CH703609A2 - Kontinuierliches Verfahren und Vorrichtung zum Aufschmelzen von ligninhaltiger Biomasse zu Holzöl, oder Kunststoffabfällen und erdölhaltigen Schlämmen, sowie Haushaltsmüll zu Brenngasen und Flüssigkraftstoffen. - Google Patents
Kontinuierliches Verfahren und Vorrichtung zum Aufschmelzen von ligninhaltiger Biomasse zu Holzöl, oder Kunststoffabfällen und erdölhaltigen Schlämmen, sowie Haushaltsmüll zu Brenngasen und Flüssigkraftstoffen. Download PDFInfo
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Abstract
Offenbart ist ein Verfahren, in dem in dergleichen Vorrichtung ligninhaltige Biomasse zu Holzöl verflüssigt, oder verschmutzte Kunststoffe und organische Flüssigkeiten und Schlämme und Ölsand, sowie vorbehandelter Hausmüll zu flüssigen Kohlenwasserstoffen und Brenngase aufbereitet und anorganische Reststoffe und Verschmutzungen als Schlacke oder Koks ausgeschieden werden.
Description
[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren in dem in der ein- und derselben Vorrichtung die Aufbereitung von ligninhaltiger Biomasse zu Holzöl oder Mischkunststoffe und organische Flüssigkeiten auf der Basis von Erdöl zu Treibstoffen, sowie mechanisch aufbereiteter und vorgetrockneter Haushaltsmüll zu Brenngasen und flüssigen Treibstoffen aufbereitet wird.
[0002] Mit der hier vorgestellten Pyrolyseverfahren, kann in ein- und demselben Reaktorsystem in getrennten Materialströmen aus ligninhaltiger Biomasse, Mischkunststoffe, sowie erdölhaltige Schlämmen und Sande durch Erhitzen an heissen Kontaktflächen unter Sauerstoffabschluss geschmolzen und die organischen Anteile verdampft werden. Dies im Gegensatz zur sogenannten heissen Pyrolyse oder Vergasung, in welcher durch gezielten Sauerstoffeintrag eine Halbverbrennung stattfindet und Gase in Form von brennbarem Oxyd (CO) als Synthesegas gewonnen werden.
[0003] Der überhitzte Dampf wird aus dem Reaktor unter Vakuum ausgetragen und wird anschliessend kondensiert und bei der ligninhaltigen Biomasse als Pyrolyseöl und Brenngase, sowie Koks ausgetragen.
[0004] Bei der Behandlung von Mischkunststoffen und erdölhaltigen Schlämmen wird vor dem Kondensieren in einem Partialkondensator, die Länge der Kohlenwasserstoffmoleküle im Pyrolysegas selektiv festgelegt.
[0005] Die langkettigen und nicht gecrackten Kohlenwasserstoffmoleküle werden in den Reaktor zurückgeführt um erneut den Crackprozess zu durchlaufen. Als Produkt bei der Pyrolyse von Kunststoffen, auch Olefine oder Alkane genannt und den erdölhaltigen Schlämmen wird als Basisprodukt Heizöl oder Naphtha, sowie Brenngase gewonnen und Schlacken werden in trockener Form ausgetragen.
[0006] Als Produkt bei der Pyrolyse von lignin- und Cellulosehaltigen Stoffen wird Holzöl, Brenngase und Koks gewonnen. Die Brenngase und der Koks werden zur Erzeugung der Prozessenergie verwendet und das Holzöl kann als Treibstoff für stationäre Dieselmotoren zur Erzeugung von elektrischer Energie verwendet werden.
[0007] Da sich im Holzöl eine Vielzahl von organischen Verbindungen befinden, wird das Holzöl vorteilhaft für die Erzeugung von Produkten in der organischen Chemie und Pharmaindustrie verwendet.
[0008] Bei der Pyrolyse vom Gesamthaushaltsmüll oder Fraktionen davon, muss diese vorgängig mechanisch aufbereitet und Metalle abgetrennt werden. Vor der Zerkleinerung wird aus dem Müll, Grob- und Störstoffe entfernt und danach vorteilhaft in einer Hochleistungsrotte mit selbsterzeugter Bioenergie vorgetrocknet. Die Fraktion vom Haushaltmüll kann auch als Feuchtmasse in die Reaktoren eingebracht werden. In diesem Fall muss ca. 10% vom erzeugten Produktöl zur Erzeugung von Verdampfungsenergie für den Wasserentzug verwendet werden.
[0009] Aus dem Plastikanteil des Hausmülls werden flüssige Treibstoffe oder Naphtha gewonnen und aus der restlichen Organik, Pyrolysekoks, welcher als Brennstoff zur Erzeugung von Methanol dient.
[0010] Naphtha oder Industriebenzin ist ein Raffinerieprodukt aus welchem Kunststoffprodukte hergestellt werden auf der Basis der Kohlenstoffatome C1 bis C12. C6 bis C12 wird bei einer Temperatur von kleiner 40 °C als Flüssigkeit vorliegen, aber die gasförmigen nicht kondensierbaren Anteile C1 bis C5 können nur durch Kältebehandlung mit Temperaturen unter -65 °C verflüssigt werden.
[0011] Um den aparativen und energetischen Aufwand zu vermeiden, sollte eine Anlage zur Erzeugung von sogenannten «Vigin-Produkten» aus Altkunststoffen in unmittelbarer Nähe einer Raffinerie erstellt werden, damit Synergieeffekte in Form von Transporten und Energie, optimal genutzt werden können.
[0012] Die Fig. 1 zeigt den Reaktor (3) und die Kondensationsanlage (7) betreffend dem Anwendungsfall für den Materialeintrag (1) von Holzschnitzel und anderer ligninhaltiger Biomasse (3.14) zur Produktion von Holzöl (3.14.1), sowie aufbereiteter Haushaltsmüll (3.16) zur Produktion von Kraftstoffen (7.6), Koks (5.15) und Reststoffen (5, 9, 1).
[0013] Ergänzend zur Funktionsbeschreibung von Fig. 1 dient die Fig. 3und 7.
[0014] Der Materialeintrag (1) sowie der Eintrag von Zusatzstoffen in Form von Schleissmaterial (1.1) und Katalysatoren (1.2) in den Reaktor (3) erfolgt taktweise über die Schleuse (2). Damit kein Luftsauerstoff mit eingetragen wird, sind die beiden Absperrschieber (2.1) gegenseitig verriegelt. Hier dargestellt ist eine Schleuse (2). Um eine kontinuierliche Befüllung zu gewährleisten, können auch mehrere Schleusen (2⋅n) nebeneinander angeordnet werden.
[0015] Nach der erfolgten Befüllung der Schleuse (2) wird der Inhalt mit Inertgas (2.2) gespült um den Sauerstoff zu verdrängen. Nach erfolgter Spülung wird der obere Schieber (2.1) geschlossen und danach der untere Schieber geöffnet (2.1). Der Schleuseninhalt fällt in den Zuführschacht (3.1) und wird durch den Materialverteiler (3.2) auf der gesamten Reaktorbreite gleichmässig verteilt.
[0016] Der Antrieb (3.3) bewegt die Verteilerschnecke (3.6) ständig durch Wechsel der Drehrichtung (3.4) A und B, dadurch verteilt sich das eingetragene Frischgut (3.16.1) durch die Materialverteilung (3.5) wechselnd in Richtung A und B.
[0017] Über die Antriebe (4.1) wird mit den Förderspiralen (4) das eingetragene Material in die Hauptstromrichtung (3.13 gefördert. Das Innenrohr (6) wird über das Heizmedium (6.3) beheizt, welches vom Heizmantel (6.1) umschlossen ist und vom Heizmedium Eingang (6.4) zum gegenüberliegenden Heizmedium Ausgang (6.5) fliesst.
[0018] Durch den Kontakt der Biomasse (3.14), sowie der aufbereitete Hausmüll (3.16) mit der heissen Fläche des Innenrohr (6), wird die Biomasse (3.14) und der Hausmüll (3.16) unter Sauerstoffabschluss und Vakuum (7.2.1) an der heissen Kontaktfläche geschmolzen. Der entstehende Flüssigkeitsfilm verdampft sofort und verlässt als überhitzter Dampf (7.1), mit einer Temperatur zwischen 380 bis 420 °C, über den Gasdom (3.12) den Reaktor (3) und wird über die Gasleitung (7.1.1) der Kondensationsanlage (7) zugeführt.
[0019] Die Biomasse (3.14) oder der aufbereitete Hausmüll (3.16) wird direkt an der heissen Kontaktfläche vom Innenrohr (6) geschmolzen. Durch die wechselnde Förderrichtung (4.3) der Förderspirale (4) wird die Biomasse (3.14) oder der aufbereitete Hausmüll (3.16) ständig durchmischt. Um ständig eine Durchmischung zu erhalten, wird taktweise die Dreh- und Förderrichtung (A/B) über eine frei programmierbare Schrittschaltsteuerung gewechselt.
[0020] Bei der Dreh- und Förderrichtung (B) wird die Biomasse (3.14) oder der aufbereitete Hausmüll (3.16) entgegengesetzt zur Hauptstromrichtung (3.13) zurückgefördert. Bei der Dreh- und Förderrichtung (A) wird die Biomasse (3.14) oder der aufbereitete Hausmüll (3.16) in die Hauptstromrichtung (3.13) gefördert. Um den Materialdurchsatz zu gewährleisten muss die Förderspirale (4) immer mindestens mit einer Umdrehung mehr in die Hauptstromrichtung (3.13) fördern als entgegengesetzt zurückgefördert wird.
[0021] Durch die Rückforderung in Richtung (B) wird die Biomasse (3.14) oder der aufbereitete Hausmüll (3.16) verdichtet und gegen die heisse Wandung des Innenrohrs (6) gedrückt und dadurch wird der Abschmelzvorgang beschleunigt.
[0022] Bei dem Materialeintrag (1) von Biomasse (3.14) wird zur Abreinigung der Oberfläche des Innenrohrs (6) von Anbackungen in Form von Schlacke (4.6), eine Abreinigungshilfe in Form von Schleissmaterial (1.1) beigegeben.
[0023] Die erforderliche Menge und Zusammensetzung des Schleissmaterials (1.1) richtet sich nach der Zusammensetzung und Zähigkeit der Materialschüttung (3.19) und besteht vorteilhaft aus gebrochenem Altglas und/oder Quarzsanden.
[0024] Es können auch Kieselsteine oder Stahlkugeln beim Materialeintrag (1), als Umlaufgut (1.4) und Schleissmaterial (1.1) zugegeben werden, welche nach dem Durchlauf der Schlackenzone (3.9) und Trockenzone (12.7) in einer hier nicht dargestellten Sieb- und Trennvorrichtung (1.3) am Ausgang des Reaktors (3) aus den Reststoffaustrag (5.9) separiert werden und als Umlaufgut (1.4) wieder über den Materialeintrag (1) eingetragen werden.
[0025] Durch die Stückigkeit der Biomasse (3.14) oder der aufbereitete Hausmüll (3.16) wirkt das Vakuum (7.2.1) über die Hohlräume in der Schüttung und zieht den überhitzten Dampf (7.1) kontinuierlich aus dem Reaktor (3).
[0026] Der überhitzte Dampf (7.1) mit einer Temperatur zwischen 380° bis 420 °C, wird von der Flüssigkeitsstrahlpumpe (7.2), welche zugleich das Vakuum (7.2.1) im Reaktor (3) erzeugt, angesaugt. Das gekühlte Treibmittel (7.11) besteht aus dem Produktöl (7.6), welches aus dem Kreislaufbehälter (7.5) mit der Kreislaufpumpe (7.7) der Flüssigkeitsstrahlpumpe (7.2), oder auch Venturi genannt, zugeführt wird. Der überhitzte Dampf (7.1) vermischt sich mit der Treibflüssigkeit (7.3) und wird schlagartig abgekühlt, kondensiert und verlässt als Gemisch (7.4) von Kondensat, Treibflüssigkeit und nicht kondensierbaren Gasen, mit einer Temperatur von ca. 30 °C die Flüssigkeitsstrahlpumpe (7.2) und wird im Kreislaufbehälter (7.5) entspannt.
[0027] Durch die schlagartige Abkühlung des überhitzten Dampfes (7.1) wir das Dampfvolumen von 1 m<3> auf ca. 4 Liter reduziert. Durch diesen Vorgang wird das Vakuum (7.2.1) erzeugt und gehalten. Durch das Anlegen von Vakuum (7.2.1) von grösser -0.6 bar im Reaktor (3) werden Sekundärreaktionen im Gasstrom vermieden um Qualitätsverluste im Pyrolyseöl zu vermeiden.
[0028] Mit einer Anlage zur Kälteerzeugung (7.9) wird über den Kühlmittelkreislauf (7.10) der Kühler versorgt um gekühltes Treibmittel (7.11) für den Quenchprozess aufzubereiten. Die nicht kondensierbaren und gekühlten Brenngase (7.13.1) verlassen über die Leitung (7.12) den Kreislaufbehälter (7.5) und werden der Wärmeerzeugung (8) zugeführt.
[0029] Durch den Mehrstoffbrenner (8.1) wird über den Heizmediumerhitzer (8.2) mit der Umwälzpumpe (8.3) das erwärmte Heizmedium (6.3) dem Reaktor zugeführt. Das erzeugte Produktöl (7.6) verlässt den Kreislaufbehälter (7.5) über den Produktölabgang (7.14).
[0030] Der Koks vermischt mit Asche, verlässt als Schlacke (4.6) den Reaktor (3) über den Austragsförderer (5) und der Schleuse (5.6). Dabei läuft der gleiche Vorgang mit der Steuerung der Absperrschieber (5.6) ab, welcher bei der Schleuse (2) bereits beschrieben wurde.
[0031] Die Fig. 2 zeigt den Reaktor (3) und die Kondensationsanlage (7) betreffend dem Anwendungsfall für den Materialeintrag (1) von Kunststoffgemischen (3.15) oder die aufbereitete Autoshredder-Leichtfraktion (3.15.1), kurz ASL genannt und Katalysatoren (1.2), zur Produktion von Heizöl (7.1), Brenngase (7.13) und Schlacke (4.6).
[0032] Ergänzend zur Funktionsbeschreibung von Fig. 2, dient die Fig. 3bis 7.
[0033] Katalysatoren (1.2) werden beigegeben, um Störstoffe wie PVC oder vulkanisierten Gummi zu neutralisieren, in dem beim Materialeintrag (1) für die Bindung von Chlorwasserstoff, Kaliumcarbonat und für die Bindung von Schwefelwasserstoff, Eisenoxyd beigegeben wird.
[0034] Die Bindungsreaktionen erfolgen bei Temperaturen zwischen +180 °C bis 280 °C im Bereich der Reduktionszone (3.8) und Schmelzzone (12.5). Die mineralischen Verbindungen werden anschliessend als Rohstoffe (5.9.1) aus dem Reaktor (3) ausgetragen.
[0035] Der Materialeintrag (1) in den Reaktor (3) erfolgt taktweise über die Schleuse (2). Damit kein Luftsauerstoff mit eingetragen wird, sind die beiden Absperrschieber (2.1) gegenseitig verriegelt. Hier dargestellt ist eine Schleuse (2). Um eine kontinuierliche Befüllung zu gewährleisten, können auch mehrere Schleusen (2⋅n) nebeneinander gestellt werden.
