WO2022258478A2 - Drehtrommel-ofen - Google Patents

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WO2022258478A2
WO2022258478A2 PCT/EP2022/065020 EP2022065020W WO2022258478A2 WO 2022258478 A2 WO2022258478 A2 WO 2022258478A2 EP 2022065020 W EP2022065020 W EP 2022065020W WO 2022258478 A2 WO2022258478 A2 WO 2022258478A2
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Wolfgang Bengel
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Wolfgang Bengel
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    • C10G1/10Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal from rubber or rubber waste
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B7/00Rotary-drum furnaces, i.e. horizontal or slightly inclined
    • F27B7/20Details, accessories, or equipment peculiar to rotary-drum furnaces
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F27D2003/0034Means for moving, conveying, transporting the charge in the furnace or in the charging facilities
    • F27D2003/0063Means for moving, conveying, transporting the charge in the furnace or in the charging facilities comprising endless belts

Definitions

  • the invention relates to a rotary drum furnace.
  • a heated rotary drum furnace can be used for the gasification of plastic residues and biogenic substances, such as biomass, as well as carbon-containing, for example, plastic-bound carbon fibers and fibrous materials.
  • the starting materials which are in the form of cleaned plastic particles, for example in the form of flakes, are generally referred to below as particles.
  • the conveyance of the particles to be gasified can be effected by means of a rotating screw, a rigid tubular chain conveyor or pneumatically, with a partially cooled tubular chain conveyor having been shown to be particularly advantageous for the operation of such a rotary drum furnace.
  • a uniform distribution of the particles to be gasified over the entire heated inner surface of the rotary kiln is essential, so that the particles can be gasified as spontaneously as possible.
  • the resulting hot product gas can be sucked off via one or more suction openings of the rotary drum furnace located opposite the particle introduction opening and fed to a condensation plant.
  • a rotary drum furnace is known, for example, from DE 102019 107739.0 A1.
  • the material to be evaporated is transported by means of a tube chain conveyor or a screw inside the rotary tube, with a targeted flow of material in the direction of the inner wall of the rotary tube is produced.
  • the tube chain conveyor is operated under atmospheric pressure so that the particles are discharged from the tube chain conveyor into the rotary tube solely by gravity. This has the disadvantage that the sometimes very light particles do not get completely into the rotary tube and the proportion of particles that are still in the tubular chain conveyor at the end of the rotary tube is comparatively high.
  • the object of the present invention is to provide a device which eliminates the disadvantages of the prior art described above.
  • a rotary drum furnace according to the invention for evaporating particles with a rotary tube designed for evaporating the particles and a conveying device for conveying the particles into the rotary tube the conveying device according to the invention comprises a nozzle unit to support the conveying of the particles.
  • the particles which are produced from plastic residues in shredder devices, for example, are light with a weight in the range of 50 kg per cubic meter and therefore do not follow gravity easily, especially if the particles are moved in large quantities and this can lead to turbulence.
  • the nozzle device counteracts this effect and thereby advantageously supports the discharge of the particles from the conveyor device into the rotary tube.
  • the nozzle unit can include a nozzle arranged in a receptacle.
  • the receptacle can be designed to be movable in at least two degrees of freedom. This has the advantage that the direction of action of the nozzle can be adjusted.
  • the preferred degrees of freedom are the direction of action of the nozzle and a tilting of the receptacle about the axes perpendicular to the direction of action of the nozzle.
  • the nozzle holder can be moved manually or via actuators.
  • the diameter of the nozzle of the nozzle unit can be adjustable. This allows the amount of gas and the spray pattern, i.e. the way the gas is distributed in the room, to be adjusted. Alternatively, the nozzle can also be exchanged and the position and setup adjusted when the new nozzle is reinstalled.
  • the nozzle unit can be arranged in the area of at least one discharge opening formed in the conveying device. This has the advantage that the discharge of the particles from the conveying device into the rotary tube is improved and fewer particles remain in the conveying tube at the end of the rotary tube.
  • the nozzle unit can be arranged in the region of a discharge opening of a conveying tube of the conveying device running in the rotary tube.
  • the particles can be brought into the rotary tube through the conveying tube, it being possible for the particles to be evenly distributed over a number of discharge openings in the rotary tube.
  • the effect of the gas flow caused by the nozzle unit can be adjusted in such a way that the discharge from the conveyor tube into the rotary tube is advantageously supported becomes.
  • the nozzle unit can be arranged in the area of an emergency discharge opening formed in an emergency discharge device of the conveying device.
  • the emergency discharge device is in the conveying direction of the conveying device in front of the rotary tube and in front of a material supply device through which the conveying tube with the
  • the emergency discharge device can be used, for example, when the process is interrupted, in which case the particles that are already in the conveying tube and have not yet been brought into the rotary tube in reverse operation of the conveying device through the emergency discharge opening tion can be removed from the conveying tube.
  • a chain tensioning device is present, as a result of which the conveyor chain can be prevented from jumping off.
  • the emergency discharge opening can also be used for maintenance purposes, for example to check a conveyor chain and plates running in the conveyor tube. Furthermore, foreign bodies that have entered the conveying device through the emergency discharge opening can be removed. These foreign bodies can be detected, for example, by sensors such as acoustic sensors or metal detectors.
  • the nozzle unit can be arranged in the area of a collective discharge opening formed in an overflow area of the conveying device.
  • This area of the conveyor device can be directly connected to the area that leads through the rotary tube and is used to collect all particles that are not discharged in the area of the rotary tube, which are also referred to as overflow, and to clean the conveyor chain and the plates that have passed through sticking together or sticking particles can be contaminated.
  • the overflow area therefore initially includes a cooling device in order to cool down the conveying pipe and the particles located therein.
  • the cooling device is independent of a temperature control device designed to temper the conveying tube.
  • the overflow area includes a beating device and a brush cleaning system, which can remove the particle residues and adhesions.
  • the nozzle units can support the cleaning, whereby the setting of the nozzle, the pressure used and the type of flow can differ greatly from the nozzle units arranged in the rotary tube or in the emergency discharge opening.
  • a pressure in the range of approx. 10 bar can be used for cleaning.
  • the nozzle unit can be arranged opposite at least one discharge opening.
  • the flow is formed at the highest point of the conveying tube and can cover almost the entire cross section of the conveying tube, as a result of which a large number of the particles floating in the conveying tube are caught by the flow and brought in the direction of the discharge opening.
  • the nozzle unit can bring about a flow in the direction of at least one discharge opening.
  • the flow caused by the nozzle is designed in such a way that, on the one hand, it loosens the particles adhering, for example, to or on the conveyor chain or the plates and, on the other hand, the movement of the particles that are at least partially floating in the conveyor tube in the direction of the discharge opening is caused by the flow is supported.
  • the flow can be designed differently.
  • a large volume flow and a high gas pressure can be used.
  • the flow can be pulsed, as a result of which the volume flow of the flow is advantageously reduced.
  • the length and strength of the impulses can be used to control the temperature of the particles in the conveying tube on the one hand and the cooling of the rotary tube on the other.
  • the flow can be directed onto the chain and plate contained by the conveying device.
  • the flow impulse can always be activated when a plate of the conveyor device is located in the area of the flow.
  • the efficiency i.e. the particle quantity moved or discharged by a pulse, can be advantageously improved or the duration and frequency of the pulses can be reduced with the same discharge.
  • a supply line for supplying the nozzle with a gas can be arranged in such a way that the gas is prevented from heating up.
  • the heating of the gas in the area of the rotary kiln can lead to heating of the particles lead above their plasticization temperature.
  • the particles can begin to melt and stick to the conveyor chain, the plates and/or the conveyor tube itself.
  • the gas temperature is not more than 50°.
  • the supply line can run within an outer shell of the conveying device.
  • the conveying tube can include a mineral or ceramic insulating layer and an intermediate space through which a fluid flows in order to avoid heating of the particles in the outer shell.
  • the supply lines and thus the gas conducted in the supply lines are passively protected from the temperature of approx. 700°C prevailing in the furnace.
  • the feed line can also be arranged in the space flushed with a fluid, as a result of which active cooling of the gas can be achieved.
  • the gas used for the flow can also be temperature-controlled in a targeted manner by means of temperature control, so that the temperature can be set and, if necessary, adapted to the educts at any time.
  • a rotary drum furnace according to the invention for evaporating particles with a rotary tube designed for evaporating the particles and a conveying device for conveying the particles into the rotary tube comprises means according to the invention for simplifying the maintenance of the conveying device. This advantageously simplifies the maintenance of the rotary tube, e.g. to remove unevaporated particle residues or residues from evaporation or the conveying tube that remain in the rotary tube, such as the removal of particles stuck to the chain, the plates or the inner wall of the conveying tube .
  • the means can be designed as an emergency discharge device. This is used to remove particles that have already entered the conveyor tube but not yet entered the rotary tube or to remove foreign bodies such as metal parts or parts from a broken plate of the tube chain conveyor.
  • the emergency discharge device can be arranged in such a way that the particles can be discharged when the conveying device is operated in reverse. This is the case when the emergency discharge device is arranged in front of the material feed device in the conveying direction.
  • the emergency discharge device can also be used for visual inspection of the conveyor chain and the plates, with the visual inspection usually being carried out in the area of the overflow or in the area of the deflection device of the conveyor chain.
  • the means can be designed as a non-stick surface for simplified cleaning of a conveyor chain and plates of the conveyor device.
  • the non-stick surface can be realized by a non-stick coating comprising PTFE (Teflon) or by polishing.
  • the means can be designed as a device for cleaning, which is designed as part of the rotary drum furnace and can be controlled by a central control.
  • an automated cleaning process can be integrated into the process, which can be carried out, for example, after a certain process duration or when the particles processed in the rotary drum furnace are changed.
  • the cleaning device can comprise a braided pressure cleaner or a steam cleaner.
  • a steam cleaner works with steam and usually at lower pressures of 3 to 20 bar
  • high-pressure cleaners that work with water can reach pressures of up to 1000 bar and thus achieve a higher cleaning performance.
  • the means can be designed as an installation and/or removal aid. As part of maintenance, for example, it may be necessary for the entire conveying tube to be removed from the rotary tube.
  • the installation and/or removal aid can include a guide tube with a centering device that is optionally supported by rollers. This supports the end of the conveyor tube that is freely floating during installation or removal in the rotary tube and thereby relieves a second bearing of the conveyor tube, which must be used to absorb the entire weight of the conveyor tube. It also simplifies the centering of the production tube in the rotary tube during reinstallation.
  • Another rotary drum furnace according to the invention for evaporating particles with a rotary tube designed for evaporating the particles and a conveyor device for conveying the particles into the rotary tube includes means according to the invention for increasing the service life of the conveyor device.
  • the means can be designed as a guide for a conveyor chain of the conveyor device, which is designed in such a way that the conveyor chain rotates about its own axis.
  • This can be realized, for example, by twisting the chain in the area of the deflection device.
  • the constant rotation of the chain around its own axis causes an even load and an even wear of the chain and the plates arranged on the chain.
  • the means can be designed as a pretension of the conveyor chain.
  • the preload reduces wear in the area of the deflection devices and centers the conveyor chain with the freely movable plates attached to the conveyor chain.
  • the attachment is designed in such a way that the plates can tilt in the conveying tube, so that if there is a solid obstacle on the inner wall of the conveying tube, the plate tilts and damage to the plate can thereby be avoided.
  • the means can be designed as a scale-like jacket of a delivery pipe of the delivery device.
  • the scales of the coat can have fixed points and sliding seams.
  • the fixed points are expediently designed, for example in the form of a weld seam, on the discharge openings of the conveyor tube, so that the length between the discharge openings can be compensated for via the sliding seams. This leads to a Reduction of the changes in length caused by the changes in temperature in the jacket and the resulting tension in the material of the jacket, thereby advantageously increasing the service life of the jacket.
  • Another rotary drum furnace according to the invention for evaporating particles with a rotary tube designed for evaporating the particles and a conveyor device for conveying the particles into the rotary tube comprises, according to the invention, at least one sensor. Sensors can support the control of the process by detecting physical properties at various points in the rotary drum furnace, which can then be evaluated and used as an input variable for open-loop and/or closed-loop control.
  • the rotary drum furnace can include sensors for detecting gases, pressure and/or temperature. For example, they can monitor the oxygen content in the rotary kiln to ensure an oxygen-free process. Outside the rotary kiln or rotary kiln, the nitrogen and hydrogen content can be detected to monitor the formation of an explosive gas mixture in or around the rotary kiln due to the enrichment of the environment with methane or hydrogen produced in the process.
  • the rotary drum furnace is mainly operated at atmospheric pressure, whereby a slight negative pressure can prevail in the rotary kiln, which can be detected by pressure sensors. The negative pressure ensures that no combustible gases escape and minimizes the penetration of false gases, i.e. gases that adversely affect the process, such as oxygen, into the conveying tube. Temperature monitoring in the rotary kiln is necessary to control evaporation.
  • the means can be designed as imaging devices, in particular as an infrared camera.
  • the infrared camera can be arranged, for example, in the fixed covers of the rotary kiln and record the temperature distribution in the rotary kiln. This can be used, for example, as a further input for controlling the conveying device or the temperature control of the rotary tube or the nozzles according to the invention described above.
  • the imaging device can be designed as a surveillance camera, for example. io det to visually monitor the process at various points, such as a level sensor in a collection container in the overflow area. All of the sensors arranged in the rotary tube can advantageously be protected against an aggressive gas atmosphere of 500° C.-900° Celsius and a high proportion of dust.
  • the particles collected in the overflow area are discharged according to the invention via a return run, i.e. a particularly pressure-tight and cooled return device for the conveyor chain or a material supply container of the rotary drum furnace or a shredder used to prepare the particles for the rotary drum furnace and thus fed back into the process.
  • a return run i.e. a particularly pressure-tight and cooled return device for the conveyor chain or a material supply container of the rotary drum furnace or a shredder used to prepare the particles for the rotary drum furnace and thus fed back into the process.
  • Another rotary drum furnace for evaporating particles with a rotary tube designed for evaporating the particles and a conveyor device for conveying the particles into the rotary tube includes means for improving the material supply of the conveyor device.
  • the means can be designed as a compression unit for feeding the particles into a material feed tank of the conveyor device.
  • the compaction processing unit can be arranged between the supply of the particles and the material feed container, from which the particles are pushed into the conveying tube.
  • air In storage or during the production of the particles, air is often trapped between the particles, which does not escape even when it is fed to the material feed device of the rotary drum furnace.
