DE102019001696A1 - Plant and process for the catalytic production of diesel oils from organic materials - Google Patents
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Abstract
Anlage und Verfahren zur katalytischen Herstellung von Dieselöl aus einem Ausgangsstoff aus der Gruppe der Reststoffe, wie Kunsstoffen (PE, PP, PET, PVC, etc.), cellulosehaltigen Stoffen und Biomaterialien, umfassend mindestens ein Einleitsystem für den festen Ausgangsstoff, einer Reaktionseinheit, mindestens eine ein- oder mehrteilige Trenn- und Abscheideeinheit und mindestens eine Sedimentaufbereitungsstufe für Feststoffe und/oder Sedimente, wobei die Reaktionseinheit einen Reaktor zur Behandlungs einer Mischphase aus einer flüssigen Trägerphase und einem festen Ausgangsstoff aufweist, wobei der Reaktor einen Einlass für den Ausgangsstoff, einen Kopfauslass für die Gas- oder Dampfphase und einen Auslass umfasst, der mit der Sedimentaufbereitungsstufe verbunden ist, sowie mindestens ein motorisch angetriebenes Rühraggregat zur Homogenisierung und Umwälzung des Reaktorinhaltes, wobei der Reaktor weiterhin ein motorisch rotativ angetriebenes Schneidwerk aufweist, zur schlagenden und/oder schneidenden Zerkleinerung des Ausgangsstoffes.Plant and method for the catalytic production of diesel oil from a starting material from the group of residues, such as plastics (PE, PP, PET, PVC, etc.), cellulosic materials and biomaterials, comprising at least one feed system for the solid starting material, a reaction unit, at least a one-part or multi-part separation and separation unit and at least one sediment treatment stage for solids and / or sediments, the reaction unit having a reactor for treating a mixed phase of a liquid carrier phase and a solid starting material, the reactor having an inlet for the starting material, a head outlet for the gas or vapor phase and an outlet which is connected to the sediment preparation stage, as well as at least one motor-driven agitator unit for homogenizing and circulating the reactor contents, the reactor also having a motor-driven rotary cutter for beating and / or r cutting crushing of the starting material.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlage zur katalytischen Herstellung von Dieselöl aus Reststoffen, wie Kunsstoffe (PE, PP, PET, PVC, etc.), cellulosehaltige Stoffe und Biomaterialien gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein entsprechendes Verfahren nach Oberbegriff des Anspruches 18.The invention relates to a plant for the catalytic production of diesel oil from residues such as plastics (PE, PP, PET, PVC, etc.), cellulose-containing substances and biomaterials according to the preamble of
Aus der
Die Aufgabe der Erfindung ist somit, eine Anlage und ein Verfahren bereit zu stellen, dass leichter betrieben werden kann und eine geringere Störungsanfälligkeit zeigt.The object of the invention is therefore to provide a system and a method that can be operated more easily and is less susceptible to failure.
Diese Aufgabe wird durch eine Anlage nach Anspruch 1 gelöst, die dadurch geprägt ist, dass der zentrale Reaktor, der den Ausgangsstoff in einem Trägeröl aufnimmt und in welchem die katalytische Reaktion erfolgt, mindestens ein motorisch rotativ angetriebenes Schneidwerk aufweist, mittels welchem mindestens zeitweise eine schlagende und/oder schneidende Zerkleinerung des Ausgangsstoffes erfolgt. Ein entsprechendes Verfahren ist gemäß Anspruch 18 beschrieben.This object is achieved by a system according to
Als Ausgangsstoff sollen vorliegend alle kohlenwasserstoffhaltigen Roh- und Reststoffe gelten, insbesondere Rest- und Abfallmaterialien aus der Gruppe der Kunsstoffe (PE, PP, PET, PVC, etc.), cellulosehaltigen Stoffe und Biomaterialien, wie Holz, Säge- oder Holzspähne, Papier, Karton, Pflanzenteile und dergleichen. Weiterhin soll unter einer granulären Partikelgröße rieselfähige Partikel verstanden werden, die in ihrer größten räumlichen Erstreckung im Mittel kleiner oder gleich 20mm aufweisen, vorteilhafterweise kleiner oder gleich 10mm aufweisen. Idealerweise sind diese als Spähne, Flakes oder vergleichbare flache Partikel ausgebildet.In the present case, all raw and residual materials containing hydrocarbons are to be considered as the starting material, in particular residual and waste materials from the group of plastics (PE, PP, PET, PVC, etc.), cellulose-containing substances and biomaterials such as wood, sawdust or wood chips, paper, Cardboard, plant parts and the like. Furthermore, a granular particle size is to be understood as meaning free-flowing particles which, in their largest spatial extent, have on average less than or equal to 20 mm, advantageously less than or equal to 10 mm. Ideally, these are designed as chips, flakes or comparable flat particles.