[0036] Nach der erfolgten Befüllung der Schleuse (2) wird der Inhalt mit Inertgas (2.2) gespült um den Sauerstoff zu verdrängen. Nach erfolgter Spülung wird der obere Schieber (2.1) geschlossen und danach der untere Schieber geöffnet (2.1). Der Schleuseninhalt fällt in den Zuführschacht (3.1) und wird durch den Materialverteiler (3.2) auf der gesamten Reaktorbreite gleichmässig verteilt.
[0037] Der Antrieb (3.3) bewegt die Verteilerschnecke (3.6) ständig durch Wechsel der Drehrichtung (3.4) A und B, dadurch verteilt sich das eingetragene Frischgut (3.16.1) durch die Materialverteilung (3.5) wechselnd in Richtung A und B.
[0038] Über die Antriebe (4.1) wird mit den Förderspiralen (4) das eingetragene Material in die Hauptstromrichtung (3.13 gefördert. Das Innenrohr (6) wird über das Heizmedium (6.3) beheizt, welches vom Heizmantel (6.1) umschlossen ist und vom Heizmedium Eingang (6.4) zum gegenüberliegenden Heizmedium Ausgang (6.5) fliesst.
[0039] Durch den Kontakt der Kunststoffgemische (3.15) oder des aufbereiteten Hausmülls (3.16) mit der heissen Fläche des Innenrohr (6), wird das Kunststoffgemisch (3.15) oder der aufbereitete Hausmüll (3.16) unter Sauerstoffabschluss und Vakuum (7.2.1) an der heissen Kontaktfläche geschmolzen. Der entstehende Flüssigkeitsfilm verdampft sofort und verlässt als überhitzter Dampf (7,1), mit einer Temperatur zwischen 390 bis 420 °C, über den Gasdom (3.12) den Reaktor (3) und wird über die Gasleitung (7.1.1) dem Zyklon (10) zur Abscheidung des Feinstaubes (10.4) zugeführt.
[0040] Durch die Schleuse (10.1) mit den Schiebern (10.2) wird über den Abgangsstutzen (10.3) der Feinstaub (10.4) in den Austragsschacht (5.5) geleitet. Das vom Staub gereinigte Heissgas (10.5) wird über die Heissgasleitung (10.6) dem Kondensator zugeführt.
[0041] In der Füllkörperpackung kondensieren die langkettigen Kohlenwasserstoffe (11.6) und werden über die Schleuse (11.4) und den Absperrschiebern (11.5) wieder dem Reaktor (3) zur weiteren thermischen Behandlung zugeführt.
[0042] Im Temperaturkopf (11.2) wird über das Temperiergerät (11.3) die Partialtemperatur eingestellt, damit gewährleistet ist, dass nur kurzkettige Kohlenwasserstoffverbindungen in Form von Crackgasen (11.8) über die Rohrleitung (11.9) der Kondensationsanlage (7) zugeführt werden. Nicht gecrackte langkettige Kohlenwasserstoffverbindungen (11.7) werden über die Schleuse (11.4) zum erneuten Cracken dem Reaktor (3) wieder zugeführt.
[0043] Die Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt durch einen liegend angeordneten Reaktor (3) in dem der Materialeintrag (1) dem Reststoffaustrag (5.9) und Gasdom (3.12) diametral gegenüber liegt und die Hauptstromrichtung (3.13) vom Materialeintrag (1) in Richtung Gasdom (3.12) verläuft.
[0044] Das eingetragene Frischgut (3.16.1) wird durch den Materialverteiler (3.2) in die Förderspiralen (4) der Schmelzrohre (4.7) gedrückt, sodass im Bereich der Eintragszone (3.7) das Schmelzrohr (4.6) komplett gefüllt ist.
[0045] Durch den Antrieb (4.1) kann die Förderspirale (4) durch reversieren der Drehrichtung (4.2), A oder B die Förderrichtung (4.3) geändert werden. Bei der Drehrichtung A erfolgt der Materialtransport in die Hauptförderrichtung (3.13) und bei der Drehrichtung B in die entgegengesetzte Richtung.
[0046] Um die Durchlauf- und Aufenthaltszeit des Schmelzgutes regulieren zu können, wird eine Schrittschaltung eingerichtet, welche in der Lage ist nach zwei bis drei Umdrehungen in die Förderrichtung A mindestens eine Umdrehung in die entgegengesetzte Förderichtung B auszuführen.
[0047] Dies ergibt den Vorteil, dass eine bessere Durchmischung des Schmelzgutes (4.8) stattfindet und die Kontaktflächen an dem beheizten Innenrohr (6) durch die Zudosierung von Schleissmaterial (1.1) oder Umlaufgut (1.4) und der Drehbewegung der Förderspirale (4) ständig von Verbackungen, Kohlenstoffablagerungen und Schlacken (4.6) abgereinigt werden und somit einen optimalen Wärmeeintrag (6.6) in das Schmelzgut (3.17) gewährleistet wird.
[0048] Durch den Materialeintrag (1) von einer Materialschüttung (3.19), welche bereits Schleissmaterial (1.1) enthält. Wie Autosshredder Leichtfraktion (3.15.1), bzw. ASL, aufbereiteter Hausmüll (3.16), ölhaltiger Schlamm (12.1) und Ölsand (15) muss zur Abreinigung der Heizflächen des beheizten Innenrohr (6) kein Schleissmaterial (1.1) oder Umlaufgut (1.4) beigegeben werden.
[0049] Die Beimischung von Katalysatoren ist zwingend notwendig, wenn der Materialeintrag (1) Verschmutzungen z.B. in Form von Gummi, welcher Schwefel in Form von Schwefelwasserstoff und PVC, welcher Chlorwasserstoff in Form von Gasen freisetzt.
[0050] Bei Ausfällen in der Reduktionszone (3.8) und Schmelzzone (12.5) im Temperaturbereich zwischen +180 °C und 280 °C mit Kaliumcarbonat, wird der Chlorwasserstoffgebunden und bei Zugabe von Eisenoxyd wird der Schwefelwasserstoff gebunden. Die beiden Elemente verlassen den Reaktor (3) als kalte, trockene Schlacke (5.13) in Form von elementaren Schwefel und Caliumchlorid.
[0051] Im Bereich der Reduktionszone (3.8) wird durch Aufschmelzen und Vergasen das Eintragsniveau (4.4) auf ein Austragsniveau (4.5) abgesenkt. Verbleiben wird ein Reststoff in der Schlackenzone (3.9), welcher mit der Förderspirale (4) in die Austragszone (3.10) gefördert wird und über den Austragsförderer (5.1) und Austragsschleuse (5.6) aus dem Reaktor (3) als Trockengut in Form von kalter Schlacke (5.13) und Reststoffen (5.9.1) ausgetragen wird.
[0052] Im gleichen Reaktorraum (3.21) finden nacheinander folgende Verfahrensrelevante Vorgänge statt:
<tb>1.<sep>Das Eintragen von Stoffgemischen (3.16.2) in die Eintragszone (3.7) und Verdichtungszone (12.10).
<tb>2.<sep>Schmelzen (12.5.1) der Stoffgemische (3.16.2) in der Schmelzzone (12.5) zwischen +200° bis +320 °C.
<tb>3.<sep>Cracken (12.6.1) der aufgeschmolzenen Stoffgemische (3.16.2) in der Crackzone (12.6) zwischen +320° bis +420 °C unter einem Vakuum (7.2.1) von grösser -0.5 bar.
<tb>4.<sep>Abziehen der Crackgase unter Vakuum (7.2.1) als überhitzter Dampf (7.1) über den Gasdom (3.12).
<tb>5.<sep>Trocknen der nicht verdampften Reststoffe (5.9.1) in der Trocknungszone (12.7) zwischen +320° bis +420 °C.
<tb>6.<sep>Austragen der trockenen Reststoffe (5.9.1) aus der Trocknungszone (12.7) mit der Förderspirale (4) und Abwurf in den Austragsschacht (5.5).
[0053] Die Fig. 4 zeigt den Schnitt A - A durch den Materialeintrag (1), den Zuführungsschacht (3.1) mit dem Materialverteiler (3.2) in die neben einander liegenden Innenrohre (6). Dargestellt sind fünf Stück parallel angeordnete Innenrohre (6), dabei ist in Bezug auf die geforderte Durchsatzleistung jederzeit möglich die Rohranzahl zu verringern oder zu vermehren.
[0054] Die Fig. 5 zeigt den Schnitt B - B durch den Mittelteil.
[0055] Die Fig. 6 zeigt den Schnitt C - C durch die Austragszone (3.10) mit dem Austragsförderer (5), der Austragsschleuse (5.6) mit dem Abgangsstutzen (10.3) für den Feinstaubaustrag (10.4) und dem Gasdom (3.12).
[0056] Die Fig. 7 zeigt die Aufsicht auf die nebeneinander liegenden Reaktoren (3).
[0057] Die Fig. 8 zeigt den Schnitt durch einen Reaktor (3) für den Durchsatz von Flüssigprodukten wie ölhaltiger Schlamm (12.1) aus Tankanlagen und Tankschiffen, sowie Ölsand (15).
[0058] Der Schlamm (12.1) wird über eine Transporteinrichtung wie z.B. einer Pumpe (12.4) in das Innenrohr (6) des Reaktors (3) gefördert. Mit der Förderspirale (4) wird der Reaktorinhalt (12.9) in der Hauptstromrichtung (3.13) vom Schlammeintrag (12.1) zum Austragsschacht (5.5) gefördert.
[0059] Bei beiden Reaktoren (3), dem Schmelzreaktor (3.1.1) und dem Verdampfungsreaktor (3.1.2) besteht das Heizmedium (6.3) vorteilhaft aus geschmolzenem Salz, welches zwischen dem Innenrohr (6) und dem Heizmantel (6.1) im Gegenstrom (6.7) zur Hauptstromrichtung (3.13) des Reaktorinhaltes (12.9) fliesst.
[0060] Der Heizmediumeingang (6.4) liegt dem Heizmediumausgang (6.5) diametral gegenüber. Die Neigung (3.18) der Reaktoren (3) wird bestimmt durch die Spiralwendelhöhe (4.9), damit die Schlacke (4.6) ausgetragen werden kann.
[0061] Die Länge des Schmelzreaktors (3) ist unterteilt in zwei Zonen. Nach dem Schlammeintrag (12.1) in den Reaktor (3) erfolgt in der Schmelzzone (12.5) die Erwärmung des Reaktorinhaltes (12.9) auf eine Temperatur zwischen 220 und 320 °C, bei einer Aufenthaltszeit zwischen 1 bis 3 Stunden. Die erforderliche Temperatur und Haltezeit richtet sich nach der Materialzusammensetzung des Schlammes (12.1).
[0062] Die ölhaltigen Anteile des Schlammes (12.1) werden durch die Temperatureinwirkung zu einer honigartigen Masse aufgeschmolzen. In der Crackzone (12.6) wird durch die höhere Temperatur zwischen 380 °C bis 420 °C der Reaktorinhalt (12.9) unter Vakuum (7.2.1) verdampft und verlässt als überhitzten Dampf (7.1) den Reaktor (3) über den Gasdom (3.12).
[0063] Der Eintrag des Schlammes (12.1) in den Reaktor (3) erfolgt durch eine hier nicht dargestellte Niveausteuerung, welche den Füllstand (12.8) im Reaktor (3) regelt.
[0064] Durch die Temperatureinwirkung werden die langkettigen Kohlenwasserstoffe (11.6) aufgebrochen und zu kurzkettigen Molekülen gewandelt, welche nach dem durchlaufen des Kondensators (11) und den Kühlern der Kondensationsanlage (7) in die Fraktionen, Brenngase (7.13) und Produktöl (7.6) gewandelt werden.
[0065] In der Trocknungszone (12.7) wird der Rückstand in Form von Schlacke (4.6) bei einer Temperatur zwischen + 400° und 430 °C und einer materialspezifischen Verweilzeit zwischen 30 Minuten bis 2 Stunden getrocknet und somit durch das heisse Innenrohr (6) des Reaktors (3) von anhaftender Flüssigkeit befreit. Die heisse Schlacke (5.12) besteht aus inertem Material und nicht gecrackten langkettigen Kohlenwasserstoffverbindungen (11.7).
[0066] Die Verweilzeit des Reaktorinhaltes (12.9) richtet sich nach der Materialzusammensetzung des zugeführten Schlammes (12.1). Werden vor allem leichtsiedendes Material eingetragen kann die Aufenthaltszeit im Reaktor (3) verkürzt und somit den Durchsatz an Schlamm (12.1) erhöht werden. Bei zähen Schlämmen (12.1) mit hohem Anteil von Teer und Schweröl, wird die Verweilzeit verlängert und dadurch der Durchsatz pro Zeiteinheit verringert.
[0067] Die getrocknete heisse Schlacke (5.12) wird durch die Förderspirale (4) in den Austragsschacht (5.5) eingetragen. Mit dem Austragsförderer (5) wird die heisse Schlacke (5.12) über den Schieber (5.7) in den Schlackenkühler (5.1) eingetragen. Zusammen mit den gegenseitig verriegelten Schiebern (5.7) erfüllt der Schlackenkühler (5.10) gleichzeitig die Funktion als Vakuumdichte Austragsschleuse (5.6).
[0068] Durch den Eintrag von Flüssigstickstoff (5.11) über einen vorgeschalteten Verdampfer wird, a) die Austragsschleuse (5.6) inertisiert und b) die heisse Schlacke (5.12) abgekühlt und als kalte Schlacke (5.13) die Austragsschleuse (5.6) über den Absperrschieber (5.7) und wird als Reststoffaustrag (5.9) bezeichnet.
[0069] Die Fig. 8.1 zeigt den Schnitt durch einen Reaktor (3) für den Durchsatz von Kunststoffgemischen (3.15).
[0070] Das Kunststoffgemisch (3.15) wird über eine Transporteinrichtung, hier dargestellt als Förderspirale (12.17) in das Befüllrohr (12.18) des Reaktors (3) gefördert. Mit der Förderspirale (4) wird der Reaktorinhalt (12.9) in der Hauptstromrichtung (3.13) vom Zuführschacht (3.1) zum Austragsschacht (5.5) gefördert.
[0071] Das Heizmedium (6.3) besteht vorteilhaft aus geschmolzenem Salz, welches zwischen dem Innenrohr (6) und dem Heizmantel (6.1) im Gegenstrom (6.7) zur Hauptstromrichtung (3.13) des Reaktorinhaltes (12.9) fliesst.
[0072] Der Heizmediumeingang (6.4) liegt dem Heizmediumausgang (6.5) diametral gegenüber. Die Neigung (3.18) der Reaktoren (3) wird bestimmt durch die Spiralwendelhöhe (4.9), damit die heisse Schlacke (5.12) ausgetragen werden kann.
[0073] Die Länge des Reaktorraums (3.21) ist unterteilt in drei Zonen. Nach dem Eintrag von Kunststoffgemisch (3.15) in den Reaktor (3) erfolgt danach in der Schmelzzone (12.5) die Erwärmung des Reaktorinhaltes (12.9) auf eine Temperatur zwischen 220 und 320 °C, bei einer Aufenthaltszeit zwischen 1 bis 3 Stunden. Die erforderliche Temperatur und Haltezeit richtet sich nach der Materialzusammensetzung des Kunststoffgemisches (3.15).
[0074] In der Verdichtungszone (12.10) wird das über die Förderspirale (12.17) eingetragene Kunststoffgemisch (3.15) durch eine Pressschnecke (12.12) verdichtet (12.10.1) und durch die Materialflussrichtung (12.14) in die Zone ohne Fördermittel (12.11) zu einem Pfropfen (12.15) gepresst.
