DE19630564A1 - Vorrichtung zum Einbringen von zu verbrennendem oder pyrolytisch umzusetzendem Gut - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung der im Oberbe­ griff des Anspruchs 1 angegebenen Art.

Die Entsorgung von Abfällen aus der Industrie und den Haushalten wird in vielen Fällen durch Verbrennung bzw. pyrolytische Umsetzung der unterschiedlichen Abfallbe­ standteile vorgenommen.

Der Verbrennungs- bzw. der pyrolytische Umsetzungsprozeß wird nach Möglichkeit derart gestaltet, daß nicht nur die bei der Verbrennung bzw. pyrolytischen Umsetzung abgegebe­ ne Wärme nutzbar ist, sondern auch chemische Sekun­ därrohstoffe erzeugt werden. Unter diesem Aspekt kommt der Entsorgung der Altreifen von Fahrzeugen, deren Zahl durch wachsendes Verkehrsaufkommem in einem ständigen Steigen begriffen ist, besondere Bedeutung zu.

Bei der pyrolytischen Umsetzung von Altreifen werden die chemischen Komponenten des Reifenmaterials durch eine thermische Spaltung in ihre Bestandteile zerlegt. Die py­ rolytische Umsetzung von Altreifen wird bei Temperaturen im Bereich von etwa 450 bis 600°C durchgeführt und ist ne­ ben einer Erzeugung von festen Sekundärrohstoffen mit der Bildung von größeren Gasmengen mit teilweise toxischen Be­ standteilen verbunden. Deshalb weisen die Einrichtungen zur pyrolytischen Umsetzung für das Einbringen der py­ rolytisch umzusetzenden Abfälle besondere Materialschleu­ sen auf, durch welche ein Abströmen der bei der pyrolyti­ schen Umsetzung entstehenden Gase in die Umgebung der An­ lage zur pyrolytischen Umsetzung verhindert.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE-OS 43 00 470 ist eine Müllverbrennungsanlage mit mehreren, vertikal über­ einander angeordneten Brennkammern bekannt, bei welcher der zu verbrennende Müll über eine doppelt schließende und unter einem Winkel von 45 geneigt angeordnete Schleuse in eine Vorbrennkammer eingebracht wird. Die Schleuse weist zwei abwechselnd und nacheinander sich schließende oder öffnende Schieberventile auf, um unerwünschte Emissionen in die nähere Umgebung der Müllverbrennungsanlage weitestgehend zu vermeiden. Die Schleuse ist mit der Vorbrennkammer der Müllverbrennungseinrichtung verbunden, so daß die Dichtungsmittel der Schieberventile keiner gro­ ßen thermischen Belastung unterliegen und bei den entsprechenden Temperaturen im wesentlichen nicht gasdicht ausgebildet sein müssen, da die Hauptverbrennung oberhalb der Schleuse vorgenommen wird und das bei der Verbrennung entstehende Gas am oberen Ende der Hauptbrennkammer abge­ leitet wird.

Es ist weiterhin gemäß der deutschen Offenlegungsschrift DE-OS 35 32 840 ein Füllochverschluß für einen Verko­ kungsofen bekannt, welcher von der Ofendecke aus mit dem Brennstoff beschickt wird. Um insbesondere unerwünschte Emissionen während des Öffnens und Schließens der Füllöff­ nung sowie beim Brennstoffeintrag zu vermeiden, ist der vorgeschlagene Füllochverschluß zweiteilig ausgebildet. Um die thermische Belastung des ersten, dem Brennraum zugewandten Verschlußteils herabzusetzen, trägt dieser ein Wärmeschutzschild aus Metall. Der zweite Verschlußteil ist als Feindichtung ausgebildet und als gasdichter Verschluß des Füllochs vorgesehen.

Die bekannten Lösungen weisen den Nachteil auf, daß einer­ seits die vorgeschlagenen Verschlußeinrichtungen mit Dichtungen ausgerüstet sind, die thermisch nur in geringem Maße belastet werden können oder daß andererseits zum thermischen Schutz der Dichtungsmittel ein metallisches Schutzschild angeordnet werden muß, welches seinerseits eine große Trägheit der gesamten Verschlußeinrichtung nach sich zieht. Die dadurch erforderlichen leistungsstärkeren Antriebsmittel führen zu erhöhten Investitions- und Betriebskosten für die entsprechende Verbrennungsanlage bzw. Anlage zur pyrolytischen Umsetzung.

