DE68903764T2

DE68903764T2 - Einrichtung zur umwandlung von abfaellen.

Info

Publication number: DE68903764T2
Application number: DE8989400037T
Authority: DE
Inventors: Gomez Francisco Javier Elorza
Original assignee: SYNTHESE INTERNATIONALE HOLDIN
Current assignee: SYNTHESE INTERNATIONALE HOLDIN
Priority date: 1988-01-11
Filing date: 1989-01-06
Publication date: 1993-06-09
Anticipated expiration: 2009-01-07
Also published as: GR3006976T3; DE68903764D1; ATE83260T1; CA1324119C; EP0324668B1; EP0324668A1; ES2006264A6

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Umwandlung von Abfällen. Das Dokument FR-A-2.277.137 beschreibt eine solche Einrichtung.
Das weltweite Abfallproblem tritt wegen der gewaltigen, sowohl im industriellen Bereich als auch im ländlichen und städtischen Bereich hergestellten Mengen mit jedem Tag deutlicher hervor, wobei ihre Vernichtung Anlaß zu einem sehr wichtigen Problem gibt.
Bis vor recht kurzer Zeit bestand die gewöhnlichste Form der Abfallbeseitigung in ihrer Deponierung auf zu diesem Zweck vorgesehenen Flächen. Später wurde dieses größtenteils immer noch geltende System der einfachen Deponierung verbessert oder zugunsten anderer Systeme aufgegeben, und folglich kann man die verschiedenen Abfallbeseitigungssysteme derzeit in folgender Weise klassifizieren, nämlich: die kontrollierten Deponien, die gemischten Behandlungssysteme, die gemischten Behandlungssysteme und "Kompost", die Behandlungssysteme durch Verbrennung ohne oder mit Energierückgewinnung und schließlich die Behandlungssysteme durch Pyrolyse.
Bei den Systemen der kontrollierten Deponierung, gemischten Behandlung, gemischten Behandlung und "Kompost" sind die Nachteile zahlreich und bestehen im wesentlichen in Umwelt- und Betriebsnachteilen.
Um diese Nachteile zu lindern, ermöglichen die Behandlungssysteme durch Verbrennung mit oder ohne Rückgewinnung eine industriemäßigere Abfallbehandlung.
Dennoch wurden bei der Abfallverbrennung ohne Rückgewinnung allgemein beträchtliche Luftverschmutzungen festgestellt, und die Betriebs- und Instandhaltungskosten sind wegen der nicht erfolgenden Rückgewinnung hoch.
Bei den Behandlungssystemen durch Verbrennung mit Energierückgewinnung verascht man die Abfälle in einem Ofen und verwertet die durch die Abfallverbrennung erzeugte Energie.
Die rückgewonnene Wärme ist zum Beispiel nutzbar, um Dampf, Warmwasser für die Heizung zu gewinnen, um elektrische Energie zu erzeugen etc.
In der Praxis ist diese Nutzung sehr kostspielig, da die erhaltene Energie ihrem Nutzungsort zugeleitet werden muß.
Da dies so ist, hat sich mit dem Ziel, die verschiedenen oben aufgeführten Nachteile zu mindern, ein letzter Behandlungstyp entwickelt, es handelt sich um die Behandlung durch Pyrolyse, auch "Pyrodekomposition" genannt, die darin besteht, von einer Substanz einfachere Substanzen durch Wärmezufuhr abzutrennen.
Im Prinzip ist diese Behandlungsweise diejenige, die die größten Vorteile bieten kann, da sie auf alle Stoffe, die geeignet sind, thermisch abgebaut zu werden, einwirkt, obwohl man bis heute keine zufriedenstellenden Ergebnisse erhalten hat.
Die Untersuchung dieser negativen Ergebnisse, die durch den Erfinder des vorliegenden Patents durchgeführt wurde, brachte ihn zur Schlußfolgerung, daß diese Resultate durch eine falsche Wahl der Arbeitsbedingungen und im wesentlichen der für die Behandlung gewählten Temperatur bedingt sind.
Diesbezüglich wählte man eine zwischen 1000 und 1500 ºC umfaßte Temperatur, was zu großen technischen Schwierigkeiten - sowohl für die Wahl der Ausrüstungen als auch für ihren Betrieb - Anlaß gib und was ebenfalls zu sehr hohen Kosten geführt hat.
Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, eine Einrichtung zur Behandlung von Abfällen vorzuschlagen, wie in den Ansprüchen definiert, die im Rahmen der Behandlungen durch "Pyrolyse" erlaubt, die oben erwähnten Nachteile zu lindern und eine Lösung des Problems der Behandlungen, die in diesem Bereich bekannt sind, herbeizuführen, so daß eine Umwandlung von Abfällen unter wirklich optimalen Bedingungen, wie man weiter unten sehen wird, erhalten wird.
Die Einrichtung, die den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet, weist folgenden Grundziele auf:
- Die Verwendung von Wärmereaktoren, die aufgrund ihres Konstruktionsprinzips und der Konzeption der Gesamtheit der Anlage erlauben, das System hinsichtlich aller bis heute bekannten "Pyrolyse"-Verfahren bei einer verminderten Temperatur zu betreiben.
- Unter Berücksichtigung der normalen Fluktuationen in Abhängigkeit von den Eigenschaften der zu behandelnden Abfälle ist die maximale Arbeitstemperatur zwischen 400 ºC und 600 ºC umfaßt.