[0075] Durch diesen Pfropfen (12.15) wird verhindert, dass Gase (12.16) aus der Schmelzzone (12.6) und der Crackzone (12.7) in den kalten Bereich des Befüllrohrs (12.18) gelangen. Die Gase (12.16) werden durch diese Vorrichtung gezwungen den Reaktor (3) in Hauptstromrichtung (3.13) über den Gasdom (3.12) zu verlassen.
[0076] Die Verdichtungszone (12.10) wird nicht beheizt und damit verhindert, dass sich der kalte Pfropfen (12.15) durch Wärmeeinwirkung auflöst.
[0077] Mit der Spirale (4) wird der Pfropfen (12.15) abgegraben und das zugeführte Frischgut (3.16.1) in die Schmelzzone (12.5) und Crackzone (12.6) gefördert.
[0078] Im gleichen Reaktorraum (3.21) finden nacheinander folgende Verfahrensrelevante Vorgänge statt:
<tb>1.<sep>Das Eintragen von Stoffgemischen (3.16.2) in die Eintragszone (3.7) und Verdichtungszone (12.10).
<tb>2.<sep>Schmelzen (12.5.1) der Stoffgemische (3.16.2) in der Schmelzzone (12.5) zwischen +200° bis +320 °C.
<tb>3.<sep>Cracken (12.6.1) der aufgeschmolzenen Stoffgemische (3.16.2) in der Crackzone (12.6) zwischen +320° bis +420 °C unter einem Vakuum (7.2.1) von grösser -0.5 bar.
<tb>4.<sep>Abziehen der Crackgase unter Vakuum (7.2.1) als überhitzter Dampf (7.1) über den Gasdom (3.12).
<tb>5.<sep>Trocknen der nicht verdampften Reststoffe (5.9.1) in der Trocknungszone (12.7) zwischen +320° bis +420 °C.
<tb>6.<sep>Austragen der trockenen Reststoffe (5.9.1) aus der Trocknungszone (12.7) mit der Förderspirale (4) und Abwurf in den Austragsschacht (5.5).
[0079] Die ölhaltigen Anteile des Kunststoffgemisches (3.15) werden durch die Temperatureinwirkung in der Schmelzzone (12.5) bei +200° bis 320 °C zu einer honigartigen Masse aufgeschmolzen. In der Crackzone (12.6) wird durch die höhere Temperatur zwischen 380 °C bis 420 °C unter Vakuum (7.2.1) der Reaktorinhalt (12.9) verdampft und verlässt als überhitzten Dampf (7.1) den Reaktor (3) über den Gasdom (3.12).
[0080] Beim Aufschmelzen des Kunststoffgemisches (3.15) in der Schmelzzone (12.6) und Verdampfen in der Crackzone (12.6) bilden sich im Innenrohr (6) Gasblasen (12.16.1). Pro 1000 Liter Reaktorvolumen beträgt die Bildung der Gasblasen (12.16.1) ca. 50 m<3>/Stunde.
[0081] Durch das Aufsteigen dieser Gasblasen (12.16.1) in Form von überhitzten Dampf (7.1) kocht der Reaktorinhalt (12.9) und dadurch wird eine ständige Durchmischung (12.16.2) des Reaktorinhaltes (12.9) erzeugt.
[0082] Die langsam, mit maximal drei Umdrehungen pro Minute drehenden Förderspiralen (4) dienen dazu das Frischgut (3.16.1) dem Wärmeprozess zuzuführen und die heisse Schlacke (5.12) und Koks-, Metall- und Inertstoffe (5.12.1) in den Auspuffschacht (5.5) zu fördern.
[0083] Der Eintrag des Kunststoffgemisches (3.15) in den Reaktor (3) erfolgt durch eine hier nicht näher dargestellte Niveausteuerung, welche den Füllstand (12.8) im Reaktor (3) regelt.
[0084] Durch die Temperatureinwirkung werden die langkettigen Kohlenwasserstoffe (11.6) aufgebrochen und zu kurzkettigen Molekülen gewandelt, welche nach dem durchlaufen des Kondensators (11) und den Kühlern der Kondensationsanlage (7) in die Fraktionen, Brenngase (7.13) und Produkteöl (7.6) gewandelt werden.
[0085] Beim Einstellen des Kondensators (11) auf die Erzeugung von Naphtha (12.26) mit einer der Kohlenwasserstoffverbindungen (11.7) von C1 bis C12, wird die Fraktion C6 bis C12 bei einer Kondensationstemperatur unter 40 °C als lagerbare und transportfähige Flüssigkeit vorliegen. Die nicht kondensierbare und gasförmige Phase, wird durch eine Kältebehandlung mit Temperaturen unter -65 °C verflüssigt und kann anschliessend in zugelassenen Tanks, sowie Tanktransportern gelagert und als Flüssiggas, ähnlich Propangas transportiert werden.
[0086] In der Trocknungszone (12.7) wird der Rückstand in Form von Schlacke (4.6) bei einer Temperatur zwischen + 400° und 430 °C und einer materialspezifischen Verweilzeit zwischen 30 Minuten bis 2 Stunden getrocknet und somit durch das heisse Innenrohr (6) des Reaktors (3) von anhaftender Flüssigkeit befreit. Die heisse Schlacke (5.12) besteht aus inertem Material und nicht gecrackten langkettigen Kohlenwasserstoffverbindungen (11.7).
[0087] Die Verweilzeit des Reaktorinhaltes (12.9) richtet sich nach der Materialzusammensetzung des zugeführten Kunststoffgemisches (3.15). Werden vor allem leichtsiedendes Material eingetragen kann die Aufenthaltszeit im Reaktor (3) verkürzt und somit den Durchsatz von Kunststoffgemischen (3.15) erhöhen werden. Bei zähen Kunststoffgemischen (3.15) mit hohem Anteil Störstoffen, wird die Verweilzeit verlängert und dadurch der Durchsatz pro Zeiteinheit verringert.
[0088] Die getrocknete heisse Schlacke (5.12) wird durch die Förderspirale (4) in den Austragsschacht (5.5) eingetragen. Mit dem Austragsförderer (5) wird die heisse Schlacke (5.12) über den Schieber (5.7) in den Schlackenkühler (5.1) eingetragen. Zusammen mit den gegenseitig verriegelten Schiebern (5.7) erfüllt der Schlackenkühler (5.10) gleichzeitig die Funktion als Vakuumdichte Austragsschleuse (5.6).
[0089] Durch den Eintrag von Flüssigstickstoff (5.11) über einen vorgeschalteten Verdampfer wird, a) die Austragsschleuse (5.6) inertisiert und b) die heisse Schlacke (5.12) abgekühlt und als kalte Schlacke (5.13) die Austragsschleuse (5.6) über den Absperrschieber (5.7) und wird als Reststoffaustrag (5.9) bezeichnet.
[0090] Die Fig. 8.2 zeigt den Schnitt A - A mit der Ansicht auf den Antrieb der Förderspiralen (4).
[0091] Die Antriebswelle (4.11) wird durch die Antriebe (4.1, 5.2, 12.13) bewegt. Auf der Antriebswelle (4.11) befestigt, befindet sich der äussere Antriebsstern (4.12) über welchen durch die Drehbewegung in die jeweils gewünschte Drehrichtung (4.2) mit der Verzahnung (4.15) der Abtriebsstern (4.13) bewegt wird und damit die Spirale (4 und 5.1), sowie die Pressschnecke (12.12) antreibt.
[0092] Durch das Bewegungsspiel (4.13) zwischen dem Antriebsstern (4.12) und dem Abtriebsstern (4.13) liegt die Spirale (4 und 5.1), sowie die Pressschnecke (12.12) lose im Innenrohr (6) und kann sich den Unebenheiten anpassen welche durch die Fertigungstoleranzen der Förderspirale (4) und dem Innenrohr (6), sowie durch den Reaktorinhalt (12.9), bestehend aus heisser Schlacke (5.12), Koks, Metall und Inertstoffen (5.12.1) hervorgerufen werden. Damit werden Querkräfte auf die Lagerung vermieden und der Abrieb an der Förderspirale (4) und dem Innenrohr (6) wesentlich reduziert.
[0093] Die Verzahnung (4.15) des Antriebssterns (4.12) und dem Abtriebsstern (4.13) besteht aus mindestens drei Stück, auf dem Umfang verteilte Zahnungen. Je nach Durchmesser der Förderspirale können auch mehrere Verzahnungen 4.15⋅n angebracht werden.
[0094] Auch besteht die Möglichkeit den Antriebsstern (4.13) als Aussenverzahnung auszuführen, dabei wird der Antriebsstern (4.1) mit einer Innenverzahnung (4.12) versehen.
[0095] Die Fig. 9 zeigt die Aufsicht auf den Reaktor (3) für die Behandlung und Durchsatz von ölhaltigem Schlamm (12.1).
[0096] Die Fig. 10 zeigt die Behandlungsvorrichtung und Verfahrensschritte für den Durchsatz von erdölhaltigen und pumpfähigen Schlämmen (12.1).
[0097] In der Mischvorrichtung wird der Schlamm (12.1) eingebracht und gegebenenfalls zur Zugabe von Verdünner (13.2.1) in Form von Leichtflüssigkeit wie z.B. Kerosin pumpfähig gemacht. Der Mischvorgang kann wie dargestellt in einem Doppelwellenmischer (14.3) oder einem anderen geeigneten Mischsystem erfolgen.
[0098] Für den Fall, dass teer- und schwerölhaltige Stoffgemische vorliegen, wird das Mischgut (14.3) über ein Wärmeeintragssystem erwärmt, hier dargestellt als Zirkulationssystem mit einer Förderpumpe (14.5), Wärmetauscher (14.6) mit Heizmediumkreislauf (14.7), welcher das Umlaufgut (14.4) erwärmt und als warmes Umlaufgut (14.4.1) dem Doppelwellenmischer (14.3) wieder zuführt.
[0099] Über die Viskositäts- und Temperaturregelung (14.11) wird die Zuführung von Wärme über den Wärmetauscher (14.6) und Verdünner (13.2.1) über die Förderpumpe (14.5) geregelt. Dabei werden vorteilhaft Förderpumpen (14.5) benutzt, welche zur Förderung von Beton eingesetzt werden.
[0100] Mit einer Beladevorrichtung, hier dargestellt durch eine Eintragspumpe (14.9) wird das Mischgut (14.8) in den Mischguteintrag (14.10) des Reaktors (3) gepresst.
[0101] Durch das Einbringen über den Materialeintrag (1) von ölhaltigen Schlamm (12.1) in den Reaktor (3) wird genügend Schleissmaterial (1.1) in Form von Feinsand (15.2) eingebracht, deshalb muss kein Schleissmaterial (1.1) oder Umlaufgut (1.4) beim Materialeintrag (1) beigegeben werden. Die Wärmeübertragungsflächen des Innenrohr (6) werden in diesem Fall, durch den Feinsand (15.2), enthalten im Schlamm (12.1), ständig von Anbackungen und Verschmutzungen in Form von Schlacke (4.6) abgereinigt.
[0102] Der Reaktor (3) bestehend aus einem Schmelzrohr (4.7) oder mehreren parallel oder hintereinander angeordneten Schmelzrohren (4.7⋅n), wird der eingetragene Schlamm (12.1) über den Heizmantel (6.1) durch das Heizmedium (6.3) erwärmt bis die Cracktemperatur zwischen 350 °C bis 420 °C erreicht wurde und als überhitzten Dampf (7.1) den Reaktor verlässt.
[0103] Die Reststoffe in Form von Schlacke (4.6) wird über den Austragsschacht (5.5) über die Austragsschleuse (5.6) als Reststoffaustrag (5.9) und kalte Schlacke (5.13) ausgetragen.
[0104] In der Kondensationsanlage (7) wird der überhitzte Dampf über den Kühler gespeist, von der Kälteerzeugung (7.9) abgekühlt. Die Kühltemperatur wird eingestellt, damit Leichtsieder wie Kerosin in gasförmigen Zustand die Kondensationsanlage (7) als Brenngase (7.13) verlassen und dem Brenngaskühler (13) zugeführt werden.
[0105] Das Produktöl (7.6) verlässt den Behälter (7.5) und wird über den Produktölabgang (7.14) nach vorgängiger Kühlung über den Kühler (7.8) auf einer Lagerungstemperatur von < 30 °C eingestellt und als gekühltes Produktöl (7.6.1) ausgebracht.
[0106] Im Leichtflüssigkeitstank (7.5) wird das schwerere Wasser (7.19) durch absinken in den Wasserbehälter (7.15) von dem leichteren Produktöl (7.6) getrennt. Mit einer Wasserfüllstandsmessung (7.16), hier dargestellt als Schwimmkörper, welcher nach dem Dichtesystem wirkt, wird der Wasserpegel erfasst und über die Wasserabzugssteuerung (7.17) mit der Entwässerungspumpe (7.18) das Wasser über den Wasserabgang (7.20) ausgetragen.
[0107] Im Brenngaskühler (13) wird das Brenngas (7.13) über den Kühler (7.8) abgekühlt und das Kondensat wird als Leichtflüssigkeit (13.2) vom Brenngas (7.13) abgetrennt und in den Leichtflüssigkeitsbehälter (13.3) geleitet. Die nicht kondensierbaren gekühlten Brenngase (7.13.1) verlassen den Behälter (13.3) und werden als Prozessbrennstoff oder anderwertig verwendet.
[0108] Die Leichtflüssigkeit (13.2) wird mit einer Fördereinrichtung, hier dargestellt als Förderpumpe (13.5) als Verdünner (13.2.1) der Mischvorrichtung (14) zugeführt. Der Überschuss an Leichtflüssigkeit (13.2) wird als Brennstoff (13.2.2) für die Prozesserwärmung oder anderwertig verwendet.
[0109] Bei Mangel oder beim Anfahren des Prozesses, muss aus externen Quellen, Leichtflüssigkeit (13.2) über die Leichtflüssigkeitszuführung (13.4) zugegeben werden. Durch die Zugabe der Leichtflüssigkeit (13.2) als Verdünner (13.2.1) des Schlammes (12.1) und Austrag als überhitzter Dampf (7.1) aus dem Reaktor (3) in die zwei Kondensationsstufen, bestehend aus der Kondensationsanlage (7) und dem Brenngaskühler (13), wird durch die Erzeugung der Leichtflüssigkeit (13.2) der Verdünnungskreislauf geschlossen.
[0110] Die Fig. 11 zeigt die Behandlungsvorrichtung und die Verfahrensschritte zur Gewinnung von Kohlenwasserstoffgemischen (15.17) aus Ölsand (15) durch trockene Extraktion, ohne Wasser- oder Wasserdampfzugabe, mittels Erhitzung des Ölsand (15) auf eine Cracktemperatur von 380 bis 420 °C. Das vorgestellte Verfahren findet Anwendung bei der Gewinnung von Ölsand (15) aus dem Tage- und Untertagebau.
[0111] Vor der Extraktion wird der Ölsand (15) rieselfähig gemacht, in dem klumpigen Material in einer Vereinzelung (15.1), hier dargestellt durch einen Walzenbrecher zu rieselfähigem Feinsand (15.2) aufbereitet wird. Der Feinsand (15.2) wird anschliessend in einer Mischvorrichtung mit eigenerzeugten Verdünner (13.2.1) zu einem feuchten Sandgemisch (15.3) aufbereitet.