Ausgehend von den Mängeln des Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, konstruktive Mittel für eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung anzu­ geben, mit welchen einerseits eine verbesserte Dichtung der Verschlußanordnungen einer zum Einbringen von zu ver­ brennendem oder pyrolytisch umzusetzendem Gut in eine Brennkammer bzw. Kammer zur pyrolytischen Umsetzung vorge­ sehenen Schleusenkammer ermöglicht und andererseits eine Erhöhung der Stand zeit der zum Abdichten verwendeten Dichtmittel sichert.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung schließt die Erkenntnis ein, daß Vorteile bei der Abdichtung von Verschlußanordnungen einer Schleu­ senkammer, durch welche zur Verbrennung oder pyrolytischen Umsetzung vorgesehenes Gut in die Brennkammer bzw. Kammer zur pyrolytischen Umsetzung einer Verbrennungseinrichtung bzw. Einrichtung zur pyrolytischen Umsetzung gelangt, er­ reicht werden kann, wenn die zur Abdichtung der Verschluß­ anordnungen vorgesehenen Dichtmittel in ihren mechani­ schen und wärmetechnischen Eigenschaften an die jeweiligen Konditionen des Verbrennungs- bzw. pyrolytischen Umset­ zungsprozesses anpaßbar ausgebildet sind.

Entsprechend der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung zum Einbringen von zu verbrennendem bzw. pyrolytisch umzusetzendem Gut in eine Verbrennungsan­ lage bzw. Anlage zur pyrolytischen Umsetzung eine doppelt schließende Schleusenkammer auf, über welche das zu ver­ brennende bzw. pyrolytisch umzusetzende Gut nach Passieren von abwechselnd und nacheinander öffnenden bzw. schließen­ den Verschlußeinrichtungen der Schleusenkammer von oben in die Brennkammer bzw. Kammer zur pyrolytischen Umsetzung der Verbrennungsanlage bzw. Anlage zur pyrolytischen Um­ setzung gelangt. An den Verschlußeinrichtungen der Schleusenkammer sind Dichtmittel mit einstellbarer mecha­ nischer und/oder thermischer Belastbarkeit vorgesehen. Da­ durch wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß die Verschlußmittel einerseits höheren Temperaturen ausge­ setzt und andererseits zusätzlich mit höheren Drucken be­ lastet werden können, ohne daß an den Dichtmitteln Schäden eintreten bzw. die Verschlußeinrichtungen undicht werden.

Die Dichtmittel bestehen aus einem elastischen Werkstoff. Zur Änderung ihrer mechanischen und/oder thermischen Eigenschaften ist innerhalb der Dichtmittel mindestens ein Strömungskanal vorgesehen. Dieser Strömungskanal führt ein flüssiges oder gasförmiges, in einem Kreislauf bewegtes Medium, dessen Druck und/oder dessen Strömungsgeschwindig­ keit steuerbar ist. Dadurch kann auf einfache Weise die Oberflächentemperatur der Dichtmittel verändert (vorzugs­ weise herabgesetzt) werden, wenn das Strömungsmedium ge­ eignet, beispielsweise durch einen Wärmetauscher (Kühler), temperiert wird. Gleichermaßen ist durch den Druck im Strömungskanal die Elastizität des Dichtmittels in be­ stimmtem Umfang veränderbar.

Entsprechend einer günstigen Weiterbildung der Erfindung ist der Vorrichtung zum Einbringen des zu verbrennenden bzw. pyrolytisch umzusetzenden Gutes eine Regelungsein­ richtung zugeordnet, durch welche der Druck und/oder die Strömungsgeschwindigkeit des die Dichtmittel durchströmen­ den Mediums in Abhängigkeit von den physikalischen Bedin­ gungen innerhalb des Brennraums bzw. Raums zur pyrolyti­ schen Umsetzung der Verbrennungseinrichtung bzw. Einrich­ tung zur pyrolytischen Umsetzung, insbesondere der Tempe­ ratur und dem Druck, veränderbar ist. Dazu sind im Strö­ mungsmittelkreislauf jeweils den einzelnen Dichtmitteln zugeordnete Stelleinrichtungen, beispielsweise Ventile, vorgesehen, deren Stellsignale von einem Regler erzeugt werden. Dieser Regler beeinflußt gleichermaßen die Dreh­ zahl einer Pumpe, durch welche das Strömungsmedium in ei­ nem Kreislauf bewegt wird.

