DD231417A5 - Einrichtung und verfahren zur thermischen aufbereitung von feuchtem, organischem, kohlenstoffhaltigem material unter druck - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezweckt die Bereitstellung einer hoehere Gebrauchswerteigenschaften aufweisenden sowie wirtschaftlicher und umweltfreundlicher betreibbaren Waermereaktionsanlage einschliesslich des Verfahrens zur Waermebehandlung von organischem kohlenstoffhaltigem Material unter Druck, wobei dieses Material, welches erhebliche Mengen von Wasser enthaelt, thermisch so aufbereitet werden soll, dass es sich z. B. auch als Brennstoff eignet. Erfindungsgemaess wird das Ausgangsmaterial in mehreren Stufen ueberwachten hohen Temperatur und Druckbehandlungen unterworfen, wozu eine Vorwaermstufe, eine druckbeaufschlagte Entwaesserungsstufe und eine Reaktionsstufe, in der die Verdampfung von mindestens einem Teil der fluechtigen organischen und Feuchtigkeitsstoffe zur Bildung einer gasfoermigen Phase dient, vorgesehen sind. Auf der dazwischenliegenden Entwaesserungsstufe wird ein grosser Anteil des Anfangsfeuchtigkeitsgehaltes des Rohmaterials entfernt, wodurch ein wesentlich erhoehter Wirkungsgrad und eine erhoehte Kapazitaet erzielt werden. Die gasfoermige Phase aus der Reaktionsstufe wird vorzugsweise im Gegenstrom zum Materialfluss fuer den Waermeaustausch in die Vorwaermstufe geleitet, wobei Restdampf aus der Vorwaermstufe vorteilhaft dazu verwendet werden kann, zuzufuehrendes Rohmaterial vorzuwaermen, um vorangehend seinen Feuchtigkeitsgehalt zu reduzieren. Fig. 1

Description

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Einrichtung und Verfahren zur thermischen Aufbereitung von feuchtem, organischem, kohlenstoffhaltigem Material unter Druck

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Warmereaktionsanlage und ein Verfahren unter Anwendung derselben für die Wärmebehandlung von organischem, kohlenstoffhaltigem Material unter gesteuertem Druck und erhöhten Temperaturen, um für.^die Herstellung des gewünschten Produktes eine gewünschte physikalische oder chemische Veränderung des Ausgangsmaterials zu bewirken.

Insbesondere betrifft die Erfindung die Aufbereitung von 'solchem kohlenstoffhaltigen Material, das erhebliche Mengen von Feuchtigkeit enthält, wodurch eine starke Verringerung des Restfeuchtigkeitsgehaltes des Produktes zusätzlich zu einem gewünschten thermochemischen Neuaufbau des organischen Materials bewirkt wird, um diesem verbesserte Eigenschaften einschließlich erhöhter Erwärmungswerte auf einer trockenen feuchtigkeitsfreien Grundlage zu geben.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die Nachteile und steigenden Preise bei herkömmlichen Energiequellen, wie Petroleum und Erdgas veranlaßteil eine Untersuchung anderer reichlich vorhandener Energiequellen, wie Braunkohle, Zellstoffe, wie Torf, Abfallzellstoffe, wie Sägespäne, Rinden, Holzabfälle, Zweige und Späne vom Holzfällen und Sägewerken, verschiedene landwirtschaftliche Abfallstoffe, v/ie Baumwollstengel, Nußschalen, Getreidespelzen und dergleichen. Leider sind diese Alternativstoffe in ihrem natürlichen Zustand aus einem oder mehreren Gründen als hochenergetische Kraft- oder Brennstoffe nicht geeignet«

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Aus diesem Grund wurden, mehrere Verfahren zum Umwandeln der Materialien in eine Form vorgeschlagen, in welcher ihr Heizwert auf einer feuchtigkeitsfreien Grundlage erheblich erhöht wird, in der sie stabil und während des Transports und der Lagerung wetterbeständig sind, und in der das veredelte Brennstoffprodukt leichter bei herkömmlichen Öfen verwendet werden kann.»

Für diese bekannten Verfahren ist Uo a_o das gemäß der US-PS 4 052 168 typisch, wonach Braunkohle chemisch durch eine gesteuerte Wärmebehandlung neu aufgebaut wird, woraus sich ein veredeltes kohlenstoffhaltiges Produkt ergibt, das stabil und wetterbeständig ist und auch einen erhöhten Heizwert aufweist, der sich dem von Steinkohle nähert.

Imch-der US-PS 4 127 391 werden Abfallteerstoffe, die aus herkömmlichen Kohlenwasch- und Entfettungsarbeiten abgeleitet werden, aufbereitet, um koksähnliche Sinterprodukte zu erzeugen, die sich für die Direktverwendung als Festbrennstoff eignen·

Nach, der US-PS 4 129 420 v/erden natürliche Zellulosestoffe, wie Torf und auch Zelluloseabfälle, durch ein gesteuertes Wärmeneuaufbauverfahren veredelt, um feste kohlenstoffhaltige oder koksähnliche Produkte zu erzeugen, die sich entweder für sich als Festbrennstoff oder als Zugabe zu anderen herkömmlichen Brennstoffen eignen» Eine Einrichtung und ein Verfahren für die Veredelung des in den vorstehend erwähnten US-Patentschriften beschriebenen Materials ist in der US-PS 4 126 519 bekanntgemachto Hiernach wird ein organisches kohlenstoffhaltiges Material in der Form eines wäßrigen Schlammes eingeführt, der unter Druck gesetzt wird, und kontinuierlich von einer Förderkammer in eine Reaktionskammer transportiert wird, während er sich im Gegenstrom-Wärmeaustausch mit einer gasförmigen Phase befindet, die auf der Reaktionsstufe erzeugt wird, um

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eine Vorwärmung des Materials zu bewirken. Druck und Temperatur in der Reaktionskammer werden weiter im Hinblick auf die Stehzeit gesteuert, um die gewünschte Wärmebehandlung des Materials durchzuführen, zu der auch die Verdampfung von praktisch der gesamten Feuchtigkeit sowie mindestens eines Teils der flüchtigen organischen Bestandteile gehört, während gleichzeitig eine gesteuerte chemische Teilumwandlung erfolgt« Die heiße Reaktionsmasse verbleibt in einer nicht oxidierenden Umgebung, worauf sie auf eine Temperatur abgekühlt wird, bei welcher sie von der mit der Atmosphäre in Berührung stehenden Einrichtung ausgegeben werden kann.

Obwohl die Einrichtung und das Verfahren nach der US-PS 4 126 519 sich als höchst geeignet für die Aufbereitung von organischem kohlenstoffhaltigem Material erwies, um dessen Umwandlung in veredelte kohlenstoffhaltige Produkte zu bewirken, wurde erkannt, daß der Wirkungsgrad und die Kapazität der Anlage etwas durch den Feuchtigkeitsgehalt des kohlenstoffhaltigen Rohmaterials eingeschränkt wird, und daß das von der Einrichtung extrahierte Abwasser gelöste organische Substanzen enthält, von denen einige umweitschädlich sind und eine Abwasserbehandlung erfordern, ehe es als unschädlich abgeleitet werden kann» Obwohl das Verfahren genügend hohe Mengen von Nebenproduktgasen erzeugt, um den Wärmebedarf des Verfahrens unabhängig zu befriedigen, ergab es sich auch, daß das Material mit einem übermäßigen Feuchtigkeitsgehalt den thermischen Wirkungsgrad der Aufbereitung dieses Materials beeinträchtigt· Diese Schwierigkeiten treten besonders in Verbindung mit organischem kohlenstoffhaltigem Material mit eigenem hohen Feuchtigkeitsgehalt auf, wie z.- 3. Torf, was unmittelbar nach dem Abbau oder Ausstechen bis zu 92 Gew„% Feuchtigkeit enthalten kann. Selbst wenn dieser Torf zunächst luftgetrocknet wird, um seinen Feuchtigkeitsgehalt auf ca. 50 Gew.% zu verringern, sind thermischer Wiurkungsgrad und Ausstoßkapazität der Auf-

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bereitungsanlage geringer als das Optimum von einem wirtschaftlichen Standpunkt aus und haben damit von einer weiter verbreiteten kommerziellen Einführung der Anlage abgelenkt.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung einer Wärmereaktionsanlage und eines Verfahrens zur wirtschaftlichen und umweltfreundlichen Wärmebehandlung von organischem, kohlenstoffhaltigem Material unter Druck.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, hierzu eine Einrichtung und ein Verfahren zur thermischen Aufbereitung von feuchtem,organischem, kohlenstoffhaltigem Material unter Druck zu schaffen, das kohlenstoffhaltiges Material von hoher Eigenfeuchtigkeit dadurch aufbereiten kann, daß der Wassergehalt des Eingangsmaterials wirksamerweise am Ort während der Aufbereitung verringert wird, wodurch eine wesentliche Erhöhung des thermischen Wirkungsgrades und des Ausstoßens der Aufbereitung erzielt werden, wobei sich entsprechende Verbesserungen sowohl im wirtschaftlichen Betrieb bei der Aufbereitung selbst als auch bei der erforderlichen Abwasserbehandlung ergeben, die beim Verfahren entsteht, woraus sich eine weitere Möglichkeit ergibt, daß die Wärmereaktionsanlage und die Aufbereitungsverfahren als lebensfähige Alternativquelle für Energie kommerziell eingeführt werden können·

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Wärmereaktionsanlage gelöst, die eine Vorwärmkammer mit einem Einlaß und Auslaß zur Aufnahme von feuchtem, organischem, kohlenstoffhaltigem Material unter Druck aufweist, wobei das Material durch die Kammer geführt und auf eine Temperatur von ca. 5OQoF (ca. 260 _C) vorgewärmt wird, um eine Vorextraktion der

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der Feuchtigkeit zu bewirken_o Das vorgewärmte Material wird dann unter Druck in eine Entwässerungskammer geleitet, in der eine Einlaßöffnung zur Aufnahme des vorgewärmten Materials ausgebildet ist, durch welche das Material transportiert und komprimiert wird, um eine weitere Verringerung des Feuchtigkeitsgehaltes zu erzielen. Die Entwässerungskammer ist mit einer Vorrichtung zum Trennen des extrahierten Wassers versehen, worauf das entwässerte Material durch eine Auslaßöffnung der Entwässerungskammer unter Druck in die Einlaßöffnung einer Reaktionskammer geleitet wird, in welcher das teilweise entwässerte Material einer überwachten hohen- Temperatur unter einem kontrollierten Druck während einer Zeitspanne ausgesetzt wird, um die Verdampfung von mindestens einem Teil der flüchtigen Stoffe des Materials zu bewirken, die eine gasförmige Phase und ein Reaktionsprodukt bilden· Das Reaktionsprodukt wird von der gasförmigen Phase getrennt und durch eine Auslaßöffnung in eine Aufnahmekammer geleitet, in welcher es abgekühlt und dann ausgegeben wird ο Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Wärmereaktionsanlage sind Vorrichtungen vorgesehen, um die gasförmige Phase von der Reaktionskammer zur Vorwärmkammer zu leiten, um das Material in einen Gegenstromwärmeaustausch oder eine Gegenstromwärmeübertragung zu bringen, und damit dessen Vorerwärmung zu bewirken.

