[0001] Die Erfindung betrifft eine Anlage zur thermischen Behandlung von kontinuierlich
durchlaufenden Abfallprodukten nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
[0002] In industriellen Ländern stellt sich, basierend auf gesetzlich geregelten Rahmenbedingungen,
das Problem, dass entstehende Abfallprodukte umweltgerecht entsorgt werden müssen.
Zum Zweck der Volumenreduzierung der Abfallprodukte, unter gleichzeitiger wirtschaftlicher
und umweltfreundlicher Betrachtungsweise, insbesondere im Hinblick auf die in den
Abfallprodukten enthaltene und nutzbare Energie, setzt sich die thermische Behandlung
dieser Produkte zunehmend durch. So müssen lediglich die volumenreduzierten Restmengen
der Abfallprodukte weiter verwertet bzw. deponiert werden, was mit erheblich verringerten
Kosten verbunden ist.
[0003] Es ist daher nicht verwunderlich, dass aus aktuellem Stand der Technik eine Vielfalt
von Verfahren und/oder Vorrichtungen bekannt ist, mit denen durch thermische Behandlung
von Abfallprodukten, beispielsweise Pyrolyse, Vergasung und/oder Verbrennung, die
Verwertung der Abfallprodukte unter gleichzeitiger Volumenverringerung und Nutzung
der darin enthaltenen Energie durchgeführt werden kann.
[0004] Für die Verbrennung von Abfallprodukten sind aus der Praxis Festbettöfen und Öfen
mit Rosten bekannt. Der Festbettofen zeichnet sich durch eine feuerfeste Auskleidung
des Brennraumes aus, so dass eine vollständige Verbrennung der Abfallprodukte ermöglicht
ist. Allerdings ist der Festbettofen hinsichtlich der Größe der zu verbrennenden Abfallprodukte
begrenzt und bedarf einer Aufbereitung dieser, da die Abfallprodukte nur in begrenzter
Menge angehäuft werden können, um eine vollständige Verbrennung zu gewährleisten.
Dies liegt darin begründet, dass für die Verbrennung benötigter Sauerstoff lediglich
durch seitlich des Festbettofens angeordnete Öffnungen, nicht jedoch durch das Ofenbett
selbst in den Verbrennungsprozess einspeisbar ist. Bei der Rostfeuerung hingegen ist
keine Aufbereitung der angelieferten Abfallprodukte erforderlich, da auch von unten
her Sauerstoff dem Verbrennungsprozess zuführbar ist. Es hat sich jedoch als nachteilig
erwiesen, dass durch die für die Luftzuführung vorgesehenen Öffnungen der Roste hindurch
unverbrannte Abfallprodukte in die Asche geraten können. Dadurch gerät ein Teil der
dem Ofen hinzugefügten Abfallprodukte unverbrannt wieder aus diesem heraus, was neben
der ungenutzten Energie, die in den Abfallprodukten enthalten ist, auch insbesondere
bei kontaminierten Abfallprodukten problematisch ist. Dies liegt darin begründet,
dass derartige Aschen nachverbrannt werden müssen.
[0005] Für die Pyrolyse und/oder Vergasung von Abfallprodukten sind aus der Praxis Wirbelschichtreaktoren
und Durchlauföfen bzw. Fließbettöfen bekannt, in denen das aus den Abfallprodukten
austretende Gas verbrannt und/oder anderen technischen Prozessen zuführbar ist. Allerdings
hat es sich bei derartigen Öfen als nachteilig erwiesen, dass diese neben einer äußerst
komplexen Bauweise und Betreibung in der Regel jeweils für eine bestimmte Materialart
mit ähnlichem kalorischen Gehalt und/oder ähnlicher Größe ausgelegt sind und nicht
ohne Weiteres auf verschiedene Materialarten umrüstbar sind.
[0006] Es besteht daher ein großer Bedarf an einer Anlage zur zuverlässigen, sicheren und
störungsfrei abkaufenden thermischen Behandlung kontinuierlich durchlaufender Abfallprodukte
unterschiedlicher Materialart, Beschaffenheit und/oder Größe. Zudem sollte die Anlage
kostengünstig herstellbar, störungsunanfällig und wartungsarm sein, sowie die rückstandsfreie
thermische Behandlung der Abfallprodukte, insbesondere auch von kontaminierten und/oder
toxischen Abfallprodukten, ermöglichen. Ein weiterer Aspekt besteht darin, dass die
Anlage praktisch ohne weitere Überwachung eine teil- bzw. vollautomatische Beschickung,
Überwachung und/oder Entsorgung, sowie Regelung und/oder Steuerung der eingeführten
Abfallprodukte ermöglicht. Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, eine
Anlage zur thermischen Behandlung von kontinuierlich durchlaufenden Abfallprodukten
bereitzustellen, um die oben genannten Schwierigkeiten zu überwinden und um vor allen
die Kosten für den Betrieb, sowie reparatur-, wartungs- und/oder ausfallbedingten
Kosten gering zu halten.
[0007] Diese Aufgabe wird auf überraschend einfache aber wirkungsvolle Weise durch eine
Anlage zur thermischen Behandlung, insbesondere zur Pyrolyse, Vergasung und/oder Verbrennung,
von kontinuierlich durchlaufenden Abfallprodukten nach der Lehre des unabhängigen
Anspruchs 1 gelöst.
[0008] Erfindungsgemäß ist eine Anlage zur thermischen Behandlung, insbesondere zur Pyrolyse,
Vergasung und/oder Verbrennung, von kontinuierlich durchlaufenden Abfallprodukten
umfassend eine längliche, horizontal ausgerichtete primäre Reaktionskammer mit einem
Reaktionsbett und mindestens einem Drehmitnehmer vorgeschlagen. Die primäre Reaktionskammer
weist dabei an einer Wandung eine verschließbare Beschickungsöffnung für eine Beschickung
mit den Abfallprodukten und an der Wandung eine verschließbare Austragsöffnung für
einen Austrag der Reaktionsrückstände auf. Das Reaktionsbett ist in seiner gesamten
Fläche geschlossen und frei von Öffnungen ausgebildet, wobei das Reaktionsbett einen
höchsten Punkt und einen niedrigsten Punkt erreicht. Zudem ist die Fläche dazwischen
geneigt und/oder gestuft. Der Drehmitnehmer ist dabei quer zur Längsachse der primären
Reaktionskammer ausgerichtet und drehbar gelagert, wobei der Drehkreis des Drehmitnehmers
von der Oberfläche des Reaktionsbettes beabstandet ist. Die Anlage ist dadurch gekennzeichnet,
dass die Wandung der primären Reaktionskammer vollständig oder teilweise beheizbar
ist.
[0009] Die erfindungsgemäße Anlage beruht auf dem Grundgedanken, dass die einzelnen Phasen
einer thermischen Behandlung, das heißt das Erhitzen, Trocknen, Verflüchtigen, Vergasen
und/oder Verbrennen der Abfallprodukte, getrennt voneinander und kontrolliert in der
Anlage ablaufen. Die thermische Behandlung beginnt dabei mit der Beschickung der Anlage
mit den Abfallprodukten über eine verschließbare Beschickungsöffnung an einer Wandung
der primären Reaktionskammer, so dass die Abfallprodukte anschließend auf dem höchsten
Punkt des Reaktionsbettes aufliegen. Direkt anschließend an die Beschickung erfolgt
die Erwärmung und Trocknung der Abfallprodukte, wobei sich diese kontinuierlich in
Richtung des niedrigsten Punktes des Reaktionsbettes auf dessen Oberfläche bewegen.
Die kontinuierliche Bewegung erfolgt dabei aufgrund der Schwerkraft und ist durch
Drehung des Drehmitnehmers unterstützbar, wobei die im Drehkreis des Drehmitnehmers
befindlichen Abfallprodukte bei dessen Drehbewegung auf der Oberfläche des Reaktionsbettes
bewegt werden. Zudem führt die Drehbewegung des Drehmitnehmers zu einer optimalen
Durchmischung und/oder Auflockerung der Abfallprodukte, die bevorzugt voll- oder halbautomatisch
abläuft, und/oder, abhängig von der Art der entsprechenden thermischen Behandlung,
zu einer Steigerung der Kontakte der Abfallprodukte mit dem Oxidationsmittel führt.
