[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur kontinuierlichen Erzeugung von Brenngas
aus organischen Abfallstoffen, bei dem die Abfälle im kontinuierlichen Stofffluß zunächst
unter Luftabschluß bei bis zu etwa 550 °
C ansteigenden Temperaturen getrocknet und entgast und im Anschluß daran bei höheren
Temperaturen vergast werden. Die Erfindung betrifft dabei zwei alternative Verfahrensweisen
zur Durchführung des Verfahrens sowie Einrichtungen zur Durchführung dieser alternativen
Verfahrensweisen.
[0002] Verfahren und Einrichtungen, bei denen Abfälle aus organischen Stoffen, das heißt
insbesondere feste und gegebenenfalls flüssige Abfallstoffe vergast werden, gehören
zum bekannten Stande der Technik.
So ist beispielsweise aus der DE-PS 26 54 041 ein Verfahren bekannt, bei dem Abfallstoffe
zunächst getrocknet werden, dann entgast und anschließend vergast werden. Bei diesem
bekannten Verfahren werden jedoch die so vorbehandelten gasförmigen und festen Produkte
anschließend verbrannt.
[0003] Trocknungs-, Entgasungs-, Vergasungs- und
Verbrennungsprozesse laufen dabei kontinuier- l
ich ab. Dabei wird aus den in die Vergasungskammer gelangenden Entgasungsprodukten
ein Glutbett gebildet, in das, damit es ein ausreichendes Volumen und ebenfalls eine
ausreichende Temperaturhöhe aufweist, Luft in hinreichender Menge geleitet wird. Die
bei diesem Verfahren anfallenden Vergasungsgase weisen jedoch nicht eine so gleichmäßige
Zusammensetzung auf, daß ein Transport zu einem Verbraucher an einem anderen Ort lohnend
ist.
[0004] Aus der DE-OS 27 34 973 ist auch schon ein Verfahren bekannt, bei dem den erhitzten
Abfällen nach dem Trocknen, das heißt während der Vergasung Frischluft in unterstöchiometrischem
Mengenverhältnis, und zwar vor Eintritt in die Brennkammer zugeführt wird. Dabei wird
ein Teil des bei der Vergasung der Abfälle entstehenden brennbaren Gases vor Eintritt
in die Brennkammer entnommen. Doch wird auch dabei kein Gas mit der für einen Transport
zu einem Verbraucher an einem anderen Ort erforderlichen Gleichmäßigkeit erzeugt.
[0005] Die Erzeugung von Brenngas aus Holz, Kohlen oder Koks ist bekannt. Das Brenngas wird
durch unvollständige Verbrennung des Gutes in einem schachtofenartig ausgeführten
Generator gebildet, in den als Vergasungsmittel Luft, Sauerstoff und/oder Wasserdampf
eingeleitet wird. Als brennbare Gasanteile weist das entstehende Generatorgas im wesentlichen
Kohlenmonoxid und Wasserstoff sowie einen geringen Anteil Methan auf. Die restlichen
Gasbestandteile des Generatorgases sind Stickstoff und Kohlendioxid. Der Gaserzeugungsprozeß
verläuft endotherm. Es wird angestrebt, die Generatorgasbildung bei möglichst hohen
Temperaturen durchzuführen, um hohe Kohlenmonoxid- und Wasserstoffanteile zu erhalten.
[0006] Bei kontinuierlichem Materialaustrag aus dem Generator ist es bekannt, das Vergasungsmittel
von unten in den Schachtofen einzuführen. Das gebildete Generatorgas wird am Kopf
des Schachtofens entnommen und muß vor Verwendung als Brenngas noch entteert werden.
[0007] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Verfahrensweisen zu schaffen, die es ermöglichen,
durch Vergasen organischer Abfälle Brenngas gleichmäßiger Zusammensetzung, das für
eine externe Verwendung geeignet ist, im kontinuierlichen Betrieb zu erzeugen. Die
Erzeugung des Brenngases soll dabei insbesondere im Hinblick auf die zur Verfügung
stehenden unterschiedlichen Abfallstoffe, die bei einem kontinuierlichen Betrieb zudem
vielfach in einem heterogenen Stofffluß anfallen, leicht regelbar sein und dabei einen
guten Wirkungsgrad ergeben. Es ist ferner Aufgabe der Erfindung, technisch möglichst
einfache Einrichtungen zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen.
[0008] Eine Lösung (Patentanspruch 1) der Aufgabe besteht darin, daß dem entgasten Gut zu
dessen Vergasung, die bei Temperaturen bis zu etwa 1000 °C stattfindet, spätestens
zu Beginn der Vergasungsphase den Änderungen der Zusammensetzung des Gutes während
des Stoffflusses entsprechende Mengen an
Vergasungsmitteln wie Luft, Dampf, CO
2,
p2 oder eine Mischung dieser Stoffe zugegeben wird. Die Erfindung stellt insofern eine
Weiterausbildung der bekannten Verfahren dar, als die Vergasungsmittel den zu vergasenden
Stoffen von Anfang an während des Vergasungsvorganges in Gleichstrom zugeführt werden.
Dadurch wird erreicht, daß der Vergasungsvorgang sehr viel leichter beherrschbar ist
als bislang, weil die Zugabe an Vergasungsmitteln in Abhängigkeit von der Zusammensetzung
der bei der Vergasung entstehenden Gase und der festen, brennbaren Stoffe auf einfache
Weise steuerbar ist.
[0009] Eine alternative Lösung (Patentanspruch 2) besteht darin, daß die Trocknung, Entgasung
und Vergasung der Abfallstoffe in zwei voneinander verfahrensmäßig getrennten Schritten
durchgeführt wird, indem die Abfallstoffe im ersten Schritt getrocknet und entgast
werden und das bei der Entgasung entstehende Gut im zweiten Schritt vergast wird,
wobei die Stoffe derart geführt werden, daß der Stofffluß zwischen dem ersten und
dem zweiten Verfahrensschritt zum Zwecke der mechanischen Behandlung des bei der Entgasung
entstehenden Gutes unterbrechbar ist und daß dem entgasten Gut zu dessen Vergasung,
die bei Temperaturen bis zu.etwa 1000 °C stattfindet, zu Beginn der Vergasungsphase
den Änderungen der Zusammensetzung des Gutes während des Stoffflusses entsprechende
Mengen an Vergasungsmitteln wie Luft, Dampf, C0
2, 0
2 oder eine Mischung dieser Stoffe zugegeben wird.
[0010] Sehr vorteilhaft ist es, daß das Vergasungsmittel dem zu vergasenden Gut in Durchlaufrichtung
des Gutes zusammen mit bei der Trocknung und Entgasung gebildeten Gasen zugeführt
wird (Patentanspruch 3). Dabei wird der beim Trocknen freiwerdende Dampf unter Bildung
von Wassergas zur Vergasung von Kohlenstoff und die beim Entgasen der Abfälle anfallenden
Schwelgase zum
Aufcracken der langkettigen Kohlenwasserstoffmoleküle in niedermolekulare Verbindungen
bei der Vergasungstemperatur über den beim Entgasen gebildeten Koks geleitet und so
Abfallstoffe zu einem nicht unbedeutenden Teil in hochwertige Verbindungen umgesetzt.
