EP2122252A2 - Verfahren und anlage zur nutzenergieerzeugung durch müllvergasung - Google Patents

Verfahren und anlage zur nutzenergieerzeugung durch müllvergasung

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EP2122252A2
EP2122252A2 EP07856042A EP07856042A EP2122252A2 EP 2122252 A2 EP2122252 A2 EP 2122252A2 EP 07856042 A EP07856042 A EP 07856042A EP 07856042 A EP07856042 A EP 07856042A EP 2122252 A2 EP2122252 A2 EP 2122252A2
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EP
European Patent Office
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gas
water
turbine
hot gas
generator
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Withdrawn
Application number
EP07856042A
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Hermann Berthold
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Individual
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    • Y02E50/10Biofuels, e.g. bio-diesel

Definitions

  • the invention relates to a method and a plant for energy production by garbage gasification according to the preamble of claim 1 and of claim 6.
  • US Pat. No. 3,817,724 discloses a waste gasification process which involves incineration of the solid residues and in which the crude gas is washed with a mixture of fresh water, alkali carbonate and a recycled portion of the dust-laden and condensate-laden cleaning liquid. Stripped solids are recycled as sludge into the gasifier along with a small portion of the cleaning liquid, while a small flow of oil and purified raw gas are burned to produce electrical energy. In addition, a portion of the raw gas is burned with air or oxygen and the resulting hot combustion gas is fed into the gasifier.
  • the object of the invention is to provide a method and an installation of the type mentioned above, by which a maximum of useful energy is obtained, with optimal prevention of contaminated wastewater and exhaust gases.
  • the withdrawn from the melt gasifier hot raw gases are supplied to a hot gas steam generator in which the hot gas steam mixed and this hot gas-steam mixture is passed through the double turbine rotor of a turbine which drives a power generator, at the same time takes place a pre-reaction.
  • the pre-cleaned hot gas-vapor mixture is introduced into a falling-stream device in which, using injected lye-added water and repeated expansion and compression with foaming, the mixture is cooled and pre-cleaned, the pre-purified gas being drawn off and the liquid collected becomes.
  • the material to be gasified slides downwards in the guide cylinder, while the released gases flow upwards in the gas guide channel and also exit radially through the openings.
  • the sinking gasifying and melting mass is no longer in contact with the carburetor housing shell, so that damage is avoided and also a blocking of the refuse is prevented.
  • the resulting gases have the ability to either climb high in the gasifying material or excrete to a greater extent radially in the annular guide channel and then flow directly undisturbed upwards. This makes it possible for the gases which have already been outgassed at 60 ° C.
  • a vapor-gas mixture forms in the upper area, which is not explosive and can be sucked off by the vacuum present in the discharge pipe.
  • Another advantage is that in the method according to the invention for operating a generator by a double turbine runner, from the gasifier (melt gasifier) obtained a garbage hot gas, upstream of the turbine, ie immediately before the turbine inlet water vapor (high-pressure steam) is introduced or generated, in such a way that this steam enters the turbine immediately upstream of the turbine inlet at high pressure, together with the hot gas and at the same time mixing with it.
  • This hot gas / vapor mixture is then mixed at very high density and high speed with the turbine tapering in relation to the last section of the gas inlet. introduced, after which this mixture is first expanded on the double rotor of the turbine and then compressed again, whereby a total of a pre-reaction takes place in the mixture.
  • the hot gas-vapor mixture from the one small diameter portion, similar to that at the entrance of the housing opening, in an expanding diffusion portion of the subsequent drain pipe, after which the mixture expands again, while in the drain pipe, a negative pressure prevails.
  • HGDG hot gas steam generator
  • Another advantage is that for the production of high-pressure steam purified and thus lime-free process water is introduced centrally into the turbine inlet, the z. B. is supplied from the water purification device of the waste recycling plant.
  • This lime-free water is vaporized by the hot gas, after which hot and raw gases are mixed with the water vapor and brought into pre-reaction.
  • This can advantageously take place in that the water is introduced into a concentrically in the balloon-like extended inlet, pear-shaped opening to the turbine inlet high-pressure vessel, which is surrounded by hot gas.
  • the resulting in the container high-pressure steam exits at high speed near the turbine inlet, mixes with the outside flowing past him hot gas and enters at high speed in the turbine, in further mixing of the hot gas with the water vapor and thereby taking place pre-reaction.
  • the driven by the energy of the hot gas-steam mixture turbine then further drives the generator via its drive shaft, preferably a permanent magnet generator.
  • This generator can preferably be multi-stage be formed, ie for different torques, according to switchable or switchable, according to the torque received from the turbine.
  • the direct current generated by the generator is preferably used inter alia for physical separation with electrolytic decomposition of the contaminated water (process water) of a waste recycling plant.
  • the excess oxygen and hydrogen thus generated is used for further use in the system, preferably fed to the auxiliary burner of the carburettor or to an internal combustion engine for the corresponding generation of useful energy (increase in the primary energy).
  • a part of the generator current to supply the system eg. B. of their pumps serve.
  • the decreasing gasifying and melting mass is no longer in contact with the carburetor housing shell, so that its damage is avoided and also a blocking of the refuse is prevented.
  • the resulting gases have the ability to ascend either in the gasifying material or exiting to a greater extent radially in the guide channel and then flow directly undisturbed upward.
  • the radial openings of the guide cylinder have roof-shaped pushed out covers, z. B. inclined at an angle of about 5 ° to 20 °.
  • These covered openings can be formed by introducing arcuate cuts in the cylinder jacket, which are then slightly pushed out or bent inwards. As a result, a roof is present over the resulting opening, so that the opening is protected from the sinking material and at the same time an outflow help for the gases is formed.
  • the guide cylinder ends at its upper end over the edge of the hot gas discharge pipe, preferably approximately in the middle.
  • the upper edge of the guide cylinder may have a conical enlargement, so that this edge is radially substantially up to the housing shell. This avoids that top-up material penetrates into the annular gas guide channel, causing damage and makes the gas outflow difficult.
  • a balloon-shaped or pear-shaped housing is connected upstream or between the turbine inlet and inlet pipe in comparison to the inlet pipe and the turbine inlet balloon-shaped or pear-shaped extended housing is interposed.
  • a substantially pear-shaped high-pressure container is concentrically arranged so that it faces with its narrowed outlet opening to the turbine inlet and is in its immediate vicinity.
  • the high pressure container is connected to a water inlet, said water inlet preferably opens centrally / axially into the container.
  • the hot gases surrounding the high-pressure container externally heat the container accordingly, as a result of which the water introduced into the container evaporates explosively and this steam enters the immediately succeeding turbine opening with a corresponding high pressure from the high-pressure vessel.
  • the flowing flue gas is mixed and mixed in, whereby subsequently by the different pressure and speed conditions during expansion, compression and renewed expansion dieren an optimal mixing and pre-reaction of the gas-vapor mixture takes place.
  • the formation of steam in the high-pressure vessel is further optimized accordingly when the water introduced centrally into the high-pressure vessel is injected or introduced in such a way that it is substantially finely uniformly distributed radially, so that the water vapor produced by the great effect of heat is also relatively high in relation to the vessel cross-section Constant arises and thus the pressure load can be kept relatively uniform.
  • a distributor disc may be provided, which is supported in the water guide tube via a so-called water storage and on which the axially incident from the water flowing through the water storage and is discharged radially.
  • the distributor disc By provided on the inflow side of the distributor disc tangential or spiral elevations as water supply edges, the distributor disc is rotated, whereby the impinging water additionally undergoes a rotational movement and is ejected tangentially, in the direction of the hot container inner wall.
  • a three-point water bearing is then also provided, with two bearings in front of and one behind the distributor disc, then the distributor disc is kept stable, so that tumbling is not possible.
  • the exiting amount of water according to the pending pre-pressure of the feed pump before and after the disc automatically.
  • the amount of steam to be mixed into the hot gas can be controlled in a simple manner.
  • the drainpipe on the turbine side has a diffusion section which expands in the direction of flow, whereby the positive effects resulting from successive compressions and depressurizations of the gas passed through are reinforced or continued.
  • This drain pipe is subsequently connected to a gas purification stage, through the suction fan in the drain pipe, a negative pressure is present, which has an effect on the entire function of the device according to the invention, but in particular also optimizes its continued functioning.
  • no backflow in the system via the turbine up to the carburetor can take place, at the same time relieving the gasification process.
  • outgassing becomes particular the housing seals and thus leaks in the flange connections, especially in the turbine inlet and turbine housing avoided.
  • the device according to the invention is incorporated in a Nationalgie binarys- and waste treatment plant, with its inlet is connected to the refuse gasifier (melt gasifier) and leads there produced crude / hot gas.
  • the sequence of the device or the turbine of the device is connected to a gas cleaning device whose fan generates the negative pressure in the inlet, as described above.
  • the output shaft of the turbine with a generator, preferably a permanent magnet generator is connected, which preferably has a plurality of stages for selectively operating depending on the transmitted torque, so that always a correspondingly optimal function is possible.
  • the generator is in turn electrically connected to a physical separation device for the contaminated water, in particular the waste water accumulating in the refuse silo, wherein the direct current of the generator is used for the electrolytic decomposition of the water.
  • the resulting excess oxygen and hydrogen is then used in each case as the primary energy in the system on the one hand in the support burner of the carburetor (the oxygen O 2 ) and on the other hand in the engine of the system (the hydrogen hfe).
  • the water inlet of the pressure vessel of the hot gas steam generator is connected to a water tank, is introduced in the purified process water from the water storage of the water purification system of the system and the condensed water in the turbine. Since the process water from the system's purification of water is virtually cleaned of all impurities and also of calcium, no deposits take place in the high-pressure vessel and also subsequently in the turbine, which contributes to increasing the service life and reducing any maintenance work that may be required.
  • FIG. 2 shows a schematic illustration of a section of the installation according to FIG. 1
  • FIG. 3 shows a partial vertical section through a melt gasifier
  • FIG. 4 shows a detail IV from FIG.
  • FIG. 5 is a schematic representation in partial section through the hot gas steam generator of the plant, with connection to a service water tank and a physical separator
  • Fig. 6 a partial section through the steam generator of Fig. 5
  • Fig. 7 a Detail VII of Fig. 5, the water distributor closer representing
  • Fig. 8 a view according to arrow VIII of Fig. 7 of the distributor disc.
  • the incoming raw waste or garbage is introduced with a truck in the system, the truck first passes through a water bath 1 to wash the truck tires and so carry on of germs and bacteria in to prevent the subsequent lock. Thereafter, the truck drives on a scale 2, through which the incoming garbage is weighed and recorded accounting.
  • a metal separator 11 is mounted, which cuts off coarse metal parts.
  • the remainder is fed to the coining press 10.
  • the piston press 10 all solids from the crusher 6, the remainder of the sieve and metal 11 and various sludge residues from the sludge silo 7, the sludge dewatering 8, a physical separation 12, and a chamber filter press 13 are pressed together and fed to the refuse bunker 14 ,
  • the substances are pressed so that a cattail is formed. This, or the raw material mass, is welded to the outside by the high pressure (up to 100 bar), whereby the welding of the waste in the bale is no longer necessary.
  • the garbage pipe piston has a centric cavity, which causes the bleaching of the substances a uniform removal of carbon and hydrocarbons is possible (surface enlargement).
  • the dimensions of the Hohlkoben 0 can be 300x400 mm. As a result, it has become possible overall that no pre-sorting of the refuse is more necessary.
  • the garbage storage bunker 14 plays the role of an intermediate buffer, from which the appropriately prepared and bunkered garbage is fed into a melt gasifier 15. This carburetor 15 will be described in more detail in connection with FIG. 2 and in particular with FIGS. 3 and 4. From the carburetor 15, the slag is withdrawn below, spent at a slag processing station 16 and discharged therefrom according to a line 17th
  • the resulting hot gas is discharged and fed to a hot gas steam generator 18, which will be explained in more detail below in connection with FIG. 2, but in particular with FIGS. 5 to 7.
  • the guided by the carburetor to the hot gas-steam generator line 19 is enclosed by a ring housing 20, in which via a line 21 process water from a water reservoir 22 is introduced.
  • the resulting steam is passed through a line 23 for cold and ice production 24, while through a line 25, the heated water for desalination 26 is spent. Then desalted water is discharged through the line 27 and / or, if necessary, through a filter 28, the water out and then forwarded in line 29 as drinking water.
  • the salt-laden industrial or seawater is a water purification system 35, such. B., inter alia, in EP 0549756 B1, fed.
  • the remaining portion of the salts in the solution is then passed over the evaporation section in the ring housing 20 and evaporated with the secondary heat of the crude gas stream from the melt gasifier 15. Subsequently, the steam is condensed and the desalted water thus obtained is used for use in the plant system or may be released into the environment as purified water.