Vorliegend soll unter Diesel oder Dieselöl eine Kerosinmischung verstanden werden, die so genannten Mitteldestillatfraktionen bei bekannten Fraktionierungen von Erdöl. Das Trägeröl hingegen ist ein tiefersiedendes Schweröl oder Schwerölgemisch. Derartige Trägeröle sind in der Regel Thermoöle, welche bei sich hohen Betriebstemperaturen, wie vorliegend beispielsweise in dem Bereich von 280°C bis 320°C, nicht zersetzen. Weiterhin können sogenannte Zweitraffinate verwendet werden. Diese sind Öle, die nicht zu chemischen Reaktionen, einem Ausgasen oder Schaumbildung führen.In the present case, diesel or diesel oil is to be understood as meaning a kerosene mixture, the so-called middle distillate fractions in the case of known fractionations of petroleum. The carrier oil, on the other hand, is a lower-boiling heavy oil or heavy oil mixture. Such carrier oils are usually thermal oils, which do not decompose at high operating temperatures, such as in the present case in the range from 280 ° C to 320 ° C. So-called secondary refiners can also be used. These are oils that do not lead to chemical reactions, outgassing or foaming.
Diese Anlage zur katalytischen Herstellung von Dieselöl aus dem vorgenannten Ausgangsstoff, umfasst ein Einleitsystem für den Ausgangsstoff, eine Reaktionseinheit, mindestens eine ein- oder mehrteilige Trenn- und Abscheideeinheit und mindestens eine Sedimentaufbereitungsstufe für Feststoffe und/oder Sedimente, u.a. wie Aschen, Teerstoffe, u.dgl.. Dabei umfasst die Reaktionseinheit in der Regel nur einen zentralen Reaktor zur Behandlung einer Mischphase aus einer flüssigen Trägerphase (Trägeröl) und dem festen Ausgangsstoff, wobei der Reaktor häufig auch Schmelzreaktor genannt wird, weil in diesem die Feststoffe katalytisch in ein Dieselöl umgewandelt werden. Der Reaktor weist idealerweise nur einen Reaktorinnenraum auf, und hat aber im bestimmunggemäßen Betrieb einen gas- oder dampfgefüllten Kopfraum und einen mit der Mischpahse gefüllten Produktraum. Weiterhin umfasst er mind. einen Einlass für den Ausgangsstoff, mindestens einen Kopfauslass für eine Gas- oder Dampfphase an den sich unmittelbar eine Abscheidekolonne anschließen kann oder hieran angebracht sein kann. Weiterhin ist ein Auslass vorhanden, der mit der Sedimentaufbereitungsstufe verbunden ist, sowie mindestens ein motorisch angetriebenes Rühraggregat zur Homogenisierung und Umwälzung des Reaktorinhaltes, welches mit mindestens einem Rührkörper in den Produktraum ragt. Wie beschrieben, ist weiterhin mindestens ein motorisch rotativ angetriebenes Schneidwerk zur schlagenden und/oder schneidenden Zerkleinerung des Ausgangsstoffes vorgesehen, welches mindestens eine Schneide oder einen Schneidabschnitt aufweist.This plant for the catalytic production of diesel oil from the aforementioned starting material comprises a feed system for the starting material, a reaction unit, at least one one-part or multi-part separation and separation unit and at least one sediment processing stage for solids and / or sediments, among others. such as ashes, tar, etc. .. The reaction unit usually includes only one central reactor for treating a mixed phase of a liquid carrier phase (carrier oil) and the solid starting material, the reactor is often called a melt reactor because in this the Solids are catalytically converted into a diesel oil. The reactor ideally has only one reactor interior, but in normal operation it has a gas or steam-filled head space and a product space filled with the mixed phase. Furthermore, it comprises at least one inlet for the starting material, at least one head outlet for a gas or vapor phase to which a separation column can directly adjoin or be attached. There is also an outlet that is connected to the sediment processing stage, as well as at least one motor-driven agitator for homogenizing and circulating the reactor contents, which protrudes into the product space with at least one agitator. As described, there is also at least one motor-driven, rotationally driven cutting mechanism for the percussive and / or cutting comminution of the starting material, which has at least one cutting edge or a cutting section.
