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WO2010020662A1 - Reaktor mit einem archimedischen schraubenförderer - Google Patents

Reaktor mit einem archimedischen schraubenförderer Download PDF

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WO2010020662A1
WO2010020662A1 PCT/EP2009/060735 EP2009060735W WO2010020662A1 WO 2010020662 A1 WO2010020662 A1 WO 2010020662A1 EP 2009060735 W EP2009060735 W EP 2009060735W WO 2010020662 A1 WO2010020662 A1 WO 2010020662A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
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screw conveyor
bulk material
reactor
section
cross
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2009/060735
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English (en)
French (fr)
Inventor
Wolfgang Wiest
Jörg HO
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Universitaet Kassel
Original Assignee
Universitaet Kassel
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Universitaet Kassel filed Critical Universitaet Kassel
Priority to EP09782003A priority Critical patent/EP2326415A1/de
Publication of WO2010020662A1 publication Critical patent/WO2010020662A1/de
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Ceased legal-status Critical Current

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    • C10J2300/0983—Additives
    • C10J2300/0986—Catalysts

Definitions

  • the invention relates to a reactor in which a bulk material is conveyed with an Archimedean screw conveyor.
  • the patent application DE 2006 013 617 A1 of the applicant discloses a biomass gasifier with a rotary tube reactor, which has a hollow-cylindrical housing heated from the outside, which is provided with a longitudinal axis inclined relative to the horizontal in rotation about its longitudinal axis.
  • a biomass that forms a bulk material for example from corn, cherry kernels, husks, straw, peat, charcoal, sewage sludge and sludge, possibly with supplemental certain amounts of vegetable oils or animal fats, is fed to the rotary kiln reactor in the region of its higher end face.
  • a solid fuel is produced to form a hot reaction zone with temperatures of 700 0 C to 950 0 C and under application of a gas.
  • the solid fuel produced is removed from the rotary tube reactor via a screw conveyor.
  • a residue discharge line formed by the screw conveyor also passes through the first end face.
  • DE 40 1 1 882 discloses a rotary tube to which granules are fed in an inlet area. According to the number of revolutions of the rotary tube, the granules are conveyed through a tightly installed between a soul of the rotary tube and the outer housing of the rotary tube coil in the direction of an exit. Contrary to the conveying direction of the granules, the rotary tube is flowed through with a gas which is CO 2 -free or has a low CO 2 content.
  • the inner surface of the housing of the rotary tube is provided with lifting blades.
  • the closed coils should be a back mixing of the conveyed be avoided, so that a narrow residence time spectrum is given for the granules and each particulate undergoes the same conditions and the output side has the same properties.
  • lifting blades calcination a Granalienschleier is generated, which can be traversed by gas, which adhering dust particles can be removed.
  • the pitch of the helix in the entry area of the granules appears to be greater than in the exit area of the granulate.
  • DE 29 22 041 A1 discloses a reactor for the pyrolysis of waste substances. Here promotes one
  • Conveying the pyrolysis with decreasing from the entry end to the discharge end speed This can be done by a decreasing pitch of a screw conveyor.
  • the decreasing conveying speed should be adapted to a change in volume of the pyrolysis product through the pyrolysis between entry and discharge end, so that ultimately results in a constant degree of filling.
  • a spirally wound tube which has a rectangular hollow cross-section is used in a heat exchanger.
  • the tube is used similar to an Archimedean screw, wherein in the interior of the tube additional lifting blades can be used to mix the particle flow in the Archimedean screw. It is mentioned in the document that it is advantageous if a lower cross-section of the spirally wound tube is completely filled with the solid particles, so that a gas which in addition to the solid particles should flow through the tube for interaction with the solid particles, is forced through the solid particles and can not bypass by a bypass of the solid particles, which could be formed by a free cross-section of the tube.
  • a control of such a complete filling of the lower cross-section of the spiral tube is made on the interpretation of the Archimedean screw, the angle of inclination of the Archimedean screw and immersion conditions of the Archimedean screw in a storage container for the solid particles and the rotational speed of the Archimedean screw.
  • the radial gaps form a kind of bypass, in which a reaction gas flowing through the conveyor does not flow through the bulk material, but instead passes from one passage of the spiral-shaped channel into the nearest passage.
  • the sealing measures must be temperature-resistant and be able to compensate for any differences in thermal expansions.
  • a cross-sectional constriction so this has an undesirable compression of the bulk material result, which also leads to an increase in the drive torque of the screw extruder.
  • the present invention has for its object to provide a reactor with improved reaction possibilities between a conveyed with an Archimedean screw conveyor bulk material and a gas flowing through the screw conveyor.
  • the present invention is initially based on the finding that for a reactor of the type mentioned here, the conveying in a rotary kiln, in the radially inner lying of conveying elements such as lifting blades or free from the housing of the rotary kiln inwardly extending coils longitudinally extending through channels formed be disadvantageous.
  • Reason for this is that these passageways Forming flow channels for the gas, which constitute a bypass for the gas, so that it does not necessarily have to pass through the bulk material.
  • the invention is based on the finding that the use of a conventional screw conveyor with a stationary housing is disadvantageous because compared to a screw conveyor, in which the screw is rotated together with the housing, there is a reduced effect of mixing or tumbling of the bulk material.
  • this effect is desired for the mixing and loosening of the bulk material and for bringing about the contact between gas and bulk material.
  • a spiral-shaped gas-tight channel is formed between the screw conveyor, housing and core, which must pass both the gas and the bulk material in cocurrent or in countercurrent.
  • a reaction between the gas and the bulk material is thus made possible.
  • the reaction may be a primary reaction desired in the reactor, such as the pyrolysis described in DE 10 2006 013 617 A1 or the secondary reaction described in the same document in the form of an integrated secondary degradation of the product gas.
  • the present invention is based on the finding that it can also come to an unwanted bypass for the gas on the conveyed bulk material in said helical gas-tight channel, if the channel is not at least partially completely filled, so a sufficient degree of filling of the channel not is guaranteed.
  • the Volumetric flow of the bulk material is small and on the other hand, the volume flow of the gas is large. So that the pressure losses are not too large for the said large gas volume flow, a large cross section of the channel is desired. With the large cross section of the channel to control the pressure losses on the one hand and the small cross section of the channel to reduce the volume flow of the bulk material on the other hand, a seemingly unresolvable conflict of objectives or an optimization problem is given.
  • the invention provides surprising remedy:
  • a damming element is provided in the exit region of the Archimedean screw conveyor, which serves to form a backflow of the bulk material or of the starting product of the reaction of the bulk material with the gas.
  • a baffle element according to the invention is understood to mean any component or design element which leads to a backflow of the bulk material or a change in the degree of filling with respect to an exit of the bulk material from the exit region without a baffle element.
  • the storage element allows a volume flow of the bulk material, which is smaller than the volume flow of the Archimedean screw conveyor arising in itself.
  • the baffle element is formed with an outlet opening arranged, for example, on the front side, which does not allow a free exit of the bulk material, but has a reduced outlet cross-section, so that the outlet opening - in simple terms - for the promotion of the bulk material is a kind of "throttle" forms.
  • the effective exit orifice is only 75%, 50%, 40% or 30% of the effective cross section of the channel.
  • the soul of the Archimedean screw conveyor is formed at least in the exit region as a hollow body.
  • the core has a recess, which forms a crossover cross section from an end region of the channel to the interior of the hollow body. From this interior of the hollow body, the bulk material can then be transported away.
  • the exit area can rotate with the soul, so that the exit region for a revolution time of the screw conveyor is arranged a certain percentage of the revolution duration (period A) in the bulk material and for another percentage of the revolution period (period B) outside the same. Only during the period A, a passage of the bulk material from the channel into the interior of the hollow body can take place.
  • a baffle element is formed in that an outlet cross-section is not constantly effective, but only intermittently or temporarily.
  • This embodiment of the invention makes it possible for the outlet cross section to be chosen to be just as large or larger than the cross section of the channel. This has the advantage that no throttle or nozzle is formed for the flowing gas through the outlet cross section, whereby the flow cross sections in the reactor would be reduced and the requirements for providing the pressure and the volume flow for the gas would be increased.
  • the hollow body may have an archimedean screw conveyor continuing tubular extension which is inclined relative to the horizontal in the conveying direction upwards.
  • the upper edge of the tubular extension defines the height h up to which the bulk material in the extension can correspond to the bulk cone without bulk material being discharged.
  • a discharge from the tubular extension takes place only for bulk material which is conveyed by the Archimedean screw conveyor beyond said height h up to a height H> h.
  • a kind of overflow is formed according to the invention, wherein the extension or its length specifies the height of the "overflow edge".
  • the tubular extension has its own conveyor, which may be, for example, a further Archimedean screw or the present before the exit area Archimedean screw.
  • Screw conveyor arranged a metering screw. This can feed an internal rotary tube reactor, with an untypical high filling level of about 50% can be and wherein the dosing screw performed does not affect the discharge characteristics to a considerable extent.
  • any other component may be connected to the exit region of the Archimedean screw conveyor according to the invention, which may also be a supplementary conveyor.
  • the exit region of the Archimedean screw conveyor at the end of a first part of the conveyor belt Archimedean screw conveyor may be present, being brought about in this sub-conveying area by the inventive measure and the device of the desired degree of filling.