Nach einem anderen Merkmal der Erfindung bleibt das ankommende Material auf einen Verteiler begrenzt, an den die gasförmige Restphase von der Vorwärmkammer geleitet wird, um eine Vorerwärmung zu bewirken, damit sich der thermische Wirkungsgrad erhöht· Wenn beispielsweise das ankommende Material Torf mit einem Anfangsföuchtigkeitsgehalt von 70 bis 90 % ist, dann soll diese vorläufige Vorerwärmiang den Wärmehaushalt der Einrichtung vergrößern. Wenn jedoch- der zugeführte Torf einen Anfangsfeuchtigskeitsgehaltbereich

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von 50 % -aufweist, dann, so wird angenommen, würde diese Vorerwärmung den Wärmehaushalt der Einrichtung nicht beeinflussen. In jedem Pail bliebe der Feuchtigkeitsgehalt des die Entwässerungskammer verlassenden Torfs unbeeinflußt. Das vorausgehend vorerwärmte Material vom Verteiler wird unter Druck in die Vorwärmkammer befördert, um es einer weiteren Feuchtigkeitsextraktion zu unterziehen, worauf das vorgewärmte Material direkt unter Druck zur Reaktionskammer gelangt, wo es einer gesteuerten Wärmebehandlung unterzogen wird, von der es schließlich als ein Reaktionsprodukt erscheint,.

Bei Bedarf kann die erfindungsgemäße Wärmereaktionsanlage als achsenverschobene Anlage, wobei beispielsweise die in der Vorwärmkammer, Entwässerungskammer und Reaktionskammer eingesetzten Schneckenförderer nicht alle auf einer gemeinsamen, sich axial erstreckenden Welle angeordnet sind oder als achsgerade Anlage, bei welcher dies der Pail ist, ausgebildet sein. Jedes dieser Argumente besitzt verschiedene sich widersprechende Vor- und Nachteile, die letztlich vom Benutzer gewichtet werden müssen, der die optimale Anlage auswählt.

Gemäß den Verfahrensaspekten der Erfindung wird das feuchte organische kohlenstoffhaltige Material unter Druck in eine Vorwärmkammer eingeführt, in welcher es auf eine Temperatur zwischen ca. 300 und 50O⁰P (ca. 149 und 26O⁰G) während einer Zeitspanne erwärmt wird, in der ein Teil der Feuchtigkeit entweicht, worauf das vorgewärmte Material von dem extrahierten Wasser getrennt wird. Dann gelangt es unter •Druck in eine Entwässerungskammer, in welcher es so verdichtet wird, daß weiteres Wasser aus ihm herausgetrieben wird, das dann weiter geleitet wird, worauf das entwässerte Material unter Druck in eine Reaktionskammer gelangt. Das entwässerte Material wird durch die Reaktions kammer

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geleitet und auf eine Temperatur von ca· 400° bis 1200⁰F (ca· 204 bis 649⁰C) oder höher unter einem Druck von ca. 300 bis 3000 psi (ca. 21 bis 211 kp/cm²) oder höher während einer Zeitspanne erwärmt, die meist zwischen ca· 1 Mi τι ο bis zu einer Stunde liegt, wobei eine Verdampfung von mindestens einem Teil der flüchtigen Stoffe im Material bewirkt wird, die eine gasförmige Phase und ein Reaktionsprodukt bilden. Das Reaktionsprodukt wird von der gasförmiggen Phase getrennt und anschließend zurückgewonnen und abgekühlt. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird die von der Reaktionskammer gewonnene gasförmige Phase im Gegenstromwärmeaustausch mit dem ankommenden Material zur Vorwärmkammer befördert und die restliehe gasförmige Phase aus der Vorwärmkammer dient weiter zur vorausgehenden Vorwärmung des ankommenden Materials, das in das Verfahren eingeführt wird ο

Wenn bei der erfindungsgemäßen Wärmereaktionsanlage bzw. beim erfindungsgemäßen Verfahren Torf oder ein ähnliches Ausgangsmaterial verwendet wird, dann dient die vorerwähnte Vorwärmkammer als Reaktionskammer, da es scheint, daß sich die physikalischen Merkmale des feuchten Torfs verändern, wodurch genügend Feuchtigkeit aus dem feuchten Torf in der Ehtwässerungskammer extrahiert werden kann, um den Feuchtigkeitsgehalt bis auf etwa 15 bis 30 % zu ver-r ringerno Ohne diese Reaktion, die stattfindet, wenn der ankommende feuchte Torf auf einen Temperaturbereich zwischen 300⁰F bis 400⁰F (ca. 149 bis 204⁰G) in der Vorwärmkammer erwärmt wird,.kann keine weitere Feuchtigkeit über ca. 40 % des Feuchtigkeitsgehaltes bei Torf aus diesem herausgepreßt werden, gleich, ob mit einer gegenwärtig bevorzugten Rammpresse oder einer Förderschneckenpresse. Daraus ergibt sich, daß beim Ausgangsmaterial Torf mit einem Feuchtigkeitsgehalt von etwa unter 70 % kein weiteres V/asser extrahiert werden kann, ohne den Torf zunächst zu

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erwärmen, damit er seine physikalischen Eigenschaften vor der Einführung in die Entwässerungskammer verändern kann» Bezüglich dieser Wärme ergab es sich, daß die Verdampfungswärme der Reaktionskammer auf einen genügend hohen Pegel von der Kammer durch den Gegenstromgasfluß von der Reaktionskammer zur Vorwärmkammer zurückgewonnen werden kann, um diese Veränderung der physikalischen Eigenschaften des ankommenden Torfes zu ermöglichen., In dieser Beziehung ergab es sich, daß bei Torf mit einem Anfangsfeuchtigkeitsgehalt von 70 bis 90 Gew.% eine vorausgehende Vorerwärmung vor der Eingabe in die Vorwärmkammer bis zu einer Temperatur von ca. 190⁰S¹ bis 20O⁰P (ca. 87°C bis 93⁰C¹) die Möglichkeit der Wärmerückgewinnung der Anlage erhöht. Diese vorausgehende Vorerwärmung kann durch einen Gegenstromgasfluß oder Abdampfeinspritzung von der Vorwärmkammer oder von einer'äußeren Quelle in den Materialverteiler des Torfes erfolgen.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachfolgend an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden_o In der zugehörigen Zeichnung zeigen:.

Pig. 1: eine schematische Seitenansicht einer kontinuierlich arbeitenden Wärmereaktionsanlage;

Pig. 2: einen senkrechten Teillängsschnitt durch eine Druckförderdichtung zum Pördern des Materials nach Pig» 1 von der Materialpresse zur Vorv/ärmkammer;

Pig» 3' den Schnitt 3-3 durch die Druckförderdichtung nach Pig. 2;

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Pig· 4: einen senkrechten Längsschnitt durch eine Rammpresse, die anstelle eines Schneckenförderers eingesetzt werden kann;

Pigo 5: den Schnitt 5-5 durch die Entwässerungskammer der Anlage nach Pig. 1 ;

Pig. 6: eine schematische Seitenansicht einer kontinuierlich arbeitenden Wärmereaktionsanlage nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung, bei v/elcher mehrere Kammern axial fluchtend angeordnet sind;

Pig. 7: ein Kurvenbild des Schneckenförderers mit Reduktionsleitspindel im mechanischen Entwässerungsabschnitt der Anlage nach Pig. 6;

Pig. 8: eine schematische Seitenansicht einer kontinuierlich arbeitenden Wärmereaktionsanlage nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

In Pig. 1 ist eine kontinuierlich arbeitende Wärmereaktionsanlage 200 zum Aufbereiten von feuchtem organischem' kohlenstoffhaltigem Material schematisch dargestellte Nach der erfindungsgemäßen Anordnung wird ein feuchtes, vorzugsweise zerkleinertes organisches kohlenstoffhaltiges Ausgangsmaterial, das aufzubereiten ist, in die Wärmereaktionsanlage 200 mit einem Sternförderer 20 eingeführt, der am oberen Ende eines Verteilers 22 angeordnet ist, in dem das Ausgangsmaterial bei Bedarf einer vorausgehenden Vorerwärmung durch nicht kondensierbare und kondensierbare Gase unterworfen werden kann, die auf anderen Stufen der Anlage 200 abgegeben werden, wie nachstehend näher erläutert wirdo

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Der Sternförderer 20 bildet eine Gasdichtung, die das Entweichen von Vorwärmgasen verhindert. Das Ausgangsmaterial läuft nach unten durch den Verteiler 22 und gelangt an eine Materialpresse 24, die vorzugsweise eine zylindrische Form aufweist und mit einem Schneckenförderer 26 oder holzbohrerförmigen Vorrichtung versehen ist, die schlüssig mit einem hydraulischen oder elektrischen Regelmotor 28 gekuppelt isto

Das feuchte Ausgangsmaterial wird in der Materialpresse 24 auf einen hohen Druck verdichtet, wobei ein Teil der Restfeuchtigkeit im Material durch ein Sieb 30 im unteren Teil der Presse extrahiert und dann durch ein Ventil 32 der Abfallaufbereitung zugeführt wird.

Um den Sollbetriebsdruck der Wärmereaktionsanlage 200 nach der Materialpresse 24 aufrechtzuerhalten,ist der Auslaß der Materialpresse 24 gemäß Pig« 1 mit einer Druckförderdichtung 34 versehen, die in den Fig. 2 und 3 in ihren Einzelheiten dargestellt ist. Die Druckförderdichtung weist ein konisches Ventil 36 auf, das hin- und hergehend auf einer Welle 38 ruht, deren Ende durch einen Flansch 40 ragt und mit einem hydraulisch betätigbaren Zylinder 42 verbunden ist, um eine Einstellung des Ventils 36 auf einen bestimmten Betriebsdruck zu bewirken» Der Durchmesser des Ventils 36 ist kleiner als der Innendurchmesser einer Öffnung 44 in dem Gehäuse 46 der Druckförderdichtung 34, wodurch das durch den Schneckenförderer 26 der Materialpresse 24 geförderte Material nach außen längs der ümfangskante des Ventils 36 in der Form eines kontinuierlichen Rohres läuft, das dazwischen eine Druckdichtung bildete Das Ventil 36 bleibt im wesentlichen gegenüber der Öffnung 44 durch zwei sich diametral gegenüberstehende Flügel sowie durch einen Zwischenträger 50 für die Welle 38 mittig zentrierte Beim Durchlaufen des Ventils 36 gelangt

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das Material über eine Förderleitung 52 durch das Gehäuse 46 nach unten und tritt in eine Vbrwärmkammer 54 ein, die mit einem Schneckenförderer 56 versehen ist (Figo 1 und 2).

Die Vorwärmkammer 54 weist ein zylinderförmiges Rohr auf, das nach oben geneigt ist CFIg₀ 1) und mit einem Isoliermantel 60 auf seinem oberen Auslaßabschnitt versehen ist, in dem das Material während seiner Förderung durch einen Gegenstrom von heißen Reaktionsgasen vorerwärmt wird, die in einer Reaktionskammer 62 erzeugt werden, welche auf den Förderweg nach der Vorwärmkammer 54 angeordnet ist. Das Material wird auf die Solltemperatur durch die Übertragung von fühlbarer Wärme aus dem Anteil nicht kondensierbarer Gase und einer Freisetzung von Verdampfungswärme des Anteiles kondensierbarer Gase vorerwärmt. Auf diese Weise wird der Hauptanteil der in der Reaktionskammer 62 der Wärmereaktionsanlage 200 erzeugten Wärme in der Form einer 'Vorerwärmung des ankommenden Materials wiedergewonnen. Die gasförmige R_estphase, die hauptsächlich aus nicht kondensierbaren Gasen und einigen kondensierbaren Gasen besteht, wird vorteilhafterweise über eine Leitung 64 mit einem Steuerventil 66 und eine Leitung 68 in den unteren Abschnitt des Bodenteils des Verteilers 22 geleitet, wodurch es voreräwrmt-wird· Andererseits kann das gesamte oder ein Teil des Restgases der Vorwärmkammer 54 an eine Gaswiedergewinnungsanlage geleitet v/erden, wo die wertvollen Bestandteile extrahiert v/erden und das Gas als Brennstoffquelle zur Erwärmung der Reaktionskammer 62 dient.

