhr - notwendig.
In der oder den Verbrennungskammern (1) findet also nicht nur eine Erhitzung, sondern tatsächlich eine gezielte, auf den Stoff ausgerichtete Verbrennung statt. Der Stoff muss auch nahezu vollständig ausbrennen, um die geforderte Qualität des Produktes liefern zu können.
In dem Falle der in den Figuren 1 bis 4 dargestellten Reaktionskammern (3) - so- wie in den ebenfalls dort dargestellten, in den Reaktionskammern (3) verlaufen- den Reaktoren (5) - können die dortigen Temperaturen beispielsweise in dem Be reich von 250 °C bis 700 °C, vorzugsweise in dem Bereich von 300 °C bis 650 °C, insbesondere in dem Bereich von 350 °C bis 600 °C, liegen.
In besonders bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrich- tung (17) kann die Beheizung der einen oder der mehreren Reaktionskammern (3) sowie des einen oder der mehreren Reaktoren (5) durch in der Verbrennungs kammer (1) erzeugte Wärme mittels Wärmeleitung oder Wärmestrahlung und/oder externer Wärmezufuhr erfolgen.
In dem Falle von besonders bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsge- mäßen Vorrichtung (17) können der oder die der Zerkleinerungseinrichtung (23) und/oder der Mischeinrichtung (25) mittelbar oder unmittelbar zuführbaren Stabili- satoren (30) ausgewählt sein aus der Gruppe, die MgO, Al203, Fe2 03, Si02, Ti02, CaO und/oder Na20 - oder Mischungen hiervon - umfasst. Die Einbringung eines oder mehrerer Stabilisatoren (30) in die ein oder in die mehreren Zerkleinerungseinrichtungen (23) zerstört diese nicht, selbst wenn diese - wie vorzugsweise der Fall - in Form einer oder mehrerer Rotor-Prallmühlen ausgebildet sind.
Der oder die Stabilisatoren (30) können in der Zerkleinerungseinrichtung (23) bei- spielsweise vielmehr als Mahl-Hilfe dienen.
Eine unnötige Abnutzung der Zerkleinerungseinrichtung (23) durch den Stabilisator (30) ist nicht gegeben. Durch die Zugabe des Stabilisators (30) in die Zerklei- nerungseinrichtung (23) wird die Zerkleinerungseffizienz der Zerkleinerungsein- richtung (23) - welche gegebenenfalls in Form einer Rotor-Prallmühle ausgebildet ist - sogar gesteigert, da dann Stoff durch Stoff aufgebrochen wird. Für das Errei- chen der sehr ausgeprägten, gewünschten Zerkleinerung ist die Zugabe eines Stabilisators (30) in die Zerkleinerungseinrichtung (23) sogar erforderlich. Insbesondere der Figur 1 ist zu entnehmen, dass in dem Falle von besonders be- vorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung (17) die eine oder die mehreren Verbrennungskammern (1) mittelbar oder unmittelbar über eine oder mehrere Austrittsöffnungen (2) jeweils mit einer oder mehreren Reaktions- kammern (3) in Verbindung stehen können.
Aus den Figuren 1 und 2 geht hervor, dass zwischen jeder Reaktionskammer (3) einerseits und jeder Verbrennungskammer (1) andererseits jeweils eine oder meh- rere Nebenleitungen (4) zur Rückführung von in der Reaktionskammer (3) vor- handenen Verbrennungsgasen (32) ausgebildet sein können.
Die in den Figuren 1 bis 4 dargestellten eine oder mehreren Plasma-Zündein- richtungen (37) können beispielsweise rein elektrisch durch Hochfrequenzanre- gung eines Trägermediums in Form von Luft und/oder Rauchgas (32, 39) Plasma in Form eines im Raum ausgedehnten Lichtbogens erzeugen.
In der Regel sind die Plasma-Zündeinrichtungen (37) beispielsweise in Form von Plasma-Lanzen ausgebildet. Diese Plasma-Lanzen (37) können beispielsweise standardmäßig einen Durch messer in dem Bereich von 25,0 mm bis 10,0 cm, vorzugsweise in dem Bereich von 26,0 mm bis 8,0 cm, insbesondere in dem Bereich von 27,0 mm bis 7,0 cm, aufweisen.