- Die Konzeption einer Einrichtung, deren wesentliches Prinzip für die Umwandlung von Abfällen - sowohl industriellen als auch städtischen oder ländlichen - identisch ist, in der alleine die Arbeitsbedingungen variieren, was die Temperatur, die Katalysatoren und andere Substanzen betriftt, die zur Bildung von verschiedenen chemischen Reaktionen in Abhängigkeit von den zu behandelnden Abfalltypen Anlaß geben.
- Die Realisierung einer modularen Einrichtung, so daß jeder Wärmereaktor mit seiner entsprechenden Ausrüstung individuell arbeiten kann, was es erlaubt, in einem System, das die gleiche Konzeption aufweist, von einem einzigen Reaktor bis zu einer oder mehreren Batterien von Reaktoren zu verwenden.
In Übereinstimmung mit diesen Bedingungen weist die Einrichtung, die den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet, die folgenden Vorteile auf:
- Die Einrichtung ist auf alle Abfallmengen anwendbar, da es der modulare Charakter der Einrichtung erlaubt, unter Verwendung von einem einzigen Reaktor bis zu einer oder mehreren Batterien von Reaktoren zu arbeiten, und diese Einrichtung infolgedessen zur Umwandlung der Abfälle, die von einer Fabrik, einem Dorf oder selbst einer größeren Stadt herrühren, errichtet werden kann.
- Sie erzeugt keinerlei Kontamination durch das Wasser oder die Verbrennungsgase, da das Wasser in angemessener Weise vor dem Ablauf behandelt wird und die Gase chemisch vor der Verbrennung gewaschen werden.
- Die Vorsortierung ist fakultativ, aber nicht unerläßlich, da es möglich ist, die Gesamtheit der Abfälle dem Reaktor zuzuführen, und infolgedessen ist dieses Sortieren in den Anlagen von verminderter Kapazität nicht notwendig.
- Diese Einrichtung erlaubt, die Abfälle in Produkte des Massenverbrauchs und der einfachen Vermarktung umzuwandeln, und infolgedessen ist dieses System von einer bestimmten Menge an rentabel, was bewirkt, daß seine Kosten leicht amortisierbar sind.
- Die Kosten von Anlage und Betrieb sind hinsichtlich der anderen existierenden Systeme vermindert.
- In dieser Einrichtung werden die Abfälle ab dem Augenblick ihrer Aufnahme in einem geschlossenen Gebäude behandelt, und infolgedessen kann sich die Anlage in jeder beliebigen industriellen Umgebung nahe dem Kern der abfallproduzierenden Bevölkerung befinden, was sich in einer großen Wirtschaftlichkeit des Transports dieser Abfälle äußert.
- Die Tatsache, daß jeder Reaktor mit seiner Ausrüstung einen funktionellen Modul darstellt,der unabhängig sein kann, erlaubt, daß die Störungen oder die Wartungsarbeiten nur den oder die notwendigen Reaktoren lahmlegen, während der Betrieb der Anlage weiter geht.
All diese Verbesserungen, ebenso wie weitere, die sich in ausführlicherer Form in dieser Beschreibung zeigen werden, verleihen der vorliegenden Einrichtung einen Charakter, der von all dem, was bis heute bekannt ist, verschieden ist.
Um das Verständnis des Wesens der vorliegenden Erfindung zu erleichtern, ist in den angefügten Zeichnungen als rein erläuterndes und nicht einschränkendes Beispiel eine bevorzugte industrielle Ausführungsform dargestellt, und in fraglichen Zeichnungen
stellt Figur 1 schematisch eine Anlage dar, die einem möglichen, nicht beschränkenden Ausführungsbeispiel der Erfindung entspricht.
stellt Figur 2 eine Ansicht im Aufriß einer Anlage gemäß dem Schema von Figur 1 dar.
entspricht Figur 3 einer Ansicht des Grundrisses des oberen Teils der vorangegangenen Figur, zum Teil im Schnitt.
stellt Figur 4 perspektivisch und in schematischer Weise vier äußere Kammern 33 einer gleichen Anzahl von Reaktoren 8 dar.
entspricht Figur 5 dem Schnitt V-V, der in Figur 6 angegeben ist, für den Fall, daß diese letztere eine nicht geschnittene Ansicht ist.
stellt Figur 6 einen Längsschnitt des zylindrischen Körpers 34 jedes Reaktors 8 dar.
stellt Figur 7 eine Seitenansicht von Figur 8 dar.
ist Figur 8 eine Aufrißansicht von Körper 34.
ist Figur 9 eine Vorderansicht, teilweise im Schnitt, der vier äußeren Kammern 33, die man in Figur 4 sieht.
stellen die Figuren 10 und 11 eines der Räder 37 mit seinem Trägerbeschlag, sowohl die jeweilige Seiten- als auch die Aufrißansicht dar, deren erste teilweise im Schnitt dargestellt ist.
ist Figur 12 eine Aufrißansicht von Figur 13,
stellt Figur 13 im Grundriß eine der Türen 40 der Beladungs- und Entleerungsöffnung 45 der metallischen zylindrischen Körper 34 dar.
stellt Figur 14 den Schnitt XIV-XIV, der in Figur 15 angegeben ist, dar.
ist Figur 15 eine Aufrißansicht eines Filters 47, dessen äußerer Teil gestrichpunktet dargestellt ist.
Das System, das den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet, bezweckt die Umwandlung von Abfällen, sowohl industriellen, als auch ländlichen und städtischen, und man hat in Figur 1 in schematischer Weise ein mögliches Ausführungsbeispiel einer praktischen Anlage dieses Umwandlungssystems dargestellt, dessen allgemeine Beschreibung hinsichtlich der Mittel, die es bilden, die folgende ist:
In einem allgemeinen geschlossenen Gebäude, in dem sich die Aufnahme der Abfälle befindet, ist ein Aufnahmetrichter 1 angeordnet, der durch einen Greifer oder durch andere analoge Mittel gespeist wird. In dem unteren Teil des Trichters 1 befindet sich eine Aufreiß-Einrichtung, die durch Reihen von Drehzylindern gebildet ist, die an ihrer Peripherie eine Reihe von konischen Spitzen aufweisen, die so angeordnet sind, daß sie die Säcke, die den Müll enthalten, aufreißen und die Glasflaschen frei passieren lassen.
Gegenüber dem Trichter ist ein Transportband 2 eingerichtet, das eine Zone 3 durchquert, die für das Aussortieren von Glas und gegebenenfalls von Kunststoff dient, in der Abfälle von Glasgegenständen und gegebenenfalls von Kunststoffen getrennt werden können.
Am Ende des Bandes 2 ist eine magnetische Erfassungseinheit 4 angeordnet, die durch einen magnetischen Zylinder gebildet ist, der die ferromagnetische Fraktion von den Abfällen abtrennt. Diese ferromagnetische Fraktion fällt in der Folge auf ein neues Transportband 7 und sie mischt sich erneut mit den Abfällen, die zuvor in einem Zerkleinerer 5 zermahlen worden sind, zum Zweck ihrer Volumenverminderung und um auf diese Weise die maximale Kapazität der Wärmereaktoren 8 ausnutzen zu können.
Gegenüber dem Transportband 7 ist eine andere Zerkleinerungseinheit 6 für die Reifen, die Biomasse oder für andere Arten von Abfällen, auf die das Verfahren anwendbar ist und die von den städtischen Abfällen, die unter dem Begriff Müll bekannt sind, verschieden sind, angeordnet.
In dem Fall, in dem die Anlage mit einem einzigen Reaktor 8 ausgerüstet ist, erstreckt sich das Band 7 bis zur Beladungsöffnung des letzteren; wenn jedoch mehrere Reaktoren 8 existieren, hat man vorgesehen, daß das Band 7 durch ein festes Teil und eine bewegliches Endteil gebildet wird, mittels dessen man die Abfälle in die Öffnung des entsprechenden Reaktors 8 lädt.
Jeder Reaktor 8 besteht aus einer äußeren Ummantelungskammer 33, siehe Figuren 4 und 9, und aus einem zylindrischen inneren Reaktorkörper 34, der in den Figuren 5 bis 8 dargestellt ist.
Die äußere Kammer 33 besteht aus feuerbeständigen Steinen, und in dem Raum, der zwischen der äußeren Kammer 33 und dem entsprechenden inneren zylindrischen Körper eingeschlossen ist, sind Heizmittel gelegen, so wie insbesondere die kombinierten Brenner 27 für Gas und schweres Heizöl, die dazu dienen, die Temperatur in der Luftkammer, die den zylindrischen Körper 34 umgibt, zu erhöhen, so daß dieser letztere die Wärme in homogener Weise und indirekt erhält, und die insbesondere eine Arbeitstemperatur im Inneren des Körpers 34 bewirken, die einen zwischen 400 und 600 ºC umfaßten Wert erreicht.
Es ist vorgesehen worden, daß jeder zylindrische Körper 34 gemäß einer nicht beschränkenden praktischen Ausführungsform durch einen nichtoxidierbaren Stahlzylinder von etwa 8 Meter Länge und zweieinhalb Meter Durchmesser gebildet ist, der auf diese Weise eine Ladung der Größenordnung von sieben Tonnen umzuwandelnder Abfälle aufnehmen kann.
Im Inneren jedes zylindrischen Körpers 34 sind Ablenkflügel 35, siehe Figur 6, wendelförmig angeordnet, deren Aufgabe darin besteht, die Ladung in homogener Weise in dem ganzen Inneren des Körpers 34 jedes Reaktors 8 zu verschieben und zu verteilen.
Jeder zylindrische Körper 34 ist geeignet, eine radiale Rotationsbewegung um sich selbst auszuführen, wobei die Bewegung durch die in den Figuren 10 und 11 dargestellten Räder 37 erhalten wird, die sich auf die Rollbahnen 36 stützen.
Diese Räder 37 sind in Gehäusen montiert, die auf Trägern 38 installiert sind, die in den Abteilen 39 angeordnet sind, die sich außerhalb der Heizkammer befinden, die zwischen jedem zylindrischen Körper 34 und seiner Abdeckung aus feuerfestem Material 33 definiert ist, wie man es in Figur 9 sehen kann. Die Anordnung der Rädern 37 in diesen Abteilen 39 ermöglicht, daß die Räder 37 während des Betriebs keinen hohen Temperaturen ausgesetzt sind.
Die Rotation der zylindrischen Körper 34 kann sich bei zwei unterschiedlichen Geschwindigkeitsstufen vollziehen, einer schnellen zum Beladen und Entleeren, und einer anderen, langsamen für den Betrieb. Die Übertragung wird durch einen Getriebemotor und eine Kette ausgeführt, und sie ist mit einem Zwischenspanner ausgerüstet, um die Dehnungen zu kompensieren.
Die Beladung und die Entleerung vollziehen sich durch eine Öffnung 45, die in dem Teil vor dem Reaktor gelegen ist. Diese Öffnung 45 weist eine Tür 40 auf, siehe Figuren 12 und 13, die durch ein Schwungrad 41 geschlossen werden kann, mit dem Zahnstangen 42 ineinander greifen, die somit zwei Positionen innehaben können, eine der Zuführ, die die Öffnung der Tür 40 ermöglicht, und die andere des Austritts, die diese Öffnung verhindert. Die Zahnstangen 42 weisen Enden in Keilform 43 auf, die dazu dienen, einen Stoß auf die Tür 40 im Sinne ihrer Schließung auszuführen. Die Tür 40 weist ebenfalls eine Graphitdichtung 44 zum Sicherstellen einer hermetischen Schließung auf.