  • air can also be introduced. In order to remove the air and thus the oxygen between the particles, which interferes with the process, these are compressed, for example, by a so-called press screw, which means that most of the air escapes.
  • the particles will pressed against an adjustable cone by the screw so that the particles are compressed and the air with the oxygen can escape.
  • the material feed tank can be flooded with nitrogen, so that a slight overpressure is created in the material feed tank, which prevents air from penetrating.
  • the means can be designed as a turntable for the discharge from the Materialzulaufbe container in a conveyor tube of the conveyor.
  • a mechanical conveying unit comprises a hopper in which at least two turntables driven by drives, whose axes of rotation are aligned perpendicularly to the hopper walls, are arranged opposite one another. In particular, the turntables can rotate in opposite directions.
  • the turntables mechanically push the light particles, which in the case of plastic items can weigh only 50 kg/m 3 , into the conveying tube of the tube chain conveyor.
  • the supply of the particles which would otherwise only be effected by the gravitational force of the particles, is thereby advantageously supported, as a result of which a controlled supply of particles that are not free-flowing to the rotary tube can also be ensured.
  • the invention has the effect that the discharge of the particles is advantageously improved with a uniform covering of the heated inner wall of the rotary tube, as a result of which the complete evaporation of the particles conveyed into the interior is brought about.
  • the arrangement of the nozzles improves discharge and minimizes particle residues at the end of the rotary kiln.
  • the means for simplifying the maintenance of the conveyor, the means for increasing the life of the conveyor, the means for monitoring the process and means for improving the material supply contribute to a further advantageous improvement in the efficiency of the rotary drum furnace. Exemplary embodiments and variants of the invention are explained in more detail below with reference to the drawing. Show it
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through a rotary drum furnace according to the invention from the side
  • FIG. 2 shows a section along line II-II in FIG. 1 through a conveying tube according to the invention
  • FIG. 3 shows a plan view from above through a rotary drum furnace according to the invention
  • FIG. 4 shows a detailed view of a rotary drum furnace according to the invention.
  • a rotary drum furnace 1 which comprises at least one indirectly heatable rotary tube 2, which is rotatably mounted about a longitudinal axis X of the furnace.
  • the rotary tube 2 is designed as a flea cylinder and is closed at both of its end faces by means of a cover 3,4.
  • the rotary tube 2 is heated by means of a preferably external heating device (not shown) to a temperature which is sufficient to break down particles obtained from waste on the inside of the heated rotary tube 2 by evaporation in an oxygen-free atmosphere, i.e. by pyrolysis.
  • the particles include, for example, polyethylene, polypropylene or biomass.
  • the inner diameter of the rotary cylindrical tube 2 is 70 cm to 100 cm, for example.
  • the rotational speed of the rotary tube 2, with which it rotates around a stationary conveyor 10, is, for example, 10 to 20 revolutions per minute.
  • the movement gap in the covers 3, 4 between the rotary tube 2 and the conveyor device 10 is sealed in such a way that the medium located in the interior of the furnace cannot escape to the outside.
  • the rotary drum furnace 1 is predominantly operated atmospherically, with a slight negative pressure prevailing in the rotary tube 2, which is detected by pressure sensors 32. The negative pressure ensures that no combustible gases escape to the outside.
  • the conveyor device 10 conveys the particles into the rotary drum furnace 1.
  • the particles are heated by the temperature of the heated rotary tube 2, which is between 500° and 900° Celsius, advantageously between 600° and 700° Celsius, and thereby evaporate.
  • the temperature in the rotary tube 2 is recorded by infrared cameras 29 arranged in the cover 3, 4.
  • the gas generated by the evaporation of the particles is sucked out of the interior of the rotary tube 2 via the suction opening 6 and is fed to a further post-treatment (not shown), for example a fractionated still, in which Depending on the temperature, different types of fuel such as paraffin, diesel, petrol and gases are produced. Carbon residues that also occur in the process are conveyed out of the rotary kiln 2, cooled and disposed of or fed to further thermal processing, such as thermosynthesis.
  • entry quantities of 1000 kg to 1500 kg per hour can be evaporated.
  • the conveying tube 15 is also designed to be pressure-tight outside of the rotary tube 2, so that the oxygen-free atmosphere, which must be guaranteed at least in the rotary tube 2, can be ensured.
  • a pressure sensor 32 and a gas sensor 30 in the rotary tube 2 are shown in FIG.
  • Another gas sensor 31 detects the concentration of methane and/or hydrogen obtained in the process in order to monitor a flammable or explosive gas mixture outside the rotary kiln 2 .
  • the particles are transported in the longitudinal direction of the rotary tube 2 at an inherent temperature below their plasticization temperature, in particular below 50 °C, and through discharge openings 23, 23a, 23b, 23c, 23d, 23e the opposite inner peripheral surface of the rotating tube 2 rotating smoothly.
  • Trained as a tubular chain conveyor 11 conveying device 10 runs centrally through the closed with the cover 3 first end face in the longitudinal direction into the rotary tube 2 and through the cover 4 of the second end face out again.
  • the two ends of the tube chain conveyor 11, which includes a conveyor tube 15 are connected to one another via a so-called return run, which is covered by the rotary tube 2 in FIG. 1, so that an endless conveyor device 10 results.
  • the speed of the tube chain conveyor 11 is 1 m/min to 20 m/min, in particular 18 m/min.
  • plates 12 are pulled, which push the particles in front of them and thereby transport them.
  • the plates 12, which are only shown as an example in FIG.
  • the plates 12 are adapted to the cross section of the interior 16 of the conveying tube 15 and have for example a diameter of 15 cm.
  • the diameter is 1 mm to 2 mm smaller than the inner diameter of the conveyor tube 15, with a film forming between the edge of the plates 12 and the inner wall of the conveyor tube 15 during operation of the conveyor device 10, so that the plates 12 largely seal the conveyor tube 15.
  • the particles are pushed by the plates 12 through the conveyor tube 15 to the discharge openings 23, 23a, 23b, 23c, 23d, 23e, through which they are introduced into the rotary tube 2.
  • the material supply device 50 comprises a compression unit 53 which compresses the particles coming from a supply 52, whereby the air surrounding the particles is removed, so that advantageously no oxygen enters the system.
  • the particles degassed in this way are temporarily stored in a material feed tank 51 and blanketed with nitrogen, the material feed tank is therefore flooded with nitrogen in order to prevent oxygen from being carried into the conveying tube 15 .
  • the material to be conveyed in the form of particles is conveyed from the material feed tank 51 into the conveying tube 15 of the tubular chain conveyor 11 in the embodiment shown in FIG.
  • the mechanical conveying unit 59 is not absolutely necessary in the case of particles from biomass, which are free-flowing.
  • the amount introduced via the material feed tank 51 is, for example, 350 g per second.
  • the material feed device 50 is described in detail in FIG. Between the material feed device 50 and a deflection device 27 for the conveyor chain 13 of the tube chain conveyor 11 arranged in front of it in the conveying direction y, an emergency discharge device 63 is arranged, which has an emergency discharge opening 65 in the conveying tube 15 .
  • the tube chain conveyor 11 can be set to reverse operation.
  • the particles that have not yet been gassed can be removed from the rotary drum furnace 1 and discharged from the tubular chain conveyor 11 via the emergency stop 65 .
  • This process is accomplished by nozzle units arranged opposite the emergency discharge opening 65 67 supported, which spend the particles from the conveyor tube 15 in the collection container 66 by a gas pulse or continuous gas flow.
  • a blockage of the conveyor device 10 can be released by switching between forward and reverse operation.
  • the emergency discharge port 65 can be used to remove the object.
  • the foreign bodies are detected by sensors 33, which are designed, for example, as acoustic, ultrasonic or magnetic sensors and can detect a foreign body or a fault based on the change in the recorded frequency spectrum.
  • sensors 33 which are designed, for example, as acoustic, ultrasonic or magnetic sensors and can detect a foreign body or a fault based on the change in the recorded frequency spectrum.
  • a gas-tight collection container 66 which can be flushed with nitrogen (N 2 ), which also prevents oxygen from entering the system here.
  • the emergency discharge opening 65 can be closed by a gas-tight slide 64 when the rotary drum furnace 1 is in operation.
  • Discharge openings 23, 23a, 23b, 23c, 23d and 23e are formed one behind the other in the longitudinal direction in the conveying tube 15 and in its outer shell 17. These discharge openings 23, 23a, 23b, 23c, 23d and 23e have different size dimensions, the size of these discharge openings 23, 23a,
  • the discharge openings 23, 23a, 23b, 23c, 23d and 23e which differ in size, ensure that the discharge quantity remains the same over the length of the conveying tube 15.
  • the entire length of the rotary tube 2 in the area of the discharge openings 23, 23a, 23b, 23c, 23d and 23e is evenly covered by the particles falling onto the inner wall of the furnace, so that a uniform evaporation of the same is effected.
  • the discharge openings 23, 23a, 23b, 23c, 23d, 23e can all be the same size or their size can decrease.
  • the size of the particles is such that an area size is calculated on the basis of a maximum diameter of 1 cm +/- 10% is realized, although larger particles can also be present.
  • the thickness of the particles is 100 gm +/- 10%.
  • a nozzle unit 40 arranged above the discharge openings 23, 23a, 23b, 23c, 23d and 23e supports the discharge of the particles by a directed, pulsed flow 46 in the direction of the discharge openings 23, 23a, 23b, 23c, 23d and 23e, which is shown in FIG Figure 2 is explained in more detail.
  • the discharge openings 23, 23a, 23b, 23c, 23d and 23e can have the same geometry or a different geometry to one another, specifically a rectangular, circular or oval geometry.
  • the Austragsöff openings 23, 23a, 23b, 23c, 23d and 23e are advantageously arranged on the inner circumference of the conveyor tube 15 circumferentially offset from each other.
  • the last discharge opening 23e in the conveying direction y is at a distance from the opposite end of the housing, which corresponds in particular to 10% to 20% of the total inner length of the rotary tube 2, which means that there is sufficient time in this so-called post-gassing section 5 for the particles introduced into the rotary tube 2 to be gasified , before they have reached the end of the rotary tube 2.
  • the length of the rotary drum furnace 1 according to the invention or its rotary tube 2 is, for example, 7 m.
  • the section of the conveyor device 10 that is in the conveying direction y and is led out on the cover 4 is designed as an overflow area 70 .
  • the overflow area 70 includes a cooling device 72 for tempering the jacket 22 of the conveying tube 15 heated by the radiant heat of the rotary tube 2.
  • the cooling device 72 is independent of a tempering device used for tempering the region of the conveying tube 15 arranged in the rotary tube 2.
  • a collecting container 76 is arranged below the conveying tube 15, in which the particles remaining in the conveying tube 15, the so-called overflow, can be collected.
  • the overflow area 70 comprises a beating device 73 and a brush cleaning device 74 for removing the loose particles and the particles firmly connected by gluing to the conveyor chain 13 or the plates 12 .
  • the overflow area 70 includes a nozzle unit 75 which is arranged in the conveying pipe 15 or generates a directed gas flow through an opening of the conveying tube 15 .
  • the gas used is expediently inert so that, as already described above, the evaporation or pyrolysis in the rotary tube 2 is not adversely affected. Nitrogen is preferably used for this.
  • the gas flow is directed in such a way that the particles remaining on the conveyor chain 13 and on the plates 12 are directly in the flow and are thus effectively cleaned off and at the same time the partially very light particles are transported by the gas flow from the conveyor tube 15 through a collection discharge opening 79 into the Collection container 76 are spent.
  • the collecting discharge opening 79 like the discharge openings 23, 23a, 23b, 23c, 23d, 23e in the region of the rotary tube 2, is also permanently open.
  • a filling level sensor 34 in the form of a camera detects the filling level of the particles in the collection container 76.
  • a permanent conveyor in the form of a tubular chain conveyor 77 is arranged on the bottom of the collection container 76 and transports the particles away.
  • the drive 71 of the tubular chain conveyor 11 is arranged following the overflow area 70 and at the same time represents the second deflection device 27 of the endless tubular chain conveyor 11 .
  • the plate 12 and the conveyor chain 13 can also be designed in such a way that sticking of the particles, which develop a partially sticky consistency due to partial gasification, with the conveyor chain 13 and the plates 12 is advantageously avoided. This can be done, for example, by coating it with PTFE or a similar material, or by polishing. Experiments have shown that fewer particles get stuck on the tube chain conveyor 11 as a result.
  • the conveyor chain 13 can be guided in such a way that during operation it can constantly rotate about its own axis together with the plates 12 , so that there is even wear due to friction of the plates 12 on the inside of the conveyor tube 15 .
  • This has the advantage that, due to the even wear, the service life of the plates 12 is extended, and they remain round for longer and therefore leak-proof. The constant rotation loads the chain more evenly, resulting in a longer service life.
  • it is advantageous to install a chain tensioner with chain tension monitoring in such a way that a change in length of the conveyor chain 13 of the tubular chain conveyor 11 caused by the effects of temperature and wear is automatically compensated, especially in the case of reverse operation. additional This advantageously prevents the conveyor chain 13 from jumping off the drive wheel or the deflection device 27 .
  • FIG. 2 shows a section through the conveying tube 15 in the region of the rotary tube 2 in the discharge opening 23.
  • the conveying tube 15 is expediently made of steel, in particular stainless steel, and has an inner diameter of in particular 20 to 22 cm.
  • the conveying tube 15 is surrounded by a thermally insulating outer shell 17 which has a steel jacket 18, this steel jacket 18 being arranged at a distance from the conveying tube 15 so that there is a distance between the two components and thus an intermediate space 19 is present.
  • a coolant for example demineralized water, is poured into this intermediate space 19 and pumped from one end of the conveying pipe 15 to the other end.
  • the intermediate space 19 includes a non-illustrated pressure relief valve and, for safety, two redundant pumps in order to avoid cooling failure.
  • the steel jacket 18 is surrounded by a thermal insulation layer 20 .
  • this insulation layer 20 comprises a mineral or ceramic material, such as rock wool or ceramic fibers.
  • the insulation layer 20 is surrounded by an enveloping layer 21 made of aluminum foil, which has the advantage that it brings about reduced IR radiation due to its low emissivity.
  • the cladding layer 21 is surrounded by a jacket 22, which includes steel in particular. This jacket 22 is exposed to the temperature prevailing in the interior of the rotary tube 2 .
  • the temperatures caused by the Tempe linear expansion of the shell 22 is compensated by a scale-like (not shown) formation of the shell 22, the scales include fixed points and sliding seams.
