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DE10206922B4 - Pyrolysis shaft furnace and use of a pyrolysis shaft furnace - Google Patents

Pyrolysis shaft furnace and use of a pyrolysis shaft furnace Download PDF

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DE10206922B4
DE10206922B4 DE10206922A DE10206922A DE10206922B4 DE 10206922 B4 DE10206922 B4 DE 10206922B4 DE 10206922 A DE10206922 A DE 10206922A DE 10206922 A DE10206922 A DE 10206922A DE 10206922 B4 DE10206922 B4 DE 10206922B4
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DE
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pyrolysis
shaft furnace
ash
reactor
discharge device
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Herhof Verwaltungs GmbH
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Abstract

Pyrolyse-Schachtofen, der sich nach unten erweitert und der in seinem unteren Bereich (3) eine Austragsvorrichtung (7) aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Austragsvorrichtung (7) als Schneckenboden ausgebildet ist,
dass mehrere Förderschnecken (8–11) nebeneinander vorhanden sind
und dass der Schneckenboden bzw. die Förderschnecken nach einem zeitlichen Programm zeitlich versetzt ansteuerbar sind.Pyrolysis shaft furnace which widens downwards and which has a discharge device (7) in its lower region (3),
characterized,
the discharge device (7) is designed as a screw bottom,
that several augers (8-11) are present next to each other
and that the screw bottom or the screw conveyors can be actuated offset in time according to a time program.

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Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft einen Pyrolyse-Schachtofen und die Verwendung eines derartigen Pyrolyse-Schachtofens.The The invention relates to a pyrolysis shaft furnace and the use such a pyrolysis shaft furnace.

Bei bestimmten Pyrolyseverfahren ist es erforderlich, heiße Asche und Brennstoff zu mischen. Ein derartiges Pyrolyseverfahren ist aus der DE 199 30 071 C2 , auf die hiermit Bezug genommen wird, bekannt. Bei diesem Verfahren zur Pyrolyse und Vergasung von organischen Stoffen oder Stoffgemischen werden die organischen Stoffe in einen Trocknungs- und Pyrolysereaktor eingebracht, in dem sie mit dem Wirbelbettmaterial der Verbrennungswirbelschicht in Kontakt gebracht werden oder mit dem Wirbelbettmaterial und der Reaktorwandung der Verbrennungswirbelschicht in Kontakt gebracht werden, wodurch eine Trocknung und Pyrolyse stattfindet, bei der die organischen Stoffe in Wasserdampf aus der Trocknung und Pyrolyseprodukte umgesetzt werden, wobei die Pyrolyseprodukte aus Gasen mit kondensierbaren Substanzen und festem kohlenstoffhaltigem Rückstand bestehen. Der feste kohlenstoffhaltige Rückstand oder der feste kohlenstoffhaltige Rückstand und Anteile des Wasserdampfes und der Pyrolysegase mit kondensierbaren Substanzen und das Wirbelbettmaterial werden zurück in die Verbrennungswirbelschicht geführt, in der der kohlenstoffhaltige Rückstand der organischen Stoffe verbrannt, das Wirbelbettmaterial aufgeheizt und wieder in den Pyrolysereaktor geführt wird. Der Wasserdampf aus der Trocknung und die Pyrolysegase werden mit kondensierbaren Substanzen in einer weiteren Reaktionszone derart nachbehandelt, daß ein Produktgas mit hohem Heizwert zur Verfügung steht. Die Trocknung und Pyro lyse werden in mindestens einem oder mehreren Pyrolysereaktoren durchgeführt. Die Verbrennungswirbelschicht, in der die Pyrolyserückstände verbrannt werden, wird als stationäre Wirbelschicht betrieben. Das Wirbelbettmaterial besteht nur aus der Asche der organischen Stoffe oder aus der Asche und unverbrannten kohlenstoffhaltigen Rückständen der organischen Stoffe. Bei einem alternativen Verfahren besteht das Wirbelbettmaterial nur aus der Asche der organischen Stoffe oder aus der Asche und unverbrannten kohlenstoffhaltigen Rückständen der organischen Stoffe oder aus der Asche der organischen Stoffe und zusätzlichem Wirbelbettmaterial oder aus der Asche und unverbrannten kohlenstoffhaltigen Rückständen der organischen Stoffe und zusätzlichem Wirbelmaterial.In certain pyrolysis processes, it is necessary to mix hot ash and fuel. Such a pyrolysis process is known from DE 199 30 071 C2 , which is hereby incorporated by reference. In this process for pyrolysis and gasification of organic matter or mixtures of substances, the organic substances are introduced into a drying and pyrolysis reactor in which they are brought into contact with the fluidized bed material of the combustion fluidized bed or brought into contact with the fluidized bed material and the reactor wall of the combustion fluidized bed, whereby a drying and pyrolysis takes place, in which the organic substances are converted into steam from the drying and pyrolysis products, wherein the pyrolysis products consist of gases with condensable substances and solid carbonaceous residue. The solid carbonaceous residue or solid carbonaceous residue and portions of the water vapor and pyrolysis gases with condensables and the fluidized bed material are recycled back to the combustion fluidized bed where the carbonaceous residue of the organics is burned, the fluidized bed material is heated and returned to the pyrolysis reactor. The water vapor from the drying and the pyrolysis gases are aftertreated with condensable substances in a further reaction zone such that a product gas with a high calorific value is available. The drying and Pyro lyse are carried out in at least one or more pyrolysis. The combustion fluidized bed, in which the pyrolysis residues are burned, is operated as a stationary fluidized bed. The fluidized bed material consists only of the ash of the organic matter or of the ash and unburned carbonaceous residues of the organic matter. In an alternative method, the fluidized bed material consists only of the ashes of the organic matter or of the ash and unburned carbonaceous residues of the organic matter or of the ash of the organic matter and additional fluidized bed material or of the ash and unburned carbonaceous residues of the organic matter and additional fluidizing material.