Auf dem hinteren Teil jedes Körpers 34 befindet sich eine Öffnung 46 zur Ankupplung des Rohres zum Abziehen der Gase, die mit einer Drehverbindung versehen ist, deren Abdichtung durch eine Stopfbuchse sichergestellt ist.
Im Innern und auf dem hinteren Teil oder dem Gasaustrittsteil befinden sich Filtriermittel für feste Elemente von großem Ausmaß, die dafür bestimmt sind, ihren [der Elemente] Austritt durch das Abzugsrohr für Gase zu verhindern. Diese Filtriermittel werden automatisch durch die Reibung von Abfällen gereinigt.
In dem Rohr zum Abziehen der Gase am Ausgang des Reaktors befindet sich eine Filtriereinrichtung 47 für Partikel, die unter Umständen im Gas schweben, die durch ihren Stoß gegen eine Reihe von Ablenklamellen zurückgehalten werden.
In den Figuren 14 und 15 hat man ein mögliches praktisches Ausführungsbeispiel der in Frage kommenden Filter 47 dargestellt, in denen deren jeder eine Vielheit von Ablenklamellen 48 darstellt, die versetzt angeordnet sind.
Diese Ablenklamellen 48 laufen durch Rillen, die zu diesem Zweck in einer Platte 49 gebildet sind, die auf einem verzögerten pneumatischen Kolben 50 montiert ist, der in vorbestimmten Zeitintervallen eine Hin- und Herbewegung längs der Lamellen 48 zu ihrer Reinigung bewirkt.
An der Basis jeden Filters 47 befindet sich ein Kippdeckel 51, dessen selektive Öffnung eine schnelle Entleerung des im Inneren jeden Filters 47 abgesetzten Staubs erlaubt.
Andererseits ist der Körper 34 jeden Reaktors 8 mit einer Kühlvorrichtung versehen, die, unter Entnahme des Kondenswassers aus dem System, dieses während der Endphase der Abkühlung des Produkts in das Innere des Körpers 34 einspritzt, und dieses Wasser, das augenblicklich verdunstet, schafft eine Kühlung, die fortdauert, bis die festgesetzte Temperatur in der Größenordnung von 100 ºC erreicht ist, was die Möglichkeit von Brand oder Explosion während der Entleerung vermeidet.
Das Gas, das während des Betriebs jeden Reaktors 8 abgezogen wird und das am Reaktoraustritt eine Temperatur von 600 ºC erreichen kann, durchquert, nachdem es filtriert wurde, einen Wärmeaustauscher 17, der es teilweise abkühlt, wobei diese Wärme durch das Gas zur Speisung des Brenners 27 aufgenommen wird und das Gas sich somit in hervorragenden Bedingungen befindet, um verbrannt zu werden.
Das abgezogene Gas führt seine Strecke bis zu den Teerkondensationsmitteln 18 fort, in denen das Gas durch einen Gegenstrom-Wasserkreislauf unter 140 ºC abgekühlt wird, der automatisch durch ein mit einem Thermostat versehenes Magnetventil geregelt wird.
Jeder Teerkondensator 18 ist mit einem zugehörigen Speicher 19 versehen, und all diese zugehörigen Speicher sind mit einem gemeinsamen Betriebsspeicher 20 verbunden.
Wenn man den Speicher 20 leert, schließt man die Ventile zwischen diesem letzteren und den zugehörigen Speichern 19, und man setzt eine Teer-Entleerungspumpe in Richtung eines äußeren Lagerungsspeichers in Betrieb, wobei dieser Vorgang erfolgen kann, ohne in irgendeiner Weise das Vakuum in der Leitung zu beeinträchtigen.
Das aus den Kondensatoren 18 stammende Gas kommt an den Wasserkondensatoren 21 mit einer Temperatur in der Größenordnung von 140 ºC an, und es wird durch einen Gegenstrom-Wasserkreislauf unter 40 ºC abgekühlt; auf diese Weise kondensiert man die gesamte wäßrige Fraktion, die in den zugehörigen Speichern 22 gesammelt wird.
Die zugehörigen Speicher 22 sind mit einem gemeinsamen Speicher 23 in Verbindung, und wie in dem vorangegangenen Fall können sie einzeln von diesem gemeinsamen Speicher 23 getrennt werden, von dem an man das Wasser mittels einer Motorpumpe durch die Einrichtungen zum Filtrieren und zur Behandlung für seine spätere Verwendung oder seiner Entleerung passieren läßt.
In Figur 1 kann man das System 30 zur Primärreinigung des Wassers sehen, das durch sechs mit Pflanzenkohle gefüllte Säulen gebildet wird und die in zwei Etappen wirken, das heißt: eine Etappe der Vorreinigung und der Filtrierung des Schaums und eine Etappe der Vollendung, wonach das Wasser in Becken oder in Kühlwasserspeicher 3 l eintritt, die in Reihe angeordnet sind, um das Wasser zu kühlen.
Der Wasserüberschuß wird einer Endbehandlungsgruppe 32 zugeleitet, die durch zwei parallele mit Aktivkohle gefüllte Säulen gebildet wird, in denen die möglichen Rückstände organischer Lösungsmittel absorbiert werden, wonach das Wasser zu einem zugehörigen Behandlungskasten kommt, in dem eine Desinfektion und eine Oxidation mittels Einblasens von Chlorgas und Luft erfolgt, und das Wasser passiert danach erneut die Aktivkohlesäulen, um das Rest-Chlor, die Chloramine und die anderen chemischen Bestandteile zurückzuhalten, die sich hätten bilden können. Das Abwasser wird in dem zugehörigen Kasten mittels automatischer Arbeitsschritte der Neutralisation, der Kontrolle von pH-Wert und Temperatur behandelt, wonach er entleert wird.