Die Längen der Plasma-Lanzen (37) können beispielsweise standardmäßig in dem Bereich von 0,5 m bis 10,0 m, vorzugsweise in dem Bereich von 1 ,5 m bis 8,0 m, insbesondere in dem Bereich von 2,0 m bis 7,0 m, ausgebildet sein. Vorzugsweise kann an den Spitzen der Plasma-Lanzen (37) Plasma erzeugbar sein.
Im Allgemeinen können die Plasma-Zündeinrichtungen (37) beispielsweise auf Mikrowellenbasis arbeiten und jeweils einen Hochfrequenzgenerator (Magnetron) umfassen, der in dem Lanzenkopf integriert ist.
An diesen Lanzenkopf können beispielsweise eine Plasma-Lanze mit initialem Zündfunken-Generator und eine Versorgungseinheit mit Verbindungsleitung an geschlossen sein.
Die Temperatur des erzeugten Plasmas kann beispielsweise in dem Bereich von 3000 °C bis 5000°C, vorzugsweise in dem Bereich von 3100 °C bis 4700 °C, in sbesondere in dem Bereich von 3200 °C bis 4100 °C, liegen. Die Leistung der Plasma-Zündeinrichtung (37) kann beispielsweise standardmä ßig in dem Bereich von 1 ,0 kW bis 5,0 kW, vorzugsweise in dem Bereich von 1 ,5 kW bis 4,5 kW, insbesondere in dem Bereich von 2,0 kW bis 4,0 kW, liegen.
In besonders bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrich- tung (17) können stromaufwärts vor der Plasma-Zündeinrichtung (37) zur Komp- ression des Trägermediums (externe Luft und/oder Rauchgase 32, 39) ein oder mehrere Kompressoren (38) vorgesehen sein. Insbesondere die Figur 4 zeigt, dass die Reaktoren (5) die jeweilige Reaktions kammer (3) jeweils derart durchsetzen können, dass ihre stromaufseitigen Enden (7) jeweils mit einer Außenseite der Reaktionskammer (3) im wesentlichen ab- schließen oder diese nach außen hin knapp überragen, während ihre gegenüber- liegenden, stromabseitigen Enden (15) mittelbar oder unmittelbar mit derselben - oder einer anderen - Außenseite der Reaktionskammer (3) im wesentlichen ab- schließen oder diese nach außen hin knapp überragen. Die in den Figuren 1 und 2 dargestellten Reaktionszonen (16) können
beispielsweise standardmäßig jeweils eine Länge in dem Bereich von 0,5 m bis 10,0 m, vorzugsweise in dem Bereich von 0,7 m bis 9,0 m, insbesondere in dem Bereich von 0,9 m bis 8,0 m, aufweisen. In besonders bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrich- tung (17) kann die Verweilzeit der Verbrennungsgase (19; 32, 39) in der jeweiligen Reaktionszone (16) beispielsweise standardmäßig in dem Bereich von 1 ,0 Se- kunden bis 5,0 Minuten, vorzugsweise in dem Bereich von 2,0 Sekunden bis 4,5 Minuten, insbesondere in dem Bereich von 3,0 Sekunden bis 4,0 Minuten, liegen.
In besonders bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrich- tung (17) kann der Kühlmittelstrom jeder Einrichtung (8) zur Kondensation mit ei- nem oder mit mehreren Wärmetauschern in Verbindung stehen. Vorzugsweise kann dieser Wärmetauscher die aus dem Kühlmittelstrom zurück- gewonnene Energie an eine oder mehrere Einrichtungen (14, 11) der Vorrichtung (17) oder für eine externe Nutzung zur Verfügung stellen.
