DE3018572C2 - Indirekt beheizter Drehrohrofen für die Pyrolyse von Abfallstoffen, bei dem die Pyrolysegase zur Verbrennung dem Brenner des Drehrohrofens zugeführt werden - Google Patents

Description

gekennzeichnet durch die Kombination der Merkmale, daß

— die Heizeinrichtung einen einzigen Brenner (4) enthält, der parallel zur Längsausdehnung des Pyrolyseraumes (5) in einen d<*n Heizkammem (7, 8, 9, 1Ü) gemeinsamen Brennerraum (11) gerichtet ist, aus dem die voai Brenner (4) erzeugten Heißgase direkt in die Heizkammem (7,8,9,10) gelangen,

— die Heizkammem (7, 8, 9, 10) an der Ausgangsseite ein zur Vermeidung örtlicher Überhitzung in den einzelnen Heizkammem dienendes Drosselklappensystem (12,13,14,15) und

— ein entsprechendes Zuführungssystem (16, 17, 18, 19) in Form von Öffnungen für die Abgase aus dem Brennerraum (11) aufweisen.

Die Erfindung betrifft einen indirekt beheizten Drehrohrofen für die Pyrolyse von Abfallstoffen, bei dem die Pyrolysegase zur Verbrennung dem Brenner des Drehrohrofens zugeführt werden.

Unter Pyrolyse von Abfallstoffen wird hierbei die Entgasung, d. h. die thermische Zersetzung unter Luftausschluß verstanden.

Die Pyrolyse von Hausmüll führt zu einem Pyrolysegas, das neben brennbaren und nicht brennbaren Gasen noch erhebliche Mengen Wasserdampf aufweist. Bei der Kondensation dieses Pyrolysegases entstehen daher große Wiassermengen, die gereinigt werden müssen, neben geringen Mengen an hochwertigen Ölen, die verwertet werden können. Da die Reinigung des anfallenden Kondenswasser sehr aufwendig ist und die für die öle erzielbaren Erlöse nur gering sind, ist es sinnvoller, das Hausmüllpyrolysegas nicht zu kondensieren, sond«rn nach einer entsprechend vorgeschalteten anorganischen Schadstoffreinigung und Staubabscheidung unmittelbar zur Beheizung des Drehrohrofens sowie gegebenenfalls zur Energieerzeugung zu verbrennen. Dadurch iäßt sich der Wärmegehalt des Pyrolysegases beim Betrieb des Pyrolyseofens ausnützen.
Vorrichtungen zur Pyrolyse von organischen Stoffen und organische Stoffe enthaltenden Abfälle sind bereits mehrfach beschrieben worden.

So beschreibt die US-PS 40 38 152 eine Vorrichtung zur zersetzenden Destillation von organischen Abfallmaterialien. Die Vorrichtung besteht aus einem gasdichten Behälter, in dem übereinander angebracht, verschiedene Förderbänder zum Transport der Abfallstoffe durch den Behälter angeordnet sind. Die Förderbänder sind verschiedenen Temperaturzonen

;5 zugeordnet Das Förderband mit der höchsten Temperatur ist unten angeordnet, das Förderband mit der niedrigsten Temperatur befindet sich oben im Behälter. Die Beheizung der Förderbänder und damit der Abfallstoffe erfolgt nach einer bevorzugten Au>.»führungsform der Vorrichtung dadurch, daß die heißen Abgase von mehreren Brennern über Röhren, die horizontal angeordnet sind, unterhalb der Förderbänder durchgeführt werden. Oberhalb der Förderbänder befinden sich Thermoelemente, mit denen die Brenner gesteuert werden.

Diese Anordnung von Heizeinrichtungen und Steuerung der Heizeinrichtungen weist jedoch Nachteile auf. Die bei der Zersetzung der Abfallstoffe erzeugten heißen Pyrolysegase strömen von unten nach oben. Sie haben freien Zutritt in die Räume oberhalb der Förderbänder. In diesen Räumen befinden sich jedoch die Thermoelemente zur Steuerung der Temperatur oberhalb der einzelnen Förderbänder. Die Thermoelemente messen also Mischtemperaturen, verursacht

j5 durch die heißen Pyrolysegase der untenliegenden Zonen und die Gase, die bei der Zersetzung der Abfallstoffe auf den Förderbändern entstehen. Die Heizzonen sind zwar formal voneinander getrennt, stören sich jedoch in ihrer Wirkung gegenseitig, da die Messung der Temperatur oberhalb dev Förderbänder nicht unabhängig vom Zustand der Temperatur im gesamten Pyrolyseraum und von der Temperatur der darunter liegenden Förderbänder ist.