Dabei ist es zweckmäßig, daß in das bei der Vergasung sich ausbildende Glutbett zum
Aufcracken von Schwelgasen Luft und/oder Sauerstoff zugegeben wird (Patentanspruch
4).
[0011] Zweckmäßig ist es, daß das Vergasungsmittel in Abhängigkeit von der Temperatur dem
bei der Vergasung sich ausbildenden Glutbett zugegeben wird (Patentanspruch 5).
[0012] Bevorzugt wird das Vergasungsmittel in einer Zone in das zu vergasende Gut eingegeben,
in der das Gut eine Temperatur von etwa 200 °C aufweist (Patentanspruch 6).
[0013] Vorteilhaft ist es, daß das bei der Vergasung entwickelte Brenngas über einen spaltförmigen
Durchlaß entnommen wird, wobei das Gut oberhalb des Spaltes bis zu seiner Vergasung
gehalten wird (Patentanspruch 7). Dabei ist es außerdem von Vorteil, daß das gebildete
Brenngas in rekuperativem Wärmeaustausch zur Vorwärmung des zu vergasenden Gutes dient
(Patentanspruch 8).
[0014] Bei Vergasung von feinkörnigem Gut, beispielsweise bei der Vergasung von Sägemehl
oder Reisschalen, hat es sich zur Ausbildung des Glutbettes als vorteilhaft erwiesen,
zumindest 10 Sew. % Grobgut hinzuzugeben (Patentanspruch 9). Infolge der unterschiedlichen
Stückgröße des zu verarbeitenden Gutes bildet sich am Austragspalt ein aus den gröberen
Teilen bestehender Glutbettbereich aus, der siebartig wirkt und nur genügend kleine
Materialteile, die weitgehend vergast sind, in den Ascheaustrag fördert. Die Abmessungen
der Stücke des Grobgutes werden so gewählt, daß der Guttransport im Schacht nicht
gestört wird.
[0015] Das dem Glutbett entnommene Brenngas wird noch über eine Ascheschicht am Boden des
Schachtofens geführt, wo eine Nachreaktion mit dem restlichen Kohlenstoff stattfindet
(Patentanspruch 10).
[0016] Eine zweckmäßige Weiterausgestaltung der alternativen Verfahrensweise besteht darin,
daß mit den Abfällen aus organischen Stoffen verbundene, nicht brennbare Bestandteile
wie Metallkörper nach der Entgasung aus dem Stofffluß der weiterzubehandelnde Stoffe
abgezogen werden (Patentanspruch 11). Auch dadurch werden die Vorgänge während der
Vergasung besser beherrscht.
[0017] Zur Durchführung der als erste Lösung angegebenen Verfahrensmaßnahmen gemäß der Erfindung
ist ein Schachtofen vorgesehen mit am Kopf des Schachtes angeordneter Befülleinrichtung,
mit einer Einrichtung zur Abgabe von Wärme, zum Trocknen und Entgasen des im oberen
Teil des Schachtes befindlichen Materials sowie einer Einrichtung zur Abgabe von Wärme
zum Vergasen des im unteren TEil des Schachtes befindlichen Materials, wobei am Boden
des Schachtofens ein Austrag für die Asche vorgesehen ist. Eine solche Einrichtung
ist zum Beispiel aus der DE-PS 26 54 o41 bekannt. Gemäß der erfinderischen Lösung
wird diese Einrichtung in der Weise ausgestaltet (Patentanspruch 12), daß im unteren
Teil des Schachtes eine Zuführung für die dem entgasten Gut zu dessen Vergasung zuzugebenden
Vergasungsmittel in einem solchen Abstand oberhalb des am unteren Ende des.Schachtes
befindlichen Durchlasses angeordnet ist, daß die Vergasungsmittel das entgaste Gut
zu Beginn der Vergasungsphase erreichen und daß der Vergasungsraum von dem nachgeordneten
Raum durch einen den Querschnitt verengenden Durchlaß zum Durchtritt der nach der
Vergasung verbleibenden nichtbrennbaren Rückstände getrennt ist und daß unmittelbar
unterhalb des Durchlasses ein Abzug für das Brenn---gas angeordnet ist. Der Durchlaß
ist dabei vorteilhafterweise als Ring- oder Längsspalt ausgebildet (Patentanspruch
13).
[0018] In vorteilhafter Weise ist der Durchfluß für Vergasungsmittel in der Zuführung von
einem in Abhängigkeit von der Reaktionstemperatur im Glutbett gesteuerten Regler einstellbar
(Patentanspruch 14). Das Glutbett wird von einer konisch geformten Austragseinrichtung
gestützt, die am Ascheaustrag des Schachtofens zentral im Schacht angeordnet ist.
Die Austragseinrichtung ist drehbar gelagert und gekühlt, um Materialüberhitzungen
zu vermeiden. Am unteren Rand der Austragseinrichtung wird als Durchlaß ein Austragsspalt
gebildet, dessen Spaltweite in Abhängigkeit von der sich im Glutbett ausbildenden
Stückigkeit des Gutes und vom erforderlichen Gutdurchsatz bemessen wird. Die Spaltweite
wird so bestimmt, daß die Verweilzeit des zu vergasenden Materials im Glutbett ausreichend
ist, um das Gut weitgehend zu vergasen, bevor es aus dem Glutbett ausgetragen wird.
Die konische Form der Austrageinrichtung unterstützt den gleichmäßigen Materialtransport
zum Austragspalt. Durch Drehen der Austrageinrichtung läßt sich der Gutaustrag regulieren.
[0019] Zur Entnahme des im Schachtofen erzeugten Brenngases ist am Ascheaustrag des Schachtofens
eine Brenngasleitung angeschlossen. Das in der Schüttgutschicht gebildete Gas wird
somit unmittelbar aus dem im Schachtofen gebildeten Glutbett entnommen. Das Brenngas
enthält nur geringe Öl- und Teeranteile. Es strömt über die Brenngasleitung bevorzugt
in einen rekuperativen Wärmeübertrager, der der Vorwärmung des im Schachtofen zu vergasenden
Materials dient (Patentanspruch 151.
[0020] Zur Kühlung der Austrageinrichtung wird bevorzugt das in die Schüttgutschicht einströmende
Vergasungsmittel genutzt (Patentanspruch 16 ). Zweckmäßig verläuft die Zuführung des
Vergasungsmittels durch die Austrageinrichtung und mündet zentral im Schacht (Patentanspruch
17). Eine weitgehend homogene Reaktionszone im Schachtofen zur Erzeugung des Brenngases
wird in Verbindung mit der zentralen Zuführung des
Vergasungsmittels dadurch erreicht, daß der Austragspalt als Ringspalt zwischen unterem
Rand der Austrageinrichtung und Schachtofenwand ausgebildet ist (Patentanspruch 18
:). Das Vergasungsmittel durchströmt die Reaktionszone des Schachtofens dann von innen
nach außen.