  • a further conveyance can take place through the subsequent partial conveying region of the Archimedean screw conveyor, wherein in this subregion the degree of filling is possibly reduced in comparison with the first-mentioned partial conveying region.
  • FIG. 1 shows a schematic longitudinal section through an Archimedean
  • Fig. 2 shows a schematic diagram of a reactor according to the invention with an Archimedean screw conveyor with a storage element in the form of a reduced outlet cross-section.
  • Fig. 3 shows an Archimedean used in a reactor according to the invention
  • Fig. 4 shows an Archimedean screw conveyor for use in a reactor according to the invention, in which a metering screw feeds an internal rotary tube reactor.
  • Fig. 5 shows another embodiment of a reactor according to the invention with Archimedean screw conveyor with baffle element.
  • 6 and 7 show simplified schematic diagrams of a screw conveyor according to the invention, indicating the markings for the selected geometric relationships.
  • Fig. 8 shows a schematic diagram of a screw conveyor according to the invention with a
  • Fig. 9 shows a schematic diagram of a screw conveyor according to the invention with an annular narrowed outlet cross-section, indicating the selected designations for the geometric relationships. DESCRIPTION OF THE FIGURES
  • Fig. 1 shows an Archimedean screw conveyor 1, which is part of a reactor 2.
  • the Archimedean screw conveyor 1 is formed with a housing 3, which has a hollow cylindrical surface 4 and is for example tubular in shape with a longitudinal axis 5-5. Coaxial with the longitudinal axis 5-5 extends in the housing 3, a spiral, helical screw conveyor 6, which has a constant pitch for the illustrated embodiments. Deviating is also a varying slope of the screw conveyor 6 possible, u. U. also with a decreasing with increasing extent and conveying direction diameter of the screw conveyor with in this case also decreasing diameter of the housing 4.
  • the screw conveyor 6 is firmly connected to the housing 3 with sealing.
  • Radial inside the screw conveyor 6 is arranged by a coaxially to the longitudinal axis 5-5, extending through the entire housing 4 extending soul 7, which is rigidly connected for the illustrated embodiments with the screw conveyor 6.
  • the longitudinal axis 5-5 is inclined at an angle 8 relative to the horizontal 9.
  • the core 7, the screw conveyor 6 and the housing 4 are rotated together about a suitable controlled drive unit about the longitudinal axis 5-5 in rotation.
  • a spiral around the longitudinal axis 5-5 circumferential channel 10 is formed. This has a rectangular cross-section 1 1, which is constant over the extension of the channel 10 for the illustrated embodiments.
  • the cross section 11 is radially outwardly bounded by the lateral surface 4, radially inwardly through the outer surface 12 of the soul 7, on the right in Fig. 1 side through the bottom 13 of the screw conveyor 6 and on the left in Fig. 1 by the screw conveyor 1 has an inlet region 15, from which a conveyed material, here a bulk material 16, is conveyed in a conveying direction 17 through the channel 10 to an outlet region 18. If the inlet region 15 dips into an inlet container 19 providing sufficient bulk material 16, the conveying behavior shown in FIG. 1 results after the transient initial conveying behavior of the screw conveyor 1 according to the prior art.
  • the bulk material 16 enters and exits unhindered in the inlet region 15 and the outlet region 18, wherein for example the end faces of the screw conveyor 1 for forming the inlet region 15 and the outlet region 18 are open with an annular inlet opening 20 and an annular outlet opening 21.
  • a bulk cone 22 forms in the channel 10.
  • a vertically oriented cross section 23 of the channel 10 on the Bottom of the screw conveyor 1 results in a gray marked partial cross-section 24, which is filled with bulk material 16.
  • There remains a partial cross-section 25 which is not filled with bulk material 16. From the underlying cross section 23, the partial cross section 25 increases with a corresponding reduction of the partial cross section 24 in the further course of the channel 10 in the direction of the top.
  • the channel 10 of the partial cross-section 25 forms a partial channel 26 with varying cross-section, which is not filled with bulk material 16 and each has a maximum and a minimum cross section for a turn.
  • a gas is passed through the screw conveyor 1 in the cocurrent or countercurrent principle, that is, through the channel 10.
  • the desired purpose of intensive contact and the most extensive reaction between gas 27 and bulk material 16 can not be brought about: Instead of a movement of the gas 27 at least in the lower cross section 23 "through" the bulk material 16 is with the partial cross section 25 created a kind of bypass.
  • the gas 27 can move along the sub-channel 26, so that in the worst case only a contact between gas 27 and bulk material 16 in the region of the top of the bulk material 16 in the region of the bulk cone 22 takes place.
  • the bulk material is fed via a feed channel 28 to the inlet container 19, from which the bulk material 16 is conveyed with a screw conveyor 1 to the outlet container 29.
  • a feed channel 31 for the gas which passes after passing through the channel 10 of the screw conveyor 1 in the inlet container 19, from where it is eliminated via a discharge channel 32. 2
  • the outlet opening 21 is formed in the outlet region 18 with a reduced cross-section, so that the outlet region 18 with the reduced cross-section forms a blocking element 33.
  • the baffle element 33 leads to a kind of hindrance of the discharge of the bulk material, so that it comes in the screw conveyor 1 to a backlog, which manifests itself in an increase in the degree of filling of the screw conveyor 1 with bulk material 16.
  • the size of the partial cross section 25 has been reduced to zero in the underlying cross section 23 of the channel 10, so that here the bulk material 16 lies completely against the underside 13 of the conveyor worm 6.
  • one or more outlet openings 21 can be provided here, preferably below the core 7.
  • the outlet opening 21 can be effective with the rotation to varying degrees.
  • an exit opening 21 may extend farther in the circumferential direction so that it is effective for larger angles of rotation, or several exit openings may be distributed over the circumference.
  • the cross section of the outlet opening 21 or overall cross section of the effective outlet openings is in this case, for example, smaller than the cross section 23, preferably less than 75, 50, 40 or 35% of the cross section 23rd
  • the core 7 passes through an end face 34 of the housing 4 with an extension 35.
  • the core 7 and the extension 35 are hollow with a hollow body 49 formed to form an interior space 36, which is bounded by the inner circumferential surface of the soul 7, in the conveying direction 17 has an outlet opening 37 which is disposed in front of the housing 4, and opposite to the conveying direction 17 is closed by a bottom 38.
  • soul 7 and extension 35 are provided with a continuous tube, in which the bottom 38 is introduced.
  • the core 7 has a recess 39, which forms a crossover cross section from the upstream end region of the channel 10 to the inner space 36.
  • the bulk material 16 enter after passing through the channel 10 through the recess 39 into the interior 36, from where the bulk material 16 is conveyed with further Nachnote through the outlet opening 37, for example in the outlet container 29.
  • the recess 39 runs around the longitudinal axis 5-5, so that the recess 39 dips with different orientations in the bulk material 16 and possibly for upper recess 39 can escape completely from the bulk material 16. This has the consequence that the recess 39 forms with the rotation, ie over time, a time-effective exit surface from the screw conveyor.
  • the Recess 39 there may be a kind of "digging or cutting" movement of the recess 39 with entry of the contour 40 in the bulk material 16 and / or the movement of the contour 40 through the bulk material 16.
  • the Recess 39, a first storage element 41 available.
  • the end face 34 is formed closed except for the cavity 36 with outlet opening 37, so that the bulk material 16 must imperceptibly pass through the recess 39 in order to get out of the screw conveyor 1 addition.
  • a further baffle element 45 is connected behind said baffle 41, which is formed by the extension 35.
  • the sketched bulk cone 22 of the bulk material 16 forms in the interior 36.
  • An ejection of bulk material from the outlet opening 37 requires a conveying of bulk material 16 in the region of the outlet opening over the height, which is predetermined by the bulk cone 22.
  • the height 43 of a trailing edge 44 can thus be predetermined over the length 42, which in turn determines the height over which the bulk material has to be conveyed by the bulk material conveyor 1.
  • the discharge can be reduced, so that a second damming element 45 is formed with the extension 35.
  • the baffle elements 41, 45 are cumulative effective in the embodiment of FIG. 3, but these can also be used individually in a different embodiment.
  • a screw conveyor 1 configured essentially in accordance with FIG. 3 is integrated into a reactor.
  • a metering screw 46 can be supplied through the bulk material from a container, which is arranged on the discharge side of the screw conveyor 1 through the interior 36 and the bottom 38 in the interior of the soul. From here, the bulk material moves due to the inclination of the soul 7 with the angle 8 to the left lower end of the interior of the soul 7, from where the bulk material through an opening 50 of the soul 7 in a thus formed inlet region 15 into the channel 10 of the screw conveyor 1 enters.
  • the interior of the core 7 is formed in this case as a heated rotary kiln 47, so that in the interior of the soul 7, a primary reaction of the bulk material can take place and in the promotion of the bulk material by the screw conveyor 1, a secondary reaction can take place.
  • the embodiment of FIG. 4 is characterized by a good thermal efficiency due to the radially nested arrangement of dosing screw 46 with the screw conveyor 1.