Aus der DE 100 33 453 A1 , auf die hiermit ebenfalls ausdrücklich Bezug genommen wird, ist ein Verfahren zur Pyrolyse und Vergasung von Stoffgemischen, die organische Bestandteile enthalten, bekannt, bei dem die organischen Stoffe bzw. das Stoffgemisch, das organische Bestandteile enthält, in einem Pyrolysereaktor mit einem Wärmeträgermedium in Kontakt gebracht und pyrolysiert werden. Der durch die Pyrolyse entstehende Pyrolysekoks wird in einem Verbrennungsreaktor unter Luftzufuhr verbrannt. Das durch die Pyrolyse erzeugte Rohgas kann in einem Crackreaktor gereinigt werden. Bei dem Pyrolysereaktor handelt es sich vorzugsweise um einen Schachtreaktor. Als Verbrennungsreaktor wird vorzugsweise ein Wirbelschichtreaktor verwendet. Das Wärmeträgermedium wird vorzugsweise durch die Asche aus dem Verbrennungsreaktor gebildet. Es ist aber auch möglich, ein sonstiges Wärmeträgermaterial bzw. Wirbelbettmaterial zu verwenden. Der Wärmeträger bzw. das Wirbelbettmaterial kann Asche aus dem Verbrennungsreaktor enthalten oder ausschließlich oder praktisch ausschließlich aus dieser Asche bestehen. Die organischen Stoffe können mit dem Wärmeträgermedium dadurch in Kontakt gebracht werden, daß sie miteinander vermischt werden. In diesem Fall können die organischen Stoffe und das Wärmeträgermedium in dem Pyrolysereaktor in Kontakt gebracht bzw. vermischt und getrocknet und pyrolysiert werden. Der durch die Pyrolyse entstehende Pyrolysekoks kann in dem Verbrennungsreaktor bzw. Wirbelschichtreaktor unter Luftzufuhr verbrannt werden.From the DE 100 33 453 A1 , to which reference is also expressly made, a method for pyrolysis and gasification of mixtures containing organic constituents is known in which the organic substances or the mixture containing organic constituents, in a pyrolysis reactor with a heat transfer medium in contact brought and pyrolyzed. The pyrolysis coke produced by the pyrolysis is burned in a combustion reactor under air supply. The raw gas produced by the pyrolysis can be purified in a cracking reactor. The pyrolysis reactor is preferably a shaft reactor. As a combustion reactor, a fluidized bed reactor is preferably used. The heat transfer medium is preferably formed by the ash from the combustion reactor. But it is also possible to use another heat transfer material or fluidized bed material. The heat transfer medium or the fluidized bed material may contain ash from the combustion reactor or consist exclusively or virtually exclusively of this ash. The organic substances can be brought into contact with the heat transfer medium by being mixed together. In this case, the organic matters and the heat transfer medium in the pyrolysis reactor may be contacted and dried and pyrolyzed. The pyrolysis coke produced by the pyrolysis can be burned in the combustion reactor or fluidized-bed reactor with the supply of air.

