DE3407236A1

DE3407236A1 - Verfahren zur herstellung hochwertiger brennstoffe, drehtrommelreaktor zur durchfuehrung des verfahrens und verwendung des drehtrommelreaktors

Info

Publication number: DE3407236A1
Application number: DE19843407236
Authority: DE
Inventors: Rüdiger Dipl.-Chem. Dr. 8000 München Schmidt
Original assignee: ENVIRONMENT PROTECTING ENGINEE
Current assignee: ENVIRONMENT PROTECTING ENGINEE
Priority date: 1984-02-28
Filing date: 1984-02-28
Publication date: 1985-09-12
Also published as: DE3407236C2

Description

Verfahren zur Herstellung hochwertiger Brennstoffe, Drehtrommelreaktor zur Durchführung des Verfahrens und Verwendung des Drehtrommelreaktors Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung hochwertiger Brennstoffe durch Entgasung von insbesondere cellulosehaltigen Abfällen oder Materialien mittels thermischer Behandlung in einem indirekt beheizten Drehtrommelreaktor, dem die Abfälle kontinuierlich oder diskontinuierlich mittels geeigneter Fördermittel zugeführt und in dem die Abfälle, während sie stetig vom Eintragende zum Austragende des Reaktors befördert werden, pyrolysiert werden, wonach die Pyrolysegase und der feste, als Brennstoff verwendbare Rückstand getrennt voneinander aus dem Reaktor abgeführt werden.
Die Erfindung betrifft ferner einen Drehtrommelreaktor zur Durchführung dieses Verfahrens mit mehreren Außenbeheizungskammern, mit vom Eintragende zum Austragende geneigt angeordneter Drehtrommel, mit Fördcrmittcln zum kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Beschicken der Trommel, mit einer Eintragsöffnung an der Stirnseite am Eintrag sende und mit einer Austragsöffnung an der gegenüberliegenden Stirnseite am Austragsende der Trommel, mit Mitteln zum getrennten Abführen von Pyrolysegasen und festem Rückstand, sowie mit mindestens einer Brennkammer, deren Brennstoffzuführung mit den Mitteln zum Abführen der Pyrolysegase verbunden ist.
Schließlich betrifft die Erfindung die Verwendung dieses Drehtrommelreaktors zur Herstellung hochwertiger Brennstoffe durch Entgasung von cellulosehaltigen Materialien, insbesondere aus einjährigen Pflanzen, z. B. von Bagasse (Zuckerrohrabfälle) oder Nußschalen.
Ein Verfahren und ein Drehtrommelreaktor der genannten Gattungen sind aus der DE-AS 28 21 825 bekannt. Das bekannte Verfahren und der bekannte Reaktor eignen sich zwar zur Entgasung von Hausmüll und von vergleichsweise homogenen Abfällen, nicht aber zur Entgasung von cellulosehaltigen Abfällen und sonstigen Materialien mit sehr geringer Schüttdichte. Zwar kann man theoretisch jedes beliebige Material in einem Drehtrommelreaktor der bekannten Gattung verschwelen oder pyrolysieren, auf wirtschaftlich vertretbare Weise lassen sich damit aber nur sehr wenige ausgewahlte und auf spezielle Weise vorbehandelte Materialien entgasen. Die Wirtschaftlichkeit eines solchen Verfahrens hängt in erster Linie von den Investitionskosten1 vom Energiebedarf und von den Kosten für die Entsorgung der Pyrolysegase sowie der verbleibenden festen Rückstände ab. Der Entsorgungsaufwand und der Energiebedarf sind um so höher, je geringer deren Schüttdichte und deren Heizwert sind und je höher der Feuchteanteil der zu behandelnden Materialien ist. Bei zu geringer Schüttdichte eines zu verschwelenden oder zu pyrolysierenden Materials ist der Wärmeübergang zwischen der beheizten Reaktorwand und dem Schüttgut sowie im Schüttgut selbst so niedrig, daß der thermische Wirkungsgrad jede wirtschaftliche Verwertung des Verfahrens unmöglich macht.