In besonders bevorzugten, beispielsweise in Figur 1 dargestellten Ausführungs- formen der erfindungsgemäßen Vorrichtung (17) zur thermischen und katalytischen Behandlung von kohlenstoffhaltigem Material (18), können stromabseitig von der Reaktionszone (16) eine oder mehrere ein- oder mehrteilige Vorrichtun- gen (47) zur Auftrennung des aus der jeweiligen Reaktionszone (16) austretenden Gasstromes vorgesehen sein. Diese eine oder die mehreren Vorrichtungen (47) zur Auftrennung eines Gasstro- mes können beispielsweise jeweils eine oder mehrere Einrichtungen (8) zur Kon- densation der Rauchgase (19; 32, 39) umfassen.
Vorzugsweise können die in den Kondensationseinrichtungen (8) anfallenden fes- ten Bestandteile (35) - stromaufseitig vor der Einführung der Mischung (21) in die Verbrennungskammer (1 ) - dieser Mischung (21) zuführbar sein.
In der Regel können stromabseitig von der oder den Einrichtungen (8) zur Kon- densation ein oder mehrere Einrichtungen (10) zur Fraktionierung des von der Einrichtung (8) zur Kondensation erzeugten Flüssigkeits-Stromes (36) vorgesehen sein.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung (17) ist derart ausgelegt, dass der Flüssig- keits-Strom (36) mit einer Temperatur beispielsweise in dem Bereich von 15 °C bis 40 °C, vorzugsweise in dem Bereich von 18 °C bis 38 °C, insbesondere in dem
Bereich von 20 °C bis 35 °C, der Einrichtung (10) zur Fraktionierung zuführbar sein kann.
In der Regel kann die Einrichtung (10) zur Fraktionierung den ihr zugeführten Flüssigkeits-Strom (36) in Fraktionen unterschiedlicher Siedepunkte auftrennen, beispielsweise in Alkane, Alkene und Alkohole.
Insbesondere die Figuren 1 und 2 zeigen, dass stromaufseitig vor der Mischeinrichtung (25) eine oder mehrere Zerkleinerungseinrichtungen (23) für das zu ver- wertende kohlenstoffhaltige Material (18) vorgesehen sein können. Im Allgemeinen können diese Zerkleinerungseinrichtungen (23) derart ausgebildet sein, dass sie die Erzeugung von Partikeln mit einer Größe in dem Bereich von 100 pm bis 500 mith, vorzugsweise in dem Bereich von 150 pm bis 450 miti, insbe- sondere in dem Bereich von 200 miti bis 400 mhi, gestatten.
Die Zerkleinerungseinrichtungen (23) können beispielsweise auf dem Prinzip des Grobbrechens, Feinbrechens, Schrotens, Feinmahlens, Feinstmahlens oder Kol- loidmahlens beruhen sowie ein Zerkleinern durch Brechen, Mahlen, Reißen, Schneiden oder Verreiben - gegebenenfalls im Kreislauf - bewirken.
In besonders bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrich- tung (17) können stromabseitig von den Zerkleinerungseinrichtungen (23) eine oder mehrere Siebeinrichtungen (24) mit einer Größe der Sieböffnungen in dem Bereich von 100 pm bis 500 miti, vorzugsweise in dem Bereich von 150 pm bis 450 pm, insbesondere in dem Bereich von 200 pm bis 400 pm, vorgesehen sein.
Vorzugsweise können zwischen der Siebeinrichtung (24) und der Zerkleinerungs- einrichtung (23) eine oder mehrere Verbindungen (42) zur Rückführung von Über- korn-Partikeln vorgesehen sein.
Im Falle von besonders bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung (17) können der ein- oder mehrteiligen Vorrichtung (48) zur Aufberei- tung des zu verwertenden kohlenstoffhaltigen Materials (18) ein oder mehrere Stabilisatoren (30) - oder Mischungen von Stabilisatoren (30) - kontinuierlich oder diskontinuierlich zuführbar sein.