Insgesamt ergibt sich eine aufwendige und störanfällige Art der Beheizung des Pyrolyseraumes.

Die US-PS 42 10 491 betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Umwandlung von organischem Material in Kohlenwasserstoffdämpfe. Dieses wird dadurch erreicht, daß das organische Material in einem länglichen Rohr bewegt wird, wobei die eingegebenen Stoffe drei verschiedene Temperaturzonen durchlaufen. Diese Temperaturzonen werden dadurch eingestellt, daß drei abgeteilte Heizkammem vorliegen, die als Wirbelschichten mit unterschiedlicher Temperatur ausgebildet sind. Die Beheizung der Wirbelschichten erfolgt mit Hilfe von separaten Brennern.

Nach der Lehre dieser Patentschrift müssen also mehrere Brenner eingesetzt und auch unterschiedlich gesteuert werden. Eine derartige Vorrichtung ist bei Verwendung von Pyrolysegasen nur bedingt verwendbar, Pyrolysegase, die bei der thermischen Behandlung von Abfallstoffen, insbesondere von Hausmüll, entstehen, sind nämlich weiten Heizwertschwankungen unterworfen. Dies bedeutet, daß in die Wirbelzonen je nach Heizwert stark unterschiedliche Gasmengen eingebracht werden müssen. Unterschiedliche Gasmengen führen jedoch bei Wirbelschichten, insbesondere, wenn der Gasdurchsatz erhöht wird, zum Zusammen-

bruch der Wirbeischicht und mm Auftreten von Gaskanllen mit der Gefahr der örtlichen Überhitzung.

Die US-PS 41 25 437 beschreibt eine Vorrichtung zur Destillation von Schieferöl. Das Drehrohr ist von drei separaten. Wärmeabgabezonen umgeben. In die erste Wärmeabgabezone werden vertikal zum Drehrohr die heißen Abgase eines Brenners eingeblasen. Von der ersten Wärmeabgabezone werden dann die sich abkühlenden Gase von einer Wärmeabgabezone zur anderen geleitet Die Temperatursteuerung der einzelnen Zonen erfolgt über Thermoelemente und die Zuführung von Kaltluft

Biese Vorrichtung weist zwar verschiedene Wärmeabgabezonen auf, doch wird nicht darauf eingegangen, wie der Ofen betrieben werden soll, wenn im Pyrolyseraum erzeugte Gase zur Beheizung eingesetzt werden, die bei Hausmüll weiten Heizwertschwankungen unterliegen.

Aus der US-PS 30 98 458 ist ein Drehrohrkonverter bekannt, der zur Gewinnung von verwendbaren Gasen aus der Umwandlung von Abfallmaterialien dient, die auch zur Beheizung des Drehrohres eingesetzt werden. Die Beheizung des Drehrohres erfolgt hierbei mit Hilfe zahlreicher Brenner, die direkt auf das Drehrohr gerichtet sind. Es sind weder eine Temperaturregelung noch Heizzonen mit verschiedener Temperatur vorgesehen, so daß die Gefahr der örtlichen Überhitzung des Drehrohres besteht.

Die DE-OS 28 00 030 wiederum beschreibt eine Vorrichtung für die Umsetzung von Naßabfall durch Pyrolyse. Die Beheizung des Pyrolyseraumes erfolgt ohne Temperaturregelung und Unterteilung in separate Wärmezonen. Ein Nachteil dieser Beheizungsart ist die ungesteuerte Entgasung ohne Berücksichtigung des örtlichen Wärmebedarfs.

Aus der DE-OS 26 51 302 ist eine Vorrichtung zur Durchführung der Abfallpyrolyse bekannt, bei der das Drehrohr in einer Brennkammer beheizt wird, die keine separaten Wärmezonen aufweist Die heißen Gase des Brenners strömen dabei direkt gegen das Drehrohr. Diese Anmeldung enthält keine Hinweise, wie ein Pyrolyseofen beschaffen sein muß, der unter Beseitigung der Gefahr von örtlicher Überhitzung des Ofens bei Verwendung der Pyrolysegase als Heizgase zur Beheizung des Pyrolyseraumes mit örtlich unterschiedlichen Wärmeabgabezonen und unter Verwendung eines einzigen Brenners beschaffen sein muß.

Weiterhin ist aus der DE-OS 26 00 530 eine Vorrichtung zur Gewinnung nutzbarer Kohlenwasserstoffprodukte aus kohlenstoffhaltigen Materialien bekannt, die als feststehendes Rohr mit Schneckenförderung ausgebildet ist. Es sind keine separaten Wärmeabgabezonen vorgesehen. Außerdem ist die Heizvorrichtung mit Brennern ausgestattet, die ungesteuert direkt gegen die Außenwand des Rohres brennen. Damit besteht ständig die Gefahr der örtlichen Überhitzung des Rohres. Das Problem, wie ein Drehrohr mit separaten Wärmeabgabezonen unter Verwendung des Pyrolysegases zu betreiben ist, wird nicht angesprochen.