Bei einer Ausführungsform des Schneidwerkes ist dieses an derselben Antriebswelle angebracht und von dieser angetrieben, wie der mindestens eine Rührkörper, wobei alternativ oder zusätzlich auch der mindestens eine Rührkörper als Schneide oder mit einem Schneidabschnitt ausgebildet sein kann. Eine weitere Alternative besteht darin, dass das Schneidwerk in den Produktraum hineinragt und eine eigene Antriebswelle und einen eigenen vom Antrieb des Rühraggregats unabhängigen Antrieb aufweist.In one embodiment of the cutting mechanism, it is attached to and driven by the same drive shaft as the at least one stirring body, wherein the at least one stirring body can alternatively or additionally also be designed as a cutting edge or with a cutting section. Another alternative is that the cutting mechanism protrudes into the product space and has its own drive shaft and its own drive that is independent of the drive of the stirring unit.
Eine Verbesserung besteht darin, dass mindestens ein Rührkörper in vertikaler Höhenlage zwischen zwei Schneidwerken angeordnet ist, so dass diese unmittelbar ober- und unterhalb des Rührwerkes in der gerichteten Strömung schneidend und/oder zerteilend arbeiten können.An improvement is that at least one agitator is arranged in a vertical position between two cutting units, so that they can cut and / or divide directly above and below the agitator in the directed flow.
Der Antrieb muss dabei derart ausgelegt sein, dass er eine permanente vollständige Durchmischung und vielfache Umwälzung pro Minute ermöglicht, wozu er eine Geschwindigkeit des Rühraggregates von mindestens 400 bis 500 U/min ermöglichen muss. Vorteilhafterweise wird eine Umdrehungsgeschwindigkeit von 440 bis 470 U/min vorgenommen. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Umfangsgeschwindigkeit des Rühraggregats im Bereich von 10 bis 20 m/s liegt, und idealerweise eine Umfangsgeschwindigkeit von 13 bis 18 m/s mittels des Antriebes erreichbar und im Betrieb der Anlage eingestellt werden kann. Für den Antrieb des Schneidwerkes gilt analog, dass eine Geschwindigkeit von mindestens 400 bis 500 U/min vorliegen sollte, wobei vorteilhafterweise eine Geschwindigkeit von über 440 bis 470 U/min beim Betrieb aufrecht gehalten werden sollte.The drive must be designed in such a way that it has a permanent complete Mixing and multiple circulation per minute allows, for which he must allow a speed of the agitator of at least 400 to 500 rpm. A rotational speed of 440 to 470 rpm is advantageously carried out. It is advantageous if the circumferential speed of the agitator is in the range of 10 to 20 m / s, and ideally a circumferential speed of 13 to 18 m / s can be achieved by means of the drive and set during operation of the system. The same applies to the drive of the cutting unit that a speed of at least 400 to 500 rpm should be present, with a speed of over 440 to 470 rpm advantageously being maintained during operation.
Eine weitere Verbesserung besteht darin, dass das Rührwerk, insb. dessen Antriebswelle im Reaktor exzentrisch angeordnet ist, wodurch sich eine besonders vorteilhafte dreidimensionale Strömung im Produktraum des Reaktors einstellt. Dabei hat sich eine Achsexzentrizität E des der Rührorganachse zur Mittelachse des Reaktors als vorteilhaft herausgestellt, die im Bereich von 0,15 bis 0,25 liegt.Another improvement is that the agitator, in particular its drive shaft, is arranged eccentrically in the reactor, whereby a particularly advantageous three-dimensional flow is established in the product space of the reactor. An axial eccentricity E of the stirrer axis to the central axis of the reactor has proven to be advantageous, which is in the range from 0.15 to 0.25.
Die stromabwärts dem Reaktor nachgeschaltete ein- oder mehrteilige Trenn- und Abscheideeinheit umfasst mindestens einen Kondensator und/oder eine Trennkolonne zur Abtrennung des Dieselöls. Es hat sich überraschenderweise herausgesellt, dass es hinreichend ist, nach dem Reaktor - ggf. unmittelbar auf diesem, eine einfache Abscheidekolonne vorzusehen, um nachfolgend hierzu ein oder zwei Kondensatoren vorzusehen zur Abscheidung des Produktöls.The one-part or multi-part separation and separation unit connected downstream of the reactor comprises at least one condenser and / or one separation column for separating the diesel oil. It has surprisingly been found that it is sufficient to provide a simple separation column after the reactor - possibly directly on top of it - in order to subsequently provide one or two condensers for separating the product oil.
