Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Schneckenförderer, nach der Gattung des An spruchs 1 , und einem Verfahren zur Beseitigung bzw. Verhinderung von Ablagerungen an einer Innenwand eines Rohres eines Schneckenförderers, nach der Gattung des Anspruchs 11 .

Es gehört zum Stand der Technik, dass Schneckenförderer als rohrförmige Reaktoren eingesetzt werden. Ein derartiger Reaktor ist mit einer Förderschnecke, einem Rohr und einer in dem Rohr angeordneten Förderschnecke ist aus der internationalen Pa tentanmeldung WO 2009 138 757 A2 bekannt. Nachteilig ist hierbei, dass diese in der Regel das Fördergut nur unzulänglich durchmischen und es während des Betriebes zu unerwünschten Anbackungen an dem Reaktor, nämlich an dessen Innenwand, kommt.

Daher wird in der US-amerikanischen Patentanmeldung US 2,844,607 A ein rohrför migen Reaktor mit achsenparallel angeordnetem, sich im Wesentlichen über die Rohr länge erstreckendem Rührer für die Durchführung chemischer Prozesse beschrieben. Nachteilig ist hierbei, dass der rohrförmige Reaktor strömungstechnisch weit vom Ide alzustand entfernt ist.

Aus der deutschen Patentschrift DE 1 183 888 B ist zudem ein Reaktionsgefäß zum Erhalt eines hochviskosen Endproduktes bekannt, in dem die Ausgangsstoffe mittels einer Fördereinrichtung, insbesondere einer Förderschnecke, zwischen einem die För dereinrichtung enthaltenden zentralen Rohr und einem konzentrischen Ringraum zwi schen diesem Rohr und der Innenwand des Reaktionsgefäßes im Umlauf bewegt wer den. Nachteilig ist hierbei insbesondere, dass nahezu keine Durchmischung des Re aktionsgutes stattfindet und die gegenseitige Wärmeübertragung durch Konvektion nur ungenügend ist, was eine im Reaktorraum ungleichmäßig ablaufende Reaktion zur Folge hat. Zudem können Anbackungen nicht zuverlässig verhindert werden.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 21 54 695 A ist ein Schneckenförderer- Gehäuse bekannt, das aus einem Gehäuseoberteil und einem Gehäuseunterteil be steht, wobei zur Beseitigung bzw. Verhinderung von Ablagerungen an der Innenwand des Gehäuses das Gehäuseunterteil aus einem flexiblen Werkstoff besteht, wodurch mit Einsetzen der Rotation der Förderschnecke das Gehäuseunterteil eine Walkbewe gung durchführt. Nachteilig ist hierbei insbesondere der hohe konstruktive Aufwand.

Aus der englischen Offenlegungsschrift GB 1 224 149 A ist eine Vorrichtung zur kon tinuierlichen Fierstellung von Alphagips bekannt, umfassend einen länglichen Autokla ven, dessen Flauptachse vom unteren oder Einlassende zum oberen oder Auslas sende nach oben geneigt ist, Mittel zum Zuführen von Gips und Wasser in das untere oder Einlassende des Autoklaven, um darin eine Aufschlämmung zu bilden, Mittel zum Erwärmen der Aufschlämmung im Autoklaven, Mittel zum Anheben der Aufschläm mung im Autoklaven, Mittel zur progressiven Entwässerung der Aufschlämmung wäh rend des Anhebens und Mittel zur Entleerung von Alphagips am oder nahe dem obe ren oder Entleerungsende des Autoklaven. Nachteilig ist hierbei ebenfalls der hohe konstruktive Aufwand.

Aufgabe der Erfindung ist es daher einen Schneckenförderer und ein Verfahren zur Verhinderung von Ablagerungen an einer Innenwand eines Rohres eines Schnecken förderers bereitzustellen, durch die die Nachteile des Standes der Technik überwun den werden.

