VORRICHTUNG IN FORM EINES THERMOLYSE-ROTATIONS-REAKTORS UND VERFAHREN ZUM BETREIBEN EINES SOLCHEN IN EINER ANORDNUNG ZUR THERMISCHEN ZERSETZUNG VON ABPRODUKTEN UND ABFÄLLEN

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung in Form eines Thermolyse-Rotations-Reaktors gemäß der Gattung der Patentansprüche sowie ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Reaktors in einer Anordnung zur thermischen Zersetzung von Abprodukten und Abfällen.

[0002] Aus der DE 10 2008 058 602 A1 ist ein Bewegtbettvergaser bekannt, der einen Vergaserraum mit einem Vergaserfreiraum und einen Vergaserfuß umfasst, wobei der Vergaserfreiraum von einem Vergasermantel umgeben ist sowie einen Synthesegasausgang an seinem einen, verschlossenen Ende aufweist und über sein zweites, offenes Ende über den Vergasermantel mit dem Vergaserfuß in Verbindung steht.
Der Vergaserfuß ist dabei in seinem Innenraum als ein Vergasertopf ausgebildet, in den eine Eintragsvorrichtung sowie mindestens eine Zuführung hineinführen.
Darüber hinaus weist der Vergasertopf einen mit Ausnehmungen versehenen Boden gegenüber dem Vergaserraum auf, wobei der Boden in einen Zentralschacht mündet.
Weiterhin sind gemäß DE 10 2008 058 602 A1 Rührerwerkzeuge vorgesehen, die über eine Rührerwelle im Vergasertopf drehbar gelagert sind, wobei die Rührerwelle von einer Fördereinrichtung umgeben ist.
Der Vergasertopf umschließt mit dem Vergasermantel einen Isolationsraum, durch den die Eintragsvorrichtung, die Zuführung, Zentralschacht und die Rührerwelle mit Fördereinrichtung hindurch geführt sind, wobei der Vergaserfußmantel diese haltert.
Dabei ist im Vergaserraum ein Vergaserdom in der Art angeordnet, dass zwischen dem Vergaserdom und dem Vergasermantel und / oder dem Vergasertopf ein Spalt generiert ist.

[0003] Die DE 10 2009 007 768.5 offenbart einen Thermolysereaktor, welcher einen Außenmantel und einen Innenmantel umfasst, die einen Doppelmantel ausbilden, wobei der Innenmantel vom Außenmantel umgeben ist, so dass zwischen dem Innenmantel und dem Außenmantel ein Spalt besteht, der Doppelmantel einen Eintrag, einen Austrag, mindestens einen Vergasungsmitteleinträger und einen Verteiler besitzt und der Innenmantel einen Innenraum umschließt, der an den Enden von Deckeln begrenzt ist.
Dabei schließt der Spalt an den Enden des durch Innenmantel und Außenmantel gebildeten Doppelmantels gegenüber der Umgebung ab und die Deckel lagern eine Welle, wobei sich in dem Spalt und der Welle ein Wärmeträger befindet, die Welle zentral in den Deckeln gelagerte ist sowie ein Förderwerkzeug trägt.

[0004] Dieser Thermolysereaktor wird gemäß DE 10 2009 007 768.5 zur Durchführung eines Verfahren verwendet, bei dem der Thermolysereaktor geneigt aufgestellt ist, so dass der Austrag oberhalb des Eintrags liegt.
Die Welle wird angetrieben und in der Welle sowie dem Doppelmantel wird erwärmter flüssiger Wärmeträger erzeugt und bewegt.
Dieser flüssige Wärmeträger wird im Spalt durch die Führung strömungstechnisch geleitet, wobei das zu behandelnde Gut mittels Förderwerkzeug vom Eintrag in Richtung Austrag geführt und bei diesem Transport mittels zugeführtem Vergasungsmittel erwärmt wird.

