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Title:
METHOD AND DEVICE FOR THE CATALYTIC TREATMENT OF RESIDUES IN CONTINUOUSLY CLEANED AND HEATED TUBE-BUNDLE REACTORS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/092305
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method and a device which produces oil from the majority of residues containing hydrocarbon, such as, plastics, oils, fats, dried rubbish, wood, paper, sludge and agricultural residues and catalytic fibres with special ion-exchanging catalysts in the oil-catalyst-suspension-circuit. Said oil can be used in diesel engines and does not contain any toxic substances due to halogen compounds, since the halogens are bound in the form of salts.

Inventors:
HERRLINGER JOCHEN (DE)
Application Number:
PCT/DE2003/001668
Publication Date:
October 28, 2004
Filing Date:
May 24, 2003
Export Citation:
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Assignee:
HORNIG WOLFGANG (MC)
HERRLINGER JOCHEN (DE)
International Classes:
B08B9/08; C10G1/08; (IPC1-7): C10G1/10; B01J8/10; B01J8/38; C10B7/02; C10B7/10; C10B47/34; C10B47/44; C10G1/08
Domestic Patent References:
WO2003016435A22003-02-27
WO2000009629A12000-02-24
Foreign References:
US4084521A1978-04-18
US4308103A1981-12-29
DE10049377A12002-04-18
Attorney, Agent or Firm:
Thews, Karl (Schwetzingen, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zur katalytischen Verölung von kohlenwasserstoffhaltigen Rückständen im Flüssigkreislauf, dadurch gekennzeichnet, dass als Katalysator ionentauschfähige Katalysatoren, wie Kalziumaluminiumsilikat oder Natriumaluminiumsilikat, verwendet werden, die in einem geheizten und an den Wärmeübertragungsstellen gereinigten Ölbadkreislauf eingesetzt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beheizung des Ölbadkreislauf mit den suspendierten Katalysatoren durch elektrische Heizkörper erfolgt, die konzentrisch um die Reaktorrohre angeordnet sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktor in der Mitte ein Zufuhrrohr besitzt, das mit einer Zufuhrschnecke und am unteren Ende einen Rührer bestückt ist, die die festen Eingangsstoffe in die Suspension transportiert und mit den festen Eingangsstoffen die in Produkt gelösten Katalysatoren und gelösten Kaikzusätze.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ölbadkreislauf durch den Reaktor, den Hydrozyklon mit innenliegender Venturidüse und dem darunter liegenden Schräglamellenklärer gebildet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der aus dem Zyklon nach oben ausgetragenen Produktdampf über einen Sicherheitsbehälter mit Tropfenabscheider in einer Destillationskolonne und nachfolgenden Kondensator fraktioniert wird.
6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Produkt durch das Rücklaufverhältnis im Dieselsiedebereich aus dem zweitobersten Schuss gemischt wird mit 110 % des Produktes aus einem unteren Schuss zur Erzielung der richtigen Cetanzahl und der richtigen Schmierfähigkeit für die Einspritzpumpen.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die im Schräglamellenklärer anfallenden festen Rückstände über eine Schrägförderschnecke vorgetrocknet und außerhalb des Behälters durch Beheizung von den Ölbestandteilen befreit werden, wobei die austretenden Produktdämpfe in die Anlage zurückgeleitet werden.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage ihren Strom aus einem eigenen Stromerzeugungsaggregat erhält, in das in der Ansaugluft die Produktgase eingeleitet werden und die erzeugten Auspuffgase zur thermischen Trocknung der Eingangsstoffe verwendet werden.
9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur katalytischen Verölung von Reststoffen, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktor ein elektrisch beheizter Röhrenbündelreaktor entsprechend Fig. 1 ist, der konzentrisch eine Zufuhrschnecke mit Rührer besitzt.
10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur katalytischen Verölung von Reststoffen, dadurch gekennzeichnet, dass anstatt der elektrischen Heizung auch ein 01/Gasbrenner an dem Reaktor angeordnet ist.
11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Behälter des Reaktors, des Destillationssumpfes und der Vorwärmung rauchgasseitig vom Brenner in Richtung Schornstein verbunden sind.
12. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur katalytischen Verölung von Reststoffen mit einem Reaktor (1,41) als Wärmetauscher, der eine Vielzahl von Reaktionsrohren (32, 72) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Reaktionsrohr (32,72) über seine gesamte Länge zumindest teilweise konzentrisch von einem Heizelement (33,73) umgeben ist und das Heizelement (33,73) zumindest teilweise am Reaktionsrohr (32,72) anliegt.
13. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (33,73) als elektrischer Rohrheizkörper oder aus einem Mantel aus katalytischem Wabenmaterial gebildet ist, wobei der Mantel aus katalytischem Wabenmaterial durch einen Abgasoder Heißluftstrom heizbar ist.
14. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktionsrohre (32,72) um ein im Zentrum des Reaktors (1,41) angeordnetes Mittelrohr (31,71) herum angeordnet sind, wobei über das Mittelrohr als Eintragsrohr ausgebildet ist, über das feste Stoffe oder Stoffgemische in den Reaktorraum förderbar sind.
15. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Eintragsrohr (31,71) eine Förderschnecke (35,75) angeordnet ist.
16. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderschnecke (35,75) an einem Ende der als Rührer ausgebildet ist.
17. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderschnecke (35,75) feste Eingangsstoffe in eine Suspension im unteren Bereich des Reaktors (1, 81) transportiert und die mit den festen Eingangsstoffen im Produkt gelösten Katalysatoren und Kalkzusätze mit dem Rührer mischt.
18. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb jedem Reaktionsrohr (32, 72) ein Reinigungselement (36, 76) vorgesehen ist, das koaxial zum Reaktionsrohr (32, 72) gelagert und von außerhalb des Reaktors (1, 41) zumindest drehbar angetrieben ist.
19. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigungselement (36,76) als Welle ausgebildet ist, um die herum ein Schneckengewinde oder Schaufeln angeordnet sind, wobei der Abstand zwischen dem Schneckengewinde oder den Schaufeln und der Innenfläche des Reaktionsrohres (32,72) zwischen 0,01 mm und 9 mm beträgt.
20. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktor (1) einen zylindrischen Reaktorbehälter (30) mit einer Mittelachse (30.1) aufweist, zu der konzentrisch das Eintragsrohr (31), die Förderschnecke (75) und ein Wartungsstutzen (30.2) angeordnet ist.
21. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktorbehälter (30) nach oben hin mit einem Deckel (30.3) abgeschlossen ist, durch den das Eintragsrohr (31) durchgeführt ist und auf dem die Antriebsaggregate für die Reinigungselemente (36) angeordnet sind.
22. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Eintragsrohr (31) im unteren Bereich des Reaktorbehälters (30) mündet und mit einem Zwischenboden (30.4) abschließt, an dem die Reaktionsrohre (32) ansetzen.
23. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Reaktorbehälter eine Eingangsstoffleitung (37) für flüssige Kohlenwasserstoffgemische, eine Zuleitung (38) vom Abscheidebehälter (2) und eine Ableitung (39) zum Zyklon vorgesehen ist.
24. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Brenner (92), einen Sumpfheizungsbehälter (82) und einen Schornstein (98) aufweist und der Reaktor (1, 81) mit dem Sumpfheizungsbehälter (82) und der Vorwärmung rauchgasseitig vom Brenner (92) in Richtung Schornstein (98) verbunden sind.
25. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Abscheidebehälter (2, 42) und einen als Hydrozyklon ausgebildeten Zyklon (3, 43) mit innenliegender Venturidüse aufweist und durch den Reaktor (1,81), den Zyklon (3,43) und dem unter dem Zyklon (3, 43) angeordneten Abscheidebehälter (2,42) ein Kreislauf gebildet wird, der Öl als Fördermedium, suspendierende Katalysatoren, Reststoffe und Kalk aufnimmt.
26. Verfahren zur katalytischen Verölung von kohlenwasserstoffhaltigen Rückständen in einem Flüssigkreislauf mit einem Reaktor (1,81) als Wärmetauscher, dadurch gekennzeichnet, dass als Katalysator ionentauschfähige Katalysatoren, wie Kalziumaluminiumsilikat oder Natriumaluminiumsilikat verwendet werden, das Gemisch kohlenwasserstoffhaltigen Rückständen und mindestens Katalysatoren in einem Ölbadkreislauf erhitzt werden, wobei der Ölbadkreislauf Reaktionsrohre 32,72 aufweist, die heizbar sind und die Reaktionsrohre 32,72 innen an den Wärmeübertragungsstellen während des Verölungsprozesses kontinuierlich gereinigt werden.
27. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich Kalk zugeführt wird.
28. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erhitzte und gemischte Produkt vom Reaktor (1,81) in einen Zyklon (3, 43) geleitet wird und der im Zyklon (3,43) nach oben ausgetragene Produktdampf über einen Sicherheitsbehälter (4,44) mit Tropfenabscheider in einer Destillationskolonne (5,45) und einem nachfolgenden Kondensator (6,46) fraktioniert wird.
29. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Produkt zur Verbrennung aus einem Produkt (21) mit 1 bis 10% eines Produkts (19) aus der Destillationskolonne (5,45) gemischt wird.
30. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die im Abscheidebehälter (2, 42) anfallenden festen Rückstände über eine beheizbare Förderschnecke (16, 56) vorgetrocknet und außerhalb des Abscheidebehälter (2, 42) durch Beheizung von den Ölbestandteilen befreit wird, wobei die austretenden Produktdämpfe über eine Öldampfleitung (17,57) in die Anlage zurückgeleitet werden.
31. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das durch die Verölung erzeugte Endprodukt sowie bei der Verölung entstehende Produktgase einem Dieselmotor (9,49) zugeführt werden, der ein Stromaggregat antriebt und die vom Dieselmotor (9,49) erzeugten Abgase zur thermischen Trocknung der Eingangsstoffe verwendet werden.
Description:
Verfahren und Vorrichtung zur katalytischen Behandlung von Reststoffen in kontinuierlich gereinigten und beheizten Rohrbündelreaktoren Die Erfindung befasst sich mit der Behandlung von Reststoffen aus der Entsorgung, um diese durch katalytische Behandlung in einem Trägerölbad mit suspendierten molekular feinen Katalysatoren aufzuarbeiten in eine Kohlenwasserstofffraktion, den festen Rückstand aus anorganischen Bestandteilen und elementaren Kohlenstoff und einer kleinen Gasfraktion zur Sicherstellung des Energiebedarfes des Prozesses.

Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, die in den Reststoffen enthaltenen Brennstoffe in Form von Kohlenwasserstoffen nicht durch Reaktion mit Sauerstoff durch die Verbrennung oder Vergasung freizusetzen, sondern diese durch katalytische Behandlung unter Luftausschluss im Ölbad in stofflicher Form freizusetzen und als Wertstoff zu gewinnen. Dieses dient der Vermeidung der Bildung von CO2 in der Reststoffentsorgung und der Herstellung von Brennstoffen oder Treibstoffen aus den Reststoffen.

Der Reststoff in Form von gesammelten Müll, betrieblicher, nicht wieder aufarbeitbarer Öle, Kunststoffe oder Fasern oder trockener, landwirtschaftlicher Reststoffe, die aus einen hohen Anteil von Kohlenwasserstoffen bestehen, soll so lange im Ölbad verweilen bis durch katalytische Molekülverkürzung diese Kohlenwasserstoffe als Kohlenwasserstoffdampf abgetrennt werden.

Bekannt ist dieses Verfahren durch die Patentschrift DE 100 49 377 C2. In dem Patent wird ein solcher Prozess beschrieben, bei dem in einem Ölkreislauf mit einem Natriumaluminiumsilikat als Katalysator diese Zerlegung der Reststoffe in ein Kohlenwasserstoff-Produkt in Form von Treibstoff und etwas Gas und dem nach unten ausgetragenen anorganischen und kohlenstoffhaltigen Feststoff erfolgt.

Dieser Prozess enthält eine Reihe von Nachteilen, die die Wirtschaftlichkeit der Durchführung des Prozesses beeinträchtigen. Das betrifft den Prozess als solchen als auch die Art des Katalysators und vor allem die Verfügbarkeit der Anlagentechnik auf Grund der sich einstellenden Verschmutzung.

Der Prozess ist in der erfindungsgemäßen Form nur kurzzeitig und nur für eine kleine Gruppe der kohlenwasserstoffhaltigen Rückstände ausführbar. So wird nur bei relativ reinen Altölen und aliphatischen Kohlenwasserstoffen eine erfindungsgemäße Zersetzung erreicht. Bei einem Großteil der möglichen Einsatzstoffe, wie getrockneten Hausmüll, Holz, füllstoffhaltigen Kunststoffen und getrockneten landwirtschaftlichen Produkten führt diese Anlagentechnik zu einem Versagen des Systems, der die Verfügbarkeit und somit die Wirtschaftlichkeit des Prozesses in Frage stellt.

Es hat sich nämlich herausgestellt, dass der erfinderische Prozess nur wenige Tage aufrecht erhalten werden kann. Danach ist eine gründliche Reinigung des Reaktors unbedingt notwendig, um die Wirkungen der Ablagerungen, die den Wärmeübergang stark beeinträchtigen zu unterdrücken und die Ablagerungen entsorgen zu können.

Dieses ergibt sich dadurch, dass die zur Beheizung der Rohre eingeleiteten Gase an den Stellen mit der höchsten Abgastemperatur eine partielle Zersetzung des Gemisches bewirken, die die periodische Reinigung erforderlich macht. Die Erfindung hat deshalb die Aufgabe, einen Prozess zu finden, der die katalytische Zersetzung der in den Reststoffen enthaltenen Kohlenwasserstoffe zu kondensierbaren Kohlenwasserstoffdämpfen in Form von Treibstoffen kontinuierlich ermöglicht.

Dazu muss ein Prozess gefunden werden, der die Nachteile des geschilderten Prozesses vermeidet, eine kontinuierliche Produktion und damit eine Wirtschaftlichkeit der Umsetzung ermöglicht.

Gelöst wird die Aufgabe somit durch ein Verfahren zur katalytischen Verölung von kohlenwasserstoffhaltigen Rückständen im Flüssigkreislauf, das dadurch gekennzeichnet ist, dass als Katalysator ionentauschfähige Katalysatoren, wie Kalziumaluminiumsilikat oder Natriumaluminiumsilikat, verwendet werden, die in einem geheizten und an den Wärmeübertragungsstellen gereinigten Ölbadkreislauf eingesetzt werden.

Hierdurch wurde überraschenderweise gefunden, dass es eine Anlagenkonstellation, ein Katalysator und ein Verfahren gibt, das die Umsetzung von kohlenwasserstoffhaltigen Reststoffen relativ vollständig zu Treibstoffdampf, sauber abgetrennten anorganischen Feststoffen und einer geringen Menge an Spaltgas so durchführt, dass das Treibstoffprodukt auch bei höheren Halogenbelastungen des Eingangsproduktes frei an Schadstoffen, wie Dioxine und andere halogenhaltige Verbindungen ist.

Dabei ergibt sich eine vollständig andere Anlage, Katalysator und Verfahren als in dem Stand der Technik beschrieben. Nur so lässt sich die unwirtschaftliche Verfügbarkeit von max. 30 % auf die wirtschaftliche Verfügbarkeit von 80 bis 95 % erhöhen, die katalytische Aktivität während des ganzen Betriebes auch für die unterschiedlichen Einsatzstoffe erhalten und die Trennung der festen, anorganischen Rückstände aus den Einsatzstoffen vollständig gewinnen, d. h. ohne externen Service aus der Anlage entfernen.

Möglich wird dieses durch die Verlegung der Reaktion des Reaktionsgemisches aus Trägeröl, suspendierten Katalysator und eingegebenen Reststoffe in die beheizten Rohrbündel, die ein kontinuierliches Reinigungssystem besitzen. Die dabei entstehenden Produktdämpfe (Treibstoffdämpfe) bilden den Antrieb für einen Kreislauf des Öles bzw. Öl-/Dampf-Gemisches über einen Spezialzyklon mit darunter liegendem Abscheider (Schräglamellenklärer) und darüber liegenden Dampfsicherheitsbehälter mit Aerosolabscheidung.