Wie angedeutet, bildet dann die Abscheidekolonne mit dem Reaktor eine Baueinheit und ist direkt am Kopfraum angebracht oder über einen Flasch unmittelbar mit diesem verbunden. Dabei erstreckt sich der Kopfraum des Reaktors unmittelbar in den untersten Boden- oder Einlaufbereich der Kolonne und bildet einen einzigen Raum.As indicated, the separation column then forms a structural unit with the reactor and is attached directly to the headspace or directly connected to it via a bottle. The head space of the reactor extends directly into the lowest floor or inlet area of the column and forms a single space.
Weiterhin ist eine Heizeinrichtung für die Mischphase vorgesehen, welche bei einer verbesserten Variante als außen an der Reaktorwand anliegende Einrichtung vorgesehen ist und durch die Behälterwand hindurch auf das Fluid wirkt. Alternativ kann im Reaktor eine solche Heizeinrichtung umfasst sein. Diese Heizeinrichtungen sind so ausgelegt und dimensioniert, dass eine Erwärmung einer eingefüllten Mischphase auf über 200 °C erfolgen kann, idalerweise auf eine Temperatur zwischen 280°C und 320°C.Furthermore, a heating device is provided for the mixed phase which, in an improved variant, is provided as a device resting on the outside of the reactor wall and acting on the fluid through the container wall. Alternatively, such a heating device can be included in the reactor. These heating devices are designed and dimensioned so that a filled mixed phase can be heated to over 200 ° C, ideally to a temperature between 280 ° C and 320 ° C.
Als besonders bevorzugt hat sich eine Mikrowellenheizeinrichtung als Heizeinrichtung herausgestellt. Diese hat einen sehr hohen Wirkungsgrad und an den Austauschflächen bzw. den aussendenden Oberflächen der Mikrowellenheizung erfolgt nicht, wie bei konventionellen Heizoberflächen, eine thermisch bedingte Anhaftung aufgrund lokaler Überhitzung. Mindestens eine solche Mikrowellenheizeinrichtung ist idealerweise im flüssigkeitsüberdecken Raum des Reaktorinnenraumes angeordnet. Die Leistung des Mikrowellengenerators sollte im Bereich von über 70kW liegen, idealerweise im Bereich von 80kW bis 250kW. Bedarfsweise kann die Leistung auf darüber liegen oder mehr als ein Mikrowellengenerator vorgesehen werden.A microwave heating device has proven to be particularly preferred as the heating device. This has a very high degree of efficiency and, as with conventional heating surfaces, there is no thermally induced adhesion due to local overheating on the exchange surfaces or the emitting surfaces of the microwave heater. At least one such microwave heating device is ideally arranged in the liquid-covered space of the interior of the reactor. The power of the microwave generator should be in the range of over 70kW, ideally in the range of 80kW to 250kW. If necessary, the power can be higher or more than one microwave generator can be provided.
Die Mikrowellenheizung umfasst dabei als Hauptkomponenten in bekannter Weise ein Magnetron und einen Hohlleiter. Dieser Hohlleiter umfasst in der Regel unter anderem mindestens eine zum Produktraum angrenzende und abtrennende Glas- oder Quarzglasscheibe, einen Tuner zur Minimierung der reflektierten Mikrowellen, einen Zirkulator und eine Wasserlast sowie geeignete Detektoren und Richtkoppler. Bei einer verbesserten Ausführungsform grenzt an den Produktraum nicht nur ein Glas- oder Quarzglasscheibe, sondern eine Sicherheitsschleuse mit beidseitigem Abschluss durch eine Glas- oder Quarzglasscheibe, wobei deren Innenraum mit einem Inertgas gefüllt werden oder durch den ein Inertgas strömen kann. Dabei ist unter beidseitig die Richtung der Haupterstreckung des Hohlleiters zu verstehen, in welchem die Mikrowellen geführt werden. The microwave heater comprises a magnetron and a waveguide as main components in a known manner. This waveguide usually includes at least one glass or quartz glass pane adjoining and separating the product space, a tuner to minimize the reflected microwaves, a circulator and a water load, as well as suitable detectors and directional couplers. In an improved embodiment, the product space is not only adjoined by a glass or quartz glass pane, but a safety lock with a double-sided closure by a glass or quartz glass pane, the interior of which can be filled with an inert gas or through which an inert gas can flow. In this context, both sides are to be understood as the direction of the main extension of the waveguide in which the microwaves are guided.