Eine Vorrichtung zur Pyrolyse von Altreifen beschreibt die DE-OS 25 20 754. Die Erhitzung des feststehenden Rohres geschieht direkt durch vertikal auf das Rohr gerichtete Brenner. Separate Wärmeabgabezonen zur Vermeidung der Überhitzung des Rohres sind nicht vorgesehen·

Die DE-OS 20 34 *27 wiederum betrifft die Steuervorrichtung zur HeiiUngsregelung eines Drehrohrofen mit Innenbeheizung. * .ine Übertragung der Lösungswe

ίο

ge der Innenbeheizung eines Drehrohres auf die Außenbeheizung ist jedoch nicht möglich.

Aus der DE-AS 22 04308 ist ein Drehrohrofen zur Abfallverbrennung bekannt, bei dem die bei der Verbrennung des Abfalls erzeugten Gase zur Nachverbrennung in eine das Drehrohr umfassende Heizkammer des Ofens zurückgeführt werden. Bei diesem bekannten Drehrohrofen wird jedoch die zur Verbrennung der Abfallstoffe benötigte Wärme nicht von außen über den Drehrohrmantel in das Innere des Ofens eingeführt, sondern durch Verbrennung der Abfallstoffe im Drehrohrofen selbst gewonnen. Der in der DE-AS 22 04 308 vorgesehene Brenner dient lediglich zur Nachverbrennung der in den Abgasen noch enthaltenen organischen Bestandteile. Eine alleinige Rückführung der Abgase ohne Verbrennung im Drehrohrofen würde für eine Verbrennung der Abfallstoffe nicht ausreichen. Bei diesem Drehrohrofen wird eine totale Verbrennung der Abfallstoffe angestrebt während bei der Pyrolyse, d. h. bei der Entgasung von Abfallstoffen ein brennbares Prozeßgas den Pyrolyseofen verlegt Beim bekannten Verbrennungsofen ist der Brenner möglichst weit am Ende des Drehrohrofens plaziert um für die Nachverbrennung der Abgase noch eine ausreichende Verweilzeit zur Verfügung zu haben, und auf den .-nitrieren Mantelteil des Drehrohres gerichtet wobei eine Gegenstromführung von Abfallgut und dem in der einzigen Heizkammer vorhandenen Heißgas erfolgt Bei der Pyrolyse wird jedoch eine Querstromführung von Abfallgut und den Heißgasströmen angestrebt, da die Querstromführung eine gezielte Zuführung der Wärmemengen in den Bereichen, in denen sie erfordert werden, erlaubt

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen indirekt beheizten Drehrohrofen der eingangs genannten Art zu schaffen, bei denen mit verringertem Aufwand und unter Beseitigung der Gefahr von örtlicher Überhitzung des Ofens unter Verwendung der Pyrolysegase eine Beheizung des Pyrolyseraumes mit örtlich unterschiedlichen Wärmeabgabezonen mit einem einzigen Brenner erzielt wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs angegebenen Merkmale gelöst.

Bei der Erfindung ist die Brennerflamme und die Strömungsrichtung der vom Brenner gelieferten Heißgase quasi parallel zur Längsausdehnjng des Pyrolyseraumes, d. h. des Drehrohres ausgerichtet. Hierdurch wird eine örtliche Überhitzung des Mantels des Verbrennungsraumes bzw. des Drehrohres beim Drehrohrofen vermieden. Darüber hinaus läßt sich bei guter Wärmeisolation des Brennerraumes auch gewährleisten, daß im Bereich der Trocknungszone, die sich unmittelbar an die Beschickungsseite anschließt, eine ausreichende Wärmeabgabe erzielt wird. Innerhalb der einzelnen Heizkammern, die für die verschiedenen Zonen mit unterschiedlicher Warmeabgr.be vorgesehen sind, ergibt sich eine gleichmäßige Wärmeabgabe. Der Brenner kann an der Austragsseite oder Beschickungsseite des Pyrolysereaktors angeordnet sein.