[0112] Der Verdünner (13.2.1) besteht aus der im Extraktionsverfahren gewonnenen Leichtflüssigkeit (13.2), in Form von Benzin und Kerosin welche als Kreislaufgut und Extraktionshilfe dem Feinsand (15.2) beigemischt wird. Ob und wie viel an Verdünner (13.2.1) dem Feinsand (15.2) beigegeben wird, wird durch die Zähigkeit des am Sandkorn anhaftenden Bitumens bestimmt.
[0113] Das trockene oder feuchte Sandgemisch (15.3) wird über eine Förder- und Dosiervorrichtung, hier dargestellt als Doppelwellenmischer (14.3) in den Vorwärmreaktor (3.1.1) eingebracht. Über die Heizfläche des Innenrohrs (6) findet der Wärmeeintrag (6.6) in das kalte Sandgemisch (15.4) statt.
[0114] Das Heizmedium (6.3) besteht aus einem Thermoölkreislauf indem mit der Heizmediumumwälzpumpe (15.4) über die Wärmetauscherrohre (15.11) im Rieselbettreaktor (15.12) dem ca. 400 °C heissen Sand (15.6), Wärme entzogen wird und über den Heizmediumvorlauf (15.15) und Heizmediumrücklauf (15.16) wird der Wärmetauscher des Vorwärmereaktors (3.1.1) beheizt.
[0115] Das warme Sandgemisch (15.5) mit ca. 150 °C wird vom Reaktor (3.1.1) in den Reaktor (3) eingetragen. Die Neigung (3.18) ist eingestellt auf die Spiralwendelhöhe (4.9), damit wird erreicht, das bei Förderung in die Hauptstromvorrichtung (3.13), ca. 50% des heissen Sandes (15.6) ständig sich überwirft und somit eine Rückmischung (15.6.1) stattfindet und sich dauernd neue Oberflächen, sowie am heissen Innenrohr (6), sowie an der Oberfläche welche dem Vakuum (7.2.1) ausgesetzt ist, bilden.
[0116] Durch das im Ölsand (15) sich genügend Schleissmaterial (1.1) in Form von Sand befindet, muss keine Abreinigungsbeihilfe zur Freihaltung der Heizflächen des Innenrohr (6) in Form von Schleissmaterial (1.1) oder Umlaufgut (1.4) beigegeben werden.
[0117] Durch das Ausbacken des heissen Sandes (15.6) bei ca. 400 °C bis 430 °C, gehen die ölhaltigen Bestandteile in eine Gasphase über und verlassen den Reaktor (3) als überhitzten Dampf (7.1). Der ebenso heisse, aber von der ölhaltigen Organik befreite Sand, verlässt als entfeuchteter Sand (15.7) den Reaktor (3) und gelangt über den Austragsförderer (5) in die Austragsschleuse (5.6) und wird zur Abkühlung über die Materialverteilung (15.10) dem Rieselbettreaktor (15.12) zugeführt.
[0118] Nach dem Durchlaufen des Rieselbettreaktors (15.12) wird dem heissen und entfeuchteten Sand (15.7) über die Wärmetauscherrohre (15.11), Wärme entzogen und verlässt den Reaktor (15.12) über die Austragsvorrichtung (15.12) als kühler Sand (15.8) und dieser kann anschliessend als Verfüllmaterial (15.9) zur Ölsandgewinnungsstätte zurückgeführt werden.
[0119] Die Crackgase verlassen als überhitzter Dampf (7.1) den Reaktor (3) über den Gasdom (3.12) und gelangen in den Zyklon (10) in welchem Feinstaub (10.4) vom Heissgas abgetrennt werden bevor diese in den Kondensator (11) geleitet werden. In diesem ersten selektiven Partialkondensator werden langkettige und noch nicht gecrackte Kohlenwasserstoffe in flüssiger Form ausgeschieden und über die Schleuse (11.4) wieder dem Reaktor (3) zum erneuten Cracken zugeführt.
[0120] Die abgereinigten Crackgase (11.8) vom Vacuum (7.2.1) angesaugt, gelangen in die Flüssigkeitsstrahlpumpe (7.2) und werden dort durch die Treibflüssigkeit (7.3) schlagartig abgekühlt. Das gekühlte Treibmittel (7.11) besteht aus dem Produktöl (7.6) welches aus dem Kreislaufbehälter (7.5) mittels der Kreislaufpumpe (7.7) über den Kühler (7.8) wiederum die Flüssigkeitsstrahlpumpe (7.2) antreibt und zugleich das Vakuum (7.2.1) und die Crackgase (11.8) abkühlt und zu Produktöl (7.6) kondensiert.
[0121] Der mitkondensierte Wasserdampf wird als Wasser (7.19) im Wasserbehälter (7.15) aufgefangen und über Wasserabzugssteuerung (7.16 und 7.17) mit der Entwässerungspumpe (7.17) abgezogen.
[0122] Das Produktöl (7.6) mit einer Temperatur von ca. + 60 °C verlässt über den Kühler (7.8) mit Kälteerzeugung (7.9) den Prozess als gekühltes Produktöl (7.6.1) Die nicht kondensierbaren Brenngase (7.13) und leichtsiedende gasförmigen Flüssigkeiten werden dem Brenngaskühler (13) zugeführt und in diesem über den Kühler (7.8), gespiesen über die Kälteerzeugung (7.9), von ca. 70 °C auf 30 °C abgekühlt und zu flüssigem Brennstoff (13.2) kondensiert.
[0123] Die nicht kondensierbaren gekühlten Brenngase (7.13.1) verlassen den Brenngaskühler (13) und werden im Mehrstoffbrenner (8.1) in der Wärmerzeugung (8) zur Aufheizung des Heizmediums (6.3) verbrannt.
[0124] Die Leichtflüssigkeit 13.2 wird im Bedarfsfall über die Pumpe (13.5) als Verdünner (13.2.1) und Lösungsmittel der Mischvorrichtung (14) zugeführt. Der Überschuss an Leichtflüssigkeit kann als Brennstoff (13.2.2) dem Prozess oder anderen Energieverbrauchern zugeführt werden.
[0125] Beim Anfahren der Extraktionsanlage oder bei Mangel an Umlaufflüssigkeit in Form von Verdünner (13.2.1) muss Leichtflüssigkeit (13.4) in Form von Kerosin oder Benzin zugeführt werden.
[0126] Die Fig. 11.1 zeigt einen Längsschnitt als Aufschnitt durch den Schmelzreaktor (3.1.1) und den Reaktor (3). Hier dargestellt ist die Rückmischung 15.6.1, welche durch den Anstellwinkel der Neigung (3.18) und der Spiralwendelhöhe (4.9) der Förderspirale (4), sowie der Menge des zudosierten Materialeintrages (1 und 15) bestimmt wird.
[0127] Die Fig. 11.2 zeigt den Schnitt A-A als Ausführungsvariante 1 mit nebeneinander liegenden, geschlossenen Reaktoren (3) und Vorwärmereaktor (3.1.1).
[0128] Die Fig. 11.3 zeigt den Schnitt A-A als Ausführungsvariante 2 mit nebeneinander liegenden, nach oben offenen Reaktoren (3) und Schmelzreaktoren (3.1.1) bei welchen das Innenrohr (6) als Halbrohr und der Heizmantel (6.1) als Wanne ausgebildet ist. Der Entgasungsraum (3.11) wird mit der gasdichten Abdeckung (3.20) abgeschlossen.
[0129] Die Fig. 12 zeigt die Behandlungsvorrichtung und Verfahrensschritte bei einer kaskadenförmiger Anordnung des Reaktors (3) und besteht aus einem Schmelzreaktor (3.1.1) und einem Verdampfungsreaktor (3.1.2), welche miteinander über den Eintragsschacht (5.5.1) zu einem Reaktorraum (3.21) verbunden sind. Diese Anordnung wird eingesetzt beim Materialeintrag (1) von stark mit Organik verschmutztem Eintragsgut (1.5) und abrasiven Stoffgemischen wie bei der Behandlung von Autoshredder-Leichtfraktionen (3.15.1), in welchen sich auch PVC-Rückstände, Glassplitter, Buntmetalle und anorganische Stoffe befinden.
[0130] Das Kunststoffgemisch (3.15) wird über eine Transporteinrichtung, hier dargestellt als Förderspirale (12.17) in das Befüllrohr (12.18) des Reaktors (3) gefördert. Mit der Förderspirale (4) wird der Reaktorinhalt (12.9) in der Hauptstromrichtung (3.13) vom Zuführschacht (3.1) zum Austragsschacht (5.5) gefördert.
[0131] Das Heizmedium (6.3) besteht vorteilhaft aus geschmolzenem Salz, welches zwischen dem Innenrohr (6) und dem Heizmantel (6.1) im Gegenstrom (6.7) zur Hauptstromrichtung (3.13) des Reaktorinhaltes (12.9) fliesst.
[0132] Der Heizmediumeingang (6.4) liegt dem Heizmediumausgang (6.5) diametral gegenüber. Die Neigung (3.18) der Reaktoren (3) wird bestimmt durch die Spiralwendelhöhe (4.9), damit die Schlacke (4.6) ausgetragen werden kann.
[0133] Bei der Hintereinanderschaltung wird der erste Reaktor als Schmelzreaktor (3.1.1) betrieben bei einer Betriebstemperatur zwischen +250 °C bis +320 °C zum Aufschmelzen der Kunststoffanteile in der Schmelzzone (12.5).
[0134] Das fliessfähige Schmelzgut (3.12) fliesst über den Eintragsschacht (5.5.1) in den nachgeschalteten Verdampfungsreaktor (3.1.2). Die Mischgase (7.12) werden über den Gasdom (3.1.1) abgezogen und einer thermischen Verwertung zugeführt.
[0135] Die beiden Reaktoren (3.1.1 und 3.1.2) verfügen über die gleiche Neigung (3.18). Der obere Füllstand (12.8.1) begrenzt die Crackzone (12.6) im Reaktor (3.2.1). In der Trocknungszone (12.7) wird der Überstand und die Schlacke (4.7) durch den Wärmeeintrag getrocknet und über den Austragsschacht (5.5) der Austragsschleuse (5.6) zugeführt.
[0136] Die Betriebstemperatur im Reaktor beträgt zwischen 380 °C bis 420 °C. Die Crackgase verlassen als überhitzten Dampf (7.1) unter Vakuum (7.2.1) den Reaktor (3) über den Gasdom (3.12) zur Weiterbehandlung in den nachgeschaltenen Behandlungsstufen, bestehend aus Zyklon (10), Kondensator (11) und Kondensationsanlage (7) zu flüssigen Kohlenwasserstoffen.
[0137] Bei beiden Reaktoren (3), dem Schmelzreaktor (3.1.1) und dem Verdampfungsreaktor (3.12) besteht das Heizmedium (6.3) vorteilhaft aus geschmolzenem Salz, welches zwischen dem Innenrohr (6) und dem Heizmantel (6.1) im Gegenstrom (6.7) zur Hauptstromrichtung (3.13) des Reaktorinhaltes (12.9) fliesst.
[0138] Der Heizmediumeingang (6.4) liegt dem Heizmediumausgang (6.5) diametral gegenüber. Die Neigung (3.18) der Reaktoren (3) wird bestimmt durch die Spiralwendelhöhe (4.9), damit die heisse Schlacke (5.12) ausgetragen werden kann.
[0139] Die Länge des Reaktors (3.1.1) ist unterteilt in zwei Zonen. Nach dem Eintrag von Kunststoffgemisch (3.15) in den Schmelzreaktor (3.1.1) erfolgt danach in der Schmelzzone (12.5) die Erwärmung des Reaktorinhaltes (12.9) auf eine Temperatur zwischen 220 und 320 °C, bei einer Aufenthaltszeit zwischen 1 bis 3 Stunden. Die erforderliche Temperatur und Haltezeit richtet sich nach der Materialzusammensetzung des Kunststoffgemisches (3.15).
[0140] In der Verdichtungszone (12.10) wird das über die Förderspirale (12.17) eingetragene Kunststoffgemisch (3.15) durch eine Pressschnecke (12.12) verdichtet und durch die Materialflussrichtung (12.14) in die Zone ohne Fördermittel (12.11) zu einem Pfropfen (12.15) gepresst.
[0141] Durch diesen Pfropfen (12.15) wird verhindert, dass Gase (12.16) aus der Schmelzzone (12.6) und der Crackzone (12.7) in den kalten Bereich des Befüllrohrs (12.18) gelangen. Die Gase (12.16) werden durch diese Vorrichtung gezwungen den Reaktor (3) in Hauptstromrichtung (3.13) über den Gasdom (3.12) zu verlassen. Durch das angelegte Vakuum (7.2.1) wird dieser Entgasungsvorgang unterstützt.
[0142] Die Verdichtungszone (12.10) wird nicht beheizt und damit verhindert, dass sich der kalte Pfropfen (12.15) durch Wärmeeinwirkung auflöst.
[0143] Mit dem Schieber (12.19) kann jeder Reaktor (3) einzeln angesteuert und gegen den Materialeintrag (1) und dem zurückfliessenden Material aus der Schmelzzone (12.5) abgesperrt werden.
[0144] Hier dargestellt ist ein Plattenschieber mit einer Schieberplatte (12.20) und einem Schieberantrieb (12.21). Dabei besteht die Möglichkeit auch andere geeignete Absperrelemente einzusetzen.
[0145] Durch den Schieber (12.19) können bei mengenmässigen Schwankungen im Materialeintrag (1) Reaktoren (3) zugeschaltet oder abgeschaltet werden, ohne dass das Heizmedium (6.3), bestehend aus geschmolzenem Salz abgeschaltet wird.
[0146] Mit der Förderspirale (4) wird der Pfropfen (12.15) abgegraben und das zugeführte Frischgut (3.16.1) in die Schmelzzone (12.5) gefördert.
[0147] Die ölhaltigen Anteile des Reaktorinhaltes (12.9) werden durch die Temperatureinwirkung zu einer honigartigen, fliessfähigen Masse aufgeschmolzen, welche am Ende des Schmelzreaktors als Schmelzgut (3.1.7) in den Eintragsschacht (5.5.1) fliessen.
[0148] Im Eintragsschacht (5.5.1) trennen sich die Mischgase (7.1.2) vom Schmelzgut (3.17) und das Schmelzgut (3.17) wird dem Verdampfungsreaktor (3.1.2) zugeführt.
[0149] Durch die Temperatureinwirkung zwischen +400° bis 420 °C werden in der Crackzone (12.6) die langkettigen Kohlenwasserstoffe (11.6) aufgebrochen und zu kurzkettigen Molekülen gewandelt, welche als überhitzter Dampf (7.1) unter Vakuum (7.2.1) ausgetragen werden und nach dem durchlaufen des Kondensators (11) und den Kühlern der Kondensationsanlage (7) in die Fraktionen, Brenngase (7.13) und Produktöl (7.6) gewandelt werden.
[0150] In der Trocknungszone (12.7) wird der Rückstand in Form von heisser Schlacke (5.12) bei einer Temperatur zwischen + 400° und 420 °C und einer materialspezifischen Verweilzeit zwischen 30 Minuten bis 2 Stunden getrocknet und somit durch das heisse Innenrohr (6) des Verdampfungsreaktors (3) mittels den Scherkräften der Förderspirale (4) von anhaftender Flüssigkeit befreit. Die heisse Schlacke (5.12) besteht aus inertem Material und nicht gecrackten langkettigen Kohlenwasserstoffverbindungen (11.7).