Des Weiteren ist es, abhängig von der Drehrichtung des Drehmitnehmers, möglich, eine
in der primären Reaktionskammer aufgetretene Verstopfung zu beseitigen, beispielsweise
durch Drehung des Drehmitnehmers in oder entgegen der Bewegungsrichtung der Abfallprodukte.
Nach der Trocknung folgt die Austreibung der flüchtigen Gasbestandteile aus den Abfallprodukten,
wobei die festen Bestandteile von diesen anschließend vergast, das heißt in gasförmige
Produkte aufgespalten, und/oder verbrannt werden. Die nach der Pyrolyse, Vergasung
und/oder Verbrennung übrig bleibenden Reaktionsrückstände sind über die Austragsöffnung
an der Wandung der primären Reaktionskammer austragbar.
[0010] Der Begriff "Reaktionsrückstände" betrifft beispielsweise Asche, Schlacke und/oder
ein Gemisch daraus, dessen genaue Zusammensetzung und/oder Eigenschaften abhängig
von verschiedenen Bedingungen, wie beispielsweise der Zusammensetzung der Abfallprodukte,
der Art der thermischen Behandlung, der Verweilzeit in der primären Reaktionskammer
und/oder den Prozessbedingungen sind. Unter dem Begriff "Asche" versteht sich ein
fester Rückstand aus der thermischen Behandlung der Abfallprodukte, welcher bevorzugt
als rieselfähiger Feststoff, als feinkörniges und/oder staubförmiges Produkt, als
Agglomerat und/oder als Granulat vorliegt. Die Asche ist bevorzugt eine im Wesentlichen
reine Asche, welche keine vergasbaren und/oder brennbaren Bestandteile mehr enthält.
Unter "Schlacke" versteht sich ein Gemisch geschmolzener und wieder erstarrter Bestandteile
der Abfallprodukte und/oder anderen, höher schmelzenden, festen Bestandteilen, welche
noch nicht thermisch behandelte Abfallprodukte und/oder die Asche umschließen können.
Schlacke bildet sich schon bei relativ niedrigen Temperaturen, insbesondere aus den
modernen Verbundwerkstoffen mit den darin enthaltenen Aluminiumbestandteilen. Die
daraus entstehenden Festkörper sind problematisch, da diese einen beschleunigten Verschleiß
und/oder einen frühzeitigen wartungsbedingten Stillstand der Anlage bewirken können.
[0011] Es ist dabei als erfindungswesentlich erkannt worden, dass der Prozess der thermischen
Behandlung der Abfallprodukte kontinuierlich abläuft, wobei die einzelnen Phasen der
Behandlung teilweise oder vollständig in der primären Reaktionskammer ablaufen und
sich dabei teils überlagern.
[0012] Es ist des Weiteren als wesentlich erkannt worden, dass die Anlage für die kontinuierliche
thermische Behandlung eines Gemisches diverser Abfallprodukte geeignet ist, ohne dass
es einer Vorsortierung, Zerkleinerung, Durchmischung und/oder Auflockerung der Abfallprodukte
bedarf. Es ist jedoch verständlich, dass sich die Vorsortierung, Zerkleinerung, Durchmischung
und/oder Auflockerung der Abfallprodukte vorteilhaft auf den Prozessablauf der thermischen
Behandlung auswirkt. Divers bedeutet, dass die Abfallprodukte hinsichtlich ihres kalorischen
Gehalts, ihrer Beschaffenheit, ihrer Größe und/oder Materialart verschieden sein können.
So ist es vorgesehen, dass die Anlage kontinuierlich mit Abfallprodukten beschickt
wird, wobei es auch im laufenden thermischen Behandlungsprozess unerheblich ist, ob
das zu behandelnde Material gleich bleibt oder wechselt. Für die Gewährleistung einer
störungsfreien und/oder vollständig ablaufenden thermischen Behandlung ist, in Abhängigkeit
des kalorischen Gehalts der entsprechenden Abfallprodukte, lediglich das Intervall
der Drehbewegung des Drehmitnehmers, das Zeitintervall der Beschickung und/oder der
Beschickungsmassenstrom anzupassen. Dabei ist ein beliebiges, bevorzugt organisches,
Abfallprodukt denkbar, wie beispielsweise Altreifen, Kunststoffe, Papier, Holz, Grünpflanzen,
Biomasse, Agrar- und Forstabfälle, Restmüll, Bauschutt, Klärschlamm, beispielsweise
industrieller und/oder kommunaler Klärschlamm, Rückstände aus der Ölindustrie, medizinischer
Abfall, kontaminierter Abfall und/oder gemischter Abfall.
[0013] Die Anlage im Rahmen der Erfindung ist dazu geeignet, entsprechend hohe Temperaturen
zu erzeugen, um die kontinuierlich durchlaufenden Abfallprodukte zeiteffizient thermisch
zu behandeln. Unter thermischer Behandlung versteht sich dabei eine thermisch aktivierte
Stoffumwandlung, -umsetzung und/oder Verbrennung der Abfallprodukte durch Pyrolyse,
Vergasen und/oder Verbrennen. Bevorzugt erfolgt die thermische Behandlung der Abfallprodukte
bis zu einer im Wesentlichen reinen Asche, welche inert ist und keine brennbaren Bestandteile
mehr enthält.
[0014] Der Begriff "Pyrolyse" betrifft eine thermo-chemische Spaltung organischer Verbindungen,
wobei durch hohe Temperaturen ein Bindungsbruch innerhalb großer Moleküle in kleinere
erzwungen wird. Die Pyrolyse läuft dabei bevorzugt unter der Einwirkung hoher Temperaturen
und ohne zusätzlich zugeführten Sauerstoff ab. Dabei ist es verständlich, dass bei
oxidationsmittelhaltigen Abfallprodukten, beispielsweise bei Holz mit einem Sauerstoffanteil
von etwa 44 Massen-Prozent, zusätzlich Oxidationsreaktionen an den Zersetzungsprozessen
beteiligt sind. Der Begriff "Vergasen bzw. Vergasung" betrifft einen chemischphysikalischen
Vorgang, bei dem ein Teil eines Feststoffs und/oder eines Fluids in ein chemisch verändertes,
gasförmiges Endprodukt überführt wird. Dabei kommt es zu einer Aufspaltung und/oder
Neuordnung bestehender chemischer Verbindungen durch Cracken, Pyrolyse, Reduktion
und/oder partielle Oxidation. Die Vergasung geschieht bevorzugt unter Einwirkung hoher
Temperaturen, gegebenenfalls unter einer oxidationsmittelarmen Atmosphäre. Der Begriff
"Verbrennen bzw. Verbrennung" betrifft eine Redoxreaktion, die unter Abgabe von Energie,
beispielsweise in Form von Wärme und/oder Licht, das heißt exotherm, abläuft. Bei
der Verbrennung kommt es bevorzugt unter Einwirkung hoher Temperaturen und/oder Feuer
zur Oxidation der Abfallprodukte mit Hilfe eines Oxidationsmittels. Im Rahmen der
Erfindung ist dabei ein beliebiges Oxidationsmittel denkbar, wie beispielsweise Sauerstoff,
Fluor und/oder ein sauerstoffhaltiges Gasgemisch, wie Prozessabluft, Rauchgas und/oder
Umgebungsluft. Der Begriff "hohe Temperatur" betrifft einen Bereich von ca. 200°C
bis ca. 1300°C, wobei eine Pyrolyse und/oder Vergasung in der Regel in einem Temperaturbereich
von ca. 400°C bis ca. 900°C und eine Verbrennung in der Regel in einem Temperaturbereich
von ca. 850°C bis ca. 1100°C, maximal bis 1300°C, abläuft.
