DE3049250C2

DE3049250C2 - Einrichtung mit Schweldrehtrommel und Schachtofen

Info

Publication number: DE3049250C2
Application number: DE3049250A
Authority: DE
Inventors: Dorothee Ing.(grad.) 4300 Essen Ermisch; Manfred Dr. 5175 Jülich Laser; Heinz 5172 Linnich Mallek
Original assignee: Kernforschungsanlage Juelich GmbH
Current assignee: Forschungszentrum Juelich GmbH
Priority date: 1980-12-27
Filing date: 1980-12-27
Publication date: 1985-10-24
Also published as: JPS57133189A; DE3049250A1; JPH0451597B2; KR830008108A; EP0055840B1; ATE12681T1; KR880002401B1; EP0055840A1; US4544374A

Abstract

Die Dichtungsrahmen für alternierend angeordnete Anionen- und Kationen-Austauschermembranen eines Membranstapels für die Elektrodialyse umschließen einen netzförmigen Abstandshalter für die dort zur Anlage kommenden Membranen. Um bei diesen Rahmen die netzförmigen Abstandshalter sicher in ihrer Lage zu halten, ohne dabei die Dicke der Dichtungsrahmen zu vergrößern, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, die Ränder (1a) des netzförmigen Abstandshalters (1) auf einen die Dicke des Rahmens (3) unterschreitenden Wert komprimiert in den aus Kunststoff bestehenden Rahmen (3) so einzuformen, daß die Dicke des in der Kammer liegenden nichtkomprimierten Teiles des Abstandshalters (1) im wesentlichen mit der Dicke des mit linienförmigen Dichtungen (10-16) versehenen Dichtrahmens entspricht. Auf diese Weise entstehen sehr dünne Dichtrahmen mit einer Dicke von etwa 1,0 mm, so daß sich der Wirkungsgrad eines Elektrodialyse-Gerätes von vorgegebenem Volumen erheblich vergrößert.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung mit Schweldrehtrommel und Schachtofen zum Ent- bzw. Vergasen von aus organischen Stoffen bestehenden Abfällen als Brennstoff und einer nachgeschalteten Brennkammer, in die ein Brenner sowie Luftzuleitungen münden und aus der die Abgase die zur Waagerechten ge- neigte Schweltrommel umströmen, wobei an diese höherliegende Schweltrommel zur Überleitung des Schwelkokses der Oberteil des mit Vergasungsmittelzuleitungen versehenen Vergaserschachtes angeschlossen isf, wobei am Tiefsten sich ein Ascheaustrag befindet.

Eine Einrichtung der vorgenannten Art ist aus der DE-AS 26 51 302 bekannt. Bei dieser bekannten Einrichtung werden Schwelgase erzeugt und ist der Schachtofen als Gasgenerator ausgebildet, an den sich unmittelbar der Ascheaustrag anschließt. Ein vollständi- eo ger Ausbrand der dem Gasgenerator entnommenen Schlacke ist dabei nicht möglich. Die im Gasgenerator gebüßten Gase werden zu ihrer Verbrennung in eine nachgeschaltete Brennkammer geleitet, deren Rauchgase in die die Drehtrommel umgebende Heizkammer ge- langen.

Aus der DE-OS 29 27 240 ist eine Anlage zum Vergasen von stückigen Brennstoffen bekannt, bei der ein Drehrohrofen mit nachgeschaltetem Gasgenerator vorgesehen ist Die in der Drehtrommel gebildeten Schwelgase werden zunächst in einen Brenner geleitet (s. auch »Müll und Abfall«, 1977, Seite 299), in welchem sie teilweise verbrannt und aufgecrackt werden. Die Abgase und die aufgecrackten Schwelgase werden sodann in den Gasgenerator geleitet. Das in diesem gebildete Generatorgas wird dem Gasgenerator in etwa halber Höhe entnommen. Von unten werden dem Gasgenerator Luft und Dampf zugeführt Unterhalb des Gasgenerators befindet sich der Ascheaustrag.