Die Kombination von Erwärmen und Unterdrucksetzen des Materials in der Vorwärmkammer 54 bewirkt eine weitere Freigabe und Extraktion von eingeschlossenem und chemisch gebundendera Wasser, das ausgeschieden oder gefällt wird und nach unten abzieht, wobei es über ein perforiertes Sieb 70 und ein Steuerventil 72 in eine Dampfabscheide-

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kammer 74 gelangte Der gesamte erzeugte und aus der Dampfabscheidekammer 74 abgeschiedene Dampf, der sich in Abhängigkeit von der Stärke der Vorerwärmung ändert, dem das Material in der Vorwärmkammer 54 ausgesetzt ist, kann vorteilhafterweise über ein Steuerventil 76 in den Sockel des Verteilers 22 geleitet werden, wo er eine weitere Vorerwärmung des ankommenden Materials bewirkt. Andererseits kann der Dampf zur Wiedergewinnung seines Heizwertes weitergeleitet werden, um damit den Wirkungsgrad der Wärmereaktionsanlage 200 zu erhöhen-o Das vorerwärmte Material gelangt vom Auslaß der Vorwärmkammer 54 durch ein Förderrohr 78, das mit dem oberen Einlaß einer Entwässerungskammer 80 verbunden ist. Die Entwässerungskammer 80 weist einen Schnekkenförderer 82 auf, der kraftschlüssig mit einem Regelmotor 84 verbunden ist, um das Material zum Auslaß der Entwässerungskamine r 80 zu befördern. Der Schneckenförderer 82 weist vorzugsweise eine mäßige Untersetzungssteigerung oder -teilung auf» Dadurch wird am Material während seines Weges zum Auslaßende der Entwässerungskammer 80 erhöhter Druck aufgebracht, wodurch die Menge des vom feuchten Material extrahierten Wassers stark erhöht wird» Das extrahierte Wasser wird abgeschieden und durch ein perforiertes Sieb 86 am Boden der Entwässerungskammer 80 sowie ein Steuerventil 88 in eine Dampfabscheidekammer 90 geleitet. Der gesamte wiedergewonnene Dampf kann vorteilhafterweise über das Steuerventil 76 zum Sockel des Verteilers geleitet werden, um eine Vorvorerwärmung des Materials in derselben Weise zu erreichen, die obenstehend im Zusammenhang mit dem von der Vorwärmkammer 54 wiedergewonnenen Dampf beschrieben wurde_o

Das von der Materialpresse 24, der Vorwärmkammer 54 und der Entwässerungskammer 80 kommende Abwasser ist nicht mit umweltschädlichen gelösten organischen Reaktionsprodukten verschmutzt, wie sie in der getrennten Reak-

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tionskammer 62 entstehen und kann daher leicht aufbereitet werden, wie durch Kläranlagen oder herkömmliche Belüftung, damit es unschädlich dem Abfall zugeführt werden kann· Damit werden eine erhebliche Verringerung der Abwasseraufbereitung und der entsprechenden Kosten erreicht, weil lediglich.die in der Reaktionskammer 62 entsprechend geringere Wassermenge einem komplizierteren Wasseraufbereitungsverfahren unterzogen werden mußo

Das Auslaßende der Entwässerungskammer 80 (Fig. 1) ist vorzugsweise mit einer Druckförderdichtung 92 versehen, welche dieselben Konstruktionsmerkmale wie die Druckförderdichtung 34 nach den Fig. 2 und 3 aufweist, um die Druckbeaufschlagung des vorerwärinten Materials und dessen Verdichtung zu erleichtern und einen maximalen Wasserentzug vor der Weiterleitung zum unteren Ende der Reaktionskammer 62 zu erzielen» Außerdem ist die Innenwand der mechanischen Entwässerungskammer 80 (Pig 5) vorzugsweise mit mehreren um den Umfang herum angeordneten Nuten 94 versehen, die sich in Längsrichtung erstrecken, um einen Transport des Materials in Längsrichtung zu erleichtern und einen Schlupf in Abhängigkeit von der Drehung des Schneckenförderers 82 möglichst klein zu halten. Die Nuten 94 können auch vorteilhafterweise in der Materialpresse 24, der Vorv/ärmkammer 54 und der Reaktionskammer 62 angebracht sein, um den Durchlauf des Materials zu erleichtern.

Das entwässerte Material gelangt durch die Druckförderdichtung 92 zur Reaktionskammer 62 und wird durch diese mit einem Schneckenförderer 96, der mit einem Regelmotor $$ gekuppelt ist, nach oben transportierte Die Reaktionskammer 62 ist mit einem Isoliermantel 100 zum Erwärmen des Materials auf eine vorgegebene gesteuerte hohe Temperatur versehen, mit der sich die gewünschte Wärmereaktion in Abhängigkeit von der Art des aufbereiteten Materials sowie

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die Eigenschaften des gewünschten Reaktionsproduktes erreichen lasseno

Temperatur und Druck in der Reaktionskammer 62 oder Reaktionsstufe werden im Bereich zwischen ca_o 400⁰P bis 120O⁰P (ca. 204°G bis 649°C) und vorzugsweise zwischen ca. 500⁰P bis 1000⁰P (ca. 260⁰C bis 538⁰G) gesteuert, wobei die Drücke von ca. 300 bis 3000 psi (ca. 21 bis ca. 211 kp/cm ) und vorzugsweise von etwa 600 bis 1500 psi (ca<> 42 bis 105,5 kp/cm ) erreichen. Die spezielle Temperatur und der spezielle Druck im Einzelfall hängt von der speziellen Art des aufzubereitenden Materials des zu erzeugenden gewünschten Reaktionsproduktes ab. Die Pördergeschwindigkeit durch die Reaktionskammer 62 wird durch den Regelmotor 98 gesteuert, welcher den Schneckenförderer 96 dreht, um Gesamtstehzeiten zwischen nur 1 Minute bis etwa 1 Stunde zu erzeugen. Die Beziehungen zwischen Temperatur, Druck und Zeit sind miteinander vernetzt, um den gewünschten Grad der Verdampfung der flüchtigen Stoffe im Material und einen gesteuerten chemothermischen Umbau des organischen kohlenstoffhaltigen Materials zu erreichen.

Eine Erwärmung des kohlenstoffhaltigen Materials in der Reaktionskammer 62 läßt sich zweckmäßig durch Einführen eines vorgewärmten Strömungsmittels oder eines brennbaren Kraftstoffluftgemisches in den Isoliermantel 100 durch ein Einlaßrohr 102 erreichen, das mit dem oberen Abschnitt des Isoliermantels 100 in Verbindung steht. Das Heizmedium wird durch ein Auslaßrohr 104 am unteren Endabschnitt des Isoliermantels 100 ausgestoßen und bildet einen Gegenstromwärmefluß. Die Zufuhr von heißem Abgas (Rauchgas) oder Kraftstoff—Luffcgas zum Verbrennen im Isoliermantel 100 ist auch gesteuert, um die Solltemperatur für das Material zu erzeugen, damit die gewünschte Reaktion erzielt werde«

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Die Beziehungen zwischen Zeit, Temperatur und Druck in der Reaktionskammer 62 ändern sich individuell und werden so gesteuert, daß man das gewünschte Produkt erhält. Normalerweise eignet sich die erfindungsgemäße Wärmereaktionsanlage 200 zum Trocknen verschiedener natürlicher feuchter organischer kohlenstoffhaltiger Materialien, wie beispielsweise Torf, denen ein Hauptteil der Feuchtigkeit entzogen wird; sie eignet sich für die Wärmebehandlung von wenig fetten Kohlen, wie z, B₀ Braunkohle, um sie als Pestbrennstoff besser aufzubereiten; für die Produktion von Aktivholzoder Knochenkohle oder Kohlenstoffprodukten, in dem dieses organische kohlenstoffhaltige Material hohen Wärmebehänd— lungstemperaturen ausgesetzt wird, denen eine Adsorptionsbehandlung folgt; für die Wärmebehandlung organischer kohlenstoffhaltiger Materialien bei hohen Temperaturen, um deren Wärmespaltung (Krackung) bzw» Abbau in gasförmige Produkte herbeizuführen, welche ein Treibgas erzeugen; usw. Herkömmlicherweise werden solche temperatur-, druck- und Stehzeitbedingungen herbeigeführt, die eine milde feuchte Pyrolyse (Wärmebehandlung) des organischen kohlenstoffhaltigen Materials bewirken, wodurch im wesentlichen der gesamte Restfeuchtigkeitsgehalt des Materials zusätzlich zur mindestens teilweisen Verdampfung flüchtiger organischer Stoffe verdampft wird einschließlich solcher, die durch das Kracken oder den AbDau des Materials erzeugt werdsn und die eine gasförmige Phase aus im wesentlichen nicht kondensierbaren Gasen sowie eine Phase aus kondensierbaren Gasen bilden, die vorwiegend aus Wasser bestehen.

Durch Wahl entsprechender Betriebsbedingungen für die Wärmereaktionsanlage 200 nach Fig* 1 kann eine Haßverkohlimg des feuchten organischen kohlenstoffhaltigen Materials, wie Torf, Holz oder andere zelluslose Stoffe durchgeführt werden, wobei das Reaktionsprodukt einen veredelten verkohlten Pestbrennstoff in Verbindung mit einem

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Nebenprodukt aus nicht kondensierbaren Gasen darstellt, dessen Zusammensetzung in Abhängigkeit von der strengen Exaktheit der Pyrolysebehandlung des Materials in der Reaktionskammer 62 abhängt. Dieses gasförmige Nebenprodukt kann Kohlendioxid, Kohlenmonoxid sowie auch andere organische gasförmige Bestandteile aufweisen, die genügend Heizwert besitzen, um die Wärmeanforderungen für den Betrieb der Wärmereaktionsanlage 200 zu erfüllen· Es wurde beobachtet, daß ein erheblicher Anteil des Sauerstoffs im Material verschoben wird, wodurch der. Heizwert des aufbereiteten organischen kohlenstoffhaltigen Materials, wie Torf in Größensprüngen von ca. 4000 bis 5000 Btu/pound (ca. 1008' - 1260 kcal/453 g), verglichen mit denen des Materials, erhöht wird, das. vor einer Behandlung auf einer trockenen feuchtigkeitsfreien Basis steht. Beispielsweise fand man experimentell, daß Torf, der nach der Anordnung der Pig. 1 aufbereitet wird, einen Pestbrennstoff mit einem Heizwert zwischen ca· 12500 und 13500 Btu/pond (ca« 3151 - 3403 kcal/453 g) und einem Schwefelgehalt von weniger als 0,2 Gewichtsprozenten mit sehr niedrigen Pestaschewerten im Vergleich zu einem Heizwert desselben Materials ergibt, das vor der Aufbereitung auf einer trockenen feuchtigkeitsfreien Basis Heizwerte von nur ca. 7000 bis 8000 Btu/pound (ca* 1764 - 20121 kcal/453 g) aufwies.