  • the fixed points are expediently designed, for example in the form of a weld seam on the discharge openings 23, 23a, 23b, 23c, 23d, 23e, so that the length between the discharge openings 23, 23a, 23b, 23c, 23d, 23d, 23e is compensated the sliding seams can be realized.
  • the outer diameter of the conveying device 10 including the outer casing 17 is 30 cm in the embodiment shown in FIG. 2 and depends on the diameter of the conveying pipe 15 used, which usually has a diameter of the DN standard.
  • the discharge openings 23, 23a, 23b, 23c, 23d and 23e are funnel-shaped in cross section, expanding outward.
  • the discharge openings 23, 23a, 23b, 23c, 23d and 23e are lined with a protective layer 24, in particular made of steel, with the steel also being able to have a PTFE layer.
  • This protective layer 24 is connected to the conveying tube 15 at one end.
  • a thermal insulation 25 is formed at the other end at the transition between this protective layer 24 and the outer jacket 22 and connects the outer jacket 22 to the protective layer 24 .
  • This thermal insulation 25 prevents the temperature of the outer jacket 22 from being passed on to the conveying tube 15.
  • This thermal insulation 25 can, for example, comprise a ceramic material.
  • a nozzle unit 40 to support the discharge of the particles 80 from the conveyor tube 15 is arranged in a recess 43 in the intermediate space 19 through which coolant flows or alternatively (shown in dashed lines) in the thermal insulation layer 20 .
  • the nozzle unit 40 comprises a receptacle 42 with a nozzle 41, the receptacle 42 being mounted such that it can pivot and be positioned. As a result, the nozzle 41 can be rotated, tilted and shifted in all three spatial directions.
  • the nozzles 41 are connected via branches 45 to feed lines 44 which in turn are connected to a gas supply (not shown).
  • the supply lines 44 run along the conveying tube 15 within the intermediate space 19 or the thermal insulation layer 20.
  • the nozzle units 40 are arranged in the area of the discharge openings 23, 23a, 23b, 23c, 23d, 23e.
  • the nozzle units 40 are arranged directly opposite the discharge openings 23, 23a, 23b, 23c, 23d, 23e, but can alternatively also be arranged at another suitable position on the circumference of the conveyor tube 15, as shown in Figure 2 by nozzle units 40 shown in dashed lines is.
  • the flow 46 generated by the exit of the gas from the nozzles 41 is directed in such a way that the movement of the particles 80, in addition to gravity and the movement of the plates 12, which are pulled on the conveyor chain 13 through the conveyor tube 15, in the direction of the discharge openings 23 , 23a, 23b, 23c, 23d, 23e.
  • the gas used is an inert gas, preferably nitrogen (N2), and is tempered in such a way that the temperature in the conveying tube 15 remains below the plasticization temperature of approximately 50° C. in order to prevent the particles 80 from sticking together in the conveying tube 15 the conveyor chain 13 and the plates 12 to avoid.
  • N2 nitrogen
  • the gas used is an inert gas, preferably nitrogen (N2), and is tempered in such a way that the temperature in the conveying tube 15 remains below the plasticization temperature of approximately 50° C. in order to prevent the particles 80 from sticking together in the conveying tube 15 the conveyor chain 13 and the plates 12 to avoid.
  • N2 nitrogen
  • the flow 46 is only generated in a pulsed manner, ie only for a short time, as a result of which the cooling input of the gas, which is cold compared to the temperature in the rotary tube 2, is minimized.
  • the gas used for the nozzles 41 can also be tempered to further optimize the process, so that the temperature in the conveying tube 15 both prevents the particles 80 from sticking together in the conveying tube 15 and also minimizes unnecessary cooling of the rotary tube 2 .
  • the strong flow 46 directed at the top of the conveyor chain 13 and the plates 12 driving past causes the particles 80 to be blown off the conveyor chain 13 and from the plates 12 .
  • this pulsed flow 46 is clocked and directed in such a way that the entire conveyor chain 13 and all plates 12 are evenly charged over the entire conveyor path and all discharge openings 23, 23a, 23b, 23c, 23d, 23e of the conveyor tube 15.
  • the directed pulsed flow 46 can be timed depending on the conveying speed of the tubular chain conveyor 11 in such a way that the pulse starts when the area of the chain conveyor 11 is between two plates 12 directly above the respective discharge openings 23, 23a, 23b, 23c, 23d, 23e located.
  • the pulses can be clocked via solenoid valves in the branches 45 or in the feed lines 44, for example with a clocking of one second valve open (flow) and two seconds valve closed (no flow).
  • a nozzle unit 40 to support the movement of the particles 80 in the direction of the discharge openings 23, 23 a, 23b, 23c,
  • the nozzles 41 of the nozzle unit 40 also include adjustable nozzle diameters, so that they can be adapted to different types of Particles 80 can be adjusted. Nozzle diameters of 0.6-1.2 mm and a gas pressure in front of the nozzles 41 in the range of 5 bar are advantageous.
  • cone nozzles with an opening angle of about 60° can be used; the hole diameter can change from discharge opening to discharge opening in such a way that it becomes smaller in the conveying direction.
  • the supply lines 44 leading to the nozzles 41 with an outer diameter of 10mm -12mm are routed in the intermediate space 19 in the cooling water or in the thermal insulation layer 20 of the RKF.
  • the gas (N 2 ) is temperature-controlled to a temperature between 40°C and 100°C depending on the quality of the particles, so that the flow 46 caused by the gas pulses does not result in spontaneous cooling and condensation of the rotary tube 2 generated product gas in the interior 16 of the conveyor tube 15, such as occurs on the conveyor chain 13 or the plates 12, the particles 80 are still too warm and stick as described above. Shrinkage of the particles can also be advantageously avoided by using an optimally tempered gas.
  • FIG. 3 shows a plan view from above of a rotary drum furnace 1, which, in addition to the rotary tube 2, shows the entire endless path of the conveyor device 10.
  • a certain so-called overflow is always conveyed out of the rotary tube 2 both during start-up operation and during continuous operation of the rotary drum furnace 1.
  • the particles are cleaned off the conveyor chain 13 and the plates 12 of the tubular chain conveyor 11 by mechanical cleaning in the form of a knocking device 73 and a brush cleaning system 74.
  • a nozzle unit 75 is arranged in front of the drive wheel (not shown) of the drive 71, which has the same structure as the nozzle units 40 described in FIG.
  • the gas pulse generated by the nozzle unit 75 supports the discharge of the particles remaining on the conveyor chain 13 and the plates 12, as well as the partially gasified particles floating in the conveyor tube 15, into a gas-tight collection container 76 arranged below the overflow area 70.
  • a gas-tight collection container 76 arranged below the overflow area 70.
  • the particles are fed back into the return run 28 via a return line 78 or directly into the material feed tank 51 of the tube chain conveyor 11 transported. In this way, the particle transport can be closed gas-tight to form an endless circuit, as a result of which the oxygen-free atmosphere for the pyrolysis process carried out in the rotary tube 2 can advantageously be ensured.
  • the rear rum 28 can be designed to be pressure-tight and cooled.
  • the collected overflow can be conveyed by means of the tubular chain conveyor 77 for particle production, i.e. for example a shredder device (not shown) and ground together with fresh plastic bales in the shredder during particle production and thus also returned to the process.
  • the rotary drum furnace 1 also includes sensors for checking, controlling and regulating the overall process, such as temperature sensors 29, gas sensors 30, 31, pressure sensors 32, fill level sensor 34 and acoustic sensors 33.
  • the oxygen content in the gas-tight tube chain conveyor 11 and Rotating tube 2 is monitored with the aid of a gas sensor 30 in order to ensure the oxygen-free process.
  • infrared cameras 29 are arranged, which detect the temperature in the rotary tube 2 and can be designed to be cooled. Furthermore, sensors 31 for detecting methane and/or hydrogen can be arranged outside of the rotary tube 2 in order to detect the formation of combustible or explosive gas mixtures outside of the rotary tube 2 .
  • the sensors 30, 32 inside the rotary tube 2 are advantageously protected against an aggressive gas atmosphere of approx.
  • the associated lines are preferably and where possible routed in the cooling water chambers and/or within the thermal insulation layer 20 of the outer shell 17 of the tube chain conveyor 11 .
  • FIG. 4 shows a detailed view of the material feed device 50 and the emergency stop carrying device 63, which are arranged in front of the rotary tube 2 in the conveying direction are.
  • the material supply device 50 comprises a material supply container 51 into which the particles supplied via a supply 52 from production, ie for example a shredder, are introduced with the aid of a compression unit 53 .
  • additives such as lime for neutralizing chlorine, can also be fed into the material feed tank 51 .
  • the compression unit 53 includes a press screw 54 which, for example, removes the air surrounding the particles as a result of a pneumatic conveyance used in the inlet 52 or else a mechanical conveyance.
  • the particles are compressed against a cone 56 by means of a press screw 54 driven by a drive 55 or another pressing tool, as a result of which the air can escape and the particles are metered into the material feed tank 51 and conveyed to the.
  • the press screw 54 serves as a gas-tight seal for the material feed tank 51, which is flushed with N2. This ensures an oxygen-free atmosphere in the entire process space of the rotary drum furnace 1, which ensures the evaporation and, in particular, the complete pyrolysis of the particles.
  • Sensors (not shown) for monitoring the content of oxygen, nitrogen and hydrogen are arranged in the material feed tank 51 so that no explosive gas mixture can form in the material feed tank 51 .
  • the entire process space of the rotary drum furnace 1 is monitored, with the sensors in the material feed container 51 possibly also coming from the tubular chain conveyor 11 process gases escaping into the material feed tank 51.
  • the usually extremely light and therefore poorly free-flowing particles, which therefore hardly or not at all slip into the tubular chain conveyor 11 without support, are pressed from the material supply container 51 into the tubular chain conveyor 11 with the aid of a mechanical conveyor unit 59 and the material supply container 51 is emptied evenly metered.
  • the mechanical conveyor unit 59 comprises a hopper 60 in which turntables 61 driven by drives 62 , the axes of rotation of which are aligned perpendicularly to the hopper walls, push the particles in the direction of the tubular chain conveyor 11 .
  • a fast-acting gas-tight Safety slide 57 which can gas-tightly close the material supply tank 51 if required, such as when the process is shut down from the tube chain conveyor 11 or in the event of an accident.
  • the conveyor tube 15 can be cleaned with hot water, for example by means of a high-pressure cleaner, or with a steam cleaner with steam.
  • the high-pressure cleaner can, for example, be introduced into the conveying pipe 15 in such a way that the discharge openings 23, 23a. 23b. 23c. 23d, 23e and the nozzle units 40, 67, 75 can be cleaned.
  • a closable water/dirt drain opening (not shown) is formed in the cover 4 of the rotary tube 2 facing the overflow area 70 .
  • the dirty water can also be sucked out through one of the discharge openings 23, 23a, 23b, 23c, 23d, 23e, 23f.
  • the rotatable rotary tube 2 is installed with a minimum inclination of 1° to 3° to the horizontal, which helps drain the dirty water. In this way, the optimal operating condition of the tube chain conveyor 11 can be restored during a short service interval without removing the conveyor tube 15.
  • a guide tube with a centering device is pushed in from the side opposite the pull-out, so that one-sided loading of the conveying tube 15 is avoided and the threading of the conveying tube 15 is advantageously facilitated during reinstallation.
  • the rotary drum furnace 1 according to the invention shown in FIG. 1, FIG. 2 and FIG. 4 is arranged horizontally, which is essential for the effect according to the invention.
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Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Drehtrommel-Ofen (1) zur Verdampfung von Partikeln (80) mit einem zur Verdampfung der Partikel (80) ausgebildeten Drehrohr (2) und einer Fördervorrichtung (10) zum Befördern der Partikel (80) in das Drehrohr (2), wobei die Fördervorrichtung (10) eine Düseneinheit (40, 67, 75) zur Unterstützung der Beförderung der Partikel (80) umfasst. Weiterhin betrifft die Erfindung einen Drehtrommel-Ofen (1) mit Mitteln (63) zur Vereinfachung der Wartung der Fördervorrichtung (10), mit Mitteln zur Erhöhung der Lebensdauer der Fördervorrichtung (10) und mit Mitteln (53, 59) zur Verbesserung der Materialzufuhr der Fördervorrichtung (10). Weiterhin betrifft die Erfindung einen Drehtrommel-Ofen (1) mit Sensoren (29, 30, 31, 32, 33, 34) und einen Drehtrommel-Ofen (1) bei welchem die in einem Überlaufbereich (70) gesammelten Partikel dem Drehtrommel-Ofen (1) wieder zugeführt werden.

Description

Drehtrommel-Ofen
Die vorliegende Anmeldung nimmt die Priorität der deutschen Patentanmeldung DE 102021 114727.1 vom 08.06.2021 in Anspruch, deren Inhalt hierin durch Bezug nahme vollumfänglich aufgenommen wird.
Die Erfindung betrifft einen Drehtrommel-Ofen.
Es ist bekannt, dass zur Vergasung von Kunststoffresten und biogenen Stoffen, wie beispielsweise Biomasse, sowie kohlenstoffhaltigen beispielsweise kunststoffgebun denen Karbonfasern und Faserstoffen ein beheizter Drehtrommel-Ofen eingesetzt werden kann. Die Ausgangsstoffe, welche beispielsweise als gereinigte Kunststoff partikel, welche beispielsweise als Flocken ausgebildet sind, ausgebildet sind, werden im Folgenden allgemein als Partikel bezeichnet. Die Einförderung der zu vergasenden Partikel kann mittels einer drehenden Schnecke, einem starren Rohr kettenförderer oder pneumatisch erfolgen, wobei sich ein teilgekühlter Rohrketten förderer als besonders vorteilhaft für den Betrieb eines solchen Drehtrommel-Ofens gezeigt hat. Wesentlich ist eine gleichmäßige Verteilung der zu vergasenden Partikel über die gesamte beheizte Innenfläche des Drehrohrs, so dass es zu einer möglichst spontanen Vergasung der Partikel kommen kann. Das entstehende heiße Produktgas kann über eine oder mehrere gegenüber der Partikel-Einführöffnung gelegene Absaugöffnungen des Drehtrommel-Ofens abgesaugt werden und einer Kondensationsanlage zugeführt werden. Die Erfahrung im Betrieb mehrerer ähnli cher Vergasungsanlagen hat gezeigt, dass neben den entstehenden heißen Pro duktgasen auch feste Kohlenstoffreste, Stäube und Partikelreste und teilvergaste, teilweise klebrige Partikelreste entstehen und diese den Dauerbetrieb einer solchen Anlage durch Verschmutzung und daraus folgender möglicher Verstopfung stark beeinflussen. Ein derartiger Drehtrommel-Ofen ist zum Beispiel aus der DE 102019 107739.0 A1 bekannt. Hierbei wird das zu verdampfende Material mittels eines Rohrkettenförderers oder einer Schnecke innerhalb des Drehrohrs transportiert, wobei ein zielgerichteter Materialstrom in Richtung der Innenwand des Drehrohrs erzeugt wird. Der Rohrkettenförderer wird unter atmosphärischem Druck betrieben, so dass die Austragung der Partikel von dem Rohrkettenförderer in das Drehrohr allein über die Schwerkraft bewirkt wird. Dies hat den Nachteil, dass die teilweise sehr leichten Partikel nicht vollständig in das Drehrohr gelangen und der Anteil der Partikel, die sich am Ende des Drehrohrs noch in dem Rohrkettenförderer befinden vergleichsweise hoch ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung bereitzustellen, welche die oben beschriebenen Nachteile des Standes der Technik beseitigt.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit Merkmalen des unabhängigen Anspruchs. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen und Varian ten der Erfindung.
