NO761433L - - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrorer en fremgangsmåte for pyrolyse av polymere og/eller uorganiske avfallsprodukter, hvorved avfallsproduktene nedbrytes til faste, flytende og gassformede bestanddeler og hvorved faste stoffer forst deles opp i biter.

Oppfinnelsen vedrorer videre en anordning for gjennomfbring av fremgangsmåten.

Oppfinnelsen har generelt det formål å nedbryte polymere og/eller uorganiske avfallsprodukter, som vulkanisert kautsjuk, gamle bildekk, samt flytende, energiholdlge stoffer, som lakk-slam eller olje-slam til rene og utnyttbare andeler uten fare for miljøfor-urensning.

I prinsippet er det kjent å brenne slike avfallsstoffer, hvorved det er mulig å klare seg med en forholdsvis ringe tilforsel av fremmed energi.

I US patentskrift 3 362 887 er det f.eks. beskrevet en fremgangsmåte, som særlig tjener til forbrenning av soppel og avfall. Ved denne kjente fremgangsmåte gjennomfores en trinnvis forbrenning slik at avfallsmaterialet kommer direkte i beroring med brenner-avgassen.

Fra tysk utlegningsskrift 2 326 062 er det videre kjent en fremgangsmåte, hvor det benyttes gamle bildekk som tilsetning i en kjent forkoksnings-fremgangsmåte.

Til grunn for oppfinnelsen ligger den oppgave å tilveiebringe en anordning og en fremgangsmåte av innledningsvis nevnte type, som har så stor effekt at den lopende drift ved fremgangsmåten opp- rettholdes uten tilforsel av energi utenfra og at det dessuten kan utvinnes en spesielt stor andel av rene, utnyttbare, gafformede og flytende stoffer.

Ifolge oppfinnelsen skal det videre tilveiebringes en fremgangsmåte og en anordning som er egnet til også å bearbeide flytende produkter eller slam ved fastsetbar oppholdstid i reaktoren og ved like god virkningsgrad.

Denne oppgave loses ved de trekk som er angitt i kravene.

En vesentlig fordel ved oppfinnelsen består i at det ved nedbrytningen fremkommer rene, hoyverdige gasser, som har stor energige-halt.

Videre tilveiebringes ifolge oppfinnelsen en særdeles kompakt og lett transportabel anordning.

Ifolge oppfinnelsen kan man videre oppnå den fordel at det ved en reduksjon muliggjores gjenvinning av en spesielt stor andel av energiholdige bestanddeler fra de bearbeidede avfallsprodukter.

Da det ifolge oppfinnelsen arbeides med et tilstrekkelig stort undertrykk, oppnås videre den fordel at den eksplosjonsfare utelukkes som i prinsippet folger av at den temperatur som kreves til den onskede gjennomforing av fremgangsmåten ligger i selvantennelses-området.

Når reaktorroret ved en foretrukket utforelsesform av anordningen ifolge oppfinnelsen forloper oppad fra innmatningsenden til utmatningsenden, er det på en fordelaktig måte mulig å unngå at ikke fullstendig pyrolyserte partikler eller endog flytende eller pas-taformede produkter passerer gjennom rekatoren på en ukontrollert og for hurtig måte. Ved en tilsvarende innstilling av reaktorrorets skråstilling kan det ifolge oppfinnelsen innstilles en optimal arbeidsvirkningsgrad avhengig av de aktuelle flyte- eller agg-regattilstander av de produkter som skal pyrolyseres.

Ifolge oppfinnelsen kan også fremmatningshastigheten forandres på onsket måte ved dreining av skovlbladene, slik at det tas optimalt hensyn til de bearbeidede produkters beskaffenhet.

Fortrinnsvis går alle gjenvunne, energiholdige bestanddeler over

i gassformet tilstand allerede i reaktorroret, slik at de kan avsuges på en enkel måte.

Avsugingen skjer derved fortrinnsvis i samme stromningsretning som de tvangsmessig fremmatede kutt. Oljer og voks, som avsuges i gassformet tilstand, kan siden destilleres, adskilles og renses. En særlig god virkningsgrad i reaktorroret oppnås, når kuttene under oppvarming og nedbrytning holdes komprimert med en fastsatt trykk-hoyde, slik at en optimal fyllingsgrad sikres. For dette formål blir især avfallsproduktene for den preliminære tbrking kuttet til kutt med en storrelse på 30 til 50 mm, mens det restmateriale som forblir i reaktorroret, males videre opp ved det innstilte undertrykk og for avkjoling.