Der Brenner, aum kann rohrförmig ausgebildet sein und an den Heizkammern anliegend sich parallel zur Längsausdehnung des Pyrolyseraumes erstrecken, wobei Öffnungen zu den jeweiligen Heizkammern vorgesehen sind. Auf diese Weise läßt sich eine kompakte Anordnung erzielen, die mit einer einheitlichen wärmeisohe/endeti Umhüllung umgeben sein kann, wobei die Umhüllung den Brenner, den Brenneriaum, die Heizkammern, die Ausgangsseite der

Heizkammern und die Austragseite des Ofens sowie die abgasführenden Leitungen mit gegebenenfalls Wärmetauschern, Stellventilen und dgl. umgeben kann. Auf diese Weise lassen sich bei der Rückgewinnung der fühlbaren Wärme des Abgases die Abgasverluste minimieren.

In bevorzugter Weise ist die Beschickungsseite des Pyrolysereaktors, insbesondere die Stirnwand, mit einer wärmeisolierenden Schicht versehen und beheizt, wozu beispielsweise Abgase, Wärmeträgeröl oder Strom verwendet werden kann. Hierdurch soll eine Abkühlung des Stirnwandbereiches unter den Säuretaupunkt, d. h. unter etwa 140—180°C. und damit Naßkorrosion verhindert werden. Ferner kann zusätzlich zur Wärmeisolierung zumindest in dem Bereich, in dem eine Kondensation der Kohlenwasserstoffe im Pyrolysegas möglich ist. eine zusätzliche Beheizung vorgesehen sein, die bei der Inbetriebnahme die Anlage auf die notwendige Temperatur aufheizt und während des Betriebes die AbstrahiuriesvertuMe kompensier i. Hier/.u wird man bevorzugt die pyrolyserohgasführenden Leitungen und Vorrichtungen beheizen und zusätzlich, um Wärmeverluste zu verhindern, isolieren.

Die in der Heizeinrichtung entstehenden Abgase können durch einen Wärmetauscher geleitet werden, der zur Vorerwärmung der dem Brenner zugeführten Verbrennungsluft dient. Ferner kann eine Nachbrennkammer vorgesehen sein, in die ein Teil des Pyrolysegases abgezweigt wird. Falls beispielsweise zur Stromerzeugung überhitzter Dampf im Wärmetauscher erzeugt werden soll, können die Nachbrennkammer und der Wärmetauscher als Einheit ausgebildet sein, wobei das abgezweigte Pyrolysegas zur Überhitzung des im Wärmetauscher erzeugten Dampfes eingesetzt werden kann.

Zur Zuführung des Schwelgases bzw. der bei der Entgasung der Abfallstoff entstehenden Gase kann die Verbrennungsluft dem Brenner als Preßluft zugeführt werden, wobei die Schwelgase im Bereich des Unterdruckes in der Brennerkammer bzw. im Brennerraum, der aufgrund der Injektorwirkung der Preßluftzufuhr herrscht, zugeführt wird. Hierzu kann der Brenner als Preßluftbrenner ausgebildet sein. Auch hierbei kann beispielsweise im Wärmetauscher die als Verbrennungsluft wirkende Preßluft vorgewärmt werden. Es läßt sich dabei eine gute Verwirbelung des Gas-Luftgemisches in der Brennkammer bzw. im Brennerraum erzielen. Außerdem wird, wie schon erwähnt, durch die Injektor* irkung der Preßluftzuführung die Schaffung des für den Gastransport von der Austragsseite des Pyrolyseofens bis zum Austritt ins Freie notwendigen Druckgefälles, das von einem Abgasgebläse aufrechterhalten wird, unterstützt. Wenn es möglich ist, den Vordruck des Gases im Pyrolysereaktor so hocH zu wählen, daß ein Rückstau der Verbrennungsluft im Brenner in die Pyrolysegaszuleitung mit Sicherheit auszuschließen ist. kann es, soweit keine nennenswerten Druckgefäile im Ableitungsstrang der Abgase vorhanden sind, ausreichen, die Abgase mittels der zugeführten Verbrennungsluft aus dem Pyrolysereaktor auszutragen. Die Injektorwirkung der Verbrennungsluft führt außerdem zu einer guten Verwirbelung des Gas-Luft-Gemisches in der Brennkammer. Für eine gute Verwirbelung des Gas-Luft-Gemisches in einer Brennkammer ist normalerweise ein größeres Druckgefälle erforderlich, das von einem nachgeschalteteri Abgasgebläse aufzubringen ist, wobei der Unterdruck in den Ber ^izungskammern durch eine ausreichend gute Abdichtung der Beheizungskammern gegenüber dem Drehrohr sichergestellt wird.

Zur Aufrechterhaltung eines Druckgefälles innerhalb der Heizkammern von der Eintrittsseite des Heizgases bis zur Austrittsseite ist ein Saugzuggebläse vorgesehen, das dem Wärmetauscher nachgeschaltet ist, so daß die als Heizmittel dienenden Abgase auch durch den Wärmetauscher transportiert werden.