Vor allem in den Ländern der dritten Welt fallen ungeheure Mengen an bisher kaum verwertbaren pflanzlichen Abfallstoffen an, beispielsweise Bagasse bei der Zuckerherstellung aus Zuckerrohr, Nuß schalen bei der blgewinnung aus Kokosnüssen, Erdnüssen und anderen Nüssen oder Abfälle von Sisal-, Baumwoll-, Reis-, Bambuspflanzen und dergleichen. Die Verwertung solcher pflanzlicher Abfallstoffe durch Verschwelung oder Pyrolyse war bisher auf wirtschaftlich vertretbare Weise nicht möglich, vor allem wegen der viel zu geringen Schüttdichte dieser Materialien.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattungen zu schaffen, die es gestatten, insbesondere cellulosehaltige Abfälle mit geringer Schüttdichte auf wirtschaftliche Weise zu hochwertigen Brennstoffen zu entgasen.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Abfälle im Reaktor während dessen Rotation kontinuierlich zu einer festen, an mindestens einem Teil der Mantelinnenfläche der Drehtrommel anliegenden Schicht verdichtet werden.
Dadurch wird erreicht, daß der Wärmeübergang von dem beheizten Mantel der Drehtrommel auf die zu verarbeitenden Abfälle in einem Maße verbessert wird, das eine wirtschaftliche Anwendung der Verschwelung und der Pyrolyse erst ermöglicht.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung werden die Abfälle mittels eines oder mehrerer drehbar innerhalb der Drehtrommel befestigter Füllkörper v<rdichtet. Die Verdichtung erfolgt dabei ausschließlich unter dem Eigengewicht des Füllkörpers bzw. der Füllkörper, so daß, abgesehen von der Aufheizung der Füllkörper, keine zusätzliche Energie für das Verdichten der Abfälle aufgewandt werden muß.
Die Verwendung eines Füllkörpers wirkt sich zusätzlich äußerst vorteilhaft auf den Wärmeübergang auf das zu behandelnde Gut aus, weil die Kontaktfläche für dieses Gut nahezu verdoppelt wird und das Gut dadurch länger und nachhaltiger an die Wärmeaustauschflächen angepreßt wird.
Da bei der Entgasung cellulosehaltiger Abfälle erhebliche Mengen an Ruß und sonstigen im wesentlichen aus Kohlenstoff bestehenden Rückständen produziert werden, die zum Anbacken an der Trommelwand des Reaktors neigen, werden die Abfälle bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise während der Rotation des Reaktors und während des Verdichtens kontinuierlich von der Mantel innenfläche der Trommel abgelöst und gleichzeitig in Längsrichtung der Trommel zu deren Austragsende hin befördert.
Zweckmäßig werden die Abfälle bereits in vorverdichteter Form in den Reaktor eingetragen, was zunächst zusätzliche Energie erfordert, die Energiebilanz des Gesamtverfahrens aber kaum beeinträchtigt, weil der Wärmeübergang zwischen dem beheizten Trommelmantel und den vorverdichteten Abfällen dadurch weiter verbessert, der Heizenergieaufwand also verringert wird.
Zweckmäßig werden die vorverdichteten Abfälle bei Eintragen einem Ort innerhalb des Reaktors zugeführt, der im Einzugsbereich mindestens eines Füllkörpers liegt, wodurch die Verweilzeit der Abfälle im Reaktor, und damit wiederum die Energiebilanz des Gesamtverfahrens, optimiert wird.
Vorzugsweise wird der Reaktor nach dem Aufheizen auf Betriebstemperatur mit den durch Verbrennung der Schwel-oder Pyrolysegase entstehenden Rauchgasen beheizt. Ein Teil des für die Beheizung des Reaktors erforderlichen Brennstoffs wird also den zu behandelnden Materialien selbst entnommen. Es ist vorteilhaft, die Rauchgase dem Reaktor über einzelne Heizkammemim Querstrom zuzuführen, weil dies die Steuerung und Regelung des Verfahrens durch eine abgestufte Temperaturführung über verschiedene Zonen des Reaktors erleichtert. Die Wandtemperatur der Drehtrommel soll zwischen 300 und 700" C, vorzugsweise 400 - 6000 C betragen.
Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem die Beheizung des Reaktors nach Erreichen seiner Betriebstemperatur so gesteuert und geregelt wird, daß nur ein solcher Anteil an Pyrolysegasen freigesetzt wird, dessen Verbrennung Rauchgase in solcher Menge und von solcher Temperatur ergibt, die an den Reaktor gerade die zur Aufrechterhaltung seiner Betriebstemperatur erforderliche Energie abgeben.