Die Zuführung von Stabilisatoren (30) in die Vorrichtung (48) dient insbesondere zur Reduktion von Geruchsbelästigungen während der zerkleinernden Aufberei- tung des zu verwertenden kohlenstoffhaltigen Materials (18) sowie zur Steigerung der Zerkleinerungseffizienz. Zusammenfassend ist festzustellen, dass im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung (17) zur thermischen und gegebenenfalls katalytischen Behand- lung von kohlenstoffhaltigem Material (18) bereitgestellt wird, bei welcher erstma- lig nicht mehr Kohlendioxid an die Umgebung abgegeben wird und welche eine umständliche, kostenintensive, störungsanfällige und oftmals uneffektive Filterein richtung für die Herausfilterung von Kohlendioxid nicht mehr benötigt.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung (17) zur thermischen und katalytischen Behandlung von kohlen- stoffhaltigem Material (18), dadurch gekennzeichnet, dass sie ein oder mehrere Mehrkammersysteme (26) umfassen, in welchem eine oder mehrere Verbrennungskammern (1) vorgesehen sind, wobei jede Verbrennungskammer (1) konti- nuierlich oder diskontinuierlich mit einer Mischung (21) befüllbar ist, welche koh- lenstoffhaltiges Material (18) und Asche (41) und/oder Rückstände (20) aus der Verbrennungskammer (1) und einen oder mehrere Stabilisatoren (30) umfasst, wobei jede Verbrennungskammer (1 ) jeweils mit einer oder mehreren Vorrichtun- gen (11) zur Erzeugung von elektrischer oder kinetischer Energie in mittelbarer oder unmittelbarer Verbindung steht, wobei die eine oder die mehreren Verbren- nungskammern (1) mittelbar oder unmittelbar mit einer oder mehreren Reaktions- kammern (3) in Verbindung stehen, wobei jede Reaktionskammer (3) und/oder je- des Mehrkammersystem (26) eine oder mehrere Auslassöffnungen (6) aufweisen, aus welchen die in der Reaktionskammer (3) und/oder in dem Mehrkammersys tem (26) vorhandenden Rauchgase (32) abführbar sind, wobei stromabseitig von der oder den Reaktionskammern (3) und/oder stromabseitig von dem oder den Mehrkammersystemen (26) eine oder mehrere stromaufseitige erste Bestrah lungseinrichtungen (12) zur Bestrahlung des aus der Verbrennungskammer (1) und/oder der Reaktionskammer (3) austretenden Rauchgases (32) und/oder von Rauchgasen (39) externer Herkunft vorgesehen sind, in welchen eine Bestrahlung der Rauchgase (32, 39) mit elektromagnetischer Strahlung des Mikrowellen- Wellenlängenbereiches (300 MHz bis 3GHz) und/oder des fernen (FIR 25 gm bis
500 gm), mittleren (MIR 2,5 gm bis 25 gm) oder nahen (NIR 760 nm bis 2,5 gm) Infrarot-Wellenlängenbereiches und/oder des UV-Wellenlängenbereiches (400 nm bis 10 nm) und/oder des Röntgenstrahlungs-Wellenlängenbereiches (100 nm bis 102 pm) erfolgt, wobei stromabseitig von der ersten Bestrahlungseinrichtung (12) eine oder mehrere Plasma-Zündeinrichtungen (37) vorgesehen sind, welche stromabseitig mittelbar oder unmittelbar mit einem oder mehreren, außerhalb oder innerhalb einer Reaktionskammer (3) vorgesehenen Reaktoren (5) in Verbindung stehen, wobei stromabseitig von der oder den Plasma-Zündeinrichtungen (37) die stromaufseitigen Enden (7) von innerhalb oder außerhalb der Reaktionskammer (3) vorgesehenen Reaktoren (5) vorgesehen sind, wobei jeder Reaktor (5) rever- sibel, kontinuierlich oder diskontinuierlich mit einer