Das in der Reaktionskammer 62 erzeugte heiße Reaktionsgas durchläuft die Kammer vom heißen oberen Endabschnitt zum unteren Eingangsabschnitt im Gegenstromwärmeaustaus.ch gegenüber dem Material, wodurch dessen progressiver Temperaturanstieg bewirkt wird« Der Gegenstrom des Reaktionsgases bewirkt eine Übertragung der fühlbaren Wärme aus dem Anteil der nicht kondensierbaren Gase und eine Preisetzung der Verdampfungswärme des Anteils der kondensierbaren Gase auf das entwässerte Material, so daß

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ein vorwiegender Anteil der in der Reaktionszone 62 erzeugten Wärme in der Form einer weiteren Vorerwärmung des ankommenden entwässerten Materials in der Yorwärmkammer zurückgewonnen wird. Um dies nach dem gezeigten und bevorzugten Verfahren zu erreichen, wird die gasförmige Restphase mit vorwiegend nicht kondensierbaren Gasen und einigen kondensierbaren Gasen dem unteren'Abschnitt der Reaktionskammer 62 über eine Rohrleitung 106 entzogen, die mit einem Strömungssteuerventil 108 versehen ist, und im Gegenstrom Wärmeaustausch mit dem ankommenden Material an die Vorwärmkammer 154 abgegebene Außerdem wird das restliche Reaktionsgas mit einem erhöhten Anteil an kondensierbaren Gasen aus der Vorwärmkammer 54 in der vorstehend beschriebenen Art durch eine Rohrleitung 64 und ein Steuerventil 66 abgezogen und vorteilhafterweise in den Sockel des Verteilers 22 eingespeist, um eine Vorvorerwärmung des ankommenden Materials in solchen Fällen zu erreichen, in denen die Wärmeeinsparung der Wärmereaktionsanlage 200 als Ergebnis der Vorwärmung erhöht werden kann, z. B. wo das eingegebene Material Torf mit einem Ausgangsfeuchtigkeitsgehalt von bis 90 % ist» In Fällen, in denen der Wärmehaushalt der Anlage durch diese Vorvorerwärmung nicht.erhöht wird, wie bei einem Eingabematerial von Torf mit einem Ausgangsfeuchtigkeitsgehalt von "weniger als 70 %, Z₀ B₀ 50 %, entfällt diese Vorerwärmungo Wo beispielsweise feuchtes kohlenstoffhaltiges Material wie Torf mit einem Feuchtigkeitsgehalt von ca. 70 bis 90 Gewichtsprozenten verwendet wird, bewirkt eine Vorvorerwärmung im Verteiler 22 durch im Prozeß erzeugten Abdampf sowie durch restliche Reaktionsgase auf Temperaturen von ca. 190° bis etwa 200 F (ca» 87° bis 93°C) eine verbesserte Wärmeeinsparung der Wärmereaktionsanlage 20Oo Es sei jedoch bemerkt, daß bei einem höheren Feuchtigkeitsgehalt als 70 Gewichtsprozente des der Materialpresse 24 zugeführten Torfes Schwierigkeiten im Betrieb der Materialpresse 24 auftreten können. Weiter sei

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bemerkt, daß ein zusätzliches Heizströmungsmittel über ein Rohr 110 mit einem Steuerventil 112 dem Verteiler 22 zugeführt werden kann, falls die restliche Gasphase und der erzeugte Abdampf nicht ausreichen, die gewünschte Vorvorerwärmungstemperatur zu erreichen·

Experimentell wurde ermittelt, daß die Verdichtung des Materials beim Durchlauf durch die Materialpresse'24 dem Material.zu Anfang einige Feuchtigkeit entzieht, selbst wenn es im Verteiler nicht vorerwärmt wird. Wie außerdem erwähnt, weist diese vorangehende Vorerwärmung den allgemeinen Vorteil einer Wärmeeinsparung auf und kann dort vorzugsweise entfallen, wo dieser Vorteil nicht zum Tragen kommtο Die Menge der in der Materialpresse 24 entzogenen Feuchtigkeit verändert sich in Abhängigkeit vom Anfangsfeuchtigkeitsgehalt und der Art des Materials. Beispielsweise wird der Restfeuchtigkeitsgehalt eines zerkleinerten Holzproduktes bei Raumtemperatur beim Durchlaufen der Materialpresse 24 auf ca<> 28 % verringert· Wenn kohlenstoffhaltiges Material Torf enthält, wird eine Herabsetzung der Feuchtigkeit durch die Materialpresse 24 auf ca· 40 % Restfeuchtigkeit erreicht. Enthält der Torf 50 % Anfangsfeuchtigkeit, dann erbringt die Materialpresse 24 praktisch keinen Wasserentzug mehr· Enthält der Torf ca· 75 % Anfangsfeuchtigkeit, dann bewirkt die Materialpresse 24 einen Feuchtigkeitsentzug bis auf ca« 70 Gew.%. Bei höherem Feuchtigkeitsgehalt wie 90 % wird dem Torf bei Raumtemperatur beim Durchlaufen der Materialpresse 24 Feuchtigkeit bis zu einem Pegel von ca. 70 % entzogen, obwohl Schwierigkeiten beim Betrieb der Materialpresse 24 auftreten können.

Wenn Torf im Verteiler 22 vorerwärmt wird, z. B· durch Zufuhr von Dampf und heißen Restreaktionsgasen im Wärmeaustausch mit dem Torf, so bewirkt die Kondensierung des Anteiles kondensierbarer Gase eine Erhöhung des Feuchtig-

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keitsgehaltes des ankommenden Materials über den .Anfangsfeuchtigkeitsgehalt hinaus· Der Feuchtigkeitspegel wird wieder während des Durchlaufs durch die Materialpresse 24 auf etwa 70 % verringert wie im Paile des Materials bei, Raumtemperatur, jedoch mit dem bedeutenden Vorteil, daß Energie gespart wird und Heizwert- in verschiedenen Abgasoder Abdampfströmen zurückgewonnen werden kann·

Das teilweise entwässerte Material wird weiter in der Vorv/ärmkammer 54 auf allgemeine Temperaturen um etwa 500 P (ca. 260 G) erwärmt, wobei beim Durchlauf des vorerwärmten Materials durch die Entwässerungskammer 80 weitere Feuchtigkeit bis zu einem Restpegel von ca_e 50 bis 30 Gew,%, vorzugsweise auf unter 15 Gew.% entzogen wird ο Es ist allgemein wünschenswert, einen geringen Peuchtigkeitsprozentsatz im Material, das in die Reaktionskammer gelangt, beizubehalten, etwa 5 bis 15 Gew»%, um die Wärmebehandlung des kohlenstoffhaltigen Materials in der Reaktionskammer zu erhöhen. Wenn das kohlenstoffhaltige Material Torf darstellt, bildet die Vorwärmkammer 54 praktisch eine andere Reaktionskammer, in welcher der dorthin beförderte Torf beispielsweise auf ca» -300 bis 400⁰P (ca. 149 bis 204⁰G) erwärmt wird, was genügend hoch ist, um eine Veränderung der physikalischen Eigenschaften des Torfes zu bewirken, um damit den Feuchtigkeitsgehalt des zur Entwässerungskammer 80 geförderten Torfes auf etwa 28 Gew.% herabzusetzen* Ohne diese Veränderung der physikalischen Eigenschaften infolge der Erwärmung des Torfes in der Vorwärmkammer 54 kann keine'weitere Feuchtigkeit in der Entv/ässerungskammer 80 vom Torf entzogen werden, der am Einlaß der Entwässerungskammer 80 einen Feuchtigkeitsgehalt von ca» 50 Gew.% aufweist. Dies könnte den Wirkungsgrad und die Ausstoßkapazität der Wärmereaktions-' anlage 200 erheblich beeinträchtigen. Wie erwähnt, kann die für diese Reaktion erforderliche Wärme in der Vorwärmkammer 54 durch Rückgewinnung der Verdampfungswärme aus der Reak-

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tionskammer 62 über den Gasgegenstrom durch die Rohrleitung 106 zugeführt werden.

Mach der Anordnung der Pig. 1 wird das heiße Reaktionsprodukt vom oberen Ende der Reaktionskammer 62 aus durch ein Ablaßrohr 114 und dann durch einen Schneckenförderer 116, der mit einem Regelmotor 118 kraftschlüssig verbunden ist, nach unten in die Presse 120 geleitet. Die Presse 120 ist mit einem Schneckenförderer 122 versehen, der mit einem Regelmotor 124 kraftschlüssig verbunden ist. In der Presse 120 erfolgt eine Verdichtung des heißen Reaktionsproduktes, das beim Durchlaufen eines Preßrohres 126 oder Strangpreßrohres als eine im v/esentlichen dichte Masse eine eigenständige Dichtung bildet, die einen Druckabbau aus dem Innenraum der Reaktionseinrichtung verhindert. Die Drehzahl der Schneckenförderer 116; 122 läßt sich in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit verändern, mit welcher das Reaktionsprodukt aus der Reaktionskammer 62 herauskommt, um eine entsprechende Druckdichtung im Preßrohr 126 aufrecht zu erhalten· Es wird auch erwogen, eine Druckförderdichtung wie die Druckförderdichtungen 34 oder 92 (Pig. 2 und 3) einzusetzen, um Druckverluste aus der Einrichtung zu .verhindern« Ebenso kann eine Rammpresse 138 (Pig. 4) anstelle des Schneckenförderers 122 eingesetzt werden. Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist das Preßrohr 126 die Porm einer herkömmlichen Druckschleuse mit Trichter auf, um das auslaufende Reaktionsprodukt zurückzuhalten und es über ein Rohr 128 dem atmosphärischen Druck und einer Kühleinrichtung 130 zuzuführen.

Das in die Kühleinrichtung 130 gelangende heiße Reaktionsprodukt kommt mit einem Kühlmittel in einer nicht oxidierenden Schutzatmosphäre in Berührung, wobei es auf eine Temperatur abgekühlt wird, bei der es ohne nachteilige Wirkungen mit der Atmosphäre in Berührung kommen kann.

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Wenn das Reaktionsprodukt sich auf einer hohen Temperatur befindet, kann eine geeignete Flüssigkeit wie Wasser durch ein Rohr 132 mit einem Durchsatzsteuerventil 134 in die Kühleinrichtung eingelassen werden, wodurch das Wasser in eine gasförmige Phase umgesetzt wird und durch einen Dampfabzug 136 ausgelassen wird. Beim Austritt aus der Kühleinrichtung 130 kann das abgekühlte Reaktionsprodukt weiter zersplittert, tablettiert oder zusammengeballt werden, um bei Bedarf Teilchen von der gewünschten Größe zu erzeugen,, Es wird auch erwogen, das heiße Reaktionsprodukt vor dem Abkühlen zu tablettieren, zersplittern, zusammenzuballen oder dergleichen, je nach den speziellen Eigenschaften des Reaktionsproduktes, um seine Handhabung zu erleichtern und die Bildung von Aggregaten oder dergleichen mit den gewünschten physikalischen Eigenschaften zu optimieren· Allgemein kann diese Tablettierung beispielsweise in der Presse 120 erfolgen· Es ergab sich jedoch, daß in bestimmten Fällen die Eigenschaften des ankommenden Materials so sind, daß eine eigene Tablettiervorrichtung wie eine Tablettenpresse zusätzlich zur Presse 120 erforderlich ist, um die gewünschte Tablettierung zu vollziehen,» Wenn beispielsweise das eingegebene Material Torf ist und das an der Presse 120 ankommende Reaktionsprodukt so beschaffen ist, daß es in der Presse 120 nicht wirksam tablettiert werden kann, sei es, weil es zu fein ist oder sich nicht selbst zusammenballt, dann wird vorzugsweise eine eigene Tablettiermaschine nach der Kühleinrichtung 130 eingesetzt, wobei die Presse 120 hauptsächlich als Druckabbauvorrichtung dienen würde. Ebenfalls wird erwogen, daß Binde- bzw. Zusaczmittel von bekannter Art dem Reaktionsprodukt beigemischt werden können, um das gewünschte Endprodukt zu erzeugen.