Bei dieser Prozeß steuerung wird nämlich der in dem als Brennstoff verwendbaren Rückstand verbleibende Anteil an ebenfalls brennbaren und damit Energie liefernden Pyrolysegasen maximiert, ohne daß zusätzlicher Brennstoff zur Erzeugung der Rauchgase für die Beheizung des Reaktors erforderlich wäre, ohne daß der Reaktor auf eine höhere Temperatur erhitzt würde, als seiner gerade notwendigen Betriebstemperatur entspricht, ohne daß also wiederverwendbare Energie verlorengeht, und ohne daß überschüssiges Pyrolysegas durch Quenchung oder sonstige Entsorgungsmaßnahmen aufgefangen werden muß.
Je nach der Bestimmung des als Brennstoff verwendbaren festen Rückstandes kann es aber auch erwünscht sein, die Abfälle über den Bedarf einer thermisch autarken Bctriebsweisc hinaus, d. h. mcllr oder weniger vollsturzdig zu entgasen. In diesem Falle wird der nicht zur Beheizung des Reaktors erforderliche Anteil der Pyrolysegase erfindungsgemäß gequencht, und das dadurch erhaltene Kondensat bzw. die dabei entstehende wäßrige Lösung, Emulsion, Suspension oder Dispersion wird als Klebemittel bei der Pelletisierung des vollständig entgasten, als Brennstoff verwendbaren festen Rückstands verwendet. Der nach der Entgasung verbleibende feste Rückstand, der sich problemlos pulverisieren läßt, kann nämlich wie Kohlestaub in einer Wirbelschichtfeuerungsanlage als fester Energieträger Verwendung finden, kann aber auch als Gries verfeuert werden oder zu relativ grobkörnigem Gut pelletisiert oder in seiner ursprünglichen Form oder aus Pellets brikettiert oder auf andere Weise zu Formkörpern verpreßt werden. Dies hängt allein von den örtlichen Gegebenheiten, Bedürfnissen oder Wiederverwendungsmöglichkeiten oder -notwendigkeiten ab.
Die genannte Aufgabe wird ferner bei einem Drehtrommelreaktor der eingangs genannten Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß innerhalb der Trommel mindestens ein drehbar befestigter Füllkörper angeordnet ist. Der Füllkörper sorgt auf einfachste Weise und mit geringstmöglichem Energieaufwand dafür, daß die Abfälle im Reaktor während dessen Rotation kontinuierlich zu einer festen, an mindestens einem Teil der Mantel innenfläche der Drehtrommel anliegenden Schicht verdichtet werden. Unter dem Eigengewicht des Füllkörpers wird das lockere Schüttgut verdichtet und gegen die Mantelfläche der Drehtrommel gepreßt. Drehbar ist der Füllkörper deshalb angeordnet, damit dessen Oberfläche in bezug auf die sich drehende Trommel eine Relativbewegung ausführen kann, was bei drehfester Anordnung des Füllkörpers nicht möglich wäre.
Die Relativbewegung des Füllkörpers sorgt in Verbindung mit der aus der Horizontalen geneigten Rotationsachse der Trommel - die Rotationsachse solcher Drehtrommelreaktoren ist grundsätzlich geneigt - für einen wirksameren Transport bzw. eine bessere Förderung des Schüttguts vom Eintragsende zum Austragsende der Trommel.
Der Füllkörper ist bei einer zweckmäßigen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reaktors rotationssymmetrisch und vorzugsweise walzenförmig ausgebildet; der Durchmesser des Füllkörpers beträgt in der Regel 1/4 - 3/4 des Trommelradius.
Bei einem zweckmäßigen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Füllkörper nur an der Stirnwand am Eintragsende der Trommel drehbar, und zwar vorzugsweise mittels eines Kugelgelenks, befestigt. Die nur einseitige Befestigung bewirkt, daß der Füllkörper nicht etwa freischwebend in der Trommel aufgehängt ist, sondern daß mindestens das freie, nicht befestigte Ende des Füllkörpers auf dem Füllgut am Boden der Drehtrommel aufliegt. Vorzugsweise liegt der Füllkörper praktisch in seiner ganzen Länge auf dem durch sein Eigengewicht zu einer verdichteten Schicht zusammengepreßten, aus den umzusetzenden Abfällen bestehenden Schüttgut auf.
Ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Drehtrommelreaktors besteht darin, daß das der Stirnwand am Eintragsende der Trommel zugewandte Ende des Füllkörpers sich in Richtung auf das Eintragsende verjüngend, vorzugsweise kegelförmig oder kegelstumpfförmig, ausgebildet ist. Diese Ausbildung des Füllkörpers am Eintragsende der Trommel bewirkt, daß die in die Trommel eingeführten, durch Entgasung umzusetzenden Abfälle rasch und gleichmäßig unter den Füllkörper transportiert, dadurch verdichtet und in Richtung auf das Austragsende der Trommel weiterbefördert werden.
Bei einer zweckmäßigen und besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drchtrommelreaktors weist mindestens das sich verjüngend ausgebildete Ende des Füllkörpers einen schneckengängigen Aufsatz auf, von dem das eingetragene Material erfaßt und wegen der zwischen der Trommel und dem Füllkörper stattfindenden Relativbewegung kontinuierlich in Richtung auf das Austragsende der Trommel weiterbefördert wird. Wenn der Schneckengang nicht nur im Bereich des sich verjüngend ausgebildeten Endes des Füllkörpers, sondern auf der gesamten Mantelfläche des vorzugsweise walzenförmigen Füllkörpers angebracht ist, wirkt die so ausgebildete Walze nicht nur wie eine Förderschnecke, sondern die einzelnen "Rippen" des schneckengängigen Aufsatzes können dann die verdichtete Schicht des zu verschwelenden oder zu pyrolysierenden Materials vollständig durchdringen, bis sie auf der Mantelfläche der Trommel auf liegen. Die Rippen des schneckengängigen Aufsatzes wirken wie Kratzer oder Schaber, die das eingetragene Füllgut bzw. den entgasten festen Rückstand ständig in axialer Richtung auf dem Trommelmantel verschieben und dadurch das Anbacken des Materials äußerst wirksam verhindern.
Zweckmäßig umfassen die Fördermittel zum Beschicken der Trommel eine Stopfschnecke, die vorzugsweise so in der Stirnwand angeordnet ist, daß sich der Austrag der Stopfschnecke an einem Ort im Einzugsbereich des Füllkörpers befindet.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung und der Beispiele weiter erläutert: Fig. 1 ist ein Fließbild des erfindungsgemäßen Verfahrens; Fig. 2 ist eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Drehtrommelreaktors, teilweise im Schnitt und teilweise ausgebrochen; Fig. 3 ist ein Teilschnitt des Drehtrommelreaktors gemäß Fig. 2 mit einer Seitenansicht des in der Trommel befindlichen Füllkörpers.
Die zu entgasenden Abfälle, vorzugsweise Bagasse oder Nußschalen, gelangen von einem Vorratsbunker 1 (Fig. 1) mit Hilfe an sich bekannter Fördermittel in die indirekt beheizte Trommel 2 des erfindungsgemäßen Drehtrommelreaktors, aus dem der feste Rückstand 6, der als Brennstoff Verwendung findet, und Pyrolysegas 7 ausgetragen wird bzw. entweicht. Das Pyrolysegas 7 wird einer Brennkammer 8 zugeführt und dort in Gegenwart von Sauerstoff, gegebenenfalls unter Vermischung mit extern zugeführtem zusätzlichem gasförmigem Brennstoff verbrannt. Die bei der Verbrennung in der Brennkammer 8 entstehenden heißen Rauchgase werden den Beheizungskammern 3, 4, 5 des Drehtrommelreaktors im Querstrom zugeführt.