Mischung (21 ) aus kohlenstoff- haltigem Material (18) sowie aus Asche (41) aus dem Aschesilo (33) und/oder aus Rückständen (20) aus der Verbrennungskammer (1) sowie aus Stabilisatoren (30) befüllbar ist, wobei die stromabseitigen Enden (15) des oder der Reaktoren (5) mittelbar oder unmittelbar mit einer oder mehreren weiteren, zweiten Bestrah- lungseinrichtungen (13) in Verbindung stehen, in welchen eine Bestrahlung der aus dem oder den Reaktoren (5) austretenden Rauchgase (19; 32, 39) mit elekt- romagnetischer Strahlung erfolgt, deren Wellenlänge in dem Mikrowellen- Wellenlängenbereich (300 MHz bis 3GHz) und/oder des fernen (FIR 25 pm bis 500 mhi), mittleren (MIR 2,5 miti bis 25 miti) oder nahen (NIR 760 nm bis 2,5 miti) Infrarot-Wellenlängenbereiches und/oder des UV-Wellenlängenbereiches (400 nm bis 10 nm) und/oder des Röntgenstrahlungs-Wellenlängenbereiches (100 nm bis 10 2 pm) liegt, wobei stromabseitig von der zweiten Bestrahlungseinrichtung (13) eine Filtereinrichtung (43) vorgesehen ist, in welcher ein synthetisches oder natür- liches, lipophiles und ölartiges Filtermittel (44) nebelförmig versprühbar ist, wobei die Filtereinrichtung (43) - zur Abführung von bei der Versprühung anfallenden gasförmigen, festen oder flüssigen Filterrückständen - stromabseitig mit einer Vergaser-Einrichtung (46) in Verbindung steht, in welcher die gasförmigen, festen oder flüssigen Filterrückstände in eine aerosolartig feinverteilte Form überführbar sind, wobei die Vergasereinrichtung (46) stromabseitig mit der oder den Verbren- nungskammern (1 ) mittelbar oder unmittelbar in Verbindung steht und wobei stromabseitig von der Filtereinrichtung (43) eine oder mehrere Reaktionszonen
(16) für die Aufnahme von Gasen aus der Filtereinrichtung (43) vorgesehen sind, wobei innerhalb der Reaktionszonen (16) ein oder mehrere Katalysatorträger (34) vorgesehen sind, die gleiche oder voneinander verschiedene Katalysatormoleküle tragen, die jeweils ein oder mehrere Magnesium-Atome und/oder Zinn-Atome und/oder Phosphor-Atome und/oder Schwefel-Atome und/oder Selen-Atome und/oder Ruthenium-Atome und/oder Osmium-Atome und/oder Kobalt-Atome und/oder Kupfer-Atome und/oder Silber-Atome und/oder Titan-Atome und/oder Chrom-Atome und/oder Wolfram-Atome und/oder Mangan-Atome und/oder Ni- ckel-Atome und/oder Platin-Atome und/oder Iridium-Atome und/oder Vanadium- Atome und/oder Tantal-Atome und/oder Gold-Atome enthalten, wobei stromabsei- tig von der einen oder den mehreren Reaktionszonen (16) ein oder mehrere ein- oder mehrteilige Vorrichtungen (47) zur Auftrennung des aus der Reaktionszone (16) austretenden Gasstromes vorgesehen sind.
2. Vorrichtung (17) zur thermischen und katalytischen Behandlung von kohlen- stoffhaltigem Material (18) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in den Mischungen (21), welche der Verbrennungskammer (1) und den Reaktoren (5) kontinuierlich oder diskontinuierlich zuführbar sind, jeweils der Anteil des kohlens- toffhaltigen Materials (18) in dem Bereich von 70,0 Gew.-% bis 95,0 Gew.-% liegt und der Anteil eines oder mehrerer Stabilisatoren (30) in dem Bereich von 4,0 Gew.-% bis 30,0 Gew.-% liegt und der Anteil von Asche (41) und/oder von Rück- ständen (20) aus der Verbrennungskammer (1 ) in dem Bereich von 1 ,0 Gew.-% bis 25,0 Gew.-% liegen.
