Vorrichtung und Verfahren zur katalytischen und/oder drucklosen VerÖlung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur katalytischen und/oder drucklosen VerÖlung mit einem Eintragssystem für Eintragsmaterial, wie organische Stoffe oder Kunststoffe, mit einem Reaktionsbehälter, bevorzugt einem Wärmetauscher sowie mit einer drehzahlgeregelten Umwälzpumpe, wobei die Temperatur im Reaktionsbehälter durch Wärmeeintrag regelbar ist.

Derartige Anlagen sind in der EP 1 538 191 B1 sowie in der DE 10 2010 018 320 A1 sowie in der DE 10 2010 100 606 75 B4 sowie der WO 2016 1 16484 A1 beschrieben. In der EP 1 538 191 A1 wird eine Anlage gezeigt, bei welcher in einem Kreislauf der Energieeintrag für die Depolymerisation eines Reaktionsgemisches mittels einer Pumpe, die in ein gegenläufiges Rührwerk fördert, erfolgen soll . Durch ein derartiges Rührwerk kann nicht oder nur in unzureichendem Ausmaß eine Verkleinerung beziehungsweise Vermischung von der jeweiligen Reaktionsmasse mit dem jeweiligen Trägeröl herbeigeführt werden. Der chemische Prozess der katalytischen drucklosen VerÖlung wird zwar nicht in Frage gestellt, die in den genannten Schriften dargestellten Anlagen entsprechen jedoch einer Soll-Vorstellung und sind in der Praxis in Ihrer Prozessführung noch nicht ausreichend entwickelt. Laut einer im Auftrag der U.S. Army durchgeführten Studie zu einer KDV-

Pilotanlage konnte ein Materialdurchsatz von maximal 20% der Soll-Angabe erreicht werden und auch dies immer nur für kurze Zeiträume (Final Report / Excerpt, Ref Fuel AlphaKat Demonstration Program, December 2012, Covanta Renewable Fuels, LLC, Cooperative Agreement No. W9132T-09-2-0024). Ferner ist aus dem Bericht "Sachstand zu den alternativen Verfahren für die thermische Entsorgung von Abfällen" des Umweltbundesamtes, D-06844 Dessau- Rosslau, Wörlitzerplatz 1 , Projektnummer 29217 UBA-FB 002102, März 2017, Kapitel 2.3.2, 3.4 und 6.4 zu entnehmen: "Verölungsverfahren haben den Anspruch aus bestimmten Abfallfraktionen ein - üblicherweise zu Heizöl oder Diesel vergleichbares - Produkt-Öl zu erzeugen. Großtechnische Anlagen zur Produktion von Heizöl oder Diesel im Dauerbetrieb existieren bisher noch nicht. Aussagen zur Wirtschaftlichkeit basieren daher stets auf Planungen. Die derzeit betriebenen An- lagen dienen der Erforschung und Weiterentwicklung der Verfahren. Neben der Wirtschaftlichkeit ist insbesondere der Nachweis eines reibungslosen Dauerbetriebs im Zeitraum von Wochen und Monaten noch zu erbringen."

Aus eigener Anschauung werden die bisherigen Anlagen ungenügend überwacht, gesteuert und geregelt. Einzelne Förderaggregate wie "Friktionsturbinen" (Mehrkammer-Mischsysteme, Umwälzpumpen) werden Betriebsbedingungen ausgesetzt, die zu Kavitation und Schäden in den Aggregaten führen.

Gefährlich wird es, wenn die Kavitation zu heftig wird; ausgelöst z.B. durch eine Fehlbedienung oder durch eine Reduktion des Zulaufdruckes, beispielsweise durch eine Instabilität in einer angeschlossenen Vakuum-Anlage. Bei heftiger Kavitation kann die Fördermenge bis auf null zurückgehen. Die gesamte durch den Motor eingebrachte Energie wird jetzt auf das geringe Flüssigkeitsvolumen innerhalb des Förderaggregats verteilt, was innerhalb Sekunden/Minuten zu einer mas- siven lokalen Temperaturerhöhung führt. Dies ist für den Betreiber nicht sofort zu erkennen und führt auch zu keinem automatischen Stopp des Energieeintrags. In Verbindung des Fördermediums mit hohen Temperaturen besteht die Gefahr, dass sich gefährliche toxische Stoffe wie Dioxine, Hexane, Furane usw. bilden. Die bisher bekannten Zuführsysteme für die Reaktionsbehälter arbeiten unzureichend und erschweren damit eine stabile Regelung der Temperatur im Reaktionsbehälter. Die Kondensationssysteme in den bisher bekannten KDV-Anlagen arbeiten unzureichend was sich durch ein Ansteigen des Druckes und der Temperatur im Reaktionsbehälter zeigt und ungestörtes, stabiles Ausgasen verhindert.

Es ist keine KDV-Anlage bekannt, die kontinuierlich betrieben wird und den theo- retisch zu erwartenden Ertrag erreicht.

Vor dem oben dargelegten Hintergrund hat der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde gelegenen, eine Vorrichtung zur katalytischen und/oder drucklosen Verölung anzugeben, die mit erhöhter Sicherheit und gleichzeitig verbessertem Ertrag betrieben werden kann. Ebenso bestand die Aufgabe darin, ein entsprechendes Verfahren anzugeben. Die Erfindung hat insbesondere die Aufgabe, die voranstehend aufgezeigten Nachteile zu beseitigen und mit den aufgezeigten Komponenten KDV-Anlagen stabil und kontinuierlich zu betreiben; dies mit einem Ergebnis, das dem theoretisch zu erwartenden Ertrag nahezu entspricht und si- cherstellt, dass selbst bei Bedienungsfehlern oder Störungen in der Anlage keine giftigen Stoffe entstehen können.

In Bezug auf die Vorrichtung geschieht dies mit den Merkmalen von Anspruch 1 . Ein entsprechendes Verfahren ist Gegenstand von Anspruch 47.

Die vorliegende Erfindung nutzt gezielt die außerhalb der Umwälzpumpe P2 zerstörungsfrei und prozessunterstützend wirkenden Eigenschaften der Kavitation. Ebenso kann eine vergleichbare Wirkung durch eine Zerkleinerungseinrichtung erzielt werden. Durch eine solche Zerkleinerungseinrichtung kann insbesondere eine Zerkleinerungswirkung und gegebenenfalls auch eine verbesserte Durchmi- schung erzielt werden.

Die abhängigen Ansprüche stellen weitere vorteilhafte Ausführungen der erfin- dungsgemäßen Vorrichtung, insbesondere der KDV-Anlage, sowie des erfin- dungsgemäßen Verfahrens dar.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Vorrichtung mit einer an den Reaktionsbehälter anschließenden Kondensationseinrichtung ausgestattet.

Gemäß einer weiter bevorzugten Ausgestaltung ist die Vorrichtung mit einer an den Reaktionsbehälter anschließenden Destillationseinrichtung K2 ausgestattet. Die Destillationseinrichtung K2 kann zwischen dem Reaktionsbehälter und der Kondensationseinrichtung angeordnet sein.

Weiter bevorzugt kann die Temperatur im Reaktionsbehälter durch Wärmeeintrag mittels einer Wärmeeintragsvorrichtung geregelt werden. Dabei kann die Temperatur im Reaktionsbehälter wahlweise durch Wärmeeintrag mittels Elektroheizung und/oder Wärmetauscher und/oder Umwälzpumpe geregelt werden. Auf diese Weise lässt sich der Wärmeeintrag präzise und mit nur geringem gerätetechnischem Aufwand regeln.

Weiterhin kann zum Erkennen von Kavitation in der Umwälzpumpe in dieser eine Temperaturmessung installiert sein.