Damit längs des Pyrolyseraumes die gewünschten

ίο Wärmemengen in den einzelnen Heizkammern zugeführt werden, besitzen die Heizkammern an ihren Ausgangsseiten Klappen, die in Abhängigkeit von der Manteltemperatur de<- l'yrolyseraumes gesteuert werden.

ι-, Die Steuerung erfolgt mit Hilfe von an den Ausgängen der Heizkammern vorgesehenen Abgasklappen, die in Abhängigkeit von an den entsprechenden Mantelbereichcn des Drehrohres vorgesehenen Temperaturfühlern und vorgegebenen Solltemperatu-

.>(» I cr'l tu den cin/ctnCn BcrCiChcn ιαΠρ3 dC3 "vrGiySCrCuk tors gesteuert sind. so. daß z. B. bei einer¹¹ größeren Wärmebedarf in der F.ingangszone des Pyrolyseraumes (Trocknungszone) durch Öffnung der Abgasklappen in der dort vorgesehenen Heizkammer eine solche Menge 2; an Heißgas über das Drehrohr geführt wird, daß die dem dort vorgesehenen Temperaturfühler vorgegebene Solltemperatur erreicht wird. Entsprechend wird im Auslaufbereich des Drehrohrofens, aufgrund des geringeren Warenbedarfes für die Ausgarung der Schwelto stoffe, die vorgegebene Manteltemperatur bereits bei Abgabe einer geringeren Wärmemenge erreicht, so daß die in der dortigen Heizkammer vorgesehene Abgasklappe so weit zugefahren wird, daß die vorgegebene Temperatur nicht überschritten wird.

ti Durch die Installation des dem Wärmetauscher nachgeschalteten Saugzuggebläses wird noch der im vorstehenden schon erwähnte Vorteil unterstützt, daß für den Transport des Pyrolysegases von der Austragsseite des Ofens zum Brenner hin ein zusätzliches Gebläse, insbesondere auf der Rohgasseite, bei einer nachgeschalteten Schadstoffreinigung des Pyrolysegases entfallen kann. Ein Druckerhöhungsgebläse auf der Rohgasseite ist insbesondere wegen der hohen Gastemperaturen von 500° —700° C, mit denen das Pyrolysegas den Ofen verläßt, und wegen des in kühleren Gebläsetotzcnen stattfindenden Kondensatausfalles störanfällig.

Insbesondere auch in Zusammenwirkung mit dem Unterdruck, der durch die Injektorwirkung der Preßluft

Vi im Brenner herbeigeführt wird, läßt sich das notwendige Druckgefälle von der Austrittsseite des Ofens bis zum Brenner hin auch bei zwischengeschalteter Schadgasreinigung des Pyrolysegases verringern. Durch die Injektorwirkung der Preßluft des Brenners werden außerdem die Dichtungsprobleme bei der Abdichtung des Drehrohres gegenüber den Heizkammern erleichtert.

Die Vorteile der Erfindung sind geringere Wärmeveriuste wegen der unmittelbaren Zuführung der Heißgase zu den Heizkammern sowie eine wesentliche Vereinfachung des meß- und regeltechnischen Aufwandes für die Brennerregelung. Zudem ist die Installation eines einzelnen größeren Brenners weniger aufwendig als die Installation mehrerer kleinerer Brenner.

Gegenüber einer externen Brennkammer, bei der die Heißgase über sehr aufwendige Leitungen an die einzelnen Herzkammern des Drehrohrofens herangeführt werden müssen (teure Konstruktionsmaterialien).

ist die unmittelbare Anbringung der Brennkammer an die Heizkammer wesentlich einfacher.

Die Temperatur der Abgase in der Brennkammer kann durch Wahl eines nahezu stöchiometrischen Verbrennungsverhältnisses bei den Anwendungsfällen so hoch wie möglich gewählt werden, bei denen der thermische Wirkungsgrad für die Wärmeübertragung am günstigsten ist. Gegebenenfalls kann der Brenner jedv'-h auch so ausgebildet sein, daß er eine mehrstufige, insbesondere zweistufige Verbrennung durchführt, wenn es z. B. erforderlich ist, zunächst nur einen oder mehrere bestimmte Anteile des Py.olysegases 2u verbrennen und den Rest nachzuverbrennen.