Die Erfindung und ihre Vorteile Der erfindungsgemäße Schneckenförderer, mit den Merkmalen des Anspruchs 1 , und das erfindungsgemäße Verfahren zur Beseitigung bzw. Verhinderung von Ablagerun gen an einer Innenwand eines Rohres eines Schneckenförderers, mit den Merkmalen des Anspruchs 11 , haben demgegenüber den Vorteil, dass der Schneckenförderer eine Förderschnecke aufweist, wobei an der Förderschnecke und/oder an mindestens einer Schneckenwendel mindestens eine Kette angeordnet ist, wodurch an der Innen wand anhaftende Anbackungen verhindert und/oder abgelöst werden.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schneckenförderers weist die Förderschnecke eine als Rohr ausgestaltete Schneckenachse auf.

Nach einer diesbezüglichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schneckenförderers ist in dem als Rohr ausgestaltete Schneckenachse eine zumin dest teilweise zylindrisch geformte und antreibbare Förderschnecke, die mindestens eine Schneckenwendel aufweist, angeordnet oder ist in dem als Rohr ausgestaltete Schneckenachse eine zumindest teilweise zylindrisch geformte und antreibbare För derschnecke, die mindestens eine Schneckenwendel aufweist, angeordnet, wobei an der Förderschnecke und/oder an mindestens einer Schneckenwendel mindestens eine Kette angeordnet ist

Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schne ckenförderers weist das Rohr einer Förderschnecke eine Innenwand auf, wobei min destens eine Kette die Innenwand berührt.

Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schne ckenförderers ist mindestens eine Kette über mindestens einen Befestigungspunkt an einer Förderschnecke und/oder an mindestens einer Schneckenwendel angeordnet.

Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schne ckenförderers ist mindestens eine Kette zumindest teilweise beweglich an einer För derschnecke und/oder an mindestens einer Schneckenwendel angeordnet. Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schne ckenförderers ist am Ende einer Förderschnecke mindestens eine Schöpfschaufel an geordnet.

Nach einer diesbezüglichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schneckenförderers ist die mindestens eine Schöpfschaufel eine Beschickvorrichtung für die als Rohr ausgestaltete Schneckenachse.

Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schne ckenförderers weisen die beiden Förderschnecken jeweils eine Förderrichtung auf, wobei die Förderrichtungen einander entgegengesetzt sind.

Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schne ckenförderers ist der Schneckenförderer ein Reaktor, insbesondere ein Pyrolysereak tor. Bevorzugt ist der Reaktor beheizbar.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Besei tigung bzw. Verhinderung von Ablagerungen an einer Innenwand eines Rohres eines Schneckenförderers, wobei in dem Rohr eine zumindest teilweise zylindrisch geformte und antreibbare Förderschnecke, die mindestens eine Schneckenwendel aufweist, an geordnet ist, wobei mindestens ein Mittel zur Beseitigung bzw. Verhinderung von Ab lagerungen eingesetzt wird, wobei ein Mittel eine Kette ist, die an der Förderschnecke und/oder an mindestens einer Schneckenwendel angeordnet ist, wird als Mittel Kalk eingesetzt. Insbesondere durch den Einsatz der Kette erfährt ein durch den Schne ckenförderer transportiertes Material eine gesteigerte Durchmischung.

Nach einer diesbezüglichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ver fahrens werden mindestens 5 Gew. % Kalk (bevorzugt 15 Gew. % Kalk oder 20 Gew. % Kalk) eingesetzt und/oder erfährt durch die mindestens eine Kette ein durch den Schneckenförderer transportiertes Material eine gesteigerte Durchmischung erfährt. Der Einsatz von Kalk hat dabei zwei Funktionen, da er als Wärmeträger der Tempera- turregulierung dient und als Reaktionspartner, z.B. zur Vermeidung der Salzsäurebil dung, dient, wodurch Inertmaterial, dass als Sorbentium wirkt, eingespart werden kann.

Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfah rens wird als Schneckenförderer ein Schneckenförderer, gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, eingesetzt.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.