Die in den Kondensatoren 21 nicht kondensierte Gasfraktion wird einem Gaswäscher 24 zugeführt, in dem sie durch Spülen in zwei Phasen gewaschen wird: zuerst mit einer stark basischen Flüssigkeit und danach mit einer stark sauren Flüssigkeit. Auf diese Weise hält man die nicht kondensierbaren Bestandteile sauren oder basischen Charakters zurück. Die Gaswäsche wird durch den Verwirbelungseffekt ergänzt, der auf dem Wasser durch den Flüssigkeitsring der Vakuumpumpe 25 erzeugt wird.
In dieser Hinsicht ist jeder Reaktor 8, und genauer jeder Reaktorkörper 34 mit Mitteln verbunden, die es erlauben, daß das Verfahren des thermischen Abfall-Umwandlers unter Vakuum verläuft und einem Satz von Vakuumpumpen 25 unterworfen ist. So wird die Effizienz der Behandlung dank des Vakuums gesteigert,und es ist möglich, die Behandlung bei einer niedrigeren Temperatur ohne Einfluß auf den Wirkungsgrad durchzuführen.
Diese Vakuumpumpen 25 sind zwei Pumpen des Flüssigkeitsring-Typs, die symmetrisch angeordnet sind und die in gestaffelter Weise arbeiten, um zu jedem Zeitpunkt das Saugvermögen an den Durchsatz des hergestellten Gases anzupassen. Diese Pumpen 25 schaffen so ein Vakuum, unter dem der gesamte Kreislauf arbeitet, Vakuum, das die Ansaugung der aus den Reaktoren 8 stammenden gasförmigen Phase veranlaßt.
In Figur 1 kann man sehen, daß die Bezugsziffern 26 und 26' auf zwei Gasspeicher hinweisen, auf einen kleinen Speicher 26, der für die Umwälzung des Gases bestimmt ist, das in den Brennern 27 verbrannt werden soll, und auf einen größeren Speicher 26', der als Reserve für die Anfangsphase, während der keine ausreichende Gasmenge für die Selbstversorgung produziert wird, und für die Endphase dient, in der mehr Gas produziert wird, als man verbraucht.
Der Speicher von großem Ausmaß 26' ist mit einer Sicherheitsvorrichtung ausgerüstet, die im Fall von Überdruck die Öffnung eines Ventils sowie die Zündung einer Fackel bewirkt, und außerdem gibt es ein System zur automatischen Kühlung durch Berieselung.
Wenn der Druck des Gases in den kleinen Speichern 26 einen vorbestimmten Wert überschreitet, setzt sich automatisch ein Kompressor 29 in Gang und veranlaßt den Transfer dieses Gases in den Speicher von großem Ausmaß 26'.
Ist die Arbeit des Reaktors oder der entsprechenden Reaktoren 8 beendet, dreht der Körper 34 in die entgegengesetzte Richtung zu der der Beladung, so daß die Flügel 35 das Produkt in Richtung der Öffnung 45 verschieben.
Mit dieser Öffnung 45 ist während der Entleerung eine bewegliche pneumatische Abzugshaube 9 verbunden, die die festen Kohleteilchen, die in Schwebe sind, ansaugt. Diese Teilchen werden zu einer Mühle 13 transportiert, um fein zerteilt zu werden.
Der pneumatisch nicht erfaßte Teil der karbonisierten Materie wird auf einem Transportband 10 abgesetzt, das ihn zu einem Trichter 11 transportiert, der das Produkt aufnimmt für die nachfolgende Beschickung eines Vibrationssiebs 12, in dem die ferromagnetischen Elemente, die inerten Elemente und die anderen Metalle abgetrennt werden. Das karbonisierte Produkt, das die Maschen des Siebs 12 passiert, wird pneumatisch bis zum Trichter der Mühle 13 transportiert.
Der Rest bewegt sich weiter bis zum Ende der Sieblinie, wo die ferromagnetischen Metalle magnetisch abgetrennt werden, um komprimiert und später vermarktet zu werden. Die anderen inerten Elemente werden in einem kleinen Behälter gesammelt, um später entleert zu werden.
So nimmt die Mikronisierungs-Mühle 13 die karbonisierte Materie auf, die von zwei unterschiedlichen Stellen stammt, deren sind: das pneumatische Erfassungssystem 9 und das Sieb 12. Die Mühle 13 enthält eine Einrichtung zur Abtrennung eines großen Teils der Asche, und verringert die Abmessungen der Partikel unter 75 um.
Bei seinem Austritt aus der Mühle 13 gelangt das Produkt zu einem Zyklon 14, in dem die Dekantierung des gemahlenen Produkts erfolgt. Gemeinsam mit dem Zyklon 14 ist ein Filter 15 installiert, der die beiden folgenden Funktionen erfüllt: einerseits filtriert er den Staub, der durch den pneumatischen Erfasser 9 während der Entleerung aufgenommen wird, und andererseits filtriert er den von der Mühle 13 mitgerissenen Strom.
Schließlich gelangt das im Zyklon 14 und im Filter 15 gesammelte Produkt zu einer Einsackungs-Kippvorrichtung 16, in der es automatisch eingesackt wird, damit es in einer vollständigeren und saubereren Weise gehandhabt, gelagert und vermarktet werden kann.
Nachdem die grundlegenden Mittel, die in der Anlage in Übereinstimmung mit dem System, das den Gegenstand der Erfindung bildet, verwendet werden, beschrieben wurden, wird im folgenden die Funktionsweise dieser Mittel für die Umwandlung der drei erwähnten Abfalltypen beschrieben, das heißt industrielle, städtische und ländliche Abfälle.

