Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlage zur katalytischen Herstellung von Dieselöl aus Reststoffen, wie Kunsstoffen (PE, PP, PET, PVC, etc.), cellulosehaltigen Stoffen und Biomaterialien gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein entsprechendes Verfahren nach Oberbegriff des Anspruches 18.

Aus der WO 2005/071043 A1 ist eine Anlage bekannt, bei der kohlenwasserstoffhaltige Reststoffe oder Rückstände in einem mehrstufigen Prozess aufgeheizt, gecrackt und fraktioniert werden, wodurch unter anderem Dieselöl gewonnen wird. Weiterhin ist aus der DE103 56 245 B4 ebenfalls eine solche Anlage bekannt, wobei der Hauptwärmeeintrag über die Strömungsenergie bzw. die Friktion und innere Reibung der Pumpen erfolgt, die durch ein gegenläufiges Rührwerk gebremst werden.

Aus der DE 103 16 696 A1 ist eine Vorfahren zur katalytischen Verölung von kohlenwasserstoffhaltigen Rückständen im Flüssigkreislauf bekannt, wobei als Katalysator ionentauschfähige Katalysatoren, wie Kalziumaluminiumsilikat oder Natriumaluminiumsilikat, verwendet werden, die in einem geheizten und an den Wärmeübertragungsstellen gereinigten Ölbadkreislauf eingesetzt werden, wobei weiterhin die Beheizung des

Ölbadkreislauf mit den suspendierten Katalysatoren durch elektrische Heizkörper erfolgt, die konzentrisch um die Reaktorrohre angeordnet sind. Es hat sich allerdings herausgestellt, dass diese Anlagen noch sehr störanfällig sind.

Die Aufgabe der Erfindung ist somit, eine Anlage und ein Verfahren bereit zu stellen, dass leichter betrieben werden kann und eine geringere Störungsanfälligkeit zeigt.

Diese Aufgabe wird durch eine Anlage nach Anspruch 1 gelöst, die dadurch geprägt ist, dass der zentrale Reaktor, der den Ausgangsstoff in einem Trägeröl aufnimmt und in welchem die katalytische Reaktion erfolgt, mindestens ein motorisch rotativ angetriebenes Schneidwerk aufweist, mittels welchem mindestens zeitweise eine schlagende und/oder schneidende Zerkleinerung des Ausgangsstoffes erfolgt. Ein entsprechendes Verfahren ist gemäß Anspruch 18 gelöst. Als Ausgangsstoff sollen vorliegend alle kohlenwasserstoffhaltigen Roh- und Reststoffe gelten, insbesondere Rest- und Abfallmaterialien aus der Gruppe der Kunsstoffen (PE, PP, PET, PVC, etc.), cellulosehaltigen Stoffen und Biomaterialien, wie Holz, Säge- oder

Holzspähne, Papier, Karton, Pflanzenteile und dergleichen. Weiterhin soll unter einer granulären Partikelgröße rieselfähige Partikel verstanden werden, die in ihrer größten räumlichen Erstreckung im Mittel kleiner oder gleich 20mm aufweisen, vorteilhafterweise kleiner oder gleich 10mm aufweisen. Idealerweise sind diese als Spähne, Flakes oder vergleichbare flache Partikel ausgebildet.

Vorliegend soll unter Diesel oder Dieselöl eine Kerosinmischung verstanden werden, die so genannten Mitteldestillatfraktionen bei bekannten Fraktionierungen von Erdöl. Das Trägeröl hingegen ist ein tiefersiedendes Schweröl oder Schwerölgemisch. Derartige Trägeröle sind in der Regel Thermoöle, welche bei sich hohen Betriebstemperaturen, wie vorliegend beispielsweise in dem Bereich von 280°C bis 320°C, nicht zersetzen. Weiterhin können sogenannte Zweitraffinate verwendet werden. Diese sind Öle, die nicht zu chemischen Reaktionen, einem Ausgasen oder Schaumbildung führen.