Zeichnung

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Gegenstands ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Aufsicht auf einen erfindungsgemäßen Schneckenförderer,

Fig. 2 eine Seitenansicht auf einen erfindungsgemäßen Schneckenförderer, gemäß Fig. 1 ,

Fig. 3 eine Seitenansicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfin dungsgemäßen Schneckenförderers, gemäß Fig. 1 , und

Fig. 4 eine Aufsicht auf einen erfindungsgemäßen Schneckenförderer, gemäß Fig. 1.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Fig. 1 zeigt eine Aufsicht auf einen erfindungsgemäßen Schneckenförderer 1 . Der er findungsgemäße Schneckenförderer weist ein Rohr 2 auf, das eine Innenwand 3 auf- weist und in dem eine mit einer Schneckenwendel 4 versehene Förderschnecke 5 an geordnet ist. An der Schneckenwendel 4 ist an Befestigungspunkten 6 eine Ketten glieder 7 aufweisende Kette 8 angeordnet. Die Befestigung der Kette 8 an der Schne ckenwendel 4 erfolgt bevorzugt mittels Verschweißung, wodurch der Großteil der Ket tenglieder 7 beweglich bleibt. Zwischen den Befestigungspunkten 6 ist die Kettenlänge der Kette 8 derart gewählt, dass die Kettenglieder 7 zumindest teilweise mit der Innen wand 3 des Rohres 2 in Berührung kommen, so dass diese die an der Innenwand 3 beweglich gleiten, wodurch eventuell an der Innenwand 3 des Rohres 2 anhaftende Anbackungen des geförderten Materials von der Innenwand 3 des Rohres 2 entfernt werden.

Die Förderschnecke 5 weist eine Schneckenachse 9 auf, die als Rohr 10 ausgestaltet ist. In dem Rohr 10, das eine Innenwand 11 aufweist, ist eine mit einer Schnecken wendel 12 versehene Förderschnecke 13 angeordnet.

Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht auf einen erfindungsgemäßen Schneckenförderer 1 , gemäß Fig. 1 . Zusätzlich oder alternativ zu einer in Fig. 1 an dem Umfang der Schne ckenwendel 4 angeordneten Kette 8, kann die Kette 8 auch zwischen den Schnecken flügeln 14 angeordnet werden. Denkbar ist auch, dass die Kette 8 an der Förderschne cke 13 bzw. der Schneckenwendel 12 angeordnet ist.

Die Beschickung des erfindungsgemäßen Schneckenförderer 1 mit einem nicht dar gestellten Material erfolgt über eine Beschickungsöffnung 15, die, sofern z.B. ein Ein strömen von Sauerstoff in den Innenraum vermieden werden soll, bevorzugt nicht dar gestellte Dichtschleusen aufweist. Um zu vermeiden, dass durch die Beschickungsöff nung 15, die in Fig. 2 schräg nach oben ausgerichtet ist, Wärme aufsteigen kann, die das nicht dargestellte Material bereits außerhalb des erfindungsgemäßen Schnecken förderers 1 in unerwünschter Weise erhitzt, ist es auch denkbar, dass man, wie in Fig. 3 gezeigt, die Beschickungsöffnung 15 waagerecht ausrichtet.

Durch die Drehung der Förderschnecke 5 wird das Material in Richtung Austragsöff nung 16 transportiert, die ebenfalls bevorzugt nicht dargestellte Dichtschleusen auf weist. Im Bereich der Austragsöffnung 16 ist eine Beschickvorrichtung 17 angeordnet, die als Schöpfschaufel 18 ausgestaltet ist. Durch die Beschickvorrichtung 17 wird das Rohr 10 durch eine Öffnung 19 beschickt, so dass das in das Rohr 10 eingefüllte Ma terial durch die Förderschnecke 13 in entgegengesetzter Richtung rückgeführt wird. Am in Richtung der Förderrichtung der Förderschnecke 13 (Rückführschnecke) gese henen Ende des Rohres 10 sind Öffnungen 20 angeordnet, die der Entleerung des Rohres 10 dienen. Bevorzugt ist die Beschickvorrichtung 17 zumindest teilweise mit einem Sieb 21 versehen, welches in Form und Größe variieren kann.