Der Vorteil besteht darin, dass der Innenraum evakuierbar ist und im Falle von Beschädigung der an den Produktraum angrenzenden Scheibe, kein Sauerstoff in den Reaktor gelangt und weiterhin die sonstigen Komponenten der Mikrowellenheizung geschützt bleiben.The advantage is that the interior can be evacuated and, in the event of damage to the pane adjoining the product space, no oxygen can get into the reactor and the other components of the microwave heating remain protected.
Eine Alternative Bauform besteht darin, dass nicht der Reaktorinhalt unmittelbar durch vorstehend genannte Scheibe in der Reaktorwand oder einem Befestigungsstutzen mittels Mikrowellenheizung erwärmt wird, sondern die mindestens eine Mikrowellenheizung durch ein Glas- oder Quarzglasrohr auf einen Seitenstrom der Mischphase einwirkt. Dieser Seitenstrom in einer Umlaufleitung wird vorteilhafterweise von einem geeigneten Fördermittel angetrieben, wie beispielsweise einer Doppelschneckenpumpe.An alternative design is that the reactor contents are not heated directly by the aforementioned disk in the reactor wall or a fastening nozzle by means of microwave heating, but rather the at least one microwave heating acts on a side stream of the mixed phase through a glass or quartz glass tube. This side stream in a circulation line is advantageously driven by a suitable conveying means, such as a twin screw pump.
Zur Dichtung der Sicherheitsscheiben der Sicherheitsschleuse im Hohlkanal werden vorteilhafterweise Papierdichtungen oder Dichtungen aus eine Kupfermaterial (Weichkupfer) vorgesehen, so dass eine gasdichte Trennung hergestellt ist. Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, dass diese gasdichte Strecke vom zentralen Reaktor als sehr vorteilhafte Abkühlungsstrecke fungiert.To seal the safety panes of the safety lock in the hollow channel, paper seals or seals made of a copper material (soft copper) are advantageously provided so that a gas-tight separation is produced. It has surprisingly been found that this gas-tight section from the central reactor functions as a very advantageous cooling section.
Bei einer alternativen Variante wird die Mikrowellenheizeinrichtung im Deckel und/oder Kopfraum des Reaktors angeordnet. Der Vorteil besteht drin, dass durch die Lage der Mikrowellenheizung im Kopfraum des Reaktors die thermischen und mechanischen Einflüsse verringert werden. Weiterhin ist so eine gute Zugänglichkeit im Wartungsfalle gegeben.In an alternative variant, the microwave heating device is in the cover and / or head space of the reactor arranged. The advantage is that the location of the microwave heater in the head space of the reactor reduces the thermal and mechanical influences. Furthermore, there is good accessibility in the event of maintenance.
Weiterhin besteht eine verbesserte Variante darin, dass ein Rückführungseinlass am Reaktor vorgesehen ist, der mit der Sedimentaufbereitungsstufe verbunden ist und über welchen Teilströme oder Teilmengen, die über einen Auslass entnommen wurden, in den Reaktor zurückgeführt werden können. Die rückgeführten Teilströme oder Teilmengen sind in der Regel flüssig und abgereichert an Feststoffen, wie Kalk, Katalysator, Asche oder Teeranteile.Furthermore, an improved variant consists in that a recirculation inlet is provided on the reactor, which is connected to the sediment processing stage and via which partial flows or partial quantities that were withdrawn via an outlet can be returned to the reactor. The returned partial flows or partial amounts are usually liquid and depleted in solids, such as lime, catalyst, ash or tar fractions.
Der Reaktoreinlass und/oder der Rückführungseinlass sind derart ausgeformt, dass ein Gehäuse einer einleitenden Förderschnecke hieran gehalten und abgedichtet ist. Hierzu können bekannte Flansch- oder Kupplungselemente vorgesehen werden. Es ist insbesondere vorteilhaft, wenn zwischen dem Reaktoreinlass und dem Auslassende der einleitenden Förderschnecke kein separates Rohrstück mehr vorhanden ist.The reactor inlet and / or the return inlet are shaped in such a way that a housing of an introducing screw conveyor is held on and sealed off. Known flange or coupling elements can be provided for this purpose. It is particularly advantageous if there is no longer a separate pipe section between the reactor inlet and the outlet end of the introducing screw conveyor.
Dabei besteht eine Verbesserung darin, dass das Gehäuse der einleitenden Förderschnecke unmittelbar am Reaktor mit dem Auslassende endet bzw. den Reaktorflansch bildet.An improvement is that the housing of the feed screw ends directly at the reactor with the outlet end or forms the reactor flange.