  • there is a particularly compact design for which under certain circumstances, the arrangement of all feed channels and Abcommendedkanäle for the reacting media on one side of the reactor 2, here the exit side of the screw conveyor 1, can take place.
  • a heated rotary kiln 47 is disposed radially outwardly of the screw conveyor 1.
  • the rotary kiln 47 on the one hand and screw conveyor 1 on the other hand are arranged coaxially to the longitudinal axis 5-5, wherein the conveying directions of rotary kiln 47 and screw conveyor 1 are opposite to each other.
  • the rotary kiln 47 In the inlet region 48 of the rotary kiln 47, which is in the illustrated embodiment on the same axial extent as the exit region 18 of the screw conveyor 1, the rotary kiln 47 is supplied by a radially outwardly disposed from the screw conveyor 1 import port by means of a metering screw 46 bulk 16, which moves along the rotary kiln 47 of FIG. 5 to the left. At the left lower end of the rotary kiln 47, the bulk material then enters the screw conveyor 1 in the inlet region 15.
  • the screw conveyor 1 fulfills two functions, namely on the one hand the application of reacted bulk material 16 from a rotary kiln and on the other hand, the integrated into the screw conveyor 1 secondary degradation.
  • the screw conveyor 1 and the rotary kiln 47 may be operated at the same or different rotational speeds. Also possible is an operation of the rotary kiln 47 at a speed for stationary screw conveyor 1 and vice versa. It is also possible that in a reactor deviating from the illustrated coaxial arrangements of screw conveyor 1 and rotary kiln 47 of the screw conveyor 1 and the rotary kiln 47 have different inclination angles relative to the horizontal 9.
  • an additional gasification medium line can open, with the additional gasification agent such as air, hydrogen, carbon dioxide or a combination thereof can be passed into the reaction zone.
  • a solid line can also lead into the rotary kiln 47, via which further solids, such as, for example, catalysts and / or promoters, can be introduced for further optimization of the gasification process.
  • peat, charcoal, sewage sludge and sludge, animal waste such as animal meal as a bulk material 16 is possible.
  • vegetable oils animal fats and industrial oils and fats can be used in certain quantities.
  • a rotary kiln 47 are preferably used temperatures of 700 0 C to 950 0 C use.
  • a pyrolysis can take place in which form various gaseous and condensable substances and a solid consisting essentially of carbon pyrolysate. It is understood that the gasification is substoichiometric.
  • the bulk material such as biomass, is converted into solid fuels, which can have such a high calorific value that they can be used economically.
  • the pyrolysis is preferably carried out in the rotary kiln 47, which can be done outside or inside the core 7 of the reactor 2.
  • the rotary kiln 47 is in this case in particular an inlet container 19.
  • the gas reacting with the bulk material may be an externally supplied gas passing through the reactor. It is also possible that at least part of the gas is formed by reaction in the reactor 2.
  • FIGS. 6 to 9 give design aids for the dimensioning of the reactor 2 and the screw conveyor 1 according to the invention.
  • V bk ⁇ n- (D -dy with ⁇ ⁇ k 1 ⁇ 1 and n in 1 / s.
  • V V 1 - V 2 ,
  • V 1 denotes the bulk volume in the housing or the cladding tube
  • V 2 denotes the blocked volume of the inner tube
  • h h 0 - / tan ⁇ h with r as radius and h as height of the segment, provided that: / ⁇ tan ⁇
  • V 1 I - D 2 (, " ⁇ (ml) i ö - 2 (D - ⁇ - / tan ⁇ )
  • V 7 -
  • the outflow cross-section is assumed to be blocked when the discharge geometry is a siphon. Furthermore, the bulk material angle ß has to be considered. For small ⁇ , ⁇ can be replaced by ⁇ 'as previously explained. The outflow can be neglected depending on the flow resistance then on the basis of the opening interval
  • V k 4 V max ⁇ -, m ⁇ t 0 ⁇ k 4 ⁇
  • Screw conveyor 31 Feed channel

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Reaktor (2) mit einem Drehrohrofen (47), aus welchem ein reagiertes Schüttgut (16) über einen archimedischen Schraubenförderer (1) entfernt wird. Erfindungsgemäß besitzt der Schraubenförderer (1) in einem Austrittsbereich (18) ein Stauelement (41), über welches eine Art "Rückstau" des geförderten Schüttgutes (16) in dem Schraubenförderer (1) herbeigeführt wird, so dass sich ein hoher Füllgrad in dem Schraubenförderer (1) ergibt. Ist der Füllgrad so groß, dass unten liegende Förderquerschnitte des Schraubenförderers (1) vollständig mit Schüttgut (16) gefüllt sind, kann ein durch den Schraubenförderer (1) geleitetes Gas (27) gezwungen werden, sich durch das Schüttgut (16) zu bewegen zur Herbeiführung einer verbesserten Reaktion mit dem Schüttgut (16), insbesondere für eine Sekundärdegradation.

Description

REAKTOR MIT EINEM ARCHIMEDISCHEN SCHRAUBENFÖRDERER
TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft einen Reaktor, in dem ein Schüttgut mit einem archimedischen Schraubenförderer gefördert wird.
STAND DER TECHNIK
Die Patentanmeldung DE 2006 013 617 A1 der Anmelderin offenbart einen Biomassevergaser mit einem Drehrohrreaktor, der ein von außen beheiztes hohlzylinderförmiges Gehäuse aufweist, welches mit gegenüber der Horizontalen geneigter Längsachse in Rotation um seine Längsachse versehen wird. Eine Biomasse, die ein Schüttgut bildet, beispielsweise aus Mais, Kirschkernen, Spelzen, Stroh, Torf, Holzkohle, Klär- und Faulschlamm, ggf. mit ergänzenden gewissen Mengen pflanzlicher Öle oder tierischer Fette, wird dem Drehrohrreaktor im Bereich seiner höher liegenden Stirnseite zugeführt. In dem Drehrohrreaktor wird unter Ausbildung einer heißen Reaktionszone mit Temperaturen von 7000C bis 9500C sowie unter Beaufschlagung mit einem Gas ein Festbrennstoff erzeugt. Am tiefsten Punkt der Reaktionszone, welche der ersten Stirnseite des Drehrohrreaktors, im Bereich welcher die Zuführung der Biomasse erfolgt, gegenüberliegt, wird der erzeugte Festbrennstoff über eine Zugschnecke aus dem Drehrohrreaktor entfernt. Eine mit der Zugschnecke gebildete Reststoffaustragsleitung durchsetzt ebenfalls die erste Stirnseite. Mit Austritt aus der Reststoffaustragsleitung fallen die Festbrennstoffe infolge der Schwerkraft in einen unten liegenden Sammelbehälter, während das Produktgas nach oben steigt und dort in einem Gassammelbehälter aufgefangen wird. Eine hohe Temperatur in der Reaktionszone führt zu einer Aufheizung der Reststoffaustragsleitung, die wiederum eine integrierte Sekundärdegradation des Produktgases innerhalb der Reststoffaustragsleitung zur Folge hat, so dass das Produktgas in der Reststoffaustragsleitung von längerkettigen Kohlenwasserstoffen befreit wird und das fertige Produktgas fast keine Verunreinigungen und insbesondere sehr wenig Teer aufweisen kann. Durch Entkopplung des Drehrohrreaktors und der Reststoffaustragsleitung und durch separate Antriebe des Drehrohrreaktors einerseits und der Reststoffaustragsleitung andererseits kann die Verweilzeit der Biomasse in dem Drehrohrreaktor gesteuert werden, wodurch ein höherer Füllgrad und eine optimale Vergasung verwirklicht werden können.
DE 40 1 1 882 offenbart ein Drehrohr, dem in einem Eintrittbereich ein Granulat zugeführt wird. Entsprechend der Umdrehungszahl des Drehrohres wird das Granulat durch eine dicht zwischen einer Seele des Drehrohrs und dem äußeren Gehäuse des Drehrohrs eingebaute Wendel in Richtung eines Austritts gefördert. Entgegen der Förderrichtung des Granulats wird das Drehrohr mit einem Gas, welches CO2-frei ist oder einen niedrigen CO2-Gehalt aufweist, durchströmt. Die innere Mantelfläche des Gehäuses des Drehrohrs ist mit Hubschaufeln versehen. Durch die geschlossenen Wendeln soll eine Rückvermischung des Förderguts vermieden werden, so dass ein enges Verweilzeitspektrum für das Granulat gegeben ist und jedes Feststoffteilchen die gleichen Bedingungen erfährt und ausgangsseitig die gleichen Eigenschaften aufweist. Durch die je nach Bedarf angeordneten Hubschaufeln wird beim Calcinieren ein Granalienschleier erzeugt, der von Gas durchströmt werden kann, wodurch anhaftende Staubteilchen entfernt werden können. Für die aus DE 40 11 882 C2 bekannte Ausführungsform scheint die Steigung der Wendel im Eintrittbereich des Granulats größer zu sein als im Austrittsbereich des Granulats.
DE 195 26 202 B4 beschreibt Ausführungsformen eines Drehrohrofens, in dessen Innerem sich zur Förderung von Feststoffpartikeln bergauf eine archimedische Schraube erstreckt.