Die schematisch in Figo 1 dargestellte Anordnung ist eine sogenannte "achsenversetzte Einrichtung", bei der die Längsachsen der eigenen Schneckenförderer der Vorwärmkammer

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5.4» der Entwässerungskammer 80 und der Reaktionskammer gegeneinander versetzt sind und jeweils durch einen eigenen Motor angetrieben werden· Aufgrund der Herabsetzung des ursprünglichen Feuchtigkeitsgehaltes auf einem Pegel im Bereich von ca· 15 bis 25 Gew.% vor dem Eintritt in die Reaktionskammer 62 wird ein Kapazitätszuwachs der Wärmereaktionsanlage 200 in der Größenordnung von mindestens ca. 200 bis 300 % erreicht, wenn man annimmt, daß das Material wie Torf einen Anfangsfeuchtigkeitsgehalt von ca. 50 Gew.% aufweist*

Bei bestimmten kohlenstoffhaltigen Materialien wie hochfeuchtem Torf beispielsweise kann bei der Extraktion von Wasser ein verbesserter Wirkungsgrad mit Hilfe eines hin- und hergehenden Kolbens oder Stößels anstelle des Schnekkenradförderers in der Entwässerungskammer 80 erreicht v/erden. In Fig. 4 ist eine einwandfrei arbeitende Rammpresse 138 schematisch dargestellt; sie weist ein zylinderförmiges Gehäuse 140 auf, in dem ein Kolben 142 oder Stößel mit Hilfe einer Stange 144 hin- und hergehend befestigt ist, die mit einem hydraulisch betätigbaren Zylinder I46 verbunden ist. Das vorerwärmte Material wird in das Zylindergehäuse durch ein Einlaßrohr 148 eingebracht und wird nach rechts (Ansicht wie Fig. 4) verschoben, und durch die Bewegung des Kolbens 142 von der in festen Linien gezeichneten Stellung in die in gestrichelten Linien angedeutete Stellung verdichtet. Während des Verdichtungshubes wird Wasser aus dem Material herausgespreßt, das durch ein perforiertes Sieb 150 und ein Durchsatzsteuerventil 152 abgeschieden und abgezogen wird, worauf es nach der Beschreibung anhand der Fig. 1 weiter behandelt wird* Das vordere oder rechte Ende des zylinderförmigen Gehäuses 140 ist mit einer entsprechenden Druckförderdichtung wie die Druckforderdichtung 92 nach Figo 1 mit der anhand der Fig. 2 und 3 beschriebenen Auslegung versehen, um die Ver-

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dichtung des Materials zu erleichtern· Die Reibung des verdichteten Materials vor der Fläche des Kolbens 142 hält es während des Rückfahrhubes des Kolbens an der Stelle.

Pig· 6 zeigt eine weitere einwandfrei· arbeitende Ausführungsform der in Fig. 1 gezeigten und vorstehend näher beschriebenen Anlage, bei der die Schneckenförderer in der Vorwärmkammer, der mechanischen Entwässerungskammer und der Reaktionskammer auf einer gemeinsamen sich axial erstreckenden Welle angeordnet sind.» Die Bauelemente, die die Pig. 6 und 1 gemeinsam aufweisen, erhalten den Anfangsbuchstaben "a" in der Darstellung der Pig. 6. Wie bereits anhand der Pig· 1 beschrieben, gelangt das Material vom Verteiler 22a durch die Druckförderpresse 24a zur Vorwärmkammer 54a und zur Entwässerungskammer 80a_o Durch die koaxiale Anordnung, der Entwässerungskammer 80a und der Reaktionskammer 62a entfällt die Notwendigkeit für die Druckförderdichtung bei der Anlage der Pig. 1, wobei die Druckbeaufschlagung und Verdichtung des vorgewärmten Materials in der Entwässerungskammer 80a durch einen Schneckenförderer 82a mit fortschreitend abnehmender Steigung bei der .Bewegung zum Auslaß hin, und weiter in der Verbindung mit einer perforierten Platte 154 erfolgt, die zwischen die Entwässerungskammer 80a und den Einlaß der Reaktionskammer 62a geschaltet ist.

Beispielsweise sei der Schneckenförderer 82a mit pr~ogressiv abnehmender Steigung versehen, die graphisch in Pig. dargestellt ist, in welcher die entsprechenden Ganghöhen mit den Buchstaben a, b, c, d, e usw. bezeichnet sind, ilimmt man somit eine Schnecke von einem Durchmesser von 24 Zoll (ca. 61 cm) und einer Gesamtlänge von ca. 7 Puß (ca* 2,13 m) an, so wird die Steigung oder Ganghöhe vorzugsweise in Schritten von ca. 4 Zoll (ca. 10,1 cm) ver-

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kleinert, wodurch sich eine Steigung von jeweils 24 Zoll (ca. 610 mm), 20 Zoll (ca. 508 mm), 16 Zoll (ca_o 406 mm),' 12 Zoll (ca. 304,8 mm), 8 Zoll (ca. 203,2 mm) und 4 Zoll (ca. 101,6 mm) ergibto Die perforierte Platte 154 am Ausgang der Entwässerungskammer 80a sorgt weiterhin für einen Druckanstieg oder Verdichtung, die sich auf das vorerwärmte Material auswirkt und dabei die Extraktion sowie das Abscheiden von eingeschlossenem und chemisch kombinierten Wasser ergibt. Eine kontinuierliche Wisch- oder Schleifwirkung der strömungsabwärts gekehrten Fläche der perforierten Platte 154 wird durch die Vorderkante des Schneckenförderers 96a in der Reaktionskammer 62a erzielt, die benachbart angeordnet ist und eine Schneid- oder Schleifwirkung aufbringt, um das entwässerte Material, das durch die Perforation läuft, wegzuziehen. In seinen anderen konstruktiven und Betriebsmerkmalen ist die Anlage der Pig. 6 im wesentlichen mit der vorstehend beschriebenen Anlage der Pig. 1 identisch.

Eine weitere einwandfrei arbeitende Ausführungsform der Erfindung ist in Pig· 8 gezeigt, die von gleicher Bauweise ist wie die Ausführungsform nach Pig. 6, jedoch keine mechanische Entwässerungskammer aufzuweisen hat» Die gleichen Bauelemente der Anlage nach Pig. 8 sind mit den gleichen Kennzeichen wie in Pig. 6 mit dem Zusatzbuchstaben "b" bezeichnet. Die Vorwärmkammer 54 b und die Reaktionskammer 62b sind auf nur einer Achse angeordnet, wodurch sich ein gemeinsamer Schneckenförderer 56b; 96b über die gesamte Länge dieser Kammern ausdehnt und durch einen einzigen Regelmotor 58b angetrieben wird. Bei der Ausführungsform nach Pig. 8 ergibt sich eine Vorextraktion der Feuchtigkeit aus dem ankommenden Material einzig und allein als Ergebnis der Vorheizung des feuchten Materials im Verteiler 22b in der vorstehend beschriebenen Weise, wodurch eine Extraktion in der Materialpresse 24b über ein

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perforiertes Sieb 30b und ein Ventil 32b stattfindet; eine zweite Extraktion erfolgt in der Fö'rderzone der Vorwärmkaminer 54b, wobei die extrahierte Feuchtigkeit durch ein perforiertes Sieb 70b und ein Ventil 72b einer Dampfabscheiderkammer 74b zugeleitet wird· Eine Gegenstromerwärmung erfolgt durch den Gegenstrom der Reaktionsgase, die in der Reaktionskammer 62b erzeugt v/erden· Der Gegenstrom der Reaktionsgase bewegt sich durch das Material im Wärmeaustausch mit diesem abwärts, wobei das Material nach oben durch die Vorwärmkammer 54b und Reaktionskammer 62b bewegt wird und die Gase durch eine Rohrleitung 64b in einem stromaufgelegenen Abschnitt abgeleitet werden, um in der vorstehend beschriebenen Weise verwendet zu werden· lach, der Anordnung der Figo 8 dient eine Vorwärmung des Materials im Verteiler 22b und eine nachfolgende Extraktion der Feuchtigkeit in der Materialpresse 24b und der Vorwärmkammer 54b zur Verringerung des Feuchtigkeitsgehaltes des Materials bis auf etwa 30 Ge?;.% oder weniger zum Zeitpunkt, in dem es in der .Reaktionskammer 62b eintritt.

lach den Verfahrensgesichtspunkten der Erfindung wird feuchtes organisches kohlenstoffhaltiges Material eingegeben und einer Folge von Verfahrensschritten unterzogen, um eine kontrollierte Extraktion der Anfangsfeuchtigkeit sowie eine gesteuerte Vorerwärmung des Materials vor der Einführung in die Reaktionskammer zu bewirken, die auf einem kontrollierten Druckpegelbereich bei einer überwachten hohen Temperatur für eine vorgewählte Stehzeit gehalten wird, um eine gewünschte Verdampfung von flüchtigen Bestandteilen sowie einen kontrollierten thermischen Umbau des Materials zu erreichen, um ein nützliches Produkt zu erzeugen. Die speziellen Aufbereitungsparameter und Bedingungen ändern sich in Abhängigkeit von der speziellen Art des verarbeiteten kohlenstoffhaltigen Materials und der gewünschten Eigenschaften des erzeugten Reaktionsproduktes.

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Das erfindungsgemäße Verfahren und die Wärmereaktionsanlage kann auf viele vorstehend beschriebene kohlenstoffhaltige Materialarten angewandt Werden, die im allgemeinen einen Anfangsfeuchtigkeitsgehalt von 25 bis ca* 90 Gew.% aufweisen, vorzugsweise ca. 40 bis 70 Gew.% aufweisen, wobei ein Gehalt von ca. 50 % normal ist. Eine Vorerwärmung des Materials im Verteiler kann bei etwa' atmosphärischem Druck von annähernd Umgebungstemperatur bis zu einer Temperatur von 21-0⁰P (ca. 99⁰C) durchgeführt v/erden. In der Vorwärmkammer der Anlage kann der Feuchtigkeitsgehalt des Materials von etwa 25 bis ca. 90 Gew.% reichen, vorzugsweise von etwa 30 bis etwa 70 Gew.%, wobei ein Feuchtigkeitsgehalt von ca_o 40 Gew.% normal ist. Eine Vorerwärmung des Materials in der Vorwärmkammer kann von ca. 300° bis etwa 500⁰F (ca. 149 bis 260⁰C), vorzugsweise von etwa 300° bis etwa 400⁰F (ca. bis 204°C) reichen, wobei die liormaltemperatur bei etwa 39O⁰F (Ca. 199⁰C) liegt» Der Druck in der Vorwärmkammer

ο kann von ca. 100 bis 1600 psi (ca. 7 bis 112,5 kp/cm ), vorzugsweise von ca. 500 bis 800 psi (ca* 35 bis 56 kp/cm ) reichen, wobei der IJormalwert bei ca» 750 psi (ca· 52 kp/

cm·) liegt. Der von der Vorwärmkammer abgeführte Feuchtigkeitsgehalt des Materials liegt im allgemeinen Bereich von etwa 30 bis 90 Gew»%, vorzugsweise von etwa 30 bis 70 Qew,%, wobei der Uormalwert etwa 60 Gew.% beträgt. Die Stehzeit des Materials in der Vorwärmkammer kann von ca, 3 Minuten bis etwa 1 Stunde reichen.