Prozess- und Hilfsstoffe, wie ein zu ergänzendes Trägeröl, Kalk, Katalysator können in eine der sonstigen Zuführungs- oder Rückführungsströme eingeleitet werden. Vorteilhafterweise ist aber eine separate Zuführungseinheit für Prozess- und Hilfsstoffe vorgesehen, die leitungsmäßig mit dem Reaktor verbunden ist, wobei hierfür ein eigener Zugangsstutzen im Reaktor vorgesehen ist.Process and auxiliary materials, such as a carrier oil to be supplemented, lime, catalyst, can be introduced into one of the other feed or return streams. Advantageously, however, a separate feed unit for process materials and auxiliary materials is provided, which is connected to the reactor in terms of a line, a separate access port being provided in the reactor for this purpose.
Nicht im Einzelnen beschrieben, weil für den Fachmann fachüblich, sind nötige Leitungsverbindungen, Verbindungsflansche, Tragwerkselemte und dergleichen, sowie die bekannten und üblichen Steuerungs- und Regelungseinheiten.Necessary line connections, connecting flanges, structural elements and the like, as well as the known and customary control and regulation units, are not described in detail, because they are customary in the art.
Unter Nutzung dieser Anlage und insbesondere des Reaktors, ist somit ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Dieselöl aus dem vorgenannten Ausgangsstoff möglich, welcher als granulare Feststoffphase in eine flüssige Phase aus dem vorgenannten Trägeröl eingebracht und katalytisch umgeformt wird.Using this system and in particular the reactor, a process for the continuous production of diesel oil from the aforementioned starting material is thus possible, which is introduced as a granular solid phase into a liquid phase from the aforementioned carrier oil and is catalytically converted.
Hierbei ist die Temperatur in der Mischphase zwischen 200 und 400 °C, und liegt idalerweise zwischen 280 °C und 350°C. Die Mischphase umfasst weiterhin einen Anteil an Kalk von 1,5 Gew.% bis 10 Gew.%, wobei Kalk hier als Sammelbegriff für Calcium- oder calciumcarbonathaltige Stoffe oder Stoffmischungen zu verstehen ist. Weiterhin umfasst die Mischphase einen Katalysator in einem Anteil von 1 Gew.% bis 15 Gew. %.The temperature in the mixing phase is between 200 and 400 ° C, and is ideally between 280 ° C and 350 ° C. The mixed phase also includes a proportion of lime of 1.5% by weight to 10% by weight, with lime being understood here as a collective term for substances or mixtures of substances containing calcium or calcium carbonate. The mixed phase also comprises a catalyst in a proportion of 1% by weight to 15% by weight.
Die gas- oder dampfförmige Phase wird kontinuierlich abgeführt, idealerweise mittels mind. einer Vakuumpumpe kontinuierlich aus dem Kopfraum des Reaktors abgezogen. Stromabwärts des Reaktors wird in mind. einem Kondensator das Dieselöl von der leichterflüchtigen gas- oder dampfförmigen Phase abgetrennt.The gas or vapor phase is continuously removed, ideally continuously withdrawn from the headspace of the reactor by means of at least one vacuum pump. Downstream of the reactor, the diesel oil is separated from the more volatile gas or vapor phase in at least one condenser.
Dabei wird parallel in der Mischphase der enthaltende garanulare Ausgangsstoff mittels der mindestens einen Schneide oder dem Schneidabschnitt mechanisch zerschnitten und/oder zerkleinert. Zur optimalen Durchmischung im Reaktorinnenraum und zur Vermeidung von jeglicher Sedimentation, beträgt die Umfangsgeschwindigkeit des Rühraggregates zwischen 8 bis 20 m/s, wobei es sich heraus gestellt hat, dass diese idealerweise zwischen 13 bis 17 m/s liegen sollte.In this case, in parallel in the mixing phase, the garannular starting material contained is mechanically cut and / or comminuted by means of the at least one cutting edge or the cutting section. For optimal mixing in the interior of the reactor and to avoid any sedimentation, the peripheral speed of the stirring unit is between 8 and 20 m / s, whereby it has been found that this should ideally be between 13 and 17 m / s.
Der Katalysator ist vorteilhafterweise ein Bentonith oder Zeolith, insb. ein Aluminium Silicat, der einen pulverförmigen Zustand aufweist. Der im Kopfraum des Reaktors einzustellende Druck ist kleiner oder gleich 1 bar ist, idealerweise liegt er im Bereich von 25 bis 60 mbar.The catalyst is advantageously a bentonite or zeolite, in particular an aluminum silicate, which has a powdery state. The pressure to be set in the head space of the reactor is less than or equal to 1 bar, ideally it is in the range from 25 to 60 mbar.