Der eingegebene Katalysator wird in seine aktive Form erst im Kreislauf gebildet, indem die eingegebenen Alkalialuminiumsilikate durch lonentausch in Kalziumaluminiumsilikat, dem am besten geeigneten Katalysator, gebildet werden. Die Beheizung wird vorzugsweise an den Reaktionsrohren durch elektrische Mantelheizkörper vorgenommen. Der dazu benötigte elektrische Strom wird in einer zur Anlage gehörenden Stromerzeugungseinheit mit Dieselmotoren erzeugt. Der Diesel ist das Produkt der Anlage, die ihre Trocknungskapazität aus dem Auspuffgas des Dieselmotors bezieht.

Überraschenderweise zeigt sich diese Anordnung als besonders sicher und wirtschaftlich, da die Einheit nur ca. 10 % des Produktes der Anlage zur Erzeugung des von der Anlage benötigten elektrischen Stromes benötigt. Die Verluste der Anlage sind in der Anordnung dadurch besonders niedrig, da die Wärmeausnutzung in der Anlage durch Isolation des Reaktors hoch und die in Dieselmotoren zwangsläufig anfallende Abwärme des Auspuffes fast immer vollständig für die Trocknung (thermische Entwässerung) der Eingangsstoffe benötigt wird. Der mögliche Überdruck des Auspuffgases ermöglicht zudem eine wirtschaftliche Trocknung und optimale Vermischung von zu trocknenden Gut und Auspuffgas.

Hierzu ist es vorteilhaft, dass die Beheizung des Ölbadkreislauf mit den suspendierten Katalysatoren durch elektrische Heizkörper erfolgt, die konzentrisch um die Reaktorrohre angeordnet sind. Dadurch lassen sich Temperaturen von über 400°C und jegliche unkontrollierten Verbrennungen im System vermeiden.

Ferner ist vorteilhaft, dass der Reaktor in der Mitte ein Zufuhrrohr besitzt, das mit einer Zufuhrschnecke und am unteren Ende einen Rührer bestückt ist, die die festen Eingangsstoffe in die Suspension transportiert und mit den festen Eingangsstoffen die in Produkt gelösten Katalysatoren und gelösten Kalkzusätze.

Vorteilhaft ist es hierzu auch, dass der Ölbadkreislauf durch den Reaktor, den Hydrozyklon mit innenliegender Venturidüse und dem darunter liegenden Schräglamellenklärer gebildet wird.

Eine zusätzliche Möglichkeit ist gemäß einer Weiterbildung, dass der aus dem Zyklon nach oben ausgetragenen Produktdampf über einen Sicherheitsbehälter mit Tropfenabscheider in einer Destillationskolonne und nachfolgenden Kondensator fraktioniert wird.

Ferner ist es vorteilhaft, dass das Produkt durch das Rücklaufverhältnis im Dieselsiedebereich aus dem zweitobersten Schuss gemischt wird mit 1-10 % des Produktes aus einem unteren Schuss zur Erzielung der richtigen Cetanzahl und der richtigen Schmierfähigkeit für die Einspritzpumpen.

Vorteilhaft ist es auch, dass die im Schräglamellenklärer anfallenden festen Rückstände über eine Schrägförderschnecke vorgetrocknet und außerhalb des Behälters durch Beheizung von den Ölbestandteilen befreit werden, wobei die austretenden Produktdämpfe in die Anlage zurückgeleitet werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist schließlich vorgesehen, dass die Anlage ihren Strom aus einem eigenen Stromerzeugungsaggregat erhält, in das in der Ansaugluft die Produktgase eingeleitet werden und die erzeugten Auspuffgase zur thermischen Trocknung der Eingangsstoffe verwendet werden.

Zudem wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass das Reaktionsrohr über seine gesamte Länge zumindest teilweise konzentrisch von einem Heizelement umgeben ist und das Heizelement zumindest teilweise am Reaktionsrohr anliegt. Dadurch werden unkontrollierte Temperaturübergänge vermieden und die Temperatur unter 400°C gehalten. Damit werden Flammen und jegliche Verbrennungen im System vermieden und ein Verstopfen verhindert.

Hierzu ist es vorteilhaft, dass das Heizelement als elektrischer Rohrheizkörper oder aus einem Mantel aus katalytischem Wabenmaterial gebildet ist, wobei der Mantel aus katalytischem Wabenmaterial durch einen Abgas-oder Heißluftstrom heizbar ist. Der Ein elektrischer Heizkörper ist einfach regel-und steuerbar. Abgas-oder Heißluftstrom wird durch einen Öl-oder Gasbrenner erzeugt.

Ferner ist es vorteilhaft, dass die Reaktionsrohre um ein im Zentrum des Reaktors angeordnetes Mittelrohr herum angeordnet sind, wobei über das Mittelrohr als Eintragsrohr ausgebildet ist, über das feste Stoffe oder Stoffgemische in den Reaktorraum förderbar sind.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist schließlich vorgesehen, dass im Eintragsrohr eine Förderschnecke angeordnet ist. Der feste Eintrag wird dadurch kontrolliert und einfach dosierbar in den Reaktor geleitet.

Hierzu ist es vorteilhaft, dass die Förderschnecke an einem Ende der als Rührer ausgebildet ist.

Dadurch lassen sich die festen und die flüssigen Einträge mit dem Katalysator und sonstigen Zusätzen homogen vermischen.

Hierdurch wird erreicht, dass die Förderschnecke feste Eingangsstoffe in eine Suspension im unteren Bereich des Reaktors transportiert und die mit den festen Eingangsstoffen im Produkt gelösten Katalysatoren und Kalkzusätze mit dem Rührer mischt.

Eine zusätzliche Möglichkeit ist gemäß einer Weiterbildung, dass innerhalb jedem Reaktionsrohr ein Reinigungselement vorgesehen ist, das koaxial zum Reaktionsrohr gelagert und von außerhalb des Reaktors zumindest drehbar angetrieben ist. Dadurch werden die Bereiche der Wärmeübertragung kontinuierlich gereinigt. Dies garantiert im Zusammenhang mit den Rohrheizkörpern einen kontinuierlichen Wärmeübergang und entsprechend einen gleichbleibenden Durchfluss.

Von besonderer Bedeutung ist für die vorliegende Erfindung, dass das Reinigungselement als Welle ausgebildet ist, um die herum ein Schneckengewinde oder Schaufeln angeordnet sind, wobei der Abstand zwischen dem Schneckengewinde oder den Schaufeln und der Innenfläche des Reaktionsrohres zwischen 0,01 mm und 9 mm beträgt. Dadurch werden Rückstände zuverlässig gelöst und der Kreislauf sauber gehalten. Dabei fördern die Reinigungselemente die Rückstände in Durchflussrichtung der Reaktionsrohre.

Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ausbildung und Anordnung ist es von Vorteil, dass der Reaktor einen zylindrischen Reaktorbehälter mit einer Mittelachse aufweist, zu der konzentrisch das Eintragsrohr, die Förderschnecke und ein Wartungsstutzen angeordnet ist.

Dadurch wird ein einfacher und thermodynamisch fassbarer Aufbau des Reaktors erreicht.

Hierzu ist es vorteilhaft, dass der Reaktorbehälter nach oben hin mit einem Deckel abgeschlossen ist, durch den das Eintragsrohr durchgeführt ist und auf dem die Antriebsaggregate für die Reinigungselemente angeordnet sind. Dies gewährleistet eine einfache Wartung.

In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, dass das Eintragsrohr im unteren Bereich des Reaktorbehälters mündet und mit einem Zwischenboden abschließt, an dem die Reaktionsrohre ansetzen. Dadurch gelangt der Eintrag direkt in den Mischbereich und wird nach dem Mischen direkt in die Reaktionsrohre geleitet.