Die .speziellen Werte für Feuchtigkeitsgehalt, Temperatur, Druck und Stehzeit, welche die Verarbeitungsparameter in den verschiedenen Stufen der Anlage darstellen, ändern sich in Abhängigkeit von der Quelle, der Art und der Eigenschaften des Materials, des Anfangsfeuchtigkeitsgehalts und den Eigenschaften des gewünschten Reaktionsendprodukts. Daher werden die vorstehenden Verarbeitungsparameter berichtigt, um den Wirkungsgrad der Verarbeitung und die

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Eigenschaften des Produktes zu optimieren«.

Die Temperatur des von der Vorwärmkammer zur mechanischen Entwässerungskammer geförderten Materials entspricht im allgemeinen der am Auslaß der Vorwärmkammer herrschenden Temperatur, wobei der Betriebsdruck im selben allgemeinen Bereich liegtο Beim Verlassen der mechanischen Entwässerungszone liegt der Feuchtigkeitsgehalt des entwässerten Materials zwischen ca. 12 und 30 Gew»%, vorzugsweise bei etwa bis 25 Gew.%, wobei ein Restfeuchtigkeitsgehalt von ca. Gewo% normal ist· Das entwässerte Material mit der Temperatur und dem Druck sowie einem Feuchtigkeitsgehalt, die dem beim Auslaß von der Entwässerungszone entsprechen, wird in der Reaktionskammer auf eine Temperatur von ca· 500 bis 1200⁰P (ca. 260 bis 649⁰C), vorzugsweise von ca. 600 bis 800⁰P (ca. 316 bis 427⁰C) erwärmt, wobei eine Temperatur von ca. 75O⁰P (ca« 399⁰C) normal ist. Der Druck in der Reaktionszone kann von ca. 500 bis etwa 2000 psi (ca* 35

P bis 140 kp/cm ), vorzugsweise von ca» 600 bis 1600 psi

(ca. 42 bis 114 kp/cm ) reichen, wobei ein Druck von ca·

2 800 psi (ca. 56 kp/cm ) normal ist. Die Stehzeit in der Reaktionskammer kann von ca· 3 Minuten bis ca* 1 Stunde reichen, wobei Stehzeiten von ca« 5 bis 10 Minuten bevorzugt sind. Der Feuchtigkeitsgehalt des ausgegebenen Reaktionsproduktes reicht im allgemeinen von lull bis ca. 10 Qevu% in Abhängigkeit von der Strenge und Genauigkeit der Reaktionsbedingungen·

Wenn das kohlenstoffhaltige Material Torf ist, wie -bereits erwähnt, dann bildet die Vorwärmkammer praktisch eine zweite Reaktionskammer, in der das vorerwärmte Material auf eine Temperatur erwärmt wird, die genügt, um eine Veränderung der physikalischen Eigenschaften des Torfes zu bewirken, damit der Feuchtigkeitsgehalt des der Entwässerungskammer zugeführten Torfes auf etwa 15 bis 30

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Gew.2£ herabgesetzt werden kann» normalerweise liegt die Temperatur, die erforderlich ist, um eine Veränderung der physikalischen Eigenschaften zu bewirken, im Bereich zwischen 300⁰P und 400⁰F (ca. 149° und 270⁰G). Außerdem ergab es sich, daß bei Torf mit einem Ausgangsfeuchtigkeitsgehalt von über 50 Gew.%, beispielsweise 70 bis 90 Gew.%, das die Wärmeeinsparung der Anlage beim erfindungsgemäßen Verfahren erhöht wird, wenn der Torf im Verteiler einer Vorvorerwärmung unterzogen wird, normalerweise im Bereich zwischen 190⁰P und 200⁰P (ca. 88° und 93⁰C), wobei diese vorangehende Vorerwärmung durch Abdampfung oder auch Reaktionsrestgase erfolgt, die im Prozeß erzeugt werden»

Um weiter die Verfahrensaspekte der Erfindung darzulegen, Y/erden die folgenden speziellen Beispiele zur Erläuterungszwecken gegeben, die jedoch nicht den Rahmen der Erfindung beschränken sollen.

Beispiel 1

Ein Torf mit einem Uennwert von ca· 50 Gew.% Feuchtigkeit dient als Material zum Erzeugen eines festen Reaktionsbrennstoffes mit einem hohen Anteil an flüchtigen Stoffen. Tabelle 1 zeigt die quantitative und Elementaranalyse des Ausgangsmaterials und des endgültigen Reaktionsproduktes.

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Tabelle 1

Quantitative und Eleinentaranalyse des Ausgangsmaterials und des Produktes.

Quantitative Analyse (Trockenbasis)	Rohtorf	Reaktionsp
Plüchtige Stoffe Gew.%	57.06	40.60
Pester Kohlenstoff Gew.%	35,33	49.41
Asche Gew.%	7.61	9.99
Bruttoheizwert (Kcal/453 g) Trockenbasis	9315 (ca. 2348)	11.353 (ca, 2862)
KL ementaranalyse (Trockenbasis;
Kohlenstoff	55.15	65.85
Wasserstoff	4o45	3.73
Schwefel	0.17	0.20
Stickstoff	1.29	1.74
Sauerstoff	31.33	18.49
Asche	7.61	9.99

Die Verarbeitung des Ausgangsmaterials nach den 'Verarbeitungsparametern, die nachstehend näher erläutert werden, ergab einen Ertrag von ca. 74 Gew.% des Reaktionsproduktes auf der Grundlage des Trockengewichtes des eingegebenen Ausgangsmaterials. Die allgemeine Verarbeitungsanordnung entspricht der der Pig. 1, ausgenommen, daß anstelle des Entwässerungs-Schneckenförderers 82 eine Rammpresse 138 der allgemeinen Bauart nach Pig. 4 verwendet wird und eine Tablettierpresse nach der Kühleinrichtung 130 der Pig. 1 eingeschaltet wird, damit das Reaktionsprodukt in Porm von Tabletten der gewünschten Größe erzeugt werden kann.

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Ein feuchter Torf mit der in Tabelle 1 gegebenen Zusammensetzung wird einem Verteiler 22 der Pig» 1 bei Umgebungstemperatur (ca· 60⁰P - 15,6⁰C) unter atmosphärischem Druck mit einem Durchsatz von ca. "9326 Pounds/h (ca» 4230 kg/h) auf einer Trockenbasis mit einem entsprechenden Feuchtigkeitsgehalt von 50 % eingegeben· Das Ausgangsmaterial wird beim Durchlaufen der Materialpresse 24 einem Nenndruck von ca. 400 psi (ca· 28 kg/cm ) ausgesetzt und die .Reibungswärme erhöht seine Temperatur auf ca. 80⁰F (ca_e 26,7°C)_O Das druckbeaufschlagte Material gelangt in die Vorwärmkammer 54, in welcher es auf einer Temperatur von ca. 400⁰F (ca. 204 G) unter einem Druck von 400 psi (ca· 28 kp/cm ) als Ergebnis des Gegenstromwärmeaustausches mit den gasförmigen Reaktionsprodukten der Reaktionskammer gebracht wird, die eine Temperatur von ca<» 508⁰P (ca· 265⁰C) unter einem Druck von ca. 800 psi (ca. 56 kp/cm ) aufweisen. Ein Teil des kondensierbaren Feuchtigkeitsgehalts des gasförmigen Vorwärmmediums bewirkt einen Anstieg des Feuchtigkeitsgehaltes des Ausgangsmaterials von 9326 Pound auf 13780 Pound (von ca. 1230 auf ca. 5936 kg). Anschließend läuft der vorerwärmte Torf durch die Entwässerungskammer 80, in welcher er verdichtet wird und einen entwässerten Torf als Zwischenprodukt bei einer Temperatur von ca_o 400⁰F 204⁰C) und einem Druck von ca. 800 psi (ca« 56 kp/cm )

ergibt, der auf einer festen Trockenbasis 9326 Pound (ca. 4330 kg) und 3109 Pound (ca. 1410 kg) Restfeuchtigkeit enthält«

Das entwässerte Zwischenprodukt wird zur Reaktionskammer 62 für eine Stehzeit von ca. 10 Minuten und einem Druck von 800 psi (ca. 56 kp/cm ) befördert, wobei die Y/ände der Kammer eines Syltherm-Wärmeaustauschers auf eine Temperatur von ca· 750 bis 800⁰F (ca. 399 bis 427°C) gebracht werden· Das Ausgangsmaterial wird bei der axialen Weiterbeförderung durch die Reaktionskammer progressiv auf

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ca« 50O⁰JP (ca» 26O°C) erwärmt und auf diese Temperatur gehalten, bis praktisch sein gesamter Feuchtigkeitsgehalt verdampft, worauf die Temperatur schrittweise während der letzten'zwei.Minuten der Stehzeit auf ca. 60O⁰P (ca. 316⁰C) im Auslaßteil des Reaktors angehoben wird, wenn das Material durch die Druckausgleichsvorrichtung, wie einen hin- und hergehenden Stößel an die Kühleinrichtung 130 abgegeben wird. Vor dem Kühlen besteht das Reaktionsprodukt aus ca. 6900 Pounds (ca. 3130 kg) aus praktisch trockenem Material bei einer Temperatur von ca« 600⁰P (ca. 316⁰C) und atmosphärischem Druck. Eine Abkühlung des Reaktionsproduktes wird durch Aufspritzen von frischem kaltem Wasser (mit Wärmeaustausch) bewirkt, wodurch es· auf eine Temperatur von ca. 200⁰P (ca. 93⁰C) abkühlt und etwa 345 Pounds (ca. 15,6 kg) Feuchtigkeit aufnimmt. Nach dem Abkühlen wird das Reaktionsprodukt mit einer geeigneten Tablettiermaschine bei einer Temperatur von ca. 150⁰P (ca· 65°C) und atmosphärischem Druckttablettiert, wodurch ein Reaktionsprodukt von 6900 Pounds (ca. 3130 kg) mit einem Feuchtigkeitsgehalt von ca. 345 Pounds (ca. 15,6 kg) entsteht.

Beim vorstehenden Beispiel wird der Feuchtigkeitsgehalt des Torfes nach der Vorwärmung und Entwässerung auf einen Restgehalt von ca_o 25 Gew.% vor dem Eintritt in die Reaktionskammer verringert. Wird Torf als Ausgangsmaterial mit einem Feuchtigkeitsgehalt von mehr als ca. 70 Gew.% verwendet, so wird die Feuchtigkeit über 70 Gew.% während des Forderpressens des Materials mit oder ohne vorangehende Vorerwärmung im Verteiler extrahiert, und der übrige Feuchtigkeitsgehalt bis zu einem Restpegel von ca. 15 bis 30 Gew.% wird in der Entwässerungspresse (Schneckenförderer oder Rammpresse) nach der Vorerwärmung entfernt. Nominell beträgt der Feuchtigkeitsgehalt eines solchen Materials unabhängig vom Anfangsfeuchtigkeitsgehalt etwa 25 % vor dem Eintritt in die Reaktionskammer 62.