Die erwähnten Verfahren nach dem Stand der Technik eignen sich, ebenso wie das Verfahren, bei dem der Pyrolyse-Schachtofen nach der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, insbesondere für die Pyrolyse und Vergasung eines Stoffgemischs, das aus Hausmüll oder hausmüllähnlichen Abfällen erhalten worden ist. Dabei handelt es sich vorzugsweise um ein Stoffgemisch, das aus Hausmüll oder hausmüllähnlichen Abfällen nach folgendem Verfahren hergestellt worden ist: Der Hausmüll bzw. die hausmüllähnlichen Abfälle werden erforderlichenfalls zunächst vorbehandelt, insbesondere zerkleinert. Anschließend werden sie in geschlossenen Behältern unter Zwangsbelüftung kompostiert, wobei die organischen Bestandteile abgebaut werden. Nach einer bestimmten Zeit von beispielsweise sieben Tagen – nach dieser Zeit sind die biologisch leichter zersetzbaren Bestandteile typischerweise ganz oder zu einem wesentlichen Teil abgebaut – wird die Kompostierung durch Trocknung zum Stillstand gebracht. Das Material wird auf eine Restfeuchte von höchstens 15% getrocknet. Es kann dann erforderlichenfalls noch nachbehandelt werden. Ein derartiges Material wird unter dem Namen Trockenstabilat® in Verkehr gebracht.The mentioned prior art methods are suitable, as well as the method in which the pyrolysis shaft furnace according to the present invention can be used, in particular for the pyrolysis and gasification of a mixture of substances obtained from household or domestic waste. This is preferably a mixture of substances which has been produced from household waste or household waste similar to the following process: The household waste or the household waste similar waste are first pretreated if necessary, in particular crushed. Then they are composted in closed containers under forced ventilation, whereby the organic components are degraded. After a period of time, for example, seven days - after which time the more readily biodegradable components are typically wholly or substantially degraded - the composting is halted by drying. The material is dried to a residual moisture of at most 15%. It can then be retreated if necessary. Such a material is marketed under the name Stabilat ®.

In einem Pyrolyse-Schachtofen, der in einem Pyrolyseverfahren eingesetzt wird, insbesondere in einem Pyrolyseverfahren nach dem soeben beschriebenen und in Bezug genommenen Stand der Technik, ist es sinnvoll, eine Relativbewegung zwischen den heißen Partikeln des Wärmeträgermediums, insbesondere den heißen Aschepartikeln, und dem zugeführten Brennstoff, beispielsweise dem erwähnten Trockenstabilat®, zu erzeugen und damit ständig neue Oberflächen zu schaffen. Dies ist insbesondere deshalb sinnvoll, weil sich an der äußeren Oberfläche der verkokenden Partikel des Brennstoffs bzw. Trockenstabilats® eine isolierend wirkende Hülle aus Koks ausbilden kann, die das Fortschreiten des Pyrolyseprozesses bis in den Kern der Partikel behindern kann, so daß während der Verweilzeit des Brennstoffs bzw. Trockenstabilats® im Pyrolyse-Schachtofen die flüchtigen Bestandteile nur unvollständig freigesetzt werden.In a pyrolysis shaft furnace, which is used in a pyrolysis process, in particular in a pyrolysis process according to the just described and referred to prior art, it makes sense, a relative movement between the hot particles of the heat transfer medium, in particular the hot ash particles, and the supplied Fuel, for example, he Trockenstabilat ® thought to produce and thus constantly create new surfaces. This is particularly useful because on the outer surface of the coking particles of the fuel or Trockenstabilats ® can form an insulating shell of coke, which can hinder the progression of the pyrolysis process into the core of the particles, so that during the residence time of the Fuel or Trockenstabilats ® in the pyrolysis shaft furnace, the volatiles are released only incompletely.