Zudem ist es vorteilhaft, dass am Reaktorbehälter eine Eingangsstoffleitung für flüssige Kohlenwasserstoffgemische, eine Zuleitung vom Abscheidebehälter und eine Ableitung zum Zyklon vorgesehen ist. Durch die Ab-und Zuleitung ist der Reaktor in einen Ölkreislauf integrierbar.

Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ausbildung und Anordnung ist es von Vorteil, dass die Vorrichtung einen Brenner, einen Sumpfheizungsbehälter und einen Schornstein aufweist und der Reaktor mit dem Sumpfheizungsbehälter und der Vorwärmung rauchgasseitig vom Brenner in Richtung Schornstein verbunden ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist schließlich vorgesehen, dass die Vorrichtung einen Abscheidebehälter und einen als Hydrozyklon ausgebildeten Zyklon mit innenliegender Venturidüse aufweist und durch den Reaktor, den Zyklon und dem unter dem Zyklon angeordneten Abscheidebehälter ein Kreislauf gebildet wird, der Öl als Fördermedium, suspendierende Katalysatoren, Reststoffe und Kalk aufnimmt. Dadurch wird der Ölkreislauf einfach aufgebaut und ist einfach regel-und steuerbar.

Ferner wird die Aufgabe, ein Verfahren zur katalytischen Verölung von kohlenwasserstoffhaltigen Rückständen in einem Flüssigkreislauf mit einem Reaktor als Wärmetauscher dadurch gelöst, dass als Katalysator ionentauschfähige Katalysatoren, wie Kalziumaluminiumsilikat oder Natriumaluminiumsilikat verwendet werden, das Gemisch kohlenwasserstoffhaltigen Rückständen und mindestens Katalysatoren in einem Ölbadkreislauf erhitzt werden, wobei der Ölbadkreislauf Reaktionsrohre aufweist, die heizbar sind und die Reaktionsrohre innen an den Wärmeübertragungsstellen während des Verölungsprozesses kontinuierlich gereinigt werden.

Dadurch wird die Verfügbarkeit und der Wirkungsgrad wesentlich erhöht.

Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ausbildung und Anordnung ist es von Vorteil, dass zusätzlich Kalk zugeführt wird. Der Kalk dient als lonenaustauscher und ist somit ein kostengünstiger Regenerator für den Katalysator, der dem Verölungsprozess wieder zugeführt werden kann.

Vorteilhaft ist es ferner, dass das erhitzte und gemischte Produkt vom Reaktor in einen Zyklon geleitet wird und der im Zyklon nach oben ausgetragene Produktdampf über einen Sicherheitsbehälter mit Tropfenabscheider in einer Destillationskolonne und einem nachfolgenden Kondensator fraktioniert wird.

Schließlich ist es von Vorteil, dass das Produkt zur Verbrennung aus einer oberen Fraktion mit 1 bis 10% einer unteren Fraktion aus der Destillationskolonne gemischt wird. Dies dient der Erzielung der richtigen Cetanzahl und der richtigen Schmierfähigkeit für die Einspritzpumpen.

Von besonderer Bedeutung ist für die vorliegende Erfindung, dass (7) die im Abscheidebehälter anfallenden festen Rückstände über eine beheizbare Förderschnecke vorgetrocknet und außerhalb des Abscheidebehälter durch Beheizung von den Ölbestandteilen befreit wird, wobei die austretenden Produktdämpfe über eine Oldampfleitung in die Anlage zurückgeleitet werden. Damit werden die keramischen Rückstände kontinuierlich abgeschieden und bei gleichzeitiger Dampfrückführung getrocknet.

Außerdem ist es vorteilhaft, dass das durch die Verölung erzeugte Endprodukt sowie bei der Verölung entstehende Produktgase einem Dieselmotor zugeführt werden, der ein Stromaggregat antriebt und die vom Dieselmotor erzeugten Abgase zur thermischen Trocknung der Eingangsstoffe verwendet werden. Dadurch wird ein abgeschlossenes Verwertungssystem geschaffen.

Weitere wesentliche Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen und in der Beschreibung erläutert und vor allem in den Figuren dargestellt. Es zeigt : Fig. 1 den Aufbau einer Anlage mit elektrischer Rohrheizung ; Fig. 2 den Aufbau eines Reaktors ; Fig. 2a den Querschnitt eines Reaktors ; Fig. 3 den Aufbau einer Anlage mit elektrischer Rohrheizung ; Fig. 4 den Aufbau eines Reaktors ; Fig. 4a den Querschnitt eines Reaktors ; Fig. 5 den Aufbau einer Anlage mit Gasbrenner.

In Figur 1 ist ein Reaktor 1 dargestellt, der in Figur 2 und 2a näher erläutert ist. Der Reaktor 1 ist über eine Rohrleitung mit dem Zyklon 3 und einem als Schräglamellenklärer gebildeten Abscheidebehälter 2 verbunden. Der Zyklon 3 ist mit einem Sicherheitsbehälter 4 mit innenliegenden Tröpfchenabscheider, einem sogenannten Demistoren verbunden. Oberhalb des Sicherheitsbehälters 4 ist die Destillationskolonne 5 angeordnet. Diese ist mit dem Kondensator 6 verbunden.

Der Reaktor 1 ist im unteren Bereich mit einem Vorwärmbehälter 7 verbunden, der etwa den gleichen Aufbau wie der Reaktor 1 aufweist und mit einem Rauchgasrohr des dieselbetriebenen Stromerzeugers 9 verbunden ist. Das Rauchgas wird vom Vorwärmbehälter 7 über ein Rohr 7.1 nach außen geführt. Der Vorwärmbehälter 7 ist nach oben mit einem Kondensator 8 für Wasser verbunden. Die Einheit 7 und 8 werden als thermische Entwässerungsanlage bezeichnet.

Der Vorwärmbehälter 7 ist im unteren Bereich über eine Verbindungsleitung mit Speisepumpe 29 mit dem Abscheidbehälter 10 verbunden. In dem Abscheidebehälter 10 befindet sich eine Überlauftrennwand, die die Einlaufzone der Zufuhrleitung von der Auslaufzone zum Vorwärmbehälter 7 trennt. Der Abscheidebehälter 10 weist neben der Zulaufleitung eine obere und eine untere Wasserablauflsitung auf.

Auf der dem Reaktor 1, Zyklon 3 und Abscheidebehälter 2 gegenüber liegenden Seite ist ein Feststoffabscheidebehälter 11 und eine Vakuumpumpe 12 vorgesehen. Diese werden für die Abtrennung der Produktanteile eingesetzt, die nicht zu dem Produkt Diesel bzw. leichtes Heizöl gehören und aus den Stoffen der Eingangsstoffbehälter 13, 14, und 15 erzeugt werden. Der Behälter 13 nimmt die festen Eingangsstoffe für die Verölung auf. Der Behälter 14 wird als Dosierbehälter für die Mischung aus Katalysator und Produkt und der Behälter 15 wird als Dosierbehälter für die Mischung aus Kalk und Produkt eingesetzt.

Die in den drei Behältern 13,14, 15 über die darunterliegenden Eintragsschnecke eingetragenen, nicht reaktionsfähigen Feststoffanteile werden in der beheizten Förderschnecke 16 entölt. Der dabei entstehende Öldampf wird über die Öldampfleitung 17 in den Sicherheitsbehälter 4 geleitet.

Die entölten Rückstände fallen in den Rückstandsbehälter 11.

Seitlich zur Destillationskolonne 5 sind mehrere Kühler 18 angeordnet. Damit werden die Produkte 19,20, 21 und 22 gekühlt. Die Zusammensetzung der Produkte 19 bis 22 wird durch die Öffnung des Rücklaufventils 23 bestimmt, womit das Rücklaufverhältnis eingestellt wird. Der in dem Produkt enthaltene Wasseranteil wird in dem in Kammern eingeteilten Kondensator 6 an dem Ventil 24 ausgeschieden. Ein Leitfähigkeitssensor öffnet und schließt dieses Ventil, je nach Wasseranteil.