Nicht im Einzelnen beschrieben, weil für den Fachmann fachüblich, sind nötige Leitungsverbindungen, Verbindungsflansche, Tragwerkselemte und dergleichen, sowie die bekannten und üblichen Steuerungs- und Regelungseinheiten.Necessary line connections, connecting flanges, structural elements and the like, as well as the known and customary control and regulation units, are not described in detail, because they are customary in the art.
Nachstehend wird die Erfindung beispielhaft näher erläutert, dabei zeigt
-
1 als Blockdiagramm einen Verfahrensablauf und die wichtigsten Verfahrensschritte, -
2 dieAnlage nach 1 mit Einzelschritten zur Produktaufbereitungsstufe, -
3 ein erstes Ausführungsbeispiel des zentralen Reaktors, -
4 ein zweites Ausführungsbeispiel des zentralen Reaktors, -
5 ein weiteres Ausführungsbeispiel des zentralen Reaktors, -
6 den Aufbau der Mikrowellenheizeinrichtung des zentralen Reaktors und -
7 eine alternative Ausführungsform zur6 .
-
1 a block diagram of a process sequence and the most important process steps, -
2 the plant after1 with individual steps to the product preparation stage, -
3 a first embodiment of the central reactor, -
4th a second embodiment of the central reactor, -
5 another embodiment of the central reactor, -
6th the construction of the microwave heating device of the central reactor and -
7th an alternative embodiment to6th .
In der
Über das Einleitsystem
Bodennah mit Verbindung zum Produktraum
In
Wie weiterhin in
Die
Die Abscheidekolonne
Weiterhin ist schematisch die Heizeinrichtung
In der
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind der Reaktoreinlass
Es hat sich ganz allgemein herausgestellt, dass es sehr vorteilhaft ist, wenn der vom Schneidwerk
Es zeigte sich überraschenderweise, dass eine weitere Verbesserung darin besteht, wenn die theoretische Schneidebene
Bei einem sehr ausgeprägten, stark gewölbten unteren Klöpperboden
Die Motorleistung des Antriebes
Wie in der
Eine alternative, nicht dargestellte Lage der Mikrowellenheizung
In der Ausführungsvariante gem. der
Die Ausführungsformen und Anordnungen nach den
Ergänzend zu den bisherigen Ausführungsbeispielen und hiermit kombinierbar, ist in der
Es kann allerdings von Vorteil sein, mehrere Ultraschallemitter auf unterschiedlichen Höhenniveaus vorzusehen, so dass bei abgesunkenem Füllstand der Mischphase nur die nicht bedeckten Ultraschallemitter abgeschaltet werden können, während die mit Fluid (Mischphase) bedeckten Ultraschallemitter weiter betrieben werden.However, it can be advantageous to provide several ultrasonic emitters at different height levels, so that when the filling level of the mixed phase has dropped, only the ultrasonic emitters that are not covered can be switched off, while the ultrasonic emitters covered with fluid (mixed phase) continue to operate.
In den
Die Mikrowellenheizung
The microwave heating
Übliche Flansch- und Verbindungselemente sind vorgesehen, aber nicht weiter ausgeführt. In den Innenraum
Bei dieser vorteilhaften Ausführungsform grenzt an den Produktraum
Alternativ zur
Bei der gezeigten Variante weist die Rohrleitung
Wie bereits erwähnt, ist es von Vorteil, wenn ein oder mehrere Ultraschallemitter vorgesehen werden.As already mentioned, it is advantageous if one or more ultrasonic emitters are provided.