Das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Drehtrommelreaktors 10 enthält eine innerhalb des Gehäuses 11, das in drei getrennte Beheizungskammern 30, 31, 32 aufgeteilt ist, in bekannter Weise geneigt angeordnete Drehtrommel 20 mit einem Eintragsende 21 und einem Austragsende 37. Die zu entgasenden Abfälle 17 werden aus dem Vorratsbunker 16 mittels an sich bekannter Fördermittel 12 dem Eintragsende 21 der Trommel 20 zugeführt. Die Trommel 20 ist mittels nicht dargestellter Lager drehbar gelagert und mit Hilfe eines Antriebsmotors 15 über ein Getriebe 14, das in den Zahnkranz 13 eingreift, antreibbar. Die Pyrolysegase entweichen über das Austragsende 37 durch die Rohrleitung 38, von wo sie über die Leitung 19 ganz oder teilweise der Brennkammer 18 zugeführt werden, wo sie gegebenenfalls mit einem extern zugeführten gasförmigen Brennstoff vermischt und in Gegenwart von Sauerstoff verbrannt werden. Die bei der Verbrennung in der Brennkammer 18 entstehenden Rauchgase werden über die Leitung 40 den Beheizungskammern 30, 31, 32 zugeführt und im Querstrom um die rotierende Trommel 20 geleitet, von wo sie über nicht gezeichnete Abgaskanäle abgeführt werden.
Der nach der Entgasung der Abfälle 17 verbleibende feste Rückstand, der als Brennstoff verwendbar ist und gegebenenfalls anschließend pelletisiert oder zu Formkörpern verpreßt werden kann, gelangt aus dem Austragsende 37 in die Rohrleitung 39 und von dort in einen nicht gezeichneten Vorratsbunker.
Im Innern der Trommel 20 befindet sich ein rotationssymmetrisch ausgebildeter Füllkörper 25 in Form einer Walze, die nur einseitig befestigt ist, nämlich an der Stirnwand 22 am Eintragsende 21 der Trommel 20. Die Walze 25 liegt auf dem aus den Abfällen 17 bestehenden Füllgut auf und verdichtet dieses durch ihr Eigengewicht zu einer verdichteten Schicht 28. Die Walze 25 weist auf ihrer äußeren Mantelfläche und über ihre gesamte Länge einen schneckengängigen Aufsatz 36 auf.
Der Füllkörper in Form der Walze 25 ist nur an der Stirnwand 22 am Eintragsende 21 der Trommel 20 einseitig über ein Kugelgelenk 34 drehbar befestigt (Fig. 3). Im gezeichneten Ausführungsbeispiel befindet sich das Kugelgelenk 34 genau im Mittelpunkt der drehfesten Stirnwand 22, also in der Rotationsachse der Trommel 20. Die Walze 25 ist mit dem Kugelgelenk 34 starr mittels eines Gestänges 35 verbunden. Die Walze 25 weist ein sich verjüngend ausgebildetes Ende 33 in Form eines Kegels auf. Auch dieses kegelförmig ausgebildete Ende 33 weist einen schnecken- gängigen Aufsatz 36 auf, so daß die sich an einem Ort 27 im Einzugsbereich der Walze 25 ansammelnden, kontinuierlich oder absatzweise durch die Eintragsöffnung 23 mit Hilfe einer Stopfschnecke 24 eingetragenen Abfälle leicht erfaßt und durch die zwischen der Trommel 20 mit ihrer indirekt beheizten Manteifläche 29 und der Mantelfläche der Walze 25 stattfindende Relativbewegung in Richtung auf d Austragsende 37 der Trommel 20 weiterbefördert werden.
Da die Walze 25 mit ihrem Eigengewicht auf dem Füllgut aufliegt, wird dieses stetig zu einer Schicht 28 verdichtet, während die Entgasung stattfindet.
Durch die Verdichtung der eingetragenen Abfälle mit Hilfe des innerhalb der Drehtrommel angeordneten vüllkörpers lassen sich auch pflanzliche Abfälle mit ext;-m geringer Schüttdichte auf wirtschaftliche Weise entgasen, weil so der prozeß technisch notwendige Wärmeübergang zwischen der außenbeheizten Trommel und den zu entgasenden Abfällen sichergestellt wird.
Der erfindungsyemäße Drehtrommelreaktor wird deshalb vorzugsweise zur Herstellung hochwertiger Brennstoffe durch Entgasung von Bagasse oder Nußschalen verwendet, von Abfällen also, die hoch cellulosehaltig sind und wegen ihrer geringen Schüttdichte bisher keiner wirtschaftlich vertretbaren Verwertung zugeführt werden konnten, obwohl sie vor allem in den Ländern der dritten Welt in ungeheuren Mengen bei der Zuckerherstellung aus Zuckerrohr und bei der Clgewir.nung aus Nüssen anfallen.