Diese Anlage zur katalytischen Herstellung von Dieselöl aus dem vorgenannten

Ausgangsstoff, umfasst ein Einleitsystem für den Ausgangsstoff, eine Reaktionseinheit, mindestens eine ein- oder mehrteilige Trenn- und Abscheideeinheit und mindestens eine Sedimentaufbereitungsstufe für Feststoffe und/oder Sedimente, u.a. wie Aschen, Teerstoffe, und dergleichen. Dabei umfasst die Reaktionseinheit in der Regel nur einen zentralen Reaktor zur Behandlung einer Mischphase aus einer flüssigen Trägerphase (Trägeröl) und dem festen Ausgangsstoff, wobei der Reaktor häufig auch Schmelzreaktor genannt wird, weil in diesem die Feststoffe katalytisch in ein Dieselöl umgewandelt werden. Der Reaktor weist idealerweise nur einen Reaktorinnenraum auf, und hat aber im bestimmunggemäßen Betrieb einen gas- oder dampfgefüllten Kopfraum und einen mit der Mischpahse gefüllten

Produktraum. Weiterhin umfasst er mind. einen Einlass für den Ausgangsstoff, mindestens einen Kopfauslass für eine Gas- oder Dampfphase an den sich unmittelbar eine

Abscheidekolonne anschließen kann oder hieran angebracht sein kann. Weiterhin ist ein Auslass vorhanden, der mit der Sedimentaufbereitungsstufe verbunden ist, sowie

mindestens ein motorisch angetriebenes Rühraggregat zur Homogenisierung und

Umwälzung des Reaktorinhaltes, welches mit mindestens einem Rührkörper in den

Produktraum ragt. Die Sedimentaufbereitungsstufe zum Ausleiten und Abtrennen von festen Inhaltstoffen aus dem Produktraum umfasst dabei ein Förderaggregat, ein Sedimentationskessel, ein vertikal unterhalb des Sedimentationskessels oder bodennah im Sedimentationskessel

angeordnetes Ausleitelement. Dieses Ausleitelement ist als kratzendes oder schleifendes Fördermittel ausgebildet, insb. als Förderschnecke und dient zum Abtransport von ölhaltigen Feststoffen. Weiterhin ist der Sedimentationskessel über ein motorisch antreibbares

Transportelement, welches als kratzendes oder schabendes Fördermittel ausgebildet ist, wie bspw. eine Förderschnecke, mit einem Rückführeinlass des zentralen Reaktors verbunden i. Im Falle einer Förderschnecke, ist diese idealerweise als ziehende Förderschnecke konzipiert, so dass keine Rest- und Schmutzstoffe mechanisch auf die Dichtungsmaterialien einwirken. Dies hat den großen Vorteil gegenüber einer üblichen Pumpe, dass der gesamte Förderweg permanent mechanisch freigehalten wird und keine lokalen Anhaftungen und Querschnittsverengungen erfolgen können.

Der Sedimentationskessel dient als Separator und hat idealerweise einen konischen oder trichterförmigen Boden. Die Abscheidung im Sedimentationskessel kann gesteigert werden, wenn die Einlassleitung gegenüber dem Radius in der horizontalen Ebene geneigt ist, so dass die Flüssigkeit in Umfangsrichtung einströmen kann und sich ständiger

Flüssigkeitswirbel ausbildet und hierdurch eine Art Zyklonabscheidung veranlasst wird.

Eine Verbesserung besteht darin, dass das motorisch antreibbare, rückführende

Transportelement im oberen Drittel des Sedimentationskessels mit diesem verbunden und/oder in diesen mit dem Einlassende hinein ragt. Weiterhin kann das rückführende Transportelement mit dem vom Sedimentationskessel entfernten Ende in den Reaktor hinein ragen und/oder dichtend mit diesem verbunden sein. Besonders vorteilhaft ist es, wenn dieses rückführende Transportelement in Richtung vom Sedimentationskessel zum Reaktor in Förderrichtung ein Gefälle aufweist, d.h. gegen die Horizontale geneigt ist. Ein Winkel im Bereich von 10° bis 45° hat sich als vorteilhaft erwiesen.

Bei einer Ausführungsvariante verfügt der Sedimentationskessel über ein motorisch antreibbares Kratz- und Schabelement, womit der Austrag der abgesetzten Anteile, wie Aschen, Feststoffe, Kalkanteile usw. als schwerer öliger Schlamm verbessert wird. Der Sedimentationskessel ist bei einer Anlagenvariante über dieses Ausleitelement mit einer Kopplungs- und Aufreinigungseinheit verbunden, welche eine Trocknungs- und

Verdampfereinheit für diese ölhaltigen Feststoffe (Ölschlamm) und/oder eine

Abscheideeinheit für die Dampf- und/oder Gasinhaltsstoffe umfasst.