[0015] Erfindungsgemäß weist die Anlage eine längliche, horizontal ausgerichtete primäre
Reaktionskammer auf, welche an der Wandung eine verschließbare Beschickungsöffnung
für die Beschickung mit den Abfallprodukten und an der Wandung eine verschließbare
Austragsöffnung für den Austrag der Reaktionsrückstände aufweist. Unter dem Begriff
"Wandung" versteht sich dabei eine beliebige Wand der primären Reaktionskammer, wie
beispielsweise eine Seitenwand, die Stirnseite, die Rückseite, die Oberseite oder
die Unterseite. So ist es beispielsweise denkbar, dass die Beschickungsöffnung und
die Austragsöffnung in derselben Wandung oder in sich unterscheidenden Wandungen sind.
Über die Beschickungsöffnung gelangen die Abfallprodukte in den primären Reaktionsraum,
wobei die entstandenen Reaktionsrückstände über die Austragsöffnung aus diesem ausgetragen
werden. Bevorzugt ist die Anlage dabei für eine manuelle, teil- und/oder vollautomatische
Beschickung, Überwachung und/oder Austragung eingerichtet.
[0016] Für die Gewährleistung einer störungsfreien und/oder vollständig ablaufenden thermischen
Behandlung ist der Zustrom eines Oxidationsmittels, in Abhängigkeit der Art der entsprechenden
thermischen Behandlung, zu kontrollieren bzw. zu unterbinden. Bevorzugt umfasst die
primäre Reaktionskammer daher mindestens eine Öffnung für Messungen, beispielsweise
zur Temperaturmessung, zur Druckmessung und/oder zur Messung der Sauerstoffkonzentration.
So ist es denkbar, während der Beschickung mit den Abfallprodukten und/oder dem Austrag
der Reaktionsrückstände, das heißt über die Beschickungsöffnung und/oder die Austragsöffnung,
ein Oxidationsmittel in die primäre Reaktionskammer einzuspeisen. Dies ist insbesondere
bei thermischen Behandlungsprozessen, welche einer Zuführung eines Oxidationsmittels
bedürfen, wichtig, wie bei der Vergasung und/oder Verbrennung. Eine anforderungsgemäße
Versorgung des Vergasungs- und/oder Verbrennungsprozesses mit einem Oxidationsmittel
ist ebenfalls denkbar, indem die Beschickungsöffnung und/oder die Austragsöffnung
nicht und/oder nicht luftdicht verschlossen sind. Des Weiteren ist es denkbar, während
der Beschickung mit den Abfallprodukten und/oder dem Austrag der Reaktionsrückstände,
das heißt über die Beschickungsöffnung und/oder die Austragsöffnung, die Einspeisung
eines Oxidationsmittels in die primäre Reaktionskammer zu unterbinden bzw. zu verhindern.
Dies ist insbesondere bei einer thermischen Behandlung, bei welcher sich die Zuführung
eines Oxidationsmittels als störend für den Reaktionsprozess auswirkt, wie beispielsweise
der Pyrolyse und/oder Vergasung, wichtig. Für die Pyrolyse ist es wichtig, dass die
Beschickungsöffnung und/oder die Austragsöffnung verschlossen, bevorzugt luftdicht
verschlossen, sind. Dies ist beispielsweise mittels einer Tür, einer Doppelpendelklappe,
einer Zellradschleuse, einer Schnecke und/oder einem Schachtrohr denkbar, welches
mit den Abfallprodukten bzw. den Reaktionsrückständen abdichtbar ist. Das bei der
Pyrolyse und/oder Vergasung entstehende Gas ist dabei über die Austragsöffnung zusammen
mit den Reaktionsrückständen austragbar.
[0017] Im Rahmen der Erfindung ist es zudem erkannt worden, dass die Wandung der primären
Reaktionskammer, in welcher die einzelnen Phasen der thermischen Behandlung der Abfallprodukte
teilweise oder vollständig ablaufen, vollständig oder teilweise beheizbar ist. Im
Rahmen der Erfindung ist eine beliebige Beheizung denkbar, beispielsweise mittels
eines geeigneten Mediums und/oder einer Einheit, wie beispielsweise einer mediendurchströmten
Heizschlange und/oder einer elektrischen Widerstandsheizung. Bevorzugt ist die Wandung
isolierbar, beispielsweise mittels eines geeigneten Mittels.
[0018] Die vollständig oder teilweise beheizbare Wandung der primären Reaktionskammer bietet
viele Vorteile; so gewährleistet diese beispielsweise eine gleichmäßige Erwärmung
der Wandung der primären Reaktionskammer. Dabei sind etwaige Wärme- und/oder Kältebrücken
konstruktiv zu vermeiden, da sich besonders an den dadurch entstehenden Kaltzonen
Ablagerungen und/oder Anbackungen bilden können. Die Vermeidung von Ablagerungen und/oder
Anbackungen ist sehr wichtig, da diese zu einem vorzeitigen wartungsbedingten Stillstand
der Anlage führen können. Des Weiteren ist es möglich, den primären Reaktionsraum
mittels der Beheizung der Wandung derart aufzuheizen, dass die anforderungsgemäßen
Prozessbedingungen für die entsprechenden Arten der thermischen Behandlung erfüllt
sind. Das heißt mit anderen Worten, dass auf mindestens ein weiteres, den Prozess
der thermischen Behandlung startendes Heizmedium verzichtet werden kann, da für den
Start und/oder die Durchführung dieser thermischen Behandlung allein die Beheizung
der Wandung der primären Reaktionskammer ausreichend ist.
[0019] Zudem weist die Anlage, insbesondere die primäre Reaktionskammer, ein Reaktionsbett
auf, welches in seiner gesamten Fläche geschlossen und frei von Öffnungen ausgebildet
ist. Im Rahmen der Erfindung ist es denkbar, dass das Reaktionsbett den Boden der
primären Reaktionskammer vollständig oder nur teilweise bedeckt. Dabei ist bevorzugt
der Boden des Reaktionsbettes in seiner gesamten Fläche geschlossen und frei von Öffnungen
ausgebildet. Das Reaktionsbett umfasst zudem eine Schutzschicht aus Reaktionsrückständen,
wie beispielsweise aus Asche, aus Schlacke und/oder aus einem Gemisch daraus, welche
sich selbstständig und resultierend aus der kontinuierlich ablaufenden thermischen
Behandlung auf dem Boden des Reaktionsbettes aufbaut und erhält. Die Dicke der Schutzschicht
ist dabei beispielsweise von den Fließ- und/oder Rieseleigenschaften der Abfallprodukte
bzw. der Reaktionsrückstände, der Beabstandung des Drehmitnehmers und/oder der Art
der thermischen Behandlung abhängig. Wichtig dabei ist, dass die Reibung zwischen
den kontinuierlich durchlaufenden Abfallprodukten auf der Oberfläche der Schutzschicht
stattfindet, so dass ein Abrieb des Materials des Bodens des Reaktionsbettes zuverlässig
und/oder nachhaltig vermieden wird. Somit ist das Reaktionsbett vor einem vorzeitigen
Verschleiß, einem Abrieb und/oder einer Abnutzung des bodenbildenden Materials geschützt.
Dies verringert in erheblichem Maße die wartungsbedingten Standzeiten der Anlage.
[0020] Das Reaktionsbett erreicht dabei einen höchsten Punkt und einen niedrigsten Punkt.
Dabei ist es beispielsweise denkbar, dass der höchste Punkt an einem ersten Ende des
Reaktionsbettes und der niedrigste Punkt an einem zweiten Ende des Reaktionsbettes
erreichbar ist, welches bevorzugt dem ersten Ende gegenüberliegt. Die Fläche dazwischen,
das heißt zwischen dem höchsten und dem niedrigsten Punkt des Reaktionsbettes, ist
geneigt und/oder gestuft. Die Steigung der Fläche bzw. die Anzahl der Stufen ist dabei
abhängig von den Material- und/oder Rieseleigenschaften der zu behandelnden Abfallprodukte.
So ist es beispielsweise denkbar, dass die Fläche steil oder flach, sowie gleichmäßig
oder ungleichmäßig geneigt ist. Es ist weiterhin denkbar, dass die Fläche als Treppe
mit mindestens einer Stufe, bevorzugt mit zwei, drei, vier, fünf oder sechs Stufen,
ausgebildet ist.