Die Energiebilanz des rfindungsgemäßen Verfahrens wird anhand der nachfolgenden Beispiele erläutert: Beispiel 1 1 t Bagasse mit einem Feuchtegehalt von 11 %, einem unteren Heizwert (Hu) von 16.000 kJ/kg und einer Schüttdichte von 0,05 t/m3 wird in der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei einer Entgasungstemperatur von 5500C (Temperatur der Außenwand der Drehtrommel) pyrolysiert.
Dabei entstanden fester Rückstand, Pyrolysegas und Pyrolysekondensat in folgenden Mengen und folgender Zusammensetzung: Fester Rückstand Menge: 230 kg Zusammensetzung: 90 % C 2 % H2 1 % 02 Heizwert: H = 8000 MJ u Pyrolysegas und -kondensat Menge: 770 kg Heizwert: Hu = 8000 MJ Zusammensetzung: Feuchteanteil: 200 kg organ. Anteil: 570 kg Permanentgase: 120 kg # 171,4 Nm³ Dichte der Permanentgase: y = 0,7 kg/Nm3 Heizwert der Permanentgase: Hu = 12.000 kJ/Nm3 Heizwert des Pyrolysegases: Hu = 2.000 MJ Heizwert des Kondensats: H = 6.000 MJ u Kondensatmenge: 650 kg Energiebilanz (bezogen auf lt Ausgangsmaterial Bagasse) H Hu gesamt =16.000 MJ Hu Rückstand = 8.000 MJ Hu Permanentgas = 2.000 MJ H = 6.000 MJ u Kondensat Aufwand zur Beheizung des Drehtrommelreaktors: Aufheizenergie Reaktionsenthalpie Strahlungsverluste Gesamtnetto : X 1.000 MJ GeSatbrutto *) : 1.900 MJ *) 900 MJ stehen als fühlbare Wärme im Rauchgas, nach dessen Austritt aus den Beheizungskammern des Reaktors, für externe Nutzung zur Verfügung Beispiel 2 1 t Bagasse (11% Feuchte, H = 16.000 kJ/kg, Schüttdichte u 0,05 tXm3) wird bei einer Entgasungstemperatur von 3500C (Temperatur der Außenwand der Drehtrommel) - ansonsten wie in Beispiel 1 - pyrolysiert. Dabei entstanden: Fester Rückstand Menge: 410 kg Zusammensetzung: 80 % C 9 % H2 4 % °2 Heizwert: Hu = 13.000 MJ Pyrolysegas und -kondensat Menge: 590 kg Heizwert: Hu = 3.000 MJ Zusammensetzung: Feuchteanteil: 190 kg organ. Anteil: 400 kg Permanentgase: 90 kg - 112,5 Nm3 Dichte der Permanentgase: y = 0,8 kg/Nm3 Heizwert der Permanentgase: H = 13.000 kJ/Nm3 u Heizwert des Pyrolysegases: Hu = 1.500 MJ Heizwert des Kondensats: H = 1.500 MJ u Kondensatmenge: 500 kg Energiebilanz (bezogen auf 1 t Ausgangsmaterial Bagasse) H = 16.000 MJ u gesamt Hu Rückstand = 13.000 MJ Hu Permanentgas = 1.500 MJ Hu Kondensat = 1.500 MJ Aufwand zur Beheizung des Drehtrommelreaktors: Wie in Beispiel 1 angegeben.