[0151] Die Verweilzeit des Reaktorinhaltes (12.9) richtet sich nach der Materialzusammensetzung des zugeführten Kunststoffgemisches (3.15). Werden vor allem leichtsiedendes Material eingetragen welche die Aufenthaltszeit im Reaktor (3) verkürzt, so kann der Durchsatz von Kunststoffgemischen (3.15) erhöht werden. Bei zähen Kunststoffgemischen (3.15) mit hohem Anteil Störstoffen, wird die Verweilzeit verlängert und dadurch der Durchsatz pro Zeiteinheit verringert.
[0152] Die getrocknete heisse Schlacke (5.12) wird durch die Förderspirale (4) in den Austragsschacht (5.5) eingetragen. Mit dem Austragsförderer (5) wird die heisse Schlacke (5.12) über den Schieber (5.7) in den Schlackenkühler (5.1) eingetragen. Zusammen mit den gegenseitig verriegelten Schiebern (5.7) erfüllt der Schlackenkühler (5.12) gleichzeitig die Funktion als Vakuumdichte Austragsschleuse (5.6).
[0153] Durch den Eintrag von Flüssigstickstoff (5.11) über einen vorgeschalteten Verdampfer wird, a) die Austragsschleuse (5.6) inertisiert und b) die heisse Schlacke (5.12) abgekühlt und als kalte Schlacke (5.13) die Austragsschleuse (5.6) über den Absperrschieber (5.7) und wird als Reststoffaustrag (5.9) bezeichnet.
[0154] Der Füllstand (12.8) im Schmelzreaktor (3.1.1) und im Verdampfungsreaktor (3.1.2) werden über die Füllstandsdifferenz (12.22) im Eintragsschacht (5.5.1) gemessen. Durch die Verdampfung des Reaktorinhaltes (12.9) in der Crackzone (12.6) sinkt der Pegelstand im Verdampfungsreaktor (3.1.2) und im Eintragsschacht (5.5.1) vom oberen Füllstand (12.8.1) gegen den unteren Füllstand (12.8.2).
[0155] Da sich im Eintragsschacht (5.5.1) keine Einbauten wie z.B. Rührelemente befinden, wird die Füllstandsdifferenz (12.22) über einen Druckaufnehmer (12.23) mit Auswert- und Steuergerät über den Differenzdruck (12.24) gemessen.
[0156] Mit dem Steuersignal (12.25) werden die Antriebe (12.13 und 4.1) betätigt, sowie der Schieberantrieb (12.21) geöffnet, damit über den Materialeintrag (1) der Reaktorinhalt (12.9) wieder aufgefüllt wird, bis der obere Füllstand (12.8.1) im Eintragsschacht (5.5.1) wieder erreicht ist. Dadurch werden die Antriebe (12.13 und 4.1) abgestellt und der Schieberantrieb (12.21) geschlossen. Anstelle einer Differenzdruckmessung können auch andere geeignete Messsysteme eingesetzt werden.
[0157] Die 280 bis 320 °C heissen Mischgase (7.1.2) aus dem Eintragsschacht (5.5.1) werden im Gasdom (3.12) gesammelt und in den Horizontalförderer (18.13) geleitet. Die Mischgase (7.1.2) aus dem Schmelzreaktor (3.11) enthalten Parafin (18.1) welche sich an den Wandungen der Spiralförderer (18.16) niederschlagen und Aufbauen.
[0158] Durch das ständige Drehen der Förderspiralen (4) in dem Spiralförderer (18.16) in die Hauptstromrichtung (3.13), wird das Parafin (18.1) von den Wandungen der Spiralförderer (18.16) abgekratzt und zur Förderpumpe (18.2) transportiert. Die Mischgase können dadurch ungehindert durch die Zentrumsöffnung (4.10) der Förderspirale (4) in die Gasleitung (18.15) gelangen.
[0159] Der Senkrechtförderer (18.14) ist mit Kühlern (7.8) versehen, welche die Wandung des Senkrechtförderers (18.14) über einen Kühlmittelkreislauf (7.10) kühlt.
[0160] Die Mischgase (7.1.2) welche mit einer Temperatur von +280 bis 320 °C über den Horizontalförderer (18.13) in den gekühlten Senkrechtförderer (18.14) gelangen, werden auf +90 bis 120 °C abgekühlt.
[0161] Das Parafin (18.1) fällt aus und schlägt sich als weiches Wachs an den Wandungen der Spiralförderer als Parafinfraktion (18.1.1) nieder. Der in dem Mischgas (7.1.2) enthaltene Wasserdampf, sowie Brenngase, werden als Wasserdampf und Gasfraktion (18.18.1) über die Gasleitung (18.15) dem Gaswäscher (18.4) zugeführt.
[0162] Das Parafin (18.1) wird am unteren Ende des Senkrechtförderers (18.14) durch die Förderspirale (4) in die Förderpumpe (18.2) gepresst. Die Förderpumpe (18.2) ist als Zahnradpumpe dargestellt. Dabei besteht die Möglichkeit auch andere geeignete Förderpumpen (18.2) einzusetzen.
[0163] Die Förderpumpe (18.2) presst das kompaktierte Parafin (18.1) über die Druckleitung (18.3) in den Verdampfungsreaktor (3.1.2). Das Parafin (18.1) vermischt sich mit dem flüssigen und ca. 400 °C heissen Reaktorinhalt (12.9) und verlässt als überhitzter Dampf (7.1) den Verdampfungsreaktor (3.1.2) über den Gasdom (3.1.2).
[0164] Der Wasserdampf und Gase (7.1.3) aus der Trennanlage (18) gelangen über die Gasleitung (18.15) in den Gaswäscher (18.4).
[0165] Bei dem Materialeintrag (1) vom Eintragsgut (1.5) welches eventuell PVC enthält oder vulkanisierter Gummi, sowie Organik in Form von Lebensmittelanhaftungen, gehen bei einer Pyrolysetemperatur zwischen +220 bis 320 °C diese vorerwähnten Stoffe, in einen gasförmigen Zustand über.
[0166] Bei PVC beträgt der Chloridanteil min. 52%, welcher dann als gasförmiger Chlorwasserstoff ausgetrieben wird. Bei vulkanisiertem Gummi wird Schwefelwasserstoff freigesetzt. Bei den meisten Lebensmittelrückständen wird Buttersäure freigesetzt. Diese sauren Gase werden im alkalisch betriebenen Gaswäscher (18.4) neutralisiert indem der saure Wasserdampf und Gase (7.13) die oberflächenvergrösserende Packung durchströmt, welche von oben mit der alkalischen Waschflüssigkeit (18.7) über die Sprühvorrichtung (18.9) benetzt wird.
[0167] Die Waschflüssigkeit (18.7) zirkuliert im Behälter (18.5) und wird von der Umwälzpumpe (18.8) angesaugt und über den Kühler (7.8) auf < 40 °C abgekühlt. Durch die gekühlte Umlaufflüssigkeit (18.17) werden der saure Wasserdampf und die Gase abgekühlt und die kondensierbaren Anteile werden als Kondensat (18.12) in die Waschflüssigkeit (18.7) geleitet.
[0168] Die PH-Regulierung erfolgt über die PH-Steuerung (18.11) und der damit verbundenen Dossierstation (18.10) mit welcher über den Eintrag von Natronlauge der PH-Wert angehoben wird. Die nichtkondensierbaren Gase verlassen als Brenngase (7.1.4) den Gaswäscher (18.4).
[0169] Die Überstandsflüssigkeit (18.18) wird in der Leichtflüssigkeitstrennanlage (18.19) getrennt in die Bestandteile, Leichtflüssigkeit (18.20) in Form von Flüssigbrennstoff, wie a) Benzin, Aceton und b) Wasser (18.21) zur Weiterbehandlung in einer Kläranlage.
[0170] Die Fig. 12.1 zeigt einen Schnitt A-A durch den Senkrechtförderer (18.14) und die Förderspirale (4). Durch die Zentrumsöffnung (4.10) kann der Wasserdampf und Gase (7.1.3) frei zirkulieren und die Verbackungen von Parafin (18.1) werden durch die Förderspirale (4) abgeschabt und zur Förderpumpe (18.2) transportiert.
[0171] Die Fig. 12.2 zeigt die Behandlungsvorrichtungen und Verfahrensschritte bei einer Kaskadenförmigen Anordnung des Reaktorraums (3.21), mit einer vorgeschalteten Trocknungsstufe (19) zur Behandlung von mechanisch aufbereitetem Hausmüll (3.16). In der Fig. 12und 12.1 sind die Funktionen des Vorwärm-/Schmelzreaktors (3.1.1) und des Verdampfungsreaktors (3.1.2) beschrieben.
[0172] Der mechanisch aufbereitete Hausmüll (3.16) stammt aus der Fraktion Siebüberlauf mit einem Wassergehalt zwischen 10 bis 20% und einer Körnung von grösser 80 mm und wird vor dem Eintrag in den Trockner (19) auf kleiner Korn 40 mm zerkleinert. Dieser aufbereitete Hausmüll (3.16) wird über den Zuführschacht (3.1) am unteren Ende des Trockners (19) mittels einer Förderspirale (12.17) eingetragen.
[0173] Der Trockner besteht aus einem Innenrohr (6), umfasst von einem Heizmantel (6.1) in dem ein Heizmedium (6.3) im Gegenstrom (6.7) zur Hauptstromrichtung (3.13) fliesst, bestehend aus Druckheisswasser oder einem anderen geeigneten Heizmedium (6.3) mit einer Temperatur von + 110 °C.
[0174] Der Heizmediumausgang (6.5) befindet sich unmittelbar neben dem Zuführschacht (3.1) und der Heizmediumeingang (6.4) befindet sich unmittelbar neben dem Schmelzreaktoreintrag (19.2).
[0175] Mit der Förderspirale (4) wird die feuchte Hausmüllfraktion (12.9.1) vom Zuführschacht (3.1) in der Hauptstromrichtung (3.13) zum Schmelzreaktoreintrag (19.2) gefördert und durch die Rückmischung (15.6.1) durchmischt (siehe Fig. 11.1).
[0176] Durch die Rückmischung (15.6.1) werden ständig neue Oberflächen in der feuchten Hausmüllfraktion (12.9.1) geschaffen, welche durch das heisse Innenrohr (6) auf eine Temperatur von + 110 °C (6.7.1) erwärmt wird und den freigesetzten Wasserdampf (19.1) über den Gasdom (3.12) in eine Abluftbehandlung (19.3) leitet.
[0177] Die Abluftbehandlung (19.3) kann aus einem Biofiltersystem oder auch aus einem Abluftwäscher und Kondensator bestehen. Die von Geruchsstoffen entfachtete und entfeuchtete Abluft (19.3) wird in die Atmosphäre abgegeben. Das Kondensat (19.5) wird in eine Abwasserbehandlungsanlage eingeleitet.
[0178] Die getrocknete Hausmüllfraktion (12.9.4) wird über den Schmelzreaktoreintrag (19.2) in den Schmelzreaktor (3.1.1) gefördert, welcher bei einer Temperatur +300 °C (6.7.2) betrieben wird und die verschmolzene Hausmüllfraktion (12.9.2) bestehend aus geschmolzenem Kunststoffgemisch (3.15) vermischt mit Koks (5.15) aus den Stoffen, Papier, Karton, Leder, Textilien, Holz und Zellstoffen wird als Gemisch dem Verdampfungsreaktor (3.12) über den Eintragsschacht (5.5.1) zugeführt.
[0179] Im Verdampfungsreaktor (3.1.2) wird das Gemisch aus Koks und Flüssigkeit (12.9.3) über das Heizmedium (6.3) auf eine Temperatur von + 400 °C erhitzt. Dadurch verdampft das geschmolzene Kunststoffgemisch (3.15) und verlässt als überhitzter Dampf (7.1) unter Vakuum (7.2.1) den Verdampfungsreaktor (3.1.2) über den Gasdom (3.12).
[0180] In der Trocknungszone (12.7) werden die festen Bestandteile in Form von Koks, Metall und Inertstoffen (5.12.1) als Trockenstoff über den Austragsschacht (5.5) und über den Austragsförderer (5) und Schlackenkühler (5.10) als kalte Schlacke (5.13) in die Schlackenaufbereitung (5.14) geführt.
[0181] In der Schlackenaufbereitung (5.14) wird das Inputmaterial granuliert und über mechanische- und elektronische Behandlungsschritte zu Produktströme aufbereitet und verlassen die Anlage als Koks (5.15), Metalle (5.16) und Inertstoffe (5.17).
[0182] Der Koks (5.15) welcher aus den hochkalorischen Bestandteilen des aufbereiteten Hausmüll (3.16) stammen und im Reaktor (3), bestehend aus den Behandlungsstufen, Trockner (19), Schmelzreaktor, (3.11) und Verdampfungsreaktor (3.12), wird nach der Schlackenaufbereitung (5.14) in einer hier nicht näher dargestellten Methanolerzeugung (5.18) der Koks (5.15) zu Methanol (5.19) konvertiert. Das Methanol (5.19) kann in Verbrennungsmotoren als Treibstoff, sowie auch direkt in Brennstoffzellen als Energieträger genutzt werden.
[0183] Die Fig. 13 zeigt den Reaktor (3) in der Kombination aus einem Schmelzreaktor (3.1.1) und Verdampfungsreaktor (3.1.2) mit Direktbefeuerung über die Mehrstoffbrenner (8.1 und 8.1 *n), welche als Brennstoffenergie mit den Brenngasen (7.1.3) und dem Produktöl (7.8) gespeist werden.
[0184] Die Mehrstoffbrenner (8.1 und 8.1⋅n) beheizen mit ihrer Wärmeenergie (6.10) direkt die Wärmeplatte (6.12) des Heizmantels (6.1). Der Heizmantel (6.1) umschliesst die Innenrohre (6.1 und 6.1⋅n), welche in einem Heizmedium (6.3) eingetaucht sind. Das Heizmedium Niveau (6.9) liegt über den Innenrohren (6.1 und 6.1⋅n). Zwischen dem Heizmedium Niveau (6.9) und dem Oberteil des Heizmantels (6.1), befindet sich ein Expansionsraum (6.13) für die Wärmeausdehnung des Heizmedium (6.3).
[0185] Das Heizmedium (6.3) als Wärmeträger, besteht vorteilhaft aus einem Thermosalz-Gemisch auf der Basis von Natriumchlorid, mit einem Schmelzpunkt bei ca. 160 °C und einem Siedepunkt über 850 °C.
[0186] Der gesamte geschlossene Heizmantel (6.1) mit der Wärmeplatte (6.12) und den Innenrohren (6 und 6⋅n) sowie dem Heizmedium (6.3) wird umfasst von einem Rauchgasraum (8.6) der wiederum vom Heizkesselmantel (6.8) umfasst wird.
[0187] Die eingetragene Wärmeenergie (6.10) wirkt direkt auf die Wärmeplatte (6.12) und die heissen Rauchgase (6.11 und 8.5) geführt im Rauchgasraum (8.6) umspülen und erwärmen den gesamten Heizmantel (6:1). Durch den Wärmeeintrag (6.6.1) wird das Heizmedium (6.3) erhitzt und verflüssigt und die eingetragene Wärmeenergie gleichmässig verteilt. Das Heizmedium (6.3) wiederum erhitzt die Materialschüttung (3.19) im Innenrohr (6 und 6⋅n) durch den allseitigen Wärmeeintrag (6.6).
[0188] Die Materialschüttung (3.19) wird aufgeschmolzen bei ca. 220 °C und verdampft bei ca. 400 °C und verlässt als überhitzter Dampf (7.1) den Reaktor (3). Die Rückstände und Schlacke (6), wird mit der Förderspirale (4) in der Hauptstromrichtung (3.13) zum Austragschacht (5.5) gefördert.