[0021] Des Weiteren weist die Anlage, insbesondere die primäre Reaktionskammer, mindestens
einen Drehmitnehmer auf, welcher quer zur Längsachse der primären Reaktionskammer
ausgerichtet und drehbar gelagert ist. Im Rahmen der Erfindung ist es dabei als wesentlich
erkannt worden, dass der Drehkreis des Drehmitnehmers von der Oberfläche des Reaktionsbettes
beabstandet ist. Bevorzugt ist der Drehkreis derart beabstandet, dass die von dem
Reaktionsbett umfasste Schutzschicht erhalten bleibt. Weiter bevorzugt umfasst der
Drehmitnehmer eine Drehmitnehmerwelle und ein mit der Welle verbundenes Paddel. Weiterhin
bevorzugt umfasst der Drehmitnehmer zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun,
zehn oder mehr mit der Welle verbundene Paddel, welche gleichzeitig und/oder unabhängig
voneinander drehbar sind.
[0022] In Abhängigkeit der Material- und/oder Rieseleigenschaften der zu behandelnden Abfallprodukte
und/oder der Größe der primären Reaktionskammer ist es ebenfalls denkbar, dass zwei,
drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun oder zehn Drehmitnehmer umfasst sind,
deren Drehkreise voneinander beabstandet sind und/oder ineinander kämmen. So ist es
beispielsweise denkbar, dass der Drehkreis eines ersten Drehmitnehmers nur einen Teil
des Querschnitts der primären Reaktionskammer überstreicht und der eines weiteren
Drehmitnehmers den vom ersten Drehmitnehmer freigelassenen Bereich überstreicht. Eine
derartige Ausgestaltung ist insbesondere dann sinnvoll, wenn die Drehkreise der Drehmitnehmer
einander kämmen, weil dadurch der Transport, die Durchmischung, die Auflockerung,
die Verhinderung einer Verstopfung und/oder die Steigerung der Kontakte der Abfallprodukte
mit dem Oxidationsmittel verbessert werden. Gleichzeitig ist eine seitliche Durchmischungsbewegung
erreichbar. Bevorzugt überstreicht der Querschnitt des Drehmitnehmers und/oder des
Paddels dabei den der primären Reaktionskammer vollständig, so dass die thermisch
behandelten Abfallprodukte, mit Ausnahme der von dem Reaktionsbett umfassten Schutzschicht,
stets vollständig und gründlich weitertransportiert werden.
[0023] Der Drehmitnehmer ist dabei derart ausgestaltet, dass dieser bevorzugt nur ein oder
eine geringe Anzahl an Paddeln aufweist, welche, abhängig von der Stellung des Drehmitnehmers,
in die Abfallprodukte eintauchen oder außerhalb dieser stehen. Auf diese Weise ist
es erreichbar, dass die Verweilzeit der kontinuierlich durchlaufenden Abfallprodukte
durch die Schwerkraft, die Drehzahl, die Drehrichtung und/oder die Drehpausen des
Drehmitnehmers auf der Fläche abhängig von den Abfallprodukten, der Gesamtlänge der
primären Reaktionskammer und/oder Anlage, der Neigung der Fläche, dem gewünschten
Reinheitsgrad der Reaktionsrückstände und/oder weiteren Bedingungen anpassbar ist.
[0024] Mittels der vorliegenden Anlage wird es vorteilhafterweise erreicht, dass die thermische
Behandlung der kontinuierlich durchlaufenden Abfallprodukte unterschiedlicher Materialart,
Beschaffenheit und/oder Größe in der primären Reaktionskammer abläuft, wobei die Anlage
aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung günstig im Betrieb, sowie störungsfrei
und wartungsarm ist. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass die Anlage die vollständige
thermische Zersetzung der Abfallprodukte ermöglicht, so dass die Anlage auch für kontaminierte
und/oder toxische Abfallprodukte geeignet ist.
[0025] Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung, welche einzeln oder in Kombination realisierbar
sind, sind in den Unteransprüchen dargestellt.
[0026] In einer Weiterbildung der Erfindung ist es denkbar, dass die Wandung vollständig
oder teilweise doppelwandig mit einer inneren Wandung und einer äußeren Wandung ausgebildet
ist, welche voneinander beabstandet sind und wobei ein zwischen der inneren und der
äußeren Wandung ausgebildeter Zwischenraum mit einem Medium und/oder einer Einheit
beheizbar ist. So ist eine vollständige doppelwandige Ausgestaltung der Wandung der
primären Reaktionskammer oder eine teilweise doppelwandige Ausgestaltung von dieser
denkbar, insbesondere bis zu der erwarteten und/oder berechneten Höhe der Abfallprodukte
innerhalb der primären Reaktionskammer. Die Beheizung erfolgt dabei bevorzugt indirekt
mit einem beliebigen und geeigneten Medium, wie beispielsweise Prozessabluft, Rauchgas,
Heißwasser, Dampf, Öl und/oder einer Mischung daraus, und/oder mit einer beliebigen
und geeigneten Einheit, wie beispielsweise einer mediendurchströmten Heizschlange
und/oder einer elektrischen Widerstandsheizung. Diese Ausgestaltung bietet den Vorteil,
dass die Beheizung des Zwischenraumes sehr effizient ist und zu einer noch schnelleren
Aufheizung der primären Reaktionskammer führt, um die anforderungsgemäßen Prozessbedingungen
für die entsprechenden Arten der thermischen Behandlung zu erfüllen. Dabei ist es
möglich, in signifikanter Weise Kosten einzusparen. Weiterhin bevorzugt ist es dabei
denkbar, dass die innere und die äußere Wandung parallel zueinander ausgerichtet sind.
Dies erweist sich als vorteilhaft, da die Fertigung und/oder Konstruktion einer derartigen
doppelwandig ausgestalteten Wandung der primären Reaktionskammer unter Verwendung
von im Wesentlichen geraden Bauteilen abläuft und daher sehr stark vereinfacht ist.
Somit sind in erheblichem Maße Kosten einsparbar.
[0027] In noch einer Weiterbildung der Erfindung ist es denkbar, dass mindestens ein Brenner
für einen Zusatzbrennstoff umfasst ist. Der Begriff "Brenner" betrifft ein Gerät,
welches dazu geeignet ist, den Prozess der thermischen Behandlung zu starten, bevorzugt
durch Umwandlung von chemischer in thermische Energie. Bevorzugt ist der Brenner für
einen gasförmigen Zusatzbrennstoff, wie beispielsweise Propan, Butan und/oder Erdgas,
für einen flüssigen Zusatzbrennstoff, wie beispielsweise Benzin, Dieselkraftstoff,
Heizöl, Kerosin, Lösemittel, Altöl und/oder Petroleum, und/oder für einen festen Zusatzbrennstoff,
wie beispielsweise Kohlestaub, geeignet. Vorteilhafterweise startet der Brenner den
Prozess der thermischen Behandlung sehr schnell und/oder dient der Absicherung einer
Mindesttemperatur in der primären Reaktionskammer, welche für die Gewährleistung einer
zuverlässigen und/oder vollständig ablaufenden thermischen Behandlung der Abfallprodukte
wesentlich ist.
[0028] Es ist weiterhin denkbar, dass die die primäre Reaktionskammer einen rechteckigen
oder rechteckähnlichen Querschnitt aufweist. Dies erweist sich als vorteilhaft, da
die Fertigung und/oder Konstruktion einer derartigen primären Reaktionskammer unter
Verwendung von im Wesentlichen geraden Bauteilen abläuft und daher sehr stark vereinfacht
ist. Zudem entfällt ein aufwendiges Biegen der entsprechenden Teile in der Fertigung,
so dass in erheblichem Maße Kosten eingespart werden können.