Ein erfindungsgemäßer Drehtrommel-Ofen zur Verdampfung von Partikeln mit einem zur Verdampfung der Partikel ausgebildeten Drehrohr und einer Fördervorrichtung zum Befördern der Partikel in das Drehrohr umfasst die Fördervorrichtung erfin- dungsgemäß eine Düseneinheit zur Unterstützung der Beförderung der Partikel. Die Partikel, welche beispielsweise aus Kunststoffresten in Schreddervorrichtungen hergestellt werden, sind mit einem Gewicht im Bereich von 50kg pro Kubikmeter leicht und folgen daher nicht ohne weiteres der Schwerkraft, insbesondere wenn die Partikel in großen Mengen bewegt werden und es dadurch zu Verwirbelungen kommen kann. Die Düsenvorrichtung wirkt diesem Effekt entgegen und unterstützt ein Austragen der Partikel aus der Fördervorrichtung in das Drehrohr dadurch vorteilhaft.
Weiterhin kann die Düseneinheit eine in einer Aufnahme angeordnete Düse umfas sen. Insbesondere kann die Aufnahme in mindestens zwei Freiheitsgraden bewegbar ausgebildet sein. Dies hat den Vorteil, dass die Wirkrichtung der Düse eingestellt werden kann. Die bevorzugten Freiheitsgrade sind die Wirkrichtung der Düse und ein Verkippen der Aufnahme um die zur Wirkrichtung der Düse senkrechten Achsen. Es ist auch eine Anordnung der Aufnahme auf einer an der Wandung einer Förder- röhre der Fördervorrichtung ausgebildeten Schiene denkbar, so dass die Düsenauf nahme entlang der Wandung der Förderröhre bewegt werden kann. Die Bewegung der Düsenaufnahme kann manuell oder über Aktuatoren bewirkt werden.
Weiterhin kann der Durchmesser der Düse der Düseneinheit einstellbar ausgebildet sein. Dadurch können die Gasmenge und das Sprühbild, also die Form der Vertei lung des Gases im Raum, eingestellt werden. Alternativ kann die Düse auch ausge tauscht werden und beim Wiedereinbau der neuen Düse die Position und die Einrichtung angepasst werden.
Daneben kann die Düseneinheit im Bereich mindestens einer in der Fördervorrich- tung ausgebildeten Austragsöffnung angeordnet sein. Dies hat den Vorteil, dass das Austragen der Partikel aus der Fördervorrichtung in das Drehrohr verbessert wird und weniger Partikel am Ende des Drehrohrs in der Förderröhre verbleiben.
Insbesondere kann die Düseneinheit im Bereich einer Austragsöffnung einer in dem Drehrohr verlaufenden Förderröhre der Fördervorrichtung angeordnet sein. Die Partikel können durch die Förderröhre in das Drehrohr verbracht werden, wobei die Partikel über mehrere Austragsöffnungen in dem Drehrohr gleichmäßig verteilt werden können. Abhängig von dem an der Düse anliegenden Druck, dem Sprühbild und der Ausrichtung der Düse, sowie der Position der Düseneinheit in der Förder röhre kann die Wirkung des durch die Düseneinheit bewirkten Gasstroms derart eingestellt werden, dass der Austrag aus der Förderröhre in das Drehrohr vorteilhaft unterstützt wird.
Weiterhin kann die Düseneinheit im Bereich einer in einer Notaustragsvorrichtung der Fördervorrichtung ausgebildeten Notaustragsöffnung angeordnet sein. Die Notaustragsvorrichtung ist in Förderrichtung der Fördervorrichtung vor dem Drehrohr und vor einer Materialzufuhreinrichtung, durch welche die Förderöhre mit den
Partikeln beladen wird, angeordnet. Die Notaustragsvorrichtung kann beispielsweise bei einer Unterbrechung des Prozesses zum Einsatz kommen, wobei dabei die bereits in der Förderröhre befindlichen und noch nicht in das Drehrohr verbrachten Partikel in einem Rückwärtsbetrieb der Fördervorrichtung durch die Notaustragsöff- nung aus der Förderröhre entfernt werden können. Für den Rückwärtsbetrieb ist es weiterhin vorteilhaft, wenn eine Kettenspannvorrichtung vorhanden ist, wodurch ein Abspringen der Förderkette vermieden werden kann.
Die Notaustragsöffnung kann auch zu Wartungszwecken, beispielsweise zur Über- prüfung einer in der Förderröhre verlaufenden Förderkette und Tellern verwendet werden. Weiterhin können durch die Notaustragsöffnung in die Fördervorrichtung gelangte Fremdkörper entfernt werden. Diese Fremdkörper können beispielsweise über Sensoren, wie akustische Sensoren oder Metalldetektoren, erfasst werden.
Daneben kann die Düseneinheit im Bereich einer in einem Überlaufbereich der Fördervorrichtung ausgebildeten Sammelaustragsöffnung angeordnet sein. Dieser Bereich der Fördervorrichtung kann direkt im Anschluss an den Bereich, welcher durch das Drehrohr führt anschließen und dient der Sammlung aller nicht im Bereich des Drehrohrs ausgetragenen Partikel, welche auch als Overflow bezeichnet wer den, und der Reinigung der Förderkette und der Teller, welche durch verkleben oder anhaften von Partikeln verunreinigt sein können. Der Überlaufbereich umfasst daher zunächst eine Kühlvorrichtung, um das Förderrohr und die darin befindlichen Partikel abzukühlen. Die Kühlvorrichtung ist dabei unabhängig von einer zur Tempe rierung der Förderröhre ausgebildeten Temperiervorrichtung. Weiterhin umfasst der Überlaufbereich eine Klopfvorrichtung und eine Bürstenreinigung, welche die Partikelreste und Anhaftungen entfernen können. Die Düseneinheiten können die Reinigung unterstützen, wobei sich die Einstellung der Düse, der verwendete Druck und die Art der Strömung sich von den in dem Drehrohr oder in der Notaustragsöff nung angeordneten Düseneinheiten stark unterscheiden können. Insbesondere kann zur Reinigung ein Druck im Bereich von ca. 10bar zur Anwendung kommen. Weiterhin kann die Düseneinheit gegenüber mindestens einer Austragsöffnung angeordnet sein. Dadurch wird die Strömung am höchsten Punkt der Förderröhre ausgebildet und kann nahezu den gesamten Querschnitt der Förderröhre erfassen, wodurch eine Vielzahl der in der Förderröhre schwebenden Partikel von der Strö mung erfasst und in Richtung der Austragsöffnung verbracht werden. Insbesondere kann die Düseneinheit eine Strömung in Richtung mindestens einer Austragsöffnung bewirken. Die durch die Düse bewirkte Strömung ist derart ausge bildet, dass diese einerseits die Partikel, welche beispielsweise an oder auf der Förderkette oder den Tellern anhaften, löst und andererseits die Bewegung der in der Förderröhre zumindest teilweise schwebenden Partikel in Richtung der Aus tragsöffnung durch die Strömung unterstützt wird. Abhängig von den Eigenschaften der Partikel und der Art der Austragsöffnungen kann die Strömung unterschiedlich ausgebildet sein. Im Fall der Düseneinheiten im Überlaufbereich, in welchem die Reinigungswirkung im Vordergrund steht und in welcher der die Strömung erzeu gende Gasstrom keinen Einfluss auf die Temperatur im Drehrohr und damit auf die Qualität des Prozesses hat, kann ein großer Volumenstrom und ein hoher Gasdruck verwendet werden. Im Bereich der Notaustragsöffnung, der üblicherweise nur im Fall eines gestoppten Prozesses Anwendung findet, muss ebenfalls keine Rücksicht auf Volumenströme oder die Störung des Prozesses genommen werden. Im Bereich der Förderröhre, welche innerhalb des Drehrohrs verläuft, kann ein hoher Volumenstrom des im Vergleich zur Prozesstemperatur im Drehrohr kalten Gases zu einer Abküh lung des Drehrohrs führen, wodurch der Prozess negativ beeinflusst wird.
Insbesondere kann die Strömung gepulst ausgebildet sein, wodurch der Volumen strom der Strömung vorteilhaft reduziert wird. Durch die Länge und Stärke der Impulse kann einerseits die Temperatur der Partikel in der Förderröhre und anderer seits die Abkühlung des Drehrohrs geregelt werden.
Dabei kann die Strömung auf die von der Fördervorrichtung umfassten Kette und Teller gerichtet sein. Beispielsweise kann der Strömungsimpuls immer dann aktiviert werden, wenn sich ein Teller der Fördervorrichtung im Bereich der Strömung befin det. Dadurch kann die Effizienz, also die durch einen Impuls bewegte beziehungs weise ausgetragene Partikelmenge, vorteilhaft verbessert oder die Dauer und Häufigkeit der Impulse bei gleichem Austrag reduziert werden.
Weiterhin kann eine Zuführungsleitung für die Versorgung der Düse mit einem Gas derart angeordnet sein, dass ein Erwärmen des Gases verhindert wird. Insbesonde re die Erwärmung des Gases im Bereich des Drehrohrs kann zu einer Erwärmung der Partikel über ihre Plastifizierungstemperatur führen. Dadurch können die Partikel anfangen zu schmelzen und mit der Förderkette, den Tellern und/oder dem Förder rohr selbst zu verkleben. Zur Vermeidung von Granulierung ist es von Vorteil, wenn die Gastemperatur nicht mehr als 50° beträgt.
Insbesondere kann die Zuführungsleitung innerhalb einer Außenhülle der Fördervor richtung verlaufen. Das Förderrohr kann im Bereich des Drehrohrs zur Vermeidung einer Erwärmung der Partikel in der Außenhülle eine mineralische oder keramische Isolierungsschicht und einen mit einem Fluid durchströmten Zwischenraum umfas sen. In der Isolierungsschicht werden die Zuleitungen und dadurch das in den Zuleitungen geführte Gas passiv vor der im Ofen herrschenden Temperatur von ca. 700° geschützt. Alternativ kann die Zuleitung auch in dem mit einem Fluid gespülten Zwischenraum angeordnet sein, wodurch eine aktive Kühlung des Gases erreicht werden kann. Neben den erläuterten Maßnahmen, die Zuleitung zum Schutz vor Erwärmung in der Außenhülle der Förderröhre zu führen, kann das für die Strömung verwendete Gas auch gezielt durch eine Temperaturregelung temperiert werden, so dass die Temperatur eingestellt und bei Bedarf jederzeit an die Edukte angepasst werden kann.
Ein erfindungsgemäßer Drehtrommel-Ofen zur Verdampfung von Partikeln mit einem zur Verdampfung der Partikel ausgebildeten Drehrohr und einer Fördervorrichtung zum Befördern der Partikel in das Drehrohr umfasst erfindungsgemäß Mittel zur Vereinfachung der Wartung der Fördervorrichtung. Dadurch kann die Wartung des Drehrohrs, beispielweise zum Entfernen von im Drehrohr verbliebenen, nicht ver dampften Partikelresten oder Reststoffen der Verdampfung oder der Förderröhre, wie beispielsweise der Entfernung von mit der Kette, den Tellern oder der Innen wandung der Förderröhre verklebten Partikeln, vorteilhaft vereinfacht werden.
Insbesondere kann das Mittel als Notaustragsvorrichtung ausgebildet sein. Diese dient zur Entfernung von Partikeln, welche bereits in die Förderröhre eingebracht wurden, aber noch nicht in das Drehrohr eingebracht wurden oder zur Entfernung von Fremdkörpern, wie Metallteilen oder Teilen von einem gebrochenen Teller des Rohrkettenförderers. Dabei kann die Notaustragsvorrichtung derart angeordnet sein, dass ein Austragen der Partikel im Rückwärtsbetrieb der Fördervorrichtung möglich ist. Dies ist dann der Fall, wenn die Notaustragsvorrichtung in Förderrichtung vor der Materialzufuhrvor richtung angeordnet ist. Weiterhin kann die Notaustragsvorrichtung auch zur visuel len Inspektion der Förderkette und den Tellern verwendet werden, wobei die visuelle Inspektion üblicherweise im Bereich des Überlaufs oder im Bereich der Umlenkvor richtung der Förderkette durchgeführt wird.
Daneben kann das Mittel als eine nicht haftende Oberfläche zur vereinfachten Reinigung einer Förderkette und Tellern der Fördervorrichtung ausgebildet sein. Je geringer die Flaftwirkung der Oberfläche, desto geringer die Anhaftungen durch die Partikel oder durch Reststoffe des Prozesses. Anhaftende Partikel oder Reststoffe können leichter abgereinigt werden.
Insbesondere kann die nichthaftende Oberfläche durch eine PTFE (Teflon) umfas sende Antihaft-Beschichtung oder durch Politur realisiert sein.
Weiterhin kann das Mittel als Vorrichtung zum Reinigen ausgebildet sein, welche als Teil des Drehtrommel-Ofens ausgebildet ist und von einer zentralen Ansteuerung angesteuert werden kann. Dadurch kann ein automatisierter Reinigungsvorgang in den Prozess integriert werden, welcher beispielsweise nach einer bestimmten Prozessdauer oder beim Wechsel der im Drehtrommel-Ofen prozessierten Partikel ausgeführt werden kann.
Insbesondere kann die Reinigungsvorrichtung einen Flochdruckreiniger oder einen Dampfreiniger umfassen. Während ein Dampfreiniger mit Dampf und üblicherweise bei geringeren Drücken von 3 bis 20bar arbeitet, können Hochdruckreiniger, welche mit Wasser arbeiten, Drücke von bis zu 1000 bar erreichen und dadurch auch eine höhere Reinigungsleistung erzielen.