Bevorzugt kann zum Erkennen von Kavitation in der Umwälzpumpe P2 in dieser eine Temperaturmessung T2 und in der Leitung 8 eine weitere Temperaturmessung T6 installiert sein, die auf Differenz 53 überwacht sind. Die Temperatur T2 kann auf Maximum 55 überwacht sein, um automatisch eine Abschaltung der Energiezufuhr zu aktivieren. Gemäß einer Ausgestaltung kann die Temperatur T2 auf Maximum 55 überwacht sein, um einen Voralarm und bei weiterem Ansteigen automatisch eine Abschaltung der Energiezufuhr zu aktivieren, um damit das Entstehen giftiger Stoffe zuverlässig zu verhindern. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Messungen und/oder Maßnahmen zur Verhinderung von Kavitation in den Umwälzpumpen nach unterschiedlichen Messverfahren und/oder Verfahren durchführbar sind.

Weiter bevorzugt kann die Drosselstelle verstellbar sein. Ebenso kann die Dros- seistelle axial durchströmbar und/oder durchströmt sein, wodurch die Gefahr von Beschädigungen der Drossel verringert werden kann.

Weiter bevorzugt kann der Druck hinter der Umwälzpumpe P2 durch Verstellen der Drossel D2 einstellbar sein. Der Druck 61 hinter der Umwälzpumpe P2 kann durch Verstellen der Drossel D2 einstellbar sein, um den Regelbereich für Energieeintrag durch die Umwälzpumpe P2 in Richtung niedrigerer Energie zu erweitern.

Weiter bevorzugt kann der Volumenstrom und/oder der Druck hinter der Umwälz- pumpe P2 durch die Drosselstelle D2 so drosselbar und/oder einstellbar sein, dass hinter der Drosselstelle D2 Kavitation auftritt, insbesondere um dadurch die Durchmischung und/oder Zerkleinerung und/oder Ausgasung zu unterstützen.

Es kann weiter von Vorteil sein, wenn die Zulaufhöhe H2 zur drehzahlgeregelten Umwälzpumpe P2 so hoch gewählt ist, dass in der Umwälzpumpe P2 über den gesamten Drehzahlbereich keine Kavitation auftritt. Insbesondere kann es von Vorteil sein, wenn die Zulaufhöhe H2 zur drehzahlgeregelten Umwälzpumpe P2 so hoch gewählt ist, dass bei ungestörten Ansaugbedingungen in der Umwälzpumpe P2 über den gesamten Drehzahlbereich keine Kavitation auftritt. Es kann ebenso von Vorteil sein, wenn die Umwälzpumpe P2 so auf Kavitation überwacht und/oder dazu eingerichtet ist, um rechtzeitig vor dem Überschreiten einer kritischen Prozesstemperatur automatisch eine Abschaltung der Energiezufuhr zu aktivieren, insbesondere um dadurch das Entstehen giftiger Stoffe zu ver- hindern.

Eine weitere Ausgestaltung besteht darin, dass das Eintragen in den Reaktionsbehälter B2 durch ein verstellbares Zuführsystem P3 erfolgt, mit dem der Massenstrom und/oder Volumenstrom einstellbar ist. Der Massenstrom und/oder Volu- menstrom kann mit dem verstellbaren Zuführsystem bevorzugt exakt einstellbar sein. Dies kann den Vorteil haben, dass der vorgegebene Massenstrom an Eintragsmaterial E2 exakt eingehalten wird, und dadurch auch die anderen Zuführsysteme für Katalysator und Neutralisationsmittel wie z.B. die Pumpen P4, P5 in einem festen und exakten Verhältnis dazu einstellbar sind.

Es kann ferner von Vorteil sein, wenn mittels des verstellbaren Zuführsystems der Volumenstrom unabhängig von dem Druck im Reaktionsbehälter und dem Druck vor dem Zuführsystem einstellbar ist. Weiter bevorzugt kann das Zuführsystem als drehzahlvariable volumetrische Pumpe ausgeführt sein. Ferner kann das Zuführsystem als Pumpe mit nachgeschaltetem Regelventil ausgeführt sein, welches bevorzugt von einem Durchflussregler angesteuert ist. Durch die Verwendung einer drehzahlvariablen volumetrischen Pumpe P3 in

Kombination mit drehzahlvariablen volumetrischen Eintragspumpen P4, P5 kann das Verhältnis der Mengenströme durch ein festes Drehzahlverhältnis gegeben sein. Erst die Verwendung einer drehzahlgeregelten volumetrischen Pumpe zum Eintragen in den Reaktionsbehälter ermöglicht den kontinuierlichen Betrieb mit einer deutlich vereinfachten Steuerung. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann dem Reaktionsbehälter B2 ein mit Trä- geröl gefüllter Vorlagebehälter B1 vorgeschaltet sein. Bevorzugt kann dem Reaktionsbehälter B2 ein mit Trägeröl gefüllter Vorlagebehälter B1 mit einer Umwälz- pumpe P1 vorgeschaltet sein. Dem Reaktionsbehälter B2 und/oder dem Vorlagebehälter B1 kann und bei Bedarf auch eine Zerkleinerungseinrichtung Z2 vorgeschaltet sein. Schließlich kann eine Dosiereinrichtung, insbesondere eine drehzahlgeregelte Förderschnecke, Eintragsmaterial einbringen. Die Umwälzpumpe P1 des Vorlagebehälters B1 kann das Eintragsmaterial E2 vermischen und/oder aufheizen, wobei der Wasseranteil verdampfen kann. Die Verwendung eines Vorlagebehälters B1 mit Umwälzpumpe P1 und Zerkleinerungseinrichtung Z2 ermöglicht es, das Eintragsmaterial E2 optimal auf die Weiterverarbeitung im Reaktionsbehälter vorzubereiten. Das Eintragsmaterial E2 kann zerkleinert, mit Trägeröl vermischt, auf Verdampfungstemperatur für Wasser aufgeheizt und damit ent- feuchtet werden. Die Zerkleinerungseinrichtung Z2 homogenisiert die Eintragsmasse E2, vergrößert die an der Reaktion beteiligte Oberfläche der festen Teilchen und beschleunigt damit den Prozess.

Weiter bevorzugt kann durch Androsseln mit der Drossel D2 der Druck 61 hinter der Pumpe P2 so hoch einstellbar sein, dass hinter der Drossel D2 Kavitation auftritt. Zudem kann durch gezieltes Androsseln hinter Pumpe P2 Kavitation unterschiedlicher Intensität hinter Drossel D2 erzeugt werden. An dieser Stelle wirkt Kavitation nicht zerstörerisch, insbesondere nicht zerstörerisch auf die Pumpe P2, unterstützt den Prozess aber hinsichtlich Vermischung, Zerkleinerung und Ausdampfung/Ausgasung.

Weiter bevorzugt kann im Vorlagebehälter B1 und/oder im Reaktionsbehälter B2 über die gesamte Behälterhöhe jeweils eine analoge Niveaumessung L1 und L2 eingerichtet sein. Für beide Behälter B1 und B2 können steuerungstechnisch rele- vante Niveaustände einstellbar sein, um als Steuerkriterium zu dienen. Ein Vorteil der im Vorlagebehälter B1 und im Reaktionsbehälter B2 definierten Niveaumessung besteht darin, dass Minimal-, Maximal- sowie Betriebsniveaus gebildet und steuerungstechnisch verarbeitet werden können. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann im Vorlagebehälter B1 und/oder im Reaktionsbehälter B2 unterhalb des Minimalniveaus L1 1 , L21 jeweils eine redundante Temperaturmessung T3, Τ3'; T4, T4' angebracht sein, insbesondere um als Ist-Wert für eine auf die Drehzahlverstellung der Umwälzpumpe wirkende Temperaturregelung zu wirken. Die Temperaturmessung in Behälter B1 , B2 kann einen hohen Stellenwert für die Zuverlässigkeit der Anlage besitzen, weshalb sie redundant ausgeführt sein kann und in einer Auswahlschaltung, die auch Extremwerte berücksichtigt, als Ist-Wert der auf die Drehzahlverstellung der Umwälzpumpe P1 , P2 wirkenden Temperaturregelung verarbeitet werden kann. Zum Erkennen von Kavitieren der Umwälzpumpe P1 und/oder der Umwälzpumpe P2 kann jeweils eine empirisch ermittelte Kurve 50, 51 bestehen. In der Kurve kann die elektrische Antriebsleistung der Pumpe P1 , P2 in Abhängigkeit von ihrer Drehzahl bei Normalbetrieb dargestellt sein, um mit einer dazu negativen Abweichung Kavitation der Pumpe P1 , P2 auf eine weitere Art zu erfassen. Ebenso oder alternativ kann in der Kurve die elektrische Antriebsleistung der Pumpe P1 , P2 in Abhängigkeit von ihrer Drehzahl bei Normalbetrieb dargestellt sein, um durch eine positive Abweichung ein Signal und/oder einen Indikator für die Anreicherung nichtverdampfbarer Feststoffe zur Verfügung zu haben. Es kann demnach vorteilhaft sein, eine weitere unabhängige Messung zu haben, mit der Kavitieren der Umwälzpumpen P1 , P2 erkennbar ist und die gleichzeitig für den Behälter B1 , B2 eine Indikation für den Anteil an Feststoffen liefert, um gegebenenfalls einen Teil der Umwälzmenge abzuschlämmen und durch Frischöl zu ersetzen.

