AT397079B - Rottereaktor zur durchführung des verfahrens zur gewinnung von wärme, die bei mikrobieller zersetzung von aerob verrottbaren organischen materialen entsteht - Google Patents

Description

AT397079B

Patent Nr. 392.777 betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Wärme, die bei mikrobieller Zersetzung von aerob verrottbaren organischen Materialien in einem Rottereaktor entsteht, wobei als Rottereaktor ein geschlossener, wärmeisolierter und mit technischen Einrichtungen zur, insbesondere Be- und Entlüftung umfassenden, gesteuerten aeroben Verrottung versehener Behälter verwendet wird, wobei ferner der Reaktor mit aerob verrottbaren Materialien, die sich gegebenenfalls bereits in Gärung befinden, locker befällt wird und diesen im Rottereaktor befindlichen Materialien, sobald in ihnen ein aerober Rotteprozeß eingetreten ist, die entstehende Wärme entzogen wird, und das Verfahren gemäß dem Hauptpatent ist dadurch gekennzeichnet, daß als Rottereaktor ein transportabler, frei aufstellbarer Behälter verwendet wird, innerhalb dessen die entstehende Wärme auf direkt mit dem aerob verrottenden Material in Kontakt stehende Wärmetauscher übertragen wird, daß der Behälter nach Eintreten des aeroben Rotteprozesses zu einem Verbrauchsort transportiert wird und dort seine Wärmeaustauscher an das zu beheizende Objekt bzw. dessen Heizkreislauf, sowie an eine Versorgungsleitung für Luft und eventuell an zusätzliche Versorgungsleitungen für Wasser und Energie angeschlossen werden, wobei dem Behälter während seiner Wärmeabgabe an das zu beheizende Objekt weder frisches verrottbares organisches Material zugeführt noch festes und/oder flüssiges organisches Material, gleich welchen Venottungsgrades, entnommen wird.

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rottereaktor zur Durchführung des Verfahrens nach dem erwähnten Patent Nr. 392.777.

Der Rottereaktor nach dem Hauptpatent stellt ein diskontinuierliches Wärmegewinnungssystem dar.

Es hat sich aber beim Betrieb herausgestellt, daß für die Verrottung von organischen Materialien, die nur schwer aufzuschließen sind, ein quasi kontinuierliches System wünschenswert ist, wobei auch während des Betriebes frisches organisches Material nachgefüllt werden kann.

Aufgrund der geringen Wärmemenge pro eingesetzter Menge bei schwer verrottendem Material muß in einem bestimmten Zeitintervall öfter frisches Material neu zugeführt werden, um eine ausreichende Menge an Wärme für die Heizung zu gewinnen.

Der Rottereaktor gemäß der vorliegenden Erfindung kann dadurch gekennzeichnet sein, daß der Behälter zylinderförmig und drehbar ist. Hierdurch wird erreicht, daß der transportable Behälter als Ganzes während des Betriebes gedreht werden kann. Ein anderer Vorteil ist, daß der Kraftaufwand, der bisher für eine im Inneren des Behälters liegende Umwälzeinrichtung benödgt wurde, beträchtlich vermindert werden kann. Während des Betriebes des Behälters muß nur in intermitterierender Weise der Behälter gedreht werden, wobei gewährleistet wird, daß sich das verrottende Material immer im innigen Kontakt mit den Wärmetauscherflächen befindet. Je nach Drehgeschwindigkeit des Behälters kann auch die Verweilzeit des verrottenden Materials in dem Rottereaktor bestimmt werden. Dies ist von Bedeutung, wenn das verrottende Material nur teilweise aufgeschlossen werden soll.

Gemäß einer Ausführungsart kann der Behälter auf eine festmontierte Halteeinrichtung, die mit Tragrollen und einer Antriebseinrichtung versehen ist, frei aufgesetzt sein.

Das eine Ende der Halteeinrichtung kann einen Hubzylinder aufweisen. Durch die Drehbewegung und die mittels des Hubzylinders auf einer Seite angehobene Stellung des Behälters wird gewährleistet, daß die Entleerung und gleichzeitige Nachbefüllung des Behälters leicht bewerkstelligt werden kann.

