Anlage zum Betreiben eines Niedertemperatur-Konvertierungsverfahrens

Abstract

 Konvertierofen (1), der aus einem Innenofen (9) und einem Außenofen (8) besteht, wobei innerhalb des Innenofens (9) ein Transportband (2) oder Konvertierband angeordnet ist. Durch die Zufuhr des zu konvertierenden Gutes auf das Transportband und die Abgabe des konvertierten Gutes aus einem Feststoffbunker (16) wird ein sauerstoffdichter Abschluß des eigentlichen Innenofens gewährleistet.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlage zur Durchführung eines Niedertemperatur-Konvertierungs­verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspru­ches.

[0002] In der EP 52 334 B1 wird ein Verfahren zur Gewinnung von festen, flüssigen und gasförmigen Brennstoffen aus organischem Material beschrieben, bei welchem unter anderem vorgeschlagen wird, daß das trockene Ausgangsmaterial, z. B. getrockneter Klärschlamm, körnig oder als Pulver kontinuierlich, z. B. mit Hilfe einer Förderschnecke durch ein beheiztes Reak­tionsrohr gefördert wird. Eine solche Anlage hat sich im Experimentierstadium bewährt und ist in der Lage, bei normalem Druck und ohne Einschaltung von Reduktions- und Oxydationsprozessen zu arbeiten.

[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dieses im Experimentierstadium entwickelte Verfahren großtech­nisch einzusetzen und eine dafür geeignete Anlage vorzuschlagen.

[0004] Diese der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die Lehre des Hauptanspruches gelöst.

[0005] Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteran­sprüchen erläutert.

[0006] Mit anderen Worten ausgedrückt, schlägt die Erfin­dung einen Konvertierofen vor, in dem ein relativ langsam umlaufendes, wärmebeständiges Transportband angeordnet ist, auf das das Material aufgegeben wird, wobei am Ende des Transportbandes als Kohle vorliegender Feststoff gewonnen wird. Die entstehen­den Gase werden durch eine Kondensationskolonne ge­führt und dabei werden Öl und Wasser als Rückstand kondensiert, wobei das Öl ebenfalls als Brennstoff einsatzfähig ist oder als Fettrohstoff in der chemischen Industrie verarbeitet werden kann. Die nicht kondensierten Gase können als Brenngase zur Gewinnung der erforderlichen Prozeßenergie einge­setzt werden, aber ein Teil der nicht kondensierten Gase wird in den Ofen zurückgefördert, um eine mög­lichst sauerstofffreie Konvertierung zu unter­stützen.

[0007] Die erfindungsgemäße Anlage arbeitet deshalb kosten­günstig, da durch das aufzugebende Material und durch das abzugebende Material gleichzeitig der Sau­erstoffabschluß des Konvertierofens herbeigeführt wird. Hierzu wird das aufzugebende und zu konvertie­rende Material im Bereich der Materialaufgabe ver­dichtet und schließt dadurch diesen Zugang zum Inneren des Konvertierofens gasdicht ab und eben­falls erfolgt der Austrag des gewonnenen Feststof­fes, d.h. der Kohle, sauerstoffdicht durch eine För­derschnecke aus einem entsprechenden Sammelbunker am Ende des Transportbandes.

[0008] Die Beheizung des Ofens kann über eine zentrale Heizung oder über einzelne Brenner erfolgen. Hierbei kann auch die gewonnene Kohle eingesetzt werden, die noch mit einem Wärmeanteil von etwa 300° bis 350° anfällt. Es ist jedoch auch eine elektrische Behei­zung des Ofens denkbar, ebenso wie eine Warmluft­beheizung.

[0009] Innerhalb des Ofens können mehrere Transportbänder angeordnet sein, um so eine gute Konvertierung zu erreichen, insbesondere um eine gute Trocknung des Gutes durchzuführen.

[0010] Es ist aber auch möglich, im Bereich des Material­eingabetrichters eine Vortrocknungsanlage für das aufzugebende Gut anzuordnen. Das zu konvertierende Gut wird in einer relativ dünnen Schicht von etwa 8 cm auf das Transportband aufgegeben und durch den Ofen gefördert, wobei die mittlere Temperatur im Ofen 250 - 380° C beträgt.

[0011] Die gewonnene Kohle brennt vollständig aus und die ggf. enthaltenen Schadstoffe sind fest und sicher in der Asche gebunden. Die Kohle weist einen Brennwert auf, der mit dem Brennwert von Briketts vergleichbar ist.

[0012] Werden die Transportbänder übereinander angeordnet und wird die Beheizung der Transportbänder im Raum zwischen Ober- und Untertrum vorgenommen, ist es möglich, den Ofen anstatt langgestreckt auch ver­tikal ausgerichtet aufzubauen. Hierbei ist es dann besonders vorteilhaft, daß einzelne Teile der Wände abgelöst werden können, so daß Reparaturarbeiten in den verschiedenen Höhen bezüglich der einzelnen Transportbänder leicht durchgeführt werden können.

[0013] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfol­gend anhand der Zeichnung erläutert.