Das Rücklaufventil 23 weist eine Rücklaufleitung 25 auf, die gleichzeitig die Entleerungsleitung für den Kondensator 6 bildet. Die Rücklaufleitung 25 ist mit dem Abscheidebehälter 26 verbunden.

Der Abscheidebehälter 26 ist über eine Produktgasleitung 27 mit der Oberseite des Kondensators 6 verbunden. Dadurch wird erreicht, dass der Abscheidebehälter 26 flüssige Anteile aus dem Produktgas abscheidet.

Der Abscheidebehälter 26 ist an der Oberseite über eine Rohrleitung mit dem Zyklonfilter 28 verbunden. Der Zyklonfilter 28 weist ebenso wie auch der Zyklon 3 eine Verlängerung der Einlaufdüse in den Zyklonkörper mit venturiartiger Verengung auf. Damit werden auch kleine Flüssigkeitspartikel zuverlässig abgeschieden, ehe das Gas über eine Rohrleitung mit Vakuumpumpe 12 in den Dieselmotor 9 geleitet wird.

Figur 2 und 2a zeigen den für die Funktion der Erfindung wesentlichen Aufbau des Reaktors. Der Reaktor besteht aus einem Reaktorbehälter 30 mit innenliegender Förderschnecke 35. Die Förderschnecke 35 weist im unteren bereich einen Rührer auf. Die Förderschnecke 35 mit Rührer wird in einem Eintragsrohr 31 geführt. Cirkumferentiell um das innenliegende Eintragsrohr 31 sind acht Reaktionsrohre 32 angeordnet. Jedes Reaktionsrohr 32 ist von einem elektrischen Heizkörper 33 umgeben, der über eine elektrische Leitung 40 mit Energie versorgt wird. Um jeden Heizkörper 33 wiederum ist eine konzentrische Isolationsschale 34 angeordnet.

Die für den Umlauf notwendigen Zu-und Ableitungen des Reaktorbehä ! ters 30 werden durch Rohrstutzen 38 und 39 gebildet. Als Eingangstoffzuführung ist eine Rohrleitung 37 und die Förderschnecke 35 in der Mitte vorgesehen. Der Reaktor'behälter 30 bildet somit als tragendes Stahigehäuse bestehend aus einer oberen und unteren Kammer, einer Verbindungsrohrleitungen in Form des zentrischen Mittelrohres 31 und der circumferenziell darum herum angeordneten, beheizten Rohre 32.

Alle Rohe sind isoliert und die um das Mittelrohr angeordneten Rohre 32 sind zusätzlich mit Rohrheizkörpern 33 elektrisch geheizt. In den Rohren 32 sind angetriebene Reinigungsspiralen 36 eingebracht. Die Reinigungsspiralen 36 werden über einen außerhalb des Reaktors angeordneten Antrieb bewegt. Bei jeder Umdrehung der Reinigungsspirale 36 wird die innere Rohrwand auf ihrer gesamten Fläche einmal überstrichen und somit gereinigt. In einem speziellen Ausführungsbeispiel besteht die Reinigungsspirale 36 aus einer durchlöcherten Förderschnecke. Die Löcher gewährleisten den Wärmeübergang im Rohr 32.

Die nachfolgenden Figuren 3,4 und 4a zeigen das erfindungsgemäße Verfahren. Im Reaktor 41 läuft Kreislauföl um, das durch den Reaktor 41 erwärmt wird. Dazu sind in dem Reaktor 41 Heizelemente in Form von elektrischen Heizkörpern 73 enthalten. Die Heizelemente sind prinzipiell als Rohrheizkörper ausgebildet.

Die Vorgänge im einzelnen zeigt die Figur 4 und 4a.

Über das Eintragsrohr 71 werden feste Eingangsstoffe in den Reaktor 41 eingebracht. Diese sind feste kohlenwasserstoffhaltige Rückstände 53, in Produkt gelöster Katalysator 54 und in Produkt gelöster Regenerator in Form von Kalk 55. Flüssige Eingangsstoffe, wie beispielsweise Altöle oder Fette gelangen über die Eingangsstoffleitung 77 von der mechanischen Wasserabscheidung 50 über die thermische Wasserabscheidung 47 in den unteren Bereich des Reaktors 41.

Die Energie für den katalytischen Prozess wird über die Rohrheizkörper 73 in den Reaktor 41 eingeleitet und den Eingangsstoffen zugeführt. Die elektrische Energie wird durch Verbrennung des Produkts in dem Dieselmotor 49 mit nachgeschaltetem Generator erzeugt. Die Abwärme des Dieselmotors 49 dient auch der thermischen Wasserabscheidung der Entwässerung im Vorwärmbehälter 47. Der Vorwärmbehäiter 47 verdampft das Wasser, das sich im Kondensator 48 ansammelt und abgegeben werden kann. Der Vorwärmbehälter47 ist im unteren Bereich über eine Verbindungsleitung mit Speisepumpe 69 mit dem Abscheidbehälter 50 verbunden.

Die Hauptreaktion in dem Reaktor 41 findet in einem Ölkreislauf statt, der durch den Reaktor 41, dem Hydrozyklon 43 und dem als Schräglamellenklärer ausgebildeten Abscheidebehälter 42 gebildet wird. Der Kreislauf wird durch die Erwärmung des Reaktors 41 und durch die Bildung von Produktdampf aus den eingegebenen Reststoffen beschleunigt.

Die Dampfbildung ist das Ergebnis des katalytischen Depolymerisationsprozesses, d. h. der Molekülverkürzung auf Grund der katalytischen Spaltung. Dabei lagern sich die Kohlenwasserstoffmoleküle an den Katalysator an. Im angelagerten Zustand verkürzen sich die Moleküle so lange bis die Reaktionstemperatur von 330 bis 400°C, je nach Reststoffart, die Verdampfungstemperatur erreicht haben. Dadurch ist das Produkt mit mehr als 95 % Diesel vorgegeben.

Der Katalysator ist ein lonentauscher. Er neutralisiert eingegebene Anteile an Halogenen mit dem am Katalysator anhängenden Kation zu Salzen schon bei Temperaturen unterhalb von 300°C.

Erfindungsgemäß wird der Vorteil ausgenutzt, dass der Katalysator durch das Neutralisieren das anhängende Kation verliert und aufnahmefähig für ein neues Kation ist. Aus wirtschaftlichen und katalysatortechnischen Gründen erfolgt die Regeneration des Kations durch Kalk. Der Katalysator Natriumaluminiumsilikat oder Kalziumaluminiumsilikat regeneriert sich dadurch immer in Kalziumaluminiumsilikat um. Dieses ist die aktivste Katalysatorform und hat die niedrigste Umwandlungstemperatur und die höchste Selektivität, d. h. größte Dieselausbeute.

Erfindungsgemäß ist damit das Verfahren hinsichtlich der Dosierung beziehungsweise Konzentration des Katalysators im Gemisch ein besonders einfach regelbarer Prozess. Die Katalysatordosierung kann erfindungsgemäß über die Reaktionstemperatur erfolgen. Die Produktionsmenge bei einer eingestellten Temperatur wird über die Katalysatorkonzentration eingestellt. Dieses ist vergleichbar mit der Borkonzentration in einem Kernkraftwerk.

Die Aufbereitung des Produktes enthält eine Reihe von überraschenden Effekten, die für die Wirtschaftlichkeit des Prozesses von großer Bedeutung ist. So wurde nun gefunden, dass das Produkt aus dem sogenannten 2. Schuss so gewonnen wird, dass das Rücklaufverhältnis über das Rücklaufventil 63 so eingestellt wird, dass die Kondensationstemperatur dort zwischen 270 und 300°C, vorzugsweise bei 285°C liegt. Dieses Produkt wird nun nicht in reiner Form dem Dieselmotor zugeführt, sondern mit 2 bis 8% des Produktes am Produktauslass 59 gemischt, um die Schmierfähigkeit für die Einspritzpumpe zu erhalten.