Bei dem aus der DE 198 07 988 A1 bekannten Verfahren zur Abtrennung von flüchtigen Bestandteilen aus festen Brennstoffen werden die Brennstoffe in einem Reak tor einer Teilvergasung bei Betriebstemperaturen von 350 bis 800°C und unter Drücken von 1 bis 100 bar unterzogen und dabei in Koks, Gas und Dämpfe thermisch zerlegt. Dabei können die Brennstoffe in einem mechanisch oder pneumatisch bewegten Koksbett einem Koksförderstrom zugemischt werden. Nach einem Ausführungsbeispiel befindet sich in einem liegenden zylindrischen Pyrolysereaktor eine 500°C heiße Holzkohleschüttung, die etwa die Hälfte des Zylindervolumens des Pyrolysereaktors ausfüllt und mit Wendeelementen, die auf einer Welle befestigt sind, umgewälzt wird. In dem liegenden zylindrischen Pyrolysereaktor erfolgt eine Vermischung des heißen abrasiven Inhalts mittels einer durchgehenden außen gelagerten Welle mit Rührorganen, also durch Rühren mittels mechanischer Rührer, Paddel oder ähnlichen Vorrichtungen. Dabei unterliegt das Mischorgan jedoch einem erheblichen Verschleiß, weil es dem heißen abrasiven Asche-Koks-Gemisch ausgesetzt ist und gleichzeitig lokal hohe Temperaturen einwirken können. Die maximal zulässige Betriebstemperatur der Rührorgane ist begrenzt. Zudem kann die Dichtigkeit derartiger Pyrolysereaktoren nur durch einen hohen Aufwand sichergestellt werden.In the from the DE 198 07 988 A1 known methods for the separation of volatile components from solid fuels, the fuel in a reac gate of a partial gasification at operating temperatures of 350 to 800 ° C and under pressures of 1 to 100 bar subjected and thermally decomposed into coke, gas and vapors. The fuels can be added to a coke feed stream in a mechanically or pneumatically moved coke bed. According to one embodiment, in a horizontal cylindrical pyrolysis reactor is a 500 ° C hot charcoal bed, which fills about half of the cylinder volume of the pyrolysis reactor and is circulated with turning elements which are mounted on a shaft. In the horizontal cylindrical pyrolysis reactor mixing of the hot abrasive content takes place by means of a continuous shaft mounted outside with stirrers, ie by stirring by means of mechanical stirrer, paddle or similar devices. However, the mixing element is subject to considerable wear, because it is exposed to the hot abrasive ash-coke mixture and at the same time can act locally high temperatures. The maximum permissible operating temperature of the stirring elements is limited. In addition, the tightness of such pyrolysis can be ensured only by a great deal of effort.

Wenn hitzebeständige Stähle für die Rührorgane verwendet werden, ist folgendes zu beachten: Die Wirksamkeit hitzebeständiger Stähle beruht auf der Ausbildung einer Schutzschicht gegen Verzundern. Durch die ständige Abrasion des heißen abrasiven Asche-Koks-Gemisches wird demzufolge die Hitzebeständigkeit der Rührorgane stark eingeschränkt, da sich die erforderliche Schutzschicht nicht ausbilden kann bzw. diese beschädigt oder zerstört wird. Darüber hinaus besteht die Gefahr, daß sich das Rührorgan bzw. Mischorgan oder Teile davon verbiegt oder verklemmt.If heat-resistant steels for the stirrers The following should be noted: The effectiveness of heat-resistant steels is based on the formation of a protective layer against scaling. By the permanent Abrasion of the hot As a result, the abrasive ash-coke mixture becomes the heat resistance the stirrer highly limited, because the required protective layer can not form or these are damaged or destroyed becomes. About that There is also a danger that the stirrer or mixing element or parts thereof bent or jammed.

Eine andere Methode zum Mischen der Asche mit dem Brennstoff besteht in der Verwendung eines Drehrohrs. Dies kann jedoch zu einer Entmischung gröberer und feinerer Partikel führen, ist sehr kostenintensiv, trägt zu einer erheblichen Staubentwicklung im Prozess bei und erfordert ebenfalls einen hohen Aufwand bei der Abdichtung.A Another method of mixing the ash with the fuel is in the use of a rotary tube. However, this can lead to segregation coarser and finer particles, is very expensive, carries contributes to a considerable amount of dust in the process and requires also a lot of effort in the sealing.