  • the process water discharged from the water reservoir 22 via the line 21 is also introduced into a water tank 30, from which it is introduced into the steam generator of the hot gas steam generator 18 for generating steam, as shown in detail in particular in Fig. 5 to 7.
  • a line 31 passed into an air purification 32, from which the purified exhaust air exits via the line 33 and is derived.
  • the hot gas steam generator 18 looks in conjunction with a thermal oil exchanger 36, which in turn is in interactive communication with a falling power device 38.
  • the hot gas-steam generator 18 may also be connected via a direct line 37 with the falling-power device 38 in conjunction. Structure and function of the falling-current device will be explained in more detail below with reference to FIGS. 2, 9 and 10.
  • the liberated gas is transferred to a gas cleaning 40, which will be described in more detail in connection with FIG. 2, as essentially in FIG EP 0549756 B1.
  • the gas purified there is then supplied to either an engine or a turbine 41, a water treatment 35 or a gas liquefaction 42.
  • the liquefied gas is then passed to a supply tank 43 and from there to the burner of the carburetor 15 or the liquefied gas is fed to a central heat absorption and distribution 44, which also with the motor 41, with the thermal oil exchanger 36 and the Carburetor 15 is connected.
  • Fig. 2 The plant shown in Fig. 2 has essential parts of the system described in connection with FIG. 1, wherein here are various supply and discharge or transport facilities are not taken into account or drawn. It can be seen on the left in the figure, a melt gasifier 15, which will be described below in connection with FIGS. 3 and 4 in more detail.
  • the melt gasifier 15 is connected at the top of its melting zone via a drain or inlet pipe 19 with the hot gas-steam generator 18, which will be explained in more detail in connection with FIG. 5 to 8 below.
  • the hot gas-steam mixture is introduced via the discharge pipe 37 from above into the falling-power device 38, which will be explained in more detail in connection with FIGS. 9 and 10. Due to the fact that the waste has different primary energy when it enters the melter gasifier, the gas quantity generation and gas composition are also different. Due to the effect of the transition from the aggregate state solid (garbage) in gaseous (gasifier) happens on the way through the hot gas steam generator 18 and the falling-current module 38 to the gas cleaning system 40, a pre-reaction of the gases.
  • a so-called process liquid is formed, which is constantly circulated through the rollers (56).
  • the reagent has the high affinity property, long-chain compounds such.
  • short-chain compounds such.
  • the methane (CH 4 ), methanol (CH 4 O) or isopropanol (CsH 8 O), etc. cleaned in the gas stream to the engine again released. This is done by the vapor pressure of the temperature control of the central heat absorption and distribution (44) via the heat exchanger.
  • the advantage of switching the gas cleaning in front of the engine (41) lies in the fact that you no longer need lambda control for combustion in the engine and, as the gases are cleaned, a higher overall performance of the engine is achieved. Due to the foam mass, which is always the same size, and the controlled process water temperature, a constant amount of gas is supplied to the engine. The liquefied gas surplus is liquefied by means of a still (gas liquefaction) (42). In addition, there is no explosive gas-air mixture on the entire gas routing route, because the entire distance to the engine is a wet cell area and a relative humidity of 80% is not exceeded.
  • the melt carburetor 15 has a funnel 15. 1 on its upper side for introducing or depositing the material to be gasified, for example. B. of waste or garbage.
  • a slide system 15.2 in which by two slides a portioning or separation of the discontinued in the carburetor material is vorrisebar. Further down is a water-filled housing jacket 15.3, which is delimited at the bottom by a grate 15.4, resting on the ceramic high-temperature balls 15.5, between which the molten residual material flows down into the combustion chamber and further into a collecting trough 15.6. In this drip pan, the heavier liquid metal alloys are collected down 15.7, while the liquid, inert slag 15.8 floats above, both, so the liquid metal alloy and the liquid slag are derived accordingly and can be brought to further use.
  • a guide cylinder 15.9 is arranged concentrically and at a distance such that an annular gas guide channel 15.10 is present therebetween.
  • openings 15.11 are introduced, as can be seen in particular in connection with FIG.
  • These openings 15.11 are formed in that arc incisions 15.12 are introduced into the shell of the guide cylinder, wherein by pressing or Abwinkein a respective openings 15.11 protective roof 15.13 is present.
  • the steam generator 18.2 has a balloon-like housing 18.6, on the one hand its inlet opening 18.7 is connected to a raw gas or hot gas from the carburetor leading inlet pipe 19, preferably via a flange 18.9.
  • the housing 18.6 is connected via its outlet opening 18.10 to the inlet opening 18.11 of a likewise approximately balloon-shaped turbine housing 18.12 of the turbine 18.3 containing a double turbine rotor 18.13, preferably likewise via a flange connection 18.9.
  • the turbine housing 18.12 is connected to the outlet side or at its outlet opening 18.14 with a drain pipe 37 and that also via a flange 18.9.
  • the drain pipe 37 is provided at its turbine-side end with a widening diffuser section 18.16, after which the drain pipe 37 further has a constant cross-section or diameter and with further existing facilities of z. As a waste treatment plant, and different gas cleaning equipment or facilities is connected.
  • a high-pressure vessel 18.18 which has the shape of a pear substantially and with its everted or axially extended opening end 18.19 is formed and arranged in total, that it is close to its drain opening and thus the drain opening 18.10 of the housing 18.6 and thus the inlet opening 18.11 of the turbine 18.3 is or ends.
  • a distributor 18.20 is provided at the closed inflow-side end of the high-pressure container 18, ie practically at its bottom side, which is explained in more detail in connection with FIGS. 7 and 8.
  • the distributor 18.20 opens into the interior of the container and on the other side is connected to a water container 18.22 via a supply line 18.21, with a pump 18.23 in the line 18.21 conveying the purified industrial water located in the water container to the distributor 18.20.
  • the purified process water located in the container 18.22 is most predominantly introduced via a line 18.24, which comes from a water purification of the system or the system or is supplied from the corresponding water storage as needed.
  • water condensed out of the turbine 18.3 is introduced into the water tank 18.22 via a line 18.25.
  • a double-turbine runner 18.13 is concentrically arranged, which is essentially or in the broadest sense mirror image of the housing center and the rotor itself formed, also essentially dimension or diameter extension and then according to the diameter. Dimensional reduction has or has.
  • the rotor input is near the inlet opening 18.11 of the turbine and thus at the same time close to the Opening end 18.19 of the high-pressure vessel 18.18.
  • the axially opposite outlet 18.28 of the turbine rotor 18.13 is located correspondingly close to the outlet opening 18.14 of the turbine or the turbine housing 18.12 and thus with the inlet of the diffusorabitess 18.16 of the drain pipe 37. It is apparent that at the same time the maximum diameter of the turbine rotor in his central maximum circumference or its crown 18.27 corresponding to corresponding to the zone of greatest diameter of the housing 18.12 is arranged.
  • the turbine rotor 18.13 is connected via its output shaft 18.29 with the permanent magnet generator 18.4.
  • This generator 18.4 has three stages 18.31, which are automatically switched according to need or depending on the applied torque accordingly.
  • From the generator 18.4 lead two DC lines 18.33 and 18.34 to the electrodes 18.36 and 18.37 a separator 18.35.
  • this device 18.35 the physical separation of attached via a line 18.38 waste water, z.
  • waste water As the dirty water from the garbage silo a waste recycling plant. Due to the electrolytic reactions or splits, the impurities settle as sludge at the container bottom of the device 18.35 and are discharged via a line 18.38.
  • the physically purified water is withdrawn via a line 18.39 for further treatment, while the surplus of originated oxygen and hydrogen is forwarded to the support burner of the gasifier of the waste recycling plant or to an internal combustion engine, via the lines 18.40 and 18.41.
  • Fig. 7 shows in detail how the manifold 18.20 consists of a protruding into the interior of the container 18.18 guide tube 18.28, which is fastened via a flange 18.49 with seal 18.50 on the container 18.18 and on the outside of the supply line 18.21 is connected with intermediate seal 18.51 ,
  • a distributor disc 18.55 is concentrically arranged in a small spacing, which has a bearing tube 18.54, the protrudes axially into the bore 18.53 of the guide tube 18.48 so that between the two tubes an annular water guide 18.56 is formed.
  • the bore 18.53 of the guide tube 18.48 in each case at the end of the tube corresponding to the bearing tube 18.54 pipe section, each have a ring pocket 18.57 and 18.58 provided in which the water flowing past is dammed and thereby play the role of a water camp.
  • On the front side of the guide tube 18.48 also a bore 18.53 flared bevel 18.59 is provided, whereby the occurring from the water guide 18.56 water flow is broadened outwards and broader meets the Anstrom constitutional 18.30 of the distributor disc 18.55.
  • axially projecting helical water guide edges 18, 61 are provided on the inflow surface 18.60, on which the water flow emerging from the water guide presses, thereby rotating the distributor disk.
  • the bearing tube 18.54 has an inner water guide 18.63, in whose end-side extension a ring pocket 18.64 is present.
  • a conical bearing cone protrudes 18.65 slightly spaced, so that water flowing through the water 18.63 on the bearing cone 18.65 and forms by backwater in the ring pocket 18.64 a water storage.
  • the bearing cone 18.65 is held axially displaceable via a threaded pin 18.66 with lock nut 18.67 on a bracket 18.68, which is attached to the flange 18.49.
  • a three-point water bearing is present (18.57, 18.58, 18.64) that the distribution disc 18.55 holds stable and free of tumble.
  • the distributor 18.20 forms a compact unit, which can be inserted as such from the outside and thus easily replaceable over the flange 18.49 on the container 18.18 z. B. is fastened by screws.
  • W is fastened by screws.
  • the hot gas steam generator 1 operates as follows:
  • the over the inlet pipe 19 z. B. introduced by a refuse-gasifier or inflowing hot gas 18.43 occurs at a temperature of about 400 ° C to 500 ° C via the inlet opening 18.7 in the housing 18.6 and flows around the high pressure tank 18.18. It can be seen that a substantial cross-sectional widening first takes place upon entry, after which again a narrowing of the cross-section takes place in the zone of the discharge opening 18.10, whereby the flow behavior of the hot gas is subjected to corresponding changes.
  • the container By flowing around the high-pressure container with the hot gas, the container is heated accordingly, whereby the sprayed via the manifold 18.20 water immediately or explosively evaporated and is pushed or ejected towards the opening end 18.19 of the container.
  • the water vapor 18:44 exits the container 18,18 under relatively high pressure and high speed and into the inlet opening 18.11 of the turbine.
  • the concentric hot gas 18.43 from the housing 18.6 and enters the inlet opening 18.11 of the turbine, after which the water vapor 18.44 and the hot gas 18.43 mix, especially when they enter the under the action of hot gas and steam rotating turbine rotor. It entseht thereby a hot gas-steam mixture, which pulls expanding through the first half of the turbine rotor and is then performed in the second half and compressing it to flow through a substantially equal to the inlet opening 18.11 outlet port 18.14 of the turbine.
  • the hot gas-vapor mixture which was additionally subjected to the rotational movements by the turbine runner after compression, expansion and recompression, has experienced different pressure and velocity conditions and has been correspondingly strongly mixed, so that a pre-reaction in the mixture has taken place.
  • this prereacted mixture will re-expand upon entry into the diffuser section 18.16 of the discharge pipe 18.15, whereby a further mixing and reaction step takes place.
  • the falling-power device 38 has in a first embodiment at its upper portion a cooling and cleaning unit 60, which consists of an upper cover part 61 and a lower base part 62, which together form a doppelkonisches housing 63.
  • a cooling and cleaning unit 60 which consists of an upper cover part 61 and a lower base part 62, which together form a doppelkonisches housing 63.
  • two conical wall elements 64 and 65 are arranged, which also have a widening conicity, but with different cone angle.
  • the upper wall element 64 has a greater angle than through the cover part 61
  • the lower wall element 65 has a lower conicity than the wall element 64, wherein it can be seen that the conicity of the wall element 65 approximately coincides with the cover part 61 Ü.
  • Each centrally a nozzle 71, 72 and 73 is disposed at the top of the cone wall elements 64 and 65 and the cover member 61, which are connected via a line 74 to the lower reservoir 77 of the falling-power device 38 in connection.
  • the liquid-gas mixture again encounters a cross-sectional constriction between cone 65 and now conically tapered housing base 62, again altering the velocity and pressure conditions, again causing a falling-stream effect, i. Turbulence / turbulence.
  • Turbulence / turbulence again centric process liquid is sprayed, whereby the mixture is strongly foamed, with the consequence of correspondingly large surface enlargement and thus great cleaning effect. Due to the surface enlargements and the sprayed process liquid much energy is destroyed, wherein in a device with doppelkonischem housing and inside two conical walls, a temperature reduction of about 300 ° C up to 60 ° C.
  • the cleaned gases exiting the underside of the housing base part 62 are sucked off through the line 76 and flow into the gas cleaning 40, thanks to the suction effect of the fan 52, as can be seen from FIGS. 1 to 2.