Wie beschrieben, ist weiterhin mindestens ein motorisch rotativ angetriebenes Schneidwerk zur schlagenden und/oder schneidenden Zerkleinerung des Ausgangsstoffes vorgesehen, welches mindestens eine Schneide oder einen Schneidabschnitt aufweist.

Bei einer Ausführungsform des Schneidwerkes ist dieses an derselben Antriebswelle angebracht und von dieser angetrieben, wie der mindestens eine Rührkörper, wobei alternativ oder zusätzlich auch der mindestens eine Rührkörper als Schneide oder mit einem Schneidabschnitt aufgebildet sein kann. Eine weitere Alternative besteht darin, dass das Schneidwerk in den Produktraum hineinragt und eine eigene Antriebswelle und einen eigenen vom Antrieb des Rühraggregats unabhängigen Antrieb aufweist.

Eine Verbesserung besteht darin, dass mindestens ein Rührkörper in vertikaler Höhenlage zwischen zwei Schneidwerken angeordnet ist, so dass diese unmittelbar ober- und unterhalb des Rührwerkes in der gerichteten Strömung schneidend und/oder zerteilend arbeiten können.

Der Antrieb muss dabei derart ausgelegt sein, dass er eine permanente vollständige

Durchmischung und vielfache Umwälzung pro Minute ermöglicht, wozu er eine

Geschwindigkeit des Rühraggregates von mindestens 400 bis 500 U/min ermöglichen muss. Vorteilhafterweise wird eine Umdrehung pro Sekunden von 440 bis 470 U/min

vorgenommen. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Umfangsgeschwindigkeit des

Rühraggregats im Bereich von 10 bis 20 m/s liegt, und idealerweise eine

Umfangsgeschwindigkeit von 13 bis 18 m/s mittels des Antriebes erreichbar und im Betrieb der Anlage eingestellt werden kann. Für den Antrieb des Schneidwerkes gilt analog, dass eine Geschwindigkeit von mindestens 400 bis 500 U/min vorliegen sollte, wobei

vorteilhaftenweise eine Geschwindigkeit von über 440 bis 470 U/min beim Betrieb aufrecht gehalten werden sollte. Eine weitere Verbesserung besteht darin, dass das Rührwerk, insb. dessen Antriebswelle im Reaktor exzentrisch angeordnet ist, wodurch sich eine besonders vorteilhafte

dreidimensionale Strömung im Produktraum des Reaktors einstellt. Dabei hat sich eine Achsexzentrizität des der Rührorganachse zur Mittelachse des Reaktors als vorteilhaft herausgestellt, die im Bereich von 0,15 bis 0,25 liegt.

Die stromabwärts dem Reaktor nachgeschaltete ein- oder mehrteilige Trenn- und

Abscheideeinheit umfasst mindestens einen Kondensator und/oder eine Destillationskolonne zur Abtrennung des Dieselöls. Es hat sich überraschenderweise herausgesellt, dass es hinreichend ist, nach dem Reaktor - ggf. unmittelbar auf diesem, eine einfache

Abscheidekolonne vorzusehen, um nachfolgend hierzu ein oder zwei Kondensatoren vorzusehen zur Abscheidung des Produktöls.

Wie angedeutet, bildet dann die Abscheidekolonne mit dem Reaktor eine Baueinheit und ist direkt am Kopfraum angebracht oder über einen Flasch unmittelbar mit diesem verbunden. Dabei erstreckt sich der Kopfraum des Reaktors unmittelbar in den untersten Boden- oder Einlaufbereich der Kolonne und bildet einen einzigen Raum.

Weiterhin ist eine Heizeinrichtung für die Mischphase vorgesehen, welche bei einer verbesserten Variante als außen an der Reaktorwand anliegende Einrichtung vorgesehen ist und durch die Behälterwand hindurch auf das Fluid wirkt. Alternativ kann im Reaktor eine solche Heizeinrichtung umfasst sein. Diese Heizeinrichtungen sind so ausgelegt und dimensioniert, dass eine Erwärmung einer eingefüllten Mischphase auf über 200 °C erfolgen kann, idalerweise auf eine Temperatur zwischen 280 °C und 320°C.