[0021] Der Austrag des weitgehend vergasten Materials durch die konische Austrageinrichtung
wird vom Neigungswinkel der Konusfläche beeinflußt. Der Neigungswinkel zwischen Grundfläche
der Austrageinrichtung und Konusfläche sollte 30 Grad nicht übersteigen und beträgt
bevorzugt 20 Grad (Patentanspruch 19.). Zur Förderung des Gutaustrags sind auf der
dem Glutbett zugewandten Konusfläche Leitrippen angebracht (Patentanspruch 2o). Bei
einer Drehung der Austrageinrichtung wird das Gut im Glutbett von den Leitrippen zum
Austragspalt geführt.
[0022] An der Austrageinrichtung sind auch eine oder mehrere zum Boden des Schachtofens
reichende Schaufeln befestigt, die bei einer Drehung der Austrageinrichtung sich am
Boden des Schachtofens sammelnde Asche zwangsweise zum Ascheaustrag fördern (Patentanspruch
21)). Über die nachglühende Asche zieht das aus dem Glutbett abströmende Brenngas
zur Nachreaktion mit dem restlichen Kohlenstoff ab.
[0023] Nach einer weiteren zweckmäßigen Ausbildung des Schachtofens weist die Schüttgutschicht
oberhalb der Mündung der Zuführung für das Vergasungsmittel eine solche Höhe auf,
daß der Strömungswiderstand der Schüttgutschicht oberhalb der Zuführung größer ist
als der Strömungswiderstand in der Zuführung für das Vergasungsmittel (Patentanspruch
2
2). Dies ist vorteilhaft vor allem dann, wenn als Vergasungsmittel in die Schüttgutschicht
durch Erzeugung eines Unterdruckes an der Mündung der Zuführung Luft eingeführt wird.
Der höhere Strömungswiderstand in der Schüttgutschicht oberhalb der Mündung verhindert
dann auch für den Fall, daß der Schachtofen für die Aufgabe von zu vergasendem Material
zur Atmosphäre hin geöffnet ist, das Eindringen von Nebenluft über die Schüttgutschicht
in die Reaktionszone. Zur Regulierung der Vergasungsmittelmenge, die in die Schüttgutschicht
einzuführen ist, weist die Zuführung für das Vergasungsmittel einen in Wirkverbindung
mit der Temperatur im Glutbett gesteuerten Durchflußregler auf (Patentanspruch 23).
[0024] Um den Schachtofen für Materialien verschiedenster Struktur und mit unterschiedlichem
Vergasungsverhalten nutzen zu können, ist die Austrageinrichtung im Schachtofen bevorzugt
auswechselbar angeordnet (Patentanspruch 24). Je nach zu vergasendem Material lassen
sich so auch den Materialeigenschaften speziell angepaßte Austrageinrichtungen einsetzen.
[0025] Die alternative Verfahrensweise wird vorteilhafterweise mittels einer Einrichtung
mit Schachtofen durchgeführt, die eine Einrichtung zur Abgabe von Wärme zum Vergasen
des im Schacht befindlichen Materials aufweist, wobei am Boden des Schachtofens ein
Austrag für die Asche vorgesehen ist. Erfindungsgemäß ist bei der Einrichtung mit
Schachtofen eine erste, zur Vorbehandlung der Abfälle aus organischen Stoffen durch
Wärmeeinwirkung unter Luftabschluß bei Temperaturen bis zu etwa 55
00e dienende Kammer vorgesehen, der der Schacht als zweite, der Wärmeeinwirkung der
Stoffe bei höheren Temperaturen dienende Kammer nachgeschaltet ist, wobei am oberen
Teil des Schachtes in den Vergasungsraum eine Zuführung für die dem zu vergasenden
Gut zuzugebenden Vergasungsmittel mündet und daß der Schacht von dem nachgeordneten
Raum durch einen den Querschnitt verengenden Durchlaß zum Durchtritt der nach der
Vergasung verbleibenden, nichtbrennbaren Rückstände getrennt ist und daß unmittelbar
unterhalb des am unteren Ende des Schachtes befindlichen Durchlasses ein Abzug für
das Brenngas angeordnet ist (Patentanspruch 25). Im unteren Teil des Schachtofens
ist unterhalb der Zuführung zweckmäßigerweise eine Verschlußklappe vorgesehen. Der
Durchlaß ist vorteilhafterweise als Ring- oder Längsspalt ausgebildet (Patentanspruch
26).
[0026] Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung
[0027] mit Schachtofen besteht darin, daß an den Schacht Abgaskanäle angeschlossen sind,
die in ihrem Verlauf die Außenwandung der ersten Kammer umgeben (Patentanspruch. 27).
[0028] Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Einrichtung mit Schachtofen werden dem
zu vergasenden Gut gleich zu Beginn des Vergasungsprozesses die vorgesehenen Vergasungsmittel
im Gleichstrom zugeführt. Damit wird eine Dosierung entsprechend der Zusammensetzung
der bei der Vergasung entstehenden Gase und der festen, brennbaren Stoffe, die den
Vergasungsraum durchlaufen, ermöglicht. Es wird somit eine laufende Anpassung an die
sich ständig ändernden Gegebenheiten durch Aussteuern möglich.
[0029] Durch die Trennung der Trocknungs- und Entgasungszone (erste Kammer) von der Vergasungszone
(zweite Kammer bzw. Schacht) werden zwei Temperaturbereiche geschaffen. In der Trocknungs-
und Entgasungszone herrschen Temperaturen bis maximal 500 °
C, in der Vergasungszone liegen die Temperaturen bei ca. 800 °C (gegebenenfalls bis
1000 °C), das heißt nur die Vergasungszone ist aus temperaturbeständigen Materialien
herzustellen, für die Herstellung der ersten Kammer genügen dagegen einfache, handelsübliche
Materialien.
[0030] Durch die Trennung des Trocknungs- und Entgasungsvorganges von dem Vergasungsvorgang
wird ferner erreicht, daß die Vorgänge noch leichter aussteuerbar sind, damit in der
Vergasungsstufe ein seiner Qualität nach gleichmäßiges Brenngas erzeugt wird, das
für eine externe Verwendung geeignet ist. Außerdem wird dadurch die Verarbeitungskapazität
der Einrichtung gemäß der Erfindung gegenüber der Kapazität bisher verwendeter Einrichtungen
vergrößert.
[0031] Eine bevorzugte Ausführungsform der Einrichtung mit Schachtofen gemäß der Erfindung
besteht darin, daß die zur Vorbehandlung der Abfälle durch Trocknen und Entgasen bestimmte
erste Kammer als gegenüber der Waagerechten geneigt liegende Drehtrommel mit einem
gasdichten Schleusensystem am Be-
schickungsende ausgebildet ist, deren anderes Ende an dem oberen Teil des die Vergasungskammer
bildenden Schachtes mündet, so daß das der Wärmebehandlung unterworfene Gut nach dem
Ausschleusen aus der Drehtrommel in den Ofenschacht gelangt (Patentanspruch 28) .
