Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Umwandlung von kohlenstoffhaltigen, verketteten oder vernetzten Abfallprodukten zu Wertstoffen durch Pyrolyse, bei dem die in einen Reaktor geladenen Abfallprodukte in einem geschlossenen System erhitzt und nach einer Behandlungszeit abgekühlt werden.

Die als Pyrolyse bekannte thermische Behandlung von Abfallprodukten unter Luftabschluss ist bekannt. Aufgrund des fehlenden Sauerstoffs findet eine Verbrennung der Abfallprodukte nicht statt, sondern die Abfallprodukte werden durch die thermische Behandlung reduzierend umgewandelt. Die umgewandelten Reststoffe sind allerdings regelmäßig nicht als Wertstoffe einsetzbar, sondern können allenfalls als niederwer- tige, granulierte Feststoffe, pulverförmige Zusatzstoffe usw. Verwendung finden. Bei der Pyrolyse von kohlenstoffhaltigen Abfallprodukten, zu denen im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere kohlen- wasserstoffhaltige Abfallprodukte zählen, soll als Wertstoff reiner Kohlenstoff entstehen.

Es ist vorgeschlagen worden, auch Altreifen, vorzugsweise zusammen mit den Felgen, einer Pyrolysebehandlung zu unterziehen, um aus den Altreifen einen halbwegs reinen Kohlenstoff zu gewinnen. Eine übliche Pyrolysebehandlung, bei der die thermische Umsetzung der Temperatu- ren zwischen 500 und 800 ⁰ C vorgenommen wird, führt nicht zu einer Gewinnung von einem reinen Kohlenstoff, der zur Herstellung eines Kohlenstoffprodukts verwendbar wäre. Die Reinheitsgrade liegen bei etwa 70 %. Darüber hinaus tritt regelmäßig das Problem von in größe- ren Mengen auftretenden Abgasen auf, die Schadstoffe enthalten können und daher erst nach einer sorgfältigen Filterung in die Umgebung abgegeben werden dürfen. Die bekannten Pyrolyseverfahren setzen eine Vorbehandlung der Abfallprodukte, insbesondere durch Waschen, Trocknen, Zerkleinern usw. voraus.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs erwähnten Art so auszugestalten, dass behandlungsbedürftige Abgase nicht in nennenswerten Mengen auftreten und darüber hinaus eine Wertstoffgewinnung, insbesondere von Kohlenstoff, mit einem hohen Reinheitsgrad möglich ist.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art durch folgende Verfahrensschritte:

- die Abfallprodukte werden in dem Reaktor (2) auf eine Aufheiztemperatur T _A von 310 ⁰ C < T _A < 350 ⁰ C aufgeheizt,

- der Reaktor (2) wird dann auf eine Behandlungstemperatur von 310 ± 30°C eingestellt und auf dieser Behandlungstemperatur gehalten,

- aus dem Reaktor (2) wird austretendes Gas durch Kühlung und Entspannung zu einem Pyrolyseöl kondensiert,

- sobald kein Pyrolysegas mehr entsteht, wird der Reaktor auf wenigstens 90 ⁰ C abgekühlt und entleert.

