DE29912277U1

DE29912277U1 - Vorrichtung zum Entgasen von organischen Substanzen

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Publication number: DE29912277U1
Application number: DE29912277U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-07-14
Filing date: 1999-07-14
Publication date: 1999-10-07
Anticipated expiration: 2009-07-15

Description

Vorrichtung zum Entgasen von organischen Substanzen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Entgasen von organischen Substanzen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Unter organischen Substanzen sollen hier vor allem, aber nicht ausschließlich Späne, Schnitzel und dergleichen aus verkohlbaren Stoffen, wie z. B. Holz, aber auch andere Reststoffe verstanden werden.

Zur Vergasung von Stoffen ist aus der DE 29 38 912 Al ein Verschwelungsreaktor bekannt, der mit einem Gaswandler verbunden ist. An den Gaswandler schließt sich zur Abkühlung und Reinigung ein Heizgaszyklon und ein Reinigungs- und Kühlsystem an, in denen das Gas von restlichen Spuren von Staub, Teer, Phenol, Schwefel und Stickstoffverbindungen gereinigt und abgekühlt wird.

Aus der DE 40 11 945 Cl ist ein Pyrolyseverfahren bekannt, bei dem zur Entgasung von organischen Substanzen das Pyrolysegut unter Verdichtung in eine beheizbare Pyrolysekammer eingebracht und unter Beibehaltung des verdichteten Zustandes diese durchläuft. Dabei soll die Wärmezufuhr zum Pyrolysegut durch die mit dem verdichteten Pyrolysegut in Druckkontakt stehenden Kammerwandungen der Pyrolysekammer erfolgen. Ein weiterer Aspekt ist die Beheizung der Pyrolysekammer mit den Abgasen, die bei der Verbrennung des Pyrolysegutes entstehen.

Da in dieser Druckschrift jedoch von verdichtetem Pyrolysegut zwingend ausgegangen wird, ist es als nachteilig anzusehen, eine nicht näher bezeichnete Verdichtungseinrichtung vorsehen zu müssen und es ist auch nachteilig, immer fur eine kontinuierliche oder intermittierende Verdichtung Sorge tragen zu müssen. Der dazu erforderliche apparative und steuerungstechnische Aufwand ist jedenfalls hoch.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der ein Pyrolyseverfahren einfach und effizient durchgeführt werden kann, ohne daß jedoch weder eine kontinuierliche noch eine intermittierende Verdichtung erforderlich sein muß. Vielmehr soll durch die erfindungsgemäße Vorrichtung eine einfachere Pyrolyse von organischen Substanzen erfolgen können, als dies aus dem Stand der Technik bekannt ist.

Diese Aufgabe wird von einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Durch Vorrichtungen gemäß der abhängigen Ansprüche wird die Erfindung in vorteilhafter Weise ausgestaltet.

Die besonderen Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegen in ihrem einfachen und robusten Aufbau, welcher eine hohe Betriebssicherheit erwarten läßt sowie in dem hohen Wirkungsgrad, mit dem durch diese Vorrichtung Pyrolysegut entgast werden kann.

Mit Hilfe der Zeichnungen soll die Erfindung anhand eines Ausfuhrungsbeispieles näher erläutert werden.

Es zeigt:

Figur 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Pyrolyse und Figur 2 eine schematisch dargestellte Einrichtung zur Entgasung von verkohlbaren Substanzen mit Vorrichtungen zur Energiegewinnung aus den Nutzgasen.

In Figur 1 ist eine Vorrichtung 1 zur Pyrolyse gezeigt, welche im Wesentlichen aus einer rohrförmigen Pyrolysekammer 2 besteht, die in der Zeichnung teilweise geschnitten dargestellt ist. Das Gehäuse 3 der rohrförmigen Pyrolysekammer 2 weist eine doppelte Wandung 4 auf. In das Gehäuse 3 mit der doppelten Wandung 4 mündet ein Anschlußstutzen 5, der mit der Abgasleitung 6 einer in Figur 1 nicht dargestellten Brennkraftmaschine verbunden ist, welche in Figur 2 mit V bezeichnet ist. Die Abgase der in Figur 1 nicht gezeigten Brennkraftmaschine heizen den von der doppelten Wandung 4 begrenzten Zwischenraum des Gehäuses 3 der Pyrolysekammer 2 auf. Durch innigen Kontakt mit der inneren der doppelten Wandung 4 wird der Wärmeübergang von dem beheizten Gehäuse 3 der Pyrolysekammer 2 auf zu entgasendes Pyrolysegut 7, welches durch die Pyrolysekammer 2 gefordert wird, optimiert. Das Pyrolysegut 7 befindet sich in einem als Silo 8 bezeichneten Vorratsbehälter, aus welchem es durch eine luftdichte, sogenannte Zellradschleuse Z im Gehäuse 3 sukzessive ins Innere 9 der Pyrolysekammer 2 gelangt.