Oppfinnelsen skal i det folgende beskrives nærmere under henvisning til noen utforelseseksempler som er vist i tegningen, hvor

fig. 1 er et skjematisk sideriss av anordningen ifolge oppfinnelsen med horisontalt anordnet reaktorror,

fig. 2 er et tilsvarende riss av en anordning, hvor reaktorroret forloper oppad fra innmatningsenden til utmatningsenden,

fig. 3 er en gjengivelse i perspektiv av en fremmatningsinnretning, hvor regulerbare skovlblader er anordnet på en hul aksel,

fig. 4 er et tverrsnitt av den hule aksel ifolge fig. 3, hvorav befestigelsen av skovlbladet fremgår,

fig. 5 er en skjematisk gjengivelse av et skovlblad som strekker seg over et særlig stort vinkelområde,

fig. 6 er et tverrsnitt gjennom den hule aksel som vist i fig. 3, og viser et snitt av et tverrgående ror, som er gasstett anordnet i den hule aksel og

fig. 7 er et skjematisk snitt gjennom en særlig foretrukket anordning ifolge oppfinnelsen.

Ifolge fig. 1 er hele anordningen anbrakt slik på en plattform at reaktorroret 112 i det vesentlige forloper horisontalt. På innmat-ningssiden, som i tegningen ligger på venstre side, er anordningen svingbart lagret i et svingelager 102 på en lagerbukk 101. I utmatningsenden, som i tegningen er vist til hoyre, er det under anordningen anordnet en saksledd-lbfteanordning 104, som dels avstotter seg på plattformen og dels bærer anordningens utmatningsende. Lofteanordningen 104 kan betjenes med en gjengespindel 103, som ved 105 er fort i en svingbart lagret mutter. Når gjengespondelen 103 via rattet 106 dreies slik at gjengespindelens ende beveger seg mot hoyre, blir lofteanordningen påvirket slik at anordningens utmatningsende loftes. I prinsippet kan en valgfri lofteanordning tas i bruk, såfremt den er hensiktsmessig utformet i avhengighet av anordningens vekt.

I fig. 2 er anordningen vist i den stilling, hvor gjengespindelen 103 er dreid så langt mot hoyre at saksledd-anordningen 104 har nådd sin maksimale utstrekning. Som vist i fig. 2, forloper reaktorroret 112 forholdsvis sterkt oppadstigende fra innmatningsenden til utmatningsenden. Derved kan et væskespeil innstille seg som angitt med en stiplet strek i fig. 2. I det rom i reaktorroret som er vist skravert i fig. 2, kan de gassformede stoffer samles. På denne måte sikres at det i avhengighet av oppholdstiden og/ eller av passeringshastigheten ved en passende innstilling av reaktorrorets 112 skråstilling ikke kan tre væskeformede stoffer ut av reaktoranordningens utmatningsende.

Reaktorrorets 112 skråstilling kan lett innstilles optimalt i avhengighet av de bearbeidede produkter og i avhengighet av den gjennomforte fremgangsmåtes forlop. Fig. 3 viser en hul drivaksel 114 i perspektiv med radialt frem-ragende skovlblad med regulerbar innstillingsvinkel. Skovlbladene 120 danner sammen med den hule drivaksel 114 fremmatningsinnretningen for produktene som skal behandles i dat her ikke viste reaktorror. Fig. 4 viser i detalj i et tverrsnitt gjennom den hule aksel .114, på hvilken måte skovlbladene 120 er festet til den hule drivaksel 114. Til befestigelse av ,eh skovlblad .120 benyttes en gjengetapp .121, som er anordnet radialt i skovlbladet, og rager gjennom tilsvarende åpninger i den "hule drivaksel 114 og festes på motståen-de side med en mutter 122. For å forandre et skovlb.lads 120 innstillingsvinkel er det tilstrekkelig å losne mutteren 122, slik at skovlbladet deretter kan dreies som onsket, hvorpå mutteren 122 trekkes til igjen. Ved hjelp av den anordning som er vist i fig. 4 kan de enkelte skovlbladers innstillingsvinkel reguleres på onsket måte i avhengighet av prossessens forlop eller det bearbeidede produkt.