Ferner können in dem Behälter in radialen Abständen wasserführende, doppelwandige, zylinderförmige Wärmetauscher koaxial angeordnet sein, die zum direkten Kontakt mit dem zu verrottenden Material bestimmt sind. Hierdurch wird ein inniger Kontakt des verrottenden Materials mit der Wärmetauscherfläche erreicht, welcher Kontakt von entscheidender Bedeutung für die Übertragung der entstehenden Wärme ist.

Außerdem kann in der Mitte des Behälters ein rohrförmiger Wärmetauscher angeordnet sein. Dies ergibt einen sehr innigen Kontakt des verrottenden Materials mit der Wärmetauscherfläche.

Ferner kann der radial innenliegende, zylinderförmige Wärmetauscher in Abschnitte mit axialen Abständen unterteilt sein. Dadurch wird eine Durchmischung des Materials in dem Behälter erreicht.

Der radiale Abstand zwischen zwei benachbarten Wärmetauschern kann maximal 60 cm sein. Dieser Abstand ist vorteilhaft, da die Dicke der Schicht an verrottendem Material, aus der die Wärme gewonnen werden soll, 25 bis 30 cm nicht überschreiten soll, um einen befriedigenden Kontakt des verrottenden Materials mit der Wärmetauscherfläche zu gewährleisten.

Vorteilhaft kann der Behälter einen Außendurchmesser von ca, 2,30 m und eine Länge von ca. 6,00 m aufweisen.

Darüber hinaus kann der Behälter mit Be- und Enüüftungseinrichtungen zum Steuern des Rottevorganges versehen sein.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine Endansicht eines Ausführungsbeispieles eines Rottereaktors gemäß der Erfindung mit geöffnetem Behälter, Fig. 2 einen im wesentlichen längsgehenden Vertikalschnitt durch den Rottereaktor in Fig. 1 und Fig. 3 eine Einzelheit betreffend die Wasserdurchführung an einer Stirnseite des Behälters.

In Fig. 1 und 2 ist ein Rottereaktor dargestellt. Der Rottereaktor ist als eine voll transportable und vollständig schließbare Trommel oder Behälter (1) ausgebildet. Der Behälter (1) ist frei aufstellbar und auch während des Betriebes transportabel und ist mit schnell trennbaren bzw. anschließbaren Verbindungseinrichtungen zum Verbinden des Behälters mit dem zu beheizenden Objekt oder dessen -2-

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Heizkieislauf versehen. Der Behälter (1) ist zylinderförmig und weist vorzugsweise einen Außendurchmesser von ca. 2,30 m und eine Länge von ca. 6,00 m auf.

Der Behälter (1) ist derart ausgebildet, daß er als Ganzes während des Betriebes gedreht werden kann. Der Behälter (1) ist auf eine festmontierte Halteeinrichtung (2) frei aufretzbar, die mit Tragrollen (3) und (4), einer 5 Halterolle (5) und einer Antriebseinrichtung in Form von einem Getriebemotor (6) versehen ist. Das eine Ende der Halteeinrichtung (2) weist einen Hubzylinder (10) auf.

In dem Behälter (1) sind in bestimmten Abständen wasserführende, doppelwandige, zylinderförmige Wärmetauscher (7) und (8) koaxial angeordnet, die in direktem Kontakt mit dem zu verrottenden Material stehen. Es hat sich herausgestellt, daß von entscheidender Bedeutung für die Übertragung der entstehenden 10 Wärme der innige Kontakt des verrottenden Materials mit der Wärmetauscherfläche ist, wobei die Dicke der Schicht an verrottendem Material, aus der die Wärme gewonnen werden soll, 25 bis 30 cm nicht überschreiten soll. Daraus ergibt sich, daß der Abstand zwischen zwei Wärmetauschern 60 cm nicht üboschreiten darf. Die Wärmetauscher (7) und (8) können so ausgebildet sein, daß sie als doppelwandige Zylinder selbsttragend sind, oder es können, z. B. wegen Korrosionsgefahr, auch wasserführende Kunststoffmatten als Wärmetauscher auf 15 tragende Stahlzylinder aufgelegt werden. Nach der Außenseite wird der Behälter (1) zur Wärmedämmung mit einer entsprechenden Isolierungsschicht (9) versehen.