3. Vorrichtung (17) zur thermischen und katalytischen Behandlung von kohlenstoffhaltigem Material (18) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekenn- zeichnet, dass die eine oder die mehreren Verbrennungskammern (1 ) jeweils mit einer oder mehreren Heizeinrichtungen (14) für die Beheizung der Verbrennungs- kammern (1) mittelbar oder unmittelbar in Verbindung stehen, welche die Ver- brennungskammern (1) auf eine Temperatur in dem Bereich von 800 °C bis 1500 °C, vollständig oder zonenweise beheizen, wobei die Temperaturen in den Reak- tionskammern (3) und in den innerhalb der Reaktionskammern (3) verlaufenden Reaktoren (5) in dem Bereich von 250 °C bis 700 °C liegen, wobei die Beheizung der Reaktionskammern (3) und der Reaktoren (5) durch in der Verbrennungs- kammer (1 ) erzeugte Wärme mittels Wärmeleitung oder Wärmestrahlung und/oder externer Wärmezufuhr erfolgt.
4. Vorrichtung (17) zur thermischen und katalytischen Behandlung von kohlen stoffhaltigem Material (18) nach einem der Ansprüche 1 , 2 oder 3, dadurch ge- kennzeichnet, dass der oder die Stabilisatoren (30) ausgewählt sind aus der Gruppe, die MgO, Al203, Fe203, Si02, Ti02, CaO und/oder Na20 - oder Mischun gen hiervon - umfasst.
5. Vorrichtung (17) zur thermischen und katalytischen Behandlung von kohlen- stoffhaltigem Material (18) nach einem der Ansprüche 1 , 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass, die eine oder die mehreren Verbrennungskammern (1 ) mit telbar oder unmittelbar über eine oder mehrere Austrittsöffnungen (2) jeweils mit einer oder mehreren Reaktionskammern (3) in Verbindung stehen und dass zwischen jeder Reaktionskammer (3) einerseits und jeder Verbrennungskammer (1 ) andererseits jeweils eine oder mehrere Nebenleitungen (4) zur Rückführung von in der Reaktionskammer (3) vorhandenen Verbrennungsgasen (32) ausgebildet sind.
6. Vorrichtung (17) zur thermischen und katalytischen Behandlung von kohlen- stoffhaltigem Material (18) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, die eine oder die mehreren Plasma-Zündeinrichtungen (37) rein elekt- risch durch Hochfrequenzanregung eines Trägermediums in Form von Luft und/oder Rauchgas (32, 39) Plasma in Form eines im Raum ausgedehnten Licht bogens erzeugen, wobei die Plasma-Zündeinrichtungen (37) in Form von Plasma- Lanzen standardmäßig mit einem Durchmesser in dem Bereich von 25,0 mm bis
10,0 cm und einer Länge standardmäßig in dem Bereich von 0,5 m bis 10,0 m, ausgebildet sind, an deren Spitze Plasma erzeugbar ist und wobei die Plasma- Zündeinrichtungen auf Mikrowellenbasis arbeiten und jeweils einen Hochfre quenzgenerator (Magnetron) umfassen, der in dem Lanzenkopf integriert ist, an welchen eine Plasma-Lanze mit initialem Zündfunken-Generator und eine Versor gungseinheit mit Verbindungsleitung angeschlossen ist, wobei bei einer Tempera tur in dem Bereich von 3000 °C bis 5000°C eine Leistung standardmäßig in dem Bereich von 1 ,0 kW bis 5,0 kW erreichbar ist, wobei stromaufwärts vor der Plas- ma-Zündeinrichtung (37) zur Kompression des Trägermediums (externe Luft und/oder Rauchgase 32, 39) ein oder mehrere Kompressoren (38) vorgesehen sind.
7. Vorrichtung (17) zur thermischen und katalytischen Behandlung von kohlen- stoffhaltigem Material (18) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Reaktoren (5) die jeweilige Reaktionskammer (3) jeweils derart durchsetzen, dass ihre stromaufseitigen Enden (7) jeweils mit einer Außenseite der Reaktionskammer (3) abschließen oder diese nach außen hin knapp überra- gen, während ihre gegenüberliegenden, stromabseitigen Enden (15) mittelbar oder unmittelbar mit derselben - oder einer anderen - Außenseite der Reaktions- kammer (3) abschließen oder diese nach außen hin knapp überragen.