Andere Typen eines Förderers für Schüttgut als eine archimedische Schraube sind Schneckenförderer, wie diese beispielsweise in DE 199 32 822 C2 beschrieben sind und bei denen sich eine Schnecke in einem ruhenden hohlzylinderförmigen Gehäuse dreht. Auch DE 199 34 070 C1 betrifft einen derartigen Schneckenförderer.
DE 29 22 041 A1 offenbart einen Reaktor für die Pyrolyse von Abfall Stoffen. Hier fördert eine
Fördereinrichtung das Pyrolysegut mit vom Eintragsende zum Austragsende abnehmender Geschwindigkeit. Dies kann durch eine abnehmende Ganghöhe einer Förderschnecke erfolgen. Die abnehmende Fördergeschwindigkeit soll einer Volumenänderung des Pyrolysegutes durch die Pyrolyse zwischen Eintrags- und Austragsende angepasst sein, so dass sich letztendlich ein konstanter Füllungsgrad ergibt.
Gemäß US 4,639,217 findet in einem Wärmeübertrager ein spiralförmig gewundenes Rohr Einsatz, welches einen rechteckförmigen Hohlquerschnitt besitzt. Das Rohr wird vergleichbar einer archimedischen Schraube eingesetzt, wobei in dem Inneren des Rohres zusätzliche Hubschaufeln Einsatz finden können zur Durchmischung des Partikelstroms in der archimedischen Schraube. In der Druckschrift ist angesprochen, dass es vorteilhaft ist, wenn ein unten liegender Querschnitt des spiralförmig gewundenen Rohres vollständig mit den festen Partikeln gefüllt ist, so dass ein Gas, welches zusätzlich zu den festen Partikeln das Rohr durchströmen soll zwecks Interaktion mit den festen Partikeln, durch die festen Partikel gezwungen wird und nicht über einen Bypass an den festen Partikeln vorbeiströmen kann, welcher von einem freien Querschnitt des Rohres gebildet sein könnte. Eine Steuerung einer derartigen vollständigen Befüllung des unteren Querschnittes des spiralförmigen Rohres erfolgt über die Auslegung der archimedischen Schraube, den Neigungswinkel der archimedischen Schraube und die Eintauchbedingungen der archimedischen Schraube in einen Vorratsbehälter für die festen Partikel sowie die Rotationsgeschwindigkeit der archimedischen Schraube.
Aus DE 25 20 152 C2 und WO 83/01781 sind Schneckenextruder mit einem ortsfesten Gehäuse und hiergegen rotierender Förderschnecke bekannt, die eine Querschnitts- Verringerung besitzen. Nachteilig an diesen Ausgestaltungsformen ist, dass ein verringerter Effekt eines Durchmischens oder Abwälzens des Schüttguts erfolgt, der aber für die Durchmischung und eine Auflockerung des Schüttguts und für die Herbeiführung des Kontaktes zwischen einem Reaktionsgas und Schüttgut wünschenswert sein kann. Weiterhin können Kontaktflächen und kosten-, verschleiß und montageintensiven Dichtflächen zwischen Förder- Schnecke und Gehäuse problematisch sein: über die gesamte Längsachse der Förderschnecke sind kleine Toleranzen zu der hohlzylinderförmigen Innenfläche des Gehäuses vorzusehen, um einen Hindurchtritt des Schüttguts von einem Gang der Förderschnecke durch einen radialen Spalt zwischen Förderschnecke und Gehäuse zu vermeiden. Weiterhin muss vermieden werden, dass zwischen der radial außen liegenden Stirnfläche der Förderschnecke und der hohlzylinderförmigen Innenfläche des Gehäuses das Schüttgut "zerrieben" wird. Die entstehenden feinen Partikel würden dazu führen, dass zwischen den ursprünglich größeren Partikeln des Schüttguts gebildete Kanäle und Hohlräume mit den feineren Partikeln ausgefüllt und "verstopft" werden. Folge hiervon ist, dass sich für eine u. U. gewünschte Durchströmung des Schüttguts mit einem Reaktionsgas ein unerwünscht hoher Druckverlust ergibt. Eine weitere negative Auswirkung des Aufreibens der Partikel des Schüttguts zwischen Förderschnecke und Gehäuse sind Staubprobleme in dem Reaktor selbst sowie nachfolgenden Apparaten, wo ein Schüttgut mit definierter Partikelgröße wünschenswert ist. Weiterhin bilden die radialen Spalte eine Art Bypass, in welchem ein den Förderer durchströmendes Reaktionsgas nicht das Schüttgut durchströmt, sondern von einem Gang des spiralförmigen Kanals in den nächstliegenden Gang übertritt. Findet die Fördereinheit Einsatz in einem Reaktor mit erhöhten Temperaturen, müssen die Dichtmaßnahmen temperaturbeständig sein und etwaige unterschiedliche Wärmedehnungen ausgleichen können. Für die Schneckenextruder gemäß D2 und D3 erfolgt eine Querschnittsverengung, so hat diese eine unerwünschte Verdichtung des Schüttguts zur Folge, die auch zu einer Erhöhung des Antriebsmomentes des Schneckenextruders führt.
AUFGABE DER ERFINDUNG
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Reaktor mit verbesserten Reaktionsmöglichkeiten zwischen einem mit einem archimedischen Schraubenförderer geförderten Schüttgut und einem den Schraubenförderer durchströmenden Gas zu ermöglichen.
LÖSUNG
Die Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß mit einem Reaktor mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen Lösung ergeben sich entsprechend den abhängigen Patentansprüchen 2 bis 9.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Der vorliegenden Erfindung liegt zunächst die Erkenntnis zugrunde, dass für einen Reaktor der hier angesprochenen Art die Förderung in einem Drehofen, in dem radial innen liegend von Förderelementen wie Hubschaufeln oder sich frei von dem Gehäuse des Drehofens nach innen erstreckenden Wendeln in Längsrichtung durchgehend verlaufende Durchgangskanäle ausgebildet werden, nachteilig sind. Grund hierfür ist, dass diese Durchgangskanäle Strömungskanäle für das Gas bilden, die einen Bypass für das Gas darstellen, so dass dieses nicht zwingend durch das Schüttgut hindurchtreten muss. Es ist aber zur Herbeiführung der gewünschten Reaktion zwischen Schüttgut und Gas ein intensiver Kontakt zwischen dem Gas und dem Schüttgut gewünscht.
Weiterhin liegt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, dass der Einsatz eines üblichen Schneckenförderers mit einem ruhenden Gehäuse nachteilig ist, da gegenüber einem Schraubenförderer, bei dem die die Schnecke gemeinsam mit dem Gehäuse verdreht wird, ein verringerter Effekt eines Durchmischens oder Umwälzens des Schüttgutes erfolgt. Dieser Effekt ist aber für die Durchmischung und eine Auflockerung des Schüttguts und für die Herbeiführung des Kontaktes zwischen Gas und Schüttgut gewünscht.
Erfindungsgemäß wird zwischen Förderschnecke, Gehäuse und Seele ein spiralförmiger gasdichter Kanal gebildet, welchen sowohl das Gas als auch das Schüttgut im Gleichstrom oder im Gegenstrom passieren muss. Im Bereich des spiralförmigen Kanals wird somit eine Reaktion zwischen dem Gas und dem Schüttgut ermöglicht. Bei der Reaktion kann es sich um eine primäre in dem Reaktor gewünschte Reaktion handeln wie beispielsweise die Pyrolyse, die in DE 10 2006 013 617 A1 beschrieben ist, oder die in derselben Druckschrift beschriebene sekundäre Reaktion in Form einer integrierten Sekundärdegradation des Produktgases.
Weiterhin beruht die vorliegende Erfindung auf der Erkenntnis, dass es auch in dem genannten spiralförmigen gasdichten Kanal zu einem unerwünschten Bypass für das Gas an dem geförderten Schüttgut vorbei kommen kann, wenn der Kanal nicht zumindest partiell vollständig gefüllt ist, also ein hinreichender Füllgrad des Kanals nicht gewährleistet ist.