  • the resulting process liquid trickles or drips down, is summarized on the funnel tub and flows into the reservoir 77, wherein the sludge 78 therein is collected at the bottom and can be discharged from there via the line 79.
  • the fall arrester fulfills three abandonments in the system, namely:
  • the annular housing 20 of a desalination device 26 is arranged on the upper side of the falling-power device 38, concentrically surrounding the discharge or supply line 37. Also, this housing 20 is, similar to the or the housing 36 of the cooling and cleaning units 60 of the falling power device biconical, but here only the upper conical side is used for desalination, while the lower conical part to the feed tube 37 is open, whereby a greatly expanded flow area with appropriate diffusion and thus further influence on the gas-vapor mixture is present.
  • the annular space 80 of the Entsalzergephases 20 via the line 21 from the water reservoir (see also Fig.
  • FIG. 10 shows a falling-power device 38, in which not only a cooling and cleaning unit 60 is provided at the top side of the device, but also three vertically stacked units so that a triple cooling and cleaning unit is provided. effect on the line 37 entering the gas-steam mixture is exercised.

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Abstract

Bei einem Verfahren und einer Anlage zur Nutzenergieerzeugung durch Müllvergasung, bei dem Abfälle wie Stadtmüll in einen Schacht-Schmelzvergaser eingebracht, im Gegenstrom getrocknet, entgast und unter Schmelzen der festen Rückstände vergast werden, werden die vom Schmelzvergaser (15) abgezogenen Heiß-Rohgase einem Heißgasdampfgenerator (18) zugeführt, bei welchem dem Heißgas Wasserdampf zugemischt und dieses Heißgas-Dampfgemisch über den Doppel-Turbinenläufer (18.13) einer Turbine (18.3) geführt wird, die einen Stromgenerator (18.4) antreibt, wobei gleichzeitig eine Vorreaktion stattfindet. Danach wird das vorgereinigte Heißgas-Dampf-Gemisch in ein Fallstromgerät (38) eingeführt, in dem unter Verwendung von eingedüstem, mit Reaktionsmittel versetztem Wasser und durch wiederholte Extensionen und Kompressionen mit Aufschäumen, das Gemische abgekühlt und vorgereinigt wird, wobei das vorgereinigte Gas abgezogen und die Flüssigkeit gesammelt wird. Das vorgereinigte Gas wird einer Gasreinigung (40) zugeführt, in der das Gas mit Reaktionsmittel aufgeschäumt und wieder entschäumt wird. Schließlich werden die gereinigten Gase einer weiteren energetischen Verwertung, z. B. der Verbrennung in einem Motor (41), zugeführt.

Description

Verfahren und Anlage zur Nutzenergiegewinnung durch Müllvergasung
B e s c h r e i b u n g
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Anlage zur Energiegewinnung durch Müllvergasung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 6.
Es sind bereits umfangreiche Bemühungen bekannt, aus diversen Abfallstoffen bzw. Müll durch Verbrennen und insbesondere durch Vergasen Energie zu gewinnen.
So ist aus der DE 31 21 206 C2 ein Verfahren zum Vergasen fester Abfälle in einem Schachtofen bekannt, bei dem als Abfall beispielsweise herkömmlicher Stadtmüll in den Schachtgenerator in pelletierter bzw. brikettierter Form eingebracht wird. Im Schachtofen wird mittels Vergasung ein Produktbrenngas erzeugt, welches nach Austritt aus dem Schachtofen gewaschen und gekühlt wird. Dieses Gas wird danach in einem Nasswäscher gereinigt, wodurch ein wesentlicher Teil der teilchenförmigen Feststoffe aufgefangen wird. An den Nasswäscher schließt sich eine Gaswaschzone an, wonach das Gas in einem Gaskompressor verdichtet wird. Schließlich wird zu ca. 20° des erhaltenen getrockneten Produktgases einer Verbrennungszone zur Energieerzeugung für die Anlage zugeführt, während der größere Teil des Produktgases als Endprodukt der Anlage zur Weiterverwertung ausgeleitet wird. Die energetische Ausbeute ist bei dieser relativ komplexen Anlage aber relativ gering, zumal die elektrische Versorgung anscheinend von außen zu erfolgen hat.
Aus der US-PS 3,729,298 ist ein Verfahren zum Vergasen fester Abfälle in einem Schachtgenerator bekannt, bei dem das abgezogene Rohgas gewaschen und gekühlt und die anfallende staub- und kondensatbeladene Reinigungsflüssigkeit in eine wässrige und eine organische Phase getrennt wird. Nach dem Filtern wird ein Teil der wässrigen Phase in die Waschzone zurückgeleitet und der restliche Teil diese Phase aus dem Verfahren herausgeführt sowie die herausgefilterten festen Stoffe mit der organischen Phase gemischt und in den Schachtgenerator zurückgeführt werden. Des weiteren ist aus der DE 25 50 205 A1 bekannt, Müll unter Druck mit Sauerstoff zu vergasen und dabei in das Verfahren eine Luftzerlegungsanlage zu integrieren, wobei der Müll ggf. pelletiert aufgegeben wird. Aus den beim Abkühlen des Rohgases anfallenden Kondensaten werden Kohlenwasserstoffe von dem Gaswasser getrennt und im Bereich der Schmelzzone des Generators in diesen eingeführt. Die festen Rückstände der Vergasung werden verascht.
Schließlich ist aus der US 3,817,724 ein mit Veraschung der festen Rückstände arbeitendes Abfallvergasungsverfahren bekannt, bei dem das Rohgas mit einem Gemisch aus Frischwasser, Alkalikarbonat und einem zurückgeleiteten Teil der staub- und kondensatbeladenen Reinigungsflüssigkeit gewaschen wird. Abgesetzte feste Stoffe werden zusammen mit einem kleinen Teil der Reinigungsflüssigkeit als Schlamm in den Vergaser zurückgeführt, während ein geringer Ölstrom und gereinigtes Rohgas zur Erzeugung von elektrischer Energie verbrannt werden. Zudem wird ein Teil des Rohgases mit Luft oder Sauerstoff verbrannt und das dabei entstehende heiße Verbrennungsgas in den Vergaser eingespeist.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Anlage oben genannter Gattung anzugeben, durch die ein Maximum von Nutzenergie gewonnen wird, bei optimaler Vermeidung von verunreinigten Abwässern und Abgasen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den entsprechend Rückbezogenen Unteransprüchen gekennzeichnet.
Dem gemäß werden die vom Schmelzvergaser abgezogenen Heiß-Rohgase einem Heißgas dampfgenerator zugeführt, bei welchem dem Heißgas Wasserdampf zugemischt und dieses Heißgas-Dampfgemisch über den Doppel-Turbinenläufer einer Turbine geführt wird, die einen Stromgenerator antreibt, wobei gleichzeitig eine Vorreaktion stattfindet. Danach wird das vorgereinigte Heißgas-Dampf-Gemisch in ein Fallstromgerät eingeführt, in dem unter Verwendung von eingedüstem, mit Reaktionsmittel versetztem Wasser und durch wiederholte Ausdehnungen und Kompressionen mit Aufschäumen, das Gemische abgekühlt und vorgereinigt wird, wobei das vorgereinigte Gas abgezogen und die Flüssigkeit gesammelt wird. Zudem wird das vorgereinigte Gas einer Gasreinigung zugeführt, in dem das Gas mit Reaktionsmittel aufgeschäumt und wieder entschäumt wird, wonach schließlich die gereinigte Gase einer weiteren energetischen Verwertung, z. B. einer Verbrennung in einem Motor, zugeführt wird.
Insgesamt wird hier durch ein sehr effizientes Verfahren mit maximaler Gasausbeute und Nutzergieerzeugung, unter maximaler Vermeidung von Umweltbelastung, zur Verfügung gestellt.
Von Vorteil ist, wenn durch die Anordnung in der Vergasungszone des Schmelzvergasers eines mit radialen überdachten Durchbrüchen versehenen Führungszylinders das zu vergasende Material in dem Führungszylinder abwärtsgleitet, während die freigesetzten Gase im Gasführungskanal nach oben fließen und dabei auch radial durch die Durchbrüche austreten. Hierdurch wird die nach unten sinkende vergasende und schmelzende Masse nicht mehr in Kontakt stehen mit dem Vergaser- Gehäusemantel, so dass Beschädigung vermieden und zudem ein Verblocken des Mülls verhindert wird. Auch haben die entstehenden Gase die Möglichkeit, sowohl in dem vergasenden Material hoch zusteigen oder in verstärktem Maße radial in den ringförmigen Führungskanal auszutreten und dann direkt ungestört nach oben zu strömen. So wird ermöglicht, dass die Gase, die schon bei 60° C ausgasen, sich ü- berwiegend erst in der Zone des weiterführenden Absaugrohres mit den Gasen höherer Temperatur, die über den ringförmigen Führungskanal hochströmen, sich mischen. Zu dem bilden sich im oberen Bereich ein Dampf-Gas-Gemisch, das nicht explosiv ist und durch den im Ableitrohr anstehenden Unterdruck abgesaugt werden kann.
Von Vorteil ist auch, dass beim erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben eines Generators durch über einen Doppel-Turbinenläufer geführtes, vom Vergaser (Schmelzvergaser) einer Müllverwertungsanlage erhaltenes Heißgas, der Turbine vorgeschaltet, also unmittelbar vor dem Turbineneingang Wasserdampf (Hochdruckheißdampf) eingebracht bzw. erzeugt wird, und zwar so, dass dieser Wasserdampf unmittelbar vor dem Turbineneingang mit hohem Druck, zusammen mit dem Heißgas und gleichzeitig sich mit diesen vermischend, in die Turbine eintritt. Dieses Heißgas- Dampf-Gemisch wird dann mit sehr hoher Dichte und hoher Geschwindigkeit über die im Verhältnis zum letzten Abschnitt des Gaszulaufes sich verengenden Turbi- nenzulauf eingebracht, wonach dieses Gemisch über den Doppelläufer der Turbine zuerst expandiert und danach wieder verdichtet wird, wodurch insgesamt eine Vorreaktion im Gemisch vonstatten geht. Danach tritt das Heißgas-Dampf-Gemisch aus dem einen geringen Durchmesserabschnitt, ähnlich demjenigen beim Eintritt der Gehäuseöffnung, in einen sich erweiternden Diffusionsabschnitt des nachfolgenden Ablaufrohres, wonach das Gemisch erneut expandiert, während im Ablaufrohr ein Unterdruck herrscht.
Durch den im Hochdruckbehälter der Vorrichtung (im Weiteren als Heißgas-Dampf- Generator bezeichnet, abgekürzt HGDG), d. h. des Heißdampfgenerators erzeugten Hochdruck-Heißdampf wird somit ein doppelflutiger Radialverdichter (bekannt als Turbineneffekt aus der Triebwerkstechnik) angetrieben, wobei durch den Unterdruck beim Ausgang aus der Turbine ein Sog auftritt und kein Rückströmen möglich ist. Durch diesen Unterdruck in der Ableitung findet auch kein Rückstau im System statt, bis hin zum Vergaser. Dadurch wird gleichzeitig auch der Vergaser im Prozess entlastet und dadurch erfolgt auch kein Ausgasen mit der Folge von Undichtigkeiten der Flanschverbindungen, insbesondere im Turbinenzulauf und dem Turbinengehäuse.
Von Vorteil ist auch, dass zur Erzeugung des Hochdruck-Wasserdampfes gereinigtes und somit kalkfreies Brauchwasser in den Turbinenzulauf zentrisch eingebracht wird, das z. B. von der Wasserreinigungseinrichtung der Müllverwertungsanlage zugeleitet wird. Dieses kalkfreie Wasser wird durch das Heißgas zum Verdampfen gebracht, wonach sich Heiß- und Rohgase mit dem Wasserdampf mischen und in Vorreaktion gebracht werden. Dies kann in vorteilhafter Weise dadurch erfolgen, dass das Wasser in einen konzentrisch im ballonartig erweiterten Zulauf befindlichen, birnenförmig zum Turbinenzulauf sich öffnenden Hochdruckbehälter eingebracht wird, der vom Heißgas umspült wird. Dabei tritt der im Behälter entstehende Hochdruck-Dampf unter großer Geschwindigkeit nahe dem Turbineneingang aus, mischt sich mit dem außen an ihm vorbeiströmenden Heißgas und tritt unter hoher Geschwindigkeit in die Turbine ein, in weiterer Vermischung des Heißgases mit dem Wasserdampf und hierdurch stattfindender Vorreaktion.