[0005] Der Nachteil dieser technischen Lösungen ist, dass keine zwangsweise Fortbewegung des zu behandelnden Gutes im Reaktor organisiert ist, das bestehende Glutbett der Thermolysereaktion zerstört wird und dadurch Verstopfungen im Reaktor organisiert werden sowie Schlacke und separate Glutnester gebildet werden.
Eine stabile und gleichmäßige Prozessführung ist damit durch diese Reaktoren und Verfahren nicht gegeben. Der Eintrag der Energie über das Vergasungsmittel erfolgt durch die instabile und ungleichmäßige Prozessführung verfahrenstechnisch nicht mehr qualitativ und quantitativ aufgeteilt, was zur partiellen Überhitzung und Verbrennung und somit zum Stillstand des pyrolytischen Prozesses führt.
Aufgrund der fehlenden zwingenden Fortbewegung des Gutstromes im Reaktor und der partiellen Störung durch die Fördereinrichtung in Form von Rüherwerkzeugen (Paddel bzw. schraubenförmiger Werkzeuge) wird das Glutbett zerstört bzw. getrennt und führt zu prozesshinderlichen "Hotspots".
Das Vergasungsmittel entweicht dadurch ohne Durchflutung des Gutes und führt somit zu einem thermochemischen Reaktionsstop. Eine kontinuierliche und stabile temperaturgeführte Steuerung des Prozesses ist nicht mehr möglich. Der Prozess kommt zum Stillstand.
Aufgrund dieser instabilen Prozessführung kommt es nicht nur zum Abbruch des gesamten Pyrolyseprozesses, sondern auch zu örtlichen Überhitzungen und damit Verzug der Thermolysekammer.
Unabhängig von der extrem schwankenden Gasqualität ist die thermochemische Reduktion des Gutes nicht abgeschlossen und führt somit zu nachteiligen Prozessbedingungen nachfolgender Anordnungen.
Aus der DE 199 32 822 A1 und der DE 196 14 689 A1 sind Fördereinrichtungen für Reaktoren in Form einer Förder- bzw. Transportschnecke bekannt. Auch diese Fördereinrichtungen weisen die zuvor stehend aufgeführten Nachteile auf.

[0006] DE 27 25 650 A1 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erhitzen von flüchtige Stoffe enthaltenden festen Materialien. WO 2010/096038 A1 offenbart einen Schneckenvergaser.

[0007] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung in Form eines Thermolyse-Rotations-Reaktors anzugeben, welche die zuvor stehend genannten Nachteile des Standes der Technik vermeidet, insbesondere eine zwangsweise Fortbewegung des zu behandelnden Gutes im Reaktor organisiert, das bestehende Glutbett der Thermolysereaktion nicht zerstört und damit Verstopfungen im Reaktor sowie Schlacke und separate Glutnester verhindert, um eine stabile und gleichmäßige Prozessführung des Thermolyseprozesses zu gewährleisten.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des 1. und des 9. Patentanspruchs gelöst. Weitere günstige Ausgestaltungsmöglichkeiten der Erfindung sind in den nachgeordneten Patentansprüchen angegeben.
Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass der Thermolyse-Rotations-Reaktor aus einem rohrförmigen Außenmantel mit an den Enden abschließenden Deckeln, einem Innenraum, einer in den Deckeln zentral gelagerten Welle, Eintragswerkzeuge und Austragswerkzeuge, die am Anfang bzw. am Ende der Welle innerhalb des Thermolyse-Rotations-Reaktors platziert sind besteht, wobei an der Welle spiralförmigen Kufen-Wendeln befestigt sind und die Kufen-Wendeln spiralförmig, einfach oder mehrfach, nahe der Innenseite des Außenmantels im Innenraum angeordnet sind und eine quadratische, rechteckige, runde oder ovale Form aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass am Anfang und am Ende der Welle Eintragswerkzeuge und Austragswerkzeuge platziert sind, die vermittels der Welle durch eine Antriebseinheit bewegbar sind, wobei die Eintragswerkzeuge innerhalb des Wirkbereiches der spiralförmigen Kufen-Wendeln einfach oder mehrfach parallel zur Welle und unterhalb eines Guteintrages angeordnet sind.

[0008] Die Welle wird durch eine Antriebseinheit bewegt, wobei ein Guteintrag in Fallhöhe oberhalb zu den Eintragswerkzeugen und der Gutaustrag unterhalb der Austragswerkzeuge angeordnet ist.
Weiterhin sind zwei geteilte und perforierte Vergasugsmittelschächt axial und zentral im unteren Bereich des Thermolyse-Rotations-Reaktors angeordnet.
Desweiteren sind in die Reaktorwand und der dazugehörigen Isolierung separate Vergasungsmitteleinträge, eine seitlich, oberhalb im Eintragsbereich angebrachten Gasabführung, zwei zentral und oberhalb des Außenmantels angeordnete Schleusen, Druckentlastungen und diverse Messstutzen eingebracht.
Der Thermolyse-Rotations-Reaktor befindet sich dabei in einer horizontalen Lagerung auf einem Gestell.
Dieser Thermolyse-Rotations-Reaktor wird in der Art und Weise betreiben, dass der Gutaustrag am entgegengesetzten Ende unterhalb des Guteintrages positioniert und die Welle extern über eine Antriebseinheit angetrieben wird, wobei das zu behandelnde Gut mittels Eintragswerkzeuge gemischt und aufgelockert, danach vermittels der Kufen-Wendeln axial und radial transportiert wird, und der Gutstrom über die Vergasungsmitteleinträge und den Vergasungsmittelschächten mit einem Vergasungsmittel, vorzugsweise mit heißer Luft und zugemischtem Sauerstoff zur Ingangsetzung exothermer und endothermer Prozesse, beaufschlagt wird.
Durch die Kufen-Wendeln nahe der Innenseite des rohrförmigen Außenmantels im Innenraum wird das Gut, welches im Verlauf durch Verschwelung zu Thermolyse-Koks umgewandelt wird, zwangsweise durch einen axialen und radialen Impuls angehoben, aufgelockert und mit kontinuierlich-wellenförmigen Verlauf in Richtung Austragswerkzeuge und Gutaustrag transportiert.