Aus der DE-PS 3 47 624 ist eine Anlage bekannt, die zur Gewinnung hochwertigen Gases und öligen Teers aus Braunkohle vorgesehen ist Bei dieser Anlage ist einem Drehrohrofen als Trockner ein zur Wasserdampf-Vergasung Vergaserraum und diesem eine Brennkammer zur Dampferzeugung aus dem Koks nachgeschaltet Die im Vergaserraum gebildeten hochwertigen Gase werden dem Vergaserraum vermischt mit dem vom Trockner kommenden Teerdämpfen oben entnommen. Die Verbrennungsgase beheizen die Drehtrommel.

Der Erzeugung von Brenngasen aus unvorbehandeltem Haus- und Industriemüll dient die aus der DE-AS 24 32 504 bekannte Anlage. Die in Drehtrommeln entstandenen Schweißgase gelangen über einen Zyklon in einen Brenngasreaktor, in welchem sie unter Durchleiten durch heißen Schwelkoks in hochwertiges Brenngas umgesetzt werden. Dem Brenngasreaktor werden unten Schwelkoks sowie andere feste Rückstände entnommen, die sortiert werden.

Eine weitere Anlage, bestehend aus Drehrohrofen und mehreren nachgeschalteten Vergasern zur Erzeugung von Mischgas aus kohlenstoffhaltigem Material ist aus der DE-PS 1 15 070 bekannt Bei dieser Anlage werden die in den Vergasern erzeugten Wassergase im Gegenstrom durch den mit Blasegasen außenbeheizten Drehrohrofen geleitet und mit dpn darin entstandenen Schwelgasen vermischt.

Aus der DE-PS 6 55 843 ist ferner ein Gaserzeuger für bituminöse Brennstoffe bekannt. Dieser Gaserzeuger besteht aus einem Schacht, in welchem eine von oben hineinragende Mitteldüse zur Zuführung von Luft vorgesehen ist Sowohl der Brennstoff als auch die Vergasungsluft wird abwärts geführt.

Aus der DE-PS 26 04 409 und aus der DE-AS 26 54 041 sind ferner Einrichtungen zum Verbrennen von Abfällen aus organischen Stoffen, d. h. insbesondere fester und gegebenenfalls flüssiger Abfallstoffe bekannt, bei denen die Abfallstoffe in einem Schacht zunächst getrocknet, dann entgast und anschließend vergast und die so vorbehandelten gasförmigen und festen Produkte anschließend verbrannt werden. Dabei wird das zu behandelnde Gut oberhalb eines spaltförmigen Durchlasses bis zu seiner Vergasung gehalten. Trocknungs-, Emgasungs-, Vergasungs- und Verbrennungsprozeß laufen kontinuierlich ab. Um eine möglichst weitgehende Vergasung der Abfallstoffe zu erzielen, wird dabei aus den in die Vergasungskammer gelangenden Abgasprodukten ein Glutbett gebildet Zu diesem Zweck wird in die Vergasungszone in hinreichender Menge Luft geleitet, damit clss Glutbett ein für den vorgesehenen Zweck ausreichendes Volumen und eine ausreichende Temperatur aufweist, Es werden Rauchgase und Asche abgezogen.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß bei der Verwendung eines solchen Schachtofens ein bestimmter Ofenquerschnitt nicht überschritten werden darf, weil es wegen

der schlechten Wärmeleitfähigkeit der Abfälle dann nicht mehr gelingt, die zum Trocknen, Entgasen und Vergasen notwendige Energie gleichmäßig zuzuführen. Das hat bei indirekter Wärmezuführung von den Ofenwandungen her, aber auch bei direkter Wärmezuführung durch Teilverbrennung der beim Vergasen gebildeten Gase die weitere nachteilige Folge, daß sich Reaktionskanäle ausbilden und daß Randgängigkeit auftritt Damit wird der Prozeßablauf unkontrollierbar. Verwendet man zum Verbrennen von Abfällen einen Schachtofen der vorbezeichneten Art, so kann der Durchsatz, wenn der Prozeß einwandfrei ablaufen soll, nicht über 1 t/h gesteigert werden.