UMWANDLUNG VON INDUSTRIELLEN ABFÄLLEN

Die üblichsten industriellen Abfälle sind die Kunststoffe, die Kautschuke, die Reifen, die Reste von Holz und Stoffbezügen, usw... Nachdem all diese Abfälle in der Maschine 6 zerkleinert wurden, führt man sie dem Reaktor oder den entsprechenden Reaktoren 8 zu, wobei man ihre jeweiligen Brenner 27 in Betrieb setzt, und danach bewirkt man die Verbindung der Rohrleitung des durch die Motorpumpen 25 hergestellten Vakuums.
Auf diese Weise beginnt sich die Masse immer mehr aufzuheizen, was die Realisierung der unterschiedlichen Reaktionen veranlaßt. Wenn man im Inneren des Reaktors 8 eine Temperatur von 50 - 60ºC erreicht, beginnt sich aufgrund der Vakuumbedingungen der Wasserdampf zu entwickeln, und er kondensiert in den Kondensatoren 21.
Die verschiedenen Reaktionen gehen in dem Maße vonstatten, in dem die Temperatur steigt, was die Bildung von Gasen unterschiedlicher Eigenschaften veranlaßt, wobei die Teergase in den Kondensatoren 18 kondensieren. Der so erhaltene Teer ist ein komplexes Gemisch aromatischer Verbindungen, das im Laufe späterer Arbeitsschritte destilliert werden kann, um verschiedene Lösungsmittel zu erhalten.
Die nicht kondensierbaren Gase werden in 24 gewaschen und werden in den Speichern 26 und 26' gelagert, um mit ihnen die Brenner 27 zu speisen.
Wenn die Reaktoren 8 eine Temperatur von 400 - 600ºC, gemäß dem Material, das sie enthalten, erreichen, ist der Vorgang vom thermischen Gesichtspunkt her beendet.
Zu diesem Zeitpunkt spritzt man Wasser in das Innere der Reaktoren 8 ein, um das Produkt auf die gewünschte Temperatur abzukühlen, und wenn dieseletztere erreicht ist, öffnet man die Öffnung 45, um die Entleerung zu beginnen.
Das Produkt wird mittels des pneumatischen Erfassers 9 und des Bands 10 bis zur Zone der Mühle 13 gebracht und es gelangt schließlich zur Einsackungs-Kippvorrichtung 16.

Beispiel

Nach Behandlung einer Tonne Industrieabfälle aus der Fertigung von Reifen, die aus Kautschuk, Kohlenstoff, Stahldraht und in gewissen Fällen Textilfasern zusammengesetzt sind, erhielt man folgende Stoffe:
Ruß von 10 bis 70 um 200 kg
pulverförmige Kohle zum Einspritzen oder zur Herstellung von Briketts 300 kg
Teer 100 kg
Stahldraht 50 kg
Asche 30 kg

UMWANDLUNG STÄDTISCHER ABFÄLLE

Die Behandlung städtischer Abfälle erfolgt in derselben Weise wie die vorangegangene, abgesehen davon, daß die Müllsäcke in den Trichter 1 entleert werden, der mit seiner Einrichtung zum Aufreißen der Säcke ausgerüstet ist. Wenn man es wünscht, kann man ein Sortieren des Glases und der Kunststoffe durchführen, und der Rest folgt seinem Weg, wobei die ferromagnetischen Produkte durch den magnetischen Erfasser 4 abgetrennt werden, während der Rest in 5 zerkleinert wird.
Die ferromagnetischen Produkte, wie die Konservendosen, werden danach den zerkleinerten Abfällen beigefügt, und das ganze wird in die Reaktoren 8 eingeführt, in Anbetracht dessen, daß nachgewiesen wurde, daß das Zinn, mit dem die Konservendosen versehen sind, hilft, das Chlor zu absorbieren, das sich im Laufe der Reaktionen im Inneren der Reaktoren 8 bildet.
Es war ebenfalls vorgesehen, in die Masse ein Additiv zur Absorption der chlorhaltigen Produkte einzuführen.
Der Rest des Verfahrens ist im wesentlichen identisch mit dem, der weiter oben beschrieben wurde.

Beispiel

Um die Anteile des Haushaltsmülls zu bestimmen, wurden die Abfälle untersucht, die aus unterschiedlichen Städten und selbst aus unterschiedlichen Stadtteilen stammten, die unterschiedliche Lebensstandards haben, und man verwendete einen Durchschnitt der erhaltenen Ergebnisse.
Organische Stoffe 45 - 55%
Papier und Karton 14 - 18%
Kunststoffe 5 - 9%
Textilien, Leder und Kautschuk 4 - 5 %
Glas 3 - 8%
ferromagnetischer Schrott 3 - 4%
diverse inerte Elemente 14 - 19 %
Die physikalisch-chemischen Daten dieser Produkte sind die folgenden:
Dichte 200 kg/m³
Feuchte 40%
brennbare Stoffe 41 %
Asche und Glas 19%
spezifischer Heizwert 1 700 kcal/kg
Im Laufe der Behandlung dieser Abfälle im Durchschnitt und je behandelte Tonne erhaltene Produkte:
Ruß von 10 bis 75 um 50 kg
pulverförmige Kohle zum Einspritzen oder zur Herstellung von Briketts 120 kg
Teer 40 kg
ferromagnetischer Schrott 30 kg
Glas 40 kg
Gas, nur das, was für die Wärmezuführ zur Behandlung notwendig ist.

UMWANDLUNG LAND- UND FORSTWIRTSCHAFTLICHER ABFÄLLE

Man behandelt land- und forstwirtschaftliche Abfälle, indem man sie einer Art Trennmaschine zuführt, die mit Messern ausgerüstet ist, um ihre Abmessungen zu verringern, wonach sie durch die Bänder 7 direkt dem Reaktor 8 zugeführt werden, in dem die thermische Reaktion vonstatten geht. Wenn diese letztere beendet ist, besteht das gesamte Produkt aus karbonisierter Materie, denn diese Materie enthält nur gebundenen Kohlenstoff flüchtige Elemente und zwischen 0,5 und 0,7 % Schwefel, mit einem reduzierten Anteil von 6-8 % Asche, die fast vollständig in der Mühle 13 abgetrennt werden.