[0009] Dabei strömt das Vergasungsmittel unter leichtem Unterdruck und ohne Unterbrechung sowie Zerstörung des Glutbetts nur durch den Gutstrom.

[0010] Die Erfindung wird nachstehend an Hand der schematischen Zeichnungen und der Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1:

eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Thermolyse-Rotations-Reaktors,

Fig. 2:

eine schematische Darstellung der Seitenansicht des Thermolyse-Rotations-Reaktors gemäß Fig. 1 und

Fig. 3:

eine schematische Darstellung eines Querschnitts des Thermolyse-Rotations-Reaktors gemäß Fig. 1

[0011] Figur 1 zeigt einen Thermolyse-Rotations-Reaktor, welcher aus einem rohrförmigen Außenmantel (1) besteht, in dessen Innenraum (3) eine thermo-chemische Reaktion in Form einer autotherme Entgasung (partielle Oxidation) des Rohmaterials unter leichtem Unterdruck stattfindet.

[0012] Dieser Außenmantel (1) weist an seinen beiden Enden jeweils einen den Innenraum (3) abschließenden Deckel (2) auf und ist von einer Isolierung (16) umgeben.

[0013] In den beiden Deckeln (2) ist eine Welle (4) zentral gelagert. An dieser Welle (4) sind spiralförmige Kufen-Wendeln (5) befestigt.

[0014] Am Anfang bzw. am Ende der Welle (4) sind innerhalb des Thermolyse-Rotations-Reaktors Eintragswerkzeuge (6) und Austragswerkzeuge (7) platziert, die durch eine Antriebseinheit (10) bewegbar sind.

[0015] In Fallhöhe zu den Eintragswerkzeugen (6) ist in der Wand des Thermolyse-Rotations-Reaktors ein Guteintrag (8) angeordnet und unterhalb der Austragswerkzeuge (7) befindet sich in der Wand des Reaktors ein Gutaustrag (9).

[0016] Weiterhin sind zwei geteilte und perforierte Vergasugsmittelschächte (11) axial und zentral im unteren Bereich der Wand des Thermolyse-Rotations-Reaktors angeordnet.
Darüber hinaus sind separate Vergasungsmitteleinträge (12) und eine Gasabführung (13) durch die Wand des Thermolyse-Rotations-Reaktors hindurchgeführt. Die Gasabführung (13) ist dabei seitlich oberhalb im Eintragsbereich angeordnet.
Zentral und oberhalb des Außenmantels (1) sind Schleuse A (14) und Schleuse B (15) angeordnete.
Durch die Wand des Thermolyse-Rotations-Reaktors sind weiterhin Druckentlastungen (16) und diverse Messstutzen (17) hindurchgeführt.
Der Thermolyse-Rotations-Reaktor ist von einer thermischen Isolierung (18) umgeben und wird horizontal auf einem Gestell (19) gelagert.

[0017] Die Kufen-Wendeln (5) sind spiralförmig, einfach oder mehrfach, nahe der Innenseite des rohrförmigen Außenmantels (1) im Innenraum (3) des Thermolyse-Rotations-Reaktors ausgeführt.
Dabei weisen die Kufen-Wendeln (5) eine quadratische, rechteckige, runde oder ovale Form auf.

[0018] Darüber hinaus sind die Eintragswerkzeuge (6) innerhalb des Wirkbereiches der spiralförmigen Kufen-Wendeln (5) einfach oder mehrfach parallel zur Welle (4) und unterhalb des Guteintrages (8) angeordnet.
Dabei können die Eintragswerkzeuge (6) eine quadratische, rechteckige, runde oder ovale Form aufweisen,

[0019] Des weiteren sind die Austragswerkzeuge (7) oberhalb des Gutaustrags (9) einfach oder mehrfach angeordnet.
Dabei können die Austragswerkzeuge (7) eine quadratische, rechteckige, runde oder ovale Form aufweisen.