Die durch die Energie des Heißgas-Dampf-Gemisches angetriebene Turbine treibt dann im Weiteren über ihre Antriebswelle den Generator, vorzugsweise einen Permanentmagnet-Generator an. Dieser Generator kann vorzugsweise mehrstufig aus- gebildet sein, also für unterschiedliche Drehmomente, entsprechend zuschaltbar bzw. umschaltbar, entsprechend des von der Turbine erhaltenen Drehmoments. Der vom Generator erzeugte Gleichstrom wird vorzugsweise u. a. zur physikalischen Trennung mit elektrolytischer Zerlegung des verunreinigten Wassers (Prozesswasser) einer Müllverwertungsanlage verwendet. Dabei wird der so erzeugte überschüssige Sauerstoff und Wasserstoff zur weiteren Verwendung in der Anlage verwendet, vorzugsweise dem Stützbrenner des Vergasers bzw. einem Verbrennungsmotor zur entsprechenden Nutzenergieerzeugung zugeführt (Steigerung der Primärenergie). Selbstverständlich kann ein Teil des Generatorstromes auch zur Versorgung des Systems, z. B. von deren Pumpen dienen.
Die Aufgabe wird zudem durch eine Anlage zum Durchführen des vorbeschriebenen Verfahrens, mit kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den entsprechenden rückbezogenen Unteransprüchen gekennzeichnet.
Dem gemäß ist im Inneren der Vergasungszone des Schmelzvergasers ein konzentrisch zum Vergasergehäusemantel und auf Abstand zu diesem, ein mit Radialöffnungen versehener Führungszylinder angeordnet, und zwar so, dass das zu vergasende Material innerhalb des Führungszylinders sich abwärts bewegt, während die austretenden Gase in den zwischen dem Führungszylinder und Vergasermantel gebildeten ringförmigen Gasführungskanal eintreten und nach oben abgeleitet werden. Hierdurch wird die nach unten sinkende vergasende und schmelzende Masse nun nicht mehr in Kontakt stehen mit dem Vergaser-Gehäusemantel, so dass dessen Beschädigung vermieden und zudem ein Verblocken des Mülls verhindert wird. Zudem haben die entstehenden Gase die Möglichkeit, sowohl in dem vergasenden Material hochzusteigen oder in verstärktem Maße radial in den Führungskanal auszutreten und dann direkt ungestört nach oben zu strömen. So auch diese hochtemperierten Gase des untersten Vergaserabschnittes. Hierdurch wird zudem das oben aufgegebene Material nicht unnötig durch hochsteigende Heißgase hoch erhitzt, so dass es schon bei 60° C ausgasende Gase sich überwiegend erst in der Zone des weiterführenden Absaugrohres mit den Gasen höherer Temperatur mischen. Zudem bildet sich im oberen Bereich ein Dampf-Gas-Gemisch, das nicht explosiv ist und durch den im Ableitrohr anstehenden Unterdruck abgesaugt werden kann. Dadurch wird insgesamt ein optimal temperiertes Gas ausgebracht.
Von Vorteil ist, wenn die radialen Öffnungen des Führungszylinders dachförmig herausgedrückte Abdeckungen aufweisen, z. B. in einem Winkel von ca. 5° bis 20° geneigt. Diese abgedeckten Öffnungen können dadurch gebildet werden, dass in dem Zylindermantel bogenförmige Einschnitte eingebracht werden, die anschließend leicht nach innen herausgedrückt bzw. -gebogen werden. Dadurch ist über der entstehenden Öffnung ein Dach vorhanden, so dass die Öffnung vor dem absinkenden Material geschützt ist und gleichzeitig eine Ausströmhilfe für die Gase gebildet wird.
Schließlich ist von Vorteil, wenn der Führungszylinder an seinem oberen Ende über dem Rand des Heißgas-Ableitungsrohres endet, vorzugsweise ca. in dessen Mitte. Dabei kann der obere Rand des Führungszylinders eine konische Erweiterung aufweisen, so dass dieser Rand radial im wesentlichen bis an den Gehäusemantel ansteht. Dadurch wird vermieden, dass oben aufgegebenes Material in den ringförmigen Gasführungskanal eindringt, Beschädigungen verursacht und den Gasausfluss erschwert.
Von Vorteil ist, dass im Zulauf der Turbine des Heißgasdampfgenerators der Anlage ein ballonförmiges bzw. birnenförmiges Gehäuse vorgeschaltet ist bzw. zwischen Turbineneintritt und Zulaufrohr ein im Vergleich zum Zulaufrohr und dem Turbineneintritt ballonförmig bzw. birnenförmig erweitertes Gehäuse zwischengeschaltet ist. In diesem Gehäuse ist konzentrisch eine im wesentlichen birnenförmiger Hochdruckbehälter so angeordnet, dass er mit seiner verengten Austrittsöffnung zum Turbineneintritt weist und sich in dessen unmittelbarer Nähe befindet. Dabei ist der Hochdruckbehälter mit einem Wasserzulauf verbunden, wobei dieser Wasserzulauf vorzugsweise zentrisch/axial in den Behälter einmündet. Die den Hochdruckbehälter außen umspülenden Heißgase heizen den Behälter entsprechend auf, wodurch das in den Behälter eingebrachte Wasser explosionsartig verdampft und dieser Dampf mit entsprechendem Hochdruck aus dem Hochdruckbehälter in die unmittelbar nachfolgende Turbinenöffnung eintritt. Dabei wird das vorbeiströmende Rauchgas vermischt und eingemischt, wobei nachfolgend durch die unterschiedlichen Druck- und Geschwindigkeitsverhältnisse beim Expandieren, Komprimieren und erneutem Expan- dieren eine optimale Vermischung und Vorreaktion des Gas-Dampf-Gemisches stattfindet.
Die Dampfbildung im Hochdruckbehälter wird noch entsprechend optimiert, wenn das zentrisch in den Hochdruckbehälter eingebrachte Wasser so eingedüst bzw. eingebracht wird, dass es im Wesentlichen radial gleichmäßig fein-verteilt wird, so dass auch der durch die große Hitzeeinwirkung entstehende Wasserdampf im Verhältnis zum Behälterquerschnitt relativ konstant entsteht und somit auch die Druckbelastung relativ gleichförmig gehalten werden kann.
Hierfür kann eine Verteilerscheibe vorgesehen sein, die im Wasserführungsrohr über eine sogenannte Wasserlagerung abgestützt ist und auf die das aus der durch die Wasserlagerung einströmende Wasser axial auftrifft und radial abgeleitet wird. Durch auf der Anströmseite der Verteilerscheibe vorgesehene tangentiale oder spiralförmige Erhebungen als Wasserführungskanten wird die Verteilerscheibe in Rotation versetzt, wodurch das auftreffende Wasser zusätzlich eine Drehbewegung erfährt und tangential ausgeschleudert wird, in Richtung auf die heiße Behälter-Innenwandung. Ist dann auch noch ein Drei-Punkt-Wasserlager vorgesehen, mit zwei Lagern vor und einem hinter der Verteilerscheibe, dann wird die Verteilerscheibe stabil gehalten, so dass ein Taumeln nicht möglich ist. Dabei stellt sich die austretende Wassermenge entsprechend dem anstehenden Vordruck der Förderpumpe vor und nach der Scheibe automatisch ein. Hierdurch wird in einfacher Weise die in das Heißgas einzumischende Dampfmenge steuerbar.
Von Vorteil ist des Weiteren, wenn das Ablaufrohr turbinenseitig einen sich in Ablaufrichtung erweiternden Diffusionsabschnitt besitzt, wodurch die positiv auswirkenden Effekte durch aufeinanderfolgende Komprimierungen und Entspannungen des hindurchgeführten Gases noch verstärkt bzw. weitergeführt werden. Dieses Ablaufrohr ist nachfolgend mit einer Gasreinigungsstufe verbunden, durch deren Saug-Gebläse im Ablaufrohr ein Unterdruck ansteht, der sich auf die gesamte Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung auswirkt, insbesondere aber auch dessen andauernde Funktionsfähigkeit optimiert. Dadurch kann nämlich einerseits kein Rückstau im System über die Turbine bis hin zum Vergaser stattfinden, gleichzeitig den Vergasungsprozess entlastend. Andererseits wird ein Ausgasen insbesondere der Gehäusedichtungen und somit Undichtigkeiten der Flanschverbindungen, insbesondere im Turbinenzulauf und Turbinengehäuse, vermieden.
Besonders zweckmäßig ist, wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer Nutzenergieproduktions- und Müllverwertungsanlage eingegliedert ist, wobei ihr Zulauf mit dem Müllvergaser (Schmelzvergaser) verbunden ist und das dort erzeugte Roh- /Heißgas führt. Der Ablauf der Vorrichtung bzw. der Turbine der Vorrichtung ist dabei mit einer Gasreinigungsvorrichtung verbunden, deren Gebläse im Zulauf den Unterdruck erzeugt, wie vorbeschrieben. Dabei ist die Abtriebswelle der Turbine mit einem Generator, vorzugsweise einem Permanentmagnet-Generator verbunden, der vorzugsweise mehrere Stufen zum wahlweisen Betreiben je nach übertragenem Drehmoment besitzt, so dass immer eine entsprechend optimale Funktion möglich ist. Der Generator steht seinerseits elektrisch in Verbindung mit einer physikalischen Trenneinrichtung für das verunreinigte Wasser, insbesondere das im Müllsilo anfallende Schmutzwasser, wobei der Gleichstrom des Generators zur elektrolytischen Zerlegung des Wassers dient. Der dabei erhaltene überschüssige Sauerstoff und Wasserstoff wird danach jeweils als Primärenergie im System weiter verwendet und zwar einerseits im Stützbrenner des Vergasers (der Sauerstoff O2) und andererseits im Verbrennungsmotor der Anlage (der Wasserstoff hfe).
Schließlich ist auch besonders vorteilhaft, wenn der Wasserzulauf des Druckbehälters des Heißgasdampfgenerators mit einem Wasserbehälter verbunden ist, in dem gereinigtes Brauchwasser vom Wasserspeicher des Wasserreinigungssystems der Anlage sowie das in der Turbine abkondensierte Wasser eingebracht ist. Da das aus der Wasserreinigung des Systems stammende Brauchwasser praktisch von sämtlichen Verunreinigungen und auch von Calcium gesäubert ist, finden keine Ablagerungen im Hochdruckbehälter und auch nachfolgend in der Turbine statt, was zur Erhöhung der Lebensdauer und zur Reduzierung etwa anfallender Wartungsarbeiten beiträgt.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsformen der Anlage und Anlagenteile unter Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1: eine schematische Darstellung (Blockschaltbild) einer zur Durchführung der vorliegenden verfahrensgeeigneten Anlage,
Fig. 2: eine schematische Darstellung eines Ausschnittes der Anlage nach Fig. 1, Fig. 3: einen teilweisen Vertikalschnitt durch einen Schmelzvergaser, Fig. 4: ein Detail IV aus Fig. 3.,
Fig. 5: eine schematische Darstellung in teilweisem Schnitt durch den Heißgas- Dampf-Generator der Anlage, mit Anbindung an einen Brauchwasserbehälter und eine physikalische Trenneinrichtung, Fig. 6: einen teilweisen Schnitt durch den Dampferzeuger aus Fig. 5, Fig. 7: ein Detail VII aus Fig. 5, den Wasser-Verteiler näher darstellend, und Fig. 8: eine Ansicht gemäß Pfeil VIII aus Fig. 7 der Verteilerscheibe.
Wie aus Fig. 1 zu entnehmen ist, wird der ankommende Rohabfall bzw. Müll mit einem LKW in die Anlage eingebracht, wobei der LKW zuerst durch ein Wasserbad 1 fährt, um die LKW-Reifen zu waschen und so ein Verschleppen von Keimen und Bakterien in die nachfolgende Schleuse zu verhindern. Danach fährt der LKW auf eine Waage 2, durch die der ankommende Müll gewogen und buchhalterisch erfasst wird.
Sodann fährt der LKW in eine Schleuse 3, in deren Raum Unterdruck herrscht. An die Schleuse 3 schließt ein Bunker 4 direkt an, in dem der Müll vom LKW hineingeschüttet bzw. hineingekippt wird. Hierfür fährt der LKW in der Schleuse rückwärts bis zur Bunkermanschette, wonach das Bunkertor aufgeht. Der in den Bunker gekippte Müll wird dann mittels Förderband 5 in einen Brecher 6 transportiert. In diesem Brecher 6 wird der Müll nur grob gebrochen. Diesem wird dann Schlamm aus einem Schlammsilo 7 über eine Schlammentwässerung 8 mittels eines Förderers 9 zugeführt und mit dem gebrochenen Material vermischt, wonach diese Mischung einer Kolbenpresse 10 zugeführt wird.