Ein Pyrolyse-Schachtofen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der US 3 141 834 A bekannt. Ein weiterer Pyrolyse-Schachtofen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der US 1 814 982 A bekannt.A pyrolysis shaft furnace according to the preamble of claim 1 is known from US 3 141 834 A known. Another pyrolysis shaft furnace according to the preamble of claim 1 is known from US Pat. No. 1,814,982 A known.

Die DE 200 13 853 U1 offenbart eine Vorrichtung zum Austragen von Sekundärbrennstoffen aus einem Silo, der mit einer Austrageeinrichtung ausgerüstet ist. Um den Austrag aus dem Silo trotz den stark differierenden Schüttguteigenschaften des Materials gleichmäßig und kontinuierlich durchführen zu können besteht die Austrageeinrichtung aus einer Fördereinrichtung, die aus wenigstens zwei um höhengleiche Horizontalachsen rotierend antreibbare Förderschnecken gebildet wird.The DE 200 13 853 U1 discloses a device for discharging secondary fuels from a silo equipped with a discharge device. In order to be able to carry out the discharge from the silo in a uniform and continuous manner despite the greatly differing bulk material properties of the material, the discharge device consists of a conveying device which is formed from at least two conveying screws that can be driven in rotation by height-equal horizontal axes.

Aus der DE 297 04 859 U1 ist ein Apparat für Stoff- und/oder Wärmeübergangsprozesse bekannt, der über einen Schneckenboden zum Austrag der Beschickung verfügt.From the DE 297 04 859 U1 an apparatus for material and / or heat transfer processes is known which has a screw bottom for discharging the feed.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei einem Pyrolyse-Schachtofen die Pyrolysewirkung zu verbessern und eine Verwendung eines erfindungsgemäßen Pyrolyse-Schachtofens bei einem Verfahren zur Pyrolyse und Vergasung von Stoffgemischen vorzuschlagen.Of these, The invention is based on the object, in a pyrolysis shaft furnace, the pyrolysis to improve and a use of a pyrolysis shaft furnace according to the invention in a process for the pyrolysis and gasification of mixtures propose.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Der Schachtofen erweitert sich nach unten. Er weist in seinem unteren Bereich eine Austragsvorrichtung auf. Durch diese Ausgestaltung kann auf ein externes Mischorgan verzichtet werden.According to the invention this Problem solved by the features of claim 1. The shaft furnace extended down. He has in its lower part a discharge device on. By this configuration can be applied to an external mixing element be waived.

Das Gemisch, welches aus heißer Asche und Brennstoff besteht oder welches heiße Asche und Brennstoff enthält, wird von oben in den Schachtofen eingebracht. Im unteren Bereich oder am unteren Ende des Pyrolyse-Schachtofens wird heiße Asche abgezogen. Dadurch rutscht zunächst über der Abzugsstelle liegende heiße Asche nach, wodurch eine Relativbewegung der Partikel erzeugt wird. Zur Erzeugung dieser Relativbewegung sind keine externen Mischorgane bzw. mechanische Rührorgane oder Mischorgane erforderlich.The Mixture, which made hotter Ash and fuel is made or which contains hot ash and fuel is introduced from above into the shaft furnace. In the lower area or At the bottom of the pyrolysis shaft furnace is hot ash deducted. This initially slides over the Trigger point lying hot Ashes, whereby a relative movement of the particles is generated. To generate this relative movement are no external mixing elements or mechanical stirring elements or mixing organs required.

Durch die sich nach unten vorzugsweise konisch erweiternde Reaktorform wird die Bildung von Brücken und Verstopfungen verhindert.By the downwardly preferably conically expanding reactor shape will the formation of bridges and blockages prevented.

Im unteren Bereich oder am unteren Ende des Pyrolyse-Schachtofens können mehrere Austragsvorrichtungen vorhanden sein. Diese Austragsvorrichtungen können über die Querschnittsfläche verteilt sein. Auf diese Weise kann heiße Asche lokal abgezogen werden, so daß zunächst lokal über der Abzugsstelle liegende heiße Asche und danach auch seitlich liegende Asche nachrutscht, was zu einer Relativbewegung der Partikel führt.In the lower region or at the lower end of the pyrolysis shaft furnace several discharge devices may be present. These discharge devices can be distributed over the cross-sectional area. In this way, hot ash can be deducted locally, so first locally above the Hot exhaust ash lying and then also laterally lying ash slips, resulting in a relative movement of the particles.