Aus W. Gumz, »Kurzes Handbuch der Brennstoff- und Feuerungstechnik«, 1962, Seiten 496—499,256,257, is geht hervor, daß es üblich ist, bei der Verbrennung von Feststoff die sich mehr oder weniger nacheinander vollziehenden Abläufe des Trocknens, Entgasens, Vergasens und Verbrennens getrennt voneinander durchzuführen. Dabei erfolgt der Vorgang dev Vorvergasung aus Gründen der guten Regelbarkeit

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von einer Einrichtung der eingangs bezeichneten Art, eine Einrichtung zu schaffen, bei der die Vorgänge der Trocknung und des Entgasens, des Vergasens und des Verbrennens der Abfallstoffe wegen der besseren Regelbarkeit voneinander getrennt, zugleich aber möglichst unmittelbar ineinander übergehend durchführbar sind, bei der ein möglichst vollständiges Ausbrennen der Abfallstoffe bei Durchsätzen, die größer sind als bei bekannten Einrichtungen möglich, erzielbar sind.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst

Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Einrichtung besteht darin, daß Abgaskanäle die Außenwand der Drehtrommel in bekannter Weise umgeben.

Bei der Einrichtung gemäß der Erfindung sind bei kontinuierlich ablaufendem Verfahren Trocknung und Entgasung de. organischen Abfallstoffe von der Vergasung und der daran anschließenden Verbrennung getrennt. Das geschieht dadurch, daß die Trocknung und Entgasung unter Luftabschluß in der von außen beheizten Drehtrommel und die Vergasung unter Zugabe von Vergasungsmitteln im Schachtofen erfolgen.

Dadurch,<laß die Vergasungsmittei den zu vergasenden Stoffen von Anfang an während des Vergasungsvorgangs im Gleichstrom zugeführt werden, ist die Zugabe an Vergasungsmitteln in Abhängigkeit von der Zusammensetzung der bei der Vergasung entstehenden Gase und der festen brennbaren Stoffe auf einfache so Weise steuerbar.

Dadurch, daß das Vergasungsmittel dem zu vergasenden Gut in Durchlaufrichtung des Gutes zusammen mit bei der Trocknung und Entgasung gebildeten Gasen zugeführt wird, wird der beim Trocknen freiwerdende Dampf unter Bildung von Wassergas zur Vergasung von Kohlenstoff und die beim Entgasen der Abfälle anfallenden Schwelgase zum Aufcracken der langkettigen Kohlenwasserstoffmoleküle in niedermolekulare Verbindungen bei der Vergäsungstemperätur über den beim Entgasen gebildeten Koks geleitet. Auf diese Weise gelingt es, Abfallstoffe zu einem nicht unbedeutenden Teil in hochwertiges Brenngas umzusetzen, was zu einer hohen Effektivität der Vergasung der Abfallstoffe führt

In der Trocknungs- und Entgasungszone, d. h. in der Drehtrommel herrschen Temperaturen bis max. 550⁰C. Die Temperaturen in der Vergasungszone liegen bei etwa 850⁰C. Demnach brauchen nun die Vergasungszone und die sich daran anschließende Verbrennungszone aus temperaturbeständigen Materialien zu bestehen. Für die Drehtrommel genügen weniger temperaturbeständige Materialien.

Um einen möglichst einfachen Obergang zwischen Drehtrommel und Schachtofen sicherzustellen, ist es zweckmäßig, die Einrichtung gemäß der Erfindung so auszugestalten, daß am Ende der Drehtrommel im Oberteil des Schachtes eine oder mehrere gasdichte, nach außen abschließende Schleusen angeordnet sind.