Daneben kann das Mittel als Einbau- und/oder Ausbauhilfe ausgebildet sein. Im Rahmen einer Wartung kann es beispielsweise notwendig sein, dass die gesamte Förderröhre aus dem Drehrohr ausgebaut werden muss. Dabei kann die Einbau- und/oder Ausbauhilfe ein Führungsrohr mit einer gegebe nenfalls rollengestützten Zentriereinrichtung umfassen. Dieses stützt das beim Ein oder Ausbau im Drehrohr frei schwebende Ende der Förderröhre und entlastet dadurch eine zweite Lagerung der Förderröhre, über welche das gesamte Gewicht der Förderröhre aufgenommen werden muss. Auch vereinfacht es die Zentrierung der Förderröhre im Drehrohr beim Wiedereinbau.
Ein weiterer erfindungsgemäßer Drehtrommel-Ofen zur Verdampfung von Partikeln mit einem zur Verdampfung der Partikel ausgebildeten Drehrohr und einer Förder vorrichtung zum Befördern der Partikel in das Drehrohr umfasst erfindungsgemäß Mittel zur Erhöhung der Lebensdauer der Fördervorrichtung.
Insbesondere kann das Mittel als eine Führung einer Förderkette der Fördervorrich tung ausgebildet sein, welche derart ausgebildet ist, dass die Förderkette um ihre eigene Achse rotiert. Dies kann beispielsweise durch eine Verschränkung der Kette im Bereich der Umlenkvorrichtung realisiert sein. Das ständige Rotieren der Kette um die eigene Achse bewirkt eine gleichmäßige Belastung und eine gelichmäßigen Verschleiß der Kette und der an der Kette angeordneten Tellern.
Weiterhin kann das Mittel als Vorspannung der Förderkette ausgebildet sein. Die Vorspannung reduziert den Verschleiß im Bereich der Umlenkvorrichtungen und zentriert die Förderkette mit den an der Förderkette frei beweglich befestigten Tellern. Die Befestigung ist dabei derart ausgebildet, dass ein Verkippen der Teller in der Förderröhre möglich ist, so dass bei einem festen Hindernis an der inneren Wandung der Förderröhre der Teller verkippt und dadurch ein Schaden am Teller vermieden werden kann.
Daneben kann das Mittel als ein schuppenartig ausgebildeter Mantel eines Förder- rohrs der Fördervorrichtung ausgebildet sein. Die Schuppen des Mantels können dabei Fixpunkte und Schiebenähte aufweisen. Zweckmäßigerweise sind die Fix punkte, beispielsweise in Form einer Schweißnaht an den Austragsöffnungen der Förderröhre ausgebildet, so dass der Ausgleich der Länge zwischen den Austrags öffnungen über die Schiebenähte realisiert werden kann. Diese führt zu einer Reduzierung der durch auf Grund der Temperaturänderungen im Mantel auftreten den Längenänderungen und der dadurch bewirkten Spannung im Material des Mantels und erhöht dadurch vorteilhaft die Lebensdauer des Mantels.
Ein weiterer erfindungsgemäßer Drehtrommel-Ofen zur Verdampfung von Partikeln mit einem zur Verdampfung der Partikel ausgebildeten Drehrohr und einer Förder vorrichtung zum Befördern der Partikel in das Drehrohr umfasst erfindungsgemäß mindestens einen Sensor. Sensoren können die Steuerung des Prozesses durch das Erfassen von physikalischen Eigenschaften an verschiedenen Stellen des Drehtrommel-Ofens, welche nachfolgend ausgewertet und als Eingangsgröße für eine Steuerung und/oder Regelung verwendet werden können, unterstützen.
Insbesondere kann der Drehtrommel-Ofen Sensoren zur Erfassung von Gasen, Druck und/oder Temperatur umfassen. Diese können beispielsweise den Sauer stoffgehalt in dem Drehrohr überwachen, um einen sauerstofffreien Prozess sicher stellen zu können. Außerhalb des Drehrohrs oder des Drehtrommel-Ofens kann der Stickstoff und der Wasserstoffgehalt erfasst werden, um die Bildung eines explosi ven Gasgemischs in oder um den Drehtrommel-Ofen durch die Anreicherung der Umgebung mit im Prozess erzeugten Methan oder Wasserstoff zu überwachen. Der Drehtrommel-Ofen wird überwiegend atmosphärisch betrieben, wobei im Drehrohr ein leichter Unterdrück herrschen kann, der durch Drucksensoren erfasst werden kann. Der Unterdrück bewirkt, dass keine brennbaren Gase nach außen dringen und minimiert das Eindringen von Falschgasen, also Gasen welche den Prozess nachtei lig beeinflussen, wie beispielsweise Sauerstoff, in die Förderröhre. Die Temperatu rüberwachung im Drehrohr ist zur Steuerung der Verdampfung notwendig.
Weiterhin können die Mittel als Abbildungseinrichtungen, insbesondere als Infrarot kamera ausgebildet sein. Die Infrarotkamera kann beispielsweise in den feststehen den Deckeln des Drehrohrs angeordnet sein und die Temperaturverteilung im Drehrohr erfassen. Diese kann beispielsweise als weiterer Input für die Regelung der Fördervorrichtung oder auch der Temperierung von dem Drehrohr oder den weiter oben beschrieben erfindungsgemäßen Düsen verwendet werden. Alternativ kann die Abbildungsvorrichtung beispielsweise als Überwachungskamera ausgebil- io det sein, um den Prozess an verschiedenen Stellen visuell zu überwachen, wie beispielsweise als Füllstandsensor in einen Sammelbehälter im Bereich des Über laufs. Alle im Drehrohr angeordneten Sensoren können vorteilhafterweise gegen eine aggressive Gasatmosphäre von 500°C - 900° Celsius und einem hohen Stau banteil geschützt sein.
In einem weiteren erfindungsgemäßen Drehtrommel-Ofen zur Verdampfung von Partikeln mit einem zur Verdampfung der Partikel ausgebildeten Drehrohr und einer Fördervorrichtung zum Befördern der Partikel in das Drehrohr und einem Überlauf bereich werden erfindungsgemäß die in dem Überlaufbereich gesammelten Partikel über ein Rücktrum, also eine insbesondere druckdicht und gekühlt ausgeführte Rückführeinrichtung für die Förderkette oder einen Materialzulaufbehälter des Drehtrommel-Ofens oder einem zur Fierstellung der Partikel verwendeten Schredder dem Drehtrommel-Ofen und damit dem Prozess wieder zugeführt. Dadurch kann ein geschlossener Partikelkreislauf ohne Abfälle realisiert werden, wodurch die Effizienz des Prozesses in Bezug auf den eingesetzten Materialeintrag vorteilhaft erhöht.
Ein weiterer Drehtrommel-Ofen zur Verdampfung von Partikeln mit einem zur Verdampfung der Partikel ausgebildeten Drehrohr und einer Fördervorrichtung zum Befördern der Partikel in das Drehrohr umfasst Mittel zur Verbesserung der Materi alzufuhr der Fördervorrichtung.
Insbesondere kann das Mittel als eine Verdichtungseinheit für die Zufuhr der Partikel in einen Materialzulaufbehälter der Fördervorrichtung ausgebildet sein. Die Verdich tungseinheit kann zwischen der Zuführung der Partikel und dem Materialzulaufbe hälter, von welchem die Partikel in die Förderröhre verschoben werden, angeordnet sein. Im Lager beziehungsweise bei der Herstellung der Partikel ist zwischen den Partikeln häufig Luft eingeschlossen, welche auch bei der Zuführung zur Materialzu fuhrvorrichtung des Drehtrommel-Ofens nicht entweicht. Im Gegenteil kann im Fall einer pneumatischen Zuführung der Partikel zusätzlich Luft eingebracht werden. Um die Luft und damit den für den Prozess störenden Sauerstoff zwischen den Partikeln zu entfernen, werden diese beispielsweise durch eine sogenannte Pressschnecke verdichtet, wodurch die Luft weitestgehend entweicht. Die Partikel werden dabei durch die Schnecke gegen einen verstellbaren Konus gedrückt, so dass die Partikel verdichtet werden und die Luft mit dem Sauerstoff entweichen kann. Der Materialzu laufbehälter kann mit Stickstoff geflutet werden, so dass ein leichter Überdruck im Materialzulaufbehälter bewirkt wird, welcher ein Eindringen von Luft verhindert. Weiterhin kann das Mittel als Drehteller für den Austrag aus dem Materialzulaufbe hälter in eine Förderröhre der Fördervorrichtung ausgebildet sein. Eine mechanische Fördereinheit umfasst einen Trichter, in welchem von Antrieben angetriebene mindestens zwei Drehteller, deren Drehachsen senkrecht zu den Trichterwänden ausgerichtet sind, gegenüberliegend angeordnet sind. Die Drehteller können insbe- sondere gegenläufig rotieren. Die Drehteller schieben die leichten Partikel, welche im Fall von Kunststoffartikeln beispielsweise nur ein Gewicht von 50 kg/m3 aufwei sen können, mechanisch in die Förderröhre des Rohrkettenförderers. Die Zufuhr der Partikel, welche ansonsten lediglich durch die Schwerkraft der Partikel bewirkt würde, wird dadurch vorteilhaft unterstützt, wodurch eine geregelte Zufuhr auch von nicht rieselfähigen Partikeln zum Drehrohr sichergestellt werden kann.
Die Erfindung bewirkt, dass die Austragung der Partikel mit einer gleichmäßigen Belegung der erhitzten Innenwand des Drehrohrs vorteilhaft verbessert wird, wodurch die vollständige Verdampfung der in den Innenraum geförderten Partikel bewirkt wird. Durch die Anordnung der Düsen wird die Austragung verbessert und eine Minimierung der Partikelreste am Ende des Drehrohrs reduziert. Die Mittel zur Vereinfachung der Wartung der Fördervorrichtung, die Mittel zur Erhöhung der Lebensdauer der Fördervorrichtung, die Mittel zur Überwachung des Prozesses und Mittel zur Verbesserung der Materialzufuhr tragen zu einer weiteren vorteilhaften Verbesserung der Effizienz des Drehtrommel-Ofens bei. Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele und Varianten der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
Figur 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Drehtrommel-Ofen von der Seite, Figur 2 einen Schnitt entsprechend der Schnittlinie ll-ll in Fig. 1 durch eine erfindungsgemäße Förderröhre,
Figur 3 eine Draufsicht durch einen erfindungsgemäßen Drehtrommel-Ofen von oben, und
Figur 4 eine Detailansicht eines erfindungsgemäßen Drehtrommel-Ofens.
Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Drehtrommel-Ofen 1, welcher mindestens ein indirekt beheizbares Drehrohr 2 umfasst, das drehbar um eine Ofenlängsachse X gelagert ist. Das Drehrohr 2 ist als Flohlzylinder ausgebildet und an seinen beiden Stirnseiten mittels eines Deckels 3, 4 verschlossen. Das Drehrohr 2 wird mittels einer vorzugsweise externen Fleizvorrichtung (nicht dargestellt) auf eine Temperatur aufgeheizt, welche ausreicht um auf der Innenseite des aufgeheizten Drehrohrs 2 befindliche aus Abfall gewonnene Partikel durch Verdampfen unter einer sauerstoff freien Atmosphäre, also durch Pyrolyse aufzuspalten. Die Partikel weisen beispiels weise Polyethylen, Polypropylen oder Biomasse auf. Der Innendurchmesser des zylindrischen Drehrohrs 2 beträgt zum Beispiel 70cm bis 100cm. Die Drehzahl des Drehrohrs 2, mit der sich dieses um eine feststehende Fördervorrichtung 10 dreht, beträgt zum Beispiel 10 bis 20 Umdrehungen pro Minute. Der Bewegungsspalt in den Deckeln 3, 4 zwischen dem Drehrohr 2 und der Fördervorrichtung 10 ist derart abgedichtet, dass das in dem Ofeninnenraum befindliche Medium nicht nach außen austreten kann. Daneben wird der Drehtrommel-Ofen 1 überwiegend atmosphärisch betrieben, wobei im Drehrohr 2 ein leichter Unterdrück herrscht, der durch Druck sensoren 32 erfasst wird. Der Unterdrück bewirkt, dass keine brennbaren Gase nach außen dringen. Die Fördervorrichtung 10 befördert die Partikel in den Drehtrommel- Ofen 1. Die Partikel werden durch die Temperatur des aufgeheizten Drehrohrs 2, welche zwischen 500° und 900° Celsius, vorteilhafterweise zwischen 600 ° bis 700 ° Celsius beträgt, erhitzt und verdampfen dadurch. Die Temperatur im Drehrohr 2 wird dabei durch in den Deckel 3, 4 angeordnete Infrarotkameras 29 erfasst. Das durch das Verdampfen der Partikel erzeugte Gas wird aus dem Innenraum des Drehrohrs 2 über die Absaugöffnung 6 abgesaugt und wird einer weiteren Nachbehandlung (nicht dargestellt) beispielsweise einer fraktionierten Destille zugeführt, in welcher in Abhängigkeit von der Temperatur unterschiedliche Brennstoffarten, wie Paraffin, Diesel, Benzin und Gase erzeugt werden. Ebenfalls im Prozess anfallende Kohlen stoffreste werden aus dem Drehrohr 2 gefördert, abgekühlt und entsorgt oder einer weiteren thermischen Verarbeitung, wie beispielsweise einer Thermosynthese, zugeführt. Mit dem erfindungsgemäßen Drehtrommel-Ofen 1 können Eintragsmen gen von 1000kg bis 1.500 kg pro Stunde verdampft werden. Zweckmäßigerweise ist neben dem Drehrohr 2 auch die Förderröhre 15 außerhalb des Drehrohrs 2 druck dicht ausgeführt, so dass die sauerstofffreie Atmosphäre, die mindestens im Dreh rohr 2 gewährleistet sein muss, sichergestellt werden kann. Zur Überwachung des Sauerstoffgehaltes und des Drucks im Drehrohr 2 sind in der Figur 1 beispielhaft ein Drucksensor 32 und ein Gassensor 30 im Drehrohr 2 dargestellt. Ein weiterer Gassensor 31 erfasst die Konzentration von im Prozess gewonnenen Methan und/oder Wasserstoff, um eine brennbare oder explosive Gasmischung außerhalb des Drehrohrs 2 zu überwachen. Während des Transportes mit der Fördervorrich tung 10 innerhalb des Drehrohrs 2 werden die Partikel in Längsrichtung des Dreh rohrs 2 bei einer Eigentemperatur unter ihrer Plastifizierungstemperatur, insbesondere von unter 50 °C transportiert und durch Austragsöffnungen 23, 23a, 23b, 23c, 23d, 23e auf die gegenüberliegende innere Umfangsfläche des sich gleichmäßig drehenden Drehrohrs 2 gleichmäßig aufgebracht. Die als Rohrketten förderer 11 ausgebildete Fördervorrichtung 10 verläuft mittig durch die mit dem Deckel 3 verschlossene erste Stirnseite in Längsrichtung in das Drehrohr 2 hinein und durch den Deckel 4 der zweiten Stirnseite wieder heraus. Die beiden Enden des Rohrkettenförderers 11 , welcher eine Förderröhre 15 umfasst, sind über ein soge nanntes Rücktrum, welches in der Figur 1 durch das Drehrohr 2 verdeckt wird, miteinander verbunden, so dass sich eine endlose Fördervorrichtung 10 ergibt. Die Geschwindigkeit des Rohrkettenförderers 11 liegt bei 1 m/min bis 20 m/min, insbe sondere 18 m/min. In der Förderröhre 15 werden an einer Förderkette 13 angeord nete Teller 12 gezogen, welche die Partikel vor sich herschieben und dadurch transportieren. Die Teller 12, die in der Figur 1 nur im Anfangsbereich des Drehrohrs 2 beispielhaft eingezeichnet sind, weisen beispielsweise einen Abstand von 20 cm zueinander auf und verlaufen senkrecht zur Förderrichtung y. Die Teller 12 sind dem Querschnitt des Innenraums 16 der Förderröhre 15 angepasst und weisen bei- spielsweise einen Durchmesser von 15 cm auf. Der Durchmesser ist um 1mm bis 2mm kleiner als der Innendurchmesser der Förderröhre 15, wobei sich im Betrieb der Fördervorrichtung 10 ein Film zwischen dem Rand der Teller 12 und der Innen wandung der Förderröhre 15 ausbildet, so dass die Teller 12 die Förderröhre 15 weitgehend abdichten. Die Partikel werden durch die Teller 12 durch die Förderröh re 15 bis zu den Austragsöffnungen 23, 23a, 23b, 23c, 23d, 23e geschoben, durch welche sie in das Drehrohr 2 eingebracht werden. In der Förderrichtung y der Fördervorrichtung 10, welche in der Figur 1 durch einen Pfeil dargestellt ist, ist vor dem Deckel 3 ein Bestückungsabschnitt 14 angeordnet, welcher mit einer Material zufuhreinrichtung 50 verbunden ist. Die Materialzufuhreinrichtung 50 umfasst eine Verdichtungseinheit 53, welche die von einer Zufuhr 52 kommenden Partikel ver dichtet, wodurch die die Partikel umgebende Luft entfernt wird, so dass vorteilhaf terweise kein Sauerstoff ins System gelangt. Die derart entgasten Partikel werden in einem Materialzulaufbehälter 51 zwischengelagert und mit Stickstoff überlagert, der Materialzulaufbehälter wird also mit Stickstoff geflutet um ein Miteintragen von Sauerstoff in die Förderröhre 15 zu vermeiden. Das Fördergut in Form der Partikel wird aus dem Materialzulaufbehälter 51 in die Förderröhre 15 des Rohrkettenförde rers 11 in der in der Figur 1 dargestellten Ausführungsform, welche als Kunststoff partikel ausgebildete nicht rieselfähige Partikel verdampft, durch eine mechanischen Fördereinheit 59 verbracht. Die mechanische Fördereinheit 59 ist im Fall von Partikeln aus Biomasse, welche rieselfähig sind, nicht unbedingt notwendig. Die über den Materialzulaufbehälter 51 eingebrachte Menge beträgt beispielsweise 350 g pro Sekunde. Die Materialzufuhreinrichtung 50 wird in der Figur 4 im Detail beschrieben. Zwischen der Materialzufuhrvorrichtung 50 und einer in Förderrichtung y davor angeordneten Umlenkvorrichtung 27 für die Förderkette 13 des Rohrketten förderers 11 ist eine Notaustragsvorrichtung 63 angeordnet, welche in der Förder röhre 15 eine Notaustragsöffnung 65 aufweist. Im Fall einer Verstopfung, eines Fehlerfalls oder einer festgefahrenen Förderkette 13, kann der Rohrkettenförderer 11 in einen Rückwärtsbetrieb gestellt werden. Dadurch können die noch nicht vergasten Partikel aus dem Drehtrommel-Ofen 1 herausgeholt und über die Notaus tragsöffnung 65 aus dem Rohrkettenförderer 11 ausgetragen werden. Dieser Vor gang wird durch gegenüber der Notaustragsöffnung 65 angeordnete Düseneinheiten 67 unterstützt, welche durch einen Gasimpuls oder kontinuierlichen Gasstrom die Partikel aus der Förderröhre 15 in den Auffangbehälter 66 verbringen. Durch ein Umschalten zwischen Vorwärts- und Rückwärtsbetrieb kann eine Blockierung der Fördervorrichtung 10 gelöst werden. Auch im Fall, dass ein Fremdkörper, wie ein Stück Metall, ein gebrochener Teller 12 oder ein Schraubenschlüssel zwischen die Partikel geraten ist, kann die Notaustragsöffnung 65 zur Entfernung des Gegenstan des verwendet werden. Die Fremdkörper werden dabei durch Sensoren 33 detek- tiert, welche beispielsweise als akustischer, Ultraschall- oder Magnetsensoren ausgebildet sind und anhand der Veränderung des erfassten Frequenzspektrums einen Fremdkörper oder ein Störung detektieren können. Unterhalb der Notaus tragsöffnung 65 ist ein gasdichter Auffangbehälter 66 angebracht, der mit Stickstoff (N2) gespült werden kann, wodurch auch hier vermieden wird, dass Sauerstoff in das System gelangen kann. Die Notaustragsöffnung 65 kann im Betrieb des Drehtrom- mel-Ofens 1 durch einen gasdichten Schieber 64 verschlossen werden.
Innerhalb des Drehrohrs 2 wird die Förderröhre 15 durch eine isolierende Außenhül le 17 umgeben, so dass die Temperatur innerhalb der Förderröhre 15 zwischen 20° und 50° Celsius innerhalb des auf 500°-900° Celsius erhitzten Drehrohrs 2 gehalten werden kann. In der Förderröhre 15 und in ihrer Außenhülle 17sind in Längsrichtung hintereinanderliegende Austragsöffnungen 23, 23a, 23b, 23c, 23d und 23e ausge bildet. Diese Austragsöffnungen 23, 23a, 23b, 23c, 23d und 23e haben unterschied liche Größenabmessungen, wobei die Größe dieser Austragsöffnungen 23, 23a,
23b, 23c, 23d und 23e in Förderrichtung y der Fördervorrichtung 10 üblicherweise zunimmt. Durch die in der Größe unterschiedlichen Austragsöffnungen 23, 23a, 23b, 23c, 23d und 23e wird bewirkt, dass eine gleichbleibende Austragsmenge über die Länge der Förderröhre 15 gegeben ist. Hierdurch wird die gesamte Länge des Drehrohrs 2 im Bereich der Austragsöffnungen 23, 23a, 23b, 23c, 23d und 23e durch die auf die Ofeninnenwand fallenden Partikel gleichmäßig belegt, so dass eine gleichmäßige Verdampfung derselben bewirkt wird. Die Austragsöffnungen 23, 23a, 23b, 23c, 23d, 23e können allerdings auch alle gleich groß sein oder ihre Größe kann abnehmen. Die Größe der Partikel ist derart bemessen, dass eine Flächengröße berechnet auf der Basis eines maximalen Durchmessers von 1 cm +/- 10 % verwirklicht ist, wobei auch größere Partikel vorhanden sein können. Die Dicke der Partikel beträgt 100 gm +/- 10 %. Eine oberhalb der Austragsöffnungen 23, 23a, 23b, 23c, 23d und 23e angeordnete Düseneinheit 40 unterstützt den Austrag der Partikel durch eine gerichtete, gepulste Strömung 46 in Richtung der Austragsöff nungen 23, 23a, 23b, 23c, 23d und 23e, was in der Figur 2 näher erläutert wird. Die Austragsöffnungen 23, 23a, 23b, 23c, 23d und 23e können die gleiche Geometrie oder eine unterschiedliche Geometrie zueinander aufweisen, und zwar insbesonde re eine rechteckige, kreisförmige oder ovale Geometrie besitzen. Die Austragsöff nungen 23, 23a, 23b, 23c, 23d und 23e sind vorteilhafterweise am inneren Umfang der Förderröhre 15 umfangsgemäß gegeneinander versetzt angeordnet. Die in Förderrichtung y letzte Austragsöffnung 23e besitzt insbesondere einen Abstand von dem gegenüberliegenden Gehäuseende, der insbesondere 10 % bis 20 % der inneren Gesamtlänge des Drehrohrs 2 entspricht, wodurch in diesem sogenannten Nachvergasungsabschnitt 5 genügend Zeit für die Vergasung der in das Drehrohr 2 eingebrachten Partikel verbleibt, bevor diese das Ende des Drehrohrs 2 erreicht haben. Die Länge des erfindungsgemäßen Drehtrommel-Ofens 1 bzw. dessen Drehrohrs 2 beträgt beispielsweise 7 m. Bei einer derartigen Ofenlänge ist die in Längsrichtung letzte Austragsöffnung 23e zum Beispiel 1 m vor dem Ende des Drehrohrs 2 angeordnet.
Der in Förderrichtung y liegende, am Deckel 4 herausgeführte Abschnitt der Förder vorrichtung 10 ist als Überlaufbereich 70 ausgebildet. Der Überlaufbereich 70 umfasst eine Kühlvorrichtung 72 zum Temperieren des durch die Strahlungswärme des Drehrohrs 2 aufgeheizten Mantels 22 der Förderröhre 15. Die Kühlvorrichtung 72 ist unabhängig von einer zur Temperierung des im Drehrohr 2 angeordneten Bereichs der Förderröhre 15 verwendeten Temperierungsvorrichtung. Unterhalb der Förderröhre 15 ist ein Sammelbehälter 76 angeordnet, in dem die in der Förderröhre 15 verbliebenen Partikel, dem sogenannten Overflow, gesammelt werden können. Dazu umfasst der Überlaufbereich 70 eine Klopfvorrichtung 73 und eine Bürstenrei nigung 74 zur Entfernung der losen Partikel und der durch Verkleben mit der För derkette 13 oder den Tellern 12 fest verbunden Partikel. Weiterhin umfasst der Überlaufbereich 70 eine Düseneinheit 75, die in der Förderröhre 15 angeordnet ist oder durch eine Öffnung der Förderröhre 15 einen gerichteten Gasstrom erzeugt.
Das verwendete Gas ist zweckmäßigerweise inert, um, wie weiter oben schon beschrieben, die Verdampfung beziehungsweise Pyrolyse im Drehrohr 2 nicht negativ zu beeinflussen. Bevorzugt wird dafür Stickstoff verwendet. Der Gasstrom ist derart gerichtet, dass die auf der Förderkette 13 und an den Tellern 12 verbliebenen Partikel direkt in der Strömung liegen und dadurch effektiv abgereinigt werden und gleichzeitig die teilweise sehr leichten Partikel durch den Gasstrom aus der Förder röhre 15 durch eine Sammelaustragsöffnung 79 in den Sammelbehälter 76 verbracht werden. Die Sammelaustragsöffnung 79 ist, wie die Austragsöffnungen 23, 23a, 23b, 23c, 23d, 23e im Bereich des Drehrohrs 2 auch permanent offen. Ein Füll standsensor 34 in Form einer Kamera erfasst die Füllhöhe der Partikel im Sammel behälter 76. Am Boden des Sammelbehälters 76 ist ein Permanentförderer in Form eines Rohrkettenförderers 77 angeordnet, welcher die Partikel abtransportiert. Im Anschluss an den Überlaufbereich 70 ist der Antrieb 71 des Rohrkettenförderers 11 angeordnet, welcher gleichzeitig die zweite Umlenkvorrichtung 27 des endlosen Rohrkettenförderers 11 darstellt. Die Teller 12 und die Förderkette 13 können zusätzlich noch derart ausgebildet sein, dass ein Verkleben der Partikel, welche durch Teilvergasung eine teilweise klebrige Konsistenz entwickeln mit der Förder kette 13 und den Tellern 12 vorteilhaft vermieden wird. Dies kann beispielsweise durch eine Beschichtung mit PTFE oder einem ähnlichem Material oder durch Politur bewirkt werden. Versuche haben gezeigt, dass dadurch weniger Partikel an dem Rohrkettenförderer 11 hängen bleibt. Weiterhin kann die Förderkette 13 derart geführt werden, dass sich diese im Betrieb zusammen mit den Tellern 12 ständig um die eigene Achse drehen kann, so dass sich ein gleichmäßiger Verschleiß durch Reibung der Teller 12 an der Innenseite der Förderröhre 15 einstellt. Dies hat den Vorteil, dass durch die gleichmäßige Abnutzung, die Standzeit der Teller 12 verlän gert wird, diese länger rund und dadurch dicht bleiben. Die Kette wird durch die ständige Drehung gleichmäßiger belastet, wodurch sich eine längere Standzeit ergibt. Daneben ist es vorteilhaft einen Kettenspanner mit Kettenspannungsüberwa chung derart einzubauen, dass eine durch Temperatureinwirkung und Verschleiß bewirkte Längenänderung der Förderkette 13 des Rohrkettenförderers 11, automa tisch kompensiert wird, insbesondere auch im Fall eines Rückwärtsbetriebs. Zusätz- lieh wird dadurch ein Abspringen der Förderkette 13 vom Antriebsrad oder der Umlenkvorrichtung 27 vorteilhaft vermieden.