[0020] Die Vergasungsmittelschächte (11) sind vorzugsweise gelocht oder geschlitzt ausgeführt.
Der Guteitrag (8) weist vorzugsweise eine Zellradschleuse auf.

[0021] Die Gasabführung (13) des Thermolyse-Rotations-Reaktor kann sowohl mittig als auch am Ende platziert werden und die Schleuse A (14) sowie die Schleuse B (15) sind vorzugsweise als Zellradschleuse ausgeführt. Im ordnungsgemäßen Betriebszustand ist der Thermolyse-Rotations-Reaktor vorzugsweise waagerecht auf einem Gestell (19) angeordnet (horizontale Lagerung).
Dieser Thermolyse-Rotations-Reaktor wird wie folgt betrieben:
Die festen (selektierten, zerkleinerten, vorgewärmten und vorgetrockneten) Abfallstoffe, im folgenden Gut bezeichnet, werden über den Guteintrag (8) in den Innenraum (3) des Thermolyse-Rotations-Reaktors zugeführt. Der Eintrag des Gutes erfolgt derart, dass nur sehr geringe Mengen an Umgebungsluft mit in den Innenraum (3) gelangen. Dafür wird vorzugsweise eine Zellradschleuse verwendet.
Der von dem rohrförmigen Außenmantel (1) und den seitlich abschließenden Deckeln (2) umgebe Innenraum (3) trägt die zentral angeordnete Welle (4) mit Eintragswerkzeugen (6), Kufen-Wendeln (5) und Austragswerkzeugen (7), wobei im Betriebszustand durch die Drehbewegung der Welle (4) mit den genannten Anbauten ein kontinuierlichen Transport des Gutes vom Guteintrag (8) bis hin zum Gutaustrag (9) erfolgt.
Die Welle (4) wird dabei eintrags- wie austragsseitig zentral in den Deckeln (2) geführt und durch eine externe Antriebseinheit (10) angetrieben.
Das Gut gelangt dabei vorzugsweise mit einer Temperatur von 50°C bis 100°C, einer Kantenlänge bis ca. 35 mm und einer Restfeuchte von 10 bis 15 Ma% in den Thermolyse-Rotations-Reaktor.

[0022] Nach dem Eintrag des Gutes wird dieses mittels der Eintragswerkzeuge (6) gemischt und aufgelockert und den Kufen-Wendeln (5) zugeführt. Unter Zugabe von Vergasungsmittel, vorzugsweise Luft mit angereichertem Sauerstoff, über die Vergasungsmitteleinträge (12) und deren Verteilung über die im unteren Bereich eingebauten Vergasungsmittelschächte (11) gelangt das Vergasungsmittel in den Innenraum (3) des Thermolyse-Rotations-Reaktors.

[0023] Durch die radiale Rotations-Bewegung der Kurven-Wendeln (4) nahe der Innenseite des rohrförmigen Außenmantels (1) im Innenraum (3) wird das Gut durch einen zwingenden axialen und radialen Impuls, angehoben, aufgelockert und in Richtung Gutaustrag (9) transportiert. Dabei strömt das Vergasungsmittel nur durch den Gutstrom und führt zu gezielten endothermen und exothermen Reaktionen. Die exothermen Prozesse liefern die Energie für die endothermen Prozesse. Der kontinuierliche wellenförmige Verlauf des Gutstroms verhindert Unterbrechungen, die Zerstörung des Glutbettes, Nestbildungen und Hotspots. Es gelangt kein freies Vergasungsmittel in den oberen Innenraum (3) des Thermolyse-Rotations-Reaktors.

[0024] Das entstehende Reaktionsgas strömt durch den Gutstrom, das Reaktionsgut, nach oben in den freien Innenraum (3) und wird anteilig durch die Gasabführung (13) gefasst und in das nächste Aggregat geleitet. Getrennt davon wird der entstehende Thermolyse-Koks über dem Gutaustrag (10) ausgetragen oder zum nächsten Aggregat weitergeleitet.

[0025] Durch die Wärmezufuhr über das Vergasungsmittel wird das Gut restgetrocknet und anschließend pyrolysiert. Die bei diesem thermischen Prozess freigesetzten Gase reagieren anteilig mit dem Vergasungsmittel und erzeugen so einen Teil der erforderlichen Prozesswärme.