Die Austragsvorrichtung bzw. Austragsvorrichtungen können als Schneckenboden ausgebildet sein, wobei mehrere Förderschnecken nebeneinander vorgesehen sind.The Discharge device or discharge devices may be formed as a screw bottom, being several augers are provided side by side.

Ferner sind die Austragsvorrichtung bzw. Austragsvorrichtungen bzw. der Schneckenboden nach einem zeitlichen Programm zeitlich versetzt ansteuerbar. Die Austragsvorrichtung bzw. Austragsvorrichtungen bzw. der Schneckenboden können nach einem zeitlichen Programm derart angesteuert werden, daß das Nachrutschen des heißen Asche-Koks-Gemisches zeitlich versetzt an verschiedenen, über den Querschnitt des Pyrolyse-Schachtofens verteilten Stellen erfolgt.Further are the discharge device or discharge devices or the Snail bottom offset according to a time program controllable. The discharge device or discharge devices or the screw bottom can after a temporal program are controlled such that the slipping of the hot ash-coke mixture offset in time at different, over the cross section of the pyrolysis shaft furnace distributed places takes place.

Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung eines erfindungsgemäßen Pyrolyse-Schachtofens bei einem Pyrolyse-Verfahren der eingangs angegebenen Art, also insbesondere bei einem Pyrolyse-Verfahren nach der DE 199 30 071 C2 und/oder bei einem Pyrolyse-Verfahren nach der DE 100 33 453 A1 . Insbesondere kann der erfindungsgemäße Pyrolyse-Schachtofen bei einem Verfahren zur Pyrolyse und Vergasung von Stoffgemischen, die organische Bestandteile enthalten, verwendet werden, wenn bei dem Verfahren die organischen Stoffe bzw. das Stoffgemisch, das organische Bestandteile enthält, in einem Pyrolysereaktor mit einem Wärmeträgermedium in Kontakt gebracht und pyrolysiert werden, wenn der durch die Pyrolyse entstehende Pyrolysekoks in einem Verbrennungsreaktor unter Luftzufuhr verbrannt wird und wenn vorzugsweise das durch die Pyrolyse erzeugte Rohgas in einem Crackreaktor gereinigt wird, insbesondere wenn das Wärmeträgermedium durch die Asche aus dem Verbrennungsreaktor gebildet wird oder wenn das Wärmeträgermedium Asche aus dem Verbrennungsreaktor enthält, insbesondere wenn als Brennstoff Trockenstabilat® verwendet wird.The invention further relates to the use of a pyrolysis shaft furnace according to the invention in a pyrolysis process of the type specified, ie in particular in a pyrolysis process according to the DE 199 30 071 C2 and / or in a pyrolysis process according to DE 100 33 453 A1 , In particular, the pyrolysis shaft furnace according to the invention can be used in a process for pyrolysis and gasification of mixtures containing organic constituents, if in the process the organic substances or the mixture containing organic constituents in a pyrolysis reactor in contact with a heat transfer medium be brought and pyrolyzed when the pyrolysis coke formed by the pyrolysis is burned in a combustion reactor with air supply and preferably when the raw gas generated by the pyrolysis is purified in a cracking reactor, especially if the heat transfer medium is formed by the ash from the combustion reactor or if the heat transfer medium Contains ash from the combustion reactor, especially when used as a fuel Trockenstabilat ® .

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnung im einzelnen erläutert. In der Zeichnung zeigt dieOne embodiment The invention is described below with reference to the accompanying drawings in detail explained. In the drawing shows the

einzige Figur einen Pyrolyse-Schachtofen in einer schematischen Seitenansicht.single Figure a pyrolysis shaft furnace in a schematic side view.