Ved hejlp av den anordning som er vist i fig. 4 kan fremmatningshastigheten innstilles optimalt i avhengighet av forvarmings-forgassings- og utmatningssonene. Dette kan ganske enkelt skje ved at skovlbladet 120 dreies etter at mutteren 122 er losnet, hvorpå mutteren 122 trekkes til igjen.

I fig. 5 er det vist et skovlblad .120 med et vinkelområde som er særlig stort i omkretsretning. Det vinkelområde som skovlbladet 120 ifolge fig. 5 dekker, utgjor nesten 180°. Befestigelsen av det skovlblad som er vist i fig. 5, skjer ved samme anordning som vist i fig. 4. Skovlblader med særlig stort vinkelområde er spesielt velegnet til bruk i forbindelse med sn oppvarmet hul aksel 114, hvorved et tverrgående ror 123 ifolge fig. 6 er gasstett anordnet i den hule aksel 114. Når et varmemedium fores gjennom den hule aksel 114, vil også skovlbladene 120 varmes opp sammen med den hule aksel 114. På denne måte oppnås en god varme-overforing til det gods som skal behandles i reaktorroret. Derved har det gasstett anordnede tverrgående ror 123 det formål dels å oppta gjengetappen 121 for skovlbladet 120, og dels gjennom den gasstette forbindelse med den hule aksel 114 å hindre at det varmemedium som fores gjennom den hule aksel 114 unnviker.

Ifolge tegningens fig. 7 omfatter en foretrukket utforelsesform

av oppfinnelsen en anordning 10 for pyrolyse med et reaktorror 12 og en aksel 14, som forloper i reaktorrorets lengderetning og er dreibart lagret i reaktorroret. Akselen 14 kan på sin omkrets væ-re forsynt med et gjennomgående snekkeblad 16 eller fortrinnsvis med skråstilte skovlblad 18.

En beskikningstrakt 22 er lufttett koblet til reaktorrorets inn- matn.ingsende. En ringmantel 28 forloper koaksialt med reaktorroret 12 fra dennes innmatningsende til utmatningsenden og omslutter en fyringsinnretning, ved hjelp av hvilken varme fores til reaktorrorets 12 indre rom.

Fyringsinnretningen omfatter et fyringskammer 30 som forloper koaksialt med reaktorroret 12 i området for dette rors utmatningsende og er bestykket med brennere 32 og 34. Fyringskammeret 30 har en ringformet åpning, som ligger på den kammerside som ligger fjernt fra reaktorrorets 12 utmatningsende, i reaktorrorets 12 mantelområ-de, og går over i en ringformet varmluftkanal 36, som forloper koaksialt rundt reaktorroret 12 fra fyringskammeret 30 til området for beskikningstrakten 22. Varmluftkanalen 36 er oppdelt av flere ring-formede vegger 38, anordnet i det indre ringrom. Veggene 33 danner en labyrintformet stromningsbane f for den varme luft som forlater fyringskammeret 30 til varmluftkanalen 35, og leder luften til en skorsten 40.

Et varmluftkammer 42 omgir reaktorroret 12 i området for rorets innmatningsende, på den side av varmluftkanalen 36 som ligger fjernt fra fyringskammeret 30, og står i forbindelse med varmluftkanalen 36 via åpninger 44, gjennom hvilke varm luft kan tre inn i varmluftkammeret 42.

Beskikningstrakten 22 er med sin nedre del anordnet i varmluftkammeret 42, i ringmantelens 28 indre,og varmes opp i varmluftkammeret 42 av den der strommende, varme luft.

Et utmatningskammer 46 er lufttett koblet til reaktorroret 12. Utmatningskammeret 46 og reaktorroret 12 er adskilt fra hverandre ved en utmatningsklaff 43, som er forspent i retning av sin lukke-stilling ved en motvekt 50, som påvirker en vektarm.

Et rivelement 52 er dreiefast anordnet på den dreibart i reaktorroret 12 lagrede aksel 14, i området for utmatningsklaffen 48.