Das erfindungsgemäße Verfahren verwendet somit eine relativ niedrige Pyrolyse-Behandlungstemperatur, die erfindungsgemäß relativ schnell angesteuert wird, wobei eine Aufheiztemperatur T _A von 350 ⁰ C nicht überschritten wird. Umfangreiche Versuchsreihen haben ergeben, dass diese ungewöhnliche Temperaturführung wesentlich ist, unrv aus den Abfallprodukten, beispielsweise aus Altreifen, einen sehr reinen Kohlenstoff zu gewinnen, dessen Reinheitsgrad über 80 % liegt, üblicherweise in einer Spanne von 83 bis 88 %. Das bei dem Verfahren anfallende Pyrolyseöl, das aus der erfindungsgemäßen Pyrolyse von Altrei- fen gewonnen wird, hat Eigenschaften von Heizöl und ist somit unmittelbar als Wertstoff verwendbar. Der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren aus Altreifen gewonnene reine Kohlenstoff ist ohne weitere Behandlung zur Herstellung von Kohlenstofffiltern, Kohlenstoffabsorbern und als Hitze- und Feuerisolierung verwendbar.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise so durchgeführt, dass der mit den Abfallprodukten ohne jede Vorbehandlung beladene Reaktor in einer Heizkammer erhitzt wird, in der er an ein Gasabführungssystem angeschlossen wird, das außerhalb der Heizkammer mit einem Kühlsystem verbunden wird, um die Kondensation des Pyrolysegases zu einem Pyrolyseöl vorzunehmen. Dabei ist es zweckmäßig, wenn die Temperatur in dem Gasführungssystem außerhalb der Heizkammer gemessen wird. Insbesondere ist es damit möglich, ein kontinuierliches Abfallen der Temperatur in dem Gasführungssystem unter ei- nen vorgegebenen Wert als Signal für die Beendigung der Pyrolyse zu verwenden. Der Temperaturabfall ist ein Indikator dafür, dass durch das Gasführungssystem immer weniger Pyrolysegas hindurchgeleitet wird. Wenn aber praktisch kein Pyrolysegas mehr entsteht, findet auch keine Umwandlung der Abfallprodukte durch die Pyrolyse mehr statt. Demzu- folge kann aus dem Temperaturabfall unter einen vorgegebenen Wert, der unter 100 ⁰ C liegen sollte und beispielsweise bei größenordnungsgemäß 80 ⁰ C liegen kann, auf das Ende des Pyrolysevorgangs geschlossen werden.

Der Beginn des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt vorzugsweise dadurch, dass der beladene Reaktor in die auf eine Vorheiztemperatur > 200 ⁰ C vorgeheizte Heizkammer eingefahren wird. Die Verwendung der auf diese Weise vorgeheizten Heizkammer hat den Vorteil, dass eine Energieeinsparung möglich ist, wie unten noch näher erläutert werden wird.

Der an das Gasabführungssystem angeschlossene Reaktor wird in der Heizkammer, deren Heizsystem aktiv geschaltet ist, aufgeheizt. In der Anfangsphase wird das aus dem Reaktor ausgetriebene Gas, das im Wesentlichen aus Luft und Wasser besteht, nicht über das Kühlsystem zur Gewinnung des Pyrolyseöls geführt, sondern in einer Abzweigleitung als Kondenswasser abgeführt. Erst wenn die Temperatur über 130 ± 2O ⁰ C gestiegen ist, wird das Gasabführungssystem an das Kühlsystem angeschlossen, um bei dem bei etwa 230°C im Reaktor beginnenden Pyrolysevorgang aus dem nunmehr entstehenden Pyrolysegas Pyrolyseöl zu gewinnen. Das Aufheizen des Reaktors wird beispielsweise mit einer Heiztemperatur der Heizkammer von 420 ± 20 ⁰ C in einer Zeit zwischen 2 und 4 Stunden, vorzugsweise etwa 3 Stunden vorgenommen, wobei die Heizkammer für eine vorgegebene Zeitdauer, die vorzugsweise zwischen 0,5 und 1 ,5 Stunden, bevorzugt bei etwa 1 Stunde, liegt, auf der Heiztemperatur gehalten wird. Danach wird die Heizung in der Heizkammer abgeschaltet, bis die Behandlungstempera- tur von 310 ± 20 ⁰ C erreicht worden ist. Dann wird diese Behandlungstemperatur in dem Reaktor konstant gehalten, bis das Ende der Pyrolyse in der oben beschriebenen Weise festgestellt wird. Optional kann nach dem Ende der Pyrolyse eine kurzzeitige Aufheizung (bis zu einer Stunde) des Reaktorinhalts bis zu 600 ⁰ C erfolgen, um einen Trocknungsvorgang zu beschleunigen. Im Anschluss daran wird der Reaktor aus der Heizkammer entfernt und an ein eigenes Kühlsystem außerhalb der Heizkammer angeschlossen, um so auf eine Temperatur unter 90 ⁰ C, vorzugsweise unter 70 ⁰ C abgekühlt zu werden, sodass die Entleerung des Behälters erfolgen kann.