[0026] Verfahrensgemäß wird das Vergasungsmittel insoweit dosiert, dass eine gezielte Verschwelung des Gutes stattfindet. Das geschieht vorzugsweise bei Temperaturen von 350 bis 550°C. Nach dem Prozessdurchlauf hat sich das komplette Gut in kohlenstoffhaltige feste Partikel und kohlenwasserstoffhaltiges Prozessgas umgesetzt. Alle festen und anteilig gasförmigen Bestandteile werden über den Gutaustrag (9) abgeführt.
Zur Stabilisierung der Prozessbedingungen, insbesondere dem Energiebedarf für den exothermen Prozess, ist über eine Schleuse A (14) die Zuführung separierten Kohlenstoffs, vorzugsweise aus den nachfolgenden Aggregaten, vorgesehen. Eine weitere Schleuse B (15) ermöglicht die Zuführung von Additiven, vorzugsweise Kalk.
Die oben im oberen rohrförmigen Außenmantel (1) installierte Druckentlastung (16) dient zur Entlastung bei Überdruck. Zur Sicherstellung der verfahrenstechnischen Prozessteuerung befinden sich im rohrförmigen Außenmantel (1), vorzugsweise in axialer Anordnung, Messstutzen (17) zur Aufnahme von Sensoren.
Der gesamte Thermolyse-Rotations-Reaktor wird zur Stabilisierung der Prozesstemperatur über eine Isolierung (18) wärmegedämmt und auf einem Gestell (19) gelagert, welches eine Längenausdehnung infolge Wärmedehnung zulässt.
Die wesentlichen Vorteile des erfindungsgemäßen Thermolyse-Rotations-Reaktors liegen darin, dass durch ihn eine gleichmäßige und zwangsweise Fortbewegung des zu behandelnden Gutes im Reaktor organisiert wird, das bestehende Glutbett der Thermolysereaktion nicht zerstört und damit Verstopfungen im Reaktor sowie Schlacke und separate Glutnester verhindert, um eine stabile und gleichmäßige Prozessführung des Thermolyseprozesses zu gewährleisten.
Insbesondere der kontinuierliche wellenförmige Verlauf des Gutstroms verhindert Unterbrechungen, die Zerstörung des Glutbettes, Nestbildungen und Hotspots.

Bezugszeichenliste

[0027] 

1

- Rohrförmiger Außenmantel

2

- Deckeln

3

- Innenraum

4

- Welle

5

- Kufen-Wendeln

6

- Eintragswerkzeuge

7

- Austragswerkzeuge

8

- Guteintrag

9

- Gutaustrag

10

- Antriebseinheit

11

- Vergasungsmittelschächte

12

- Vergasungsmitteleinträge

13

- Gasabführung

14

- Schleuse A

15

- Schleuse B

16

- Druckentlastung

17

- Messstutzen

18

- Isolierung

19

- Gestell

Ansprüche

1. Thermolyse-Rotations-Reaktor umfassend einen rohrförmigen Außenmantel (1) mit an seinen Enden abschließenden Deckeln (2), einem Innenraum (3), einer in den Deckeln (2) zentral gelagerten Welle (4), Eintragswerkzeuge (6) und Austragswerkzeuge (7), die am Anfang bzw. am Ende der Welle (4) innerhalb des Innenraums (3) platziert sind, wobei an der Welle (4) spiralförmige Kufen-Wendeln (5) befestigt sind und die Kufen-Wendeln (5) spiralförmig, einfach oder mehrfach, nahe der Innenseite des Außenmantels (1) im Innenraum (3) angeordnet sind und eine quadratische, rechteckige, runde oder ovale Form aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass am Anfang und am Ende der Welle (4) Eintragswerkzeuge (6) und Austragswerkzeuge (7) platziert sind, die vermittels der Welle (4) durch eine Antriebseinheit (10) bewegbar sind, wobei die Eintragswerkzeuge (6) innerhalb des Wirkbereiches der spiralförmigen Kufen-Wendeln (5) einfach oder mehrfach parallel zur Welle (4) und unterhalb eines Guteintrages (8) angeordnet sind.

2. Thermolyse-Rotations-Reaktor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Eintragswerkzeuge (6) und die Austragswerkzeuge (7) einfach oder mehrfach ausgeführt sind, eine quadratische, rechteckige, runde oder ovale Form aufweisen und die Austragswerkzeuge (7) oberhalb eines Gutaustrags (9) angeordnet sind.

3. Thermolyse-Rotations-Reaktor gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in Fallhöhe zu den Eintragswerkzeugen (6) in der Wand des Außenmantels (1) der Guteintrag (8) angeordnet und unterhalb der Austragswerkzeuge (7) in der Wand des Reaktors der Gutaustrag (9) angeordnet ist.

4. Thermolyse-Rotations-Reaktor gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwei geteilte und perforierte Vergasungsmittelschächte (11) axial und zentral im unteren Bereich der Wand des Außenmantels (1) angeordnet sind.