Ein Vorteil der Vorrichtung besteht darin, daß der Kraftaufwand, der bisher für eine im Inneren des Behälters liegende Umwälzeinrichtung benötigt wurde, beträchtlich vermindert werden kann. Durch die Drehbewegung und die mittels des Hubzylinders (10) auf einer Seite angehobene Stellung des Behälters (1) 20 kann die Entleerung und gleichzeitige Nachbefüllung des Behälters leicht bewerkstelügt werden. Während des Betriebes des Behälters muß nur in intermitterierender Weise der Behälter gedreht werden, wodurch gewährleistet wird, daß sich das verrottende Material immer im innigen Kontakt mit den Flächen der Wärmetauscher (7) und (8) befindet.

Je nach Neigung und Drehgeschwindigkeit des Behälters kann auch die Verweilzeit des verrottenden 25 Materials in der Vorrichtung bestimmt werden. Dies ist von Bedeutung, wenn das verrottende Material nur teilweise aufgeschlossen werden soll. Die Verweilzeit kann auch durch auf den Wärmetauschern (7) und (8) befindliche Drallbleche (11) beeinflußt werden.

Bei der Ausführung mit doppelwandigen, zylinderförmigen Wärmetauschern (7) und (8), die mit dem wärmeübertragenden Medium gefüllt sind, sind der Durchfluß und die Richtung so zu wählen, daß die 30 zylinderförmigen Wärmetauscher (7) und (8) jeweils voll durchströmt werden können, wobei die Flüssigkeit z. B. im äußeren Wärmetauscher (7) entgegengesetzt der Richtung (12) (Fig. 2) im weiter innenliegenden Wärmetauscher (8) strömt. Bei der dargestellten Ausführung kann auch noch ein dritter Wärmetauscher (13) in Form eines Rohres in der Mitte des Behälters angeordnet werden.

Weil die radialen Abstände der Wärmetauscher (7, 8, 13) 60 cm nicht übersteigen sollten, wäre das 35 beschriebene Ausführungsbeispiel vorteilhaft folgendermaßen zu dimensionieren: Ein wasserführender, doppelwandiger, zylinderförmiger Wärmetauscher (7) mit Innendurchmesser 2,10 m, im radialen Abstand von 60 cm ein weiterer doppelwandiger, zylinderförmiger Wärmetauscher (8) und in der Mitte des Behälters ein rohrförmiger Wärmetauscher (13).

Der innere doppelwandige zylinderförmige Wärmetauscher (8) kann auch eventuell in zwei oder mehr 40 röhrenförmige Abschnitte mit Zwischenräumen ausgebildet werden, um eine Durchmischung des Materials in der Trommel zu erreichen.

Die Belüftung kann über zwei an den axialen Enden des Behälters (1) angeordnete ringförmige sogenannte Drainagerohre (14) (Fig. 1) erfolgen, wobei die Luft über die Behälterwand durchdringende Kanäle dem einen Drainagerohr (14) zugeführt und aus dem anderen Drainagerohr abgeführt wird. Zur Steuerung des 45 Luftdurchsatzes und damit des Rottvorganges kann im einen Kanal ein fest am Behälter (1) montiertes Gebläse angeordnet werden.