Die nicht kondensierbaren Gase aus dem Kühler 46 werden über die Produktgasleitung 67 in den Abscheide-und Produktbehälter 66 für leichte Fraktionen 66 geleitet und von dort über den Zyklonfilter 68 und die Vakuumpumpe 52 in den Dieselmotor 49, der in der Ansaugluft damit auch brennbares Gas enthält. Die in dem dem Kreislauf der durch die Behälter 41, 42, und 43 gebildet wird, im Abscheidebehälter 42 anfallenden Feststoffe lagern sich in diesem am Boden ab. Dieser Vorgang wird durch die Schräglamellen intensiviert, die ein Aufwirbeln dieser Stoffe verhindern.

Diese dort lagernden Feststoffe werden in ihrer Isolationswirkung erfasst. Wenn die Temperatur am Boden sinkt, steigt die Schichtdicke durch die Isolationswirkung. Ab einer Mindesttemperatur wird die Förderschnecke 56 angetrieben. Sie besitzt ein mit Siebelementen versehenes Schneckenelement, das für den Ablauf überflüssigen Öles nach unten sorgt. Der Bereich außerhalb des Behälters ist beheizt und trocknet den Feststoffkuchen vollständig ab. Der dabei entstehende Dampf wird über eine Öldampfleitung 57 in den Sicherheitsbehälters 44 geleitet und somit in den Prozess rezirkuliert. Oberhalb des Sicherheitsbehälters 44 ist eine Destillationskolonne 45 vorgesehen. Seitlich zur Destillationskolonne 45 sind mehrere Kühler 58 angeordnet. Damit werden die Produkte 59,60, 61 und 62 gekühlt.

Der getrocknete Feststoffkuchen gelangt in den Rückstandsbehälter 51 und wird von dort entsorgt oder weiter verwendet. Die Art der Weiterverwendung hängt von den Einsatzstoffen ab. Bei Ölen, Teeren und Kunststoffen entsteht an dieser Stelle nur eine geringe Menge zusätzlichen Rückstandes und 1 % verbrauchter Katalysator. Bei Papier, Trockenstabilat, landwirtschaftlichen Rückständen und getrockneten Abfällen entsteht hier, neben etwas Keramik und Metallen vor allem getrockneter Kohlenstoff. Dieser hat bei landwirtschaftlichen Eingangsstoffen die Qualität von Holzkohle und dient deshalb auch bei Einsatzstoff Problemholz als sauberer Brennstoff, da die Halogene über den ionentauschenden Katalysator als Salz bereits zurückgehalten wurden.

Die Verwertung von landwirtschaftlichen Einsatzstoffen und Papier hat einen Wasseranteil zur Folge, der über ein als Produktwasserauslass gebildetes Ventil 64 entnehmbar ist. Am Ventil 64 ist ein pH-Wert-Geber vorgesehen, der der Dosierung der Menge an Neutralisationsmittel 55 dient.

Damit wird ein neutraler pH-Wert 7 erreicht, der die Belastung von Chlor im Produkt ausschließt.

Damit werden in dem Produkt auch die Stoffe Dioxin, PCB und PCP ausgeschlossen.

Die überraschenderweise gefundene erfinderische Besonderheit, die die kontinuierliche und damit wirtschaftliche Betriebsweise ermöglicht, ist in Figur 4 dargestellt. Der Reaktorbehälter 70 vermeidet Ablagerungen durch die Reinigungselemente76, die die Reaktionsrohre 72 kontinuierlich reinigen. Diese Reinigung ist ausreichend, wenn von Zeit zu Zeit die Reinigungswelle einmal die gesamte Oberfläche in den Rohren in einem Mindestabstand von 0,5 bis 1 mm von der Wand abfährt. Dazu ist keine geschlossene Schnecke notwendig, sondern nur Reinigungselemente, die bei 360°C Umdrehung den Rohrabschnitt reinigt. Das geschieht durch eine in dem jeweiligen Reaktionsrohr 72 vorgesehene Schneckenwendel 75. In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel sind auf einer Welle aufgesetzte Paddeln als Reinigungselemente vorgesehen. Die Reinigungselemente sind mit Durchtrittsöffnungen versehenen, um den Wärmeaustausch zu verbessern.

Die in der Mitte eingesetzte Schneckenwendel 75 transportiert die zugeführten Feststoffe in den unteren Teil des Reaktors, der den Rührer enthält. Die Rührwirkung bewirkt das verstärkte Schmelzen der Kunst-und Kohlenwasserstoffe und den Kontakt mit dem ionentauschenden Katalysator und der Verteilung des molekular feinen Katalysators in der gesamten Suspension.

Der Hauptteil der Vermischung geschieht jedoch durch den Umlauf der Flüssigkeit im Kreislauf.

Die erfindungsgemäße katalytische Umsetzung bei Temperaturen unter 400°C vermeidet die Disproportionierung der Kohlenwasserstoffmoleküle zu Methan und Koks. Die bei diesem katalytischen Prozess mit Kalziumaluminiumsilikat entstehenden Produkte haben den Vorteil, dass die Kohlenstoffentstehung auch ohne Druck und ohne Wasserstoff erfolgt. Obwohl kein zusätzlicher Wasserstoff in das Produkt eingetragen wird, sind die entstehenden Alkene produkttechnisch voll ausreichend als Diesel oder Heizöl. Damit sind erfindungsgemäß alle CH2- enthaltenen Einsatzstoffe, wie Kunststoffe, Altöle, Teere und Fette direkt, fast ohne Nebenprodukte zu Dieselöl umwandelbar.

Bei den Stoffen, die in der Summe nur CH enthalten, wird durch diesen Katalysator eine direkte Aufteilung in CH2 und C im gleichen Verhältnis erreicht. In dem Fall, zu dem die Stoffe, Holz, landwirtschaftliche Rückstände, Papier und in gewissen Rahmen auch die getrockneten Müllfraktionen gehören, enthält der getrocknete Rückstand erhebliche Mengen an Kohlenstoff mit einer Qualität, die der von Holzkohle entspricht.

In Erweiterung der Erfindung wurde nun gefunden, dass es möglich ist, die Elektroheizung durch eine Gasheizung zu ersetzen. Die Reaktion lässt sich so beschleunigen, dass die gebildeten Spaltgase ausreichen, die Wärme des Prozesses aufzubringen. In dem Fall wird der Dieselmotor durch einen Gasbrenner ersetzt, der mit dem Produkt Diesel angefahren wird. Figur 5 zeigt die Anordnung der Komponenten mit dieser Beheizungsform.

Mit 81 ist der Reaktor bezeichnet, der statt der Elektroheizung seitlich nach oben angeordnet einen Gas-/Ölbrenner 92 besitzt. Die Anordnung von oben nach untern hat den Sinn, dass bei Versagen eines Reaktorrohres kein Öl nach außen austreten kann, sondern in dem Reaktor 81 gehalten wird. Auf dem Reaktor 81 sind die Reinigungssysteme 110 angeordnet. Zwischen den Reaktionsrohren ist statt der Isolierung katalytisches Wabenmaterial zwischengeschichtet, um die Rauchgase nachzureinigen und die Wärme der Verbrennung besser zu speichern. In der Mitte des Reaktors 81 ist das Eintragsrohr für die festen Eingangsstoffe, Katalysator und Neutralisationsmittel in der gleichen Weise angeordnet, wie in den Figuren 1 und 2 beschrieben.

Nach dem Reaktor 81 gelangen die teilweise abgekühlten Rauchgase in den Verdampfer der Destillation, der als Sumpfheizungsbehälter 82 ausgebildet ist. Durch die bereits teilweise abgekühlten Rauchgase ist die Verdampfung limitiert und es entsteht keine Pyrolyse. Nach der Sumpfbeheizung 82 gelangen die Rauchgase in die thermische Entwässerung 83, in der der Eingangsstoff Altöl, Bitumen oder Teer von dem absorbierten Wasser befreit wird. Das steigt über den Dampfdom 84 in den Kondensator 99.