Um zu erreichen, daß mit den organischen Abfallstoffen verbundene Bestandteile, wie Metallkörper od. dgL nach der Entgasung aus dem Brennstofffluß abgezogen werden, sie also nicht in unkontrollierter Weise in die Vergasungszone eingeschleust werden, ist es vorteilhaft, die Einrichtung gemäß der Erfindung so auszugestalten, daß sich im Oberteil des Schachtes ein diesen ganz oder zum Teil abdeckendes Rüttelsieb befindet, das mit seiner Fläche an einem mittels der gasdichten Schleuse abschließenden Schacht angeschlossen^

In der Zeichnung sind zwei Ausführungtbeispiele der Einrichtung gemäß der Erfindung schematisch wiedergegeben. Es zeigt

F i g. 1 den Aufbau der Einrichtung zum Vergasen von Abfällen aus organischen Stoffen im Schnitt,

F i g. 2 ein anderes Ausführungsbeispiel der Einrichtung.

Wie aus der Zeichnung hervorgeht, werden die Abfälle über eine an einem Ende der gegenüber der Waagerechten geneigt liegenden Drehtrommel 2 angeordneten Befüllschleuse 1 in die Drehtrommel 2 eingegeben. Die Abfälle werden in der Drehtrommel 2, die auf etwa 550⁰C aufgeheizt wird, getrocknet und entgast Zu diesem Zweck ist die Drehtrommel 2 beheizbar. Das kann entweder direkt durch Anordnung von Brennern oder zweckmäßig dadurch geschehen, daß die an den Brennraum 6 im unteren Teil des Schachtofens 4 angeschlossene Gasleitung 11 so geführt wird, daß sie in ttirem Verlauf mit der Leitungsstrecke 3 die Drehtrommel 2 so umgibt, daß die Außenwandung der Drehtrommel 2 zugleich eine Innenwandung der Strecke 3 der Gasleitung 11 bildet Mit ihrem anderen Ende ist die Drehtrommel 2 mit dem oberen Teil des Schachtofens 4 so verbunden, daß das in die Drehtrommel 2 eingefüllte Gut nach dem Trocknen und der Entgasung in den Schacht des Schachtofens 4 weitergeschleust wird. Der Schacht des Schachtofens 4 bildet den Vergasungsraum 6a. In den oberen Teil des Vergasungsraums 6a mündet eine Zuleitung 5 für die zuzugebenden Vergasungsmittel ein. Der Vergasungsraum 6a ist, wie aus F i g. 1 hervorgeht, von dem nachgeschalteten Ausbrennungsraum 6 durch ein oder mehrere Schleusenelemente 7 getrennt. Die Scl.leuser.elemente 7 weisen gegenüber dem Vergasungsraum eine geschlossene Oberseite auf und sind auf einer Welle oder Achse gelagert, die bei ihrer Bewegung spaltförmige Durchgangsöffnungen für das Ausschleusen der festen und gasförmigen Produkte aus dem Vergasungsraum fea ^:n den Ausbrennungsraum 6 freigegeben. Unterhalb der Schleusenelemente 7 münden Luftzuführungen 8 in den Brennraum, außerdem können am Brennraum 6 ein oder mehrere Brenner S angeordnet sein, von denen in der Zeichnung nur einer dargestellt ist Beim Ausbrennen entstehende Gase werden durch eine am Brenrraum angeschlossene Gasleitung 11 abgeleitet. Die in den Brennraum 6 gelangenden festen Bestandteile lagern sich auf der Verschlußklappe 10 ab, die den Boden der Brennkammer bildet. Sie ist gegenüber den Schleusenelementen 7 in einem solchen

Abstand angeordnet, daß die Brennkammer ein ausreichendes Volumen aufweist. Die Anordnung einer Verschlußklappe 10 im Brennraum 6 hat den Vorteil, daß dadurch die restlose Weiterschleusung der beim Ausbrennen gebildeten Asche entsprechend dem jeweiligen Anfall zur Ascheaustragung 12 erleichtert wird.