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Beispiel 2

Ein zerkleinertes zellulosehaltiges Ausgangsmaterial mit Abfällen aus Weichholz, wie Rinde, Sägespäne, Späne usw· von einem Feuchtigkeitsnenngehalt von ca· 70 Gew.% wird in den Verteiler 22 der Fig. 1 bei Umgebungstemperatur (ca. hO⁰^- 15,6⁰C) und atmosphärischem Druck eingegeben. Das Rohmaterial wird in der Materialpresse 24 so verdichtet, daß sein Druck

auf ca. 400 psi (ca. 28 kp/cm ) ansteigt und sein Feuchtigkeitsgehalt auf ca. 28 Gew_o% herabgesetzt wird. Die extrahierte Feuchtigkeit wird vom Rohmaterial durch das Sieb nach Fig. 1 entfernt, und das teilweise entwässerte Material zur Vorwärmkammer befördert. Das Material wird in der Vorwärmkammer auf eine Temperatur von ca· 450 F (ca. 232 C) bei einem Druck von 800 psi (ca. 56 kp/cm ) durch den Gegenstrom-Wärmeaustausch mit der gasförmigen Phase der Reaktionskammer erwärmt, wobei ein Teil der Feuchtigkeit in der Kammer kondensiert und eine Erhöhung des Feuchtigkeitsreingehaltes auf ca_o 28 Gewo% bewirkt."

Das vorgewärmte.Abfallholz wird dann durch eine Entwässerungskammer mit einer Rammpresse geleitet, in der es so verdichtet wird, daß sich sein Feuchtigkeitsgehalt auf ca. 25 Gew.% verringerte In diesem Zustand tritt das entwässerte Material in die Reaktionskammer ein, in welcher es bei einem

ο Druck von 800 psi (ca. 56 kp/cm ) und einer Temperatur von zwischen ca. 500 und 700⁰F (ca. 260 und 371⁰C) für eine Stehzeit von ca· 10 Minuten erwärmt wird, um einen überwachten thermochemischen Umbau zu erzielen. Durch Anheben der Temperatur in der Reaktionsζone von cao 500 auf ca» 70O⁰F (ca« 260 auf ca. 371⁰C) werden mehr brennbare Gase wegen der erhöhten Strenge und Genauigkeit der Pyrolisereaktion erzeugt, die dazu verwendet werden können, Wärme zum Erwärmen des Reaktors und der Hilfseinrichtungen zu verwenden,.

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Das sich ergebende Reaktionsprodukt gelangt von der Reaktionskammer über eine Tablettierpresse, in welcher das Reaktionsprodukt zu Tabletten bei Temperaturen von ca_o 700⁰P (ca. 371⁰G) und einem atmosphärischen Enddruck ausgeformt wird, worauf die Tabletten zur Kühleinrichtung,. 130 der Fig. 1 befördert werden und mit frischem Kühlwasser in Berührung kommen, um deren Abkühlung auf ca_o 200⁰P (ca» 93°C) zu bewirken, wobei ein Restfeuchtigkeitsgehalt von ca. 5 bis 10 Gew.% erhalten bleibt.

Wenn Abfallholz als Ausgangsmaterial mit einem Anfangsfeuchtigkeitsgehalt von ca« 40 bis 90 Gew*% verwendet wird, so wird der Restfeuchtigkeitsgehalt des Holzes nach Durchlauf durch die Pörderpresse in allen Pällen auf ca. 28 % herabgesetzt* lach der Vorwärm- und Entwässerungsstufe wird der Peuchtigkeitsgehalt des Materials in allen Pällen auf ca· 50 bis 30 Gew„% normalerweise auf ca. 25 Gewo% vor dem Eintritt in die Reaktionskammer verringert.

Claims (12)

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   Erfindungsanspruch

   1· Einrichtung zur thermischen Aufbereitung von feuchtem organischem kohlenstoffhaltigem Material unter ßruck, gekennzeichnet durch ' .

   a) eine eine Vorwärmkammer (54) bildende Vorrichtung mit einem Einlaß und einem von diesem im Abstand angeordneten Auslaß,

   b) eine Versorgungsvorrichtung, durch die ein feuchtes organisches kohlenstoffhaltiges Rohmaterial unter Druck dem Einlaß zugeführt wird,

   c) eine Vorrichtung zum Befördern des Materials durch die Vorwärmkammer (54) vom Einlaß zum Auslaß,

   d) eine Vorrichtung zum Vorwärmen des Materials in der Vorwärmkammer (54), um von diesem Wasser zu extrahieren,

   e) eine Vorrichtung zum Abscheiden und Abziehen des extrahierten Wassers aus der Vorwärmkammer (54),

   f) eine eine Entwässerungskammer (80) bildende Vorrichtung, in der ein Einlaßrohr ausgeformt ist, das in Verbindung mit dem Auslaß der Vorwärmkammer (54) steht und ein Auslaß, der vom Einlaß entfernt angeordnet ist,

   g) eine Vorrichtung zum Befördern und Verdichten des durch die Entwässerungskammer (80) zum Auslaß geleiteten vorgewärmten Materials, um weitere Feuchtigkeit von diesem zu extrahieren, das nun ein entwässertes Rohmaterial bildet,

   h) eine Vorrichtung zum Abscheiden und Abziehen des von der Entwässerungskammer (80) extrahierten Wassers,

   i) eine Vorrichtung, welche eine Reaktionskammer (62) bildet, die einen mit dem Auslaß in Verbindung

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   stellenden Einlaß aufweist, in dem das entwässerte Material von der Entwässerungskannner (80) aufgenommen wird sowie eine von der Einlaßöffnung entfernte Auslaßöffnung (114),

   jj) eine Vorrichtung zum Erwärmen des Materials in der Reaktionskammer (62) auf eine hohe Temperatur während einer Zeitspanne, die hinreicht, um mindestens einen Teil der flüchtigen Stoffe im Material zu verdampfen und dabei eine gasförmige Phase sowie ein Reaktionsprodukt zu bilden,

   k) eine Vorrichtung zum Befördern des Materials durch die Reaktionskammer (62) und zum Entladen des Reaktionsproduktes durch die Auslaßöffnung (114)>

   1) eine Vorrichtung zum Abscheiden und Extrahieren der gasförmigen Phase von der Reaktionskammer (62) und

   m) eine Vorrichtung, welche eine Aufnahmekammer bildet und mit dem Auslaß (114) zur Aufnahme des Reaktionsproduktes in Verbindung steht*
2. 2. Einrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das feuchte organische kohlenstoffhaltige Material Torf ist, daß die Vorwärmkammer (54) eine Reaktinnskammer (62) aufweist, in welcher die physikalischen Eigenschaften des in sie eingeführten Torfs als Ergebnis der Vorerwärmung des Torfs in der Vorwärmkammer (54) verändert werden, wobei die Vorrichtung zum Vorwärmen des Torfs in der Vorwärmkammer (54) eine Vorrichtung zum Vorwärmen des Torfs auf eine Temperatur, die genügt, eine Veränderung der physikalischen Eigenschaften des Torfs zu bewirken, wodurch der Feuchtigkeitsgehalt des Torfs durch die Entwässerungskammer (80) bis zu deren Auslaß befördert werden kann, und damit auf einen erheblich niedrigeren Pegel gegenüber dem Pegel des Feuchtigkeitsgehaltes des

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   Torfes verringert werden kann, der zum Einlaß der Entwässerungskammer (80) befördert wurde·

   3· Einrichtung nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Vorwärmtemperatur im wesentlichen im Bereich von ca. 149⁰O bis ca. 204⁰C liegt.

   4« Einrichtung nach Punkt 3, gekennzeichnet dadurch, daß der ^Feuchtigkeitsgehalt des Torfes am Einlaß der Entwässerungskammer (80) ca* 50 bis 70 Gew.% beträgt.

   5ο Einrichtung nach Punkt 4» gekennzeichnet dadurch, daß der erheblich verringerte Pegel des Feuchtigkeitsgehaltes des Torfes am Auslaß der Entwässerungskammer (80) ca« 15 bis 30 Gew»% beträgt.

   Einrichtung nach Punkt 5, gekennzeichnet dadurch, daß die Vorrichtung zum Vorwärmen des Torfes eine Vorrichtung aufweist, welche einen Gegengasstrom zwischen der Reaktionskammer (62) und der Vorwärmkammer (54) erzeugt, um die Verdampfungswärme aus der Reaktionskammer (62) zurückzugewinnen und damit über eine hinreichende Vorwärmtemperatur für den Torf in der Vorwärmkammer (54) zu verfügen.

   7· Einrichtung nach Punkt 6, gekennzeichnet dadurch, daß die Zufuhrvorrichtung für den Torf einen Verteiler (22) zum Speichern des Torfes vor seiner Beförderung zum Einlaß der Vorwärmkammer (54) sowie eine Vorrichtung aufweist, um den gespeicherten Torf vorangehend auf eine Temperatur vorzuwärmen, die hinreichend ist, um den Wärmehaushalt der Einrichtung zu erhöhen.

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3. 8. Einrichtung nach Punkt 7, gekennzeichnet dadurch, daß der im Verteiler (22) gespeicherte Torf einen Ausgangsfeuchtigkeitsgehalt von mehr als ca. 50 Gew*% aufweist.

   9· Einrichtung nach Punkt 8, gekennzeichnet dadurch, daß der gespeicherte Torf einen Ausgangsfeuchtigkeitsgehalt von mehr als ca· 70 Gew.% aufweist.

   10ο Einrichtung nach Punkt 9, gekennzeichnet dadurch, daß der gespeicherte Torf einen Ausgangsfeuchtigkeitsgehalt im Bereich von ca. 70 bis etwa 90 Gew.% aufweist·
4. 11. Einrichtung nach Punkt S₃ gekennzeichnet dadurch, daß die genügend hohe vorangehende Vorwärmtemperatur im Bereich von ca. 87⁰C bis ca· 93°C liegt·
5. 12. Einrichtung nach Punkt 11, gekennzeichnet dadurch, daß die Vorrichtung zur vorangehenden Vorheizung des gespeicherten Torfes eine Einrichtung aufweist, welche einen Gegengasstrom von Eestgas von der Vorwärmkammer (54) zum Verteiler (22) leitet»

   13· Einrichtung nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß der Feuchtigkeitsgehalt des Torfes am Einlaß zur Entwässerungskammer (80) etwa 50 bis ca· 70 Gew.% aufweist.

   14» Einrichtung nach Punkt 12, gekennzeichnet dadurch, daß der erheblich verringerte Pegel des Feuchtigkeitsgehaltes des Torfes am Auslaß der Entwässerungskammer (80) etwa 15 bis 30 Gew.% beträgt.

   15· Einrichtung nach Punkt 13, gekennzeichnet dadurch, daß die Vorrichtung zum Vorwärmen des Torfes eine Vorrichtung aufweist, die einen Gegengasstrom zwischen der Reaktionskammer (62) und der Vorwärmkammer (54) leitet,

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   um die Verdampfungswärme aus der Reaktionskammer (62) zurückzugewinnen, damit genügend Vorwärmtemperatur für den Torf in der Vorwärmkammer (54) zur Verfugung steht·

   16o Einrichtung nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß der verringerte Pegel des Peuchtigkeitsgehaltes des Torfes am Auslaß der Entwässerungskammer (80) ca. 15 bis 30 Gew#% beträgt _o
6. 17. Einrichtung nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Vorrichtung zum Vorwärmen des Torfes eine Einrichtung aufweist, welche einen Gegengasstrom zwischen der Reaktionskammer (62) und der Vorwärmkammer (54) erzeugt, um die Verdampfungswärme aus der Reaktionskammer (62) zurückzugewinnen, damit in der Vorwärmkammer (54) eine genügend hohe Vorwärmtemperatur für den Torf herrsche.