5. Thermolyse-Rotations-Reaktor gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass separate Vergasungsmitteleinträge (12) und eine Gasabführung (13) durch die Wand des Außenmantels (1) hindurchgeführt sind und die Gasabführung (13) dabei seitlich oberhalb im Eintragsbereich angeordnet ist.

6. Thermolyse-Rotations-Reaktor gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zentral und oberhalb des Außenmantels (1) eine Schleuse A (14) und eine Schleuse B (15) angeordnet sind und durch die Wand des Außenmantels (1) Druckentlastungen (16) sowie diverse Messstutzen (17) hindurchgeführt sind.

7. Thermolyse-Rotations-Reaktor gemäß einem oder mehrerer der voran stehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenmantel (1) von einer thermischen Isolierung (18) umgeben und horizontal auf einem Gestell (19) gelagert ist.

8. Thermolyse-Rotations-Reaktor gemäß einem oder mehrerer der voran stehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergasungsmittelschächte (11) gelocht oder geschlitzt ausgeführt sind, der Guteitrag (8) eine Zellradschleuse aufweist und die Schleuse A (14) sowie die Schleuse B (15) als Zellradschleuse ausgeführt sind.

9. Verfahren zum Betreiben eines Thermolyse-Rotations-Reaktor gemäß einem oder mehrerer der voran stehenden Ansprüche 1 bis 7 bei dem das zu behandelnde Gut in den Guteintrag (8) eingeführt und am entgegengesetzten Ende des Thermolyse-Rotations-Reaktor die Thermolyseendprodukte aus dem Gutaustrag (9) ausgeführt werden, wobei die Welle (4) extern über eine Antriebseinheit (10) angetrieben wird, das zu behandelnde Gut mittels Eintragswerkzeuge (6) gemischt und aufgelockert, danach mittels Kufen-Wendeln (5) axial und radial im Innenraum (3) transportiert wird, der Gutstrom über die Vergasungsmitteleinträge (12) und die Vergasungsmittelschächten (11) mit einem Vergasungsmittel, vorzugsweise mit heißer Luft und zugemischtem Sauerstoff zur Ingangsetzung exothermer und endothermer Prozesse, beaufschlagt wird, durch die Kufen-Wendeln (5) nahe der Innenseite des rohrförmigen Außenmantels (1) im Innenraum (3) das Gut mit einem zwingenden axialen und radialen Impuls angehoben wird, um dann aufgelockert und kontinuierlichen mit wellenförmigem Verlauf in Richtung der Austragswerkzeuge (7) und dem Gutaustrag (9) transportiert wird, wobei das Vergasungsmittel dabei ohne Unterbrechung und Zerstörung des Glutbetts sowie unter leichtem Unterdruck nur durch den Gutstrom strömt.

10. Verfahren gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Vergasungsmittel auf eine Temperatur bis zu 500°C vorgewärmt und durch mindestens einen Vergasungsmitteleintrag (12) und / oder mindestens einen Vergasungsmittelschacht (11) unterhalb des Gutes eingebracht wird.

11. Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zur Stabilisierung der Prozessbedingungen, insbesondere dem Energiebedarf für den exothermen Prozess, über die Schleuse A (14) die Zuführung separierten Kohlenstoffs, vorzugsweise aus den nachfolgenden Aggregaten, erfolgt und über die Schleuse B (15) die Zuführung von Additiven, vorzugsweise Kalk, zur Schadstoffbindung eingebracht wird, wobei das entstehende Prozessgas anteilig über die Gasabführung (13) gefasst und in das nächstfolgende Aggregat geleitet wird.

12. Verwendung eines Thermolyse-Rotations-Reaktor gemäß einem oder mehrerer der voran stehenden Ansprüche 1 bis 8 für eine thermo-chemische Reaktion in Form einer autotherme Entgasung mit partieller Oxidation von Material.

Claims

1. A rotating thermolysis reactor comprising a tubular outer jacket (1) with covers (2) closing its ends, an interior chamber (3), a shaft (4) supported centrally in the covers (2), feed tools (6) and discharge tools (7) which are placed at the start and the end of the shaft (4) inside the interior chamber (3), respectively, wherein helical coil runners (5) are fixed to the shaft (4), and the coil runners(5) are arranged in a helical pattern, once or several times, close to the inner side of the outer jacket (1) in the interior chamber (3) and have a square, rectangular, round or oval shape, characterized in that feed tools (6) and discharge tools (7) are placed at the start and at the end of the shaft (4) and can be moved via the shaft (4) by a drive unit (10), wherein the feed tools (6) are installed within the effective range of the helical coil runners (5) as one unit or as several units parallel to the shaft (4) and below the material feed unit (8).