Die in dem Vorwärmer abgekühlten Rauchgase gelangen nach der thermischen Entwässerung 99 in die Luftvorwärmer und dann durch den Schornstein 98 an die Umgebung. Dabei enthalten alle rauchgasdurchströmten Apparate Wabenkatalysatoren, die die Wärmespeicherung und die Rauchgasreinigung übernehmen. Im Falle von stickstoffhaltigen Einsatzstoffen erfolgt eine Bypassleitung für 10 % der gebildeten Brenngase zu dem Vorwärmer, der dann mit SCR, den Entstickungskatalysatoren gefüllt ist. In den Katalysatoren werden dann die Stickoxide mit diesem Gas in Reaktion vermindert. Die letzte Schicht in dem Rauchgasraum des Vorwärmers ist dann ein Nachverbrennungskatalysator, der die in der Entstickung nicht reduzierten Gase verbrennt.

In der umgekehrten Richtung gelangen die Einsatzstoffe, wie beispielsweise Bitumen, Altöle oder Fette, über die Zufuhrleitung 111 in den mechanischen Entwässerungsbehälter 85, der innerlich ein Überlaufwehr hat, daß das Wasser abtrennt und in einen Absetzbehälter 106 ableitet. Dort wird das restliche Öl nach oben abgeschieden, ehe das Wasser abgegeben wird.

Nach dem mechanischen Entwässerungsbehälter 85 kommen die Einsatzstoffe in den thermischen Entwässerungsbehälter 83, in dem das Wasser dampfförmig abgetrennt, kondensiert und abgegeben wird. Dabei wird das Öl gleichzeitig auf Temperaturen zwischen 200 und 300°C vorgewärmt. Von hier gelangen die vorgewärmten Öle in den Reaktor 81, der im Kreislauf aus ihnen den Produktdampf erzeugt. Dieser Produktdampf gelangt zusammen mit dem nicht umgesetzten Trägeröl, den festen Bestandteilen und dem Spaltgas den Zyklon 89.

Während das Kreislauföl und die festen Bestandteile nach unten in den Absetzbehälter 90 und das Trägeröl zurück in den Reaktor 81 gelangen, strömt der Dampf und das Gas über das Mittelrohr des Zyklons 89 in. den Sicherheitsbehälter 88, auf dem sich das Sicherheitsventil 100 befindet. In dem Sicherheitsbehälter befinden sich die Tropfenabscheider, so dass nur der reine Produktdampf aufsteigt. Über die Leitung 101 gelangt dieser Dampf in die Destillationskolonne 96.

Kondensierende Anteile des Dampfes gelangen in den Sumpfbehälter 82 und werden dort mit dem Rauchgas verdampft, um die Produktqualität und Sauberkeit in der Kolonne 96 zu erhöhen.

Die Kolonne 96 hat 5 Bodengruppen, sog. Schüsse, die mit den Abgängen 97 und den Produktventilen 114,114, 116,117 und 118 verbunden sind. Von den Abgängen ist im Normalfall nur der Abgang 114 zu 95 % und der Abgang 118 zu 5 % geöffnet. Durch die Mischung der beiden Produkte wird die Dieselqualität und die Schmierfähigkeit für die Einspritzpumpen gewährleistet.

Durch die Regelung des Rücklaufventils 103, das einen kleinen Teil der in dem Kühler 101 kondensierten Produktes zurückleitet, wird die Trennwirkung und Qualität des Diesel geregelt.

Unterhalb der Behälter 81, 82, 83, 90 und 85 sind Ablassventile 95 und ein Sammelleitungssystem angeordnet, das in einer Auspressschnecke 94 endet. Die Auspressschnecke 94 ist durch einen Schneckenantrieb 108 angetrieben. Aus dieser gelangt der Presskuchen in einen Keramisator 87.

Dieser besteht aus 3 Teilen, einem Brenner 91 für den Start der Verbrennung, der thermischen Entölung 93, einer Schweltrommel 93 mit innenliegender Schweischnecke und Beheizung durch das Rauchgas und einer Brennkammer 87. Der Presskuchen aus der Pressschnecke 94 gelangt zuerst in die Schweltrommel 93. Dort wird der Produktdampf freigesetzt und in den Sicherheitsbehälter88 über die Öldampfrückführung 105 in den Sicherheitsbehälter88 zurückgeleitet.

Am Ende der Schweltrommel 93 presst die innenliegende Schwelschnecke den trockenen Rückstand in die Brennkammer 87, in der die brennbaren Anteile des ausgetrockneten Rückstandes verbrannt werden und damit die Energie für die Schweltrommel 93 gewonnen wird.

Die verbleibende Energie wird der Luftvorwärmung und Brauchwärmebereitung zur Verfügung gestellt.

Die Bezugszeichenlisten zu den einzelnen Figuren ist ein sehr wichtiger Bestandteil der Anmeldung mit erläuterndem Charakter und ermöglichen dem Fachmann neben der Beschreibung das erfindungsgemäße Verfahren zu erfassen.

In einem besonderen und für die Erfindung sehr wichtigen Ausführungsbeispiel wird der Gegenstand der Erfindung näher erläutert.

Ein Behälter mit einem Durchmesser von 600 mm und einer Höhe von 1300 mm ist mit einem Zyklon von 450 mm Durchmesser und 800 mm Länge verbunden. Dieser besitzt ein innenliegendes Venturirohr zur Verbesserung der Abscheidewirkung. Oberhalb des Zyklons ist ein Sicherheitsbehälter mit 1000 mm Durchmesser und 1000 mm Höhe angeordnet. Unterhalb des Zyklons befindet sich ein Absetzbehälter mit 800 mm Durchmesser und 1050 mm Höhe.

In dem Behälter sind schräge Bleche eingebaut, die die Beruhigungszone darstellen. Seitlich ist die Verbindung zum Reaktorbehälter und seitlich nach oben befindet sich eine Förderschnecke, die außerhalb des Reaktors elektrisch beheizt ist und mit der Spitze bis an den Boden des Behälters reicht. Sie hat einen Durchmesser von 120 mm innen und eine Länge von 2400 mm.

Das dort abführende Dampfrohr hat einen Durchmesser von 60 mm.

Auf dem Sicherheitsbehälter befindet sich eine Glockenbodenkolonne mit einem Durchmesser von 300 mm und einer Höhe von 3.600 mm. Diese Destillationskolonne ist mit einem Kopfkondensator mit 1300 mm Länge und einem Durchmesser von 220 mm verbunden. Der Wasserkreislauf, der den Kopfkondensator kühlt, wird gebildet durch die Verbindung mit einem Wassertank, Rohrleitungen und einem Rückkühler mit 500 mm Durchmesser und 1200 mm Länge.

Dieser wird durch Luft gekühlt, die durch einen Ventilator durch den Wärmetauscher geleitet wird.

Eine nicht dargestellte erfindungsgemäße Möglichkeit ist eine Verbindung mit einer Heizungsanlage, wo dieser Kühler als Wasser/Wasser-Wärmetauscher wirkt.

Der Ölvorwärmbehälter hat einen Durchmesser von 800 mm und 1250 mm Höhe. Er ist mit einem Kondensator mit 200 mm Durchmesser und 850 mm Länge verbunden. Beide Kondensatoren sind mit Abscheidebehältern von 800 mm Durchmesser und 1250 mm Länge verbunden, die oben einen Anschluss an die Vakuumpumpe haben. Diese erzeugt einen Unterdruck von 0,1 bar, also 0,9 bar absolut. Druckseitig ist die Vakuumpumpe mit dem Dieselmotor mit einer Leistung von 635 kW verbunden.

Die Vorratsbehälter haben folgende Maße, für den Kunststoff 500 mm Durchmesser und 700 mm Höhe für das Gemisch an Katalysator und Produkt 400 mm Durchmesser und 600 mm Höhe für das Gemisch an Kalk und Produkt 400 mm Durchmesser und 600 mm Höhe.

Von diesen Stoffen werden pro Stunde in dieser Anlage bei voller Leistung an Kunststoff 150 kg, Katalysator 1, 5 kg und Kalk im Mittel 3 kg verbraucht. Die maximale Leistung an getrockneter Eingangssubstanz ist 300 kg und die des Produktes maximal 200 Liter je Stunde.