Während dies grundsätzlich auch in der Druckschrift US 4,639,217 angesprochen ist, beschreibt dieser Stand der Technik einer herkömmliche archimedische Förderung, bei der der Füllgrad des Kanals durch die Auslegungsparameter, insbesondere die Steigung der spiralförmigen Förderschnecke, die Neigung des archimedischen Schraubenförderers, die Eintauchbedingungen des Schraubenförderers in das Fördergut und die Antriebsdrehzahl des archimedischen Schraubenförderers vorgegeben wird. Für die aus US 4,639, 217 in hohem Ausmaß gefüllten Querschnitte des Kanals kommt es zu einem großen Volumenstrom an Feststoff, der für viele Einsatzfälle zu hoch ist. Bei einem Ablauf heterogener oder heterogen katalysierter Reaktionen wie einer Teerdegradation ist es vielmehr erwünscht, dass der Volumenstrom des Schüttguts klein ist und hingegen der Volumenstrom des Gases groß ist. Damit für den genannten großen Gasvolumenstrom die Druckverluste nicht zu groß sind, ist ein großer Querschnitt des Kanals gewünscht. Mit dem großen Querschnitt des Kanals zur Beherrschung der Druckverluste einerseits und dem kleinen Querschnitt des Kanals zur Reduzierung des Volumenstromes des Schüttgutes andererseits ist ein scheinbar nicht auflösbarer Zielkonflikt bzw. ein Optimierungsproblem gegeben. Hier schafft die Erfindung überraschende Abhilfe:
Erfindungsgemäß ist im Austrittsbereich des archimedischen Schraubenförderers ein Stauelement vorgesehen, welches zur Bildung eines Rückstaus des Schüttguts bzw. des Ausgangsprodukts der Reaktion des Schüttguts mit dem Gas dient. Über den Einsatz des Stauelementes kann somit unabhängig von der Auslegung des archimedischen Schraubenförderers an sich (insbesondere den Eintauchbedingungen des archimedischen Schraubenförderers im Eintrittsbereich, der Drehzahl des archimedischen Schraubenförderers und dem Neigungswinkel und der Steigung des archimedischen Schraubenförderers) der Füllgrad des archimedischen Schraubenförderers beeinflusst werden. Unter einem erfindungsgemäßen Stauelement wird jedes beliebige Bauelement oder Gestaltungselement verstanden, welches zu einem Rückstau des Schüttguts oder einer Veränderung des Füllgrades gegenüber einem Austritt des Schüttguts aus dem Austrittsbereich ohne Stauelement führt. Vorzugsweise ermöglicht das Stauelement einen Volumenstrom des Schüttguts, welcher kleiner ist als der an sich entstehende Volumenstrom des archimedischen Schraubenförderers.
Für eine erste Ausführungsform der Erfindung ist das Stauelement mit einer beispielsweise stirnseitig angeordneten Austrittsöffnung gebildet, die nicht ein freies Austreten des Schüttguts ermöglicht, sondern einen verringerten Austrittsquerschnitt besitzt, so dass die Austrittsöffnung - vereinfacht gesprochen - für die Förderung des Schüttguts eine Art "Drossel" bildet. Beispielsweise beträgt die wirksame Austrittsöffnung lediglich 75 %, 50 %, 40 % oder 30 % des wirksamen Querschnittes des Kanals.
Für eine alternative erfindungsgemäße Ausgestaltung ist die Seele des archimedischen Schraubenförderers zumindest im Austrittsbereich als Hohlkörper ausgebildet. Im Austrittsbereich besitzt die Seele eine Ausnehmung, die einen Übertrittsquerschnitt von einem Endbereich des Kanals zu dem Innenraum des Hohlkörpers bildet. Von diesem Innenraum des Hohlkörpers kann dann das Schüttgut weiter abtransportiert werden. Der Austrittsbereich kann mit der Seele rotieren, so dass der Austrittsbereich für eine Umdrehungsdauer der Förderschnecke einen gewissen Prozentsatz der Umdrehungsdauer (Zeitspanne A) im Schüttgut angeordnet ist und für einen anderen Prozentsatz der Umdrehungsdauer (Zeitspanne B) außerhalb desselben angeordnet ist. Lediglich während der Zeitspanne A kann ein Übertritt des Schüttgutes von dem Kanal in den Innenraum des Hohlkörpers erfolgen. Damit ist ein Stauelement dadurch gebildet, dass ein Austrittsquerschnitt nicht ständig wirksam ist, sondern lediglich intermittierend oder temporär. Diese Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht, dass der Austrittsquerschnitt auch genauso groß oder größer gewählt werden kann als der Querschnitt des Kanals. Dies hat den Vorteil, dass für das strömende Gas durch den Austrittsquerschnitt keine Drossel oder Düse gebildet ist, wodurch die Strömungsquerschnitte in dem Reaktor vermindert wären und die Anforderungen an die Bereitstellung des Druckes und des Volumenstromes für das Gas erhöht wären.
Ergänzend kann der Hohlkörper einen den archimedischen Schraubenförderer fortsetzenden rohrförmigen Fortsatz besitzen, welcher gegenüber der Horizontalen in Förderrichtung nach oben geneigt ist. Die Oberkante des rohrförmigen Fortsatzes gibt unter Berücksichtigung des Schüttkegels die Höhe h vor, bis zu welcher das Schüttgut in dem Fortsatz entsprechend dem Schüttkegel stehen kann, ohne dass Schüttgut ausgetragen wird. Ein Austrag aus dem rohrförmigen Fortsatz erfolgt lediglich für Schüttgut, welches durch den archimedischen Schraubenförderer über die genannte Höhe h hinaus bis zu einer Höhe H > h gefördert wird. Damit korreliert der Austrag des archimedischen Schraubenförderers mit der Differenz der Höhen H - h. Mit einer Verringerung des Austrages wird aber der stauende Effekt des Stauelementes in Form des rohrförmigen Fortsatzes verstärkt. Anders gesagt ist erfindungsgemäß eine Art Überlauf gebildet, wobei der Fortsatz oder dessen Länge die Höhe der "Überlaufkante" vorgibt.
Für eine besondere Ausgestaltung der Erfindung besitzt der rohrförmige Fortsatz eine eigene Fördereinrichtung, bei der es sich beispielsweise um eine weitere archimedische Schraube oder um die auch vor dem Austrittsbereich vorhandene archimedische Schraube handeln kann.
Für einen weiteren Vorschlag der Erfindung ist im Austrittsbereich des archimedischen
Schraubenförderers eine Dosierschnecke angeordnet. Diese kann einen innen liegenden Drehrohrreaktor beschicken, wobei ein untypischer hoher Befüllungsgrad von ca. 50 % erfüllt werden kann und wobei die durchgeführte Dosierschnecke die Austragscharakteristik nicht in erheblichem Maße beeinflusst.
Für die beanspruchten und zuvor dargelegten Ausgestaltungsformen der Erfindung kann sich an den erfindungsgemäßen Austrittsbereich des archimedischen Schraubenförderers ein beliebiges anderweitiges Bauelement anschließen, wobei es sich auch um eine ergänzende Fördereinrichtung handeln kann. Im Extremfall kann der Austrittsbereich des archimedischen Schraubenförderers am Ende einer ersten Teilförderstrecke des archimedischen Schraubenförderers vorhanden sein, wobei in diesem Teilförderbereich durch die erfindungsgemäße Maßnahme und das Bauelement der gewünschte Füllungsgrad herbeigeführt wird. Hinter dem Austrittsbereich kann eine weitere Förderung durch den anschließenden Teilförderbereich des archimedischen Schraubenförderers erfolgen, wobei in diesem Teilbereich der Füllungsgrad unter Umständen gegenüber dem erstgenannten Teilförderbereich vermindert ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibungseinleitung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen. Weitere Merkmale sind den Zeichnungen - insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung - zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Patentansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Patentansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
Im Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben. Fig. 1 zeigt einen schematischen Längsschnitt durch einen archimedischen
Schraubenförderer gemäß dem Stand der Technik.
Fig. 2 zeigt eine Prinzipskizze für einen erfindungsgemäßen Reaktor mit einem archimedischen Schraubenförderer mit einem Stauelement in Form eines verringerten Austrittsquerschnitts.
Fig. 3 zeigt einen in einem erfindungsgemäßen Reaktor eingesetzten archimedischen
Schraubenförderer, bei dem ein Stauelement mit einem Übertrittsquerschnitt zwischen einem Endbereich des Kanals des archimedischen Schraubenförderers und dem Innenraum der Seele gebildet ist.
Fig. 4 zeigt einen archimedischen Schraubenförderer für einen Einsatz in einem erfindungsgemäßen Reaktor, bei welchem eine Dosierschnecke einen innen liegenden Drehrohrreaktor beschickt.
Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Reaktors mit archimedischem Schraubenförderer mit Stauelement.
Fig. 6 und 7 zeigen vereinfachte Prinzipskizzen eines erfindungsgemäßen Schraubenförderers unter Angabe der Kennzeichnungen für die gewählten geometrischen Verhältnisse.
Fig. 8 zeigt eine Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen Schraubenförderers mit einem
Übertrittsquerschnitt zu einem hohlen Fortsatz unter Angabe der Kenn- Zeichnungen für die gewählten geometrischen Verhältnisse.