[0189] Die Fig. 14 zeigt einen Querschnitt A-A durch den Reaktor (3 und 3.1.1) gemäss Figur 13. Dargestellt werden fünf Stück Innenrohre (6 und 6⋅n), umschlossen von einem Heizmantel (6.1) mit einer untenliegenden Wärmeplatte (6.12).
[0190] Der geschlossene Innenbehälter (6.14) ist bis auf den Expansionsraum (6.13) gefüllt mit dem Heizmedium (6.3). Der Innenbehälter (6.14) ist wiederum umschlossen mit dem Heizkesselmantel (6.8). Der Rauchgasraum (8.6) zwischen beiden Behältern dient dem Wärmeeintrag (6.6.1) über die heissen Rauchgase (6.11) in das Heizmedium (6.3). Die Rauchgase (6.11) verlassen als Abgase (8.5) den Reaktor (3) und Vorwärmreaktor (3.1.1) über den Abgaskamin (8.4)
[0191] Diese Indirektbefeuerung des Innenrohrs (6 und 6⋅n) des Reaktor (3) und Vorwärmreaktor (3.11) mit einer offenen Flamme aus dem Mehrstoffbrenner (8.1 und 8.1.2) über ein Heizmedium (6.3) verhindert punktuelle Überhitzung und vergleichmässigt den Eintrag der Wärmeenergie (6.6).
[0192] Die Fig. 15 zeigt eine PET-Rückgewinnungsanlage (16) bestehend aus Vorrichtungen zur Durchführung eines Verfahrens, mit welchem nach dem vorgeschaltenen Crackvorgangs aus dem gereinigten Heissgas (10.5) durch partielles Abkühlen der Terephthalsäure als kristallines PET-Pulver (16.1) zurückgewonnen werden kann. Das PET-Pulver (16.1) wird dann wieder der PET-Produktion zugeführt.
[0193] Das von Flugstoffen befreite und gereinigte Heissgas (10.5) aus dem Reaktor (3) wird über die Heissgaszuführung (16.14) mit einer Temperatur von ca. 400 °C in die PET-Rückgewinnungsanlage (16) geleitet. Die Heissgasgeschwindigkeit (16.25) in der Heissgaszuführung (16.14) richtet sich nach dem Querschnitt (16.20) und der Gasmenge und beträgt in diesem Bereich < 3.0 m/sec.
[0194] In der Förderschnecke (16.3) mit Zentrumsrohr (16.4) ergibt sich durch die Steigung der Schneckenwendel (16.5) ein Ringspaltkanalquerschnitt (16.24), welcher durch seine Dimensionierung zusammen mit dem Reaktorquerschnitt (16.21) die Heissgasgeschwindigkeit (16.25) festlegen lässt.
[0195] Die Heissgasgeschwindigkeit (16.25) im Ringspaltquerschnitt (16.24) oder Ringspaltkanal liegt idealerweise bei unter 0.2 m/sec. Damit wird mit der niedrigen Gasgeschwindigkeit (16.8) bewirkt, dass die Eintrittstemperatur des Heissgases (10,5) von ca. 400 °C über die Oberfläche des Kühlrohres (16.8) abgekühlt wird und im Bereich der Einschnürung (16.8.1) die Gastemperatur noch max. bei +350 °C liegt.
[0196] Durch das Kühlmedium (16.10) im Doppelmantel (10.9) welches im Gegenstrom mit der Fliessrichtung (16.11) zur Förderrichtung (16.6) vorläuft, wird die Oberfläche des Kühlrohres (16.8) abgekühlt und die Temperaturdifferenz von ca. 50 °C bewirkt die Reaktion, dass sich die im Heissgas (10.5) befindliche Terephthalsäure als PET-Pulver (16.1) ausfällt und sich an der Wandung des Kühlrohres (16.8) niederschlägt und eine Schicht aufbaut, welche dann durch die Förderschnecke (16.3) mit der Drehrichtung (16.7) und Förderrichtung (16.6) zur Einschnürung (16.8.1) gefördert wird.
[0197] Durch die Einschnürung (16.8.1) ergibt sich ein reduzierter Querschnitt (16.22) und dadurch eine hohe Gasgeschwindigkeit (16.19) welche idealerweise zwischen 8 bis 15 m/sec liegen soll um das abgeschabte PET-Pulver (16.1) mit der hohen Gasgeschwindigkeit zu einer Staubtrennanlage zu transportieren, hier dargestellt als einen Zyklonabscheider (16.16). Es besteht auch die Möglichkeit in einer hier nicht dargestellten Heissgas-Filterstaubanlage das PET-Pulver (16.1) auszutragen und zu separieren.
[0198] Nach dem Zyklonabscheider (16.16) verlässt das vom PET-Pulver (16.1) entfachtete Heissgas (10.5.1) die PET-Rückgewinnungsanlage (16) über den vergrösserten Querschnitt (16.23) mit einer niedriegen Gasgeschwindigkeit von ca. < 0.3 m/sec.
[0199] Angepasst an den Volumenstrom des gereinigten Heissgases (10.5) können mehrere PET-Rückgewinnungsanlagen (16⋅n) nebeneinander oder hintereinander geschaltet werden.
[0200] Die Fig. 16 zeigt den Schnitt A-A durch die PET-Rückgewinnungsanlage.
[0201] Die Fig. 17 zeigt ein Ausschnitt der Wärmeübertragungsfläche zur Durchführung der ablativen Flash Pyrolyse. Die Heizfläche (17.4) ist von einem Heizmantel (6.1) umschlossen in welchem ein Heizmedium (6.3) fliesst, welches eine hohe Wärmedichte aufweist und vorteilhaft aus geschmolzenem Salz besteht.
[0202] Die Fig. 18 zeigt eine Verdampfungsvorrichtung (17) für den Durchsatz von Biomasse (3.14) in Form von gehäckseltem Stroh oder Holzhackschnitzel, sowie mechanisch aufbereiteter Hausmüll (3.16).
[0203] Über den Materialeintrag (1) wird mit der Förderspirale (4) das Eintragsgut (17.15) in die Schraubenschnecke (17.8) hineingepresst. Dieser Beladevorgang kann auch über eine hier nicht dargestellte Beladevorrichtung erfolgen, wie z.B. mit einer Kolbenpresse ähnlich einer Betonpumpe.
[0204] Über den Antrieb (4.1) presst die Schraubenschnecke (17.8) das Eintragsgut (17.15) gegen die Heizflächen (17.4) des Aussenkonus (17.2). Der Konuswinkel (17.7) richtet sich nach der Stückigkeit des Inputmaterials und liegt idealerweise zwischen 20 bis 45°. Durch den Materialdruck (17.9) beträgt der Flächendruck (17.10) auf die Heizfläche (17.4) zwischen 4 bis 10 kg/cm<2>.
[0205] Der überhitzte Dampf (7.1) verlässt den Reaktorraum (3.21) über die Entgasungskanäle (17.16) und dem Gasdom (3.12). Im Gasdom (3.12) fällt die schwere Schlacke (4.6) in den Austragsförderer (5) und wird über die Austragsspirale (5.1) zum Reststoffaustrag (5.9) gefördert.
[0206] Das verdichtete Eintragsgut, bestehend aus Biomasse (3.14) in Form von Stroh und Holzhackschnitzel sowie aufbereiteter Hausmüll (3.16) und wird gegen die Heizfläche (17.4) mit einem Flächendruck (17.10) von 4 bis 10 kg pro cm2 gedrückt. Durch die Temperatureinwirkung von 450 bis 550 °C bildet sich eine Schmelzzone (17.11) und direkt an der Heizfläche (17.4) eine Verdampfungszone (17.12).
[0207] Bei der Verdampfung von Biomasse (3.14) und Hausmüll (3.16) bestehen in der Schmelzzone (17.11) und der Materialdruckzone (17.9) trotz hohem Flächendruck (17.10) durch die Stückigkeit der Materialausschüttung genügend Entgasungskanäle (17.16) zur Verfügung um mit Hilfe des Unterdruck, bzw. Vakuum (7.2.1) die Entgasung sicherzustellen.
[0208] Durch das Fehlen von Sauerstoff läuft ein Pyrolyseprozess ab, welcher im Grundprinzip mit einem Retortenvergaser zur Erzeugung von Wassergas aus Kohle zu vergleichen ist. Im Gegensatz zum Stadtgaserzeugungsprozess, muss bei dem hier vorgestellten Verfahren kein Wasser zur Wasserstoffbildung zugegeben werden, da sich in der Biomasse (3.14) und dem Hausmüll (3.16) genügend Feuchtigkeit befindet. Auch läuft der hier vorgestellte ablative Flash Pyrolyseprozess in einem sogenannten Niedertemperaturbereich zwischen 450 und 550 °C ab.
[0209] Bei der Verdampfung von ligninhaltigen Stoffen aus der Biomasse (3.14) wird nach der Abkühlung in der Kondensationsanlage (7), Brenngase (7.13) und Holzöl (3.14.1) als Kraftstoff (7.6) gewonnen. Die Brenngase (7.1.4) und der Koks (5.15) werden zur Erzeugung der Prozessenergie in der Wärmeerzeugung (8) verbrannt.
[0210] Bei der Pyrolyse von aufbereitetem Hausmüll (3.16) wird zur Feinstaubabscheidung in den heissen Gasstrom (7.1) ein Elektrofilter (7.21) eingesetzt, versehen mit einer Austragsschleuse (7.22) zum Austragen der Feinstaubfraktion (7.23). Diese Feinstaubfraktion (7.23) wird zusammen mit dem brennbaren Anteil aus dem Reststoffaustrag (5.9) in einer hier nicht dargestellten thermischen Oxidation unter Zugabe von technischem Sauerstoff verbrannt und die verglaste Schlacke abgelagert.
[0211] Die Fig. 19 zeigt eine Ausführungsvariante der Anordnung der Heizflächen (17.4) in Kombination mit einem Aussenkonus (17.2) und einer Heizfläche (17.4) in der Verlängerung des Führungsmantels (17.13).
[0212] Die Fig. 20 zeigt eine Ausführungsvariante der Anordnung der Heizflächen (17.4) in Kombination mit einem Aussenkonus (17.2) und einem Innenkonus (17.1).
[0213] Die Fig. 21 zeigt eine Ausführungsvariante der Anordnung der Heizflächen (17.4) als gerade Plattenheizung (17.3).
[0214] Die Fig. 22 zeigt eine Variante zur Fig. 2, 3, 12 und 14 in dem mit der Verdampfungsvorrichtung (17) Kunststoffgemische (3.15) sowie Autoshredderleichtfraktion (3.15.1) verdampft werden.
[0215] Durch Kühlung des Führungsmantel (17.13) durch den Kühler (7.8) und den Kühlmittelkreislauf (7.10) im Schaft der Schraubenschnecke (17.18) über den Drehverteiler (17.14) wird vermieden, dass Abstrahlungswärme (17.17) die Kunststofffraktion aufweicht und dadurch der Druckaufbau in der Materialdruckzone (17.9) beeinträchtigt.
[0216] Hier dargestellt als Heizfläche (17.4) ein Aussenkonus (17.2) mit der Möglichkeit, dass auch Heizflächen (17.4) wie unter Fig. 19 bis 21 beschrieben sind, eingesetzt werden können.
[0217] Die Fig. 23 zeigt die Wärmeerzeugung (8) zur Erwärmung der Reaktoren (3). Anstatt über einen Gasbrenner oder Mehrstoffbrenner (8.1) wird das eigenerzeugte, gekühlte Brenngas (7.13.1) zur Antrieb einer Gasturbine (8.7) verwendet welche einen Generator (8.8) zur Stromerzeugung antreibt und mit den +700 °C heissen Heissgasen (8.10) zugleich die Wärmeerzeugung (8) mit Heizenergie versorgt.
[0218] Im Rauchgasraum (8.6) wird über den Heizmediumerhitzer (8.2) das Thermosalz erhitzt, welches durch den Heizmediumeingang (6.4) und Heizmediumausgang (6.5) durch den Heizmediumerhitzer (8.2) fliesst.
[0219] Die Auslegung der Gasturbine (8.7) bezüglich des Wirkungsgrades erfolgt dabei zur Erzeugung von hohen Abgastemperaturen im Heissgas (8.10) zu Ungunsten der optimalen Erzeugung von elektrischer Energie (8.9).
[0220] Trotz dieser Verschiebung zu Gunsten der Heissgaserzeugung, kann die gesamte elektrische und thermische Prozessenergie aus den eigenerzeugten Brenngasen gedeckt werden.