Die Destillationskolonne hat seitlich 4 Kühlkörper mit dem Durchmesser von 150 mm und einer Höhe von 250 mm. Die Behälter haben als Zufuhr-und Abfuhreinrichtungen Magnetventile oder pneumatisch ausgestattete Ventile. Diese Ventile befinden sich an der Ölzufuhr, den Behälterböden und den Schüssen der Destillationskolonne. Die Durchmesser der Produktleitungen für das aus der Destillationskolonne kommende Produkt ist 1 Zoll. Das gasförmige Produkt wird an der Vakuumpumpe mit einem Durchmesser von 60 mm zum Motor geleitet. Der in der Gasleitung vor der Vakuumpumpe befindliche Flüssigkeitsabscheider hat den Durchmesser von 180 mm und die Höhe von 300 mm. Die Vakuumpumpe hat eine Gasleistung von 1 m3/h.

An dem Reaktor befindet sich die Zufuhrschnecke mit dem Rührer. Die Zuführungsschnecken hat einen Durchmesser von 150 mm und eine Länge von 2000 mm. Die Eintragsschnecke mit dem daran angebrachten Rührer hat einen Durchmesser von 150 mm und eine Länge von 1800 mm.

Die Reinigungsschnecken in den Reaktorrohren haben einen Durchmesser von 67 mm und eine Länge von 1400 mm.

An der elektrisch beheizten Trocknungsschnecke des Schräglamellenklärers, die die festen Rückstände austrägt, ist ein Wechselbehälter mit einem Durchmesser von 600 mm und einer Höhe von 800m angebracht. Die Verbindungsleitungen des Kühlwasserkreislaufes sind 1 Zoll und die Verbindungsleitungen zwischen dem Reaktor, Zyklon und Absetzbehälter sind 150 mm.

Diese Anordnung bringt als Produkt in Form von dieselmotorisch verwendbaren Ölen bei einer Temperatur in dem Reaktor von 350-400°C und einer kontinuierlichen Zufuhr von 1 % Katalysator zwischen 40 und 90 % der in dem Eingangsstoff vorhandenen Masse an Kohlenwasserstoffen. Die hohen Wirkungsgrade werden bei Eingangsstoffen mit hohen <BR> <BR> <BR> <BR> Wasserstoffanteil, wie AItöle, Kunststoffe und Fette erreicht. Die niedrigen Wirkungsgrade sind mit der Produktion von kohlenstoffhaltigen Rückständen verbunden, die sich aus der Disproportionierung der eingegebenen CH-Stoffe zu CH2 und C ergeben.

Halogenhaltige Stoffe werden vollständig enthalogenisiert. PVC verliert sein Chlor durch lonentausch mit dem Katalysator, wodurch Salz gebildet wird. Durch die Regeneration des Katalysators mit Kalk bildet dieser die hochaktive Form des Kalziumaluminiumsilikats, die auch die Spaltung bei besonders tiefen Temperaturen und damit eine hohe Selektivität zu Dieselöl ermöglicht.

Bezugszeichenliste zu Figur 1 1 Reaktor 2 Schräglamellenklärer, Abscheidebehälter 3 Zyklon 4 Sicherheitsbehälter 5 Destillationskolonne 6 Kondensator, Kühler 7 Vorwärmbehälter 7.1 Rohr 8 Kondensator 9 Stromerzeuger, Dieselmotor 10 Abscheidebehälter (mechanische Entwässerung) 11 Rückstandsbehälter, Feststoffabscheidebehälter 12 Vakuumpumpe 13 Dosierbehälter Eingangsstoff, Behälter 14 Dosierbehälter Katalysator 15 Dosierbehälter Kalk 16 Förderschnecke 17 Öldampfleitung 18 Kühler 19 Produktauslaß hochsiedend, Produkt 20 Produktaustaß mitte) hochsiedend, Produkt 21 Produktauslaß Diesel, Produkt 22 Produktauslaß Kopfprodukt, Produkt 23 Rücklaufventil 24 Produktwasserauslaß, Ventil 25 Rücklaufleitung 26 Abscheidebehälter 27 Produktgasleitung 28 Zyklonfilter 29 Förderpumpe Rückstandsöl, Speisepumpe Bezugszeichenliste zu den Figuren 2 und 2a 30 Reaktorbehälter 31 Eintragsrohr, Mittelrohr 32 Reaktionsrohr, beheiztes Rohr, Heizelemente 33 Elektrische Heizkörper, Rohrheizkörper 34 Isolationsschale 35 Förderschnecke mit Rührer, Rührer mit Schneckenwendel 36 Reinigungsschnecke mit Antrieb, Reinigungsspiralen, Reinigungselemente 37 Eingangsstoffleitung 38 Kreislaufölrückleitung, Zuleitung 39 Leitung zum Zyklon, Ableitung 40 Elektrische Leitung Bezugszeichenliste zu Figur 3 41 Reaktorbehälter 42 Schräglamellenklärer, Abscheidebehälter, Behälter 43 Zyklon, Hydrozyklon, Behälter 44 Sicherheitsbehälter 45 Destillationskolonne 46 Kondensator, Kühler 47 Vorwärmbehälter, thermische Wasserabscheidung 48 Kondensator 49 Stromerzeuger, Dieselmotor 50 Abscheidebehälter, mechanische Wasserabscheidung 51 Rückstandsbehälter 52 Vakuumpumpe 53 Dosierbehälter Eingangsstoffe 54 Dosierbehälter Katalysator 55 Dosierbehälter Kalk, Neutralisierungsmittel 56 Förderschnecke 57 Öldampfleitung 58 Kühler 59 Produktauslaß hochsiedend 60 Produktauslaß mitte) hochsiedend 61 Produktauslaß Diese ! 62 Produktauslaß Kopfprodukt 63 Rücktaufventii 64 Produktwasserauslass, Ventil 65 Rücklaufleitung 66 Abscheide-und Produktbehälter 67 Produktgasleitung 68 Zyklonfilter 69 Förderpumpe Rückstandsöl, Speisepumpe Bezugszeichenliste zu Figur 4 und 4a 70 Reaktorbehälter 71 Eintragsrohr 72 Reaktionsrohr 73 Elektrischer Heizkörper, Heizelement, Rohrheizkörper 74 Isolationsschale 75 Rührer mit Schneckenwendel, Förderschnecke mit Rührer 76 Reinigungsschnecken mit Antrieb, Reinigungselement 77 Eingangsstoffleitung 78 Kreislaufölrückleitung, Zuleitung 79 Leitung zum Zyklon, Ableitung 80 Elektrische Anschlußleitung Bezugszeichenliste zu Figur 5 81 Reaktor, Behälter 82 Sumpfheizungsbehälter, Sumpfbeheizung, Sumpfbehälter, Behälter 83 Thermischer Entwässerungsbehälter, Behälter 84 Dampfdom 85 Mechanischer Entwässerungsbehälter 86 Rückstandssammelbehälter 87 Keramisator, Brennkammer 88 Sicherheitsbehälter mit Tropfenabscheider 89 Zyklon 90 Schräglamellenklärer, Absetzbehälter 91 Brenner des Keramisators 92 Gas-/Ölbrenner für Anlage 93 Schweltrommel 94 Rückstandpressschnecke, Auspressschnecke, Pressschnecke 95 Rückstandsaustragventil, Ablassventil 96 Destillationskolonne 97 Abgänge 98 Rauchgasaustritt, Schornstein 99 Kondensator, thermische Entwässerung 100 Sicherheitsventil 101 Kühler, Kondensator 102 Produktgasleitung 103 Rücklaufleitung der Destillation mit Ventil 104 Produktwasserableitung 105 Öldampfrückführung aus Keramisator 106 Wasserabscheider der mechanischen Entwässerung, Absetzbehälter 107 Eingangsstoffzuführung 108 Schwelschneckenantrieb 109 Vorratsbehälter für die geschwelten Rückstände 110 Reinigungsschnecken für Reaktor, Reinigungssystem 111 Zufuhrleitung 114 Produktventil Kopfprodukt 115 Produktventil Hauptprodukt 116 Produktventil mittelschweres Produkt 117 Produktventil schweres Produkt 118 Produktventil Schmierstoff 119 Produktleitung leichtes Produkt (Benzin)