   18o Einrichtung nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Zufuhrvorrichtung für den Torf einen Verteiler (22) zum Speichern des Torfes vor seiner Beförderung zum Einlaß der Vorwärmkammer (54) aufweist und daß eine Vorrichtung den gespeicherten Torf vorangehend auf eine Temperatur vorerwärmt, die hinreicht, den Wärmehaushalt der Einrichtung zu verbessern.
7. 19. Einrichtung nach Punkt 18, gekennzeichnet dadurch, daß der im Verteiler (22) gespeicherte Torf einen Ausgangsfeuchtigkeitsgehalt von mehr als etwa 50 Gew_e% aufweist·

   20« Einrichtung nach Punkt 19, gekennzeichnet dadurch, daß der Anfangsfeuchtigkeitsgehalt des gespeicherten Torfes mehr als ca» 70 Gew„% aufweist.

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   21· Einrichtung nach Punkt 20, gekennzeichnet dadurch, daß die hinreichende vorangehende Vorwärmtemperatur im Bereich von ca. 87⁰G bis ca» 93⁰C liegt.

   22· Einrichtung nach Punkt21, gekennzeichnet dadurch, daß die Einrichtung zum vorangehenden Vorwärmen des gespeicherten Torfes eine Vorrichtung aufweist, welche einen Gegengasstrom aus Restgas von der Vorwärmkammer (54) zum Verteiler (22) leitet·

   23* Einrichtung nach Punkt 18, gekennzeichnet dadurch, daß die Einrichtung zum vorangehenden Vorwärmen des gespeicherten Torfes eine Vorrichtung aufweist, welche einen Gegengasstrom aus Restgas von der Vorwärmkammer (54) zum Verteiler (22) leitet.

   24· Einrichtung nach Punkt 23, gekennzeichnet dadurch, daß die hinreichende vorausgehende Vorwärmtemperatur im Bereich von ca. 87⁰G bis ca» 93⁰C liegt.

   25« Einrichtung nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Förder- und Verdichtungsvorrichtung der Entwässerungs· kammer (80) eine Rammpresse (138) aufweist»
8. 26. Einrichtung nach Punkt 17, gekennzeichnet dadurch, daß die Pörder- und Verdichtungsvorrichtung der Entwässerungskammer (80) eine Rammpresse (138) aufweist.

   27· Einrichtung nach Punkt 18, gekennzeichnet dadurch, daß die Pörder- und Verdichtungsvorrichtung der Entwässerungskammer (80) eine Rammpresse (138) aufweist.

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9. 28. Verfahren zur Wärmebehandlung von organischem kohlenstoffhaltigem Material unter Druck, gekennzeichnet durch

   a) Beförderung eines Vorrates von feuchtem kohlenstoffhaltigem Rohmaterial, das zu verarbeiten ist, unter Druck zu einer Vorwärmkammer und Vorwärmen des Rohmaterials auf eine Temperatur von ca. 149⁰G bis 260⁰C während einer bestimmten Zeitspanne und Verdichten des Rohmaterials, um einen Teil des Wassers aus diesem zu extrahieren,

   b) Trennen des Materials und des extrahierten Wassers,

   c) Befördern des vorerwärmten Materials unter Druck zu einer Entwässerungskammer und Verdichten des Materials,

   β um weiteres Wasser aus ihm zu extrahieren,

   d) Trennen des entwässerten Materials vom Wasser,

   e) Befördern des entwässerten Materials unter Druck zu einer Reaktionskammer und Erwärmen des Materials auf eine Temperatur von annähernd 204° bis 649⁰C unter einem Druck von ca. 21 bis 211 kp/cm für eine zwischen etwa einer Minute und einer Stunde liegenden Zeitspanne, um mindestens einen Teil der flüchtigen Stoffe des Materials zu verdampfen, um eine gasförmige Phase und ein Reaktionsprodukt zu bilden,

   f) Abscheiden der gasförmigen Phase von Reaktionsprodukt,

   g) und anschließendes Zurückgewinnen und Abkühlen des Reaktionsproduktes ο

   29ο Verfahren nach Punkt 28, gekennzeichnet dadurch, daß die gasförmige Phase vom Verfahrensschritt (f) zum Wärmeaustausch mit dem Material in der Vorwärmkammer geleitet wird ο

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   30· Verfahren nach Punkt 29, gekennzeichnet dadurch, daß die gasförmige Phase vom vorgewärmten Material in der Vorwärmkammer abgeschieden und zum Wärmeaustausch mit dem Material vor der Einleitung in die Wärmekammer in einer Weise befördert wird, daß die vorangehende Vorerwärmung des Materials bewirkt wird.

   ο Verfahren zur Wärmebehandlung von organischem kohlenstoffhaltigem Torf unter Druck, gekennzeichnet durch

   a) Befördern eines Vorrats von feuchtem kohlenstoffhaltigem Torf, der unter Druck zu verarbeiten ist, zu einer Vorwärmreaktionskaimner und Vorwärmen des Torfes auf eine vorgegebene Temperatur während einer Zeitspanne, die hinreicht, um eine Veränderung der physikalischen Eigenschaften des Torfes zu bewirken, wodurch der Feuchtigkeitsgehalt des Torfes, der von der Vorwärmreaktionskammer aus weiterbefördert wird, auf einen niedrigeren Pegel abgesenkt wird,

   b) Befördern des veränderten vorerwähnten Torfes unter Druck zu einer Entwässerungskammer und Verdichten des veränderten vorerwähnten Torfs, um genügend Wasser von ihm zu extrahieren, damit der Feuchtigkeitsgehalt des in der Kammer verdichteten Torfes auf einen erheblich niedrigeren Pegel absinke,

   c) Trennen des entwässerten Torfes vom Wasser,

   d) Einführen des entwässerten Torfes unter Druck in eine Reaktionskammer und Erwärmen des eingeführten Torfes auf eine vorgegebene Temperatur unter einem bestimmten Druck während einer bestimmten Zeitspanne, die genügt, mindestens einen Teil der flüchtigen Stoffe im Torf zu verdampfen, um eine gasförmige Phase und ein Reaktionsprodukt zu bilden,

   e) Abscheiden der gasförmigen Phase vom Reaktionsprodukt

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   und

   f) anschließendes Zurückgewinnen und Abkühlen des
   Reaktionsproduktes·
10. 32. Verfahren nach Punkt 31» gekennzeichnet dadurch, daß die gasförmige Phase aus dem Verfahrensschritt (e) zum
    Wärmeaustausch mit dem Torf in die Vorwärmreaktionskammer geleitet wird, um die vorgegebene Vorwärmtemperatur zu erzeugen»

    33· Verfahren nach Punkt 32, gekennzeichnet dadurch, daß die zugeführte vorgegebene Vorwärmtemperatur im wesentlichen im Bereich zwischen 149 und 204⁰G liegt.

    34» Verfahren nach Punkt 31, gekennzeichnet dadurch, daß die vorgegebene Vorwärmtemperatur im wesentlichen im Bereich zwischen 149 und 204°C liegt»

    35ο Verfahren nach Punkt 34» gekennzeichnet dadurch, daß die gasförmige Phase vom vorgewärmten Torf in der Vorwärmreaktionskammer abgeschieden und zum Wärmeaustausch mit
    dem Torf vor der Einführung in die Vorwärmkammer in einer Weise gebracht wird, welche eine vorangehende Erwärmung
    des Torfes bewirkt und die Zurückgewinnung der Prozeß~
    wärme erhöht*
11. 36. Verfahren nach Punkt 35, gekennzeichnet dadurch, daß die Temperatur der weitergeleiteten abgeschiedenen gasförmigen Phase für die vorangehende Vorerwärmung im wesentlichen im Bereich zwischen 87 und 93 C liegt.

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    37· Verfahren nach Punkt 32, gekennzeichnet dadurch, daß die gasförmige Phase vom vorgewärmten Torf in der Vorwarmreaktionskammer abgeschieden wird und die abgeschiedene gasförmige Phase zum Wärmeaustausch mit dem Torf vor der Einführung in.die Vorwarmreaktionskammer in einer Weise geleitet wird, daß eine vorangehende Vorwärmung des Torfes bewirkt wird und die Zurückgewinnung der Prozeßwärme erhöht wirdo

    38« Verfahren nach Punkt 37, gekennzeichnet dadurch, daß die •Temperatur der weitergeleiteten abgeschiedenen gasförmigen Phase zwecks vorangehender Vorerwärmung im wesentlichen im Bereich zwischen 87 und 93°C liegt.

    39ο Verfahren nach Punkt 31, gekennzeichnet dadurch, daß die gasförmige Phase vom vorgewärmten Torf in der Vorwarmreaktionskammer abgeschieden wird und die abgeschiedene gasförmige Phase zum Wärmeaustausch mit dem Torf vor der Einführung in die Vorwarmreaktionskammer in einer Weise gebracht wird, daß der Torf eine vorangehende Vorerwärmung erfährt und die Zurückgewinnung der Prozeßwärme erhöht wirdo

    4Oo Verfahren nach Punkt 39, gekennzeichnet dadurch, daß die Temperatur der abgeschiedenen Gasphase für die vorangehende Vorerwärmung im wesentlichen im Bereich zwischen 87 und 93⁰C liegt.
12. 41. Verfahren nach Punkt 31, gekennzeichnet dadurch, daß der Verfahrensschritt (b) auch das Herabsetzen des Feuchtigkeitsgehaltes des veränderten Torfes in der Entwässerungs· kammer auf einen niedrigen Pegel von ca· 15 bis 30 Gew.% umfaßte

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    42o Verfahren nach Punkt 41» gekennzeichnet dadurch, daß die gasförmige Phase vom Verfahrensschritt (e) außerdem zum Yfärmeaustausch mit dem Torf in der Vorwärmreaktionskammer gebracht wird, um eine vorgegebene Vorwärmtemperatur zu erzeugen-,

    43· Verfahren nach Punkt 42, gekennzeichnet dadurch, daß die gasförmige Phase vom vorerwärmten Torf in der Vorwärmreaktionskammer abgeschieden und zum Wärmeaustausch mit dem Torf vor der Einführung in die Vorwärmreaktionskammer in einer Weise gebracht wird, die eine vorangehende Vorersrärmung des Torfes bewirkt und die Rückgewinnung der Pro ze ßwärme e rhöht·

    44· Verfahren nach Punkt 39, gekennzeichnet dadurch, daß der Anfangsfeuchtigkeitsgehalt des vorangehend vorerwärmten Torfes bei über 50 Gew.?S liegt*

    45» Verfahren nach Punkt 44? gekennzeichnet dadurch, daß der .Anfangsfeuchtigkeitsgehalt bei über 70 Gew_a% liegtο

    46» Verfahren nach Punkt 45, gekennzeichnet dadurch, daß der Anfangsfeuchtigkeitsgehalt im Bereich von ca. 70 bis 90 % liegte

    47» Verfahren nach Punkt 41, gekennzeichnet dadurch, daß der Feuchtigkeitsgehalt des veränderten Torfes in der Entwässerungskammer etwa 50 Gew„% beträgtο

    48· Verfahren nach Punkt 31, gekennzeichnet dadurch, daß der Feuchtigkeitsgehalt des veränderten Torfes in der Entwässerungskammer etwa 50 bis 70 Gew»% beträgt.

    Hierzu 4 Seiten Zeichnungen