Weiter bevorzugt können die Drosselstellen D1 , D2 als Einzeldüse oder Einzel- blende oder aus mehreren zuschaltbaren Düsen oder Blenden ausgeführt sein. Es kann vorteilhaft sein, die Art und Anzahl der Düsen an das Eintragsmaterial und an die Volumenströme anzupassen.

Anschließend an die Drosselstelle D2 des Reaktionsbehälters B2 kann in vorteil- hafter Weise ein gerades Rohrstück 21 mit einer Länge größer als die Länge eines sich darin ausbildenden Kavitationsstrahls vorhanden sein. Die Innenwand des geraden Rohrstücks 21 kann einen ausreichenden seitlichen Abstand zu dem Kavitationsstrahl nach der Drosselstelle D2 aufweisen. In vorteilhafter Weise kann hinter der Drosselstelle D2 ein möglichst langes (mindestens 1 m) gerades Rohr- stück 21 schädliche Auswirkungen der Kavitation verhindern.

Die Anlage beziehungsweise Vorrichtung kann in vorteilhafter Weise mit einem Blockheizkraftwerk BHKW ausgerüstet sein, welches bevorzugt auch mit dem aus der Anlage gewonnenen Treibstoff betreibbar ist und/oder an verschiedenen Stel- len B3, B4, B5, B6, K4, K5 in der Anlage und/oder Vorrichtung zwangsläufig entstehende und nicht weiter verarbeitete Dämpfe absaugt und verbrennt. Es ergibt sich hieraus eine elegante Möglichkeit, zwangsläufig entstehende und nicht weiter verarbeitete Dämpfe in die Ansaugleitung des Blockheizkraftwerkes BHKW einzuspeisen und durch Verbrennung unschädlich zu machen.

Weiter bevorzugt kann das Blockheizkraftwerk BHKW statt mit einem Gasmotor M mit einer Gasturbine betrieben werden, welche bevorzugt Heizenergie bei höherem Temperaturniveau abgibt. Die Verwendung einer Gasturbine in einem BHKW kann den Vorteil ergeben, dass die abgegebene Wärmeenergie bei einem höhe- ren Temperatur-Niveau zur Verfügung steht und dass damit die beaufschlagten Wärmetauscher kleiner dimensioniert werden können. Erst das hohe Temperatur- Niveau einer Gasturbine ermöglicht es, Heizaufgaben im Temperaturbereich des Reaktionsbehälters B2 zu realisieren. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung können Vorratsbehälter B3, B4 vorhanden sein, die bevorzugt beide mit Energie aus dem Blockheizkraftwerk BHKW beheizbar sind. Ein Vorratsbehälter B3 kann über den Wärmetauscher W3 auf einer Temperatur unterhalb Siedetemperatur von Wasser gehalten werden. Der andere Vorratsbehälter B4 kann über den Wärmetauscher W4 unterhalb der Reaktionstemperatur des aktuellen Eintragsmaterials E1 gehalten werden. Dies kann den Vorteil haben, dass die Betriebstemperatur im Vorlagebehälter B1 und im Reaktionsbehälter B2 durch die Zuspeisung von vorgeheiztem Öl aus den Vorratsbehältern B3, B4 schneller erreicht wird.

Es kann weiter von Vorteil sein, wenn die Temperatur im Reaktionsbehälter B2, solange noch kein Produkt eingetragen wird, zusätzlich zum Energieeintrag durch die Umwälzpumpe P2 und/oder durch die elektrische Heizung EH2 auch durch den Wärmetauscher W2, der in die Saugleitung 7 eingebunden ist und/oder mit der Hochtemperatur-Abwärme des Blockheizkraftwerks BHKW versorgt ist, beein- flusst wird.

Weiter bevorzugt kann die volumetrische Pumpe P3 eine vorgegebene Menge vor dem Wärmetauscher W2, der zuvor durch Schließen eines Ventils V10 vom Um- wälzkreislauf abgekoppelt wurde, in die Saugleitung 7 der Umwälzpumpe P2 einspeisen. Zum Umwälzen kann ein Strang 9 durch Öffnen eines Ventils V1 1 parallel zum Wärmetauscher W2 geschaltet werden.

Es besteht ferner die Möglichkeit, solange die volumetrische Pumpe P3 fördert, die Austrittstemperatur T9 von Wärmetauscher W2 in Abhängigkeit von der aktuellen Temperatur T4, T4' im Reaktionsbehälter B2 durch Zuführung von Heizenergie über Ventil V7 zu regeln.

Es kann sich daraus ein Vorteil ergeben, dass der Inhalt im Reaktionsbehälter B2, zusätzlich zum Energieeintrag durch die Umwälzpumpe P2, auch durch einen von der Hochtemperatur des Blockheizkraftwerkes BHKW versorgten Wärmetauschers W2 aufheizbar ist und dadurch das Erreichen der Reaktionstemperatur beschleunigt werden kann. Nach Erreichen der Betriebstemperatur im Reaktionsbehälter B2 erfolgt eine Umschaltung über Ventile V10, V1 1 , V12, welche den Flüssigkeits- ström aus dem Reaktionsbehälter B2 am Wärmetauscher W2 vorbeiführt und dass nun Produkt aus dem Vorlagebehälter B1 beim Umfüllen in den Reaktionsbehälter B2 in diesem Wärmetauscher W2 auf annähernd die Betriebstemperatur des Reaktionsbehälters B2 gebracht wird, was vorteilhaft für die Regelung der Betriebstemperatur im Reaktionsbehälter B2 ist.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann sowohl Katalysator als auch Neutralisationsmittel, vorzugsweise in bekanntem Verhältnis vermischt mit Trägeröl, jeweils in einem Vorratstank B5, B6 enthalten sein. In bevorzugter Weise kann sowohl Katalysator als auch Neutralisationsmittel, vorzugsweise in bekanntem Ver- hältnis vermischt mit Trägeröl, jeweils in einem Vorratstank B5, B6 enthalten sein, dort mit Rührwerk R1 , R2 durchgemischt und/oder permanent durchgemischt werden und/oder jeweils mit einer drehzahlvariablen volumetrischen Pumpe P4, P5 in die Saugleitung der Umwälzpumpe P2 eintragbar sein. Die Pumpen P4, P5 können bevorzugt in einem abhängigen Verhältnis zur Drehzahl der Pumpe P3 steu- erbar sein. Es kann vorteilhaft sein, in Vorratstanks B5, B6 Katalysator bzw. Neutralisationsmittel in einer bekannten Mischung zu halten und in einem zur Aus- tragsmenge der Austragspumpe P3 abhängigen Verhältnis in den Reaktionsbehälter B2 abzugeben, wobei dieses Verhältnis durch das Verhältnis der Drehzahlen gesteuert ist. Dies ermöglicht eine genaue und steuerungstechnisch einfache Do- sierung.