Beispiel

Diese Produkte sind sehr veränderlich in Abhängigkeit ihres Herkunftsorts und ihres Feuchtigkeitszustands. Die in diesen Stoffen enthaltene Feuchtigkeit kann von 25 bis 70 % variieren, und folglich ist ihre zu erhaltende Produktausbeute sehr variabel; dagegen enthalten sie keine inerten Elemente und wenig Asche.
Der Durchschnitt, den man erhalten kann, ist der folgende:
Ruß von 10 bis 75 m 6º0kg
pulverförmige Kohle zum Einspritzen oder zur Herstellung von Briketts 120 kg
Teer 50 kg
Asche 30 kg ANALYSE DER IM LAUFE DER UMWANDLUNG DER ABFÄLLE ERHALTENEN PRODUKTE Die erhaltenen Produkte sind in verschiedenen Industrien verwendbar, und folglich kann der Ruß durch die Kautschuk- und Kunststoffindustrien verwendet werden. Die Kohle zum Einspritzen ist sehr erfolgreich als Brennstoff in den Zement-, Keramik- und anderen Industrien, und sie kann ebenfalls verwendet werden, um in Briketts umgewandelt zu werden, die in Heizkesseln verwendet werden. Der Teer kann auf unterschiedliche Weise verwendet werden: aufgrund seiner Zusammensetzung könnte man ihn als flüssigen Brennstoff(Heizöl mittlerer Dichte)einsetzen, man kann ihn destillieren, um die Lösungsmittel, die er enthält, zu extrahieren, um sie in der Industrie zu verwenden, während der Rest als Hydrophobiermittel oder als Teeragglomerat verwendet werden kann, um den Boden zu bedecken.
Die Eigenschaften der in Übereinstimmung mit diesem System erhaltenen Produkte sind in dem, was folgt, ohne beschränkenden Charakter angegeben.

- Ruß von 10 bis 75 um

Kohlenstoff 92%
Wasserstoff 2,5%
Schwefel 0,5%
Asche 5%
spezifischer Heizwert 8 200 kcal/kg

- Kohle zum Einspritzen oder um Briketts zu formen

gebundener Kohlenstoff 45%
flüchtige Elemente 36%
Wasserstoff 2,5%
Schwefel 0,5%
Feuchtigkeit 2%
Asche 14%
spezifischer Heizwert 5 600 kcal/kg
spezifisches Gewicht 380.400 kg/m3

- Teer

Naphthalin und Anthracen 5,5-6%
Olefin 3-4%
Aromaten 19-22%
Paraffin 1,2-1%
Verbindungswasser 6-7%
nicht destillierbare Reste (Pech) 70%
spezifischer Heizwert 8 900 kcal/kg
spezifisches Gewicht bei 20ºC 950-1 000 kg/m³
Nachdem so das Wesen der Erfindung sowie ihre industrielle Realisierung hinreichend beschrieben wurden,bleibt nur hinzuzufügen, daß es möglich ist, in ihrer Gesamtheit und ihren konstitutiven Teilen Änderungen von Form, Stoff und Zusammensetzung anzubringen, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, unter der Bedingung, daß diese Modifikationen ihr Prinzip nicht verändern.

Claims

1. Einrichtung zur Umwandlung von Abfällen mit wenigstens einer Aufnahmezone (1), einer Auswahlzone (3, 4), einer Zerkleinerungszone (5, 6) für die Abfälle sowie einer Zone (8) zur Wärmebehandlung dieser Abfälle, die aus mehreren Reaktoren (8) besteht, deren jeder Heizmittel (27) und einen Reaktorkörper (34) aufweist, der geeignet ist, eine Drehbewegung um sich selbst auszuführen, und eine verschließbare Öffnung (45), die der Beladung mit den umzuwandelnden Abfällen und der Entleerung der umgewandelten Abfälle dient, sowie eine Öffnung (46) zum Abziehen der Pyrolysegase aufweist,

dadurch gekennzeichnet

daß jeder Reaktor (8) außerdem eine äußere Ummantelungskammer (33) sowie seine eigenen Mittel zum Filtrieren (47), zum Kondensieren (18) und zum Zerkleinern aufweist, um einen unabhängigen modularen Block zu bilden, und

daß jeder Reaktorkörper (34) an Mittel (25) zur Ermöglichung, daß das Verfahren zur thermischen Umwandlung der Abfälle unter Vakuum abläuft, angeschlossen ist.

2. Einrichtung zur Umwandlung von Abfällen nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Wärmereaktoren (8) einen inneren Reaktorkörper (34) metallischer Art und zylindrischer Form, der mit wendelförmig angeordneten inneren Flügeln (35) ausgerüstet und an Übertragungsmittel (37) angeschlossen ist, die geeignet sind, ihn mit zwei verschiedenen Geschwindigkeiten rotieren zu lassen; eine äußere Luftkammer (33) aus feuerfestem Material, die den zylindrischen Körper (34) umgibt; Brenner (27), die die Luftkammer (33) und den zylindrischen Drehkörper (34) erhitzen; und eine Gruppe von Pumpen (25) aufweist, die Vakuumbedingungen im Reaktorkörper (34) und das Abziehen der Pyrolysegase durch die Mittel zum Filtrieren (47) und zum Kondensieren (18) hindurch zu einem Gasspeicher (26, 26') und/oder den Brennern (27) sichert.