Als Strömungsmedium, welches der Kühlung der Dichtmittel dient und die aus dem Brennraum bzw. Raum zur pyrolyti­ schen Umsetzung in die Dichtmittel eingeleitete Wärmemenge abführt, ist vorzugsweise Wasser vorgesehen.

Die Meßglieder der Regelungseinrichtung zur Erfassung von Temperatur und Druck sind im oberen, der Schleusenkammer zugewandten Bereich des Brennraums bzw. Raums zur pyroly­ tischen Umsetzung der Verbrennungsanlage bzw. Anlage zur pyrolytischen Umsetzung angeordnet, um in vorteilhafter Weise die Temperatur- und Druckbedingungen zu erfassen, welche an den Dichtmitteln der Verschlußeinrichtungen der Schleusenkammer, insbesondere der dem Brennraum bzw. Raum zur pyrolytischen Umsetzung direkt gegenüberliegenden Verschlußeinrichtung, wirksam werden.

Die Verschlußeinrichtungen der Schleusenkammer weisen ent­ weder jeweils einen quer zur Längsachse der Schleusen­ kammer beweglichen Schieber oder eine schwenkbare Klappe auf.

Bei der Verwendung eines Schiebers sind die Dichtmittel der Verschlußeinrichtung an der Wandung der Schleusen­ kammer in einem der jeweiligen Schieberdicke entsprechenden Abstand in vertikaler Richtung übereinander befestigt.

Die schwenkbare Klappe der jeweiligen Verschlußeinrichtung trägt das Dichtmittel auf ihrer dem Brennraum bzw. Raum zur pyrolytischen Umsetzung abgewandten Seite, um die thermische Belastung des Dichtmittels möglichst gering zu halten.

Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfin­ dung sind die Strömungskanäle als Druckleitung mit peri­ pheren, in die Kanalwandung eingesetzten Verstärkungs­ elementen ausgebildet und weisen ein Querschnittsprofil auf, welches von Bogenlinien begrenzt ist. Für eine gün­ stige Druck- und Wärmeverteilung innerhalb des Dichtmit­ tels sind kreis- oder halbkreisförmige bzw. im wesentli­ chen elliptisch ausgebildete Querschnittsflächen vorgese­ hen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Un­ teransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungs­ gemäßen Vorrichtung zum Einbringen von zu verbrennendem bzw. pyrolytisch umzusetzendem Gut,

Fig. 2 die Darstellung eines Details der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 3 die Ansicht eines Querschnittsprofils eines erfindungsgemäß vorgesehenen Dichtmittels, sowie

Fig. 4 eine vorteilhafte Weiterbildung der in Fig. 3 gezeigten Erfindung.

Die in Fig. 1 in schematisierter Form dargestellte Vor­ richtung 1 zum Einbringen von zu verbrennendem bzw. pyro­ lytisch umzusetzendem Gut in den Brennraum bzw. Raum zur pyrolytischen Umsetzung 19 einer Verbrennungsanlage bzw. Anlage zur pyrolytischen Umsetzung weist eine Schleusen­ kammer 2 auf, an welcher abwechselnd und nacheinander öffnende bzw. schließende Verschlußeinrichtungen 3, 4 vor­ gesehen sind. In den Verschlußeinrichtungen 3, 4 sind je­ weils Dichtmittel (vergleiche die Positionen 20, 30 und 40 in den Fig. 2, 3 und 4) angeordnet, welche von einem flüssigen Medium durchströmbar ausgebildet sind.

Das für die Kühlung der Dichtmittel der Verschlußein­ richtungen 3, 4 eingesetzte Strömungsmedium wird in einem Kreislauf 18 geführt, wobei der Druck des Mediums bzw. die Höhe der Strömungsgeschwindigkeit durch eine in dem Kreislauf angeordnete Pumpe 8 steuerbar ist. Jeder der Verschlußeinrichtungen 3, 4 ist ein Regelventil 11, 12 zugeordnet, um die zwecks Kühlung durch die Dichtmittel fließende Menge des Strömungsmediums einstellen zu können.