Bezugszeichenliste
[0221]
<tb>A<sep>Dreh- und Förderrichtung
<tb>B<sep>Dreh- und Förderrichtung
<tb>1<sep>Materialeintrag
<tb>1.1<sep>Schleissmaterial
<tb>1.2<sep>Katalysatoren
<tb>1.3<sep>Sieb- und Trennvorrichtung
<tb>1.4<sep>Umlaufgut
<tb>1.5<sep>Eintragsgut
<tb>2<sep>Schleuse
<tb>2.1<sep>Absperrschieber
<tb>2.2<sep>Inertgas
<tb>3<sep>Reaktor
<tb>3⋅n<sep>Mehrere Reaktoren
<tb>3.1<sep>Zuführungsschacht
<tb>3.1.1<sep>Schmelzreaktor
<tb>3.1.2<sep>Verdampfungsreaktor
<tb>3.2<sep>Materialverteiler
<tb>3.3<sep>Antrieb
<tb>3.4<sep>Drehvorrichtung
<tb>3.5<sep>Materialverteilung
<tb>3.6<sep>Verteilerschnecke
<tb>3.7<sep>Eintragzone
<tb>3.8<sep>Reduktionszone
<tb>3.9<sep>Schlackenzone
<tb>3.9.1<sep>Trocknung
<tb>3.10<sep>Austragszone
<tb>3.10.1<sep>Austrag
<tb>3.11<sep>Entgasungsraum
<tb>3.12<sep>Gasdom
<tb>3.13<sep>Hauptstromrichtung
<tb>3.14<sep>Biomasse
<tb>3.14.1<sep>Heizöl
<tb>3.15<sep>Kunststoffgemisch
<tb>3.15.1<sep>Autoshredder Leichtfraktion (Kurzbezeichnung ASL)
<tb>3.16<sep>Aufbereiteter Hausmüll
<tb>3.16.1<sep>Frischgut
<tb>3.16.2<sep>Stoffgemische
<tb>3.17<sep>Schmelzgut
<tb>3.18<sep>Neigung
<tb>3.19<sep>Materialschüttung
<tb>3.20<sep>Gasdichte Abdeckung
<tb>3.21<sep>Reaktorraum
<tb>4<sep>Förderspirale
<tb>4.1<sep>Antrieb
<tb>4.2<sep>Drehrichtung
<tb>4.3<sep>Förderrichtung
<tb>4.4<sep>Eintragsniveau
<tb>4.5<sep>Austragsniveau
<tb>4.6<sep>Schlacke
<tb>4.7<sep>Schmelzrohr
<tb>4.7⋅n<sep>Schmelzrohre
<tb>4.8<sep>Schmelzgut
<tb>4.9<sep>Spiralwendelhöhe
<tb>4.10<sep>Zentrumsöffnung
<tb>4.11<sep>Antriebswelle
<tb>4.12<sep>Antriebsstern
<tb>4.13<sep>Abtriebsstern
<tb>4.14<sep>Bewegungsspiel
<tb>4.15<sep>Verzahnung
<tb>4.15⋅n<sep>mehrere Verzahnungen
<tb>5<sep>Austragsförderer
<tb>5.1<sep>Austragsspirale
<tb>5.2<sep>Antrieb
<tb>5.3<sep>Drehrichtung
<tb>5.4<sep>Förderrichtung
<tb>5.5<sep>Austragsschacht
<tb>5.5.1<sep>Eintragsschacht
<tb>5.6<sep>Austragsschleuse
<tb>5.7<sep>Absperrschieber
<tb>5.9<sep>Reststoffaustrag
<tb>5.9.1<sep>Reststoffen
<tb>5.10<sep>Schlackenkühler
<tb>5.11<sep>Flüssigstickstoff
<tb>5.12<sep>Heisse Schlacke
<tb>5.12.1<sep>Koks, Metall- und Inertstoffe
<tb>5.13<sep>Kalte Schlacke
<tb>5.14<sep>Schlackenaufbereitung
<tb>5.15<sep>Koks
<tb>5.15.1<sep>Pyrolsysekoks
<tb>5.16<sep>Metalle
<tb>5.17<sep>Inertstoffe
<tb>5.18<sep>Methanolerzeugung
<tb>5.19<sep>Methanol
<tb>6<sep>Innenrohr
<tb>6⋅n<sep>Mehrere Innenrohre
<tb>6.1<sep>Heizmantel
<tb>6.3<sep>Heizmedium
<tb>6.4<sep>Heizmedium Eingang
<tb>6.5<sep>Heizmedium Ausgang
<tb>6.6<sep>Wärmeeintrag
<tb>6.6.1<sep>Wärmeeintrag
<tb>6.7<sep>Gegenstrom
<tb>6.7.1<sep>Temperatur +110 °C
<tb>6.7.2<sep>Temperatur +300 °C
<tb>6.7.3<sep>Temperatur +400 °C
<tb>6.8<sep>Heizkesselmantel
<tb>6.9<sep>Heizmedium Niveau
<tb>6.10<sep>Wärmeenergie
<tb>6.10.1<sep>Offene Flamme
<tb>6.11<sep>Rauchgase
<tb>6.12<sep>Wärmeplatte
<tb>6.13<sep>Expansionsraum
<tb>6.14<sep>Innenbehälter
<tb>7<sep>Kondensationsanlage
<tb>7.1<sep>Überhitzter Dampf
<tb>7.1.1<sep>Gasleitung
<tb>7.1.2<sep>Mischgase
<tb>7.1.3<sep>Wasserdampf und Gase
<tb>7.1.4<sep>Brenngase
<tb>7.2<sep>Flüssigkeitsstrahlpumpe
<tb>7.2.1<sep>Vakuum
<tb>7.3<sep>Treibflüssigkeit
<tb>7.4<sep>Gemisch
<tb>7.5<sep>Kreislaufbehälter
<tb>7.6<sep>Kraftstoffe
<tb>7.6.1<sep>Gekühltes Produktöl
<tb>7.7<sep>Kreislaufpumpe
<tb>7.8<sep>Kühler
<tb>7.9<sep>Kälteerzeugung
<tb>7.10<sep>Kühlmittelkreislauf
<tb>7.11<sep>Gekühltes Treibmittel
<tb>7.12<sep>Gasleitung
<tb>7.13<sep>Brenngase
<tb>7.13.1<sep>Gekühlte Brenngase
<tb>7.14<sep>Produktölabgang
<tb>7.15<sep>Wasserbehälter
<tb>7.16<sep>Wasserfüllstandsmessung
<tb>7.17<sep>Wasserabzugssteuerung
<tb>7.18<sep>Entwässerungspumpe
<tb>7.19<sep>Wasser
<tb>7.20<sep>Wasserabgang
<tb>7.21<sep>Elektrofilter
<tb>7.22<sep>Austragsschleuse
<tb>7.23<sep>Feinstaubfraktion
<tb>8<sep>Wärmeerzeugung
<tb>8.1<sep>Mehrstoffbrenner
<tb>8.1⋅n<sep>Mehrere Mehrstoffbrenner
<tb>8.2<sep>Heizmediumerhitzer
<tb>8.3<sep>Umwälzpumpe
<tb>8.4<sep>Abgaskamin
<tb>8.5<sep>Abgase
<tb>8.6<sep>Rauchgasraum
<tb>8.7<sep>Gasturbine
<tb>8.8<sep>Generator
<tb>8.9<sep>Elektrische Energie
<tb>8.10<sep>Heissgase
<tb>9<sep>Mantelrohr
<tb>9.1<sep>Füllstand
<tb>9.2<sep>Gasraum
<tb>10<sep>Zyklon
<tb>10.1<sep>Schleuse
<tb>10.2<sep>Absperrschieber
<tb>10.3<sep>Abgangsstutzen
<tb>10.4<sep>Feinstaub
<tb>10.5<sep>Gereinigtes Heissgas
<tb>10.6<sep>Heissgasleitung
<tb>11<sep>Kondensator
<tb>11.1<sep>Füllkörperpackung
<tb>11.2<sep>Temperierkopf
<tb>11.3<sep>Temperiergerät
<tb>11.4<sep>Schleuse
<tb>11.5<sep>Absperrschieber
<tb>11.6<sep>Langkettige Kohlenwasserstoffe
<tb>11.7<sep>Langkettige Kohlenwasserstoffverbindungen
<tb>11.8<sep>Crackgase
<tb>11.9<sep>Crackgasleitung
<tb>12<sep>Schlammeintrag
<tb>12.1<sep>Schlamm
<tb>12.2<sep>Druckleitung
<tb>12.3<sep>Absperrvorrichtung
<tb>12.4<sep>Schlammpumpe
<tb>12.4.1<sep>Eintragszone
<tb>12.5<sep>Schmelzzone
<tb>12.5.1<sep>Schmelzen
<tb>12.6<sep>Crackzone
<tb>12.6.1<sep>Cracken
<tb>12.7<sep>Trocknungszone
<tb>12.8<sep>Füllstand
<tb>12.8.1<sep>Oberer Füllstand
<tb>12.8.2<sep>Unterer Füllstand
<tb>12.9<sep>Reaktorinhalt
<tb>12.9.1<sep>Feuchte Hausmüllfraktion
<tb>12.9.2<sep>Verschmelzzone Hausmüllfraktion
<tb>12.9.3<sep>Koks und Flüssigkeit
<tb>12.9.4<sep>Getrocknete Hausmüllfraktion
<tb>12.10<sep>Verdichtungszone
<tb>12.10.1<sep>Verdichten
<tb>12.11<sep>Zone ohne Förderelement
<tb>12.12<sep>Pressschnecke
<tb>12.13<sep>Antrieb
<tb>12.14<sep>Materialflussrichtung
<tb>12.15<sep>Pfropfen
<tb>12.16<sep>Gase
<tb>12.16.1<sep>Gasblasen
<tb>12.16.2<sep>Durchmischung
<tb>12.17<sep>Förderspirale
<tb>12.18<sep>Befüllrohr
<tb>12.19<sep>Absperrschieber
<tb>12.20<sep>Schieberplatte
<tb>12.21<sep>Schieberantrieb
<tb>12.22<sep>Füllstandsdifferenz
<tb>12.23<sep>Druckmessdose
<tb>12.24<sep>Differenzdruck
<tb>12.25<sep>Steuersignal
<tb>12.26<sep>Naphtha
<tb>13<sep>Brenngaskühler
<tb>13.1<sep>Gekühlte Brenngase
<tb>13.2<sep>Leichtflüssigkeit
<tb>13.2.1<sep>Verdünner
<tb>13.2.2<sep>Brennstoff
<tb>13.3<sep>Leichtflüssigkeitsbehälter
<tb>13.4<sep>Leichtflüssigkeitszuführung
<tb>13.5<sep>Förderpumpe
<tb>14<sep>Mischvorrichtung
<tb>14.1<sep>Mischbehälter
<tb>14.2<sep>Antrieb
<tb>14.3<sep>Doppelwellenmischer
<tb>14.4<sep>Umlaufgut
<tb>14.4.1<sep>Warmes Umlaufgut
<tb>14.5<sep>Förderpumpe
<tb>14.6<sep>Wärmetauscher
<tb>14.7<sep>Heizmediumkreislauf
<tb>14.8<sep>Mischgut
<tb>14.9<sep>Eintragspumpe
<tb>14.10<sep>Mischguteintrag
<tb>14.11<sep>Viskositäts- und Temperaturregelung
<tb>15<sep>Ölsand
<tb>15.1<sep>Walzenbrecher
<tb>15.2<sep>Feinsand
<tb>15.3<sep>Feuchtes Sandgemisch
<tb>15.4<sep>Kaltes Sandgemisch
<tb>15.5<sep>Warmes Sandgemisch
<tb>15.6<sep>Heisser Sand
<tb>15.6.1<sep>Rückmischung
<tb>15.7<sep>Entfeuchteter Sand
<tb>15.8<sep>Kühler Sand
<tb>15.9<sep>Verfüllmaterial
<tb>15.10<sep>Verteilvorrichtung
<tb>15.11<sep>Wärmetauscherrohre
<tb>15.12<sep>Rieselbettreaktor
<tb>15.13<sep>Austragsvorrichtung
<tb>15.14<sep>Heizmedium Umwälzpumpe
<tb>15.15<sep>Heizmedium Vorlauf
<tb>15.16<sep>Heizmedium Rücklauf
<tb>15.17<sep>Kohlenwasserstoffgemisch
<tb>16<sep>PET-Rückgewinnungsanlage
<tb>16⋅n<sep>Mehrere PET-Rückgewinnungsanlagen
<tb>16.1<sep>PET-Pulver
<tb>16.1.1<sep>PET-Pulveraustrag
<tb>16.2<sep>Antrieb
<tb>16.3<sep>Förderschnecke
<tb>16.4<sep>Zentrumsrohr
<tb>16.5<sep>Schneckenwendel
<tb>16.6<sep>Förderrichtung
<tb>16.7<sep>Drehrichtung
<tb>16.8<sep>Kühlrohr
<tb>16.8.1<sep>Einschnürung
<tb>16.9<sep>Doppelmantel
<tb>16.10<sep>Kühlmedium
<tb>16.11<sep>Fliessrichtung
<tb>16.12<sep>Kühlmediumeingang
<tb>16.13<sep>Kühlmediumausgang
<tb>16.14<sep>Heissgaszuführung
<tb>16.15<sep>Warmgasabgang
<tb>16.16<sep>Zyklonabscheider
<tb>16.17<sep>Schleuse
<tb>16.18<sep>Niedere Gasgeschwindigkeit
<tb>16.19<sep>Hohe Gasgeschwindigkeit
<tb>16.20<sep>Querschnitt
<tb>16.21<sep>Reaktor Querschnitt
<tb>16.22<sep>Reduzierter Querschnitt
<tb>16.23<sep>Vergrösserter Querschnitt
<tb>16.24<sep>Ringspalt Querschnitt
<tb>16.25<sep>Heissgasgeschwindigkeit
<tb>17<sep>Verdampfungsvorrichtung
<tb>17.1<sep>Innenkonus
<tb>17.2<sep>Aussenkonus
<tb>17.3<sep>Plattenheizung
<tb>17.4<sep>Heizfläche
<tb>17.5<sep>Heizmantel
<tb>17.7<sep>Konuswinkel
<tb>17.8<sep>Schraubenschnecke
<tb>17.9<sep>Materialdruckzone
<tb>17.10<sep>Flächendruck
<tb>17.11<sep>Schmelzzone
<tb>17.12<sep>Verdampfungszone
<tb>17.13<sep>Führungsmantel
<tb>17.14<sep>Drehverteiler
<tb>17.15<sep>Eintragsgut
<tb>17.16<sep>Entgasungkanäle
<tb>17.17<sep>Abstrahlungswärme
<tb>17.18<sep>Entgasungsöffnung
<tb>17.19<sep>Schlackenaustrag
<tb>18<sep>Trennanlage
<tb>18.1<sep>Parafin
<tb>18.1.1<sep>Parafinfraktion
<tb>18.2<sep>Förderpumpe
<tb>18.3<sep>Druckleitung
<tb>18.4<sep>Gaswäscher
<tb>18.5<sep>Behälter
<tb>18.6<sep>Packung
<tb>18.7<sep>Waschflüssigkeit
<tb>18.8<sep>Umwälzpumpe
<tb>18.9<sep>Sprühvorrichtung
<tb>18.10<sep>Dosierstation
<tb>18.11<sep>PH-Steuerung
<tb>18.12<sep>Kondensat
<tb>18.13<sep>Horizontalförderer
<tb>18.14<sep>Senkrechtförderer
<tb>18.15<sep>Gasleitung
<tb>18.16<sep>Spiralförderer
<tb>18.17<sep>Gekühlte Umlaufflüssigkeit
<tb>18.18<sep>Überstandsflüssigkeit
<tb>18.18.1<sep>Wasserdampf- und Gasfraktion
<tb>18.19<sep>Leichtflüssigkeitstrennanlage
<tb>18.20<sep>Leichtflüssigkeit
<tb>18.20.1<sep>Leichtflüssigkeitsphase
<tb>18.21<sep>Wasser
<tb>18.21.1<sep>Wasserphase
<tb>19<sep>Trockner
<tb>19.1<sep>Wasserdampf
<tb>19.2<sep>Schmelzreaktoreintrag
<tb>19.3<sep>Abluftbehandlung
<tb>19.4<sep>Abluft
<tb>19.5<sep>Kondensat
Claims (65)
1. Verfahren zur Behandlung von organischen hochbelasteten Stoffen mit den Schritten:
- Eintragen der Stoffgemische (3.16.2) in einen Reaktor (3).
- Schmelzen (12.5.1) und Cracken (12.6.1) unter Vakuum (7.2.1).
- Trocknen (3.9.1) und Austragen von Reststoffen (5.9.1).
- Kondensieren der nach dem Cracken (12.6.1) anfallenden gasförmigen Phase zu flüssigen Kraftstoffen (7.6).
- Speichern der entstandenen Kraftstoffe (7.6).
2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Materialeintrag (1), das Schmelzen (12.5.1) und Cracken (12.6.1) und das Trocknen (3.9.1) der Reststoffe (5.9.1) in einem Reaktorraum (3.21) erfolgt.
3. Verfahren nach den Patentansprüchen 1 und 2, wobei das Cracken (12.6.1) in der Crackzone (12.6) des Reaktors (3) und das Austragen des überhitzten Dampfes (7.1) unter einem Vakuum (7.2.1) von grösser -0.6 bar erfolgt.
4. Verfahren nach dem Patentanspruch 2, wobei in einem den Reaktor (3) umgreifenden Heizmantel (6.1) das Heizmedium (6.2) im Gegenstrom (6.7) zur Hauptstromrichtung (3.13) fliesst.
5. Verfahren nach den Patentansprüchen 2 und 3, wobei aus ligninhaltigen Stoffgemischen (3.16.1), Brennstoffe (13.2.2) in Form von Holzöl (3.14.1), Brenngasen (7.1.4) und Koks (5.15) gewonnen werden.
6. Verfahren nach den Patentansprüchen 2 und 3, wobei aus festen Kunststoffgemischen (3.15) fossilen Ursprungs, flüssige Kraftstoffe (7.6) gewonnen werden.
7. Verfahren nach den Patentansprüchen 2 und 3, wobei aus Ölsand (15) und ölhaltigen Schlamm (12.1), flüssige Kraftstoffe (7.6) erzeugt werden.