Über dem Förderband im Bunker 4 ist ein Metallabscheider 11 angebracht, der grobe Metallteile abschneidet. Der Rest wird der Kobenpresse 10 zugeführt. Mittels der Kolbenpresse 10 werden alle festen Stoffe aus dem Brecher 6, der Rest aus dem Sieb- und Metallabscheider 11 sowie diverse Schlammrückstände aus dem Schlammsilo 7, der Schlammentwässerung 8, einer physikalischen Trennung 12, und einer Kammerfilterpresse 13 gemeinsam verpresst und dem Müllvorratsbunker 14 zugeführt. In der Kolbenpresse 10 werden die Stoffe so verpresst, dass ein Rohrkolben entsteht. Dieser, bzw. die Rohstoffmasse, ist durch den hohen Druck (bis zu 100 bar) außen verschweißt, wodurch das Einschweißen des Mülls im Ballen nicht mehr notwendig ist. Der Müll-Rohrkolben hat dabei einen zentrischen Hohlraum, der bewirkt, dass beim Verschwelen der Stoffe ein gleichmäßiges Abtragen des Kohlenstoffs und der Kohlenwasserstoffe möglich ist (Oberflächenvergrößerung). Dabei können die Abmessungen der Hohlkoben 0 300x400 mm betragen. Dadurch ist es insgesamt möglich geworden, dass kein Vorsortieren des Mülls mehr notwendig ist. Der Müll-Vorratsbunker 14 spielt die Rolle eines Zwischenpuffers, aus dem der entsprechend vorbereitete und gebunkerte Müll in einen Schmelzvergaser 15 aufgegeben wird. Dieser Vergaser 15 wird im Zusammenhang mit Fig. 2 und insbesondere mit Fig. 3 und 4 näher beschrieben. Aus dem Vergaser 15 wird unten die Schlacke abgezogen, zu einer Schlackeverarbeitungsstation 16 verbracht und von dort entsprechend ausgebracht über eine Leitung 17.
An der oberen Vergasungszone wird das entstandene Heißgas abgeleitet und einem Heißgas-Dampf-Generator 18 zugeführt, der im Zusammenhang mit Fig. 2, aber insbesondere mit Fig. 5 bis 7 nachfolgend näher erläutert wird. Die vom Vergaser zum Heißgas-Dampf-Generator geführte Leitung 19 wird von einem Ringgehäuse 20 umschlossen, in das über eine Leitung 21 Brauchwasser von einem Wasserspeicher 22 eingeführt wird. Der dabei entstehende Dampf wird über eine Leitung 23 zur Kälte- und Eisproduktion 24 geführt, während durch eine Leitung 25 das erwärmte Wasser zur Entsalzung 26 verbracht wird. Sodann wird durch die Leitung 27 entsalztes Wasser abgeleitet und/oder bedarfsweise durch einen Filter 28 das Wasser geführt und dann in der Leitung 29 als Trinkwasser weitergeleitet..
Durch die sehr gute Abstimmung aller physikalischen und technischen Größen im Anlagensystem ist man nunmehr in der Lage, wirtschaftlich sinnvoll z. B. Meereswasser und salzbelastetes Industriewasser wie z. B. Fischwasser, zu entsalzen. Dies geschieht z.B. wie folgt:
Das salzbelastete Industrie- oder Meerwasser wird einem Wasserreinigungssystem 35, wie z. B. unter anderem in der EP 0549756 B1 beschrieben, zugeleitet. Der Restanteil der in der Lösung befindlichen Salze wird dann über die Verdampfungsstrecke im Ringgehäuse 20 geführt und mit der Sekundärwärme des Rohgasstromes aus dem Schmelzvergaser 15 verdampft. Anschließend wird der Dampf kondensiert und das so gewonnene entsalzte Wasser für den Gebrauch in dem Anlagensystem verwendet oder kann als gereinigtes Wasser in die Natur abgegeben werden.
Das aus dem Wasserspeicher 22 über die Leitung 21 abgeleitete Brauchwasser wird auch in einen Wasserbehälter 30 eingeleitet, woraus es in den Dampferzeuger des Heißgas-Dampf-Generators 18 zur Dampferzeugung eingebracht wird, wie insbesondere in Fig. 5 bis 7 ausführlich dargestellt ist. Aus der Schleuse 3 und dem Bunker 4 sowie weiteren Stationen der Anlage und der Hallenversorgung, wird die Abluft über z. B. eine Leitung 31 in eine Luftreinigung 32 geleitet, aus der die gereinigte Abluft über die Leitung 33 austritt bzw. abgeleitet wird.
Der Heißgas-Dampf-Generator 18 seht in Verbindung mit einem Thermo-Öltauscher 36, der wiederum in wechselwirkender Verbindung mit einem Fallstromgerät 38 steht. Der Heißgas-Dampf-Generator 18 kann aber auch über eine direkte Leitung 37 mit dem Fallstromgerät 38 in Verbindung stehen. Aufbau und Funktion des Fallstromgerätes wird nachfolgend anhand der Fig. 2, Fig. 9 und Fig. 10 näher erläutert.
Aus dem Fallstromgerät 38, in dem das vom Heißgas-Dampf-Generator 18 eingebrachte vorreagierte Gas-Dampf-Gemisch vorgereinigt wurde, wird das frei werdende Gas einer Gasreinigung 40 übergeben, die näher im Zusammenhang mit Fig. 2 beschrieben wird, wie im wesentlichen in der EP 0549756 B1 beschrieben. Das dort gereinigte Gas wird anschließend entweder einem Motor oder einer Turbine 41, einer Wasseraufbereitung 35 oder einer Gasverflüssigung 42 zugeleitet. Aus der Gasverflüssigung 42 wird dann das Flüssiggas an einen Versorgungstank 43 und von dort an den Brenner des Vergasers 15 geleitet oder das Flüssiggas wird einer zentralen Wärmeaufnahme und -Verteilung 44 zugeleitet, die zudem mit dem Motor 41, mit dem Thermo-Öltauscher 36 und dem Vergaser 15 in Verbindung steht.
Vom Motor 41 stammende Gase bzw. Gasgemische werden über das Fallstromgerät 38 verbracht, gekühlt und gereinigt und dann in eine Abgasreinigung 39 geleitet. Aus der Abgasreinigung 39 werden dann die gereinigten Abgase der Gasreinigung 40, dem Brenner des Vergasers 15 oder über eine Leitung 46 frei ausgebracht. In die Wasseraufbereitung 35 wird unter anderem das aus der physikalischen Trennung 12 abgeleitete Wasser über die Leitung 47 eingebracht und aus dieser das ge- reinigte Wasser in den Wasserspeicher 22 und von dort zur Anlagenversorgung z. B. über die Leitung 48 ausgebracht. Aus dem Wasserspeicher 22 führt dann noch eine Leitung 49 in die Leitung 48, die Wasserüberschuss in einen Vorfluter oder sonstige öffentliche/freie Gewässer wie Bach oder Fluss ableitet. Schließlich ist noch ein Wärmetauscher für die Anlagenversorgung 50 vorgesehen.
Die in Fig. 2 dargestellte Anlage weist wesentliche Teile der im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebenen Anlage auf, wobei hier verschiedene An- und Abführungen bzw. Transporteinrichtungen nicht mit berücksichtigt bzw. eingezeichnet sind. Es ist links in der Figur ein Schmelzvergaser 15 zu erkennen, der weiter unten im Zusammenhang mit Fig. 3 und 4 näher beschrieben wird.
Der Schmelzvergaser 15 ist an der Oberseite seiner Schmelzzone über ein Ab- bzw. Zulaufrohr 19 mit dem Heißgas-Dampf-Generator 18 verbunden, der im Zusammenhang mit Fig. 5 bis 8 nachfolgend näher erläutert.
Das Heißgas-Dampf-Gemisch wird über das Ablaufrohr 37 von oben in das Fallstromgerät 38 eingeleitet, das in Verbindung mit Fig. 9 und 10 näher erläutert wird. Auf Grund dessen, dass der Müll beim Eintrag in den Schmelzvergaser unterschiedliche Primärenergie hat, ist auch die Gasmengenerzeugung und Gaszusammensetzung unterschiedlich. Durch den Effekt des Überganges vom Aggregatszustand fest (Müll) in gasförmig (Ausvergaser) geschieht auf dem Weg über den Heißgas-Dampf- Generator 18 und dem Fallstrommodul 38 bis hin zur Gasreinigungsanlage 40 eine Vorreaktion der Gase.
Mittels eines Sauggebläses (52) vor der Gasreinigung 40 wird durch einen Unter- druckdosimeter (53) im Fallstrommodul (38) ein Unterdruck gehalten. Durch einen Luft-Gas-Regler (54) vor dem Sauggebläse (52) wird die Gasmenge und der darin enthaltene Brennwert gemessen.
Über ein Luftführungsrohr (55) aus der Absaugung der physikalischen Trennung (12) wird entsprechend Luftsauerstoff abgesaugt. Das so erhaltene Gas-Luft-Gemisch wird in die Gasreinigungsanlage (40) geführt, die einen Schaumerzeuger (57) und einen Schaumzerleger (58) besitzt wo nun die Ad- und Absorption der Gase stattfindet. Mittels der in der Gasreinigung vorhandenen dynamischen Walzen (56)des Schaumerzeugers (57) wird eine sehr große Schaummasse gebildet. Die Filterfläche, die dabei erreicht wird, hat z. B. bei der Bildung von 1 m3 pro Zeiteinheit eine Fläche von ca. 100 000 m2. Diese Fläche ist ausreichend, um die gereinigten Kohlenwasserstoffe freizusetzen, die z.B. der Motor (41) zur Verbrennung braucht. Dies geschieht wie folgt:
Mittels eines Reaktionsmittels, das ins Wasser zudosiert wird, entsteht eine sogenannte Prozessflüssigkeit, die ständig im Kreislauf über die Walzen (56) geführt wird. Durch die Zuführung des Gas-Luft-Gemisches entsteht dann die Schaummasse. Das Reaktionsmittel hat durch die hohe Affinität die Eigenschaft, langkettige Verbindungen wie z. B. Undecan (C11 H24), das bei der Vergasung aus Müll entsteht und andere Stoffe, wie z. B. Navtalene u. Silicane an sich bindet abzuscheiden. Diese Stoffe fallen dann als Schlamm an und werden nicht mehr in den gereinigten Gasstrom zum Motor (41) gegeben. Dagegen werden kurzkettige Verbindungen wie z. B. das Methan (CH4), Methanol (CH4O) oder Isopropanol (CsH8O) usw. in den Gasstrom zum Motor gereinigt wieder freigegeben. Dies geschieht durch den Dampfdruck der durch die Temperaturansteuerung von der zentralen Wärmeaufnahme und -Verteilung (44) über die Wärmetauscher.
Der Vorteil, die Gasreinigung vor den Motor (41) zu schalten, liegt darin, dass man zur Verbrennung im Motor keine Lambdaregelung mehr braucht und, da die Gase gereinigt sind, eine höhere Gesamtleistung des Motors erreicht wird. Durch die immer gleichgroß erzeugte Schaummasse und der geregelten Prozesswassertemperatur wird eine immer gleichbleibende Gasmenge dem Motor zugeführt. Der verflüssigte Gasüberschuss wird mittels einer Destille (Gasverflüssigung) (42) verflüssigt. Hinzu kommt, dass auf der gesamten Gasführungsstrecke kein explosives Gas-Luft- Gemisch entsteht, da die gesamte Wegstrecke bis zum Motor ein Nasszellen- Bereich ist und eine relative Luftfeuchte von 80 % nicht unterschritten wird.
Aus Fig. 2 ist noch zu erkennen, wie der Wasserbehälter 30 im Wasserspeicher 22 angeordnet ist, so dass eine Wärmepufferung vorhanden ist. Die Wärme des auskondensierten heißen Wassers aus der Turbine 18.3 und aus dem Entsalzer 26 bleibt so besser im Wasser des Behälters 30 erhalten und wird lediglich teilweise an das Brauchwasser des Speichers 22 abgegeben und bleibt somit im System erhalten. Wie aus Fig. 3 und 4 ersichtlich ist, weist der erfindungsgemäße Schmelzvergaser 15, an seiner Oberseite einen Trichter 15.1 auf, zum Einleiten bzw. Aufgeben des zu vergasenden Materials, z. B. von Abfall oder Müll.
Darunter befindet sich ein Schiebersystem 15.2, bei dem durch zwei Schieber eine Portionierung bzw. Vereinzelung des in den Vergaser aufgegebenen Materials vornehmbar ist. Weiter unten befindet sich ein wassergefüllter Gehäusemantel 15.3, der nach unten durch einen Rost 15.4 abgegrenzt ist, auf dem keramische Hochtemperaturkugeln 15.5 aufliegen, zwischen denen das geschmolzene Restmaterial nach unten in den Brennraum und weiter in eine Auffangwanne 15.6 fließt. In dieser Auffangwanne werden die schwereren flüssigen Metalllegierungen 15.7 unten gesammelt, während die flüssige, innerte Schlacke 15.8 oben schwimmt, wobei beides, also die flüssige Metalllegierung und die flüssige Schlacke entsprechend ableitbar und zur weiterer Verwendung bringbar sind.