2. The rotating thermolysis reactor according to claim 1, characterized in that the feed tools (6) and the discharge tools (7) are arranged as a single unit or as several units, have a square, rectangular, round or oval shape and the discharge tools (7) are installed above a material discharge unit (9).

3. The rotating thermolysis reactor according to claim 2, characterized in that the material feed unit (8) is positioned in the height of fall relative to the feed tools (6) in the wall of the outer jacket (1) and the material discharge unit (9) is positioned below the discharge tools (7) in the wall of the reactor.

4. The rotating thermolysis reactor according to claim 3, characterized in that two divided and perforated gasification agent shafts (11) are provided axially and centrally in the lower part of the wall of the outer jacket (1).

5. The rotating thermolysis reactor according to claim 4, characterized in that separate gasification agent inlets (12) and a gas outlet (13) are guided through the wall of the outer jacket (1) and the gas outlet (13) is arranged laterally in the upper part in the inlet section.

6. The rotating thermolysis reactor according to claim 5, characterized in that a sluice A (14) and a sluice B (15) are provided centrally and above the outer jacket (1), and pressure relief units (16) and various gauge ports (17) are led through the wall of the outer jacket (1).

7. The rotating thermolysis reactor according to one or several of the previous claims 1 through 6, characterized in that the outer jacket (1) is surrounded by a thermal insulation (18) and supported horizontally on a frame (19).

8. The rotating thermolysis reactor according to one or several of the previous claims 1 through 7, characterized in that the gasification agent shafts (11) have a perforated or slotted design, the material feed unit (8) is provided with a rotary star valve and the sluice A (14) and the sluice B (15) are designed as rotary star valves.

9. A method for operating a rotating thermolysis reactor according to one or several of the previous claims 1 through 7 in which the material to be treated is supplied into the material feed unit (8) and the thermolysis end products are discharged at the material discharge unit (9) at the opposite end of the rotating thermolysis reactor, wherein the shaft is driven externally via a drive unit (10), the material to be treated is mixed and scattered by means of feed tools (6), then it is axially and radially transported by the action of the coil runners (5) in the interior chamber (3), a gasifying agent, preferentially with added hot air and mixed with oxygen to initialize exothermic and endothermic processes, is supplied to the material flow via the gasification agent inlets (12) and the gasification agent shafts (11), the material is lifted by a compelling axial and radial pulse of the coil runners (5) close to the inner side of the tubular outer jacket (1) in the interior chamber (3) to be scattered then and transported in a continuous and undulated movement towards the discharge tools (7) and the material discharge unit (9), wherein the gasifying agent only passes through the material flow at a slight negative pressure without interruption and destruction of the firebed.

10. The method according to claim 9, wherein the gasifying agent is preheated to a temperature of up to 500 °C and supplied via at least one gasification agent inlet (12) and/or at least one gasification agent shaft (11) below the material.

11. The method according to claim 10, wherein separated carbon, preferably from the subsequent aggregates, is supplied via the sluice A (14) to stabilize the process conditions, in particular the energy requirement of the exothermic process, and additives, preferably lime, are added via the sluice A (14), to bond harmful substances, wherein the generated process gas is proportionally absorbed by the gas outlet (13) and passed to the subsequent aggregate.

12. Use of a rotating thermolysis reactor according to one or several of the previous claims 1 through 8 for a thermo-chemical reaction in the form of an auto-thermal degasification with partial oxidation of material.

Revendications

1. Réacteur de thermolyse rotatif contenant une enveloppe extérieure tubulaire (1) munie de couvercles (2) fermant ses extrémités, un espace intérieur (3), un arbre (4) monté centralement dans les couvercles (2), des outils d'alimentation (6) et des outils d'évacuation (7) qui sont placés dans l'espace intérieur (3) respectivement au début et à l'extrémité de l'arbre (4) et des lames hélicoïdales (5) étant fixées sur l'arbre (4) et les lames hélicoïdales (5) étant disposées en forme hélicoïdale, une ou plusieurs fois, près de la face intérieure de l'enveloppe extérieure tubulaire (1) dans l'espace intérieur (3) et possédant une forme carrée, rectangulaire, ronde ou ovale, est caractérisé en ce que des outils d'alimentation (6) et des outils d'évacuation (7) sont placés au début et à l'extrémité de l'arbre (4) lesquels outils pouvant être déplacés au moyen de l'arbre (4) par une unité d'entraînement (10) et les outils d'alimentation (6) étant disposés dans la zone utile des lames hélicoïdales (5) simple ou plusieurs fois en parallèle à l'arbre (4) et au-dessous d'une entrée du produit (8).