Der vertikal angeordnete Pyrolyse-Schachtofen 1 weist eine konische Erweiterung nach unten auf. Dementsprechend ist der am oberen Ende des Pyrolyse-Schachtofens 1 vorhandene Eintrittsquerschnitt 2 kleiner als der am unteren Ende vorhandene Austrittsquerschnitt 3. Am oberen Ende erfolgt der Eintritt 4 von heißer Asche und Brennstoff sowie der Austritt 5 von Pyrolysegas. In dem Pyrolyse-Schachtofen 1 befindet sich das Gemisch 6 aus heißer Asche und Brennstoff bzw. Koks aus Brennstoff als Wanderbett. Der Pyrolyse-Schachtofen 1 weist ferner in seinem unteren Bereich, nämlich an seinem unteren Ende, eine Austragsvorrichtung 7 auf, die aus vier Förderschnecken 8, 9, 10, 11 besteht, die nebeneinander und parallel zueinander in jeweils horizontaler Richtung verlaufen. Die Austragsvorrichtung 7 ist also als Schneckenboden ausgebildet.The vertically arranged pyrolysis shaft furnace 1 has a conical extension downwards. Accordingly, it is at the top of the pyrolysis shaft furnace 1 existing inlet cross-section 2 smaller than the existing at the lower end outlet cross-section 3 , At the top of the entrance is the entrance 4 of hot ash and fuel as well as the exit 5 of pyrolysis gas. In the pyrolysis shaft furnace 1 is the mixture 6 from hot ash and fuel or coke from fuel as a moving bed. The pyrolysis shaft furnace 1 also has in its lower region, namely at its lower end, a discharge device 7 on, consisting of four augers 8th . 9 . 10 . 11 exists, which run side by side and parallel to each other in each horizontal direction. The discharge device 7 So it is designed as a screw bottom.

Die Förderschnecken 8–11 sind nach einem zeitlichen Programm, nämlich zeitlich versetzt, ansteuerbar.The augers 8th - 11 are controllable according to a time schedule, namely offset in time.

Der Pyrolyse-Schachtofen 1 wird in einem Verfahren zur Pyrolyse und Vergasung von Stoffgemischen, die organische Bestandteile enthalten, verwendet, bei dem die organischen Stoffe bzw. das Stoffgemisch, das organische Bestandteile enthält, in dem Pyrolyse-Schachtofen 1 mit einem Wärmeträgermedium, das aus der Asche eines Verbrennungsreaktors besteht oder das Asche eines Verbrennungsreaktors enthält, in Kontakt gebracht und pyrolysiert werden und bei dem der durch die Pyrolyse entstehende Pyrolysekoks in dem Verbrennungsreaktor unter Luftzufuhr verbrannt wird. Bei diesem Verfahren können weitere Merkmale des in der DE 100 33 453 A1 beschriebenen Verfahrens vorhanden sein. Insbesondere kann es sich bei dem Stoffgemisch, das organische Bestandteile enthält, um Trockenstabilat® handeln.The pyrolysis shaft furnace 1 is used in a process for pyrolysis and gasification of mixtures containing organic components, in which the organic substances or the mixture containing organic constituents, in the pyrolysis shaft furnace 1 with a heat transfer medium, which consists of the ash of a combustion reactor or contains the ash of a combustion reactor, are brought into contact and pyrolyzed and in which the pyrolysis coke formed by the pyrolysis is burned in the combustion reactor with air supply. In this method, further features of the in DE 100 33 453 A1 be present described method. In particular, it may be in the substance mixture containing organic constituents, to act Stabilat ®.

Da bei der Durchführung dieses Verfahrens in dem Pyrolyse-Schachtofen 1 eine deutliche Abkühlung der heißen Asche auf dem Weg von oben nach unten von z. B. 950°C auf 400°C erfolgt, wird die Austragsvorrichtung 7 bzw. die Austragsvorrichtungen bzw. die Förderschnecken 8–11 nicht gleichzeitig thermisch und mechanisch, sondern nur mechanisch beansprucht. Die Wärme wird durch die wärmeverbrauchenden chemisch-thermischen Reaktionen der Pyrolyse und das nach oben abziehende heiße Pyrolysegas 5 abgeführt.As in the implementation of this method in the pyrolysis shaft furnace 1 a significant cooling of the hot ash on the way from top to bottom of z. B. 950 ° C to 400 ° C, the discharge is 7 or the discharge devices or screw conveyors 8th - 11 not simultaneously thermally and mechanically, but only mechanically stressed. The heat is generated by the heat-consuming chemical-thermal reactions of the pyrolysis and the upward purging hot pyrolysis gas 5 dissipated.