Am unteren Ende 10 der Pyrolysekammer 2 befindet sich ein Antrieb 11, der als Elektromotor mit gasdichtem Getriebe ausgebildet sein kann. Der Antrieb 11 wirkt auf eine Förderschnecke 12, mittels der das Pyrolysegut 7 durch die rohrformige Pyrolysekammer 2 transportiert wird. In der Zeichnung ist zur besseren Darstellung der Wendel der Förderschnecke 12 nur eine geringe Menge Pyrolysegut 7 gezeigt, aber im Betrieb ist der

Innenraum 9 der Pyrolysekammer 2 gut gefüllt, was den Wirkungsgrad der Vorrichtung günstig beeinflußt. Eine weitere Verbesserung des Wirkungsgrades wird dadurch erreicht, daß die Förderschnecke 12 ebenfalls beheizt ist. Dazu ist beispielsweise an ihrem unteren Ende 13 ein Einlaßstutzen 14 vorgesehen, in den eine Abgasleitung 15 des bereits vorerwähnten Verbrennungsmotors einmündet. Die Förderschnecke 12 weist nämlich eine Hohlwelle 16 auf, welche von den heißen Verbrennungsabgasen des Verbrennungsmotores durchströmt wird und auf diese Weise den Innenraum 9 der Pyrolysekammer 2 bzw., durch unmittelbaren Kontakt das Pyrolysegut 7 ebenfalls aufheizt. Der innige Kontakt des Pyrolysegutes 7 mit der Hohlwelle 16 und der Wendel der Förderschnecke 12 verbessert das Aufheizen und damit die Entgasung des Pyrolysegutes 7 erheblich. Das Pyrolysegut 7 wird also durch den innigen Kontakt mit der inneren der doppelten Wandung 4 des Gehäuses 3 der Pyrolysekammer 2 und durch den innigen Kontakt mit der Förderschnecke 12 auf einfachste Weise durch die heißen Verbrennungsabgase des Verbrennungsmotors V aufgeheizt, so daß der Pyrolysevorgang erheblich beschleunigt wird.

Am anderen Ende der Pyrolysekammer 2 ist ein Thermofühler 17 im Innenraum 9 der Pyrolysekammer 2 vorhanden, welcher die örtliche Temperatur des Pyrolysegutes 7 ermittelt. In Abhängigkeit von der gemessenen Temperatur kann über einen oder mehrere Luft- bzw. Sauerstoffeinlaßstutzen 18, welche gezielt angesteuert werden können, sauerstoffhaltiges Gas in den Innenraum 9 der Pyrolysekammer 2 einströmen oder eingeblasen werden, welches die Entgasungstemperatur erheblich erhöhen kann.

Während im unteren Bereich der Pyrolysekammer 2 Reaktionstemperaturen zwischen 400° und 500° C herrschen, werden durch das Einblasen von sauerstoffhaltigen Gasen im oberen Bereich Temperaturen bis 1500°c erzielt.

Weitere Vorteile sind bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung dadurch gegeben, daß der Austritt der gasförmigen Pyrolyseprodukte aus der Pyrolysekammer 2 am Ende der Förderstrecke erfolgt. Diese Maßnahme hat zur Folge, daß die heißen gasförmigen Pyrolyseprodukte zum einen das Pyrolysegut 7 in voller Länge durchströmen, zum anderen wird die Pyrolysekammer 2 hierdurch erst unmittelbar vor der Ausbringung der Pyrolyserückstände drucklos gemacht.

Gemäß der sich einstellenden Strömung der gasförmigen Pyrolyseprodukte und des dadurch bedingten Druckabfalles längs der Pyrolysekammer 2 herrschen die höchsten Drücke an der Einbringungsseite und sorgen hier für eine schnelle Durchwärmung als auch für eine schnelle Entgasung.

Die Erwärmung des Pyrolysegutes 7 erfolgt - wie bereits erwähnt - durch Kontakt mit der inneren der doppelten Wandung 4 des Gehäuses 3 sowie durch die Hohlwelle 16 und die Wendel der Förderschnecke 12 nach Art von Wärmetauschern, wobei der Wärmeübergang als optimal angesehen werden kann.