[0029] In einer Ausgestaltung der Weiterbildung ist es denkbar, dass die primäre Reaktionskammer
im Reaktionsbett und/oder der Wandung mindestens eine Gaseinlassöffnung und/oder mindestens
eine Gasaustrittsöffnung aufweist. Dabei sind auch mehrere Gaseinlass- und/oder Gasaustrittsöffnungen,
in Abhängigkeit der Größe der primären Reaktionskammer, des Reaktionsbettes und/oder
der Art der thermischen Behandlung denkbar. Mittels der Gaseinlassöffnung ist es möglich,
der thermischen Behandlung im Bereich des Reaktionsbettes, beispielsweise durch seitliche
Einspeisung in das Reaktionsbett, und/oder in der Wandung der primären Reaktionskammer
ein Gas, ein Gasgemisch und/oder ein Oxidationsmittel hinzuzufügen. Bevorzugt ist
die Gaseinlassöffnung an eine Gaseinlassleitung, noch mehr bevorzugt an ein Gebläse,
anschließbar. Über die Gasaustrittsöffnung ist es möglich, das bei der thermischen
Behandlung entstehende Gas bzw. Abgas abzusaugen, gegebenenfalls unter Erzeugung eines
Unterdruckes. Bevorzugt ist die Gasaustrittsöffnung an eine Gasaustrittsleitung, noch
mehr bevorzugt an ein Gebläse, anschließbar.
[0030] In einer Alternative ist es denkbar, dass die beheizte Wandung der primären Reaktionskammer
in miteinander verbundene und/oder voneinander getrennte Bereiche unterteilbar ist.
Dies ist beispielsweise mittels mehrerer miteinander verbundener und/oder voneinander
getrennter Heizkreisläufe und/oder mittels Einbauten zur Beeinflussung der Strömung
des Heizmediums denkbar, so dass eine Optierung des Temperaturprofils in der primären
Reaktionskammer realisierbar ist. Auf diese Weise ist es möglich, die in einem jeden
Bereich erforderlichen und/oder anforderungsgemäßen Prozessbedingungen zu gewährleisten
und/oder zu erhalten.
[0031] In einer Weiterbildung ist es denkbar, dass der Drehmitnehmer in zwei sich gegenüberliegenden
Wandungen, beispielsweise im Bereich der doppelwandigen Ausgestaltung dieser, der
primären Reaktionskammer drehbar gelagert ist. Auf diese Weise ist eine gleichmäßige
Drehung des Drehmitnehmers realisierbar, um sicherzustellen, dass dessen Drehkreis
anforderungsgemäß von der Oberfläche des Reaktionsbettes beabstandet ist. Dabei ist
es wichtig, dass das Lager und/oder der Drehmitnehmer ausreichend gegen einen Gasein-
und/oder Gasaustritt abgedichtet sind.
[0032] In einer alternativen Weiterbildung ist es denkbar, dass der Drehmitnehmer teilweise
oder vollständig als Hohlkörper ausgebildet ist, welcher von einem Kühlmedium durchströmbar
ist. Diese Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass der Drehmitnehmer und/oder das Lager
auf ein geeignetes Niveau kühlbar sind, und dient dem Schutz des Paddelmaterials.
Der Begriff "Kühlmedium" betrifft dabei, in Abhängigkeit von der Temperatur des Kühlkreislaufes,
ein geeignetes Fluid, wie beispielsweise Wasser, Öl, Gas und/oder ein Gemisch daraus.
[0033] Weiterhin ist es denkbar, dass die Steigung der Fläche von 0,5% bis 100% ist. Bevorzugt
ist die Steigung der Fläche 0,5%, 1%, 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%,
50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 100%, wobei weiterhin bevorzugt
eine beliebige dazwischenliegende Steigung und/oder ein beliebiger Bereich denkbar
ist. Darauf ergibt sich der Vorteil, dass die Anlage optimal an die Material- und/oder
Rieseleigenschaften der zu behandelnden Abfallprodukte anpassbar ist.
[0034] Es ist weiterhin denkbar, dass eine sekundäre Reaktionskammer umfasst ist, welche
der primären Reaktionskammer im Bereich der Austragsöffnung nachgelagert ist. Diese
Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass das bei der Pyrolyse und/oder der Vergasung
aus den Abfallprodukten austretende Gas bzw. die nicht vollständig verbrannten Reaktionsrückstände
in der sekundären Reaktionskammer verbrannt bzw. nachverbrannt werden. Zusätzlich
ist die bei der Verbrennung entstehende Wärme des Abgases für die Beheizung der Wandung
der primären Reaktionskammer nutzbar, beispielsweise indem diese direkt und/oder nach
einer Reinigungsbehandlung in den Zwischenraum eingeleitet wird und/oder indem die
in dem Abgas enthaltene Wärme mittels eines Wärmetauschers entzogen und anschließend
eingeleitet wird. Diese Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass nahezu keine zusätzliche
Energie zur Durchführung der thermischen Behandlung und damit zum Betrieb der Anlage
von außen zugeführt werden muss. Die sekundäre Reaktionskammer weist bevorzugt eine
beheizbare und/oder isolierbare Wandung, eine verschließbare Beschickungsöffnung,
eine verschließbare Austragsöffnung, ein geneigtes, gestuftes und/oder ebenes Reaktionsbett,
mindestens einen Drehmitnehmer, eine Gaseinlassöffnung, eine Gasaustrittsöffnung,
mindestens einen Brenner und/oder mindestens eine Öffnung für Messungen auf, welche,
weiterhin bevorzugt, gemäß den zuvor aufgeführten Ausführungen ausgestaltet sind.
[0035] In noch einer Ausgestaltung ist es denkbar, dass die Austragsöffnung in einen Austragskanal
zum Transport der Reaktionsrückstände mündet. Unter dem Begriff "Austragskanal" versteht
sich ein offener, halbgeschlossener und/oder geschlossener Kanal, welcher beispielsweise
ein Förderband zum Transport der Reaktionsrückstände umfassen kann. Unter dem Begriff
"Transport" versteht sich bevorzugt eine kontinuierliche Förderung in Stoffflussrichtung,
welche durch eine elektrisch, elektronisch und/oder pneumatisch steuer- und/oder regelbare
Einheit, wie beispielsweise einen Aschetransporteur und/oder eine Sperrpaddeleinheit
unterstützbar ist. Bevorzugt erfolgt die Förderung in horizontaler Stoffflussrichtung.
Dabei ist es verständlich, dass die geförderte Menge variieren kann. Zudem ist es
bevorzugt, dass die Reaktionsrückstände trocken ausgetragen und/oder transportiert
werden. Diese Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass die Reaktionsrückstände kontinuierlich
aus der primären Reaktionskammer ausgetragen werden.
[0036] In einer alternativen Ausgestaltung ist es denkbar, dass der Austragskanal eine Sperrpaddeleinheit
mit mindestens zwei, gleichmäßig über den Umfang der Sperrpaddeleinheit verteilten,
Sperrpaddeln umfasst, wobei die Sperrpaddeleinheit quer zur Längsachse des Austragskanals
ausgerichtet ist. Dabei ist es bevorzugt, dass die Sperrpaddeleinheit fliegend oder
in zwei sich gegenüberliegenden Wandungen, beispielsweise zwei sich gegenüberliegenden
Seitenwänden, des Austragskanals drehbar gelagert ist. Diese Ausgestaltung bietet
den Vorteil, dass die Sperrpaddeleinheit die in dem Austragungskanal befindlichen
Reaktionsrückstände kontinuierlich transportiert. Der Transport erfolgt dabei hauptsächlich
durch das untere Sperrpaddel bzw. dessen Fläche. Die Transportleistung der Sperrpaddeleinheit
wird beispielsweise durch die Drehzahl der Sperrpaddeleinheit bestimmt.