Gemäß einer noch weiteren Ausgestaltung kann eine Differenzdruckmessung 76, 66 zwischen Druck in der Kuppel des Behälters B1 und/oder Behälters B2 und Atmosphäre angebracht sein. Die Differenzdruckmessung kann als Ist-Wert für einen Druckregler 78, 67 dienen, der die Kondensation K1 , K3 am Austritt des Be- hälters B1 , B2 regelt und auf Abweichung sowohl in positiver 69 wie auch negativer 68 Richtung überwacht. Bevorzugt erfolgt dies um über einen Alarm Störungen in der Kondensation K1 , K3 anzuzeigen und/oder bei großer positiver Abweichung die Energiezufuhr durch Pumpe P1 und/oder Pumpe P2 und Wärmetauscher W1 und/oder Wärmetauscher W2 zu stoppen und/oder den Materialfluss über Pumpen P1 , Z1 , Z2, P6 und/oder Pumpen P3, P4, P5 zu unterbrechen. Es kann vorteilhaft sein, in der Kuppel des Reaktionsbehälters B2 und Vorlagebehälter B1 den Differenzdruck zur Atmosphäre zu messen, um diesen für einen stabilen Betrieb konstant zu halten und bei Abweichungen Störungen in der Kondensation zu signali- sieren und bei zu großen Überschreitungen die Energie- und Materialzufuhr automatisch zu stoppen.

Nach einer weiteren Ausgestaltung kann ein gemeinsamer Behälter 90 zum Auffangen sowohl des auskondensierten Prozesswassers als auch des auskonden- sierten Mitteldestillates dienen. Das Niveau kann mit zwei Schwimmer- Niveaumessungen 91 , 92 gemessen werden. Ferner können die Schwimmer 93, 94 für unterschiedliche Dichte ausgelegt sein. Das Niveau des leichteren Mitteldestillates kann mit dem Niveau des schwereren Prozesswassers rechnerisch korrigiert werden. Der Signalverlauf der Niveaumessung über der Zeit kann ein wich- tiger Indikator a) für die aktuelle Ausbeute (Steigung) und/oder b) für die Stabilität (Kontinuität) des gesamten Prozesses sein.

Die voranstehenden Ausführungen zu der erfindungsgemäßen Vorrichtung geltend entsprechend auch für das erfindungsgemäße Verfahren.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen gezeigt.

Es zeigen: Fig. 1 a, 1 b, 1 c, 1d schematisch ein Ausführungsschema für den Aufbau einer erfindungsgemäßen Anlage.

Fig. 2a, 2b, 2c schematisch Kennlinien für die Prozessregelung, welche aus dem Kennlinien-Diagramm einer Umwälzpumpe für verschieden Drosselstellungen bei konstantem Pumpendruck abgeleitet sind.

Fig. 3 schematisch eine Einstellkennlinie, die sich aus den Kennlinien aus Fig. 2a, 2b, 2c ergibt und als Basis für die Einstellung der Drossel D1 , D2 dient.

Fig. 4 schematisch für eine Umwälzpumpe in einem Leistung-Drehzahl-Diagramm eine empirisch ermittelte Kurve für den Betrieb und Grenzen für Abweichungen, welche einen zu hohen Grad der Feststoffbelastung oder einen typischen Leistungsabfall bei Kavitation darstellen.

Fig. 5 schematisch eine Ansteuer-Logik der Umwälzpumpe P1 . Fig. 6 schematisch eine Ansteuer-Logik der Umwälzpumpe P2. In den Figuren 1 a, 1 b, 1 c, 1 d ist ein Gesamtschema für den Aufbau einer erfindungsgemäßen KDV-Anlage gezeigt, wobei in der Figur 1 a ein Blockheizkraftwerk BHKW, ein Niedertemperatur-Vorratsbehälter B3 und ein Hochtemperatur- Vorratsbehälter B4 gezeigt sind, in der Figur 1 b ein Eintragssystem E1 mit Vorlagebehälter B1 gezeigt ist, in der Figur 1 c der eigentliche Reaktionsbehälter B2 mit anschließender Verdampfungskolonne K2 gezeigt ist und in Figur 1 d ein Kondensationssystem K3 gezeigt ist.

Fig. 1 a zeigt ein Blockheizkraftwerk BHKW mit einem Motor M, einem Generator G zur Stromerzeugung, einem Niedertemperatur-Wärmetauscher WT-NT und ei- nem Hochtemperatur-Wärmetauscher WT-HT und eine Ansaugung 80 mit Ansaugfilter 81 .

Vom Niedertemperatur-Wärmetauscher WT-NT wird heißes Wärmeübertragungsöl über Rohrleitung 16 zu einem Wärmetauscher W3 in einen Vorratstank B3 geführt und über Rohrleitung 15 wieder zurückgeführt. Vom Hochtemperatur- Wärmetauscher WT-HT wird heißes Wärmeübertragungsöl über Rohrleitung 30, 17 zu einem Wärmetauscher W1 (Fig. 1 b) geführt und über Rohrleitung 31 , 18 wieder zurückgeführt.

Der Vorratsbehälter B3 ist mit unbelastetem Trägeröl befüllt, welches mit einem Rührwerk 36 umgewälzt wird und auf einer Temperatur T7 gehalten wird. Von der Kuppel des Vorratsbehälters B3 führt eine Absaugleitung 23 zu der Ansaugung 80.

Mit einer Austragspumpe P6 wird über Ventil V6 und Rohrleitung 10 Trägeröl in einen Vorlagebehälter B1 geführt.

Ein Vorratsbehälter B4 ist mit Trägeröl für Hochtemperatur befüllt, welches mit einem Rührwerk 37 in Bewegung gehalten wird und durch einen Wärmetauscher W4 auf einer Temperatur T8 gehalten ist, wobei heißes Wärmeübertragungsöl über eine Rohrleitung 34 zum Wärmetauscher W4 geführt und über eine Rohrleitung 35 wieder zurückgeführt wird. Vom Behälter B4 führt ebenfalls eine Absaugleitung 24 in die Ansaugung 80 des Blockheizkraftwerks BHKW. Hochtemperatur-Trägeröl wird vom Vorratsbehälter B4 über eine Austragspumpe P7 und Rohrleitung 12 in einen Reaktionsbehälter B2 (Fig. 1 c) geführt.

Vom Hochtemperatur-Wärmetauscher WT-HT führt eine Rohrleitung 30 mit heißem Wärmeübertragungsöl zu einem Wärmetauscher W2 (Fig. 1 c) und zurück über Rohrleitung 31 . In Figur 1 b wird in einem Eintragssystem E1 aufbereitetes Eintragsmaterial E2 mit einer Dosiereinrichtung Z1 in Form einer Förderschnecke über eine Rohrleitung 1 einer Zerkleinerungseinrichtung Z2 und einer Umwälzpumpe P1 zugeführt, wobei die Pumpe P1 über eine Rohrleitung 2 zu einer Drosselstelle D1 am Eintritt des Vorlagebehälters B1 fördert und der Flüssigkeitsstrom Q in einem geraden Rohrstück 20 innerhalb des Vorlagebehälters B1 fortgesetzt ist.

Die Firma Vogelsang GmbH & Co. KG (DE, 49632 Essen/Oldenburg, Holthöge 10-14) führt Zerkleinerungsanlagen in ihrem Sortiment für Plastik und andere Abfälle.

Vom unteren Teil des Behälters B1 führt eine Rohrleitung 3 zu dem Wärmetauscher W1 und weiter über eine Rohrleitung 4 in die Saugleitung 1 .

Der Vorlagebehälter B1 ist mit einer Elektroheizung EH1 , einem Schauglas S1 und einer analogen Niveaumessung L1 ausgerüstet. Aus dem oberen Teil des Behälters B1 geht eine Verbindung entweder in eine Ausdampfleitung 26 oder über Rohrleitung 1 1 in eine Kondensationseinrichtung K1 , in Abhängigkeit von der Art des Eintragsmaterials E2 und der darin enthaltenen Schadstoffe.