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zur Herstellung hochwertiger Brennstoffe durch Entgasung von insbesondere cellulosehaltigen Abfällen oder Materialien mittels thermischer Behandlung in einem indirekt beheizten Drehtrommelreaktor, dem die Atfälle kontinuierlich oder diskontinuierlich mittels geeigneter Fördermittel zugeführt und in dem die Abfälle, während sie stetig vom Eintragsende zum Austragsende des Reaktors befördert werden, pyrolysiert werden, wonach die Pyrolysegase und der feste, als Brennstoff verwendbare Rückstand getrennt voneinander aus dem Reaktor abgeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfälle im Reaktor während dessen Rotation kontinuierlich zu einer festen, an mindestens einem Teil der Mantel innenfläche der Drehtrommel anliegenden Schicht verdichtet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch qckennzeichnet, daß die Abfälle mittels eines oder mehrerer drehbar innerhalb der Drehtrommel b«festigtcr Füllkörper verdichtet wer(len.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfälle während der Rotation des Reaktors und während des Verdichtens kontinuierlich von der Mantelannenfläche der Trommel abgelöst und gleichzeitig in Längsrichtung der Trommel zu deren Austragsende hin befördert werden.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfälle bereits in vorverdichteter Form in den Reaktor eingetragen werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die vorverdichteten Abfälle beim Eintragen einem Ort innerhalb des Reaktors zugeführt werden, der im Einzugsbereich mindestens eines Füllkörpers liegt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktor nach dem Aufheizen auf Betriebstemperatur mit den durch Verbrennung der Pyrolysegase entstehenden Rauchgasen beheizt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rauchgase dem Reaktor über einzelne Heizkammern im Querstrom zugeführt werden.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Beheizung des Reaktors nach Erreichen seiner Betriebstemperatur so gesteuert und geregelt wird, daß nur ein solcher Anteil an Pyrolysegasen freigesetzt wird, dessen Verbrennung Rauchgase in solcher Menge und von solcher Temperatur ergibt, die an den Reaktor gerade die zur Aufrechterhaltung seiner Betriebstemperatur erforderliche Energie abgeben.
9. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfälle über den Bedarf einer thermisch autarken Betriebsweise hinaus entgast werden und der nicht zur Beheizung des Reaktors erforderliche Anteil der Pyrolyse- gase gequencht und das dadurch erhaltene Kondensat als Klebemittel bei der Pelletisierung des entgasten, als Brennstoff verwendbaren festen Rückstands verwendet wird.
10. Drehtrommelreaktor zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, mit mehreren Außenbeheizungskammern, mit vom Eintragsende zum Austragsende geneigt angeordneter Drehtrommel, mit Fördermitteln zum kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Beschicken der Trommel, mit einer Eintragsöffnung an der Stirnseite am Eintragsende und mit einer Austragsöffnung an der gegenüberliegenden Stirnseite am Austragsende der Trommel, mit Mitteln zum getrennten Abführen von Pyrolysegasen und festem Rückstand sowie mit mindestens einer Brennkammer, deren Brennstoffzuführung mit den Mitteln zum Abführen der Pyrolysegase verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Trommel (20) mindestens ein drehbar befestigter Füllkörper (25) angeordnet ist.
11. Drehtrommelreaktor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllkörper (25) rotationssymmetrisch ausgebildet ist.
12. Drehtrommelreaktor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllkörper (25) walzenförmig ausgebildet ist.
13. Drehtrommelreaktor nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllkörper (25) nur an der Stirnwand (22) am Eintragsende (21) der Trommel (20) drehbar befestigt ist.
14. Drehtrommelreaktor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllkörper (25) mittels eines Kugelgelenks (34) an der Stirnwand (22) befestigt ist.
15. Drehtrommelreaktor nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das der Stirnwand (22) am Eintragsende (21) der Trommel (20) zugewandte Ende (33) des Füllkörpers (25) sich in Richtung auf das Eintragsende (21) verjüngend ausgebildet ist.
16. Drehtrommelreaktor nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das der Stirnwand (22) zugewandte Ende (33) des Füllkörpers (25) kegelförmig oder kegelstumpfförmig ausgebildet ist.
17. Drehtrommelreaktor nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens das sich verjüngend ausgebildete Ende (33) des Füllkörpers (25) einen schneckengängigen Aufsatz (36) aufweist.
18. Drehtrommelreaktor nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllkörper (25) auf seiner äußeren Mantelfläche einen schneckengängigen Aufsatz (36) aufweist.
19. Drehtrommelreaktor nach einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördermittel zum Beschicken der Trommel (20) eine Stopf schnecke (24) umfassen.
20. Drehtrommelreaktor nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Stopfschnecke (24) so in der Stirnwand (22) angeordnet ist, daß sich der Austrag der Stopf schnecke (24) an einem Ort (27) im Einzugsbereich des Füllkörpers (25) befindet.
21. Verwendung des Drehtrommelreaktors gemäß einem der Ansprüche 10 bis 20 zur Herstellung hochwertiger Brennstoffe durch Entgasung von Bagasse oder Nußschalen.