[0032] Wird bei dieser Ausführungsform der Einrichtung mit Schachtofen ein Schachtofen gleicher
Größe verwendet wie bislang, so führt dies zu einer Steigerung der Verarbeitungskapazität
gegenüber dem Schachtofen, mit dem die als erste Lösung angegebenen Verfahrensmaßnahmen
durchgeführt werden, um das Fünffache. Denn bei Verwendung einer nur aus dem Schachtofen
bestehenden Einrichtung gemäß der Erfindung darf ein bestimmter Ofenquerschnitt nicht
über schritten werden, weil es wegen der schlechten Wärmeleitfähigkeit der Abfälle
dann nicht mehr gelingt, die zum Trocknen, Entgasen und Vergasen notwendige Energie
gleichmäßig zuzuführen. Bei indirekter Wärmezufuhr und von den
Ofenwandungen her, aber auch bei direkter Wärmezufuhr können sich dabei Reaktionskanäle
ausbilden und Randgängigkeit auftreten. Der Durchsatz kann daher im allgemeinen unter
aus-. schließlicher Verwendung eines Schachtofens nicht über 1 t/h gesteigert werden,
wenn der Prozeß einwandfrei ablaufen soll.
[0033] Bei Verwendung der Einrichtung mit Schachtofen zur Durchführung der alternativen
Lösung findet die wesentliche Volumenverminderung in der Drehtrommel statt. Vorteilhaft
ist ferner, daß dem Schachtofen überwiegend Koks zugeführt wird, wodurch eine Schüttung
erreicht wird, die gegenüber normalem Müll sehr viel gasdurchlässiger ist, so daß
die im Gleichstrom am Eingang des Schachtes zugegebenen Vergasungsmittel zu einem
gleichmäßigen und vollständigen Vergasungsvorgang führen.
[0034] Aus der Zeitschrift "Müll und Abfall", Seiten 293-300 (vergleiche insbesondere Tabelle
2 sowie linke Spalte Seite 296) ist die Verwendung einer Drehtrommel aus Stahl zur
Pyrolyse von organischen Abfallstoffen bekannt. Diese bekannte Drehtrommel wird indirekt
mit der Auspuffwärme eines Gasmotors oder den Abgasen eines Gas- oder ölbrenners beheizt.
An beiden Seiten der Drehtrommel sind gasdichte Schleusensysteme vorgesehen; sie ermöglichen
eine kontinuierliche Beschickung und einen fortlaufenden Austrag der Rückstände. Dabei
vorgesehene Rohreinbauten dienen neben dem Wärmeeintrag zugleich der Stoffumwalzung
und dem Stofftransport. Bei dieser bekannten Einrichtung ist jedoch eine Trennung
zwischen Trocknung und Entgasung von der Vergasung nicht vorgesehen. Die Herstellung
eines gleichförmigen Gases mit gleichbleibendem Energiegehalt, dessen Transport zu
einem von der Entstehungsstelle entfernt liegenden Verbraucher sich lohnt, ist mittels
dieser bekannten Drehtrommel nur in geringerem Maße als bei der Einrichtung gemäß
der Erfindung mit Schachtofen möglich.
[0035] Um einen möglichst einfachen übergang zwischen Drehtrommel und Schachtofen zu erhalten,
ist es zweckmäßig, die Einrichtung mit Schachtofen gemäß der Erfindung so auszugestalten,
daß zwischen dem zum Weiterschleusen des der Trocknung und Entgasung unterworfenen
Gutes bestimmten Ende der Drehtrommel und dem Schacht eine den oberen Teil des Schachtes
übergreifende, mittels einer oder mehrerer gasdichter Schleusen nach außen abschließbare
Zwischenkammer vorgesehen ist (Patentanspruch 29).
[0036] Um zu erreichen, daß mit den organischen Abfallstoffen verbundene Bestandteile aus
dem Stofffluß der weiterzubehandelnden Stoffe abgezogen werden, sie also nicht in
unkontrollierter Weise in die Vergasungszone eingeschleust werden, ist es vorteilhaft,
die Einrichtung mit Schachtofen gemäß der Erfindung ferner so zu gestalten ., daß
der obere Teil des Schachtes ganz oder zum Teil durch ein Rüttelsieb abgedeckt ist
und daß auf der der Einmündung der Drehtrommel in den oberen Teil des Schachtes gegenüberliegenden
Seite ein mit seiner unteren Fläche in Höhe des Rüttelsiebes einmündender, mit gasdichter
Schleuse abschließbarer Schacht zum Ausschleusen nicht brennbaren Gutes vorgesehen
ist (Patentanspruch 30).
[0037] In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele der Einrichtung zur Erzeugung von
Brenngas aus organischen stoffen gemäß der Erfindung schematisch wiedergegeben. Es
zeigen
Figur 1 den Aufbau einer Einrichtung zum Vergasen von Abfällen aus organischen Stoffen
zur Durchführung der ersten Verfahrensvariante im Schnitt
Figur 2 den Aufbau einer weiteren Einrichtung zum Vergasen von Abfällen aus organischen
Stoffen zur Durchführung der ersten Verfahrensvariante im Schnitt
Figur 3 ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung zur Durchführung der zweiten Verfahrensvariante
im Schnitt
[0038] Wie aus Figur 1 hervorgeht, werden die Abfälle aus organischen Stoffen über eine
Befüllschleuse 1, die an einem Stutzen 2 angeordnet ist, in einen Schachtofen 4 eingegeben.
Im oberen Teil des Schachtes werden die Abfälle auf etwa 55
0 °C aufgeheizt und dabei getrocknet und entgast. Zu diesem Zweck ist die Trocknungs-und
Entgasungszone beheizbar. Das kann entweder direkt durch Anordnung von Brennern, von
denen in der Zeichnung jeweils nur einer dargestellt ist, oder auch dadurch geschehen,
daß das über die Ableitung 11 entnommene Brenngas über die Leitungsstrecke 3, die
die Trocknungs- und
Entgasungszone umgibt, geführt wird. Außerdem kann am oberen Eingang zum Schachtofen
4 ein Brenner 8 zu direkter Beheizung angeordnet sein. Falls erforderlich, können
daher auch beide möglichen Beheizungsarten zugleich angewandt werden. An den Trocknungs-
und Entgasungsraum schließt sich in dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel
ohne Übergang der Vergasungsraum 6 an; er ist von dem nach unten im Schacht des Schachtofens
4 daran anschließenden Raum durch ein oder mehrere Schleusenelemente 7 getrennt. In
den oberen Teil des Vergasungsraumes 6 mündet eine Zuleitung 5 für die zuzugebenden
Vergasungsmittel ein. Als Vergasungsmittel kann dabei ein Teil des der Ableitung 11
entnommenen Brenngases verwendet werden. Die Schleusenelemente 7 weisen gegenüber
dem Vergasungsraum 6 eine geschlossene Oberseite auf und sind auf einer Welle oder
Achse gelagert, die bei ihrer Bewegung als Längsspalt ausgebildete Durchgangsöffnungen
für das Ausschleusen der festen und gasförmigen Produkte aus dem Vergasungsraum 6
in den darunter liegenden Raum freigibt. Unterhalb der Schleusenelemente 7 mündet
die Abgasleitung 11 für das bei der Vergasung entstehende und in den unterhalb des
Vergasungsraumes 6 liegenden Raum gelangende Brenngas. Die in den unterhalb des Vergasungsraumes
6 liegenden Raum gelangenden, nicht brennbaren Bestandteile lagern zunächst auf einer
Verschlußklappe 10. Die Anordnung einer Verschlußklappe hat den Vorteil, daß dadurch
die restlose Weiterschleusung der bei der Vergasung gebildeten Asche entsprechend
dem jeweiligen Abfall zur Ascheaustragung 12 erleichtert wird.