Als vorteilhaft hat sich herausgestellt, wenn beispielsweise als Dichtungsmaterial für die erste Sicherheitsscheibe
Die teilweise nicht dargestellten Aggregate können wie vorstehend ausgeführt einzeln oder gemeinschaftlich vorgesehen werden, insb. die Mikrowellenheizung
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- Anlageinvestment
- 22
- Zuführung von HilfsstoffenSupply of auxiliary materials
- 33
- Trenn- und AbscheideeinheitSeparation and separation unit
- 44th
- AbscheidekolonneSeparation column
- 4.14.1
- SchüttungBulk
- 55
- KondensatorenCapacitors
- 5.15.1
- Kondensatorcapacitor
- 5.2 5.2
- Kondensatorcapacitor
- 66th
- InertgasInert gas
- 77th
- AusgangsstoffRaw material
- 88th
- Hilfs- und ProzessmedienAuxiliary and process media
- 8.18.1
- Tanktank
- 8.28.2
- FördermittelFunding
- 99
- Dieselöl/-leitungDiesel oil / pipe
- 1010
- ReaktoreinheitReactor unit
- 1111
- Reaktorreactor
- 11.111.1
- KopfraumHeadroom
- 11.211.2
- ProduktraumProduct room
- 1212
- ReaktoreinlassReactor inlet
- 12.112.1
- EinlassleitungInlet pipe
- 1313
- KopfauslassHead outlet
- 1414th
- BodenauslassFloor outlet
- 14.114.1
- AuslassleitungOutlet pipe
- 1515th
- RühraggregatAgitator
- 1616
- RührkörperAgitator
- 16.116.1
- Rührkörper ersterAgitator body first
- 16.216.2
- Rührkörper zweiterStirring body second
- 1717th
- Antriebswelledrive shaft
- 17.117.1
- Antriebdrive
- 1818th
- SchneidwerkCutting unit
- 18.118.1
- Schneide oder SchneidabschnittCutting edge or cutting section
- 1919th
- Antriebdrive
- 19.119.1
- BefestigungsflanschMounting flange
- 2020th
- Antriebswelledrive shaft
- 2121st
- Antriebdrive
- 2222nd
- HeizeinrichtungHeating device
- 22.122.1
- MikrowellenheizungMicrowave heating
- 22.222.2
- Mikrowellemicrowave
- 2323
- RückführungseinlassReturn inlet
- 23.123.1
- RückführungsleitungReturn line
- 2424
- SpeichertankStorage tank
- 2525th
- Kaminstack
- 2626th
-
Dampfleitung
26.1 ,26.2 ,26.3 Steam pipe26.1 ,26.2 ,26.3 - 2727
-
Produktleitung
27.1 ,27.2 Product management27.1 ,27.2 - 2828
- RückleitungReturn line
- 2929
- Horizontalehorizontal
- 29.129.1
-
Mitte von
H1 Middle ofH1 - 29.229.2
-
Mitte von
H2 ...Middle ofH2 ... - 3030th
- KlöpperbodenDished bottom
- 30.130.1
- oberer Klöpperbodenupper dished bottom
- 30.230.2
- unterer Klöpperbodenlower dished bottom
- 3131
- SchneidebeneCutting plane
- 3232
- Steuer- und VersorgungseinheitControl and supply unit
- 3333
-
Ultraschallemitter
32.1 ,32.2 ,32.3 Ultrasonic emitter32.1 ,32.2 ,32.3 - 3434
- Daten- und/oder EnergieleitungData and / or power line
- 3535
- UltraschallwellenUltrasonic waves
- 3636
- SicherheitsschleuseSecurity gate
- 36.136.1
- Innenrauminner space
- 36.236.2
- SicherheitsglasSafety glass
- 36.336.3
- Einlassinlet
- 36.436.4
- SicherheitsglasSafety glass
- 3737
- MagnetronMagnetron
- 3838
- HohlleiterWaveguide
- 3939
- Glas- oder Quarzglasrohr Glass or quartz glass tube
- 5858
- Leitungmanagement
- 5959
- Fördermittel Funding
- 100100
- EinleitsystemDelivery system
- 200200
- Sedimentaufbereitungsstufe (Sediment) (neu)Sediment processing stage (sediment) (new)
- 300300
- Produktaufbereitungsstufe (Produkt) (neu)Product preparation level (product) (new)
- 400400
- Kopplungs- und Aufreinigungseinheit Coupling and purification unit
- e1e1
- Ebene, horizontalLevel, horizontal
- e2e2
- Ebene, horizontal Level, horizontal
- E1E1
- Exzentrizitäteccentricity
- E2E2
- Exzentrizität eccentricity
- H1H1
- Höhe Reaktorinnenraum ohne KlöpperbodenHeight of reactor interior without dished bottom
- H2H2
- Höhe Reaktorinnenraum mit unterer Klöpperboden Height of the interior of the reactor with a lower dished bottom
- h1h1
- Höhe der Oberkante des EinlassesHeight of the top of the inlet
- h2h2
- Höhe der Unterkante des EinlassesHeight of the lower edge of the inlet
- h3h3
- Höhe des Schneidwerkes Height of the cutting unit
- α, βα, β
- Winkel angle
- MAMA
- MittelachseCentral axis
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- WO 2005/071043 A1 [0002]WO 2005/071043 A1 [0002]
- DE 10356245 B4 [0002]DE 10356245 B4 [0002]
Claims (22)
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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