[0014] In der Zeichnung ist mit 1 ein Konvertierofen be­zeichnet, der bei dem dargestellten Ausführungsbei­spiel aus einem isolierenden Ofenmantel 8 besteht, in dem entsprechende Öffnungen für die Durchführung von Inspektionen usw. vorgesehen sind, die aus Über­sichtlichkeitsgründen in der Zeichnung nicht darge­stellt sind.

[0015] Innerhalb des isolierenden Ofenmantels ist ein Innenofen 9 vorgesehen, der allseits von heißen Brenngasen umströmt wird, wobei der zwischen dem Ofenmantel 8 und dem Innenofen 9 bestehende Raum über eine in der Zeichnung nicht dargestellte Kamin­anlage an die Außenatmosphäre angeschlossen ist.

[0016] Innerhalb des Innenofens 9 ist ein umlaufend ange­triebenes Transportband 2 vorgesehen, das über die ganze Länge des Innenofens 9 reicht und eine Mate­rialaufgabe 5 aufweist sowie eine Feststoffmaterial­abgabe 6. Weiterhin schließt an den Innenofen 9 eine Gasabzugsleitung 7 an, die zu einem Gas- und Flüs­sigkeitskondensator 3 führt. Die hier gewonnene Flüssigkeit, nämlich Öl und Wasser, sammelt sich in einem entsprechenden Sammelbehälter 18. Hier kann dann das Öl vom Wasser getrennt werden und das Öl entweder zur Gewinnung der Prozeßenergie herangezo­gen werden oder einem anderen Einsatzzweck zugeführt werden. Weiterhin schließt sich an den Gas- und Flüssigkeitskondensator 3 eine Gaspumpe 19 an, die das Gas seinem Verwendungszweck zuführt, wobei an die eigentliche Gasleitung 20 eine Bypassleitung 4 anschließt, die eine Rückführung nicht kondensierten Restgases in das Innere des Innenofens 9 ermöglicht.

[0017] Im Bereich der Materialaufgabe 5 ist ein Material­eingabetrichter 11 dargestellt, der das Material einem Aufgaberohr 21 zuführt, in dem bei dem darge­stellten Ausführungsbeispiel ein kolbenartiger Ma­terialschieber 12 angeordnet ist, der über einen Exzenter 22 angetrieben wird. Durch den Material­schieber 12 wird das aufgegebene Gut zu einem Ma­terialpfropfen 14 verdichtet, der gleichzeitig einen gasdichten Abschluß der Materialaufgabe 5 gegenüber der Außenatmosphäre gewährleistet.

[0018] Die Verdichtung des Materials kann an Stelle mit einem Materialschieber 12 auch durch eine Schnecke vorgenommen werden.

[0019] Wird Klärschlamm verarbeitet, kann sowohl auf Schieber wie auch auf Schnecke verzichtet werden, da der Klärschlamm selbst einen gasundurchlässigen Pfropfen in dem Aufgaberohr 21 schafft.

[0020] Die dosierte Austragung des hier verdichteten Gutes kann über eine entsprechende Fördereinrichtung 15 erfolgen. Das so dosierte zu konvertierende Gut wird in einer Schichtdicke von etwa 8 cm auf das Transportband 2 aufgegeben und durch den Innenofen 9 gefördert. Am Ende des Transportbandes ist das Gut in einerseits Gas, andererseits Feststoff umge­wandelt, wobei dieser Feststoff als Kohle vorliegt und in einen Feststoffbunker 16 abgegeben wird. Der Feststoffbunker 16 ist mit einer Förderschnecke 17 ausgerüstet, die beispielsweise über den Antrieb 23 angetrieben wird. Die Beheizung des Innenofens er­ folgt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel über eine zentrale Brennerheizung 10, deren Heiß­gase über die einzelnen Zuleitungen 24 in den Raum zwischen dem isolierenden Ofenmantel 8 und dem Innenofen 9 geführt werden. Anstelle dieser zentra­len Brennerheizung können auch Einzelbrenner vorge­sehen werden, die nicht nur im unteren Bereich des Ofens angeordnet sein können, sondern auch an den Stirnseiten des Ofens.

[0021] In der Zeichnung nicht dargestellt ist die Möglich­keit, mehrere Transportbänder 2 übereinander inner­halb des Konvertierofens 1 anzuordnen.

[0022] Weiterhin sind die erforderlichen Filteranlagen innerhalb der Gasabzugsleitung 7 aus Übersichtlich­keitsgründen in der Zeichnung nicht dargestellt.

[0023] Die Anordnung mehrerer Transportbänder innerhalb des Konvertierofens 1 hat den Vorteil, daß ein gegensei­tiges Erhitzen und stufenweises Aufheizen erfolgt, insbesondere dann, wenn die einzelnen Transportbän­der das von ihnen abgegebene Gut stufenförmig auf das darunterliegende oder darüberliegende Transport­band abgeben.

[0024] Bei der erfindungsgemäßen Anlage erfolgt eine Rück­führung des nicht kondensierten Restgases in das Innere des Ofens 1 durch die Bypassleitung 4, wobei an die Gasleitung 20 eine Überschußableitungsleitung anschließt. Im wesentlichen wird der Hauptteil der Gase zurückgeführt, um so eine möglichst sauerstoff­freie Konvertierung innerhalb des Ofens 1 zu ermöglichen.

