DE102009007457A1 - Einschneckenreaktor zur qualitativen und quantitativen, schnellen und sicheren Ermittlung von relevanten, bewertbaren Prozessdaten für die Behandlung von Abfallströmen durch Niedertemperaturpyrolyse - Google Patents

Abstract

Gegenstand des vorliegenden Patentes ist ein Einschneckenreaktor zur qualitativen und quantitativen schnellen und sicheren Ermittlung von relevanten, bewertbaren Prozessdaten für die Behandlung von Abfallströmen durch Niedertemperaturpyrolyse. Es sind verschiedene großtechnische Lösungen von Anlagen zur Pyrolyse von Abfallstoffen bekannt, unter anderem Patent 10 207 056 907.8, Patent 10 207 056 905.1, Patent 10 207 056 903.5, Patent 10 207 056 904.3, Gebrauchsmuster 20 2007 016 421.1, Gebrauchsmuster 20 2007 016 423.8 u.a. Große Schwierigkeiten bestehen darin, dass in solchen Großanlagen keine Untersuchungen zur Ermittlung der Behandlungsregime für unterschiedliche Stoffströme aufwands- und kostenarm stattfinden können. Mit typischen Laborverfahren wie Thermowaagen und technischen Thermowaagen sind keine übertragbaren Ergebnisse für die Ermittlung von optimalen technischen Betriebsparametern erzielbar. Es fehlen Einrichtungen, in denen mit geringstem Kostenaufwand signifikante relevante Ergebnisse für eine Vielzahl von Stoffströmen ermittelt werden können. Diese Lücke wird durch die vorliegende Erfindung geschlossen. Sie betrifft einen Einschneckenreaktor zur qualitativen und quantitativen von relevanten bewertbaren Prozessdaten für die Behandlung von Abfallströmen durch Niedertemperaturpyrolyse, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um einen mobilen elektrisch beheizbaren Schneckenreaktor handelt, der mehrere getrennt regelbare Beheizungszonen umfasst und ...

Description

• Es sind verschiedene großtechnische Lösungen von Anlagen zur Pyrolyse von Abfallstoffen bekannt, unter anderem Patent 10 207 056 907.8, Patent 10 207 056 905.1, Patent 10 207 056 903.5, Patent 10 207 056 904.3, Gebrauchsmuster 20 2007 016 421.1 , Gebrauchsmuster 20 2007 016 423.8 u. a.
• Große Schwierigkeiten bestehen darin, dass in solchen Großanlagen keine Untersuchungen zur Ermittlung der Behandlungsregime für unterschiedliche Stoffströme aufwands- und kostenarm stattfinden können.
• Mit typischen Laborverfahren wie Thermowaagen und technischen Thermowaagen sind keine übertragbaren Ergebnisse für die Ermittlung von optimalen technischen Betriebsparametern erzielbar.
• Es fehlen Einrichtungen in denen mit geringstem Kostenaufwand signifikante relevante Ergebnisse für eine Vielzahl von Stoffströmen ermittelt werden können.
• Diese Lücke wird durch die vorliegende Erfindung geschlossen.
• Aufgabe der im Patent dargelegten Lösung ist die schnelle und sichere Ermittlung von relevanten bewertbaren Prozessdaten zur Behandlung von Abfallströmen durch Niedertemperaturpyrolyse. Als Ergebnis werden belastbare Aussagen getroffen zu erreichbaren Pyrolysegaszusammensetzungen, zur Qualität des festen Pyrolyse-produktes, zu den Möglichkeiten des Recycling von metallischen Inhaltsstoffen, zur optimalen Behandlungstemperaturen sowie zu Verweilzeiten u. a. Außerdem sind Maßnahmen zum sicheren Brand- und Explosionsschutz ableitbar.
• Damit können für eine große Anzahl von Abfallstoffen u. a. zu behandelnden Substanzen Betriebsparameter für Großanlagen sicher und aufwandsarm bzw. mit geringen Kosten ermittelt werden.
• Erfindungsgemäß wird die dadurch erreicht, dass ein mobiler beheizbarer Schneckenreaktor (1) (Vorzugsmaße: 3 m × 2 m × 1 m, Innen⌀ des Schneckenrohres: DN = 200 mm) getrennt regelbare Beheizungszone (2) umfasst und mit mehreren getrennten je nach Untersuchungsbedarf zu und abschaltbaren Messstutzen für die Pyrolysegasentnahme (3) ausgerüstet ist. Diese Messstutzen sind mit Thermoelementen (4) und einer Messgasleitung (5), die zu einem Gasanalysator führt, ausgerüstet. Thermoelemente am Schneckenmantel (6) dienen der Überwachung des Pyrolyseverlaufes. Weiterhin befinden sich im unteren Drittel des Schneckenmantels Eintrittsöffnungen zur dosierten, örtlich bestimmten Zuführung von Inertgasen für die Gestaltung des Brand- und Explosionsschutzes (7). Diese Eintrittsöffnungen ermöglichen außerdem die Zuführung von Reaktionsgasen wie Luft für die Untersuchung von teilautothermen und autothermen Teilprozessen.
• Zum gasdichten Pyrolyseguteintrag dient eine vorgeschaltete Stoffschnecke (8). Zur Sicherung des Explosionsschutzes erfolgt die Entnahme des zu beurteilenden Pyrolyseproduktes über eine Wasserbadschleuse (9).
• In einer direktangekoppelten Versuchsbrennkammer (10), die ebenfalls mit Thermoelementen und Messgasentnahmestutzen ausgerüstet ist, wird der Verbrennungsablauf des anfallenden Pyrolysegases untersucht. Insgesamt erfolgt die Inertisierung mit Stickstoff (11).
• Die aufwandsarm bestimmten Parameter, dienen der sicheren Einstellung der Betriebswerte von Großanlagen und ersetzen damit kostspielige Tests unter Produktionsbedingungen.