Die Figuren dienen zur weiteren Erläuterung der Erfindung. Es zeigt

Fig. 1 ein Fließbild des Verfahrensablaufes bei der Hausmüllpyrolyse;

F i g. 2 in schematischer und teilweise schnittbildlicher Darstellung einer Anordnung, mit der sich die Erfindung

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Abgasleitung und die Brennkammer in einer anderen Ebene dargestellt sind und

Fig. 3 einen Querschnitt durch eine kastenförmige Anordnung von Drehrohrofen und Brennerraum.

Bei dem in der Fig. 1 im Fließbild dargestellten Verfahren zur Hausmüllpyrolyse wird der Hausmüll in einen Pyrolysereaktor, d. h. im indirekt beheizten Drehrohrofen 3 eingebracht. Der Pyrolyserückstand wird als Schwelkoks ausgetragen. Das Pyrolyserohgas verläßt mit einer Temperatur von 250°—800⁰C den Reaktor und wird einem Absorber zugeführt, in weichem eine Reinigung von anorganischen Schadstoffen einstufig oder mehrstufig mit anschließender Staubabtrennung durchgeführt wird. Das gereinigte Pyrolysegas kann direkt dem Brenner des Pyrolysereaktors zur Verbrennung zusammen mit vorgewärmter Verbrennungsluft zugeführt werden.

Überschüssiges Pyrolysegas kann einer Nachbrennkammer, die mit einem Wärmetauscher zu einer Einheit 25 verbunden ist, zugeführt werden. Hier kann sowohl die Vorerwärmung der Verbrennungsluft für den Brenner des Pyrolysereaktors 3 als auch die Erzeugung überhitzten Dampfes für die Dampferzeugung, insbesondere im Zusammenhang mit der Stromgewinnung, erfolgen. Dem Wärmetauscher in der Einheit 25 werden neben dem Abgas der Heizeinrichtung des Pyrolysereaktors 3 auch die Abgase der Nachbrennkammer in der Einheit 25 zugeführt. Diese Abgase werden mit Hilfe eines Saugzuggebläses 23 ins Freie befördert. Außerdem dient das Saugzuggebläse zur Verwirbelung der im Brenner 4 zugeführten Gas-Luftströme.

In den F i g. 2 und 3 besitzt der Drehrohrofen 3 ein Drehrohr 6, das den Pyrolyseraum 5 bildet. Das Drehrohr 6 wird von Heizkammern 7, 8, 9, 10, die nebeneinander in Längsrichtung des Drehrohres 6 angeordnet sind, umfaßt, wie das insbesondere aus der Fig. 2 zu ersehen ist Die Heizkammern 7, 8, 9, 10 besitzen jeweils eine Einlaßseite für das Heißgas, welche beim dargestellten Ausführungsbeispiel durch die Öffnungen 16, 17, 18, 19 gebildet wird. An der Austrittsseite 20 besitzen die Heizkammern 7, 8, 9, 10 Klappen 12, 13, 14, 15, die, wie noch näher erläutert wird, durch die Manteltemperaturen 771, 772, 773, T/4 des Drehrohres 6 mit Hilfe von nicht näher dargestellten Temperaturmeßeinrichtungen, z. B. Infrarotmeßeinrichtungen, gesteuert werden. Die Heißgase werden von einem Brenner 4 erzeugt, der an der Beschickungsseite 2 des Drehrohrofens 3 vorgesehen ist Es ist jedoch auch möglich, den Brenner an der Austragsseite vorzusehen. Der Brenner 4 mündet in einen Brennerraum 11, der sich beim dargestellten Ausführungsbeispiel parallel zur Längsausdehnung des Pyrolyseraumes 5 bzw. zum Mantel des Drehrohres 6 erstreckt. Über die öffnungen 16,17,18,19 können die Heizgase in die Heizkammern 7, 8, 9, 10 eintreten und das Drehrohr 6 umspülen und dabei die zur Aufheizung des Gutes im Pyrolyseraum 5 in den einzelnen Zonen notwendigen Wärmemengen

ίο abgeben. Das Heißgas verläßt als Abgas die Heizkammern durch Kanäle 26, 27, 28 und 29, in denen die Klappen 12,13, 14 und 15 angeordnet sind, und gelangt in die als Kanal ausgebildete Ausgangsseite 20. Die als Kanal ausgebildete Ausgangsseite 20 und der gemeinsame Brennerraum 11, in welchem das Heißgas den einzelnen Heizkammern 7, 8, 9, 10 zugeführt wird, verlaufen beim dargestellten Ausführungsbeispiel quasi parallel zueinander und erstrecken sich in Längsrichtung des Drehrohres 6 und können, wie in F i g. 3

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nung bilden, bei der der Drehrohrmantel von den Heißgasen vollständig umspült ist.