Bei dem in F i g. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der Einrichtung gemäß der Erfindung mündet das Ende der Drehtrommel 2, aus dem das eingefüllte Gut nach dem Trocknen und Entgasen weitergeschleust wird, nicht direkt in den Schacht des Schachtofens 4, sondern in eine zwischen Drehtrommel und Schachtofen angeordnete, mittels Schleusen 13 und 14 gasdicht verschließbare Zwischenkammer 15, die den oberen Teil des Schachtes des Schachtofens 4 übergreift. Dabei ist der Schacht durch ein Rüttelsieb 16 abgedeckt. Das hat den Vorteil, daß durch das Rüttelsieb 16 in den Schacht des Schachtofens 4 und somit in den Vergasungsraui'n 6a. in dessen oberen Teil auch die Zuleitung 5 für die zuzugebenden Vergasungsmittel einmündet, nur gasförmige Produkte und solche festen Produkte gelangen, die durch die Maschen des Rüttelsiebes hindurchfallen können. Das ist im wesentlichen das bei der Entgasung anfallende verkokte Material. Die übrigen nicht brennbaren Abfallbestandteile, wie beispielsweise Metallkörper, gelangen über das Rüttelsieb 16 in einen an die Zwischenkammer 15 angeschlossenen und mittels der Schleuse 13 gasdicht verschlossenen Schacht 17 und können von dort abgezogen werden. Zur Bindung von Schadstoffen, die bei der Wärmeentwicklung von den Abfällen gebildet werden können, werden erforderlichenfalls Zuschlagstoffe bei dieser Ausführungsform der Einrichtung gemäß der Erfindung durch die an der Zwischenkammer 15 vorgesehenen Schleuse 13 zugegeben.

Bei diesem Äiisführungsbeispie! wird durch Anordnung eines um seine Längsachse drehbaren rohrförmig ausgebildeten Teiles 18 im Schacht des Schachtofens 4 mit einem an dem in den Schacht hineinragenden Ende sich kegelförmig erweiternden Teil 19 zwischen Vergasuiigsraum 6a und Ausbrennraum 6 zwischen der Basis des kegelförmigen Teils 19 und der benachbarten Wandung des Ofenschachtes eine als Ringspalt ausgebildete Engstelle gebildet. Dadurch, daß das rohrförmig ausgebildete Teil 18 um seine Längsachse drehbar ist, wird insbesondere dann, wenn an dem rohrförmigen Teil 18 seitlich in den Schacht hineinragende — in der Zeichnung nicht dargestellte Rührarme — angeordnet sind, während der Vergasung eine Auflockerung des zu vergasenden Gutes erzielt Das rohrförmige Teil 18 dient gleichzeitig der Luftzuführung in den Ausbrennraum.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung mit Schweidrehtrommel und Schachtofen zum Ent- bzw. Vergasen von aus organischen Stoffen bestehenden Abfällen als Brennstoff und einer nachgeschalteten Brennkammer, in die ein Brenner sowie Luftzuleitungen münden und aus der die Abgase die zur Waagerechten geneigte Schweltrommel umströmen, wobei an diese höherliegende Schweltrommel zur Oberleitung des Schwelkokses der Oberteil des mit Vergasungsmittelzuleitungen versehenen Vergaserschachtes angeschlossen ist, und wobei am Tiefsten sich ein Ascheaustrag befindet, dadurch gekennzeichnet, daß am Beschickungsende der Schweltrommel (2) eine gasdichte Schleuse (1) angeordnet ist, daß aus der Schweltrommel (2) auch die Schwelgase in den Vet gaserschacht (6a) eintreten, daß die Vergasungsmiitelzuleitungen (5) am Oberteil des Vergaserschachtes (6a) angeordnet sind, und daß die Brennkammer (6) innerhalb des Schachtofens und unterhalb des Vergaserschachtes (6a), über einen verengenden (19) und/oder regelbaren Durchlaß (7) für Rostkoks und Vergasungsgase mit diesem verbunden, angeordnet ist

Z Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Abgaskanäle (11) die Außenwand der Drehtrommel (2) in bekannter Weise umgeben.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende der Drehtrommel (2) im Oberteil des Schachtes (4) eine oder mehrere gasdichte, nach außen abschließende Schleusen (13,14) angeordnet sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich im Oberteil des Schachtes (4) ein diesen ganz oder zum Teil abdeckendes Rüttelsieb (16) befindet, das mit seiner Fläche an einen mittels der gasdichten Schleuse (14) abschließenden Schacht (17) angeschlossen ist.