3. Einrichtung zur Umwandlung von Abfällen nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,

daß die Beladungs- und Entleerungsöffnung (45) jedes Reaktorkörpers (34) mit entsprechenden Mitteln (7 und 10) zum Transport der umzuwandelnden oder umgewandelten Abfälle verbunden ist und die Gasabziehöffnung (46) mit einem Wärmeaustauscher (17) verbunden ist, in dem das vom Reaktor (8) kommende Gas zur gleichen Zeit abgekühlt wird, in der das zur Speisung des Brenners (27) verwendete Gas erhitzt wird, und

daß die Kondensiermittel einen Teerkondensator (18), der mit einem zugehörigen Speicher (19) verbunden ist, der über ein Ventil mit einem allen zugehörigen Speichern (19) gemeinsamen Betriebsspeicher (20) in Verbindung steht; und einen Wasserkondensator (21) aufweisen, der mit einem zugehörigen Speicher (22) verbunden ist, der zur Verbindung mit einem allen zugehörigen Speichern (22) gemeinsamen Betriebsspeicher (23) verbindbar ist.

4. Einrichtung zur Umwandlung von Abfällen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Beladung des Reaktors (8) bestimmten Transportmittel (7) entweder mit einem Brechwerk (6) oder mit einem Trichter (1) verbunden sind, der mit zwei Reihen von mit konischen Spitzen zum Zerreißen der Müllsäcke versehenen Drehrollen ausgestattet ist, welcher Trichter (1) mit einer Zone (3) zum Aussortieren des Glases und/oder der Kunststoffe, einer magnetischen Erfassungseinheit (4) und einem Müllzerkleinerer (5) verbunden ist, deren Ausgänge auf einem einzigen Transportband (7) münden.

5. Einrichtung zur Umwandlung von Abfällen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Entleerung von Reaktoren (8) bestimmten Transportmittel (10) einen Aufnahmetrichter (11) speisen, dessen Ausgang über einem Vibrationssortiersieb (12) mündet, das zum Trennen der ferromagnetischen Elemente und der anderen Metalle von carbonisiertem Material bestimmt ist, das sich zum Fördern zu einer "Microniseur"-Mühle (13) eignet, deren Ausgang mit einem Zyklon (14) verbunden ist, der mit einer Einsackungs-Kippeinrichtung (16) verbunden ist.

6. Einrichtung zur Umwandlung von Abfällen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Ausgang der Gasabzugsöffnung (46) jedes Reaktors (8) ein Filter (47) mit einer Gruppe von versetzt angeordneten Ablenklamellen (48) angeordnet ist, welche Lamellen (48) durch Rillen verlaufen, die zu diesem Zweck in einer Platte (49) gebildet sind, die der Wirkung eines verzögerten pneumatischen Kolbens (50) mit der Eignung ausgesetzt ist, der Platte (49) eine Hin- und Herbewegung längs der Lamellen (48) zu verleihen.

7. Einrichtung zur Umwandlung von Abfällen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserkondensatoren (21) einen Ausgang für den nichtkondensierbaren Teil des Gases aufweisen, der zu einem Gaswäscher (24) mündet, der seinerseits mittels symmetrisch angeordneter Vakuumpumpen (25) mit einem Speicher (26) zum Wiederumlauf des Gases verbunden ist, der mittels eines Kompressors (29) mit einem Reservespeicher (26') verbunden ist.

8. Einrichtung zur Umwandlung von Abfällen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren des zylindrischen Drehkörpers (34) jedes Reaktors (8) Öffnungen zum Einspritzen von Druckwasser vorgesehen sind, das aus Dekantierbecken (31) in Serie entnommen wird, in denen das von den Kondensatoren (21) kommende Wasser nach seinem Einlauf in eine Primärreinigungseinheit (30) gekühlt wird, die mit Pflanzenkohle gefüllte Säulen aufweist.

9. Einrichtung zur Umwandlung von Abfällen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere feuerfeste Kammer (33) jedes Reaktors (8) Abteile (39) außerhalb der Heizzone aufweist, in denen Träger (38) von Rädern (37) angeordnet sind, die dazu bestimmt sind, in Kontakt mit außerhalb jedes zylindrischen Körpers (34) gelegenen Rollbahnen (36) zu sein, um die Drehung dieses letzteren derart zu ermöglichen, daß diese Räder (37) nicht den hohen Arbeitstemperaturen des Reaktors (8) ausgesetzt sind.

10. Einrichtung zur Umwandlung von Abfällen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Beladungs- und Entleerungsöffnung (45) durch einen Deckel (40) mittels eines Schwungrades (41) geschlossen wird, das in Schließzahnstangen (42) eingreift. die mit einem Ende (43) in Keilform versehen sind.

11. Einrichtung zur Umwandlung von Abfällen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (45) jedes Reaktors (8) mit einer beweglichen, pneumatischen Abzughaube (9) verbunden ist, die die festen Kohleteilchen in Suspension ansaugt und sie bis zur Mühle (13) nach Durchgang durch ein Filter (15) transportiert.

12. Einrichtung zur Umwandlung von Abfällen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasspeicher (26) Brenner (27) speist und mit einem Kompressor (29) verbunden ist, um das Gas ab einem vorbestimmten Druckwert zum Speicher (26') zu fördern, welcher mit einer Sicherheitsausgleichseinrichtung mit automatischer Zündung einer Fackel und einem Kühlsystem durch Berieselung versehen ist.

13. Einrichtung zur Umwandlung von Abfällen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem eine Wasserbehandlungsgruppe (32) aufweist, die aus zwei parallelen, mit Aktivkohle gefüllten Säulen und aus einem Behandlungskasten besteht, die zur Speisung mit dem Überschuß vorbehandelten Wassers bestimmt sind.

14. Einrichtung zur Umwandlung von Abfällen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Anfangszone zur Aufnahme (1) und zur Auswahl (3, 4) der Abfälle eine Einheit (4) zur magnetischen Erfassung vorgesehen ist.