Der Müll wird über einen Füllbehälter 30 in einen Zuführungskanal 32 eingebracht und mit Hilfe eines Beschickungsstößels 31 in den Pyrolyseraum 5 eingebracht. Dort gelangt der Müll im Bereich der Heizkammern 9 und 10 in eine Trockenzone und anschließend im Bereich der Heizkammer 8 in eine Schwelzone. Daran schließt sich im Bereich der Heizkammer 7 eine Ausgarzone an. Die Zuordnung der Trocknungs-, Schwel- und Ausgarzonen zu den Heizkammern 10 bis 7 wird wesentlich durch die im Müll enthaltene Feuchtigkeit beeinflußt. Das Drehrohr 6 besitzt eine leicht geneigte Achse, deren Neigung veränderbar ist, so daß der Müll zu einer Austragsseite

21 im Ofen gelangt und in einer Austragseinrichtung 33, die eine Schnecke 34, einen Stößel oder ein anderes Austragsorgan aufweisen kann, als Rückstand ausgetragen wird. Die Abdichtung kann über eine aus Schwelkoks gebildete Austragssäule erfolgen, wie es z. B. in der DE-OS 30 05 205 beschrieben ist.

An der Austragsseite 21 wird auch das aus der Entgasung der Abfallstoffe resultierende Pyrolyserohgas entnommen und über eine anorganische Schadstoffreinigungseinrichtung und Staubabscheidung 35 geführt. Das gereinigte Pyrolysegas wird dann zum Brenner 4 über eine Pyrolysereingasleitung 44 weitergeleitet.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist noch die Nachbrennkammer 24 dargestellt, in die das Überschüsse sige Pyrolysegas zusammen mit der entsprechenden Verbrennungsluft, die auch über den Wärmeaustauscher

22 vorgewärmt werden kann, eingebracht wird. Die Abgase dieser Nachbrennkammer werden zusammen mit den Abgasen aus dem Drehrohrofen 3 dem Wärmetauscher 22 zugeführt. Der Transport der Abgase sowohl aus dem Drehrohrofen 3 als auch aus der Nachbrennkammer 24 durch den Wärmetauscher 22 erfolgt mit Hilfe des Saugzuggebläses 23. Wie in der F i g. 1 dargestellt, können der Wärmetauscher 22 und die Nachbrennkammer 24 zu einer Einheit 25 verbunden sein.

Im Brennerraum 11 ist eine Druckmeßeinrichtung PI1 vorgesehen. Mit Hilfe dieser Druckmeßeinrichtung kann die Gesamtmenge an Heißgasen eingestellt werden, die zur Beheizung des Pyrolyseraumes 5 im Drehrohr 6 benötigt wird. Durch diese Druckmeßeinrichtung PI1 werden Ventile 36 für die Verbrennungsluft und 37 für das Pyrolysegas über eine Verbundrege-

lung 43 angesteuert.

Im Brennerraum 11 ist zusätzlich zur Druckmeßeinrichtung Pl \ noch eine Meßeinrichtung 42 zur Bestimmung des Sauerstoffwertes des Abgases vorhanden. Diese Meßeinrichtung 42 wirkt auf eine Drossel 45, welche in der Pyrolysereingasleitung 44 vor dem Ventil 37 angeordnet ist. Hierdurch kann erreicht werden, daß bei einem Anstieg des Pyrolysegasheizwertes, der zu einem Abfallen de' Sauerstoffgehalles im Abgas führt bzw. umgekehrt, durch Änderung des Pyrolysegasvordruckes die Pyrolysegasmenge zur eingestellten Luftmenge so geregelt wird, daß ein vorgegebener Sauerstoffwert im Abgas bzw. ein vorgegebenes stöchiometrisches Verhältnis von Pyrolysegas zur Verbrennungsluft eingehalten wird.

Anstelle des Sauerstoffwertes kann als Steuergröße für die Drossel 45 auch der Heizwert des Pyrolysegases direkt genommen werden.

Da je nach Energiebedarf unterschiedliche Heißgasmengen im Brenner 4 erzeugt werden, wird der vom Sauggebläse 23 erzeugte Unterdruck durch eine Druckmeßeinrichtung Pll in Verbindung mit einer vor dem Saugzuggebläse 23 angeordneten Drossel 38 so geregelt, daß immer ein ausreichendes Druckgefälle zum Abziehen der Abgase aus dem Drehrohrofen 3 und gegebenenfalls aus der Nachbrennkammer 24 besteht. Die überschüssige Gasmenge wird über eine Verbundrcgelung von Ventilen 39 und 40 in einem vorgegebenen Gas-Luft-Verhältnis zusammengeführt, wobei, wie beim Brenner 4, durch Änderung des Gas-Vordruckes in Abhängigkeit vom O₂-Wert des Abgases durch die Meßeinrichtung 46 die Schwankungen des Pyrolysegas-Heizwertes kompensiert werden können. Die Überschußgasmenge wird durch die Druckmessung Pl 3 erfaßt, die auf die Verbundregelung der Ventile 39 und 40 wirkt.