Das Sieb 21 der Beschickvorrichtung 17 wird bevorzugt auf dieser angebracht, sodass zwischen Sieb 21 und einer Schaufelform der Schöpfschaufel 18 ein beliebiger Raum (Schaufelraum) entsteht, damit das dickere Material ausgesiebt wird und das feinere Material durch das Sieb 21 in die Schöpfschaufel 18 (Schaufelraum) fällt, welche dann das feinere Material in das Rohr 10 der Rückführungsschnecke einbringt. Die Schöpf schaufel 18 kann auch in anderen Bereichen so verwendet werden z.B. bei der Car- bonisierung von den Nussschalen zur Aktivierung von Kohle.

Denkbar ist auch, dass das Sieb 21 Teil der Schaufelform der Schöpfschaufel 18 ist, damit das dickere Material ausgesiebt wird und das feinere Material durch das Sieb 21 und damit aus der Schöpfschaufel 18 fällt, so dass die Schöpfschaufel 18 das dickere Material in das Rohr 10 der Rückführungsschnecke einbringt.

Denkbar ist auch, dass dem Material zur Reinigung insbesondere der Innenwand 3 des Rohres 2 und/oder der Innenwand 11 des Rohres 10 feste Bestandteile, z.B. Steine, zugefügt werden, die von dem Sieb 21 ausgesiebt werden, wodurch sie je nach Ausgestaltung des Siebes 21 und/oder der Schöpfschaufel 18 in das Rohr 10 der Rückführungsschnecke eingebracht oder nicht eingebracht werden. Denkbar ist auch, dass die festen Bestandteile unterschiedliche Korngrößen aufweisen, so dass nur z.B. kleinere Bestandteile in das Rohr 10 der Rückführungsschnecke eingebracht werden.

Fig. 4 zeigt eine Aufsicht auf einen erfindungsgemäßen Schneckenförderer 1 , gemäß Fig. 1. Bevorzugt ist die Förderschnecke 5 durch einen nicht dargestellten Motor, der z.B. ein Getriebemotor mit Kettenantrieb sein kann, angetrieben. Denkbar ist auch, dass zu mindest teilweise das Rohr 2 angetrieben werden kann. Denkbar ist auch, dass sowohl die Förderschnecke 5 als auch zumindest teilweise das Rohr 2 angetrieben wird, wobei dann eine jeweilige Drehrichtung entgegengesetzt ist.