Die Figur 2 zeigt einen Schnitt durch die Förderröhre 15 im Bereich des Drehrohrs 2 in Flöhe der Austragsöffnung 23. Die Förderröhre 15 weist zweckmäßigerweise Stahl auf, insbesondere Edelstahl, und besitzt einen Innendurchmesser von insbesondere 20 bis 22 cm. Die Förderröhre 15 ist mit einer thermisch isolierenden Außenhülle 17 umgeben, die einen Stahlmantel 18 aufweist, wobei dieser Stahlmantel 18 mit einem Abstand zur Förderröhre 15 angeordnet ist, so dass zwischen den beiden Bauteilen ein Abstand und somit ein Zwischenraum 19 vorhanden ist. In diesen Zwischenraum 19 wird ein Kühlmittel, zum Beispiel demineralisiertes Wasser, eingebacht und von einem Ende der Förderröhre 15 zum anderen Ende umgepumpt. Der Zwischenraum 19 umfasst eine nicht dargestelltes Überdruckventil und zur Sicherheit zwei redun dante Pumpen, um einen Ausfall der Kühlung zu vermeiden. Insbesondere ist der Stahlmantel 18 von einer thermischen Isolationsschicht 20 umgeben. Zweckmäßi gerweise umfasst diese Isolationsschicht 20 aus einem mineralischen oder kerami schen Material, wie beispielsweise Steinwolle oder Keramikfasern. Die Isolationsschicht 20 ist von einer Hüllschicht 21 aus Aluminium-Folie umgeben, welche den Vorteil hat, dass sie eine reduzierte IR-Abstrahlung aufgrund ihrer niedrigen Emissionsfähigkeit bewirkt. Die Hüllschicht 21 ist von einem Mantel 22 umschlossen, der insbesondere Stahl umfasst. Dieser Mantel 22 ist der im Innen raum des Drehrohrs 2 herrschenden Temperatur ausgesetzt. Die durch die Tempe raturen bewirkte Längenausdehnung des Mantels 22 wird durch eine schuppenartige (nicht dargestellt) Ausbildung des Mantels 22 kompensiert, wobei die Schuppen Fixpunkte und Schiebnähte umfassen. Zweckmäßigerweise sind die Fixpunkte, beispielsweise in Form einer Schweißnaht an den Austragsöffnungen 23, 23a, 23b, 23c, 23d, 23e ausgebildet, so dass der Ausgleich der Länge zwischen den Aus tragsöffnungen 23, 23a, 23b, 23c, 23d, 23d, 23e über die Schiebenähte realisiert werden kann. Der Außendurchmesser der Fördervorrichtung 10 inklusive der Außenhülle 17 beträgt in der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform 30 cm und hängt von dem verwendeten Durchmesser der Förderröhre 15 ab, der üblicherweise einen Durchmesser der DN-Norm aufweist. Die Austragsöffnungen 23, 23a, 23b, 23c, 23d und 23e sind im Querschnitt trichterförmig ausgebildet, wobei sie sich nach außen erweitern. An ihrer Innenwand sind die Austragsöffnungen 23, 23a, 23b, 23c, 23d und 23e mit einer Schutzschicht 24 insbesondere aus Stahl ausgekleidet, wobei der Stahl auch eine PTFE-Schicht aufweisen kann. Diese Schutzschicht 24 ist mit einem Ende mit der Förderröhre 15 verbunden. Am anderen Ende ist am Übergang zwischen dieser Schutzschicht 24 und dem äußeren Mantel 22 eine thermische Isolierung 25 ausgebildet, die den äußeren Mantel 22 mit der Schutzschicht 24 verbindet. Diese thermische Isolierung 25 verhindert eine Weiterleitung der Tempe ratur des äußeren Mantels 22 auf die Förderröhre 15. Diese thermische Isolierung 25 kann zum Beispiel ein Keramikmaterial umfassen. Erfindungsgemäß ist im Zwischenraum 19, welcher mit Kühlmittel durchströmt wird oder alternativ (gestri chelt dargestellt) in der thermischen Isolationsschicht 20 eine Düseneinheit 40 zur Unterstützung des Austrags der Partikel 80 aus der Förderröhre 15 in einer Ausspa rung 43 angeordnet. Die Düseneinheit 40 umfasst eine Aufnahme 42 mit einer Düse 41 , wobei die Aufnahme 42 schwenkbar und positionierbar gelagert ist. Dadurch kann die Düse 41 gedreht, gekippt und in alle drei Raumrichtungen verschoben werden. Die Düsen 41 sind über Abzweigungen 45 mit Zuleitungen 44 verbunden, die wiederum mit einer Gasversorgung (nicht dargestellt) verbunden sind. Die Zuleitungen 44 verlaufen entlang der Förderröhre 15 innerhalb des Zwischenraums 19 oder der thermischen Isolationsschicht 20. Die Düseneinheiten 40 sind im Bereich der Austragsöffnungen 23, 23a, 23b, 23c, 23d, 23e angeordnet. Die Düsen einheiten 40 sind direkt gegenüber der Austragsöffnungen 23, 23a, 23b, 23c, 23d, 23e angeordnet, können alternativ aber auch an einer anderen geeigneten Position am Umfang der Förderröhre 15 angeordnet sein, wie in der Figur 2 durch gestrichelt dargestellte Düseneinheiten 40 dargestellt ist. Die durch den Austritt des Gases aus den Düsen 41 erzeugte Strömung 46 ist derart gerichtet, dass die Bewegung der Partikel 80 zusätzlich zur Schwerkraft und der Bewegung der Teller 12, welche an der Förderkette 13 durch die Förderröhre 15 gezogen werden, in Richtung der Austragsöffnungen 23, 23a, 23b, 23c, 23d, 23e, unterstützt wird. Das verwendete Gas ist ein inertes Gas, bevorzugt Stickstoff (N2), und ist derart temperiert, dass die Temperatur in der Förderröhre 15 unterhalb der Plastifizierungstemperatur von ungefähr 50°C verbleibt, um ein Verkleben der Partikel 80 in der Förderröhre 15, an der Förderkette 13 und an den Tellern 12 zu vermeiden. Um ein Abkühlen des Drehrohrs 2, insbesondere im Bereich der Austragsöffnungen 23, 23a, 23b, 23c,
23d, 23e, zu vermeiden, wird die Strömung 46 nur impulsartig, also nur kurzzeitig, erzeugt, wodurch der kühlende Eintrag des im Vergleich zur Temperatur im Drehrohr 2 kalten Gases minimiert wird. Das für die Düsen 41 verwendete Gas kann zur weiteren Optimierung des Prozesses auch temperiert werden, so dass die Tempera tur in der Förderröhre 15 sowohl ein Verkleben der Partikel 80 in der Förderröhr 15 vermeidet, als auch eine unnötige Abkühlung des Drehrohrs 2 minimiert. Die auf die Oberseite der Förderkette 13 und die vorbeifahrenden Teller 12 gerichtete starke Strömung 46 führt dazu, dass die Partikel 80 von der Förderkette 13 und von den Tellern 12 abgeblasen werden. Wesentlich ist, dass diese gepulste Strömung 46 derart getaktet und gerichtet wird, dass eine gleichmäßige Beaufschlagung der gesamten Förderkette 13 und aller Teller 12 über den gesamten Förderweg und alle Austragsöffnungen 23, 23a, 23b, 23c, 23d, 23e der Förderröhre 15 erfolgt. Die gerichtete gepulste Strömung 46 kann je nach Fördergeschwindigkeit des Rohrket tenförderers 11 derart getaktet werden, dass der Impuls dann einsetzt, wenn sich der Bereich des Kettenförderers 11 zwischen zwei Tellern 12 direkt oberhalb der jeweiligen Austragsöffnungen 23, 23a, 23b, 23c, 23d, 23e befindet. Die Taktung der Impulse kann über Magnetventile in den Abzweigungen 45 oder in den Zuleitungen 44 erfolgen, beispielsweise mit einer Taktung von einer Sekunde Ventil offen (Strö mung) und zwei Sekunden Ventil geschlossen (keine Strömung). Insbesondere wenn leichte Kunststoffflocken zur Vergasung eingesetzt werden, die nur einge schränkt durch Schwerkraft aus der Förderröhre 15 oder von der Förderkette 13 fallen, also nicht rieselfähig sind, ist eine Düseneinheit 40 zur Unterstützung der Bewegung der Partikel 80 in Richtung der Austragsöffnungen 23, 23a, 23b, 23c,
23d, 23e durch einen Gasimpuls vorteilhaft. Die Gasimpulse bewirken auch das Ausbilden einer Strömung 46, welche die von den Tellern 12 oder der Förderkette 13 gelösten oder im Innenraum 16 der Förderröhre 15 herumfliegenden Partikel 80 in Richtung der Austragsöffnung 23 mitreißen. Die Düsen 41 der Düseneinheit 40 umfassen neben den weiter oben beschriebenen Positioniermöglichkeiten auch verstellbare Düsendurchmesser, so dass diese an unterschiedliche Arten von Partikeln 80 angepasst werden können. Vorteilhaft sind dabei Düsendurchmesser von 0,6-1 ,2mm und ein Gasdruck vor den Düsen 41 im Bereich von 5 bar.
Es können beispielsweise Kegeldüsen mit einem Öffnungswinkel von ca. 60° zur Anwendung kommen; der Lochdurchmesser kann sich dabei von Austragsöffnung zu Austragsöffnung dahingehend ändern, dass er in Förderrichtung kleiner wird.
Je nachdem, ob das Gas gekühlt oder vorgewärmt verwendet werden soll, werden die zu den Düsen 41 führenden Zuleitungen 44 mit einem Außendurchmesser von 10mm -12mm im Zwischenraum 19 im Kühlwasser oder in der thermischen Isolati onsschicht 20 des RKF geführt werden. Vorteilhafterweise wird das Gas (N2) durch eine Regelung abhängig von der Qualität der Partikel auf eine Temperatur zwischen 40°C und 100°C temperiert, so dass durch die durch die Gasimpulse bewirkte Strömung 46 weder eine spontane Abkühlung und Kondensation des im Drehrohr 2 erzeugten Produktgases im Innenraum 16 der Förderröhre 15, wie beispielsweise an der Förderkette 13 oder den Tellern 12 erfolgt, noch die Partikel 80 zu warm werden und wie weiter oben beschrieben ankleben. Eine Schrumpfung der Partikel kann durch optimal temperiertes Gas ebenfalls vorteilhaft vermieden werden.
Figur 3 zeigt eine Draufsicht von oben auf einen Drehtrommel-Ofen 1 , die neben dem Drehrohr 2 den gesamten endlosen Verlauf der Fördervorrichtung 10 darstellt. Wie in der Figur 1 bereits erläutert wird sowohl im Anfahrbetrieb, als auch im Dauer betrieb des Drehtrommel-Ofens 1 immer ein gewisser sogenannter Overflow wieder aus dem Drehrohr 2 ausgefördert. Nach dem Durchlaufen der Kühlvorrichtung 72 werden die Partikel durch eine mechanische Abreinigung in Form einer Klopfvorrich tung 73 und einer Bürstenreinigung 74 von der Förderkette 13 und den Tellern 12 des Rohrkettenförderers 11 abgereinigt. Erfindungsgemäß ist vor dem Antriebsrad (nicht dargestellt) des Antriebs 71 eine Düseneinheit 75 angeordnet, welche den gleichen Aufbau, wie die in der Figur 2 beschriebenen Düseneinheiten 40 aufweist. Der durch die Düseneinheit 75 erzeugte Gasimpuls unterstützt das Austragen der auf der Förderkette 13 und den Tellern 12 verbliebenen, sowie in der Förderröhre 15 schwebenden zum Teil teilvergasten Partikel in einen unterhalb des Überlaufbe reichs 70 angeordneten gasdichten Sammelbehälter 76. Mit Hilfe eines kleineren ebenfalls gasdichten in der in der Figur 3 dargestellten Ausführungsform als Rohr kettenförderer 77 ausgebildeten Permanentförderers, der alternativ auch als eine flexible oder seelenlose Schnecke ausgebildet sein kann, werden die Partikel über eine Rückführung 78 wieder zurück in das Rücktrum 28 oder direkt in den Material zulaufbehälter 51 des Rohrkettenförderers 11 transportiert. Auf diese Weise kann der Partikeltransport zu einem endlosen Kreislauf gasdichte geschlossen werden, wodurch die für den im Drehrohr 2 durchgeführten Pyrolyseprozess sauerstofffreie Atmosphäre vorteilhaft sichergestellt werden kann. Insbesondere kann das Rückt rum 28 druckdicht und gekühlt ausgeführt sein. Alternativ kann der gesammelte Overflow mittels des Rohrkettenförderers 77 zur Partikelherstellung, also beispiel weise einer Schreddervorrichtung (nicht dargestellt) gefördert werden und mit frischen Kunststoffballen zusammen bei der Partikelherstellung im Schredder vermahlen werden und dadurch ebenfalls wieder in den Prozess zurückgeführt werden. Weiterhin umfasst der Drehtrommel-Ofen 1 zur Überprüfung, Steuerung und Regelung des Gesamtprozesses Sensoren, wie beispielsweise Temperatursensoren 29, Gassensoren 30, 31, Druckmesssensoren 32, Füllstandsensor 34 und akusti sche Sensoren 33. Beispielsweise wird der Sauerstoffgehalt in dem gasdicht ge schlossenen Rohrkettenförderer 11 und Drehrohr 2 mit H ilfe eines Gassensors 30 überwacht, um den sauerstofffreien Prozess sicherzustellen. In den feststehenden Deckeln 3, 4 sind Infrarotkameras 29 angeordnet, welche die Temperatur im Dreh rohr 2 erfassen und gekühlt ausgebildet sein können. Weiterhin können Sensoren 31 zur Detektion von Methan und/oder Wasserstoff außerhalb des Drehrohrs 2 angeordnet sein, um die Bildung von brennbaren oder explosiven Gasgemischen außerhalb des Drehrohrs 2 zu erfassen. Die Sensoren 30, 32 innerhalb des Dreh rohrs 2 sind vorteilhafterweise gegen eine aggressive Gasatmosphäre von ca.
700°C und einem hohen Staubanteil geschützt. Die zugehörigen Leitungen sind zum Schutz vor der aggressiven Gasatmosphäre vorzugsweise und wo möglich in den Kühlwasserkammern und/oder innerhalb der thermischen Isolationsschicht 20 der Außenhülle 17 des Rohrkettenförderers 11 geführt.