[0039] Figur 2 zeigt einen Schachtofen 4, dem zu vergasendes organisches Material, insbesondere
organische Abfälle über eine trichterförmige
Materialaufgabe zuführbar sind. Eine Förderschnecke 13 transportiert das Material zum
Guteingang 14 des Schachtofens. Im Innenraum des Schachtofens wird vom eingebrachten
Gut eine Schüttgutschicht 15 gebildet. Im Schachtofen bewegt sich das Material unter
Einwirkung der Schwerkraft nach unten. Es wird im oberen Bereich des Schachtofens
in einer Vorwärmzone
A von einem rekuperativen Wärmetauscher 16 erwärmt. Im Ausführungsbeispiel wird der
Wärmetauscher 16 in einfachster Weise von einem doppelwandigen, den oberen Schachtofenteil
begrenzenden Rohr gebildet, dessen Hohlraum von im Schachtofen erzeugten Brenngas
als Heizmedium im Gegenstrom zur Durchlaufrichtung des Materials im Schachtofen durchströmt
wird. In der Vorwärmzone A wird das zu vergasende Material im Wärmeaustausch mit dem
Brenngas getrocknet und bis auf ca.. 200 °C erhitzt.
[0040] In den Schachtofen 4 ist von unten eine drehbar gelagerte Austrageinrichtung 17 eingeführt,
die ein im unteren Bereich der Schüttgutschicht 15 ausgebildetes Glutbett 18 abstützt.
Die Austrageinrichtung 17 ist zentral im Schacht angeordnet und verjüngt sich konisch
zur Schüttgutschicht 15 hin. Am unteren Konusrand ist ein Austragspalt 19 als Ringspalt
zwischen Konusrand und Schachtofenwand 20 vorgesehen, dessen Spaltweite in Abhängigkeit
von sich im Glutbett 18 ausbildender Stückigkeit des Gutes sowie vom erforderlichen
Gutdurchsatz bestimmt wird. Zur Vergasung von Feingut, beispielsweise von Reisschalen
hat sich eine Spaltweite zwischen Konusrand und Schachtofenwand von etwa 3 bis 5 mm
als günstig erwiesen. Bei Vergasung von feinkörnigem Gut wird zumindest 10 Gew.% Grobgut
zugegeben. Die Stückgröße des Grobgutes ist so gewählt, daß Brückenbildungen im Schacht
vermieden werden. Im Glutbett 18 wird infolge der unterschiedlichen Stückgröße des
Materials eine siebartig wirkende Struktur gebildet, so daß nur genügend kleine Materialteilchen,
die weitgehend entgast sind, durch den Austragspalt 19 ausgetragen werden.
[0041] Zentral durch die Austrageinrichtung 17 ist eine Zuführung 21 für Vergasungsmittel
geführt, die oberhalb des Glutbettes 18 in der
Schütt- gutschicht 15 mündet. Das die Austrageinrichtung 17 durchströmende Vergasungsmittel
wirkt als Kühlmittel und verhindert eine Uberhitzung des Materials. Zugleich wärmt
sich das Vergasungsmittel vor Eintritt in die Schüttgutschicht auf. Eine Abdeckung
22 am Ende der Zuführung 21 verhindert das Eindringen von Schüttgut in die Zuleitung.
Austrageinrichtung 17 und Zuführung 21 bilden eine Einheit. Über die Zuführung 21
wird das Vergasungsmittel in eine in der Zeichnung mit 23 bezeichnete Zone in die
Schüttgutschicht eingeleitet. Das zu vergasende Material weist in dieser Zone nach
Wärmeaustausch mit dem Brenngas eine Temperatur von etwa 200 °C auf. Das Vergasungsmittel
strömt zusammen mit beim Trocknen des zu vergasenden Materials gebildetem Wasserdampf
sowie mit den übrigen in der Schüztgutschicht gebildeten Gasen in Durchlaufrichtung
des Gutes in einer Reaktionszone B durch die Schüttgutschicht und unter Bildung von
Brenngas durch das Glutbett. Eine das Brenngas abführende Brenngasleitung 24 ist am
Ascheaustrag 25 des Schachtofens angeschlossen. Das Brenngas wird im Ausführungsbeispiel
von einem in der Zeichnung nicht dargestellten Saugzug aus dem Glutbett abgezogen.
Es durchströmt den Wärmetauscher 16 und wird dort unter Wärmeabgabe an die Schüttgutschicht
abgekühlt.
[0042] Die maximale Temperatur im Glutbett 18 ist vorzugsweise auf eine Temperatur im Temperaturbereich
zwischen 900 bis 1000 °C eingestellt. Ein in die Schüttgutschicht eingeführter Temperaturfühler
26 mißt eine Referenztemperatur im Schachtofen oberhalb des Glutbettes 18, die sich
analog mit der Reaktionstemperatur im Glutbett ändert. Der Temperaturfühler 26 steht
in Wirkverbindung mit einem Durchflußregler 27, der im Ausführungsbeispiel in der
Zuführung 21 für das Vergasungsmittel eingesetzt ist. Der Durchfluß des Vergasungsmittels
in der Zuführung 21 läßt sich aber auch in anderer Weise regulieren, beispielsweise
durch Änderung des Saugdruckes in der Brenngasleitung 24 oder in Kombination mit Durchflußregler
27 und Einstellung des Unterdruckes am Ascheaustrag 25. Wird die gewünschte Temperatur
im Glutbett überschritten, wird die Zufuhr von Vergasungsmittel gedrosselt, bei Temperaturabfall
wird der Zufluß von Luft oder Sauerstoff gesteigert. Die Temperatur des Glutbetts
läßt sich auch durch die Zusammensetzung des Vergasungsmittels regulieren. Mit dosierter
Zugabe von Luft, Sauerstoff, Wasserdampf oder Kohlendioxid ist eine sichere und in
Folge der unmittelbaren Zufuhr des Vergasungsmittels in die Schüttgutschicht oberhalb
des Glutbetts auch eine rasch reagierende Steuerung des Vergasungsprozesses erreicht.