Zur Steuerung der dem Drehrohrofen zuzuführenden Wärmemengen in den einzelnen Zonen, d. h. in den einzelnen Heizkammern 7—10, wird die Wandung des Drehrohres 6 mit berührungslos arbeitenden, nicht näher dargestellten Temperaturmeßeinrichtungen, z. B. Infrarotmeßeinrichtungen, abgetastet und die Temperaturen 77 1, Γ/2, TI3, Γ/4 ermittelt. In Abhängigkeit der Temperaturmessung durch diese Temperaturmeßein-

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richtungen können die zugeordneten Klappen 12,13,14, 15 in den Auslaßkanälen 26, 27, 28 und 29 entsprechend gesteuert werden, su daß in den einzelnen Bereichen die dem Gut im Pyrolyseraum 5 zuzuführenden Wärmemengen über die Drosselwirkung der Klappen in den einzelnen Heizkammern gesteuert werden können.

Durch die Erfindung wird ein kompakter Gesamtaufbau gewährleistet. Wärmeverluste können dabei dadurch vermieden werden, daß sowohl der Brenner 4, der Brennerraum 11, die Heizkammern 7, 8, 9, 10, die Austragseite 21 des Drehrohrofens 3 und die Abgasleitungen 41 von einer wärmeisolierenden Umhüllung 49 umgeben sind.

Wie die F i g. 2 zeigt, ist die Eintnigseite des Drehrohrofens, insbesondere die Stirnwand des Drehrohrofens 3, ebenfalls mit der wärmeisolierenden Schicht 49 zu verschen. Ferner wird die Beschickungsseite in bevorzugter Weise mit Abgasen. Wärmeträgeröl oder Strom oder sonstwie beheizt, um eine Abkühlung des .Stirnwandbereiches unter don .Sänrptanpunkt (140— 180"C) zu verhindern (Naßkorrosion). Ferner ist es von Vorteil, zusätzlich zur wärmeisolierenden Schicht 49 zumindest in dem Bereich, in dem eine Kondensation der Kohlenwasserstoffe im Pyrolysegas möglich erscheint, eine zusätzliche Beheizung vorzusehen, die bei der Inbetriebnahme die Anlage auf die notwendige Temperatur aufheizt und während des Betriebes die Abstrahliingsverluste kompensiert. Insbesondere die das Pyrolyserohgas führende Leitung 47 und Vorrichtungen werden beheizt und zusätzlich wärmeisoliert.

In der F i g. 3 sind rechteckige Querschnitte für das Gehäuse des Drehrohrofens und für den Abgaskanal 20 und den Brennerraum 11 dargestellt. Natürlich können anstelle dieser rechteckigen Q^uerschnitte auch kreisförmige oder ovale Querschnitte verwendet werden.

Die Erfindung kann nicht nur bei der Verbrennung von Pyrolysegas, das bei der Hausmüllverbrennung gewonnen wird, zum Einsatz kommen, sondern auch bei der Verbrennung von in die Fleizeinrichtung des Pyrolysereaktors zurückgeführten gereinigten Pyrolysegas, das bei der Sondermüllpyrolyse, w ^;e sie beispielsweise in der DE-OS 29 44 989 dargestellt ist. verwendet werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Indirekt beheizet- Drehrohrofen für die Pyrolyse von Abfallstoffen mit

   — einer Beschickungseinrichtung an einem Ende des Drehrohres,

   — einer Austragsvorrichtung am anderen Ende des Drehrohres,

   — einer den Mantel des Drehrohres umfassenden Heizeinrichtung, die mehrere Heizkammem mit unterschiedlicher Wärmeabgabe an zugeordnete Bereiche des Drehrohres aufweist,

   — Meßeinrichtungen zur Bestimmung der Temperatur in den Heizkammem,

   — Regelungseinrichtungen, mit denen die Wärmeabgabe an die Heizkammem beeinflußt wird,

   — einer Druckmeßeinrichtung im Brennerraum zur Regelung der Zuführung des Pyrolysegases und der erforderlichen Verbrennungsluft,

   — einer Abzngseinrichtung, für die in der Heizeinrichtung entstehenden Abgase und

   — einem Auslaß für die bei der Pyrolyse der Abfallstoffe entstehenden Pyrolysegase, die zur Verbrennung der Heizeinrichtung zugeführt werden,