Im Inneren des Gehäusemantels ist ein Führungszylinder 15.9 konzentrisch und auf Abstand so angeordnet, dass dazwischen ein ringförmiger Gasführungskanal 15.10 vorhanden ist. Im Führungszylinder 15.9 sind überdachte Öffnungen 15.11 eingebracht, wie insbesondere auch in Verbindung mit Fig. 4 erkennbar ist. Diese Öffnungen 15.11 werden dadurch gebildet, dass Bogen-Einschnitte 15.12 in den Mantel des Führungszylinders eingebracht werden, wobei durch Eindrücken bzw. Abwinkein ein die jeweilige Öffnungen 15.11 schützendes Dach 15.13 vorhanden ist.
Wie insbesondere aus Fig. 5 erkennbar ist, besitzt der Heißgas-Dampf-Generator 18, als prägnante Teile, in Aufeinanderfolge gesehen, einen Dampferzeuger 18.2, eine Turbine 18.3 und einen Generator 4. Der Dampferzeuger 18.2 hat ein ballonartiges Gehäuse 18.6, das einerseits über seine Zulauföffnung 18.7 mit einem Rohgas bzw. Heißgas vom Vergaser führenden Zulaufrohr 19 verbunden ist, vorzugsweise über eine Flanschverbindung 18.9. Andererseits ist das Gehäuse 18.6 über seine Ablauföffnung 18.10 mit der Zulauföffnung 18.11 eines ebenfalls annähernd ballon- förmigen, einen Doppel-Turbinenläufer 18.13 enthaltendes Turbinengehäuse 18.12 der Turbine 18.3 verbunden, vorzugsweise ebenfalls über eine Flanschverbindung 18.9. Das Turbinengehäuse 18.12 ist auslaufseitig bzw. an seiner Auslauföffnung 18.14 mit einem Ablaufrohr 37 verbunden und zwar ebenfalls über eine Flanschverbindung 18.9. Das Ablaufrohr 37 ist an seinem turbinenseitigen Ende mit einem sich erweiternden Diffusor-Abschnitt 18.16 versehen, wonach das Ablaufrohr 37 weiterführend einen konstanten Querschnitt bzw. Durchmesser aufweist und mit weiteren vorhanden Einrichtungen von z. B. einer Müllverwertungsanlage, sowie unterschiedlichen Gasreinigungsgeräten bzw. -Einrichtungen verbunden ist.
Im Ballon-Gehäuse 18.6 befindet sich konzentrisch angeordnet und ausgebildet ein Hochdruckbehälter 18.18, der im wesentlichen die Form einer Birne aufweist und mit seinem ausgestülpten bzw. axial ausgezogen Öffnungsende 18.19 so ausgebildet und insgesamt angeordnet ist, dass es bis nahe seiner Ablauföffnung und damit der Ablauföffnung 18.10 des Gehäuses 18.6 und damit der Zulauföffnung 18.11 der Turbine 18.3 steht bzw. endet.
Wie auch aus Fig. 6 zu entnehmen ist, ist an dem geschlossenen zulaufseitigen Ende des Hochdruckbehälters 18, also praktisch an dessen Bodenseite, ein Verteiler 18.20 vorgesehen, der im Zusammenhang mit Fig. 7 und 8 näher erläutert wird. Der Verteiler 18.20 öffnet einerseits in das Behälterinnere und ist andererseits über eine Zulaufleitung 18.21 mit einem Wasserbehälter 18.22 verbunden, wobei eine Pumpe 18.23 in der Leitung 18.21 das im Wasserbehälter befindliche gereinigte Brauchwasser zum Verteiler 18.20 befördert. Das im Behälter 18.22 befindliche gereinigte Brauchwasser wird ganz überwiegend über eine Leitung 18.24 eingebracht, die aus einer Wasserreinigung des Systems bzw. der Anlage stammt bzw. aus dem entsprechenden Wasserspeicher bedarfsweise zugeleitet wird. Zudem wird über eine Leitung 18.25 auskondensiertes Wasser aus der Turbine 18.3 in den Wasserbehälter 18.22 eingebracht.
Im Gehäuse 18.12 der Turbine 18.3 ist ein Doppel-Turbinenläufer 18.13 konzentrisch angeordnet, der im Wesentlichen bzw. im weitesten Sinne spiegelbildlich zur Gehäusemitte und zum Läufer selbst ausgebildet ist, im Wesentlichen ebenfalls Dimensi- ons- bzw. Durchmessererweiterung und danach entsprechend die Durchmesserbzw. Dimensionsverringerung besitzt bzw. aufweist. Dabei befindet sich der Läufereingang nahe der Zulauföffnung 18.11 der Turbine und somit gleichzeitig nahe dem Öffnungsende 18.19 des Hochdruckbehälters 18.18. Der axial gegensinn ige Austritt 18.28 des Turbinenläufers 18.13 befindet sich entsprechend nahe der Ablauföffnung 18.14 der Turbine bzw. des Turbinengehäuses 18.12 und so mit dem Eintritt des Dif- fusorabschnitts 18.16 des Ablaufrohres 37. Es ist ersichtlich, dass gleichzeitig der maximale Durchmesser des Turbinenläufers in seinem mittigen maximalen Umfang bzw. seiner Krone 18.27 entsprechend korrespondierend mit der Zone mit größtem Durchmesser des Gehäuses 18.12 angeordnet ist.
Der Turbinenläufer 18.13 ist dabei über seine Abtriebswelle 18.29 mit dem Permanentmagnet-Generator 18.4 verbunden. Dieser Generator 18.4 besitzt drei Stufen 18.31 , die je nach Bedarf bzw. je nach anliegendem Drehmoment, entsprechend selbsttätig zugeschaltet werden. Von dem Generator 18.4 führen zwei Gleichstromleitungen 18.33 und 18.34 zu den Elektroden 18.36 und 18.37 einer Trenneinrichtung 18.35. In dieser Einrichtung 18.35 erfolgt die physikalische Trennung von über eine Leitung 18.38 angebrachtes Schmutzwasser, z. B. des Schmutzwassers aus dem Müll-Silo einer Müllverwertungsanlage. Durch die elektrolytischen Reaktionen bzw. Aufspaltungen setzen sich die Verunreinigungen als Schlamm am Behälterboden der Einrichtung 18.35 ab und werden über eine Leitung 18.38 ausgebracht. Das physikalisch gereinigte Wasser wird über eine Leitung 18.39 zur Weiterbehandlung abgezogen, während der Überschuss an entstandenem Sauerstoff und Wasserstoff zum Stützbrenner des Vergasers der Müllverwertungsanlage bzw. zu einem Verbrennungsmotor weitergeleitet wird, über die Leitungen 18.40 bzw. 18.41.
Aus Fig. 6 ist zu erkennen, wie am konzentrischen Gehäuse 18.6 des Dampferzeugers 18.2 angeordneten Hochdruckbehälter 18.18 der Verteiler 18.20 angeordnet ist, dessen Einströmseite durch einen Kegel 18.47 geschützt ist, der gleichzeitig den in das Gehäuse 18.6 des Dampferzeugers 18.2 eintretenden Gasstrom gleichmäßig auf die Mantelfläche des Behälters 18.18 aufteilt.
Fig. 7 zeigt im Detail, wie der Verteiler 18.20 aus einem in das Innere des Behälters 18.18 ragenden Führungsrohr 18.28 besteht, der über einen Flansch 18.49 mit Dichtung 18.50 am Behälter 18.18 befestigt ist und an dem außen die Zulaufleitung 18.21 mit zwischenliegender Dichtung 18.51 angeschlossen ist.
An der Stirnseite des Führungsrohres 18.48 ist in geringer Beabstandung eine Verteilerscheibe 18.55 konzentrisch angeordnet, die ein Lagerrohr 18.54 besitzt, das axial in die Bohrung 18.53 des Führungsrohres 18.48 so hineinragt, dass zwischen den beiden Rohren eine ringförmige Wasserführung 18.56 gebildet ist. Zudem sind in der Bohrung 18.53 des Führungsrohres 18.48, jeweils zum Ende des mit dem Lagerrohr 18.54 korrespondierenden Rohrabschnittes, je eine Ringtasche 18.57 und 18.58 vorgesehen, in denen das vorbeiströmende Wasser aufgestaut wird und dadurch die Rolle eines Wasserlagers spielen. An der Stirnseite des Führungsrohres 18.48 ist zudem eine die Bohrung 18.53 erweiternde Ausschrägung 18.59 vorgesehen, wodurch der aus der Wasserführung 18.56 auftretende Wasserstrom verbreitert nach außen abgeleitet wird und breiter gefächert auf die Anstromfläche 18.30 der Verteilerscheibe 18.55 trifft.
Wie auch aus Fig. 8 erkennbar ist, sind auf der Anströmfläche 18.60 axial abstehende spiralförmige Wasserführungskanten 18.61 vorgesehen, aufweiche der aus der Wasserführung austretende Wasserstrom drückt und dadurch die Verteilerscheibe dreht.
Aus Fig. 7 ist des Weiteren zu erkennen, dass das Lagerrohr 18.54 eine innere Wasserführung 18.63 besitzt, in deren stirnseitiger Erweiterung eine Ringtasche 18.64 vorhanden ist. In diese ragt ein konischer Lagerkegel 18.65 geringfügig beabstandet hinein, so dass durch die Wasserführung 18.63 strömendes Wasser auf den Lagerkegel 18.65 auftritt und durch Rückstau in der Ringtasche 18.64 ein Wasserlager bildet. Der Lagerkegel 18.65 ist dabei über einen Gewindezapfen 18.66 mit Kontermutter 18.67 an einem Bügel 18.68 axial verschiebbar gehalten, der am Flansch 18.49 befestigt ist. Somit ist ein Drei-Punkt-Wasserlager vorhanden (18.57, 18.58, 18.64), dass die Verteilerscheibe 18.55 stabil und taumelfrei hält.
Es ist somit insgesamt ersichtlich, dass der Verteiler 18.20 eine in sich kompakte Einheit bildet, die als solche von außen einschiebbar und dadurch leicht auswechselbar über den Flansch 18.49 am Behälter 18.18 z. B. über Schrauben befestigbar ist. Bei eventuellen Störungen oder notwendigen Änderungen der Einstellung der axialen Position des Lagerkegels 18.65 oder gar kompletten Austausch der Verteilereinheit sind somit nur einige Schraubverbindungen zu lösen, um die erforderlichen Arbeiten problemlos durchzuführen. W
18
Der Heißgasdampfgenerator 1 arbeitet folgendermaßen:
Das über das Zulaufrohr 19 z. B. von einem Müllvergaser eingebrachte bzw. einfließende Heißgas 18.43 tritt mit einer Temperatur von ca. 400° C bis 500° C über die Zulauföffnung 18.7 in das Gehäuse 18.6 ein und umspült den Hochdruckbehälter 18.18. Es ist ersichtlich, dass dabei beim Eintritt zuerst eine wesentliche Querschnittserweiterung stattfindet, wonach in der Zone der Ablauföffnung 18.10 erneut eine Verengung des Querschnitts erfolgt, wodurch das Strömungsverhalten des Heißgases entsprechenden Änderungen unterworfen ist. Durch das Umströmen des Hochdruckbehälters mit dem Heißgas wird der Behälter entsprechend erhitzt, wodurch das über den Verteiler 18.20 eingesprühte Wasser sofort bzw. explosionsartig verdampft und in Richtung auf das Öffnungsende 18.19 des Behälters gedrückt bzw. ausgestoßen wird. Durch die entsprechenden Drucksituationen und auch die entsprechenden Querschnittsverringerungen tritt der Wasserdampf 18.44 mit unter relativ hohem Druck und hoher Geschwindigkeit aus dem Behälter 18.18 aus und in die Zulauföffnung 18.11 der Turbine ein. Dabei tritt gleichzeitig außen konzentrisch auch das Heißgas 18.43 aus dem Gehäuse 18.6 aus und in die Zulauföffnung 18.11 der Turbine ein, wonach der Wasserdampf 18.44 und das Heißgas 18.43 sich mischen, insbesondere bei deren Eintritt in die unter Einwirkung von Heißgas und Dampf sich drehenden Turbinenläufers. Es entseht dabei ein Heißgas-Dampf-Gemisch, das expandierend durch die erste Hälfte des Turbinenläufers zieht und danach komprimierend in dessen zweiten Hälfte geführt wird bzw. strömt, um über eine mit der Zulauföffnung 18.11 im wesentlichen gleichgroße Auslassöffnung 18.14 der Turbine auszuströmen. Das Heißgas-Dampf-Gemisch, das nach Kompression, Expansion und erneuter Kompression zusätzlich den Drehbewegungen durch den Turbinenläufer unterworfen war, hat unterschiedliche Druck- und Geschwindigkeitszustände erfahren und ist entsprechend stark vermischt worden, so dass eine Vorreaktion im Gemisch stattgefunden hat. Zudem wird dieses vorreagierte Gemisch bei Eintritt in den Diffu- sorabschnitt 18.16 des Ablaufrohres 18.15 erneut expandieren, wodurch noch ein weiterer Misch- und Reaktionsschritt stattfindet.