[0043] Die Austrageinrichtung 17 weist Konusflächen 28 auf, die im Ausführungsbeispiel gegen
die Grundfläche des Konus einen in der Zeichnung mit Bezugszeichen 29 angegebenen
Neigungswinkel von 20 Grad aufweisen. Es hat sich bei Vergasung von Feingut herausgestellt,
daß bei einer solchen Neigung der Konusflächen der Gutträhsport und das Austragen
des Gutes aus dem Glutbett ohne unerwünschtes Verdichten des Materials und an allen
Stellen des Austragspaltes gleichmäßig erfolgt. Auf den Konusflächen 28 sind Leitrippen
30 angebracht, die bei einer Drehung des Austragkegels das Gut im Glutbett zum Austragspalt
19 befördern. Im Ausführungsbeispiel wird die Austrageinrichtung mittels eines Antriebs
31 schrittweise angeordnet.
[0044] Durch den Austragspalt 19 hindurch fällt das vergaste Material auf ein Aschebett
32, das sich am Boden des Schachtofens unterhalb der Austrageinrichtung 17 ausbildet.
Das aus dem Glutbett abströmende Brenngas wird zur Nachreaktion des restlichen Kohlenstoffs
über das Aschebett 32 geführt und strömt zum Ascheaustrag 25. An der Austrageinrichtung
17 befestigte Schaufeln 33, die zum Boden des Schachtofens reichen, transportieren
beim Drehen der Austrageinrichtung 17 auch die Asche zwangsweise zum Ascheaustrag
25. Bei einem Schachtofen, der bis auf die Materialaufgabe mit Förderschnecke in gleicher
Weise wie der oben beschriebene Schachtofen gestaltet ist, wurde zur Vereinfachung
der Materialzufuhr der Schacht nach oben offen gelassen. Damit jedoch durch den offenen
Schacht durch die Schüttgutschicht hindurch keine Nebenluft in die Reaktionszone eindringen
konnte, wurde die Höhe der Schüttgutschicht im Schachtofen so bemessen, daß der Strömungswiderstand
der Schüttgutschicht oberhalb der Mündung der Zuführung für Vergasungsmittel größer
war als der Strömungswiderstand in der Zuführung. Die Zuführung war zur Atmosphäre
hin offen. Als Vergasungsmittel wurde in die
Schüttgutschicht des Schachtofens Luft angesaugt.
[0045] In einem Schachtofen der vorbeschriebenen Art mit einem Durchmesser von 260 mm und
einer Schachthöhe von 1 m wurden Reisschalen vermischt mit gröberen Holzteilchen vergast.
Die Holzteilchen wiesen eine maximale Größe von etwa 10 mm auf. Zu den Reisschalen
wurde etwa 20 Gew.% Holzteilchen zugegeben. Als Mindestwert haben sich 10 Gew.% als
günstig erwiesen. Im Schachtofen wurde das eingebrachte Gut in der Vorwärmezone B
im Wärmeaustausch mit erzeugtem Generatorgas bis auf etwa 200 °C erhitzt. In die Schüttgutschicht
wurde Luft als Vergasungsmittel eingeführt. Die Reaktionszone B in der Schüttgutschicht
war etwa 350 mm lang. Die höchste Temperatur im Glutbett betrug 900 bis 1000 °
C. Die Austrageinrichtung wurde schrittweise mit einer Taktzeit von etwa 2 Minuten
gedreht, wobei in einer Stunde etwa 2 bis 3
Umläufe erfolgten. Bei einem Durchsatz von 12 bis 15 kg zu vergasenden Materials pro
Stunde konnten 30 bis 40 m
3 p
ro Stunde Brenngas erzeugt werden.
[0046] Eineweiterer Schachtofen von 400 mm Durchmesser und 1,5 m Höhe diente zur Vergasung
von Sägemehl, das ebenfalls mit Holzteilen vermischt in den Schachtofen eingeführt
wurde. Die Holzteile wiesen unterschiedliche Größen bis zur Größe von Holzscheiten
von 150 mm Länge auf. Die Reaktionszone dieses Schachtofens war 450 mm lang, die maximale
Temperatur im
Glutbett betrug 900 bis 1000 °
C. Die Austrageinrichtung führte 1 bis 2 mal pro Stunde ebenfalls schrittweise eine
volle Umdrehung aus. Die Taktzeit betrug etwa 4 Minuten. Bei einem Durchsatz von 30
bis 40 kg zu vergasenden Materials pro Stunde wurden etwa 100 m
3 pro Stunde Brenngas erzeugt.
[0047] Der Schachtofen wurde weiterhin mit folgenden Abfallstoffen mit Erfolg betrieben:
Sägemehl,
Hobelspäne, Kakaoschalen, gehäckselte Baumrinde, gehäckseltes Stroh, geshredderter
häuslicher Abfall, pelletisierter häuslicher Abfall, Algen.
[0048] Im Mittel wies das in den Schachtöfen gewonnene Brenngas die folgende Zusammensetzung
auf:
2 Vol.% CH4, 15 Vol.% H2, 25 Vol.% CO, 5 Vol.% CO2, 53 Vol.% N2. Der Heizwert des Brenngases lag im Bereich zwischen 5000 bis 6000 kJ/m3.
[0049] Der Vergasungsprozeß läßt sich durch Steuerung der Zufuhr von Vergasungsmittel und
Regulierung des Gutaustrages optimal einstellen. Für verschiedene Materialien werden
Konusform und Spaltweite der Austrageinrichtung sowie die Reaktionszone angepaßt.
In ein und demselben Schachtofen lassen sich bevorzugt durch einfaches Auswechseln
der Austrageinrichtung Materialien verschiedenster Struktur und unterschiedlichen
Vergasungsverhaltens zur Erzeugung von Brenngas eingeben.
[0050] Bei dem in Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel der Einrichtung mit Schachtofen
gemäß der Erfindung gelangen die Abfälle zunächst über die Befüllschleuse 1, die an
einem Ende einer gegenüber der Waagerechten geneigt liegenden 'Drehtrommel 34 angeordnet
ist, in die Drehtrommel 34. Die Befüllschleuse 1 ist gasdicht abschließbar. In der
Drehtrommel 34 werden die Abfälle auf etwa 550 °
C aufgeheizt und dabei getrocknet und entgast. Die Drehtrommel 34 ist zu diesem Zweck
beheizbar, und zwar entweder direkt durch die Anordnung eines oder mehrerer Brenner
8, von denen in der Zeichnung nur einer dargestellt ist oder auch dadurch, daß die
unterhalb des Vergasungsraumes 6 an dem Schachtofen 4 angeschlossene Abgasleitung
11 für die bei der Vergasung entstehenden brennbaren Gase so geführt ist, daß sie
in ihrem Verlauf mit dem Streckenteil 3 die Drehtrommel 34 so umgibt, daß die Außenwandung
der Drehtrommel 34 zugleich eine Innenwandung der Strecke 3 der Abgasleitung 11 bildet.