Bevorzugt wird der erfindungsgemäße Schneckenförderer 1 als Pyrolysereaktor zur Pyrolysierung (Ausschwelung) von Kunststoffen und verunreinigten Kunststoffabfällen aller Art, insbesondere Klärschlämme, Schlämme aus Biogasanlagen und zur Fierstel lung von Aktivkohle aus Biomassen aller Art eingesetzt. Bei dieser Anwendung weist der erfindungsgemäße Schneckenförderer 1 ein beheiztem Reaktorrohr (Rohr 2), im welchem sich eine Förderschnecke 5 dreht, die einen bestimmten Abstand zur Reak torrohrwand (Innenwand 2) hat. Die Beheizung des Reaktors kann über Gas, Rauch gase, elektrisch oder Blockheizkraftwerk erfolgen. Bei allen Fleizsystemen ist der Re aktor thermisch sehr gut regelbar (durch eine bestimmte Anzahl an Fleizzonen) um eine optimale Pyrolysierung - Ausschwelung zu erreichen. Um Anbackungen an der Reaktorwand zu verhindern, sind an den Schneckenwendeln 4 und/oder zwischen den Schneckenflügeln 14 Gliederketten (Ketten 8) angebracht, die an der Reaktorwand beweglich gleiten. Diese verhindern Anbackungen und wirken zusätzlich als Scheuer ketten. Durch den Einsatz der mit Ketten 8 versehenen Förderschnecke 5 (Ketten schnecke) im Reaktor entsteht als weiterer Vorteil auch bei hohen Temperaturen eine sehr gute Durchmischung des Kalks, Sands und weiteren Materialien mit den einge- brachten Kunststoffen. Eine optimale Durchmischung ist entscheidend für eine hohe Gasausbeute. Gleichbedeutend mit einer hohen Gasausbeute ist auch eine hohe Kon densatausbeute, welches ein Produkt mit hohem wirtschaftlichen Wert darstellt. Zu der Pyrolysierung von Kunststoffen bei 400 bis 700°C wird ein Wärmeträger, z.B. Kalk, Sand oder ähnliches Material, beigegeben um die Klebrigkeit des erhitzten Kunststof fes abzubinden. Dieses Material dient gleichzeitig auch zusätzlich der Wärmeübertra gung. Bei der Pyrolysierung von Kunststoffen entstehen auch saure Schadstoffe, wel che durch den Kalk abgebunden/absorbiert werden, wodurch die Bildung von Salz säure vermieden wird. Die Schadstoffe werden also neutralisiert. Durch den Einsatz der Rückführschnecke (Förderschnecke 13) bietet sich zudem der Vorteil, dass im Reaktor, in der Kettenschnecke eine Materialrückführung ohne ther mische Verluste möglich ist. Die Kettenschnecke im Reaktor ist daher mit einer Schne ckenachse als Rohr gebaut, so dass in diesem Rohr eine weitere Schnecke (Förder schnecke 13) eingesetzt ist. Die Kettenschnecke (Förderschnecke 5) fördert das Ma terial in Richtung Austragsöffnung 16. Am Ende der Schnecke ist an der letzten Schne ckenwendel eine Schöpfschaufel 18 angebracht, die über eine Öffnung 19 die Innen schnecke (Förderschnecke 13) befüllt. Die Innenschnecke fördert eine bestimmte Menge ausgeschweltes heißes Material entgegen der großen Schnecke (Förder schnecke 5) in Richtung Eintrag. Dort sind Öffnungen 20 im Schneckenachsrohr der Kettenschnecke angeordnet, so dass das rückgeführte Material wieder der Ketten schnecke zugeführt wird. Die Innenschnecke arbeitet bevorzugt mit einem separaten Antrieb, um über eine Drehzahlregelung eine geeignete Rückführmenge einzustellen.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass durch die gesteuerte Rückführung und durch eine gesteuerte bestimmte Austragsmenge der Füllgrad des Kettenreaktor konstant gehalten werde kann. Damit ist immer die optimale Wärmeübertragung und beste Aus schwelung gegeben.

Mit dem erfindungsgemäßen Schneckenförderer (Schneckenreaktor) ist somit also eine Materialrückführung ohne thermische Verluste möglich. Die Vermeidung von ther mischen Verlusten reduziert die Menge an benötigter Energie und reduziert somit die Betriebskosten.

Ein weiterer Vorteil der Materialrückführung ist die Tatsache, dass der Kalk/Sand oder andere inerte Materialien zwingend als Wärmeträger, Sorbens und Abbinder benötigt werden. Die Alternative zur Rückführung ist daher nur die kontinuierliche Zugabe neuen Materials. Die Betriebskosten der Anlage würden so aber drastisch steigen.

Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung darge stellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinan der erfindungswesentlich sein. Bezugszahlenliste

1 Schneckenförderer

2 Rohr

3 Innenwand

4 Schneckenwendel

5 Förderschnecke

6 Befestigungspunkt

7 Kettenglied

8 Kette

9 Schneckenachse

10 Rohr

11 Innenwand

12 Schneckenwendel

13 Förderschnecke

14 Schneckenflügel

15 Beschickungsöffnung

16 Austrittsöffnung

17 Beschickvorrichtung

18 Schöpfschaufel

19 Öffnung

20 Öffnung

21 Sieb