Dadurch, dass im Ablaufrohr 37 ein Unterdruck vorhanden ist, verursacht z. B. durch das Saug-Gebläse einer nachfolgenden Gasreinigungsstufe 40, findet der Durchfluss des Heißgases und des Wasserdampfes bzw. des Heißgas-Dampf-Gemisches 18.45 optimal statt, ohne jeglichen Rückstau, wie dies bei üblichen Turbinen meist der Fall ist und wodurch dort dann bekanntlich die hohen Wirkungsgradverluste herrühren. Durch den Sog bzw. den Unterdruck im Ablaufrohr 37 arbeitet die Turbine 18.3 unter optimalen Bedingungen, so dass deren Wirkungsgrad bisher einen bei diesen Dampfturbinen unerreicht hohen Wirkungsgrad erreicht bzw. erreichen kann.
Wie aus Fig. 9 zu erkennen ist, besitzt das Fallstromgerät 38 in einer ersten Ausführung an seinem oberen Bereich eine Kühl- und Reinigungseinheit 60, die aus einem oberen Deckteil 61 und einem unteren Basisteil 62 besteht, die gemeinsam ein doppelkonisches Gehäuse 63 bilden. In diesem Gehäuse 63 sind zwei konische Wandelemente 64 und 65 angeordnet, die zwar ebenfalls eine sich erweiternde Konizität besitzen, jedoch mit unterschiedlichem Konuswinkel. So besitzt das obere Wandelement 64 einen größeren Winkel als durch das Deckteil 61 , während das untere Wandelement 65 eine geringere Konizität besitzt als das Wandelement 64, wobei zu erkennen ist, die Konizität des Wandelementes 65 ungefähr mit dem Deckteil 61 ü- bereinstimmt. Hierdurch werden unterschiedliche Durchtrittsquerschnitte geschaffen, so oben beim Eintritt eine erste Fläche 66, die gleich dem Querschnitt das Gas- Dampf-Gemische eindringende Zulaufrohr 37. Zur zweiten 67 hin findet eine sehr starke Verengung bzw. Verdichtung statt, mit einer nachfolgenden großen Diffusion, um dann bei der dritte Fläche 68 erneut eine Verengung und somit Verdichtung bereit zu stellen.
Jeweils zentrisch ist an der Oberseite der Kegelwandelemente 64 und 65 und des Deckteiles 61 je eine Düse 71 ,72 bzw. 73 angeordnet, die über eine Leitungen 74 mit dem unteren Sammelbecken 77 des Fallstromgerätes 38 in Verbindung stehen.
Es trifft nun feuchtes Luft-Dampf-Gemisch von oben über die Leitung 37 kommend in der Einrichtung ein, gleichzeitig wird die Prozessflüssigkeit (Wasser mit Reaktionsmittel) über die Düsen 71,72, 73 zentrisch eingesprüht, wobei sich durch die erweiternde Konizität des Gehäuses bzw. des Deckteiles 61 sowie durch das Versprühen Diffusion stattfindet und die Temperatur in erster Stufe sinkt. Von 1. Fläche 66 nach 2. Fläche 67 findet durch die unterschiedlichen Konizitäten des Deckteils 61 und des Wandelementes 64 eine Durchtrittsverengung und somit eine Verdichtung statt.
Von 67 nach 68 findet eine Expansion/Diffusion statt, da der hier darunter befindliche Kegel 65 einen kleinen Winkel besitzt. Dadurch findet eine Druck- und Geschwindig- keitsänderung statt, der Druck wird erhöht und die Geschwindigkeit reduziert. Das unter großem Druck durch die Fläche 67 in den darunter befindlichen erweiterten Raum eintretende Flüssigkeits- Gas- Gemisch wird sehr stark verwirbelt und noch zusätzlich mit Prozessflüssigkeit besprüht und trifft auf den weiteren, etwas engeren Konus des Wandelements 65.
Bei der Fläche 68 trifft das Flüssigkeits-Gas-Gemisch erneut auf eine Querschnittsverengung zwischen Konus 65 und nunmehr sich konisch verengender Gehäuse- Basis 62, wodurch erneut die Geschwindigkeit- und Druckverhältnisse verändert werden, so dass erneut ein Fallstromeffekt stattfindet, d.h. Verwirbelun- gen/Turbulenzen. Dabei wird erneut zentrisch Prozessflüssigkeit eingesprüht, wodurch das Gemisch stark aufgeschäumt wird, mit der Folge entsprechend großer Oberflächenvergrößerung und somit großer Reinigungswirkung. Durch die Oberflächenvergrößerungen und die eingesprühte Prozessflüssigkeit wird viel Energie vernichtet, wobei in einer Einrichtung mit doppelkonischem Gehäuse und innen befindlichen zwei Kegelwandungen eine Temperaturreduktion von ca. 300° C bis auf 60° C erfolgt.
Bei Anordnung mehrerer solcher Vorrichtungsteile wie in Fig. 10 aufgezeigt, d. h. mehrerer doppelkonischer Gehäuse mit innen befindlichen Kegelwänden, kann eine Temperaturreduktion von ca. 500° C bis auf 60° C erfolgen. Durch die in Strömungsrichtung jeweils sich erweiternd angeordneten drei Kegeln, nämlich die obrige Gehäusewand, die beiden Kegelwandungen und die untere gegenläufig kegelförmige Gehäusewand sind sechs Oberflächen vorhanden, die ständig von der Prozessflüssigkeit benetzt sind, wodurch große Reaktionsflächen zur Verfügung stehen. Dazu entsteht durch die starke Aufschäumung bei der Verwirbelung an den Durchtritten zwischen der ersten und der zweiten Kegelwandung 64 und 65 mit den Gehäusewänden 61 , 62, eine extrem große Reaktionsfläche durch die Schaumbläschen. Zu dem wirken sich auch die wiederholten Druckverhältnisse (Druckwechsel) aus, mit der Folge einer sehr hohen Affinität der Gasmoleküle zum Reaktionsmittei der Prozessflüssigkeit.
Die an. der Unterseite des Gehäuse-Basisteiles 62 austretenden gereinigten Gase werden durch die Leitung 76 abgesaugt und strömen in die Gasreinigung 40 ein, dank der Saugwirkung des Ventilators 52, wie aus Fig. 1 bis 2 ersichtlich wird. Die dabei anfallende Prozessflüssigkeit rinnt bzw. tropft nach unten, wird über die Trichter-Wanne zusammengefasst und fließt in das Sammelbecken 77, wobei sich der darin befindliche Schlamm 78 sich am Boden sammelt und von dort über die Leitung 79 ausgetragen werden kann.
Somit erfüllt das Fallstromgerät drei Aufgeben im System, und zwar:
1. Eine Temperatursenkung z. B. von annähernd 500° C auf 60° Celsius.
2. Die vom Heißgasdampfgenerator vorreagierten Gase zu adsorbieren.
3. Druckschwankungen im Rohgasstrom zu kompensieren.
Wie aus Fig. 9, aber auch aus Fig. 2 zu erkennen ist, ist an der Oberseite des Fallstromgeräts 38, konzentrisch die Ab- bzw. Zuleitung 37 umgebend, das Ringgehäuse 20 einer Entsalzungseinrichtung 26 angeordnet. Auch dieses Gehäuse 20 ist, ähnlich wie das bzw. die Gehäuse 36 der Kühl- und Reinigungseinheiten 60 des Fallstromgeräts doppelkonisch ausgebildet, wobei hier aber nur die obere konische Seite zur Entsalzung verwendet wird, während der untere konische Teil zum Zuführrohr 37 offen ist, wodurch ein stark erweiterter Durchflussquerschnitt mit entsprechender Diffusion und somit weiterer Einflussnahme auf das Gas-Dampf-Gemisch vorhanden ist. In den Ringraum 80 des Entsalzergehäuses 20 wird über die Leitung 21 aus dem Wasserspeicher (siehe hierzu auch Fig. 2) Brauchwasser eingeführt, wo dieses schnell unter Einwirkung der Wärme der durch die Leitung 37 strömenden Gas- Dampf-Gemische verdampft. Der entstehende Dampf wird über die Leitung 25 ausgetragen, die das kondensierende Wasser einerseits über einen Kondensator 81 an den Filter 28 und von dort in Trinkwasserqualität 29 weiterbefördert. Aus der Leitung 25 wird der kondensierende Dampf zu dem in den Behälter 30 abgeleitet, aus dem u. a. der Verdampfer des Heißgasdampfgenerators 18 bedient wird. Das während der Verdampfung sich am Boden des Ringraumes 80 absetzende Salz wird dann über einen Salzaustrag aus dem Entsalzter entfernt, z. B. mit Hilfe eines zeichnerisch nicht dargestellten Räumers.
Schließlich zeigt Fig. 10 ein Fallstromgerät 38, bei dem nicht nur eine Kühl- und Reinigungseinheit 60 an der Oberseite des Gerätes vorgesehen ist, sondern gleich drei vertikal übereinander angeordnete Einheiten so dass eine dreifache Kühl- und Reini- gungswirkung auf das über die Leitung 37 eintretende Gas-Dampf-Gemsich ausgeübt wird.