Die Drosselstelle D1 besitzt eine mit einem Stellantrieb 64 verstellbare Durchtrittsfläche, wobei der Stellantrieb 64 mit einem Druckregler 60, 62 angesteuert ist, um den Druck 60 auch bei variabler Durchflussmenge auf einen konstanten Druck zu regeln. Außerdem ist in einer Druckleitung 2 ein Temperaturfühler T5 angebracht, der im Zusammenwirken mit einem Temperaturfühler T1 in der Pumpe P1 eine Differenztemperatur 52 auswertet, um Kavitation der Pumpe P1 zu erkennen und die Pumpe P1 gegebenenfalls automatisch abzuschalten. Außerdem besteht für den Temperaturfühler T1 eine Maximalüberwachung 54, um ebenfalls Kavitation in der Pumpe P1 zu erkennen und die Pumpe P1 gegebenenfalls automatisch abzuschalten.

Mit der analogen Niveaumessung L1 sind innerhalb des Vorlagebehälters B1 ver- schiedene Niveaus festgelegt, wie z.B. eine einstellbare Maximalhöhe L12 und eine einstellbare Minimalhöhe L1 1 . Das Niveau im Vorlagebehälter B1 wird mit Pumpe P6 (Fig. 1 a), die aus dem Vorratsbehälter B3 (Fig. 1 a) warmes Trägeröl fördert, und Regelventil V6 über die Rohrleitung 10 auf einen konstanten Wert geregelt. Für die Messung der Betriebstemperatur im Flüssigbereich des Vorlagebe- hälters B1 ist ein Temperaturfühler T3, T3' angebracht, dessen Signal für verschiedene Aufgaben weitergeleitet wird.

Der Wärmetauscher W1 wird über die Rohrleitung 17 mit heißem Wärmeübertra- gungsöl aus Hochtemperatur-Wärmetauscher WT-HT des Blockheizkraftwerkes BHKW (Fig. 1 a) beheizt. Die Heizleistung wird über das Regelventil V5 in Rohrleitung 18 eingestellt. Die Temperaturregelung für T3 im Vorlagebehälter B1 erfolgt wahlweise über den Wärmetauscher W1 (Umwälzpumpe P1 übernimmt mit konstanter Drehzahl die Grundlast) oder über die Umwälzpumpe P1 (Wärmetauscher W1 nutzt die gesamte zur Verfügung stehende Energie des Blockheizkraftwerkes BHKW). Bei Ausfall der Umwälzpumpe P1 wird das Ventil V5 in Rohrleitung 18 unverzüglich geschlossen und die Eintragsschnecke Z1 wird unverzüglich gestoppt.

Ein typischer Hersteller von geeigneten Wärmetauschern und Flüssigkeitskonden- satoren ist die Firma Kelvion Holding GmbH (DE, 44809 Bochum, Dorstener Str. 484).

Vor dem Beladen des Vorlagebehälters B1 mit Eintragsmaterial E2 wird dieser mit warmem Trägeröl aus dem Vorratsbehälter B3 (Fig. 1 a) auf ein Minimalniveau L1 1 aufgefüllt. Erst dann wird das Eintragsmaterial E2 über die Eintragsschnecke Z1 eingebracht und der Zerkleinerungseinheit Z2 sowie Umwälzpumpe P1 zugeführt. Mit dem Wärmetauscher W1 und dem Energieeintrag durch die Umwälzpumpe P1 wird das Medium im Vorlagebehälter B1 soweit aufgeheizt, dass das im Eintragsmaterial E2 vorhandene Wasser ausdampft.

Das Niveau im Vorlagebehälter B1 wird durch geregeltes Einbringen von unbelastetem Trägeröl aus dem Vorratsbehälter B3 (Fig. 1 a) über Pumpe P6 (Fig. 1 a), Ventil V6 (Fig. 1 a) und Leitung 10 konstant gehalten. Bei minimaler Belastung des Trägeröls mit Feststoffen im Vorlagebehälter B1 wurde empirisch eine Kennlinie 50 "Antriebsleistung N über Drehzahl n" ermittelt. Abweichungen des Betriebspunktes von dieser Kennlinie 50 (Fig. 4) sind ein Maß für den Grad der Feststoffbelastung. Bei Überschreitung eines Grenzwertes wird das belastete Trägeröl über ein Ventil V13 abgelassen und einer externen Aufbe- reitungsanlage zugeführt. Anschließend wird Behälter B1 aus Vorratsbehälter B3 (Fig. 1 a) mit unbelastetem Trägeröl wieder aufgefüllt.

Anlagen dieser Art werden üblicherweise über eine freiprogrammierbare Steuerung mit Bedienoberfläche, Visualisierung und Datenaufzeichnung (Prozessleit- System 79) betrieben. Ergänzend zu der üblichen Datenaufzeichnung eines Pro- zessleitsystems 79 wird ein weiterer Datalogger 79a speziell für Diagnose und Störwertanalyse installiert, in welchem alle verfügbaren analogen sowie binären Informationen über Bus aus der Steuerung mit hoher zeitlicher Auflösung (< 100 msec) gespeichert werden.

Ein typischer Hersteller eines entsprechenden Diagnosesystems ist die Firma Delphin Technology AG (DE, 51427 Bergisch Gladbach, Lustheide 81 ), die neben dem üblichen Datalogger eine Software mit zahlreichen Tools für Diagnose und Störwertanalyse anbietet. In Fig. 1 c sind eine Destillationskolonne K2 und der Reaktionsbehälter B2 gezeigt, der von der Pumpe P3 (Fig. 1 b) über die Rohrleitung 5 beliefert wird, wobei die geförderte Menge zunächst über ein Absperrventil V12 in eine Rohrleitung 6 gelangt und durch den Wärmetauscher W2 in eine Ansaugleitung 7 für die Umwälz- pumpe P2 führt, welche auf ihrer Druckseite in eine Rohrleitung 8 einspeist. Rohrleitung 8 führt über eine Drosselstelle D2 und Rohr 21 zum Eintritt des Reaktionsbehälters B2. Die Drosselung von D2 kann mit einer Druckmessung 61 mit einem Druckregler 63 über einen Stellantrieb 65 variiert werden, um den Druck vor Drossel D2 und damit die Intensität der Kavitation nach Drossel D2 einzustellen.

Die Firma Schubert & Salzer Control Systems GmbH (DE, 85053 Ingolstadt, Bun- senstr. 38) hat in ihrem Sortiment Gleitschieberventile, welche für eine derartige Anwendung geeignet sind. Bei Erstbefüllung vom Reaktionsbehälter B2 wird Trägeröl aus dem Hochtemperatur-Vorratstank B4 (Fig. 1 a) mit Pumpe P7 (Fig. 1 a) über die Leitung 12 bis zum Erreichen eines minimalen Betriebsniveaus L21 in den Reaktionsbehälter B2 eingetragen. Sobald im Behälter B2 ein Füllstand überschritten ist, der das Trockenlaufen der Pumpe P2 verhindert, kann diese gestartet werden. Die Zirkulation im Behälter erfolgt über ein Ventil V10 in der Leitung 6, den Wärmetauscher W2, die Leitung 7, die Umwälzpumpe P2, die Leitung 8, die Drossel D2 und das Rohr 21 ; die Ventile V1 1 und V12 sind dabei geschlossen. Mit Beginn des Umfüllvorgangs über die Pumpe P3 wird in der Leitung 5 das Ventil V12 geöffnet, in Leitung 6 das Ventil V10 geschlossen und in einer Leitung 9 das Ventil V1 1 geöffnet. Durch Öff- nen des Ventils V1 1 wird der Wärmetauscher W2 für die Re-Zirkulation umgangen. Das Eintragsmaterial wird über den Wärmetauscher W2 geführt und über ein Ventil V7 in einer Leitung 31 auf die Temperatur im Reaktionsbehälter B2 geregelt. Sollwert dieser Temperaturregelung ist eine Temperatur T4 im Reaktionsbehälter B2. Ist-Wert ist eine Temperatur T9 hinter Wärmetauscher W2. Das Stellorgan des Regelkreises ist ein Ventil V7 in der Leitung 31 . Hochtemperatur-Umwälzpumpen werden beispielsweise von der Firma Allweiler GmbH (DE, 78315 Radolfzell, Allweilerstr. 1 ) hergestellt. Der Reaktionsbehälter B2 ist zusätzlich mit einer elektrischen Heizung EH2 bestückt. Über ein Schauglas S2 kann der Füllstand im Behälter B2 beobachtet werden, um die Intensität des Verdampfungsvorgangs und eventuelles Schäumen erkennen zu können. Der Reaktionsbehälter B2 besitzt zudem eine analoge Niveaumessung L2, mit der Niveau-Schaltpunkte, wie z.B. eine einstellbare Maxi- malhöhe L22 und eine einstellbare Minimalhöhe L21 , festlegbar sind.