[0037] In noch einer alternativen Ausgestaltung ist es denkbar, dass die Sperrpaddeleinheit
zwischen der primären und sekundären Reaktionskammer anordenbar ist, wobei der Austragskanal
die beiden Reaktionskammern verbindet und bevorzugt als geschlossener Kanal ausgestaltet
ist. Diese Ausgestaltung der Erfindung bietet den Vorteil, dass die Sperrpaddeleinheit
die Reaktionsrückstände im Austragungskanal zwischen den beiden Reaktionskammern kontinuierlich
und unter gleichzeitiger Abdichtung des Reaktionsraumes transportiert. Dadurch kommt
es zu einer kontinuierlichen Austragung der Reaktionsrückstände aus der primären Reaktionskammer,
sowie einem kontinuierlichen Eintrag der Reaktionsrückstände in die sekundäre Reaktionskammer,
so dass eine kontinuierliche thermische Behandlung realisierbar ist. Es ist allerdings
wesentlich, dass es bei dem Transport zu keiner signifikanten Absenkung der Temperatur
der Reaktionsrückstände kommt, da zusätzliche Energie für die erneute Aufheizung der
Reaktionsrückstände in der sekundären Reaktionskammer zur Verfügung gestellt werden
müsste. Auf diese Weise kombiniert die Sperrpaddeleinheit vorteilhafterweise die Funktion
des Transports unter gleichzeitiger Verhinderung der ungewollten Zufuhr eines Oxidationsmittels
in den Reaktionsraum, bevorzugt den primären Reaktionsraum. Dies ist wichtig, da es
im Rahmen der Erfindung erkannt worden ist, dass eine thermische Behandlung, in Abhängigkeit
der entsprechenden Art der Behandlung, durch eine gezielte Zufuhr des Oxidationsmittels
besser kontrolliert werden kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass es gleichzeitig
zu einer Verringerung der Schadstoffbelastung der Emission kommt, um vor allem gesetzlich
bestimmte Grenzwerte einzuhalten. Die Wichtigkeit der Verringerung der Schadstoffbelastung
zeigt sich insbesondere darin, dass die Reaktionsrückstände der primären Reaktionskammer
teilweise kontaminierte, toxische und/oder schadstoffhaltige Verbindungen, wie beispielsweise
Teer und/oder Aromate, enthaltenkönnen.
[0038] Der Begriff "Abdichtung" beschreibt ein Maß der Dichtigkeit gegenüber einem Stoff,
Gas und/oder Gemisch zwischen zwei Bereichen. Bevorzugt ist der Stoff, das Gas und/oder
das Gemisch ein Oxidationsmittel. Es ist dabei verständlich, dass der Begriff Dichtigkeit
ein relativer Begriff ist, da es keine absolut dichte Anlage, Reaktionskammer und/oder
Teile davon gibt, wie beispielsweise den Drehmitnehmer. Im Rahmen der Erfindung ist
unter Abdichtung bzw. Dichtigkeit daher zu verstehen, dass sich diese immer auf vorher
bestimmte und/oder vorgegebene Rahmenbedingungen bezieht, wobei es verständlicherweise
aufgrund der Drehbewegung der Sperrpaddeleinheit innerhalb des Austragskanals dazu
kommt, dass kurzzeitig ein Stoff- und/oder Gasdurchtritt bzw. ein Stoff- und/oder
Gaseintritt in die primäre und/oder sekundäre Reaktionskammer möglich ist. Die Möglichkeit
eines derartigen kurzzeitigen Stoff- und/oder Gasdurchtritts in die primäre und/oder
sekundäre Reaktionskammer ist allerdings von untergeordneter Bedeutung, da der zwischen
den beiden Reaktionskammern bestehende Druckunterschied einen signifikanten Stoff-
und/oder Gaseintritt in die primäre und/oder die sekundäre Reaktionskammer zusätzlich
verhindert. Das bedeutet zudem, dass die erfindungsgemäße Sperrpaddeleinheit somit
einen Austrag von Reaktionsrückständen ermöglicht, wobei die primäre und/oder die
sekundäre Reaktionskammer gleichzeitig abgedichtet und daher voneinander getrennt
werden.
[0039] Für einen Fachmann auf dem einschlägigen Gebiet ist es daher offensichtlich, dass
die erfindungsgemäße Ausgestaltung keine absolute Dichtigkeit realisieren soll. Vielmehr
ist es bevorzugt, dass der Stoff- und/oder Gasdurchtritt bzw. der Stoff- und/oder
Gaseintritt weitestgehend behindert ist. Noch mehr bevorzugt ist der Stoff- und/oder
Gasdurchtritt bei mindestens einer bestimmten Ausrichtung der Sperrpaddel in dem Austragungskanal
vollständig behindert, so dass zumindest teilweise und/oder kurzzeitig eine absolute
Dichtigkeit erreichbar ist. Eine Dichtigkeit ist ebenfalls durch konstruktiven Aufwand
und/oder entsprechenden Materialeinsatz den Anforderungen der Prozesse der thermischen
Behandlung anpassbar, was allerdings mit erhöhten Kosten verbunden ist. Vorteilhafterweise
wird durch die Sperrpaddeleinheit daher eine kostengünstige und zuverlässige Möglichkeit
geschaffen, dass die Reaktionsrückstände zwischen den Reaktionskammern unter Luftabschluss
transportiert werden können.
[0040] Durch die vorteilhafte Verbesserung der Trennung der primären und sekundären Reaktionskammer
ist es möglich, die jeweiligen in den Reaktionsräumen ablaufenden Phasen der thermischen
Behandlungen zu kontrollieren. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass es gleichzeitig
zu einer Verringerung der Schadstoffbelastung der Emission kommt. Um dies zu realisieren,
ist es als erfindungswesentlich erkannt worden, dass die Sperrpaddel der Sperrpaddeleinheit
bzw. die Flächen der Sperrpaddel abhängig von ihrer Ausrichtung den Austragskanal
verschließen und/oder frei geben. In dem Fall, dass der Austragskanal verschlossen
ist, sind wenigstens zwei Sperrpaddel derart zu dem Austragskanal ausgerichtet, dass
kein Stoff- und/oder Gasdurchtritt zwischen den zwei Reaktionskammern ermöglicht ist.
[0041] Es ist weiterhin denkbar, dass die Sperrpaddeleinheit mindestens drei Sperrpaddel
aufweist. Bevorzugt weist die Sperrpaddeleinheit vier, fünf, sechs, sieben, acht,
neun, zehn oder mehr Sperrpaddel auf. Die Erhöhung der Anzahl der Sperrpaddel führt
zu einer verbesserten Beschränkung des Stoff- und/oder Gasdurchtritts in die primäre
und/oder sekundäre Reaktionskammer, da sich die Menge des durchtretenden Stoff- bzw.
Gasvolumens umso mehr verringert, je mehr Sperrpaddel die Sperrpaddeleinheit aufweist.
Dabei ist der Austragskanal bei mindestens drei Sperrpaddeln länger verschlossen,
was ebenfalls zu einer Verbesserung der Abdichtung der Reaktionskammern führt. Weiterhin
bevorzugt ist die Oberfläche der Sperrpaddel gerade und/oder gewölbt.
[0042] In noch einer Weiterbildung ist es denkbar, dass eine Einheit zur Steuerung und/oder
Regelung der Temperatur in der primären und/oder sekundären Reaktionskammer, der Beheizung,
eines Gaseinlasses und/oder Gasaustritts mittels der Gaseinlass- und/oder Gasaustrittsöffnung,
des Brenners, des Drehmitnehmers, der Beschickung, der Austragung und/oder der Sperrpaddeleinheit
umfasst ist. Auf diese Weise ist ein teil- bzw. vollautomatischer Betrieb der Anlage
zur Realisierung optimaler Prozessbedingungen erreichbar. Zudem ist es möglich, mittels
der Einheit die Zusammensetzung des Abgases der thermischen Behandlung zu beeinflussen.
Einem Fachmann sind dabei geeignete Mittel für eine derartige Einheit bekannt. Bevorzugt
ist auch eine Einheit zur Steuerung und/oder Regelung der Gaseinlass- und/oder Gasaustrittsleitung
umfasst, welche beispielsweise mittels einer Regeleinrichtung, wie einer Klappe, zu
einem verbesserten Gaseinlass und/oder Gasaustritt des Reaktionsbettes und/oder der
primären Reaktionskammer beiträgt.