Für die Aktivierung der Stellglieder ist eine Regelein­ richtung 6 vorgesehen, deren Sollwertvorgabe über den Ein­ gang 7 der Regeleinrichtung erfolgt. Um die zwecks Kühlung durch die Dichtmittel strömende Menge und/oder der Druck des Strömungsmediums in Abhängigkeit von der Temperatur und dem Gasdruck in der Brennkammer bzw. Kammer zur pyro­ lytischen Umsetzung 19 der Verbrennungsanlage bzw. Anlage zur pyrolytischen Umsetzung einstellen zu können, sind der Regeleinrichtung 6 zwei Meßfühler 13.1, 13.2 zugeordnet.

Die Meßfühler 13.1, 13.2 sind in dem der Schleusenkammer 2 direkt nachfolgenden Bereich der Brennkammer bzw. Kammer zur pyrolytischen Umsetzung 19 angeordnet und über die Leitungen 10.4, 10.5 mit der Regeleinrichtung 6 verbun­ den.

Die Steuerleitungen für die Regelventile 11, 12 bzw. die Pumpe 8 sind mit 10.1 und 10.2 bzw. 10.3 bezeichnet.

Als Kühlmedium für die Dichtmittel der Verschlußein­ richtungen 3, 4 ist Wasser vorgesehen, dessen Temperatur in einem Wärmetauscher 9 durch Abgabe der in den Dichtmit­ teln aufgenommenen Wärme herabgesetzt wird.

Die Anlage zur pyrolytischen Umsetzung dient dem Recycling von Fahrzeugreifen, wobei das pyrolytisch umzusetzende Gut der Schleusenkammer 2 über eine Schütte 5 in Form von kleinstückigem, vorzugsweise geschredderten, Gummimaterial zugeführt wird.

Fig. 2 zeigt die schematisiert dargestellte Ansicht eines Teilschnittes längs der Linie A . . . A gemäß Fig. 1.

Die unterhalb der Schütte 5 befindliche Verschlußein­ richtung 4 der Schleusenkammer 2 weist einen quer zur Achse der Schleusenkammer beweglichen Schieber 16, dessen Bewegungsrichtung durch den Pfeil 15 angedeutet ist, und zwei schlauchförmige Dichtmittel 20 auf, welche bei ge­ schlossenem Schieber die Spalten zwischen der Wandung 2.1 der Schleusenkammer 2 und dem Schieber 16 abdichten. Der elliptisch ausgebildete Strömungskanal 20.1 der Dichtmit­ tel 20 ist mit einem Kühlmedium, beispielsweise Wasser, gefüllt. Durch Änderung von Druck und Menge des das Dicht­ mittel 20 durchströmenden Mediums ist die Elastizität und die Oberflächentemperatur des Dichtmittels einstellbar.

Die Dichtmittel 20 sind an mit der Schleusenkammerwandung 2.1 verbundenen Halterungen 14 befestigt. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist der Anschluß des Kühlmittelkreis­ laufs an die Dichtmittel 20 nicht dargestellt.

Die Schnittdarstellung gemäß Fig. 3 zeigt den Randbereich einer schwenkbaren, einseitig gelagerten Klappe 17 der Verschlußeinrichtung einer Schleusenkammer. Die Klappe 17 trägt ein Dichtmittel 30 mit einem ein im wesentlichen halbkreisförmiges Querschnittsprofil aufweisenden Strö­ mungskanal 30.2 für ein flüssiges Kühlmedium. In die elastische Wandung 30.1 des Dichtmittels 30 sind Armie­ rungselemente 30.3 eingearbeitet, so daß der Strömungska­ nal hinsichtlich der Festigkeit die Eigenschaften einer Druckleitung aufweist.

Mittels einer großen Strömungsgeschwindigkeit des Kühlme­ diums lassen sich relativ niedrige Oberflächentemperaturen an dem Dichtmittel, eine Vergrößerung des Drucks innerhalb des Strömungskanals führt zu einer höheren Steifigkeit des Dichtmittels 30.

Fig. 4 zeigt in Schnittdarstellung den Randbereich einer schwenkbaren, einseitig gelagerten Klappe 17 der Ver­ schlußeinrichtung einer Schleusenkammer. Die Klappe 17 trägt ein Dichtmittel 40 mit einem ein im wesentlichen elliptischen Querschnittsprofil. In diesem Profil sind zwei Strömungskanäle 40.2 und 40.3 für den Transport jeweils eines flüssigen bzw. eines gasförmigen Strö­ mungsmediums vorgesehen. Das flüssige Strömungsmedium, vorzugsweise Wasser, im Kanal 40.2 dient der Kühlung des Dichtmittels 40, mit Hilfe des in dem Strömungskanal 40.3 befindlichen gasförmigen Mediums ist durch Druckvariation die Nachgiebigkeit des Dichtmittels 40 einstellbar.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbei­ spiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht.