Falls es daher zweckmäßig ist, können auch beide Beheizungsarten zugleich angewandt
werden. Mit ihrem anderen Ende ist die Drehtrommel 34 mit dem oberen Teil des Schachtofens
4 über eine Zwischenkammer 35 so verbunden, daß das in die Drehtrommel 34 eingeführte
Gut nach dem Trocknen und der Entgasung in den Schacht des Schachtofens 4 weitergeschleust
wird. Das in der Drehtrommel 34 getrocknete und entgaste Gut wird daher zunächst in
die mittels Schleusen 36 und 37 gasdicht verschließbare Zwischenkammer 35, die den
oberen Teil des Schachtes eines Schachtofens 4 übergreift, weitergeschleust. Der obere
Teil des Schachtofens 4 ist dabei durch ein Rüttelsieb 38 abgedeckt. Das hat den Vorteil,
daß durch das Rüttelsieb 38 in den Schacht des Schachtofens 4 und somit den überwiegenden
Teil des den Schacht des Schachtofens 4 einnehmenden Vergasungsraumes 6 nur gasförmige
Produkte und solche festen Produkte gelangen, die durch die Maschen des Rüttelsiebes
38 hindurchfallen können. Das ist im wesentlichen das bei der Entgasung anfallende
verkokte Material. Die übrigen nicht brennbaren Abfallbestandteile, wie beispielsweise
Metallkörper, gelangen über das
Rüttelsieb 38 in einen an die Zwischenkammer 35 angeschlossenen und mittels der Schleuse
37 gasdicht verschließbaren Schacht 39 und können von dort abgezogen werden. Die zur
Bindung von Schadstoffen, die bei der Wärmebehandlung von den Abfällen gebildet werden
können, erforderlichen Zuschläge werden bei dieser Ausführungsform der Einrichtung
gemäß der Erfindung durch die an der Zwischenkammer 35 vorgesehene Schleuse 36 zugegeben.
Der obere Teil des Schachtofens 4 bildet den mittels eines Brenners 9 beheizbaren
Vergasungsraum 6, an dessen oberem Ende eine Zuleitung 5 für die zuzugebenden Vergasungsmittel
mündet. Der Vergasungsraum 6 ist, wie aus Figur 3 hervorgeht, von dem sich nach unten
anschließenden Raum durch eine als Ringspalt ausgebildete Engstelle getrennt. Zu diesem
Zweck ragt in den Schacht des Schachtofens 4 ein rohrförmig ausgebildetes Teil 40
mit einem an dem in den Schacht hineinragenden Ende angeordneten, sich kegelförmig
erweiternden Teil 41. Der Ringspalt wird von der Basis des kegelförmigen Teils 41
und der benachbarten Wandung des Ofenschachtes gebildet. Selbstverständlich kann eine
solche Verengung auch auf andere Weise gebildet werden. Das rohrförmig ausgebildete
Teil 40 kann um seine Längsachse drehbar angeordnet sein, in diesem Fall kann es,
wie in der Zeichnung nicht dargestellt, zweckmäßig sein, seitlich in den Schacht hineinragende
Rührarme anzuordnen, durch die während der Drehbewegung eine Auflockerung des zu vergasenden
Gutes erzielt wird.
[0051] Bei Verwendung der in der Zeichnung dargestellten Einrichtungen können außer der
genannten organischen Abfallstoffen beispielsweise auch Altreifen, Kunststoffreste,
Teppichabfälle, Holz aus der
Durchforstung sowie spezielle organische Rückstände aus der Industrie zur Erzeugung
von Brenngas eingesetzt werden. Dabei läuft der Vergasungsvorgang bei Verwendung der
Einrichtung nach dem in Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel besonders gleichmäßig
und vollständig ab.
1. Verfahren zur kontinuierlichen Erzeugung von Brenngas aus organischen Abfallstoffen,
bei dem die Abfälle im kontinuierlichen Stofffluß zunächst unter Luftabschluß bei
bis zu etwa 550 °C ansteigenden Temperaturen getrocknet und entgast und im Anschluß
daran bei höheren Temperaturen vergast werden, dadurch gekennzeichnet , daß dem entgasten
Gut zu dessen Vergasung, die bei Temperaturen bis zu etwa 1000 °C stattfindet, spätestens
zu Beginn der Vergasungsphase den Änderungen der Zusammensetzung des Gutes während
des Stoffflusses entsprechende Mengen an Vergasungsmitteln wie Luft, Dampf, CO2, 02 oder eine Mischung dieser Stoffe zugegeben wird.
2. Verfahren zur kontinuierlichen Erzeugung von Brenngas aus organischen Abfallstoffen,
bei dem die Abfälle im kontinuierlichen Stofffluß zunächst unter Luftabschluß bei
bis zu etwa 550 °C ansteigenden Temperaturen getrocknet und entgast und im Anschluß
daran bei höheren Temperaturen vergast werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknung,
Entgasung und Vergasung der Abfallstoffe in zwei voneinander verfahrensmäßig getrennten
Schritten durchgeführt wird, indem die Ab-fallstoffe im ersten Schritt getrocknet und entgast werden und das bei der Entgasung
entstehende Gut im zweiten Schritt vergast wird, wobei die Stoffe derart geführt werden,
daß der Stofffluß zwischen dem ersten und dem zweiten Verfahrensschritt zum Zwecke
der mechanischen Behandlung des bei der Entgasung entstehenden Gutes unterbrechbar
ist und daß dem entgasten Gut zu dessen Vergasung, die bei Temperaturen bis zu etwa
1000 °C stattfindet, zu Beginn der Vergasungsphase den Änderungen der Zusammensetzung
des Gutes während des Stoffflusses entsprechende Mengen an Ver- gasungsmitteln wie Luft, Dampf, Co2, 02 oder eine Mischung dieser Stoffe zugegeben wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Vergasungsmittel
dem zu vergasenden Gut in Durchlaufrichtung des Gutes zusammen mit bei der Trocknung
und Entgasung gebildeten Gasen zugeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß in das bei der Vergasung
sich ausbildende Glutbett zum Aufcracken von Schwelgasen Luft und/oder Sauerstoff
zugegeben wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß das Vergasungsmittel
in Abhängigkeit von der Temperatur in dem bei der Vergasung sich ausbildenden Glutbett
zugegeben wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß das Vergasungsmittel
in einer Zone in das zu vergasende Gut eingegeben wird, in der das Gut eine Temperatur von etwa 200 °C aufweist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß das bei
der Vergasung entwickelte Brenngas über einen spaltförmigen Durchlaß entnommen wird,
wobei das Gut oberhalb des Spaltes bis zu seiner Vergasung gehalten wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das gebildete
Brenngas in rekuperativem Wärmeaustausch zur Vorwärmung des zu vergasenden Gutes dient.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß
feinkörnigem Gut zu dessen Vergasung zumindest 10 Gew.% Grobgut zugegeben wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß
das aus dem bei der Vergasung sich ausbildenden Glutbett abströmende Brenngas über
eine aus dem Glutbett ausgetragene Ascheschicht zum Ascheaustrag geführt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit den Abfällen aus organischen
Stoffen verbundene, nichtbrennbare Bestandteile wie Metallkörper nach der Entgasung
aus dem Stofffluß der weiter zu behandelnden Stoffe abgezogen werden.