[0043] Es wird davon ausgegangen, dass die Definitionen und Ausführungen der oben genannten
Begriffe für alle in dieser Beschreibung im Folgenden beschriebenen Aspekte gelten,
sofern nichts anderes angegeben ist.
[0044] Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Unteransprüchen.
Hierbei können die jeweiligen Merkmale für sich alleine oder zu mehreren in Kombination
miteinander verwirklicht sein. Die Erfindung ist nicht auf die Ausführungsbeispiele
beschränkt. Die Ausführungsbeispiele sind in den Figuren schematisch dargestellt.
Gleiche Bezugsziffern in den einzelnen Figuren bezeichnen dabei gleiche oder funktionsgleiche
bzw. hinsichtlich ihrer Funktion einander entsprechende Elemente.
[0045] Im Einzelnen zeigen:
- Fig.1
- eine Darstellung eines Halbschnitts der erfindungsgemäßen Anlage; und
- Fig. 2
- eine isometrische Darstellung eines Halbschnitts der erfindungsgemäßen Anlage.
[0046] In
Fig. 1 und
Fig. 2 ist eine erfindungsgemäße Anlage 01 zur thermischen Behandlung von kontinuierlich
durchlaufenden Abfallprodukten im Halbschnitt (Fig. 1) bzw. in isometrischer Darstellung
des Halbschnitts (Fig. 2) dargestellt.
[0047] Wie in den Fig. 1 und Fig. 2 deutlich zu erkennen ist, umfasst die Anlage 01 eine
längliche, horizontal ausgerichtete primäre Reaktionskammer 10 mit einem Reaktionsbett
20 und fünf Drehmitnehmern 30. Der primären Reaktionskammer 10 ist eine sekundäre
Reaktionskammer 40 nachgeordnet, wobei in beiden Reaktionskammern 10, 40 eine Öffnung
03 für einen nicht dargestellten Brenner 02 vorgesehen ist. Zudem sind in beiden Reaktionskammern
10, 40 Öffnungen 04 für Messungen, beispielsweise zur Temperaturmessung, zur Druckmessung
und/oder zur Messung der Sauerstoffkonzentration, vorgesehen. Die sekundäre Reaktionskammer
40 weist zudem einen Drehmitnehmer 30, eine verschließbare Gasaustrittsöffnung 45
und eine verschließbare Austragsöffnung 43 für die Reaktionsrückstände auf.
[0048] Die Anlage 01 zeichnet sich gerade dadurch aus, dass die Wandung 11 der primären
Reaktionskammer 10 und/oder der sekundären Reaktionskammer 40 vollständig oder teilweise
beheizt ist. Zudem ist die Wandung 11 von außen mit einer dreilagigen Isolierung 11a
umgeben. Alternativ ist es auch denkbar, dass die Wandung 11 vollständig oder teilweise
doppelwandig mit einer inneren Wandung und einer äußeren Wandung ausgebildet ist,
wobei die beiden Wandungen voneinander beabstandet und bevorzugt parallel zueinander
ausgerichtet sind. So ist es möglich, den zwischen der inneren Wandung und der äußeren
Wandung ausgebildeten Zwischenraum zu beheizen. Die Beheizung erfolgt beispielsweise
mit dem in der sekundären Reaktionskammer 40 entstehenden Abgas bzw. der Wärme daraus.
[0049] In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und Fig. 2 weist die primäre Reaktionskammer
10 dabei an einer Oberseite 14 zwei Transportösen 15 und eine verschließbare Beschickungsöffnung
16 für eine Beschickung mit den Abfallprodukten auf. In der Wandung 11 der primären
Reaktionskammer 10 ist eine Austragsöffnung 17, welche gleichzeitig auch eine Gasaustrittsöffnung
19 der primären Reaktionskammer 10, sowie eine Beschickungsöffnung 42 und Gaseinlassöffnung
44 der sekundären Reaktionskammer 40 ist, für einen Austrag bzw. Eintrag der gasförmigen
und/oder festen Reaktionsrückstände vorgesehen, welche in einen Austragskanal 41 mit
einer Sperrpaddeleinheit 50 mündet. Die Sperrpaddeleinheit 50 weist dabei vier Sperrpaddel
51 auf, welche in Abhängigkeit ihrer Orientierung die Austragsöffnung 17, die Gasaustrittsöffnung
19, die Beschickungsöffnung 43, die Gaseinlassöffnung 44 und/oder den Austragskanal
41 vollständig oder teilweise verschließen. Zudem sind in Fig. 1 und Fig. 2 an der
Wandung 11 der primären Reaktionskammer 10 mehrere Gaseinlassöffnungen 18 dargestellt.
[0050] Das Reaktionsbett 20 ist hierbei in seiner gesamten Fläche geschlossen und frei von
Öffnungen ausgebildet. In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und Fig. 2 erreicht
das Reaktionsbett 20 nahe der Beschickungsöffnung 16 seinen höchsten Punkt 21 und
nahe der Austragsöffnung 17 seinen niedrigsten Punkt 22. Dabei ist die Fläche zwischen
diesen beiden Punkten 21, 22 gleichmäßig geneigt.
[0051] Wie deutlich in Fig. 2 zu erkennen ist, ist der Drehmitnehmer 30 quer zur Längsachse
der primären und sekundären Reaktionskammer 10, 40 ausgerichtet und in zwei sich gegenüberliegenden
Wandungen 11, insbesondere den Seitenwänden, der primären und sekundären Reaktionskammer
10, 40 durch ein Lager 33 drehbar gelagert. Der Drehmitnehmer 30 umfasst dabei eine
Drehmitnehmerwelle 31 und ein mit der Welle 31 verbundenes Paddel 32, wobei der Drehmitnehmer
30 als Hohlkörper ausgebildet ist und somit von einem Kühlmedium durchströmbar ist.
Der Drehkreis des Drehmitnehmers 30 ist, wie deutlich in Fig. 1 zu erkennen, von der
Oberfläche des Reaktionsbettes 20 beabstandet.
Bezugszeichenliste
[0052]
- 01
- Anlage
- 02
- Brenner
- 03
- Öffnung für den Brenner
- 04
- Öffnung für Messungen
- 10
- Primäre Reaktionskammer
- 11
- Wandung
- 11a
- Isolierung der Wandung
- 12a
- Innere Wandung
- 12b
- Äußere Wandung
- 13
- Zwischenraum
- 14
- Oberseite
- 15
- Transportöse
- 16
- Beschickungsöffnung
- 17
- Austragsöffnung
- 18
- Gaseinlassöffnung
- 19
- Gasaustrittsöffnung
- 20
- Reaktionsbett
- 21
- Höchster Punkt des Reaktionsbetts
- 22
- Niedrigster Punkt des Reaktionsbetts
- 30
- Drehmitnehmer
- 31
- Drehmitnehmerwelle
- 32
- Paddel des Drehmitnehmers
- 33
- Lager des Drehmitnehmers
- 40
- Sekundäre Reaktionskammer
- 41
- Austragskanal
- 42
- Beschickungsöffnung der sekundären Reaktionskammer
- 43
- Austragsöffnung der sekundären Reaktionskammer
- 44
- Gaseinlassöffnung der sekundären Reaktionskammer
- 45
- Gasaustrittsöffnung der sekundären Reaktionskammer
- 50
- Sperrpaddeleinheit
- 51
- Sperrpaddel
1. Anlage (01) zur thermischen Behandlung, insbesondere zur Pyrolyse, Vergasung und/oder
Verbrennung, von kontinuierlich durchlaufenden Abfallprodukten, umfassend eine längliche,
horizontal ausgerichtete primäre Reaktionskammer (10) mit einem Reaktionsbett (20)
und mindestens einem Drehmitnehmer (30), wobei die primäre Reaktionskammer (10) an
einer Wandung (11) eine verschließbare Beschickungsöffnung (16) für eine Beschickung
mit den Abfallprodukten und an der Wandung (11) eine verschließbare Austragsöffnung
(17) für einen Austrag der Reaktionsrückstände aufweist, wobei das Reaktionsbett (20)
in seiner gesamten Fläche geschlossen und frei von Öffnungen ausgebildet ist, wobei
das Reaktionsbett (20) einen höchsten Punkt (21) und einen niedrigsten Punkt (22)
erreicht, wobei die Fläche dazwischen geneigt und/oder gestuft ist, wobei der Drehmitnehmer
(30) quer zur Längsachse der primären Reaktionskammer (10) ausgerichtet und drehbar
gelagert ist, und wobei der Drehkreis des Drehmitnehmers (30) von der Oberfläche des
Reaktionsbettes (20) beabstandet ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Wandung (11) der primären Reaktionskammer (10) vollständig oder teilweise beheizbar
ist.