En motrivskive 54, som griper ringformet rundt akselen 14, er fast anordnet på den side av utmatningsklaffen 48, som vender mot reaktorroret 12. Rivelementet 52 og motrivskiven 54 samvirker ved akselens 14 dreining og river opp det resterende materiale, som befinner seg i utmatningsklaffens 48 område og presses motjutmat-ningsklaffen 48 av kuttene, som tvangsmessig mates fram baki restmaterialet, slik at restmaterialet er revet opp for det kanVfalle gjennom utmatningsklaffen 48 i utmatningskammeret 46. \

I utmatningskammrets 46 bunnområde er det anordnet et skjematisk antydet transportror 56 med en transportinnretning 58, slik at det oppmalte, resterende materiale som faller ned i utmatningskammret 46 og inneholder ikke nedbrytbare rester, som stålinnlegg i dekk og resterende kull, kan fjernes helt. I transportrorets 56 utmatningsende er det anordnet en klaff 62, som er belastet med et lodd 60 og sikrer lufttett lukking av utmatningskammret 46 i transportrorets 56 område.

En vifte 64 er med sugesiden forbundet med utmatningskammeret 46 og oppretter undertrykk i dette kammer. Viftens 64 trykkside er forbundet med et destillasjonskar 66, gjennom hvilket de avsugde gasser fores og hvor det utvinnes et flytende destillat, likesom restgasser, som renses, kjoles og trekkes bort..

Destillasjonskaret 66 står via en oljeledning 68 i forbindelse med "brenneren 32 og via en gassledning 70 i forbindelse med brenneren 34. Brennerne 32 og 34 drives således med brennstoffer som utvinnes ved nedbrytningen av avfallsproduktene. Det er bare nod-vendig å benytte andre brennstoffer ved igangsetting.

Et grenror 72 leder fra en åpning, forsynt med en styreklaff 74,

i skorstenen 40 til destillasjonskaret 66 og gjennom dette til en annen skorsten 76, slik at den avgående luft benyttes til tempe-raturregulering i destillasjonskaret 66. Det der vunne destillat, som ikke forbrukes av brenneren 32, ledes gjennom en ledningsgren 78 til en samlebeholder 80.

Anordningen 10 har folgende virkemåte:

Avfallsproduktet tilfores beskikningstrakten 22 i form av kutt 82 . og faller gjennom ovre og nedre luftsperresluse 24 og 26 ned i reaktorroret 12. Imens drives akselen 14 av en regulerbar motor 84. Kuttene mates tvangsmessig frem av akselen 14 og blir derved av reaktorrorets 12 yttermantel oppvarmet til en egnet ned.bryt-ningstemperatur, slik at kuttene brytes ned mens de beveges mot

reaktorrorets 12 utmatningsende.

Utmatningsklaffen 48 holder igjen kuttene hhv. det restmateriale 86 som måtte gjenstå etter nedbrytningen, inntil hele reaktorrorets 12 indre rom likesom beskikningstraktens 22 indre rom er fylt og materialet der er optimalt komprimert. Den kcaft som ut-oves mot utmatningsklaffen 48 vil da overstige motkraften.

De gasser som oppstår ved nedbrytningen ledes til destillasjonskaret 66, hvor de behandles og separeres i gasser og destillat. Gassene på den ene side og destillatet på den annen side ledes delvis tilbake til brennerne 32 hhv. 34 til fyring av reaktorroret 12. Det resterende materiale i utmatningskammeret 46 mates samtidig ut ved hjelp av fremmatningsinnretningen 48 gjennom transportroret 56, forbi klaffen 62 som er belastet med loddet 60.

Da hele reaktorrorets 12 og utmatningskammerets 46 indre rom er lufttett lukket mot utsiden, dels ved luftsperreslusene 24 og 26

i beskikningstrakten 22 og dels ved klaffen 62 i transportroret 56, og da gasskretslopet er tett lukket ved selve destillasjonskaret 66, vil pyrolysen i reaktorroret 12 praktisk talt finne sted under fullstendig utelukking av luft, dvs. med en optimalt ringe oksygen-andel.

Da viften 64 dessuten fremkaller et undertrykk i utmatningskammerets 46 og reaktorrorets 12 lufttett lukkede, indre rom, vil de gasser som oppstår ved nedbrytningen, stromme i en likerettet strom med kuttene hhv. det resterende materiale ut av reaktorroret 12 og utmatningskammeret 46 til destinasjonsområdet. Dat undertrykk som fremkalles av viften 64, medforer den ytterligere, vesentlige virkning at de oljer og vokser som oppstår ved nedbrytningen, holdes i sin gassformede tilstand ved tilstrekkelig hoy nedbrytningstemperatur, slik at de lett kan fjernes ved avsugning.