12. Schachtofen zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit am Kopf des Schachtes
angeordneter Befülleinrichtung, mit einer Einrichtung zur Abgabe von Wärme zum Trocknen
und Entgasen des im oberen Teil des Schachtes befindlichen Materials sowie einer Einrichtung
zur Abgabe von Wärme zum Vergasen des im unteren Teil des Schachtes befindlichen Materials,
wobei am Boden des Schachtofens ein Austrag für die Asche vorgesehen ist, dadurch
gekennzeichnet, daß im unteren Teil des Schachtes eine Zuführung (5, 21) für die dem
entgasten Gut zu dessen Vergasung zuzugebenden Vergasungsmittel in einem solchen Abstand
oberhalb des am unteren Ende des Schachtes befindlichen Durchlasses (7, 17) angeordnet
ist, daß die Vergasungsmittel das entgaste Gut zu Beginn der Vergasungsphase erreichen
und daß der Vergasungsraum von dem nachgeordneten Raum durch einen den Querschnitt
verengenden Durchlaß zum Durchtritt der nach der Vergasung verbleibenden, nichtbrennbaren
Rückstände getrennt ist und daß unmittelbar unterhalb des Durchlasses ein Abzug (11)
für das Brenngas angeordnet ist.
13. Schachtofen nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlaß als Ring-
oder Längsspalt ausgebildet ist.
14. Schachtofen nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchfluß der Zuführung
von einem in Abhängigkeit von der Temperatur im Glutbett gesteuertem Regler (27) einstellbar
ist, daß das Glutbett (18) von einer am Ascheaustrag des Schachtofens zentral im Schacht
angeordneten, konisch ausgebildeten Austragseinrichtung (17) gestützt ist, die gekühlt
und drehbar gelagert ist und an deren unterem Rand der Durchlaß vorgesehen ist.
15. Schachtofen nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die
Brenngasleitung (11, 24) an einem, die im Schacht befindliche Schüttgutschicht erwärmenden
rekuperativen Wärmetauscher (3, 16) angeschlossen ist.
16. Schachtofen nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung
(21) mit Kühlleitungen für die Austragseinrichtung (17) verbunden ist.
17. Schachtofen nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung (21) für
das Vergasungsmittel durch die Austragseinrichtung (17) hindurchgeführt wird und zentral
in der Schüttgutschicht (15) im Schachtofen (4) mündet.
18. Schachtofen nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet , daß am
unteren Rand der konischen Austrageinrichtung (17) ein Ringspalt (19) zwischen Konusrand
und Schachtofenwand (20) ausgebildet ist.
19. Schachtofen nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet , daß die
konisch ausgebildete Austrageinrichtung (17) eine Konusfläche (28) mit einem Neigungswinkel
von 30 Grad, bevorzugt mit einem Neigungswinkel (29) von 20 Grad aufweist.
20. Schachtofen nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet , daß an der drehbaren Austrageinrichtung (17) auf der dem
Glutbett (18) zugewandten Konusfläche (28) das zu vergasende Gut im Glutbett zum Austragspalt
(19) fördernde Leitrippen (30) angebracht sind.
21. Schachtofen nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet , daß an der drehbaren Austrageinrichtung (17) bis zum Boden
des Schachtofens (4) reichende Schaufeln (33) zum Austragen eines sich am Boden des
Schachtofens (4) bildenden Aschebettes (32) befestigt sind.
22. Schachtofen nach einem der Ansprüche 14 bis 21 dadurch gekennzeichnet , daß die
im Schacht befindliche Schüttgutschicht (15) oberhalb der Mündung der Zuführung (21)
für das Vergasungsmittel eine solche Höhe aufweist, daß der Strömungswiderstand in
der Schüttgutschicht (15) oberhalb der Mündung der Zuführung (21) für das Vergasungsmittel
größer ist als der Strömungswiderstand in der Zuführung (21) für das Vergasungsmittel.
23. Schachtofen nach einem der Ansprüche 14 bis 22 , dadurch gekennzeichnet , daß
in der Zuführung (21) für das Vergasungsmittel ein in Wirkverbindung mit der Temperatur
im Glutbett gesteuerter Durchflußregler (27) eingesetzt ist.
24 . Schachtofen nach einem der Ansprüche 14 bis 23 , dadurch gekennzeichnet , daß
die Austrageinrichtung (17) auswechselbar im Schachtofen (4) angeordnet ist.
'25. Einrichtung mit Schachtofen zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen
2 und 11 mit einer Einrichtung zur Abgabe von Wärme zum Vergasen des im Schacht befindlichen
Materials, wobei am Boden des Schachtofens ein Austrag für die Asche vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet, daß eine erste, zur Vorbehandlung der Abfälle aus organischen
Stoffen durch Wärmeeinwirkung unter Luftabschluß bei Temperaturen bis zu etwa 55o°C
dienende Kammer (34) vorgesehen ist, der der Schacht als zweite, der Wärmeeinwirkung
der Stoffe bei höheren Temperaturen dienende Kammer (6) nachgeschaltet ist, wobei
am oberen Teil des Schachtes in den Vergasungsraum (6) eine Zuführung (5) für die
dem zu vergasenden Gut zuzugebenden Vergasungsmittel mündet und daß der Schacht von
dem nachgeordneten Raum durch einen den Querschnitt verengenden Durchlaß zum Durchtritt
der nach der Vergasung verbleibenden, nicht brennbaren Rückstände getrennt ist und
daß unmittelbar unterhalb des Durchlasses (7) ein Abzug (11) für das Brenngas angeordnet
ist.
26. Einrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlaß als Ring-
oder Längsspalt ausgebildet ist.
27. Einrichtung nach einem der Ansprüche 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, daß an
den Schacht Abgaskanäle (3) angeschlossen sind, die in ihrem Verlauf die Außenwandung
der ersten Kammer umgeben.
28. Einrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die
zur Vorbehandlung der Abfälle durch Trocknen und Entgasen bestimmte erste Kammer als
gegenüber der Waagerechten geneigt liegende Drehtrommel (34) mit einem gasdichten
Schleusensystem (1) am Beschickungsende ausgebildet ist, deren anderes Ende an dem
oberen Teil des die Vergasungskammer (6) bildenden Schachtes mündet, so daß das der
Wärmebehandlung unterworfene Gut nach dem Ausschleusen aus der Drehtrommel (34) in
den Ofenschacht (4) gelangt.
29. Einrichtung nach Anspruch 28 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet , daß zwischen dem Ende der Drehtrommel (34) und dem Schacht
(6) eine den oberen Teil des Schachtes übergreifende, mittels einer oder mehrerer
gasdichter Schleusen (36, 37) nach außen abschließbare Zwischenkammer (35) vorgesehen
ist.
30. Einrichtung nach einem der Ansprüche 28 und 29, dadurch gekennzeichnet , daß der obere Teil des Schachtes (4) ganz oder zum Teil
durch ein Rüttelsieb (38) abgedeckt ist und-daß auf der der Einmündung der Drehtrommel
(34) in den oberen Teil des Schachtes (4) gegenüberliegenden Seite ein mit seiner
unteren Fläche in Höhe des Rüttelsiebes (38) einmündender, mit gasdichter Schleuse
(37) abschließbarer Schacht (39) zum Ausschleusen nicht brennbaren Gutes vorgesehen
ist.