2. Anlage (01) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Wandung (11) vollständig oder teilweise doppelwandig mit einer inneren Wandung
(12a) und einer äußeren Wandung (12b) ausgebildet ist, welche voneinander beabstandet
sind, und wobei ein zwischen der inneren und der äußeren Wandung (12a, 12b) ausgebildeter
Zwischenraum (13) mit einem Medium und/oder einer Einheit beheizbar ist.
3. Anlage (01) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens ein Brenner (02) für einen Zusatzbrennstoff umfasst ist.
4. Anlage (01) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die primäre Reaktionskammer (10) einen rechteckigen oder rechteckähnlichen Querschnitt
aufweist.
5. Anlage (01) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die primäre Reaktionskammer (10) im Reaktionsbett (20) und/oder der Wandung (11)
mindestens eine Gaseinlassöffnung (18) und/oder mindestens eine Gasaustrittsöffnung
(19) aufweist.
6. Anlage (01) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die beheizte Wandung (11) der primären Reaktionskammer (10) in miteinander verbundene
und/oder voneinander getrennte Bereiche unterteilbar ist.
7. Anlage (01) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Drehmitnehmer (30) in zwei sich gegenüberliegenden Wandungen (11) der primären
Reaktionskammer (10) drehbar gelagert ist.
8. Anlage (01) nach dem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Drehmitnehmer (30) teilweise oder vollständig als Hohlkörper ausgebildet ist,
welcher von einem Kühlmedium durchströmbar ist.
9. Anlage (01) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steigung der Fläche von 0,5% bis 100% ist.
10. Anlage (01) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine sekundäre Reaktionskammer (40) umfasst ist, welche der primären Reaktionskammer
(10) im Bereich der Austragsöffnung (17) nachgelagert ist.
11. Anlage (01) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Austragsöffnung (17) in einen Austragskanal (41) zum Transport der Reaktionsrückstände
mündet.
12. Anlage (01) nach dem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Austragskanal (41) eine Sperrpaddeleinheit (50) mit mindestens zwei, gleichmäßig
über den Umfang der Sperrpaddeleinheit (50) verteilten, Sperrpaddeln (51) umfasst,
wobei die Sperrpaddeleinheit (50) quer zur Längsachse des Austragskanals (41) ausgerichtet
ist.
13. Anlage (01) nach dem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Sperrpaddeleinheit (50) zwischen der primären und der sekundären Reaktionskammer
(10, 40) anordenbar ist.
14. Anlage (01) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Sperrpaddeleinheit (50) mindestens drei Sperrpaddel (51) aufweist.
15. Anlage (01) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Einheit zur Steuerung und/oder Regelung der Temperatur in der primären und/oder
sekundären Reaktionskammer (10, 40), der Beheizung, eines Gaseinlasses und/oder Gasaustritts
mittels der Gaseinlass- und/oder Gasaustrittsöffnung (18, 19), des Brenners (02),
des Drehmitnehmers (30), der Beschickung, der Austragung und/oder der Sperrpaddeleinheit
(50) umfasst ist.
Geänderte Patentansprüche gemäss Regel 137(2) EPÜ.
1. Anlage (01) zur thermischen Behandlung, insbesondere zur Pyrolyse, Vergasung und/oder
Verbrennung, von kontinuierlich durchlaufenden Abfallprodukten, umfassend eine längliche,
horizontal ausgerichtete primäre Reaktionskammer (10) mit einem Reaktionsbett (20)
und mindestens einem Drehmitnehmer (30), wobei die primäre Reaktionskammer (10) an
einer Wandung (11) eine verschließbare Beschickungsöffnung (16) für eine Beschickung
mit den Abfallprodukten und an der Wandung (11) eine verschließbare Austragsöffnung
(17) für einen Austrag der Reaktionsrückstände aufweist, wobei das Reaktionsbett (20)
in seiner gesamten Fläche geschlossen und frei von Öffnungen ausgebildet ist, wobei
das Reaktionsbett (20) einen höchsten Punkt (21) und einen niedrigsten Punkt (22)
erreicht, wobei die Fläche dazwischen geneigt und/oder gestuft ist, wobei der Drehmitnehmer
(30) quer zur Längsachse der primären Reaktionskammer (10) ausgerichtet und drehbar
gelagert ist, und wobei der Drehkreis des Drehmitnehmers (30) von der Oberfläche des
Reaktionsbettes (20) beabstandet ist,
wobei die Wandung (11) der primären Reaktionskammer (10) vollständig oder teilweise
beheizbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine sekundäre Reaktionskammer (40) umfasst ist, welche der primären Reaktionskammer
(10) im Bereich der Austragsöffnung (17) nachgelagert ist.
2. Anlage (01) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Wandung (11) vollständig oder teilweise doppelwandig mit einer inneren Wandung
(12a) und einer äußeren Wandung (12b) ausgebildet ist, welche voneinander beabstandet
sind, und wobei ein zwischen der inneren und der äußeren Wandung (12a, 12b) ausgebildeter
Zwischenraum (13) mit einem Medium und/oder einer Einheit beheizbar ist.
3. Anlage (01) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens ein Brenner (02) für einen Zusatzbrennstoff umfasst ist.
4. Anlage (01) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die primäre Reaktionskammer (10) einen rechteckigen oder rechteckähnlichen Querschnitt
aufweist.
5. Anlage (01) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die primäre Reaktionskammer (10) im Reaktionsbett (20) und/oder der Wandung (11)
mindestens eine Gaseinlassöffnung (18) und/oder mindestens eine Gasaustrittsöffnung
(19) aufweist.
6. Anlage (01) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die beheizte Wandung (11) der primären Reaktionskammer (10) in miteinander verbundene
und/oder voneinander getrennte Bereiche unterteilbar ist.
7. Anlage (01) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Drehmitnehmer (30) in zwei sich gegenüberliegenden Wandungen (11) der primären
Reaktionskammer (10) drehbar gelagert ist.
8. Anlage (01) nach dem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Drehmitnehmer (30) teilweise oder vollständig als Hohlkörper ausgebildet ist,
welcher von einem Kühlmedium durchströmbar ist.
9. Anlage (01) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steigung der Fläche von 0,5% bis 100% ist.
10. Anlage (01) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Austragsöffnung (17) in einen Austragskanal (41) zum Transport der Reaktionsrückstände
mündet.
11. Anlage (01) nach dem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Austragskanal (41) eine Sperrpaddeleinheit (50) mit mindestens zwei, gleichmäßig
über den Umfang der Sperrpaddeleinheit (50) verteilten, Sperrpaddeln (51) umfasst,
wobei die Sperrpaddeleinheit (50) quer zur Längsachse des Austragskanals (41) ausgerichtet
ist.
12. Anlage (01) nach dem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Sperrpaddeleinheit (50) zwischen der primären und der sekundären Reaktionskammer
(10, 40) anordenbar ist.
13. Anlage (01) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Sperrpaddeleinheit (50) mindestens drei Sperrpaddel (51) aufweist.
14. Anlage (01) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Einheit zur Steuerung und/oder Regelung der Temperatur in der primären und/oder
sekundären Reaktionskammer (10, 40), der Beheizung, eines Gaseinlasses und/oder Gasaustritts
mittels der Gaseinlass- und/oder Gasaustrittsöffnung (18, 19), des Brenners (02),
des Drehmitnehmers (30), der Beschickung, der Austragung und/oder der Sperrpaddeleinheit
(50) umfasst ist.