Der Mischprozess wird in dem vertikal angeordneten Pyrolyse-Schachtofen 1 mit konischer Erweiterung nach unten durchgeführt. Durch die sich nach unten konisch erweiternde Reaktorform wird die Bildung von Brücken und Verstopfungen im Gemisch 6 verhindert. Am unteren Ende des Schachtofens 1 sind mehrere Austragsvorrichtungen, nämlich mehrere Förderschnecken 8–11, über die Querschnittsfläche verteilt installiert, die lokal heiße Asche abziehen. Dadurch rutscht zunächst lokal über der Abzugsstelle liegende heiße Asche, verursacht durch die Erdbeschleunigung g, nach und führt zu einer Relativbewegung der Partikel.The mixing process takes place in the vertically arranged pyrolysis shaft furnace 1 performed with conical extension down. Due to the downwardly flared reactor shape, the formation of bridges and blockages in the mixture 6 prevented. At the bottom of the shaft furnace 1 are several discharge devices, namely several screw conveyors 8th - 11 Installed across the cross-sectional area, pulling off locally hot ashes. As a result, first hot ash lying locally above the take-off point, caused by the gravitational acceleration g, slips and leads to a relative movement of the particles.

Durch die Erfindung wird eine neue, einfache und kostengünstige Methode der Mischung geschaffen, bei der am Ort des Mischvorgangs mit hohen Temperaturen kein externes Mischorgan vorhanden ist. Dennoch wird eine Relativbewegung zwischen den Partikeln erzeugt, die somit ständig neue Oberflächen aufschließen. Dabei wird in Kauf genommen, daß keine ideale und vollständige Durchmischung, jedoch ein erwünschter Abrieb der Partikel erfolgt. Somit wirken keine hohen mechanischen Kräfte bei gleichzeitig hohen Temperaturen auf metallische Werkstoffe an externen Mischorganen ein. Die Relativbewegung wird unter Ausnutzung der Schwerkraft g erzeugt.The invention provides a new, simple and inexpensive method of mixing in which no external mixing element is present at the location of the mixing operation at high temperatures. Nevertheless, a relative movement between the particles is generated, which thus constantly open up new surfaces. It is accepted that no ideal and complete mixing, but a desired abrasion of the particles takes place. Thus, no high mechanical forces and simultaneously high temperatures on metallic materials on external mixing organs act. The relative movement is generated by utilizing gravity g.

Claims (2)

Pyrolyse-Schachtofen, der sich nach unten erweitert und der in seinem unteren Bereich (3) eine Austragsvorrichtung (7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Austragsvorrichtung (7) als Schneckenboden ausgebildet ist, dass mehrere Förderschnecken (8–11) nebeneinander vorhanden sind und dass der Schneckenboden bzw. die Förderschnecken nach einem zeitlichen Programm zeitlich versetzt ansteuerbar sind.Pyrolysis shaft furnace, which widens downwards and which in its lower part ( 3 ) a discharge device ( 7 ), characterized in that the discharge device ( 7 ) is designed as a screw bottom that several augers ( 8th - 11 ) are present side by side and that the screw bottom or the screw conveyors are timed offset controlled by a time program. Verwendung eines Pyrolyse-Schachtofens (1) nach Anspruch 1 bei einem Verfahren zur Pyrolyse und Vergasung von Stoffgemischen, die organische Bestandteile enthalten, bei dem die organischen Stoffe bzw. das Stoffgemisch, das organische Bestandteile enthält, in dem Pyrolyse-Schachtofen mit einem Wärmeträgermedium in Kontakt gebracht und pyrolysiert werden und bei dem der durch die Pyrolyse entstehende Pyrolysekoks in einem Verbrennungsreaktor unter Luftzufuhr verbrannt wird.Use of a pyrolysis shaft furnace ( 1 ) according to claim 1 in a process for the pyrolysis and gasification of mixtures containing organic constituents, in which the organic substances or the mixture containing organic constituents in the pyrolysis shaft furnace are brought into contact with a heat transfer medium and pyrolyzed and at in which the pyrolysis coke produced by the pyrolysis is burned in a combustion reactor under air supply.
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