Eine Temperatur T2 innerhalb der Pumpe P2 wird auf Differenz zu der Temperatur T6 in Leitung 8 überwacht. Die Überschreitung eines Grenzwertes 53 wird als Kavitation interpretiert und aktiviert das Abschalten der Pumpe P2.

Zusätzlich wird die Temperatur T2 in der Pumpe P2 auf einen Maximalwert 55 überwacht. Das Überschreiten des Grenzwertes 55 wird als Kavitation der Pumpe P2 interpretiert und führt zur Abschaltung der Pumpe P2.

Mit dem Abschalten der Pumpe P2 wird auch die Austragspumpe P3 gestoppt und das Temperaturregelventil V7 zum Wärmetauscher W2 geschlossen.

Parallel zur Umfüllung über Austragspumpe P3 wird aus einem Vorratsbehälter B5 Katalysator über eine volumetrische Pumpe P4 und die Leitung 12 sowie aus einem Vorratsbehälter B6 Neutralisationsmittel über eine volumetrische Pumpe P5 und über eine Leitung 13 in die Saugleitung 7 der Umwälzpumpe P2 eingespeist.

Im Vorratsbehälter B5 sind Trägeröl und Katalysator in einem vorgegebenen Verhältnis gemischt und werden durch ein Rührwerk R1 in ihrer Mischung aufrechterhalten. Die Drehzahl der Eintragspumpe P4 läuft in einem abhängigen Verhältnis zur Drehzahl der Austragspumpe P3, um die exakte Menge an Katalysator für den eingetragenen Feststoff einzuspeisen. Die Drehzahl der Eintragspumpe P5 läuft in einem abhängigen Verhältnis zur Drehzahl der Austragspumpe P3, um die exakte Menge an Neutralisationsmittel für den eingetragenen Feststoff einzuspeisen.

Entstehende Gase in den Behältern B5 und B6 werden über eine Leitung 27 zum Blockheizkraftwerk BHKW abgesaugt.

Wenn das Niveau im Behälter B2 den Maximalwert L22 erreicht hat oder wenn eine Kurve 51 eine hohe Feststoffbelastung anzeigt, wird der Umfüllvorgang unterbrochen (Stopp der Austragspumpe P3 und Schließen des Ventils V7) und das Niveau im Behälter B2 durch Austragen über ein Ventil V14 bis zu einem minimalen Betriebsniveau L21 in eine externe Aufbereitungsanlage abgesenkt.

Ein konstanter Druck im Dom des Behälters B2 ist Voraussetzung für einen stabilen Prozess. Der Differenzdruck zur Atmosphäre wird über einen Differenzdruck- Transmitter 66 gemessen und dient als Ist-Wert für eine Regelung der Kondensation. Darüber hinaus wird der Wert noch auf einen minimalen Grenzwert 68 und einen maximalen Grenzwert 69 überwacht, wobei der maximale Grenzwert 69 die Energiezufuhr durch Abschalten der Umwälzpumpe P2 stoppt. Fig. 1 d zeigt einen Luftkondensator K3, in den der anfallende Dampf über eine Rohrleitung 22 eintritt und hier zu Flüssigkeit (Mitteldestillat) kondensiert. Eine Regelung 67 des Kopfdruckes im Behälter B2 wirkt auf die Drehzahlverstellung eines Luftkondensators K3. Über eine Rohrleitung 29 und einen Siphon 96 wird das Kondensat in einen Auffangbehälter 90 für Mitteldestillat geführt. Der Auffangbehälter 90 ist mit zwei, auf unterschiedlicher Dichte basierenden, analogen Schwimmer-Niveaumessungen 91/93, 92/94 ausgestattet. Der Schwimmer 93 ist für die Dichte von Wasser ausgelegt, der Schwimmer 94 für die Dichte von Mitteldestillat. Beide Niveaus 91 , 92 werden auf minimale und maximale Grenzwerte 97/98, 99/100 überwacht, die Austragsventile 101 , 102 aktivieren, um Wasser bzw. Mitteldestillat in einen Wasser-Tank K4 bzw. einen Mitteldestillat- Tank K5 abzuführen. Sich in den Tanks K4, K5 und 90 bildende Gase werden über eine Leitung 25 gesammelt und vom Blockheizkraftwerk BHKW (Fig. 1 a) abgesaugt.

In Fig. 2a sind schematisch Pumpen-Kennlinien für verschiedene Drehzahlen n für Umwälzpumpen P1 , P2 in einem Drehzahlbereich von n-MIN bis n-MAX dargestellt. Zusätzlich sind verschiedene Drossel-Kennlinien s1 , s2, s3 für die verstellbaren Drosseln D1 , D2 dargestellt. Der Schnittpunkt der Drosselkennlinie s4 (Drossel D1 , D2 voll geöffnet) mit der Kennlinie der maximalen Drehzahl n-MAX zeigt den Betriebspunkt 1 10 für maximalen Energieeintrag. Jeder Druck 60, 61 vor der Drosselstelle D1 , D2 entspricht für jede Drehzahl einer bestimmten Drosselstellung D1 , D2. In Fig. 2b ist schematisch der Leistungsbedarf für unterschiedliche Drehzahlen der Umwälzpumpen P1 , P2 dargestellt. Die strichpunktierte Linie entspricht dem Leistungsbedarf bei konstantem Druck 60, 61 , was den möglichen Energieeintrag innerhalb eines Drehzahl-Regelbereichs 59 darstellt. Der einstellbare Druck 60, 61 vor den Drosselstellen D1 , D2 ist maßgeblich für die Intensität der Kavitation nach den Drosselstellen D1 , D2. 109 kennzeichnet den variablen Energieeintrag ohne verstellbare Drossel; 59 kennzeichnet den deutlich größeren variablen Energieeintrag mit verstellbarer Drossel. In Fig. 2c ist schematisch der Verstellweg der einstellbaren Drosseln D1 , D2 über der Durchströmmenge bei verschiedenen Vordrücken 60, 60', 60"; 61 , 61 ', 61 " dargestellt. Aus den Fig. 2a, 2b, 2c ergibt sich ein Diagramm gemäß Fig. 3, in welchem schematisch der Verstellweg der Drossel D1 , D2 über der Drehzahl n der Pumpe P1 , P2 aufgetragen ist. Die Kennlinie gem. Fig. 3 ist in einem Prozessleitsystem 79 hinterlegt, so dass die Stellung der Drossel D1 , D2 abhängig von der Drehzahl n eingestellt wird und damit eine stabile Regelung sicherstellt.

In Fig. 4 ist eine empirisch ermittelte Kurve 50, 51 sowie eine Grenzkurve 72', 72" für Feststoffbelastung sowie eine Grenzkurve 71 ', 71 " für Kavitation in der Pumpe P1 , P2 dargestellt. Die Kurve 50, 51 zeigt die Antriebsleistung der Pumpe P1 , P2 bei Betriebstemperatur in Abhängigkeit der Drehzahl n bei minimaler Belastung des Trägermaterials mit Feststoffen und bei vorgegebenem Druck 60, 61 vor Drossel D1 , D2 für Kavitation hinter Drossel D1 , D2. Betriebspunkte 74', 74" oberhalb der Referenzkurve 50, 51 sind ein Maß für die Belastung des Trägermaterials mit Feststoffen. Be- triebspunkte 73', 73" unterhalb der Referenzkurve 50, 51 sind ein Indikator für Kavitation in der Pumpe P1 , P2.