2. Réacteur de thermolyse rotatif suivant la revendication 1 est caractérisé en ce que les outils d'alimentation (6) et les outils d'évacuation (7) sont réalisés une ou plusieurs fois, possèdent une forme carrée, rectangulaire, ronde ou ovale et les outils d'évacuation (7) sont disposés au-dessus d'une sortie de produit (9).

3. Réacteur de thermolyse rotatif suivant la revendication 2 est caractérisé en ce que l'entrée du produit (8) est disposée à la hauteur de chute aux outils d'alimentation (6) dans la paroi de l'enveloppe extérieure (1) et la sortie du produit (9) est disposée au-dessous des outils d'évacuation (7) dans la parois du réacteur.

4. Réacteur de thermolyse rotatif suivant la revendication 3 est caractérisé en ce que deux conduits d'agent de dégazage (11) partagés et perforés sont disposés axialement et centralement dans la partie inférieure de la paroi de l'enveloppe extérieure (1).

5. Réacteur de thermolyse rotatif suivant la revendication 4 est caractérisé en ce que des conduits séparés d'alimentation d'agent de dégazage (12) et un conduit d'évacuation de gaz (13) traversent la paroi de l'enveloppe extérieure (1) et le conduit d'évacuation de gaz (13) est disposé latéralement en haut dans la zone d'alimentation.

6. Réacteur de thermolyse rotatif suivant la revendication 5 est caractérisé en ce qu'un sas A (14) et un sas B (15) sont disposés centralement et au-dessus de l'enveloppe extérieure (1) et des dispositif de décharge de pression (16) ainsi que de divers tubulures de mesure (17) traversent la paroi de l'enveloppe extérieure (1).

7. Réacteur de thermolyse rotatif suivant une ou plusieurs des revendications précédentes 1 à 6 est caractérisé en ce que l'enveloppe extérieure (1) est enrobée d'une isolation thermique (18) et placée horizontalement sur un support (19).

8. Réacteur de thermolyse rotatif suivant une ou plusieurs des revendications précédentes 1 à 7 est caractérisé en ce que les conduits centraux d'agent de dégazage (11) sont réalisés de façon perforée ou fendue, l'entrée du produit (8) est munie d'un sas rotatif et le sas A (14) et le sas B (15) sont respectivement réalisés comme sas rotatif.

9. Procédé pour le service d'un réacteur de thermolyse rotatif suivant une ou plusieurs des revendications précédentes 1 à 7 pendant lequel le produit à traiter est introduit dans l'entrée du produit (8) et les produits finaux de thermolyse sortent de la sortie du produit (9) à l'extrémité opposée du réacteur de thermolyse rotatif et l'arbre (4) est entraîné de façon externe par une unité d'entraînement (10), le produit à traiter est mixé et ameubli au moyen des outils d'alimentation (6) et ensuite transporté de façon axiale et radiale dans l'espace intérieur (3) au moyen des lames hélicoïdales (5) et, par les conduits d'alimentation d'agent de dégazage (12) et les conduits d'agent de dégazage (11), le flux de produit est soumis à un agent de gazage, de préférence de l'air chaud et de l'oxygène mélangée pour amorcer des processus exotherme et endotherme, et à l'aide des lames hélicoïdales (5) près de la face intérieure de l'enveloppe extérieure tubulaire (1) dans l'espace intérieur (3), le produit est levé par une impulsion axiale et radial contraignante pour être transporté ensuite de façon ameublie et continue et en forme ondulée dans la direction des outils d'évacuation (7) et de la sortie du produit (9) et l'agent de dégazage seulement circulent à travers du flux de produit sans interruption et destruction du lit de braises et sous une légère dépression.

10. Procédé suivant la revendication 9 est caractérisé en ce que l'agent de dégazage est préchauffé à une température de jusqu'à 500°C et est entrée au-dessous du produit par au moins un conduit d'alimentation d'agent de dégazage (12) et /ou ou moins un conduit d'agent de dégazage (11).

11. Procédé suivant la revendication 10 est caractérisé en ce que - pour stabiliser les conditions du processus et en particulier le besoin en énergie pour le processus exotherme - le sas A (14) est utilisé pour alimenter le carbone séparé de préférence des groupes suivants et le sas B (15) est utilisé pour ajouter des additives, de la chaux de préférence, pour fixer les polluants et le gaz de processus produit est capté en partie par le conduit d'évacuation de gaz (13) et conduit dans le prochain groupe.

12. Utilisation d'un réacteur de thermolyse rotatif suivant une ou plusieurs des revendications précédentes 1 à 8 pour une réaction thermochimique sous la forme d'un dégazage autotherme avec oxydation partielle du matériau.

Zeichnung