Zur Befüllung mit organischen, verrottbaren Materialien, wie Stroh, Baumrinde und Grünmassen, wird ein in zwei Kammern (16) und (17) geteilter Befülltrichter (18) vorgesetzt, der die Zwischenräume zwischen den beiden ineinanderliegenden zylinderförmigen Wärmetauschern (7) und (8) gleichmäßig füllt. Nach dem 50 Befüllungsvorgang wird der Behälter an beiden Seiten mit wärmeisolierenden Platten verschlossen und in Betrieb gesetzt

Die Zu- und Abführung des wärmeübertragenden Mediums, d. h. Wassers, muß so ausgeführt werden, daß mittels verschiedener Dichtelemente während der Drehbewegung der Wasserkreislauf so abgeschlossen wird, daß das Wasser in die feststehenden Leitungen des zu beheizenden Objekts gepumpt werden kann (Fig. 3). Dies 55 kann so geschehen, daß Vorlauf (19) und Rücklauf (20) der Wärmetauscher (7,8,13) an einem Ende des Behälters (1) auf der in der Mitte befindlichen Achse zusammengeführt werden und wie in Fig. 3 mit dem Vor-(24) und Rücklauf (25) des Heizsystems verbunden werden.

Wie in Fig. 1 und 2 können Verstrebungen (21) vorgesehen sein. Der Befülltrichter (18) (Fig. 2) ist vorteilhaft abnehmbar. Der Behälter (1) ist mit Führungsschienen (22) und (23) versehen, in denen die 60 Tragrollen (3) und (4) laufen können. -3-

Claims (9)

1. AT 397 079 B PATENTANSPRÜCHE 1. Rottereaktor zur Durchführung des Verfahrens zur Gewinnung von Wärme, die bei mikrobieller Zersetzung von aerob verrottbaren organischen Materialien in dem Rottereaktor entsteht, wobei als Rottereaktor ein geschlossener, wärmeisolierter und mit technischen Einrichtungen zur insbesondere Be- und Entlüftung umfassenden gesteuerten aeroben Verrottung versehener Behälter verwendet wird, wobei ferner der Reaktor mit aerob verrottbaren Materialien, die sich gegebenenfalls bereits in Gärung befinden, locker befällt wird und diesen im Rottereaktor befindlichen Materialien, sobald in ihnen ein aerober Rotteprozeß eingetreten ist, die entstehende Wärme entzogen wird, wobei als Rottereaktor ein transportabler, frei aufstellbarer Behälter verwendet wird, innerhalb dessen die entstehende Wärme auf direkt mit dem aerob verrottenden Material in Kontakt stehende Wärmetauscher übertragen wird, der Behälter nach Eintreten des aeroben Rotteprozesses zu einem Verbrauchsort transportiert wird und dort seine Wärmeaustauscher an das zu beheizende Objekt bzw. dessen Heizkreislauf, sowie an eine Versorgungsleitung für Luft und eventuell an zusätzliche Versorgungsleitungen für Wasser und Energie angeschlossen werden, wobei dem Behälter während seiner Wärmeabgabe an das zu beheizende Objekt weder frisches verrottbares organisches Material zugeführt noch festes und/oder flüssiges organisches Material, gleich welchen Verrottungsgrades, entnommen wird, nach Patent Nr. 392.777, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (1) zylinderförmig und drehbar ist.
2. 2. Rottereaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (1) auf eine festmontierte Halteeinrichtung (2), die mit Tragrollen (3,4) und einer Antriebseinrichtung (6) versehen ist, frei aufgesetzt ist.
3. 3. Rottereaktor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Enden der Halteeinrichtung (2) einen Hubzylinder (10) aufweist.
4. 4. Rottereaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Behälter (1) in radialen Abständen wasserführende, doppelwandige, zylinderförmige Wärmetauscher (7, 8) koaxial angeordnet sind, die zum direkten Kontakt mit dem zu verrottenden Material bestimmt sind.
5. 5. Rottereaktor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mitte des Behälters (1) ein rohrförmiger Wärmetauscher (13) angeordnet ist
6. 6. Rottereaktor nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der radial innenliegende, zylinderförmige Wärmetauscher (8) in Abschnitte mit axialen Abständen unterteilt ist
7. 7. Rottereaktor nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Abstand zwischen zwei benachbarten Wärmetauschern (7,8,13) maximal 60 cm ist
8. 8. Rottereaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (1) einen Außendurchmesser von ca. 230 m und eine Länge von ca. 6,00 m aufweist
9. 9. Rottereaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (1) mit Be- und Entlüftungseinrichtungen zum Steuern des Rottevorganges versehen ist Hiezu 2 Blatt Zeichnungen -4-