8. Verfahren nach den Patentansprüchen 5, 6 und 7 wobei durch festlegen der Kettenlänge der C-Moleküle im Kondensator (11), Naphtha (12.26) gewonnen wird, aus welchem in weiteren Verfahrensschritten wieder sortenreine Kunststoffe hergestellt werden.
9. Verfahren nach den Patentansprüchen 2 und 3, wobei aus mechanisch aufbereitetem Hausmüll (3.16), flüssige Kraftstoffe (7.6) gewonnen werden.
10. Verfahren nach den Patentansprüchen 3 bis 9, wobei ausser flüssige Kraftstoffe auch Sekundärbrennstoffe in Form von Brenngas (7.13), Leichtflüssigkeit (13.2) und Koks (5.15) gewonnen werden.
11. Verfahren nach den Patentansprüchen 9 und 10, wobei in demselben Reaktor (3) gleichzeitig aus den Kunststoffgemischen (3.15), flüssige Kraftstoffe (7.6) und aus der restlichen organischen Fraktion, Pyrolysekoks (5.15.1) gewonnen wird.
12. Verfahren nach dem Patentanspruch 10, wobei die Sekundärbrennstoffe zur Erzeugung der Prozessenergie verwendet werden.
13. Verfahren nach dem Patentansprüchen 9 und 10, wobei aus dem Pyrolysekoks (5.15.1), Methanol (5.19) hergestellt wird.
14. Verfahren nach den Patentansprüchen 9 bis 13, wobei aus mechanisch aufbereitetem Hausmüll (3.16), eingebracht in einen kaskadenförmigen Reaktor (3), bestehend aus den Funktionen, Trocknung (19), Schmelzen (12.5.1) und Cracken (12.6.1) und daraus als Endprodukt, Kraftstoffe (7.6), Pyrolysekoks (5.15.1), Metall (5.16) und Inertstoffe (5.17) gewonnen werden.
15. Verfahren nach dem Patentanspruch 2, wobei der überhitzte Dampf (7.1) aus dem Reaktor (3) von einer Flüssigkeitsstrahlpumpe (7.2) unter Vakuum (7.2.1) angesaugt und durch das gekühlte Treibmittel (7.11) abgekühlt und zu flüssigem Kraftstoff (7.6) und Brenngase (7.1.4) kondensiert werden.
16. Verfahren nach dem Patentanspruch 15, wobei die Treibflüssigkeit (7.3) zum Antrieb der Flüssigkeitsstrahlpumpe (7.2) aus den kondensierten Kraftstoffen (7.6) besteht, welcher im Kreislauf über einen Kühler (7.8) der Flüssigkeitsstrahlpumpe (7.2) als gekühltes Treibmittel (7.11) zugeführt wird.
17. Verfahren nach den Patentansprüchen 15 und 16, wobei durch das erzeugte Vakuum (7.2.1) die Entgasung im Reaktor (3) und in der Materialschüttung (3.19) beschleunigt und dadurch Sekundärreaktionen vermieden werden.
18. Verfahren nach dem Patentanspruch 7, wobei beim Eintragen von zähen ölhaltigen Sand und Schlamm (12.1), ein Teil der eigen erzeugten Leichtflüssigkeit (13.2) als Verdünner (13.2.1) beigemischt wird.
19. Verfahren nach einem der vorgenannten Patentansprüchen, wobei zur Erhöhung der Fliessfähigkeit, das Eintragsgut, bestehend aus Schlamm (12.1) und Ölsand (15), über eine Mischvorrichtung (14) erwärmt wird.
20. Verfahren nach den Patentansprüchen 18 und 19, dadurch gekennzeichnet, dass bei der thermischen Extraktion von Ölsand (15), keine Lösungshilfsmittel auf der Basis von Wasser eingesetzt werden.
21. Verfahren nach dem Patentanspruch 2, wobei der Materialeintrag in den Reaktor (3) diametral dem Gasdom (3.12) und dem Austrag für Reststoffe (5.9.1) gegenüberliegt.
22. Verfahren nach dem Patentanspruch 21, wobei der Reaktor (3) in einer beliebigen Neigung (3.18) ausgeführt ist, wobei der Materialeintrag (1) immer am tiefsten Punkt stattfindet.
23. Verfahren nach den Patentansprüchen 1 bis 7, wobei die Länge des Reaktors in der Hauptstromrichtung (3.13) in eine Eintragszone (12.4.1) und Verdichtungszone (12.10), einer Schmelzzone (12.5) und Crackzone (12.6), sowie einer Trocknungszone (12.7) für die festen Reststoffe (5.9.1) aufgeteilt ist und am Austragsende der überhitzte Dampf (7.1) über einen Gasdom (3.12) unter Vakuum (7.2.1) abgezogen und die festen Reststoffe (5.9.1) in Form von getrockneter heisser Schlacke (5.12) über eine Austragsschleuse (5.6) ausgetragen werden.
24. Verfahren nach dem Patentanspruch 23, wobei mehrere Reaktoren (3 und 3⋅n) parallel nebeneinander liegend angeordnet sind und über einen gemeinsamen Zuführschacht (3.1) und einen gegenüberliegenden Austragsschacht (5.9) und Gasdom (3.12) verfügen.
25. Verfahren nach den Patentansprüchen 22, 23 und 25, dadurch gekennzeichnet, dass bei kaskadenförmig hintereinandergeschalteten Reaktoren (3) jeder einzelne über einen gemeinsamen Zuführschacht (3.1) und einen gemeinsamen gegenüberliegende Austragsschacht (5.9) und Gasdom (3.12) verfügen.
26. Verfahren nach den Patentansprüchen 22, 23 und 24, dadurch gekennzeichnet, dass bei kaskadenförmig hintereinandergeschalteten Reaktoren (3⋅n) jeder einzelne Reaktor (3) über eine eigene Entgasungsvorrichtung in Form von einem Gasdom (3.12) verfügt.
27. Verfahren nach den Patentansprüchen 25 und 26, wobei die Beladung mit Eintragsgut (1.5) über die Füllstandsdifferenz (12.22) im Verdampfungsreaktor (3.1.2) gesteuert wird.
28. Verfahren nach den Patentansprüchen 25 bis 27, wobei sich die Messung der Füllstandsdifferenz (12.22) im Eintragsschacht (5.5.1) zwischen dem Schmelzreaktor (3.1.1) und dem Verdampfungsreaktor (3.1.2) befindet.
29. Verfahren nach den Patentansprüchen 25 und 26, wobei die Abgase aus dem Schmelzreaktor (3.1.1) in einer gekühlten Trennanlage (18), in eine Parafinfraktion (18.1.1) und eine Wasserdampf- und Gasfraktion (18.18.1) aufgespalten werden.
30. Verfahren nach dem Patentanspruch 29, wobei das Parafin (18.1) dem Verdampfungsreaktor (3.2.1) zugeführt und der Wasserdampf und Gase (7.1.3) in einen alkalischen Gaswäscher (18.4) eingeleitet werden.
31. Verfahren nach den Patentansprüchen 25, 26 und 30, wobei die Überstandsflüssigkeit (18.18) aus dem Gaswäscher (18.4) in der Leichtflüssigkeitstrennanlage (18.19), in eine Wasserphase (18.21.1) und eine Leichtflüssigkeitsphase (18.20.1) aufgetrennt wird.
32. Verfahren nach den Patenansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, wobei die Durchmischung (12.16.2) des Reaktorinhaltes (12.9) durch die Gasblasenbildung (12.16.1) erfolgt.
33. Verfahren nach den Patentansprüchen 2 und 3, wobei die Erwärmung des Reaktorinhaltes (12.9) über ein Heizmedium (6.3) auf der Basis von Natriumchlorid erfolgt.
34. Verfahren nach den Patentansprüchen 2, 3 und 33, wobei das Heizmedium (6.3) über eine Wärmeplatte (6.12) mit einer offenen Flamme (6.10.1) beheizt wird.
35. Verfahren nach den Patentansprüchen 2, 3 und 33, wobei das Heizmedium (6.3) die Innenrohre (6) des Reaktors (3) umschliesst.
36. Verfahren nach den Patentansprüchen 34 und 35, wobei der Wärmeeintrag in die Innenrohre (6) indirekt erfolgt, indem die offene Flamme (6,10.1) zuerst das Heizmedium (6.3) erwärmt und danach das Heizmedium (6.3) den Reaktorinhalt (12.9) beheizt.
37. Verfahren nach den Patentansprüchen 9 und 10, wobei in den Reaktor (3) eingetragene Bestandteile aus Polyethylenterephthalat (PET) über die gereinigten Heissgase (10.5) mit 400 °C eingetragen werden und in einer PET-Rückgewinnungsanlage (16) die enthaltene Terephthalatsäure sich bei 350 °C, an der Kühlwandung des Kühlrohres (16.8) niederschlägt und als PET-Pulver (16.1) ausgetragen wird.
38. Verfahren nach dem Patentanspruch 37, wobei mit der Heissgasgeschwindigkeit (16.25) der Kühl- und Pulveraustragsvorgang reguliert wird.
39. Verfahren nach dem Patentanspruch 4, 9 und 10, wobei mit einer Schraubenschnecke (17.8), Stoffgemische (3.16.2) und Biomasse (3.14) verdichtet werden und mit einer Kraftentwicklung von mit mindestens 4 kg/cm2 gegen eine Heizfläche (17.4) gepresst werden.
40. Verfahren nach dem Patentanspruch 39, wobei die Heizfläche (17.4) kegelförmig als Innenkonus (17.1) oder Aussenkonus (17.2), sowie auch als Plattenheizung (17.3) ausgeführt ist.
41. Verfahren nach dem Patentanspruch 39 und 40, wobei am gegenüberliegenden Ende der Schraubenschnecke (17.8) eine Entgasungsöffnung (17.18) und ein Schlackenaustrag (17.19) angeordnet ist.
42. Verfahren nach den Patentansprüchen 17 und 41, wobei durch die gewählte Stückigkeit der verdichteten Stoffgemische (3.16.2) sich Entgasungskanäle (17.16) bilden über welche durch das angelegt Vakuum (7.2.1) der überhitzte Dampf (7.1) abgezogen wird.
43. Verfahren nach dem Patentanspruch 39, wobei beim Durchsetzen von Stoffgemischen (3.16.2) mit einem Schmelzpunkt von unter 250 °C diese im Führungsmantel (17.13) gekühlt werden.
44. Verfahren nach den Patentansprüchen 4, 12 und 33, wobei die eigenerzeugten Brenngase (7.13) in einer Gasturbine (8.7) verbrannt werden und mit den Heissgasen (8.10) über einen Heizmediumerhitzer (8.2) die Prozesswärme erzeugt wird.
45. Verfahren nach dem Patentanspruch 44, wobei über die Gasturbine (8.7) die gesamte benötigte elektrische Energie (8.9) erzeugt wird.
46. Verfahren nach dem Patentanspruch 21 bis 23, wobei jedes einzelne Reaktor (3) durch einen Schieber (12.19) zugeschaltet oder abgeschaltet wird.
47. Verfahren nach dem Patentanspruch 2 und 6, wobei beim Materialeintrag (1) Schleissstoffe als Umlaufgut (1.4) miteingegeben werden, mit welchen die Anbackungen und Ablagerungen an den Heizflächen am Innenrohr (6) abgereinigt werden.
48. Verfahren nach dem Patentanspruch 47, wobei beim Materialaustrag das Umlaufgut (1.4) abgesiebt und wieder beim Materialeintrag (1) zugegeben wird.
49. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 40 bis 42, indem die Heizflächenanordnung als Plattenheizung (17.3) oder als Innenkonus (17.1) oder Aussenkonus (17.2) ausgebildet sind.
50. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach dem Anspruch 49, indem die Heizflächenanordnung aus einer Kombination von Innenkonus (17.1) und Aussenkonus (17.2), sowie aus einer planen Plattenheizung (17.3) besteht.
51. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 37 und 38, indem mit rotierenden Schneckenwendel (16.5) der Förderschnecke (16.3), das Terephthalatsäurepulver, bekannt als PET-Pulver (16.1) von der Oberfläche des Kühlrohrs (16.8) abgeschabt und zum Zyklonabscheider (16.16) gefördert wird.
52. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 38 und 51 indem über den Ringspaltquerschnitt (16.24) vom der Förderschnecke (16.3) und dem Querschnitt des Kühlrohrs (16.8) die niedrige Gasgeschwindigkeit (16.18) und die hohe Gasgeschwindigkeit (16.19) eingestellt wird.
53. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 21, 22 und 23, indem der Materialtransport im Reaktor (3) durch eine Fördereinrichtung in Form einer Förderspirale (4) erfolgt, welche über die gesamte beheizte Wirklänge des Reaktors (3) reicht und über einen Getriebemotor (4.1) angetrieben wird.
54. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 53, indem auf der Eintragsseite des Reaktors (3) die Pressschnecke (12.12) mit einem eigenen Antrieb (12.13) versehen ist.
55. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 53 und 54, indem zwischen der Pressschnecke (12.12) und der Förderspirale (4) sich ein Absperrschieber (12.9) befindet.
56. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 33, indem durch taktweise Änderung der Drehrichtung der Förderspirale (4), wird die Aufenthaltszeit des Reaktorinhaltes (12.9) im Reaktor (3) verlängert und Scherkräfte eingebracht, welche die Durchmischung (12.16.2) fördern und frisches Material an die Schmelzflächen des Innenrohrs (6) führt.
57. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 23 und 53, indem in der Trocknungszone (12.7) die inerten Reststoffe (5.9.1) und nicht gecrackten Kohlenstoffrückstände durch das beheizte Innenrohr (6) getrocknet und durch die Förderspirale (4) als Koks, Metall und Inertstoffe (5.12.1) in dem Austragsschacht (5.5) gefördert, sowie in der Trocknungszone (12.7) die Heizwände von Ablagerungen und Anbackungen abreinigt.
58. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 21 und 22, indem mit der einstellbaren Neigung (3.18) des Reaktors (3), die Rückmischung (15.6.1) des Reaktorinhaltes (12.9) bestimmt wird.
59. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 23 und 53, indem mit der Förderspirale (4) auf der gesamten Länge des Reaktors (3), Koks, Metall und inerte Stoffe (5.12.1), zum Austragsschacht (5.5) gefördert werden.
60. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 53, indem die trockenen Reststoffe (5.9.1) in einer Austragsschleuse (5.6) mit einem Kältemittel in Form von Flüssigstickstoff (5.11) abgekühlt werden.
61. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 7 und 35, indem der heisse Sand (15.6) in einem Rieselbettreaktor (15.12), durch entziehen von Wärme abgekühlt wird.
62. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 61, indem die entzogene Wärme über einen Heizmediumkreislauf (15.15 und 15.16) der Erwärmung des Ölstandes (15) zugeführt wird.
63. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2 und 51, indem mit der Pressschnecke (12.12) das Frischgut (3.16.1) zu einem gasdichten Pfropfen (12.15) gepresst wird.
64. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 53 und 63, indem der Pfropfen (12.15) auf der gegenüberliegenden Seite durch die Förderspirale (4) abgetragen und in den Schmelzreaktor (3.1.1) und Verdampfungsreaktor (3.1.2) gefördert wird.
65. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 59, indem die Förderspirale (4) ohne Zentrierung, lose im Innenrohr (6) liegt und über eine Antriebswelle (4.11) mit einer Sternkupplung bestehend aus einem Antriebsstern (4.12) und einem Abtriebsstern (4.13) bewegt wird.
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