Fig. 9 zeigt eine Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen Schraubenförderers mit kreisringförmig verengtem Austrittsquerschnitt unter Angabe der gewählten Kennzeichnungen für die geometrischen Verhältnisse. FIGURENBESCHREIBUNG
Fig. 1 zeigt einen archimedischen Schraubenförderer 1 , welcher Bestandteil eines Reaktors 2 ist. Der archimedische Schraubenförderer 1 ist mit einem Gehäuse 3 gebildet, welches eine hohlzylinderförmige Mantelfläche 4 besitzt und beispielsweise rohrförmig ausgebildet ist mit einer Längsachse 5-5. Koaxial zur Längsachse 5-5 erstreckt sich in dem Gehäuse 3 eine spiralförmige, wendelartige Förderschnecke 6, die für die dargestellten Ausführungsbeispiele eine konstante Steigung besitzt. Abweichend ist auch eine variierende Steigung der Förderschnecke 6 möglich, u. U. auch mit einem mit zunehmender Erstreckung und Förderrichtung abnehmendem Durchmesser der Förderschnecke mit in diesem Fall auch abnehmendem Durchmesser des Gehäuses 4. Die Förderschnecke 6 ist unter Abdichtung fest mit dem Gehäuse 3 verbunden. Radial innen liegend ist die Förderschnecke 6 von einer koaxial zur Längsachse 5-5 angeordneten, sich durch das gesamte Gehäuse 4 erstreckenden Seele 7 getragen, die für die dargestellten Ausführungsbeispiele starr mit der Förderschnecke 6 verbunden ist. Die Längsachse 5-5 ist mit einem Winkel 8 gegenüber der Horizontalen 9 geneigt. Zur Erzeugung einer Förderbewegung des archimedischen Schraubeförderers 1 werden die Seele 7, die Förderschnecke 6 und das Gehäuse 4 gemeinsam über eine geeignete geregelte Antriebseinheit um die Längsachse 5-5 in Rotation versetzt. In dem Schraubenförderer 1 ist ein spiralförmig um die Längsachse 5-5 umlaufender Kanal 10 gebildet. Dieser besitzt einen rechteckförmigen Querschnitt 1 1 , der für die dargestellten Ausführungsbeispiele über die Erstreckung des Kanals 10 konstant ist. Der Querschnitt 11 ist radial außen liegend begrenzt durch die Mantelfläche 4, radial innen liegend durch die äußere Mantelfläche 12 der Seele 7, auf der in Fig. 1 rechten Seite durch die Unterseite 13 der Förderschnecke 6 sowie auf der in Fig. 1 linken Seite durch die Oberseite 14 der Förderschnecke 6. Der Schraubenförderer 1 besitzt einen Eintrittsbereich 15, von welchem ein Fördergut, hier ein Schüttgut 16, in eine Förderrichtung 17 durch den Kanal 10 zu einem Austrittsbereich 18 gefördert wird. Taucht der Eintrittsbereich 15 in einen ausreichendes Schüttgut 16 bereitstellenden Eintrittsbehälter 19 ein, ergibt sich nach transientem anfänglichen Förderverhalten des Schraubenförderers 1 gemäß dem Stand der Technik das in Fig. 1 dargestellte Förderverhalten. Hierbei tritt das Schüttgut 16 in dem Eintrittsbereich 15 sowie Austrittsbereich 18 ungehindert ein und aus, wobei beispielsweise die Stirnseiten des Schraubenförderers 1 zur Bildung des Eintrittsbereichs 15 und des Austrittsbereichs 18 offen sind mit einer kreisringförmigen Eintrittsöffnung 20 und einer kreisringförmigen Austrittsöffnung 21. Entsprechend den physikalischen Eigenschaften des Schüttguts 16 bildet sich in dem Kanal 10 ein Schüttkegel 22 aus. In einem vertikal orientierten Querschnitt 23 des Kanals 10 auf der Unterseite des Schraubenförderers 1 ergibt sich ein grau markierter Teilquerschnitt 24, welcher mit Schüttgut 16 gefüllt ist. Es verbleibt ein Teilquerschnitt 25, der nicht mit Schüttgut 16 gefüllt ist. Von dem unten liegenden Querschnitt 23 vergrößert sich der Teilquerschnitt 25 mit entsprechender Verkleinerung des Teilquerschnittes 24 im weiteren Verlauf des Kanals 10 in Richtung der Oberseite. Somit bildet in dem Kanal 10 der Teilquerschnitt 25 einen Teilkanal 26 mit variierendem Querschnitt, der nicht mit Schüttgut 16 gefüllt ist und für eine Windung jeweils einen maximalen und einen minimalen Querschnitt besitzt. Für eine Herbeiführung einer Reaktion des Schüttguts 16 mit einem Gas wird durch den Schraubenförderer 1 im Gleich- oder Gegenstromprinzip ein Gas hindurchgeleitet, also durch den Kanal 10 geführt. Allerdings kann für die Ausführungsform gemäß Fig. 1 der gewünschte Zweck eines intensiven Kontaktes und einer möglichst umfassenden Reaktion zwischen Gas 27 und Schüttgut 16 nicht herbeigeführt werden: Anstelle einer Bewegung des Gases 27 zumindest in dem unteren Querschnitt 23 "durch" das Schüttgut 16 ist mit dem Teilquerschnitt 25 eine Art Bypass geschaffen. Das Gas 27 kann sich entlang des Teilkanals 26 bewegen, so dass schlimmstenfalls lediglich ein Kontakt zwischen Gas 27 und Schüttgut 16 im Bereich der Oberseite des Schüttguts 16 im Bereich des Schüttkegels 22 erfolgt.
Für die erfindungsgemäße Ausgestaltung gemäß Fig. 2 wird das Schüttgut über einen Zuführkanal 28 dem Eintrittsbehälter 19 zugeführt, aus welchem das Schüttgut 16 mit einem Schraubenförderer 1 zu dem Austrittsbehälter 29 gefördert wird. Infolge der Schwerkraft fällt das (reagierte) Schüttgut 16 auf den Boden des Austrittsbehälters 29, wo dieses über einen Abführkanal 30 aus dem Austrittsbehälter 29 entnommen wird. Weiterhin mündet in den Austrittsbehälter 29, vorzugsweise auf einer Oberseite desselben, ein Zuführkanal 31 für das Gas, welches nach dem Durchtritt durch den Kanal 10 des Schraubenförderers 1 in den Eintrittsbehälter 19 gelangt, von wo es über einen Abführkanal 32 beseitigt wird. Bei ansonsten Fig. 1 entsprechender Ausgestaltung des Schraubenförderers 1 ist für das in Fig. 2 dargestellte erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel die Austrittsöffnung 21 im Austrittsbereich 18 mit einem verringerten Querschnitt ausgebildet, so dass der Austrittsbereich 18 mit dem verringerten Querschnitt ein Stauelement 33 bildet. Das Stauelement 33 führt zu einer Art Behinderung des Austritts des Schüttguts, so dass es in dem Schraubenförderer 1 zu einem Rückstau kommt, welcher sich in einer Vergrößerung des Füllgrades des Schraubenförderers 1 mit Schüttgut 16 äußert. Der erhöhte Füllgrad hat zur Folge, dass sich in dem unten liegenden Querschnitt 23 des Kanals 10 die Größe des Teilquerschnitts 25 auf Null reduziert hat, so dass hier das Schüttgut 16 vollständig an der Unterseite 13 der Förderschnecke 6 anliegt. Dies bedeutet, dass der Teilkanal 26 verschlossen ist und das Gas 27 bei Strömung entlang des Kanals 10 zumindest in dem unteren Querschnitt 23 "durch" das Schüttgut 16 gezwungen wird. Zur Bildung des Stauelementes 23 können hier, vorzugsweise unterhalb der Seele 7, eine oder mehrere Austrittsöffnungen 21 vorgesehen sein. Hierbei ist für die Anordnung der mindestens einen Austrittsöffnung 21 der Tatsache Rechnung zu tragen, dass die Austrittsöffnung rotiert, so dass sich diese lediglich temporär "unterhalb" der Seele 7 befindet. Demgemäß kann die Austrittsöffnung 21 mit der Verdrehung in unterschiedlichem Ausmaß wirksam sein. Alternativ kann sich eine Austrittsöffnung 21 weiter in der Umfangsrichtung erstrecken, so dass diese für größere Drehwinkel wirksam ist, oder es können mehrere Austrittsöffnungen über den Umfang verteilt sein. Der Querschnitt der Austrittsöffnung 21 oder Gesamtquerschnitt der wirksamen Austrittsöffnungen ist hierbei beispielsweise kleiner als der Querschnitt 23, vorzugsweise kleiner als 75, 50, 40 oder 35 % des Querschnitts 23.
Fig. 3 zeigt eine abweichende Gestaltung des Austrittsbereichs 18 in einer Detaildarstellung des Schraubenförderers 1. In diesem Fall tritt die Seele 7 durch eine Stirnseite 34 des Gehäuses 4 mit einem Fortsatz 35 hindurch. Im Austrittsbereich 18 ist die Seele 7 und der Fortsatz 35 hohl mit einem Hohlkörper 49 ausgebildet zur Bildung eines Innenraumes 36, welcher durch die innen liegende Mantelfläche der Seele 7 begrenzt ist, in Förderrichtung 17 eine Austrittsöffnung 37 besitzt, die dem Gehäuse 4 vorgelagert ist, und entgegen der Förderrichtung 17 durch einen Boden 38 geschlossen ist. Für das dargestellte Ausführungsbeispiel sind Seele 7 und Fortsatz 35 mit einem durchgehenden Rohr versehen, in welches der Boden 38 eingebracht ist. Innen liegend von dem Gehäuse 4 verfügt die Seele 7 über eine Ausnehmung 39, welche einen Übertrittsquerschnitt von dem stromaufwärtigen Endbereich des Kanals 10 zu dem Innenraum 36 bildet. Somit kann das Schüttgut 16 nach dem Passieren des Kanals 10 durch die Ausnehmung 39 in den Innenraum 36 eintreten, von wo das Schüttgut 16 mit weiterer Nachförderung durch die Austrittsöffnung 37 gefördert wird, beispielsweise in den Austrittsbehälter 29. Mit der Verdrehung der Seele 7 um die Längsachse 5-5 läuft die Ausnehmung 39 um die Längsachse 5-5 um, so dass die Ausnehmung 39 mit unterschiedlichen Orientierungen in das Schüttgut 16 eintaucht und ggf. für oben liegende Ausnehmung 39 vollständig aus dem Schüttgut 16 austreten kann. Dies hat zu Folge, dass die Ausnehmung 39 mit der Verdrehung, also über die Zeit, eine zeitlich verändert wirksame Austrittsfläche aus dem Schraubenförderer bildet. Hinzu kommt möglicherweise eine Art "grabende oder schneidende" Bewegung der Ausnehmung 39 mit Eintritt der Kontur 40 in das Schüttgut 16 und/oder der Bewegung der Kontur 40 durch das Schüttgut 16. Somit stellt die Ausnehmung 39 ein erstes Stauelement 41 zur Verfügung. Die Stirnseite 34 ist bis auf den Hohlraum 36 mit Austrittsöffnung 37 geschlossen ausgebildet, so dass das Schüttgut 16 zwingend durch die Ausnehmung 39 hindurch treten muss, um aus dem Schraubenförderer 1 hinaus zu gelangen.