Figur 4 zeigt in einer Detailansicht die Materialzufuhreinrichtung 50 und die Notaus tragsvorrichtung 63, welche in der Förderrichtung vor dem Drehrohr 2 angeordnet sind. Die Materialzufuhreinrichtung 50 umfasst einen Materialzulaufbehälter 51, in den die über eine Zufuhr 52 von der Herstellung, also beispielsweise einem Schred der, zugeführten Partikel mit Hilfe einer Verdichtungseinheit 53 eingebracht werden. Neben den Partikeln können auch Zuschlagsstoffe, wie beispielsweise Kalk zur Neutralisierung Chlor in den Materialzulaufbehälter 51 zugeführt werden. Die Verdichtungseinheit 53 umfasst eine Pressschnecke 54, welche beispielsweise die aufgrund einer im Zulauf 52 verwendeten pneumatischen Förderung oder auch einer mechanischen Förderung die Partikel umgebende Luft entfernt. Die Partikel werden dazu mit der über einen Antrieb 55 angetriebene Pressschnecke 54 oder einem anderen Presswerkzeug gegen einen Konus 56 verdichtet, wodurch die Luft entwei chen kann und die Partikel dosiert in den Materialzulaufbehälter 51 befördert wer den. Die Pressschnecke 54 dient gleichzeitig als gasdichter Abschluss des Materialzulaufbehälters 51 , welcher mit N2 gespült wird. Dadurch wird im gesamten Prozessraum des Drehtrommel-Ofens 1 eine sauerstofffreie Atmosphäre sicherge stellt, welche die Verdampfung und insbesondere die vollständige Pyrolyse der Partikel sicherstellt. Sensoren (nicht dargestellt) zur Überwachung des Gehaltes von Sauerstoff, Stickstoff und Wasserstoff sind im Materialzulaufbehälter 51 angeordnet, so dass kein explosives Gasgemisch im Materialzulaufbehälter 51 entstehen kann. Zusammen mit den in der Figur 1 und der Figur 3 beschriebenen Sensoren 30, 32 in dem Rohrkettenförderer 11 und in dem Drehrohr 2 wird dadurch der gesamte Prozessraum des Drehtrommel-Ofens 1 überwacht, wobei die Sensoren im Material zulaufbehälter 51 auch möglicherweise aus dem Rohrkettenförderer 11 in den Materialzulaufbehälter 51 austretende Prozessgase überwachen. Die üblicherweise extrem leichten und dadurch wenig rieselfähigen Partikel, welche daher ohne Unterstützung kaum oder gar nicht in den Rohrkettenförderer 11 rutschen, werden aus dem Materialzulaufbehälter 51 mit Hilfe einer mechanischen Fördereinheit 59 in den Rohrkettenförderer 11 gedrückt und der Materialzulaufbehälter 51 gleichmäßig dosiert entleert. Die mechanische Fördereinheit 59 umfasst einen Trichter 60, in welchem von Antrieben 62 angetriebene Drehteller 61 , deren Drehachsen senkrecht zu den Trichterwänden ausgerichtet sind, die Partikel in Richtung des Rohrketten förderers 11 schieben. Über der mechanischen Fördereinheit 59 am unteren Ende des Materialzulaufbehälters 51 befindet sich ein schnellschaltender gasdichter Sicherheitsschieber 57, welcher den Materialzulaufbehälter 51 bei Bedarf, wie beim Herunterfahren des Prozesses vom Rohrkettenförderer 11 oder einer Havarie, gasdicht abschließen kann.
Zur Reinigung der Förderröhre 15 des Rohrkettenförderers 11 kann nach Ziehung der Förderkette 13 die Förderröhre 15 beispielsweise mittels eines Hochdruckreini gers mit heißem Wasser oder mit einem Dampfreiniger mit Dampf gereinigt werden. Der Hochdruckreiniger kann beispielsweise derart in das Förderohr 15 eingeführt werden, dass durch einen drehenden Hochdruckstrahl mit einem Druck von bis zu 1.000bar die Austragsöffnungen 23, 23a. 23b. 23c. 23d, 23e und die Düseneinheiten 40, 67, 75 abgereinigt werden können. Für diesen Reinigungsvorgang ist eine verschließbare Wasser / Schmutzablassöffnung (nicht dargestellt) im zum Überlauf bereich 70 gerichteten Deckel 4 des Drehrohrs 2 ausgebildet. Das Schmutzwasser kann alternativ auch durch eine der Austragsöffnungen 23, 23a, 23b, 23c, 23d, 23e, 23f abgesaugt werden. Das drehbare Drehrohr 2 ist mit einer minimalen Neigung von 1 ° bis 3° zur Waagerechten eingebaut, wodurch ein Abfließen des Schmutzwas sers unterstützt wird. Auf diese Weise kann während eines kurzen Serviceinterwalls der optimale Betriebszustand des Rohrkettenförderers 11 wieder hergestellt werden, ohne die Förderröhre 15 auszubauen. Für den Fall, dass ein Ausbau oder ein Wechsel der Förderöhre 15 notwendig wird, ist vorgesehen, dass von der dem Auszug gegenüberliegenden Seite ein Führungsrohr mit Zentriereinrichtung nach geschoben wird, so dass die einseitige Belastung der Förderröhre 15 vermieden wird und das Einfädeln der Förderröhre 15 beim Wiedereinbau vorteilhaft erleichtert wird.
Der in der Figur 1 , der Figur 2 und der Fig. 4 dargestellte erfindungsgemäße Dreh- trommel-Ofen 1 ist horizontal angeordnet, was für die erfindungsgemäße Wirkung wesentlich ist. Bezugszeichenliste
1 Drehtrommel-Ofen
2 Drehrohr
3 Deckel
4 Deckel
5 Nachvergasungsabschnitt
6 Absaugöffnung
10 Fördervorrichtung
11 Rohrkettenförderer
12 Teller
13 Förderkette
14 Bestückungsabschnitt
15 Förderröhre
16 Innenraum Förderröhre
17 Außenhülle
18 Stahlmantel
19 Zwischenraum
20 Thermische Isolationsschicht
21 Hüllschicht
22 Mantel
23 Austragsöffnungen
24 Schutzschicht
25 Thermische Isolierung
27 Umlenkvorrichtung
28 Rücktrum
29 Infrarotkamera
30 Gassensor
31 Gassensor
32 Drucksensor
33 Akustischer Sensor Füllstandsensor
Düseneinheit
Düse
Aufnahme
Aussparung
Zuleitung
Abzweige
Strömung
Materialzufuhreinrichtung
Materialzulaufbehälter
Zufuhr
Verdichtungseinheit
Pressschnecke
Antrieb
Konus
Sicherheitsschieber
Mechanischer Fördereinheit
Trichter
Drehteller
Antrieb
Notaustragsvorrichtung
Schieber
Notaustragsöffnung
Auffangbehälter
Düseneinheit
Überlaufbereich
Antrieb
Kühlvorrichtung
Klopfvorrichtung
Bürstenreinigung
Düseneinheit 76 Sammelbehälter
77 Rohrkettenförderer
78 Rückführung
79 Sammelaustragsöffnung
X Längsachse Drehtrommel-Ofen y Förderrichtung Rohrkettenförderer

Claims

Patentansprüche
1. Drehtrommel-Ofen (1 ) zur Verdampfung von Partikeln (80) mit einem zur Ver dampfung der Partikel (80) ausgebildeten Drehrohr (2) und einer Fördervor richtung (10) zum Befördern der Partikel (80) in das Drehrohr (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Fördervorrichtung (10) eine Düseneinheit (40,67,75) zur Unterstützung der Beförderung der Partikel (80) umfasst.
2. Drehtrommel-Ofen (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Düseneinheit (40,67,75) eine in einer Aufnahme (42) angeordnete Düse (41) umfasst.
3. Drehtrommel-Ofen (1 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (41) in mindestens zwei Freiheitsgrade bewegbar ausgebildet ist.
4. Drehtrommel-Ofen (1 ) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Düse (41) der Düseneinheit (40,67,75) einstellbar aus gebildet ist.
5. Drehtrommel-Ofen (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Düseneinheit (40,67,75) im Bereich mindestens einer in der Fördervor richtung (10) ausgebildeten Austragsöffnung (23,23a,23b,23c,23d,23e,65,79) angeordnet ist.
6. Drehtrommel-Ofen (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Düseneinheit (40,67,75) im Bereich einer Austragsöffnung (23,23a,23b,23c,23d,23e) einer in dem Drehrohr verlaufenden Förderröhre der Fördervorrichtung angeordnet ist. 7. Drehtrommel-Ofen (1 ) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Düseneinheit (40,67,75) im Bereich einer in einer Notaustragsvorrichtung (63) der Fördervorrichtung (10) ausgebildeten Notaustragsöffnung (65) ange ordnet ist.
8. Drehtrommel-Ofen (1 ) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Düseneinheit (40,67,75) im Bereich einer in einem Überlaufbereich (70) der Fördervorrichtung (10) ausgebildeten Sammelaustragsöffnung (79) ange ordnet ist.
9. Drehtrommel-Ofen (1 ) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Düseneinheit (40,67,75) gegenüber mindestens einer Austragsöffnung (23,23a,23b,23c,23d,23e,65,79) angeordnet ist.
10. Drehtrommel-Ofen (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Düseneinheit (40,67,75) eine Strömung (46) in Richtung mindestens einer Austragsöffnung (23,23a,23b,23c,23d,23e,65,79) bewirkt.
11. Drehtrommel-Ofen (1) nach 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömung (46) gepulst ausgebildet ist.
12. Drehtrommel-Ofen (1 ) nach Anspruch 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Strömung (46) auf von der Fördervorrichtung (10) umfasste Ketten (13) und Teller (12) gerichtet ist.
13. Drehtrommel-Ofen (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zuführungsleitung (44) für die Versorgung der Düse (41) mit einem Gas derart angeordnet ist, dass ein Erwärmen des Gases verhindert wird. 14. Drehtrommel-Ofen (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführungsleitung (44) innerhalb einer Außenhülle (17) der Fördervorrich tung (10) verläuft.
15. Drehtrommel-Ofen (1) zur Verdampfung von Partikeln (80) mit einem zur Ver dampfung der Partikel (80) ausgebildeten Drehrohr (2) und einer Fördervor richtung (10) zum Befördern der Partikel (80) in das Drehrohr (2), dadurch gekennzeichnet, dass der Drehtrommel-Ofen (1) Mittel (63) zur Vereinfachung der Wartung der För dervorrichtung (10) umfasst.
16. Drehtrommel-Ofen (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel als Notaustragsvorrichtung (63) ausgebildet ist.
17. Drehtrommel-Ofen (1) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Notaustragsvorrichtung (63) derart angeordnet ist, dass ein Austragen der Partikel (80) im Rückwärtsbetrieb der Fördervorrichtung (10) möglich ist.
18. Drehtrommel-Ofen (1) nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel als eine nicht haftende Oberfläche zur vereinfachten Reinigung ei ner Förderkette (13) und Tellern (12) der Fördervorrichtung (10) ausgebildet sind.
19. Drehtrommel-Ofen (1) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die nichthaftende Oberfläche durch eine PTFE umfassende Antihaft- Beschichtung oder durch Politur realisiert ist.
20. Drehtrommel-Ofen (1) nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel als Vorrichtung zum Reinigen ausgebildet sind. 21 .Drehtrommel-Ofen (1 ) nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsvorrichtung einen Hochdruckreiniger oder Dampfreiniger um fasst.
22. Drehtrommel-Ofen (1 ) nach einem der Ansprüche 15 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel als Einbau- und/oder Ausbauhilfe ausgebildet ist.
23. Drehtrommel-Ofen (1 ) nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Einbau- und/oder Ausbauhilfe ein Führungsrohr mit Zentriereinrichtung umfasst.
24. Drehtrommel-Ofen (1 ) zur Verdampfung von Partikeln (80) mit einem zur Ver dampfung der Partikel (80) ausgebildeten Drehrohr (2) und einer Fördervor richtung (10) zum Befördern der Partikel (80) in das Drehrohr (2), dadurch gekennzeichnet, dass der Drehtrommel-Ofen (1 ) Mittel zur Erhöhung der Lebensdauer der Förder vorrichtung (10) umfasst.
25. Drehtrommel-Ofen (1 ) nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel als eine Führung einer Förderkette (13) der Fördervorrichtung (10) ausgebildet ist, welche derart ausgebildet ist, dass die Förderkette (10) eine um ihre eigene Achse rotiert.
26. Drehtrommel-Ofen (1 ) nach einem der Ansprüche 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel als Vorspannung der Förderkette (13) ausgebildet ist.
27. Drehtrommel-Ofen (1 ) nach einem der Ansprüche 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel als ein schuppenartig ausgebildeter Mantel (22) eines Förderrohrs (15) der Fördervorrichtung (10) ausgebildet ist. 28. Drehtrommel-Ofen (1 ) zur Verdampfung von Partikeln (80) mit einem zur Ver dampfung der Partikel (80) ausgebildeten Drehrohr (2) und einer Fördervor richtung (10) zum Befördern der Partikel (80) in das Drehrohr (2), dadurch gekennzeichnet, dass der Drehtrommel-Ofen (1 ) mindestens einen Sensor (29,30,31 ,32,33,34) um fasst.
29. Drehtrommel-Ofen (1 ) nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehtrommel-Ofen (1 ) Sensoren (29,30,31 ,32) zur Erfassung von Gasen, Druck und/oder Temperatur umfasst.
30. Drehtrommel-Ofen (1 ) nach einem der Ansprüche 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor zur Temperaturerfassung als Abbildungsvorrichtung, insbesonde re als Infrarotkamera (29), ausgebildet ist.
31 .Drehtrommel-Ofen (1 ) zur Verdampfung von Partikeln (80) mit einem zur Ver dampfung der Partikel (80) ausgebildeten Drehrohr (2) und einer Fördervor richtung (10) zum Befördern der Partikel (80) in das Drehrohr (2) und einem Überlaufbereich (70), dadurch gekennzeichnet, dass die in dem Überlaufbereich (70) gesammelten Partikel (80) über einen Rückt rum (28) oder einen Materialzulaufbehälter (51 ) des Drehtrommel-Ofens (1 ) oder einem zur Fierstellung der Partikel (80) verwendeten Schredder dem Drehtrommel-Ofen (1 ) wieder zugeführt werden.
32. Drehtrommel-Ofen (1 ) zur Verdampfung von Partikeln (80) mit einem zur Ver dampfung der Partikel (80) ausgebildeten Drehrohr (2) und einer Fördervor richtung (10) zum Befördern der Partikel (80) in das Drehrohr (2), dadurch gekennzeichnet, dass der Drehtrommel-Ofen (1 ) Mittel (53,59) zur Verbesserung der Materialzufuhr der Fördervorrichtung (10) umfasst.
33. Drehtrommel-Ofen (1 ) nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel als eine Verdichtungseinheit (53) für die Zufuhr der Partikel (80) in einen Materialzulaufbehälter (51) der Fördervorrichtung (10) ausgebildet ist.
34. Drehtrommel-Ofen (1) nach Anspruch 32 oder 33, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel als Drehteller (61 ) für den Austrag aus dem Materialzulaufbehälter
(51) in eine Förderröhre (15) der Fördervorrichtung (10) ausgenbildet ist.
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