Durch das Öffnen der Heizkammer und den Austausch des heißen Reaktors gegen eine neuen beladenen Reaktor fällt die Temperatur in der Heizkammer von der Behandlungstemperatur auf ca'. 250 ⁰ C ab, die so- mit als Vorheiztemperatur für den nächsten Pyrolyse-Behandlungs- prozess dient. Unnötige Abkühlungen und Wärmeverluste werden dadurch vermieden, dass mit austauschbaren Reaktoren für dieselbe Heizkammer gearbeitet wird. Vorzugsweise werden für jede Heizkam- mer drei Reaktoren verwendet, von denen einer nach dem Pyrolysepro- zess abkühlt, ein anderer in die Heizkammer eingefahren wird und ein dritter zur Beladung mit Abfallprodukten zur Verfügung steht.

Für die Gewinnung von Wertstoffen mit einem hohen Reinheitsgrad ist es wichtig, einen Reaktor mit einer Beladung zu verwenden, die die Einhaltung des angegebenen Temperaturverlaufs ohne Schwierigkeiten ermöglicht. Die Beladung des Reaktors sollte mit etwa 400 bis 800, vorzugsweise 500 bis 600 kg, Abfallprodukten erfolgen. Als Abfallprodukte werden insbesondere Altreifen auf ihren Felgen behandelt. Die Tren- nung des beim Pyrolysevorgang entstandenen reinen Kohlenstoffs von den Metallfelgen erfolgt somit nach der Entleerung des Reaktors und ist ohne Schwierigkeiten wegen der unterschiedlichen Konsistenzen der Wertstoffe möglich. Beispiele für geeignete Abfallprodukte sind Kokos- nussschalen, Ebonitmaterial, wie es für Batteriegehäuse verwendet wird, sowie organische Abfälle, wie zellulosehaltige Materialien, tierische Abfälle, Essensreste, geschreddertes Holz, Holzpellets o. dgl.

Die beigefügte einzige Zeichnungsfigur zeigt schematisch den Aufbau einer Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. In eine fest montierte, als Ofen ausgebildete Heizkammer 1 wird ein vorzugsweise fahrbar ausgebildeter, mit kohlenstoffhaltigen, insbesondere kohlenwasserstoffhaltigen, Abfallprodukten beladener Reaktor 2 eingefahren und an ein Gasabführungssystem 3 angeschlossen, mit dem Gas aus der Heizkammer 1 in einen Außenraum geleitet werden kann. Das Gasabführungssystem 3 weist außerhalb der Heizkammer einen Abzweig 4, mit dem beim Aufheizen des Reaktors 2 bis zu einer Temperatur von ca. 130 ⁰ C aus dem Reaktor 2 ausgetriebene Luft und Feuchtigkeit als Kondenswasser abgeleitet werden kann. Das Gasabführungs- System 3 leitet für die Normalfunktion das Gas aus dem Reaktor 2 über ein Kühlsystem 5, mit dem das Gas abgekühlt wird. Im Anschluss daran gelangt das Gas in einen Entspannungsbehälter 6, in dem es sich als Pyrolyseöl sammelt. Das Pyrolyseöl gelangt aus dem Entspannungsbe- hälter 6 in einen Tank 7, aus dem das Pyrolyseöl ohne weitere Behandlung entnehmbar ist. Der Tank 7 ist über Gasleitung 8 an seiner Oberseite mit einem Gasfilter 9 verbunden, über den geringe Luftmengen, die nicht zu einem Pyrolyseöl kondensieren können, in die Umgebung abgelassen werden können.

Die Zeichnung lässt noch erkennen, dass für die Umschaltung des Gasabführungssystems 3 in die Kondenswasserableitung 4 einerseits oder die Kühlung 5 andererseits eine Anordnung von Absperrventilen 10 vorgesehen ist, die manuell betätigt werden oder sensorgesteuert um- schaltbar sind.

Vorzugsweise werden mehrere fahrbare Reaktoren 2 für eine Heizkammer 1 verwendet, um eine durch möglichst kleine Pausen unterbrochene Verfahrensweise zu ermöglichen.

Der Pyrolyseprozess vom Einfahren des Reaktors 2 in die Heizkammer bis zum Entleeren des Reaktors nach einer Abkühlung außerhalb der Heizkammer 1 beträgt ca. 8 Stunden, wenn eine Beladung des Reaktors 2 mit Abfallprodukten in einer Masse von 500 bis 600 kg vorgesehen wird.