Für das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel ist ein weiteres Stauelement 45 hinter das genannte Stauelement 41 geschaltet, welches durch den Fortsatz 35 gebildet ist. In dem Fortsatz 35 bildet sich in dem Innenraum 36 der skizzierte Schüttkegel 22 des Schüttguts 16 aus. Ein Auswerfen von Schüttgut aus der Austrittsöffnung 37 erfordert ein Fördern von Schüttgut 16 im Bereich der Austrittsöffnung über die Höhe, die durch den Schüttkegel 22 vorgegeben ist. Anders gesagt kann somit über die Länge 42 die Höhe 43 einer Austrittskante 44 vorgegeben werden, die wiederum die Höhe vorgibt, über die das Schüttgut von dem Schüttgutförderer 1 gefördert werden muss. Mit zunehmender Höhe 43 der Austrittskante 44 kann damit der Austrag verringert werden, so dass mit dem Fortsatz 35 ein zweites Stauelement 45 gebildet ist. Die Stauelemente 41 , 45 werden in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 kumulativ wirksam, wobei diese aber in einer abweichenden Ausführungsform auch einzeln eingesetzt werden können.
Für das in Fig. 4 dargestellte Ausführungsbeispiel ist ein im Wesentlichen entsprechend Fig. 3 gestalteter Schraubenförderer 1 in einen Reaktor integriert. In diesem Fall erstreckt sich durch die Seele 7 eine Dosierschnecke 46, über die Schüttgut aus einem Behälter, der austragseitig des Schraubenförderers 1 angeordnet ist, durch den Innenraum 36 und den Boden 38 in den Innenraum der Seele zugeführt werden kann. Von hier bewegt sich das Schüttgut infolge der Neigung der Seele 7 mit dem Winkel 8 an das linke untere Ende des Innenraumes der Seele 7, von wo das Schüttgut durch eine Öffnung 50 der Seele 7 in einem derart gebildeten Eintrittsbereich 15 in den Kanal 10 des Schraubenförderers 1 eintritt.
Vorzugsweise ist das Innere der Seele 7 in diesem Fall als beheizter Drehrohrofen 47 ausgebildet, so dass im Inneren der Seele 7 eine primäre Reaktion des Schüttgutes erfolgen kann und bei der Förderung des Schüttguts durch den Schraubenförderer 1 eine sekundäre Reaktion erfolgen kann. Die Ausführungsform gemäß Fig. 4 zeichnet sich infolge der radial ineinander geschachtelten Anordnung der Dosierschnecke 46 mit dem Schraubenförderer 1 durch einen guten thermischen Wirkungsgrad aus. Andererseits ergibt sich eine besonders kompakte Gestaltung, für welche unter Umständen die Anordnung sämtlicher Zuführkanäle und Abführkanäle für die reagierenden Medien auf einer Seite des Reaktors 2, hier der Austrittsseite des Schraubenförderers 1 , erfolgen kann.
Während für das Ausführungsbeispiel des Reaktors 2 gemäß Fig. 4 der Schraubenförderer radial außen liegend von dem Drehrohrofen angeordnet ist, ist für umgekehrte radiale Schachtelung für das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 ein beheizter Drehrohrofen 47 radial außen liegend von dem Schraubenförderer 1 angeordnet. Der Drehrohrofen 47 einerseits und Schraubenförderer 1 andererseits sind koaxial zu der Längsachse 5-5 angeordnet, wobei die Förderrichtungen von Drehrohrofen 47 und Schraubenförderer 1 zueinander entgegengesetzt sind. In dem Eintrittsbereich 48 des Drehrohrofens 47, welcher sich im dargestellten Ausführungsbeispiel auf derselben axialen Erstreckung befindet wie der Austrittsbereich 18 des Schraubenförderers 1 , wird dem Drehrohrofen 47 durch eine radial außen liegend von dem Schraubenförderer 1 angeordnete Einfuhröffnung mittels einer Dosierschnecke 46 Schüttgut 16 zugeführt, welches sich entlang des Drehrohrofens 47 gemäß Fig. 5 nach links bewegt. Am linken unteren Ende des Drehrohrofens 47 tritt das Schüttgut dann in dem Eintrittsbereich 15 in den Schraubenförderer 1 ein.
Vorzugsweise erfüllt der Schraubenförderer 1 zwei Funktionen, nämlich einerseits die Ausbringung von reagiertem Schüttgut 16 aus einem Drehofen und andererseits die in den Schraubenförderer 1 integrierte Sekundärdegradation. Für die dargestellten Ausführungsformen können der Schraubenförderer 1 und der Drehrohrofen 47 mit gleichen oder unterschiedlichen Rotationsgeschwindigkeiten betrieben werden. Auch möglich ist ein Betrieb des Drehrohrofens 47 mit einer Drehzahl für ruhenden Schraubenförderer 1 und umgekehrt. Möglich ist auch, dass in einem Reaktor abweichend zu den dargestellten koaxialen Anordnungen von Schraubenförderer 1 und Drehrohrofen 47 der Schraubenförderer 1 und der Drehrohrofen 47 unterschiedliche Neigungswinkel gegenüber der Horizontalen 9 besitzen. In eine Reaktionszone des Drehrohrofens 47 kann eine zusätzliche Vergasungsmittelleitung einmünden, mit der zusätzliches Vergasungsmittel wie beispielsweise Luft, Wasserstoff, Kohlendioxyd oder eine Kombination davon in die Reaktionszone geleitet werden kann. Auch kann eine Feststoffleitung in den Drehrohrofen 47 einmünden, über die weitere Feststoffe wie beispielsweise Katalysatoren und/oder Promotoren eingebracht werden können zur weiteren Optimierung des Vergasungsprozesses. Hinsichtlich weiterer Details des Reaktors 2 zusätzlich zu den in der vorliegenden Anmeldung näher beschriebenen Ausgestaltungen wird auf die Patentanmeldung DE 10 2006 013 617 A1 der Anmelderin verwiesen, die zum Gegenstand der vorliegenden Anmeldung gemacht wird. Bei dem Schüttgut handelt es sich beispielsweise um eine Biomasse aus nachwachsenden Rohstoffen, beispielsweise Mais, Kirschkerne, Spelzen oder Stroh. Weiterhin ist der Einsatz von Torf, Holzkohle, Klär- und Faulschlämmen, tierischen Abfällen wie beispielsweise Tiermehl als Schüttgut 16 möglich. Als Beimengung können in gewissen Mengen auch pflanzliche Öle, tierische Fette und Industrieöle und -fette verwendet werden. Bei Einsatz eines Drehrohrofens 47 finden vorzugsweise Temperaturen von 7000C bis 9500C Einsatz. In dem Reaktor 2 kann eine Pyrolyse erfolgen, bei der sich verschiedene gasförmige und kondensierbare Stoffe und ein festes im Wesentlichen aus Kohlenstoff bestehendes Pyrolysat bilden. Es versteht sich, dass die Vergasung unterstöchiometrisch erfolgt. Durch die Pyrolyse wird das Schüttgut, beispielsweise die Biomasse, in Festbrennstoffe umgewandelt, die einen so großen Heizwert besitzen können, dass sie wirtschaftlich verwertet werden können. Über einen separaten Antrieb mit unterschiedlichen Antriebsbedingungen für den Drehrohrofen 47 und den Schraubenförderer 1 ist es möglich, die Verweilzeit des Schüttguts 16 in dem Drehrohrofen 47 individuell zu gestalten. Ansonsten kann die Verweilzeit über die Geometrie und die gemeinsame Drehzahl eingestellt werden. Die Pyrolyse wird vorzugsweise in dem Drehrohrofen 47 durchgeführt, was außerhalb oder innerhalb der Seele 7 des Reaktors 2 erfolgen kann. Der Drehrohrofen 47 stellt in diesem Fall insbesondere einen Eintrittsbehälter 19 dar.
Während in den Figuren vorrangig ein Gegenstrom von Schüttgut und Gas beschrieben ist, findet die Erfindung auch Anwendung für eine Durchströmung im Gleichstrom. Bei dem mit dem Schüttgut reagierenden Gas kann es sich um ein extern bereitgestelltes und durch den Reaktor hindurchgeleitetes Gas handeln. Ebenfalls möglich ist, dass zumindest ein Teil des Gases durch Reaktion im Reaktor 2 gebildet wird.