8. Vorrichtung (17) zur thermischen und katalytischen Behandlung von kohlen- stoffhaltigem Material (18) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Reaktionszonen (16) standardmäßig jeweils eine Länge in dem Bereich von 0,5 m bis 10,0 m aufweisen, wobei die Verweilzeit der Verbrennungs- gase (19; 32, 39) in der jeweiligen Reaktionszone (16) standardmäßig in dem Be- reich von 1 ,0 Sekunden bis 5,0 Minuten liegt.
9. Vorrichtung (17) zur thermischen und katalytischen Behandlung von kohlen- stoffhaltigem Material (18) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn- zeichnet, dass der Kühlmittelstrom jeder Einrichtung (8) zur Kondensation mit ei- nem oder mit mehreren Wärmetauschern in Verbindung steht, welcher die aus dem Kühlmittelstrom zurückgewonnene Energie an eine oder mehrere Einrichtun- gen (14, 11 ) der Vorrichtung (17) oder für eine externe Nutzung zur Verfügung stellt.
10. Vorrichtung (17) zur thermischen und katalytischen Behandlung von kohlen- stoffhaltigem Material (18) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn- zeichnet, dass stromabseitig von der Reaktionszone (16) eine oder mehrere ein- oder mehrteilige Vorrichtungen (47) zur Auftrennung des aus der jeweiligen Reak- tionszone (16) austretenden Gasstromes vorgesehen sind, wobei diese jeweils ei- ne oder mehrere Einrichtungen (8) zur Kondensation der Rauchgase (19; 32, 39) umfassen, wobei in diesen Kondensationseinrichtungen (8) anfallende feste Be- standteile (35) - stromaufseitig vor der Einführung der Mischung (21 ) in die Ver- brennungskammer (1) - dieser Mischung (21 ) zuführbar sind und wobei stromab- seitig von der oder den Einrichtungen (8) zur Kondensation ein oder mehrere Ein- richtungen (10) zur Fraktionierung des von der Einrichtung (8) zur Kondensation erzeugten Flüssigkeits-Stromes (36) vorgesehen sind, wobei der Flüssigkeits- Strom (36) mit einer Temperatur in dem Bereich von 15 °C bis 40 °C der Einrich- tung (10) zur Fraktionierung zuführbar ist, wobei die Einrichtung (10) zur Fraktio- nierung den ihr zugeführten Flüssigkeits-Strom (36) in Fraktionen unterschiedli- cher Siedepunkte auftrennt.
11. Vorrichtung (17) zur thermischen und katalytischen Behandlung von kohlen- stoffhaltigem Material (18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass stromaufseitig vor der Mischeinrichtung (25) eine oder mehrere Zerkleinerungseinrichtungen (23) für das zu verwertende kohlen- stoffhaltige Material (18) vorgesehen sind, welche derart ausgebildet sind, dass sie die Erzeugung von Partikeln mit einer Größe in dem Bereich von 100 pm bis 500 pm gestatten, wobei stromabseitig von den Zerkleinerungseinrichtungen (23) eine oder mehrere Siebeinrichtungen (24) mit einer Größe der Sieböffnungen in dem Bereich von 100 pm bis 500 pm vorgesehen sind, wobei zwischen der Siebeinrichtung (24) und der Zerkleinerungseinrichtung (23) eine Verbindung (42) zur Rückführung von Überkorn-Partikeln vorgesehen ist.
12. Vorrichtung (17) zur thermischen und katalytischen Behandlung von kohlen- stoffhaltigem Material (18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der ein- oder mehrteiligen Vorrichtung (48) zur Aufbereitung des zu verwertenden kohlenstoffhaltigen Materials (18) ein oder mehrere Stabilisatoren (30) - oder Mischungen von Stabilisatoren (30) - kontinuier- lich oder diskontinuierlich zuführbar sind, um Geruchsbelästigungen während der Aufbereitung des zu verwertenden kohlenstoffhaltigen Materials (18) zu reduzie- ren und die Zerkleinerungseffizienz zu steigern.
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