1

Schneckenreaktor

2a bis 2e

Beheizungszonen

3a bis 3f

zu- und abschaltbare Meßstutzen

4a bis 4f

Thermoelemente in den Meßgasstutzen

5

Leitung zum Gasanalysator

6a bis 6e

Thermoelemente am Schneckenmantel

7a bis 7e

Eintrittsöffnungen für Inert- oder Reaktionsgas

8

Stopfschnecke

9

Wasserbadschleuse

10

Pyrolysegasversuchskammer

11

Stickstoff zur Inertisierung

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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• Zitierte Patentliteratur
• - DE 202007016421 U [0001]
• - DE 202007016423 U [0001]

Claims (6)

1. Einschneckenreaktor zur qualitativen und quantitativen, schnellen und sicheren Ermittlung von relevanten, bewertbaren Prozessdaten für die Behandlung von Abfallströmen durch Niedertemperaturpyrolyse, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um einen mobilen elektrisch beheizbaren Schneckenreaktor handelt, der mehrere getrennt regelbare Beheizungszonen umfasst, und mit zu- und abschaltbaren Messstutzen für die Pyrolysegasentnahme ausgerüstet ist.
2. Einschneckenreaktor nach 1., dadurch gekennzeichnet, dass er Eintrittsöffnungen im unteren Drittel des Schneckenmantels zur Zuführung von Inertgasen (Explosionsschutz) und zur definierten Zuführung von Reaktionsgas für die Untersuchung von teilautothermen und autothermen Reaktionen besitzt.
3. Einschneckenreaktor nach 1., dadurch gekennzeichnet, dass die gasdichte Produktaufgabe über eine vorgeschaltete Stopfschnecke erfolgt.
4. Einschneckenreaktor nach 1., dadurch gekennzeichnet, dass die gasdichte Produktentnahme über eine Wasserbadschleuse erfolgt.
5. Einschneckenreaktor nach 1., dadurch gekennzeichnet, dass die Versuchsbrennkammer für die Untersuchung der Verbrennung des anfallenden Pyrolysegases direkt an den Einschneckenreaktor angekoppelt ist.
6. Einschneckenreaktor nach den Ansprüchen 1–5, dadurch gekennzeichnet, dass er für die Optimierung der Prozessdaten einer Vielzahl von unterschiedlichen Stoffströmen multivalent nutzbar ist.