Et annet vesentlig trekk ved den viste anordning 10 består i at kuttene 82 torkes preliminært, allerede i beskikningstrakten 22, for de kommer inn i reaktorrorets 12 indre, hvor de nedbrytes. Forhåndsoppvarmingen skjer uten energitilførsel, idet den luft

som ledes bort fra fyringskammeret 30, strommer rundt beskikningstraktens 22 mantel.

Claims (12)

1. Fremgangsmåte for pyrolyse av polymere og/eller uorganiske avfallsprodukter, hvorved avfallsproduktene brytes ned til faste, flytende og gassformede komponenter og hvorved faste stoffer forst kuttes opp,karakterisert vedat avfallsproduktene forhåndstorkes, at de eventuelt på forhånd oppkuttede avfallsprodukter ved undertrykk og ved varmetilforsel utenfra oppvarmes til sin nedbrytningstemperatur, at avfallsproduktene under oppvar-mingen og nedbrytningen tvangsmessig transporteres videre og at de erholdte gasser avsuges.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1,karakterisert vedat nedbrytningstemperaturen innstilles så hoyt og undertrykket innstilles så lavt at de frigjorte oljer og vokser avsuges fra det faste,resterende materiale for etterfolgende des-tillasjon.

3. Fremgangsmåte som angitt i et av kravene 1 eller 2,karakterisert vedat nedbrytningen gjennomfores i en atmosfære som ved fullstendig luftavsperring holdes i det vesentlige oksygenfri.

4. Fremgangsmåte som angitt i et av foranstående krav,karakterisert vedat nedbrydningstemperåturen holdes mellom 400°C og 800°C.

5. Anordning for gjennomfbring av fremgangsmåten som angitt i et av kravene 1-4,karakterisert vedat det i et reaktorrbr (12,112) er anordnet en drevet fremmatningsinnretning (14,114), at det koaksialt rundt reaktorroret (12,112) er anordnet en fyringsinnretning (30,32,34,36), at en i det minste delvis oppvarmet beskikningstrakt (22), som er utstyrt med luftsperre-sluser (24,26), er tett forbundet med reaktorroret (12,112) ved dettes innmatningsende, at reaktorroret (12,112) ved sin utmatningsende går over i et utmatningskammer (46), som holdes lufttett lukket, og er adskilt fra dette kammer ved en utmatningsklaff (48), som er forspent i retning av lukket stilling, og at utmatningskammeret (46) er forbundet med sugesiden til en vifte (64).

6. Anordning som angitt i krav 5,karakterisertved at reaktorroret (112) er svingbart lagret, at det er anordnet en reguleringsinnretning (100), ved hjelp av hvilken reaktorrorets (112) skråstillingsvinkel mot horisontalen er innstillbar, og at fremmatningsinnretningen (119) er forsynt med skovlblader (120) , hvis innstillingsvinkel er regulerbar ved hjelp av en drei-bar festeinnretning (121,122).

7. Anordning som angitt i et av kravene 5 eller 6,karakterisert vedat hele anordningen er svingbart lagret sammen med reaktorroret (112).

8. Anordning som angitt i et av kravene 5-7,karakterisert vedat hele anordningen i innmatningsendens område er lagret svingbar om en horisontal akse i et svingelager (102) og at reguleringsinnretningen (100) omfatter en gjengespindel (103), som er fort i en svingbart lagret mutter og med hvilken en saksledd-lofteanordning (104), anordnet ved anordningens utmatningsende, kan betjenes.

9. Anordning som angitt i et av kravene 5-8,karakterisert vedat fremmatningsinnretningen omfatter en hul aksel (14,114), som strekker seg gjennom reaktorroret (12,112) i dette rors lengderetning og er dreibart lagret, og som på sin omkrets er forsynt med skråstilte skovlblader (18,120).

10. Anordning som angitt i et av kravene 5-9,karakterisert vedat skovlbladene (120) omfatter en gjengetapp (121) , som er fort gjennom en passasje forlbpende tvers gjennom den hule drivaksel (114), og er sikret med en mutter (122) på mot-stående side.

11. Anordning som angitt i krav 10,karakterisert vedat passasjen er et tverrgående ror (123) som er gasstett anbrakt i drivakselen (114).

12. Anordning som angitt i et av kravene 5-11,karakterisert vedat hvert skovlblad (120) dekker et vinkelområde mellom 90 og 180° i omkretsretning.