Wird der Betriebspunkt 73', 73" unterschritten, wird die Pumpe P1 , P2 automatisch abgeschaltet. Der Betriebspunkt 50', 51 ' ist der theoretische Betriebspunkt bei mi- nimaler Feststoffbelastung. Überschreiten des Betriebspunktes 74" ist ein Hinweis auf hohen Feststoffanteil im Reaktionsbehälter B2, dem durch kurzzeitiges Unterbrechen des Eintrags über Pumpe P3 und der Energiezuführung über Ventil V7 und Absenken des Füllstandes auf das Minimalniveau L21 über das Austragsventil V14 entgegengewirkt werden sollte. Fig. 5 zeigt schematisch einen Logikbaustein für die Ansteuerung der Umwälzpumpe P1 in einem Prozessleitsystem 79. Im oberen Bereich sind relevante Analogsignale, im unteren Bereich sind relevante Binärsignale dargestellt.

Alle analogen Signale, die ein Verstellen der Drehzahl n der Pumpe P1 bewirken, sind auf einen Logikbaustein, die MIN-Auswahl 105, geschaltet. Das Signal, das nach Drehzahlreduzierung verlangt, wird auf die Drehzahlverstellung der Pumpe P1 durchgeschaltet.

Für den Vorlagebehälter B1 sind jeweils vier Analogsignale zusammengeschaltet: Differenzdruckmessung 76, Temperaturmessung T3, Niveaumessung L1 sowie Handverstellung 84 für die Drehzahl n der Pumpe P1 .

Im Normalbetrieb führt der Temperaturregler T3. Beim Start der Anlage ist der Vorlagebehälter B1 noch nicht befüllt. Die Pumpe P1 wird eingeschaltet sobald das MIN-Niveau für den Trockenlaufschutz 86 überschritten ist. Jetzt greift der Niveauregler L1 und reduziert die Drehzahl n und damit die Fördermenge auf einen Wert, bei dem ein Überschießen des Ölstrahls in den oberen Teil des Vorlagebehälters B1 ausgeschlossen ist. Nach Überschreiten von Niveau L1 1 übernimmt der Temperaturregler T3 und fährt die Drehzahl auf n-MAX hoch, solange bis der Sollwert von T3 erreicht ist.

Alle digitalen Signale, die ein Stopp der Pumpe P1 bewirken, sind im Prozessleitsystem 79 über einen UND-Baustein 107 verknüpft: Druck dP-MAX 77, Temperatur T-MAX 54, Niveau 86, Temperaturdifferenz 52, Not-AUS 88manuelles AUS 103 sowie Leistungsabfall 73' der Pumpe P1 .

Die Verdrahtung der Stopp-Kriterien ist drahtbruchsicher ausgeführt; wechselt auch nur einer dieser Kontakte in den NULL-Zustand, wird die Pumpe gestoppt. Fig. 6 zeigt schematisch einen Logikbaustein für die Ansteuerung der Umwälzpumpe P2 in einem Prozessleitsystem 79. Im oberen Bereich sind relevante Analogsignale, im unteren Bereich sind relevante Binärsignale dargestellt. Alle analogen Signale, die ein Verstellen der Drehzahl n der Pumpe P2 bewirken, sind auf einen Logikbaustein, die MIN-Auswahl 106, geschaltet. Das Signal, das nach Drehzahlreduzierung verlangt, wird auf die Drehzahlverstellung der Pumpe P2 durchgeschaltet. Für den Reaktionsbehälter B2 sind jeweils vier Analogsignale zusammengeschaltet: Differenzdruckmessung 66, Temperaturmessung T4, Ni- veaumessung L2 sowie Handverstellung 85 für die Drehzahl n der Pumpe P2.

Im Normalbetrieb führt der Temperaturregler T4. Kommt es z.B. durch eine Störung in der Kondensation K3 zu einem Druckanstieg 66 im Reaktionsbehälter B2, so geht die Drehzahlverstellung stoßfrei und verzögerungsfrei auf den Druckregler 67 über. Durch diese Auswahlschaltung 106 ist auch sichergestellt, dass die Drehzahl n auch manuell nur innerhalb der zulässigen Grenzen n-MIN, n-MAX verfahren werden kann.

Alle digitalen Signale, die ein Stopp der Pumpe P2 bewirken, sind im Prozessleitsystem 79 über einen UND-Baustein 108 verknüpft:

Druck dP-MAX 69, Temperatur T-MAX 55, Niveau 87, Temperaturdifferenz 53, Not-AUS 89, manuelles AUS 104 sowie Leistungsabfall 73" der Pumpe P2

Die Verdrahtung der Stopp-Kriterien ist drahtbruchsicher ausgeführt; wechselt auch nur einer dieser Kontakte in den NULL-Zustand, wird die Pumpe gestoppt.

Durch die Verwendung von zwei Behältern B1 und B2 in der gezeigten Anlage, können deren Prozesse (Zerkleinerung des Eintragsmaterials E2 und Ausdampfen von Wasser sowie das eigentliche KDV-Verfahren) auch unabhängig voneinander gefahren werden und im Batch-Betrieb kombiniert werden. Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein auch eine Vorrichtung und ein Verfahren zur katalytischen und/oder drucklosen VerÖlung in einer Anlage mit einem Eintragssystem für Eintragsmaterial wie organische Stoffe oder Kunststoffe, mit einem Reaktionsbehälter, mit einem Wärmetauscher vor Reaktionsbehälter, mit ei- ner drehzahlgeregelten Umwälzpumpe sowie einer an den Reaktionsbehälter anschließenden Kondensationseinrichtung, wobei die Temperatur im Reaktionsbehälter durch Wärmeeintrag mittels Elektroheizung und/oder Wärmetauscher und/oder Umwälzpumpe geregelt wird. Wenn der Betriebspunkt der Umwälzpumpe durch Störungen in der Ansaugung in den Kavitationsbereich abgleitet, so wird dies mehrfach erkannt und die Umwälzpumpe und damit die Energiezufuhr automatisch gestoppt, um die Bildung giftiger Stoffe zu verhindern. Durch Androsseln des Drucks nach Pumpe kann der Regelbereich für den Energieeintrag durch die Umwälzpumpe gegenüber reiner Dreh- zahlregelung vergrößert werden. Durch Anheben des Drucks vor der Drosselstelle kann nach der Drosselstelle zur Unterstützung des Reaktionsprozesses Kavitation unterschiedlicher Intensität erzeugt werden, ohne dass sich die Kavitation an dieser Stelle schädlich auswirkt. Erst die Verwendung einer drehzahlgeregelten vo- lumetrischen Pumpe zum Eintragen in den Reaktionsbehälter ermöglicht den kon- tinuierlichen Betrieb mit einer deutlich vereinfachten Steuerung.