Claims (18)

1. Vorrichtung (1) zum Einbringen von zu verbrennendem bzw. pyrolytisch umzusetzendem Gut in die Brennkammer bzw. Kammer zur pyrolytischen Umsetzung (19) einer Verbren­ nungsanlage bzw. Anlage zur pyrolytischen Umsetzung, mit einer doppelt schließenden Schleusenkammer (2), über wel­ che das zu verbrennende bzw. pyrolytisch umzusetzende Gut nach Passieren von abwechselnd und nacheinander öffnenden bzw. schließenden Verschlußeinrichtungen (3, 4) von oben in die Brennkammer bzw. Kammer zur pyrolytischen Umsetzung (19) gelangt, dadurch gekennzeichnet, daß an den Verschlußeinrichtungen (3, 4) der Schleusen­ kammer (2) Dichtmittel (20, 30, 40) mit einstellbarer mechanischer und/oder thermischer Belastbarkeit vorgesehen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Einstellen der Eigen­ schaften der Dichtmittel (20, 30, 40) in Anhängigkeit von mindestens einem Parameter des Verbrennungsvorganges bzw. Vorganges der pyrolytischen Umsetzung erfolgt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine Einstellbarkeit der Oberflächentemperatur der Dichtmittel (20, 30, 40) vorge­ sehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Dichtmittel (20, 30, 40) mindestens einen von einem Kühlmedium durchströmbaren Strömungskanal (20.1, 30.2, 40.2) aufweisen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Dichtmittel (20, 30, 40) in ihrer Elastizität einstellbar ausgebildet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in den Dichtmitteln (40) mindestens ein Strömungskanal (40.3) für ein gasförmiges Medium vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die Strö­ mungskanäle (20.1, 30.2, 40.2, 40.3) als Druckleitung ausgebildet sind.

8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als py­ rolytisch umzusetzendes Gut kleinstückiges Gummimaterial, vorzugsweise Gummistücke von geschredderten Altreifen vor­ gesehen ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß die Strömungskanäle (20.1, 30.2, 40.2, 40.3) für das Kühl­ mittel und das gasförmige Medium durch Bogenlinien be­ grenzte Querschnittsflächen aufweisen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Strömungskanäle (20.1, 30.2, 40.2, 40.3) kreisringförmige, im wesentlichen halbkreisförmige oder im wesentlichen elliptisch aus­ gebildete Querschnittsflächen aufweisen.

11. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Regeleinrichtung (6) mit Stellgliedern (11, 12) und Meß­ fühlern (13.1, 13.2) vorgesehen ist, durch welche die zwecks Kühlung durch die Dichtmittel (20, 30, 40) strö­ mende Menge und/oder der Druck des Strömungsmediums in Abhängigkeit von der Temperatur und dem Gasdruck in der Brennkammer bzw. Kammer zur pyrolytischen Umsetzung (19) der Verbrennungsanlage bzw. Anlage zur pyrolytischen Um­ setzung einstellbar ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß als Kühlmedium Wasser vorgesehen ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Meßfühler (13.1, 13.2) der Regeleinrichtung (6) in dem der Schleusenkammer (2) nachgeordneten Bereich der Brennkammer bzw. Kammer zur py­ rolytischen Umsetzung (19) angeordnet sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Brennkammer bzw. Kammer zur pyrolytischen Umsetzung (19) und die Schleusenkammer (2) vertikal übereinander und auf gleicher Achse vertikal liegend angeordnet sind.

15. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Schleusenkammer (2) ei­ nen sich in Einbringrichtung des zu verbrennenden bzw. py­ rolytisch umzusetzenden Gutes erweiternden freien Quer­ schnitt aufweist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Verschlußeinrichtungen (3, 4) jeweils einen als quer zur Längsachse der Schleu­ senkammer (2) bewegbaren Schieber (16) oder eine schwenk­ bare Klappe (17) aufweisen.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Dichtmittel (30, 40) am Rand der der Brennkammer bzw. Kammer zur pyrolytischen Um­ setzung abgewandten Seite der schwenkbaren Klappen (17) befestigt sind.

18. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Dichtmittel (20) an der Wandung (2.1) der Schleusenkammer (2) angeordnet sind.