B e z u g s z e i c h e n
1. Wasserbad 33. Leitung (Luftab-)
2. Waage 34. —
3. Schleuse 35. Wasseraufbereitung (WAS)
4. Bunker 36. Thermo-Öltauscher
5. Förderband 37. Leitung
6. Brecher 38. Fallstromgerät
7. Schlammsilo 39. Abgasreinigung
8. Schlammentwässerung 40. Gasreinigung
9. Förderer 41. Motor/Turbine
10. Kolbenpresse 42. Gasverflüssigung
11. Metallabscheider-Silo 43. Versorgungstank
12. physikalische Trennung 44. zentrale Warenaufnahme
13. Kammerfilterpresse 45. Leitung
14. Müll-Vorratsbunker 46. Leitung
15. Schmelzvergaser 47. Leitung
16. Schlacke-Verwertung 48. Leitung zu Vorfluter
17. Leitung (Recycling) 49. Leitung
18. Heißgas-Dampf-Generator 50. Wärmetauscher
19. Leitung (Ablauf/Zulauf) 51. —
20. Ringgehäuse 52. Sauggebläse
21. Leitung 53. Unterdruckbehälter
22. Wasserspeicher 54. Luft-Gas-Regler
23. Leitung 55. Luftführungsrohr (a. phys. Tr.)
24. Kälte- und Eisproduktion 56. dynamische Walzen
25. Leitung 57. Schaumerzeuger
26. Entsalzung 58. Schaumzerleger
27. Leitung entsalztes Wasser 59. —
28. Filter 60. Kühl- und Reinigungseinheit
29. Leitung (Trinkwasser) 61. Deckteil
30. Wasserbehälter 62. Basisteil
31. Leitung 63. Gehäuse
32. Luftreinigung (Anlage, Hallen) 64. Wandelement 65. Wandelement 18.3 Turbine
66. 1. Fläche 18.4 Generator
67. 2. Fläche 18.5 AbAZulaufrohr
68. 3. Fläche 18.6 (Ballon-)Gehäuse
69. — 18.7 Zulauföffnung
70. Auffang-Blech-Trichter 18.8 — (Zulaufrohr = 19)
71. Düse 18.9 Flanschverbindung
72. Düse 18.10 Ablauföffnung
73. Düse 18.11 (Turbinen-)Zulauföffnung
74. Leitung 18.12 (Turbinen-)Gehäuse
75. Wanne 18.13 (Doppel-)Turbinenläufer
76. Leitung 18.14 Ablauföffnung
77. Sammelbecken 18.15 — (Ablaufrohr = 37)
78. Schlamm 18.16 Diffusor-Abschnitt
79. Schlammleitung 18.17 —
80. Ringraum 18.18 Hochdruckbehälter
81. Kondensator 18.19 Öffnungsende
82. Salzaustrag 18.20 (Wasser-)Verteiler
15.1 Trichter 18.21 Zulaufleitung
15.2 Schiebesystem 18.22 Wasserbehälter
15.3 Gehäusemantel 18.23 Pumpe
15.4 Rost 18.24 Zuleitung v. Wasserspeicher
15.5 Hochtemperaturkugeln 18.25 Ableitung v. Turbine
15.6 Auffangraum 18.26 Eintritt
15.7 Metalllegierung 18.27 Krone
15.8 Schlacke 18.28 Austritt
15.9 Führungszylinder 18.29 Abtriebswelle
15.10 Gasführungskanal 18.30 —
15.11 Öffnungen 18.31 Stufen
15.12 Bogeneinschnitte 18.32 —
15.13 Dach 18.33 Stromleitung
15.14 — (Gasableitrohr = 19) 18.34 Stromleitung
18.1 Vorrichtung (HGDG) 18.35 — (physik. Trennung = 12)
18.2 Dampferzeuger 18.36 Elektrode (Kathode) 18.37 Elektrode (Anode)
18.38 Leitung
18.39 Leitung
18.40 Leitung
18.41 Leitung
18.42 —
18.43 Heißgas
18.44 Wasserdampf
18.45 Heißgas-Dampf-Gemisch
18.46 —
18.47 Kegel
18.48 Führungsrohr
18.49 Flansch
18.50 Dichtung
18.51 Dichtung
18.52 —
18.53 Bohrung
18.54 Lagerrohr
18.55 Verteilerscheibe
18.56 Wasserführung, ausßen
18.57 Ringtasche
18.58 Ringtasche
18.59 Anschrägung
18.60 Anströmfläche
18.61 Wasserführungskanten
18.62 —
18.63 Wasserführung, innen
18.64 Ringtasche
18.65 Lagerkegel
18.66 Gewindezapfen
18.67 Kontermutter
18.68 Bügel

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zur Nutzenergieerzeugung durch Müllvergasung, bei dem
- Abfälle wie Stadtmüll in einen Schacht-Schmelzvergaser eingebracht, im Gegenstrom getrocknet, entgast und unter Schmelzen der festen Rückstände vergast werden, der schmelzflüssige Rückstand ausgetragen wird und oben staubhaltiges Rohgas abgezogen wird,
- dass das Heiß-Rohgas gereinigt und gekühlt wird, durch eine Trennzone geleitet und einer elektrostatischen Abscheidung unterworfen wird, wonach das erhaltene Gas einem Brenner oder allgemein zur Nutzenergieerzeugung weitergeleitet wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
- dass die vom Schmelzvergaser (15) abgezogenen Heiß-Rohgase einem Heißgasdampfgenerator (18) zugeführt werden, bei welchem dem Heißgas Wasserdampf zugemischt und dieses Heißgas-Dampfgemisch über den Doppel-Turbinenläufer (18.13) einer Turbine (18.3) geführt wird, die einen Stromgenerator (18.4) antreibt, wobei gleichzeitig eine Vorreaktion stattfindet,
- dass danach das vorgereinigte Heißgas-Dampf-Gemisch in ein Fallstromgerät (38) eingeführt wird, in dem unter Verwendung von eingedüstem, mit Reaktionsmittel versetztem Wasser und durch wiederholte Ausdehnungen und Kompressionen mit Aufschäumen, das Gemisch abgekühlt und vorgereinigt wird, wobei das vorgereinigte Gas abgezogen und die Flüssigkeit gesammelt wird,
- dass das vorgereinigte Gas einer Gasreinigung (40) zugeführt wird, in der das Gas mit Reaktionsmittel aufgeschäumt und wieder entschäumt wird,
- und dass schließlich die gereinigten Gase einer weiteren energetischen Verwertung, z. B. die Verbrennung in einem Motor (41), zugeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Anordnung eines mit radialen überdachten Durchbrüchen (15.11) versehenen Führungszyiinders in der Vergasungszone des Schmelzvergasers (15) (15.9) das vergasende zu Material in dem Führungszylinder abwärts gleitet, während die freigesetzten Gase vorzugsweise im Gasführungskanal (15.10) nach oben fließen und dabei auch radial durch die Durchbrüche austreten.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Heißgasdampfgenerator (18) der Wasserdampf im der Turbine (18.3) vorgeschalteten, Heißgas führenden Zulauf erzeugt wird, durch zentrale bzw. axiale Einbringung von Brauchwasser, so dass der Heißdampf zusammen mit dem Heißgas sich mit diesem vermischend und vorreagierend, in die Turbine (18.3) eintritt, diese durchläuft und aus dieser wieder austritt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in den das Gas-Dampf-Gemisch führenden Leitungen Unterdruck herrscht, verursacht durch die Sogwirkung des Gebläses der nachgeschalteten Gasreinigung (40).
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Energie des Heißgas-Dampf-Gemisches angetriebene Turbine (18.3) einen mehrstufigen Stromgenerator (18.4) antreibt, wobei der erzeugte Gleichstrom vorzugsweise zur physikalischen Trennung (12) mit elektrostatischer Zerlegung des Prozesswassers der Anlage verwendet wird und der überschüssige Sauerstoff und Wasserstoff vorzugsweise dem Stützbrenner (15.16) des Schmelzvergasers (15) zugeführt wird.
6. Anlage zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einem Schachtgenerator (Schmelzvergaser), einem Gaswäscher und einem e- lektrostatischen Abscheider, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
- dass an dem Schmelzvergaser (15) ein Heißgasdampfgenerator (18) angeschlossen ist, bestehend aus einem Dampferzeuger (18.2), einer Turbine (18.3) mit Doppel-Turbinenläufer und einem von diesem angetriebenen Generator (18.4),
- dass das Ablaufrohr (37) des Heißgasdampfgenerators (18) mit einem Fallstromgerät (38) verbunden ist, das mit mehreren konischen Schrägwänden ausgestattet ist und in dem jeweils stufenweise zentrisch Düsen zur versprühenden Einbringung von mit Reaktionsmittel versetztem Wasser vorgesehen sind, und mindestens eine das Heißgas-Dampfgemisch weiter abkühlende und trennende Kühl- und Reinigungseinheit (60) bilden, - dass der Gasauslass des Fallstromgerätes mit einer Gasreinigung (40) verbunden ist, die mit einem Ventilator einen Sog-Unterdruck erzeugt, im Fallstromgerät über den Heißgas-Dampfgenerator bis hin zum Schmelzvergaser, wobei die Gasreinigungseinrichtung eine Station zum Aufschäumen des Gases mit Reaktionsmittel und nachfolgend eine Station zum Entschäumung (Schaumzerlegungsstation), die über eine Gasleitung für das gereinigte Gas mit einem Motor (41) verbunden ist.
7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Inneren der Vergasungszone des Schmelzvergasers (15) ein konzentrisch zum Vergaser-Gehäusemantel (15.3) und auf radialem Abstand zu diesem ein mit radialen Öffnungen (18.11) versehener Führungszylinder (18.9) so angeordnet ist, dass das zu vergasende Material innerhalb des Führungszylinders (18.9) sich befindet und abwärts gleitet, während zwischen Führungszylinder (18.9) und Gehäusemantel (18.3) ein ringförmiger bzw. zylindrischer Gasführungskanal (18.10) gebildet ist, in den das gebildete Gas eintritt und nach oben abgeleitet wird.
8. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die radialen Öffnungen (18.11) des Führungszylinders (18.9) dachförmig herausgedrückte Durchbrüche sind, mit einem dachförmig zumindest leicht nach innen herausgedrückten bogenförmigen Abschnitt, einen Öffnungsschutz bildend, während der Führungszylinder (18.9) an seinem oberen Ende mindestens bis Mitte des Gasableitrohres (19) reicht und an seinem oberen Ende eine konische Erweiterung (18.15) besitzt, wobei der obere Außenrand radial im wesentlichen bis an den Gehäusemantel reicht.
9. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Heißgasdampfgenerator (18) einen Dampferzeuger (18.2), eine Turbine (18.3) mit einem Doppel-Turbinenläufer (18.13) und einen Generator (18.4) besitzt, wobei der Dampferzeuger (18.2) als dem Zulauf (18.11 ) der Turbine (18.3) ein vorgeschaltes ballon- oder birnenförmiges Gehäuse (18.26) ausgeführt ist, in dem konzentrisch ein birnenförmiger Hochdruckbehälter (18.18) so angeordnet ist, dass er von den Heiß-Rohgasen (18.43) umspült und aufgeheizt wird und mit seiner verengten Austrittsöffnung (18.19) zum Turbinenläufer (18.13) weist, in dessen unmittelba- rer Nähe er endet, wobei der Hochdruckbehälter (18.18) mit einer Wasserzulaufleitung (18) verbunden ist, zur Einbringung des zu verdampfenden Wassers.
10. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserzulauf (18.28) gas-zulaufsseitig im Hochdruckbehälter (18.18) zentrisch/axial einmündet, wobei über einen Verteiler (18.20) das Wasser im Hochdruckbehälter (18.18) gleichmäßig radial fein-verteilt eingebracht wird, wobei zur Radialverteilung des axial eingebrachten Wassers ein Verteiler (18.20) am Boden des Behälters (18.18), in diesen hineinragend, angeordnet ist, der eine koaxiale Verteilerscheibe (18.55) besitzt, auf weiche das über ein Führungsrohr (18.48) axial einströmende Wasser trifft und radial fein verteilt wird.
11. Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilerscheibe (18.55) über ihr Lagerrohr (18.54) im Führungsrohr (18.48) über Wasserlager (18.18, 18.57, 18.58) konzentrisch gehalten ist und an der Anströmfläche (18.60) der Verteilerscheibe (18.55) tangential oder spiralförmig ausgebildete Wasserführungskanten (18.61) vorgesehen sind, durch die eine Rotation der Scheibe verursachbar ist, und dass koaxial an der äußeren Stirnseite der Verteilerscheibe (18.55) ein axial einstellbarer Lagerkegel (18.65) vorgesehen ist, der in eine innere Wasserführung (18.63) des Lagerrohres (18.54) der Verteilerscheiben (18.55) hineinragt, wobei im erweiterten Ende der Wasserführung (18.63) eine Ringtasche (18.64) vorhanden ist, ein Wasserlager bildend.
12. Anlage nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Ablaufrohr (37) turbinenseitig einen sich in Ablaufrichtung erweiternden Diffusorabschnitt (18.16) besitzt und dass im Ablaufrohr (37) Unterdruck herstellbar ist.
13. Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasser-Zulaufleitung (18.28) mit einem Wasserbehälter (30) verbunden ist, in dem gereinigtes Brauchwasser vom Wasserspeicher (22) eines Wasserreini- gungssystems(35) der Müllvergasungsanlage eingebracht ist.
14. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der von der Abtriebswelle (18.29) der Turbine (18.3) angetriebene Generator (18.4) ein Permanentmagnet-Generator ist, wobei der erzeugte Strom unter anderem zum Betreiben einer Einrichtung (12) zur physikalischen Trennung mit Oxidations- baugruppe (Elektrolyse) dient, wobei der Generator (18.4) mehrere Stufen (18.31), selbsttätig umschaltbar für unterschiedliche Drehmomentabnahmen, aufweist.
15. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Fallstromgerät (38) mit mindestens einer Kühl- und Reaktionseinheit (60) ausgerüstet ist, die aus einem doppelkonischen Gehäuse und darin befindlichen mindestens zwei vertikal übereinandergestülpten und dabei auf Abstand zueinander stehenden Kegelwänden aufgebaut ist, wobei jeweils zentrisch eine Düse vorgesehen ist, die mit Flüssigkeit, vorzugsweise mit Reaktionsmittel versetztem Wasser auf die Kegelwände und den Zwischenraum sprüht, wobei gleichzeitig die Kegelwände so zueinander in unterschiedlichen Winkeln angeordnet sind, dass immer jeweils eine Querschnittverengung mit angenähert düsenartig engem Durchtritt, eine erhebliche Querschnittverbereiterung vorgesehen ist, derart, dass eine sehr starke Verwir- belung des hindurchströmenden Gemisches verursachbar ist.
16. Anlage nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass unter der Kühl- und Reinigungseinheit (60) des Fallstromgeräts (38) ein Sammelbecken (77) für die sich absondernde Flüssigkeit vorgesehen ist, aus dem eine Leitung (74) zu den Düsen (71, 72, 73) der Kühl- und Reinigungseinheit (60) zurück führt, und dass eine Leitung (67) vorgesehen ist, die mit der Gasreinigung (40) in Verbindung steht, für die an er Unterseite der Kühl- und Reinigungseinheit (60) austretenden gereinigten Gase.
17. Anlage nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass am Zulaufrohr (37) des Fallstromgeräts (38) ein Ringgehäuse (20) einer Entsalzungseinrichtung (26) angeordnet ist, in das eine Leitung (21) mündet, die mit der Wasserreinigung (35) (WAS) verbunden ist, zur Einbringung von gereinigtem Wasser und dass eine Leitung (25) am Gehäuse (20) vorgesehen ist zur Ableitung des durch verdampfen des Wassers entstehenden Dampfs, die verbunden ist mit einem Kon- densator (81), gefolgt von einem Filter (28) und Trinkwasser-Leitung (29), und dass im Ringgehäuse ein Schieber zum Salzabräumen vorgesehen ist.
18. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung zur Wasseraufbereitung (35) vorgesehen ist, zu der das aus den unterschiedlichen Stationen der Anlage anfallende verunreinigte Wasser zugeleitet, gereinigt und an einen Wasserspeicher (22) für gereinigtes Wasser weitergeleitet wird.
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