Bezugszeichenliste

1 Rohrleitung zwischen Eintragssystenn und Zerkleinerungseinheit Z2

2 Rohrleitung Umwälzpumpe P1 zur einstellbaren Drossel D1

3 Rohrleitung Reaktionsbehälter und Wärmetauscher W1

4 Rohrleitung Wärmetauscher W1 und Eintragsschnecke

5 Rohrleitung Umfüllung B1 nach B2

6 Rohrleitung B2 zu W2

7 Rohrleitung W2 zu P2

8 Rohrleitung P2 zu D2

9 Rohrleitung V1 1 zu Ansaugleitung 7 von P2

10 Rohrleitung Vorratsbehälter B3 zu B1

1 1 Rohrleitung zur Kondensationseinrichtung K1

12 Rohrleitung Vorratsbehälter B4 zu B2

13 Rohrleitung Vorratstank Katalysator zu P4

14 Rohrleitung Vorratstank Neutralisationsmittel zu P5

15 Rücklaufleitung zu BHKW WT-NT

16 Heizleitung aus BHKW WT-NT

17 Heizleitung aus BHKW WT-HT

18 Rücklaufleitung zu BHKW WT-HT

19 Ventilator des Luftkondensators K1

20 gerades Rohrstück nach Drosselstelle D1

21 gerades Rohrstück nach Drosselstelle D2

22 Rohrleitung zur Kondensationseinrichtung K3

23 Absaugleitung von B3

24 Absaugleitung von B4

26 Ausdampfleitung

27 Absaugleitung

28 Ventilator des Luftkondensators K3

29 Flüssigkeitsablauf vom Kondensator K3 30 Heizleitung aus BHKW WT-HT

31 Rücklaufleitung zu BHKW WT-HT

32 Absperrventil

33 Absperrventil

34 Heizleitung aus BHKW WT-HT

35 Rücklaufleitung zu BHKW WT-HT

36 Rührwerk im Vorratsbehälter B3

37 Rührwerk im Vorratsbehälter B4

38 Absperrventil

39 Absperrventil

40 Absperrventil

41 Absperrventil

42 Absperrventil

43 Absperrventil

44 Absperrventil

45 Absperrventil

46 Absperrventil

47 Absperrventil

48 Absperrventil

49 Absperrventil

50 Kurven Leistung über Drehzahl Pumpe P1

50' Betriebspunkt Pumpe P1

51 Kurven Leistung über Drehzahl Pumpe P2

51 ' Betriebspunkt Pumpe P2

52 Logikbaustein "T1 -T5"

53 Logikbaustein "T2+T6"

54 MAX-Überwachung T1

55 MAX-Überwachung T2

56 Absperrventil

57 Absperrventil 58 Absperrventil

59 Regelbereich Energieeintrag mit verstellbarer Drossel

60 Druckmessung hinter P1

60' abgesenkter Druck hinter Pumpe P1

60" angehobener Druck hinter Pumpe P1

61 Druckmessung hinter P2

61 ' abgesenkter Druck hinter Pumpe P2

61 " angehobener Druck hinter Pumpe P2

62 Druckregler P1

63 Druckregler P2

64 Stellantrieb für D1

65 Stellantrieb für D2

66 Differenzdruckmessung Behälter B2

67 Druckregler für B2 über Kondensation

68 MIN-Grenzwert Druck in B2

69 MAX-Grenzwert Druck in B2

70 Bezugskennlinie

71 ' Grenzkurve für Kavitation Pumpe P1

71 " Grenzkurve für Kavitation Pumpe P2

72' Grenzkurve für Feststoffbelastung Pumpe P1

72" Grenzkurve für Feststoffbelastung Pumpe P2

73' Leistungsabfall Pumpe P1

73" Leistungsabfall Pumpe P2

74' Leistungserhöhung Pumpe P1

74" Leistungserhöhung Pumpe P2

75 Theoretischer Betriebspunkt

76 Differenzdruckmessung Behälter B1

77 MAX-Grenzwert Druck in B1

78 Druckregler für B1 über Kondensation Prozessleitsystem

Datalogger

Ansaugung Gasmotor

Ansaugfilter

Steuerungskennlinie für Stellantrieb 64

Steuerungskennlinie für Stellantrieb 65

Handverstellung Drehzahl Pumpe P1

Handverstellung Drehzahl Pumpe P2

Trockenlaufschutz Behälter B1

Trockenlaufschutz Behälter B2

Not-Aus Pumpe P1

Not-Aus Pumpe P2

Auffangbehälter Mitteldestillat

Niveaumessung

Niveaumessung

Schwimmer Wasser

Schwimmer Mitteldestillat

Siphon

MAX-Niveau Wasser

MIN-Niveau Wasser

MAX-Niveau Mitteldestillat

MIN-Niveau Mitteldestillat

Austragsventil Wasser

Austragsventil Mitteldestillat

Manuelles Aus/Ein Pumpe P1

Manuelles Aus/Ein Pumpe P2

Logikbaustein für MIN-Auswahl Pumpe P1

Logikbaustein für MIN-Auswahl Pumpe P2

Logikbaustein UND Pumpe 1 108 Logikbaustein UND Pumpe 2

109 Regelbereich Energieeintrag ohne verstellbare Drossel

1 10 Betriebspunkt für maximalen Energieeintrag

B1 Vorlagebehälter

B2 Reaktionsbehälter

B3 Vorratsbehälter Niedertemperatur

B4 Vorratsbehälter Hochtemperatur

B5 Vorratstank Katalysator

B6 Vorratstank Neutralisationsmittel BHKW Blockheizkraftwerk

D1 Drosselstelle am Eintritt Behälter B1

D2 Drosselstelle am Eintritt Behälter B2

E1 Eintragssystem

E2 Eintragsmaterial EH1 Elektroheizung Vorlagebehälter B1

EH2 Elektroheizung Reaktionsbehälter B2

G Generator

H1 Zulaufhöhe zu Pumpe P1

H2 Zulaufhöhe zu Pumpe P2 K1 Kondensationseinrichtung für Eintragsbehälter

K2 Destillationskolonne (Destillationseinrichtung)

K3 Kondensationseinrichtung für Mitteldestillat

K4 Wasser-Tank

K5 Mitteldestillat-Tank L1 analoge Niveaumessung

L2 analoge Niveaumessung

L1 1 einstellbare Minimalhöhe für Betrieb

L21 einstellbare Minimalhöhe für Betrieb L12 einstellbare Maximalhöhe für Betrieb

L22 einstellbare Maximalhöhe für Betrieb

M Motor

N Leistung Pumpe P2 bzw. P1

n Drehzahl Pumpe P2 bzw. P1

n-MIN Minimale Drehzahl Pumpe P2 bzw. P1

n-MAX Maximale Drehzahl Pumpe P2 bzw. P1 n ^* Betriebsdrehzahl Pumpe P2 bzw. P1

P1 Umwälzpumpe Vorlagebehälter

P2 Umwälzpumpe Reaktionsbehälter

P3 Zuführsystem, volumetrische Pumpe

P4 Eintragspumpe Katalysator

P5 Eintragspumpe Neutralisationsmittel

P6 Austragspumpe Behälter B3

P7 Austragspumpe Behälter B4

Q Fördermenge

R1 Mischer Behälter B5

R2 Mischer Behälter B6

S1 Schauglas Vorlagebehälter

S2 Schauglas Reaktionsbehälter

s1 Ventilhub bei minimaler Betriebsdrehzahl s2 Ventilhub bei mittlerer Betriebsdrehzahl s3 Ventilhub bei Kavitationsdruck bei max. Drehzahl s4 Ventilhub 100%

T1 Temperaturfühler in der Pumpe P1

T2 Temperaturfühler in der Pumpe P2

T3 Temperaturfühler/-regler Vorlagebehälter B1

T3' Temperaturfühler/-regler Vorlagebehälter B1 T4 TemperaturfühlerY-regler Reaktionsbehälter B2

T4' Temperaturfühler/-regler Reaktionsbehälter B2

T5 Temperaturfühler vor der Drossel D1

T6 Temperaturmessung Druckleitung 8

T7 Temperaturfühler Vorratsbehälter B3

T8 Temperaturfühler Vorratsbehälter B4

T9 Temperaturfühler nach W2

V5 Temperaturregelventil zu Wärmetauscher W1

V6 Niveauregelventil für Vorlagebehälter B1 V7 Temperaturregelventil zu Wärmetauscher W2

V10 Absperrventil

V1 1 Absperrventil

V12 Absperrventil

V13 Austragsventil Vorlagebehälter B1

V14 Austragsventil Reaktionsbehälter B2

W1 Wärmetauscher am Vorlagebehälter B1

W2 Wärmetauscher am Reaktionsbehälter B2

W3 Wärmetauscher im Vorratsbehälter B3

W4 Wärmetauscher im Vorratsbehälter B4

WT-NT Wärmetauscher Niedertemperatur

WT-HT Wärmetauscher Hochtemperatur

Z1 Dosiereinrichtung

Z2 Zerkleinerungseinrichtung