Ansprüche

1. Anlage zur Gewinnung von festen, flüssigen und gasförmigen Brennstoffen aus organischem Material, wie Frischschlamm, Klärschlamm oder Faulschlamm aus Anlagen zur Abwasserreinigung oder organischen Bestandteilen von Haus- oder Industriemüll in körniger bzw. pulvriger Form mit einer kontinuierlich arbeitenden Förder­einrichtung, die das Ausgangsmaterial unter Luftabschluß durch einen Bereich erhöhter Temperatur mit einer Geschwindigkeit von 5 bis 3o° C pro Minute auf eine Konvertie­rungstemperatur von 200 bis 400° C fördert, Gas- und Flüssigkeitsabscheider, die die beim Erhitzen entweichenden Gase und Dämpfe kon­densieren und Fördereinrichtungen, die die entstehenden Gase, Flüssigkeiten und festen Konvertierungsrückstände isoliert abfördern, gekennzeichnet durch einen Konvertierofen (1), ein in dem Konvertierofen (1) angeordne­tes, umlaufend angetriebenes Transportband (2), eine gasdichte Materialaufgabe (5) am einen Ende des Konvertierofens (1) und des Transportbandes (2), eine gasdichte Fest­stoffmaterialabgabe (6) am anderen Ende des Konvertierofens (1) und des Transportbandes (2), eine Gasabzugsleitung (7) aus dem Inneren des Konvertierofens (1) zum Gas- und Flüssigkeitskondensator (3) sowie eine By­passleitung (4) zur Restgasrückführung zum Inneren des Konvertierofens (1).

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­net, daß der Konvertierofen (1) brennerbe­ heizt ist und aus einem isolierenden Ofen­mantel (8) besteht, wobei innerhalb des Ofens ein Innenofen (9) angeordnet ist, der das Transportband (2) aufnimmt und der allseitig von den Heizgasen umstrichen wird.

3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­zeichnet, daß eine zentrale Brennerheizung (10) vorgesehen ist und die Heizgase in den Zwischenraum zwischen dem isolierenden Ofen­mantel (8) und dem Innenofen (9) geführt wer­den.

4. Anlage nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn­zeichnet, daß eine Vielzahl von Einzelbren­ner in dem isolierenden Ofenmantel (8) ange­ordnet sind und in den Zwischenraum zwischen dem isolierenden Ofenmantel (8) und den Innenofen (9) münden.

5. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­net, daß das innerhalb des Konvertierofens (1) angeordnete Transportband (2) elektrisch beheizt ist.

6. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß der Konvertierofen (1) mit heißen Heizgasen betrieben wird.

7. Anlage nach einem oder mehreren der vorher­gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung im Zwischenraum zwischen dem Obertrum und dem Untertrum des Transportbandes (2) angeordnet ist.

8. Anlage nach einem oder mehreren der vorher­gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Konvertierofens (1) mehrere Transportbänder übereinander angeordnet sind und das zu konvertierende Material vom Mate­rialaufgang (5) zur Feststoffmaterialabgabe (6) stufenweise von einem auf das andere Transportband übergeben wird.

9. Anlage nach einem oder mehreren der vorher­gehenden Ansprüche, insbesondere nach An­spruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß inner­halb des Konvertierofens mehrere Transport­bänder übereinander angeordnet sind und unabhängig voneinander das konvertierte Material im Bereich der Feststoffmaterial­abgabe (6) zum Feststoffbunker (16) abgeben.

10. Anlage nach einem oder mehreren der vorher­gehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Materialeingabetrichter (11), einen unterhalb des Materialeingabetrichters (11) angeordneten, hin- und hergehend angetriebe­nen Materialschieber (12), der innerhalb des vom Materialeingabetrichter (11) zur Materi­alaufgabe (5) führenden Förderrohres einen Materialpfropfen (14) erzeugt.

11. Anlage nach einem oder mehreren der vorher­gehenden Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch einen Materialeingabetrichter (11), eine unterhalb des Materialeingabetrichters (11) angeordnete, umlaufend angetriebene Förderschnecke, die innerhalb des vom Mate­rialeingabetrichter (11) zur Materialaufgabe (5) führenden Förderrohres einen Material­pfropfen erzeugt.

12. Anlage wenigstens nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende des Mate­rialpfropfens (14) eine Dosiereinrichtung (15) zur Übergabe des verdichteten Materials auf das Transportband (2) vorgesehen ist.

13. Anlage nach einem oder mehreren der vorher­gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das durchkonvertierte Festmaterial vom Transportband (2) im Bereich der Feststoffma­terialabgabe (6) in einen Feststoffbunker (16) abgegeben wird, der mit einer Austrags­förderschnecke (17) ausgerüstet ist.

14. Anlage nach einem oder mehreren der vorher­gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Materialeingabetrichter (11) eine Vortrocknung vorgeschaltet ist.

Zeichnung