Eine weitere Möglichkeit zur Gestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann durch Vorsehen von Querschnittsverengungen entlang der Pyrolysekammer 2 bestehen. Dies ist in den Figuren durch den konischen Abschnitt 18 kenntlich gemacht. Es liegt im Rahmen der Erfindung, in weiterer Ausgestaltung die gesamte oder wenigstens nahezu die gesamte Pyrolysekammer konisch auszuführen. Mit derartigen Maßnahmen lassen sich die Druckverhältnisse bei der Förderung des Pyrolysegutes gezielt beeinflussen.

Das verbrauchte Pyrolysegut 7 wird am oberen Ende der Pyrolysekammer 2 als Asche A ausgebracht und kann in geeigneten Behältern aufgefangen und entsorgt werden. Das Restvolumen der Asche A beträgt nur noch einen Bruchteil des Ursprungsvolumens und kann beispielsweise zu Düngemittel verarbeitet werden.

In Figur 2 ist stark schematisiert eine Einrichtung zur Entgasung von verkohlbaren Substanzen mit Vorrichtungen zur Energiegewinnung aus den Pyrolyseprodukten in Form von Nutzgasen dargestellt. Neben der bereits beschriebenen erfindungsgemäßen Pyrolysekammer 2 ist gezeigt, daß sich am äußersten Ende der Pyrolysekammer 2 ein Auslaßstutzen 20 fur Nutzgas befindet, der in eine Einrichtung 21 zur Gaswäsche 21 mündet. Die Funktion der Einrichtung 21 zur Gaswäsche sei hier nicht näher erläutert, da sie in beliebiger Weise ausgeführt werden kann. Das gereinigte Gas wird über eine Leitung 22 in einen Gassammelbehälter 23 eingespeist und von dort über ein einstellbares Steuerventil 24 einem Verbrennungsmotor V zugeführt. Dieser Verbrennungsmotor V arbeitet nach bekannten Prinzipien.

An den Verbrennungsmotor V ist eine Elektromotor/Generatoreinheit 25 angeschlossen, mit deren Hilfe aus der vom Verbrennungsmotor V gelieferten mechanischen Energie Strom erzeugt wird. Der erzeugte Strom kann vom Betreiber der vorbeschriebenen Anlage selbst genutzt werden, und/oder der nicht benötigte Strom wird zur anderweitigen Nutzung bereitgestellt bzw. ins öffentliche Netz eingespeist. Die Abwärme aus dem Kühlwasser des Verbrennungsmotors V kann in Form von Warmwasser zu Heizzwecken verwendet werden; die Abgasabwärme wird - wie bereits erwähnt - nach dem Durchlaufen eines Schalldämpfers 26 in erfinderischer Weise zur Heizung der Pyrolysekammer 2 verwendet.

Es ist ersichtlich, daß mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Einrichtung geschaffen ist, die Reststoffe äußerst ökonomisch verwertet und deren Gesamtwirkungsgrad hervorragend ist.

Claims

1. Vorrichtung zum Entgasen von organischen Substanzen, insbesondere Spänen, Schnitzeln und dergleichen aus verkohlbaren Stoffen wie z. B. Holz, mit einer beheizbaren Pyrolysekammer, durch welche das Pyrolysegut mittels einer Fördereinrichtung von der Eintritts- zur Austrittsseite gefördert wird, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl das Gehäuse (3) der Pyrolysekammer (2) als auch die Fördereinrichtung (12) beheizbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (3) der Pyrolysekammer (2) als Rohr mit doppelter Wandung (4) und die Fördereinrichtung als Förderschnecke (12) ausgebildet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (3) der Pyrolysekammer (2) und die Förderschnecke (12) zumindest teilweise durch Verbrennung von Pyrolyseprodukten geheizt werden.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizung durch Nutzung von Verbrennungsabgasen, welche durch Verbrennen der Pyrolyseprodukte in einem Verbrennungsmotor (V) entstehen, erfolgt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pyrolysekammer (2) zumindest in einem Teilabschnitt eine Verengung (19) aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderschnecke konisch ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende der Pyrolysekammer (2) wenigstens ein Einlaßstutzen (18) für Luft bzw. sauerstoffhaltiges Gas vorhanden ist, welcher zur Steuerung des Pyrolysevorgangs gezielt ansteuerbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung der Steuerparameter ein Temperaturfühler (17) im Innenraum (9) der Pyrolysekammer (2) vorhanden ist.