Die Fig. 6 bis 9 geben Auslegungshilfen für die Dimensionierung des erfindungsgemäßen Reaktors 2 bzw. des Schraubenförderers 1. Hierbei ist in den Fig. 6 bis 9 der Winkel 8 als Winkel α dargestellt. Bezeichnet d den Außendurchmesser der Seele 7, D den Innendurchmesser des Gehäuses 3 und a die lichte radiale Abmessung des Kanals 10, so sollte die Gangbreite b vorzugsweise b = betragen, tanα
wobei gelten sollte
D-a b < - tanα
Für die maximale Förderleistung ergibt sich
π
V = bkιn—(D -dy mit θ<k1<1 und n in 1/s.
Für die überschlägige Ermittlung der Austragsleistung bzw. Förderleistung L im Austrag gelten die folgenden überschlägigen Abhängigkeiten:
Für das maximale Füllvolumen in einem Gang gilt:
V = V1 - V2 ,
wobei V1 das Schüttvolumen in dem Gehäuse bzw. dem Hüllrohr bezeichnet, während V2 das versperrte Volumen des Innenrohrs bezeichnet. Näherungsweise gilt für ein schräg stehendes, mit einem Fluid gefülltes Rohr: ,
Figure imgf000018_0001
wobei φ eine Funktion der Länge des Rohres I ist und zwar derart, dass gilt:
„ . _, r — h φ =2 sin und
h = h0 -/tanα h mit r als Radius und h als Höhe des Segments unter der Voraussetzung, dass gilt: / < ° tanα
Für die Volumina gilt:
V1 = I — D2 ( ,„φ(ml) i ö - 2(D - α - /tanα)
(b)
Figure imgf000019_0001
r α , ... . . /1ΛΛΛ J1 .. _ .. __!i d ö --2 /((dö --// ttaannαα)) , , ^ V2 = — (φ(l) - sm(φ(l)))dl mit φ = 2sm ι und b ≤
(b) tanα
Für b = b'= gilt: tanα
πd3
V7 = -
8 tanα
Hierbei wird näherungsweise die Schüttung als Fluid angenommen. Aufgrund der Trägheit in dem reibungsbehafteten Fluid kommt es im Querschnitt zu einer Rückströmung, so dass ohne Einfluss von Schüttgutparametern die Förderleistung um einen unbekannten Faktor 0<k1<1 ver- mindert werden muss. Aufgrund der unbekannten Schüttguteigenschaften stellt sich gegenüber einer Flüssigkeit, für die das oben Gesagte gelten mag, keine horizontale Schüttgutoberfläche ein, so dass die Förderleistung um einen weiteren unbekannten Faktor 0<k2<1 vermindert werden muss. Alternativ kann von einem höheren Schüttgutwinkel ß ausgegangen werden, so das sich bei Vernachlässigung des Fehlers höherer Ordnung das Schüttgutvolumen V mit α'=α+ß berechnet. Allerdings ist auch zu berücksichtigen, dass aufgrund der Schüttguteigenschaften die Schüttung über die mittlere Achse hinaus steht und somit sich das Schüttgutvolumen um einen unbekannten Faktor 1 <k3<1 ,2 erhöht, wobei 1 ,2 einen Schätzwert darstellt.
Für den Fall, dass gemäß Figuren 3 und 8 eine Seele 7 mit einer Ausnehmung 39 Einsatz findet, stellt sich abhängig von dem Abstand c, d. h. dem Überstand des Fortsatzes 35, ein
Füllpegel des Fortsatzes 35 mindestens bis zur unteren Kante des Austragrohres ein. Nimmt man eine Flüssigkeit als gefördertes Fluid an, so stellt die Konfiguration in den Positionen, in denen die Öffnung im Austragsrohr vollständig unter dem Füllpegel im Austragsrohr ist, einen Siphon dar. Geometrisch betrachtet ist das über einen Winkel von
ψ = 2π - 2γ - χ als "Öffnungswinkel des freien Abschnitts" gegeben.
Für χ gilt:
χ = 2sin~1( 1) mit A = c'tan— .
In dem Fall, dass das Fluid ein Schüttgut ist, ist der Ausflussquerschnitt als versperrt anzunehmen, wenn die Austragungsgeometrie einen Siphon darstellt. Des Weiteren ist der Schüttgutwinkel ß zu berücksichtigen. Für kleine ß kann α durch α' wie zuvor erläutert ersetzt werden. Der Ausfluss kann unter Vernachlässigung des Fließwiderstands dann anhand des Öffnungs- intervalls zu
V = k4Vmax ^- , m\t 0<k4<\
2π
angenommen werden.
Kommt hingegen gemäß Fig. 2 und 9 eine spaltartige Verengung, beispielsweise mit einer kreisringförmigen Austrittsöffnung 21 , zum Einsatz, erhöht sich in diesem Bereich zum einen die Reibung und zum anderen der Ausströmwinkel. Die Reibung kann mit einem Faktor 0<k5<1 berücksichtigt werden. Der Ausströmwinkel verändert sich entsprechend
Figure imgf000020_0001
wobei b über dem Umlauf variabel ist, d. h. vom Maximum bis zur Dicke der Endscheibe. Des Weiteren muss mit einem Faktor k6:1/4<k6<l berücksichtigt werden, dass bei einem kleineren Austrittsquerschnitt, der Flächenmittelpunkt des repräsentativen Austrittsquerschnitts nach oben wandert und somit den Schüttwinkel weiter vermindert.
BEZUGSZEICHENLISTE
Schraubenförderer 31 Zufuhrkanal
Reaktor 32 Abführkanal
Gehäuse 33 Stauelement
Mantelfläche 34 Stirnseite
Längsachse 35 Fortsatz
Förderschnecke 36 Innenraum
Seele 37 Austrittsöffnung
Winkel 38 Boden
Horizontale 39 Ausnehmung
Kanal 40 Kontur
Querschnitt 41 Stauelement
Mantelfläche 42 Länge
Unterseite 43 Höhe
Oberseite 44 Austrittskante
Eintrittsbereich 45 Stauelement
Schüttgut 46 Dosierschnecke
Förderrichtung 47 Dreh roh rofen
Austrittsbereich 48 Eintrittsbereich
Eintrittsbehälter 49 Hohlkörper
Eintrittsöffnung 50 Öffnung
Austrittsöffnung
Schüttkegel
Querschnitt
Teilquerschnitt
Teilquerschnitt
Teilkanal
Gas
Zuführkanal
Austrittsbehälter
Abführkanal

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Reaktor (2), a) in dem ein Schüttgut (16) mit einem archimedischen Schraubenförderer (1 ) gefördert wird, der aa) eine spiralförmige Förderschnecke (6), ab) ein radial außenliegend fest mit der Förderschnecke (6) verbundenes und mit der Förderschnecke (6) verdrehtes Gehäuse (4) sowie ac) eine radial innenliegend von der Förderschnecke (6) angeordnete Seele (7) aufweist, ad) wobei zwischen Förderschnecke (6), Gehäuse (4) und Seele (7) ein spiralförmiger gasdichter Kanal (10) gebildet ist, und b) in dem ein Gas (27) den spiralförmigen Kanal (10), insbesondere im Gleichstrom zu der Förderrichtung des Schüttguts (16), durchströmt und mit diesem reagiert, dadurch gekennzeichnet, dass c) im Austrittsbereich (18) des archimedischen Schraubenförderers (1 ) ein Stauelement (33; 41 ; 45) vorgesehen ist zur Bildung eines Rückstaus des Schüttguts (16).
2. Reaktor (2) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Stauelement (33) mit einer Austrittsöffnung (21 ) gebildet ist, welche einen Austrittsquerschnitt besitzt, der kleiner ist als der wirksame Förderquerschnitt des archimedischen Schraubenförderers (1 ).
3. Reaktor (2) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Austrittsquerschnit von mindestens einer Öffnung der ansonsten geschlossenen Stirnseite (34) des Gehäuses (4) gebildet ist.
4. Reaktor (2) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung des Stauelements (41 ) die Seele (7) im Austrittsbereich (18) als Hohlkörper (49) mit einem Innenraum (36) ausgebildet ist und eine Ausnehmung (39) einen Übertrittsquerschnitt von einem Endbereichs des Kanals (10) zu dem Innenraum (36) bildet.
5. Reaktor (2) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper (49) einen den archimedischen Schraubenförderer (1 ) fortsetzenden rohrförmigen Fortsatz (35) besitzt, welcher gegenüber der Horizontalen (9) in Förderrichtung (17) nach oben geneigt ist.
6. Reaktor (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Drehrohrofen (47) und der archimedische Schaubenförderer (1 ) ineinander verschachtelt angeordnet sind.
7. Reaktor (2) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehrohrofen (47) und der archimedische Schaubenförderer (1 ) koaxial zueinander angeordnet sind.
8. Reaktor (2) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehrohrofen (47) in der Seele (7) des archimedischen Schaubenförderer (1 ) ausgebildet ist.
9. Reaktor (2) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der archimedische Schaubenförderer (1 ) radial innenliegend von dem Drehrohrofen (47) angeordnet ist.
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