Als besonders bevorzugt hat sich eine Mikrowellenheizeinrichtung als Heizeinrichtung herausgestellt. Diese hat einen sehr hohen Wirkungsgrad und an den Austauschflächen bzw. den aussendenden Oberflächen der Mikrowellenheizung erfolgt nicht, wie bei konventionellen Heizoberflächen, eine thermisch bedingte Anhaftung aufgrund lokaler Überhitzung. Mindestens eine solche Mikrowellenheizeinrichtung ist idealerweise im flüssigkeitsgefüllten Raum des Reaktorinnenraumes angeordnet. Die Leistung des

Mikrowellengenerators sollte im Bereich von über 70kW liegen, idealerweise im Bereich von 80kW bis 250kW. Bedarfsweise kann die Leistung auf darüber liegen oder mehr als ein Mikrowellengenerator vorgesehen werden.

Die Mikrowellenheizung umfasst dabei als Hauptkomponenten in bekannter Weise ein Magnetron und einen Hohlleiter. Dieser Hohlleiter umfasst in der Regel unter anderem mindestens eine zum Produktraum angrenzende und abtrennende Glas- oder

Quarzglasscheibe, einen Tuner zur Minimierung der reflektierten Mikrowellen, einen

Zirkulator und eine Wasserlast sowie geeignete Detektoren und Richtkoppler. Bei einer verbesserten Ausführungsform grenzt an den Produktraum nicht nur ein Glas- oder

Quarzglasscheibe, sondern eine Sicherheitsschleuse mit beidseitigem Abschluss durch eine Glas- oder Quarzglasscheibe, wobei deren Innenraum mit einem Inertgas gefüllt werden oder durch den ein Inertgas strömen kann. Dabei ist unter beidseitig die Richtung der Haupterstreckung des Hohlleiters zu verstehen, in welchem die Mikrowellen geführt werden. Der Vorteil besteht darin, dass der Innenraum evakuierbar ist und im Falle von

Beschädigung der an den Produktraum angrenzenden Scheibe, kein Sauerstoff in den Reaktor gelangt und weiterhin die sonstigen Komponenten der Mikrowellenheizung geschützt bleiben.

Eine Alternative Bauform besteht darin, dass nicht der Reaktorinhalt unmittelbar durch vorstehend genannte Scheibe in der Reaktorwand oder einem Befestigungsstutzen mittels Mikrowellenheizung erwärmt wird, sondern die mindestens eine Mikrowellenheizung durch ein Glas- oder Quarzglasrohr auf einen Seitenstrom der Mischphase einwirkt. Dieser

Seitenstrom in einer Umlaufleitung wird vorteilhafterweise von einem geeigneten Fördermittel angetrieben, wie beispielsweise einer Doppelschneckenpumpe.

Zur Dichtung der Sicherheitsscheiben der Sicherheitsschleuse im Hohlkanal werden vorteilhafterweise Papierdichtungen oder Dichtungen aus eine Kupfermaterial (Weichkupfer) vorgesehen, so dass eine gasdichte Trennung hergestellt ist. Es hat sich

überraschenderweise herausgestellt, dass diese gasdichte Strecke vom zentralen Reaktor als sehr vorteilhafte Abkühlungsstrecke fungiert.

Bei einer alternativen Ausführungsform ist die Lage der Mikrowellenheizung im Deckel und/Kopfraum des Reaktors, was den Vorteil hat, dass die thermischen und mechanischen Einflüsse verringert werden. Weiterhin ist so eine gute Zugänglichkeit im Wartungsfalle gegeben.

Weiterhin besteht eine verbesserte Variante darin, dass ein Rückführungseinlass am

Reaktor vorgesehen ist, der mit der Sedimentaufbereitungsstufe verbunden ist und über welchen Teilströme oder Teilmengen, die über einen Auslass entnommen wurden, in den Reaktor zurückgeführt werden können. Die rückgeführten Teilströme oder Teilmengen sind in der Regel flüssig und abgereichert an Feststoffen, wie Kalk, Katalysator, Asche oder Teeranteile.

Der Reaktoreinlass und/oder der Rückführungseinlass sind derart ausgeformt, dass ein Gehäuse einer einleitenden Förderschnecke hieran gehalten und abgedichtet ist. Hierzu können bekannte Flansch- oder Kupplungselemente vorgesehen werden. Es ist

insbesondere vorteilhaft, wenn zwischen dem Reaktoreinlass und dem Auslassende der einleitenden Förderschnecke kein separates Rohrstück mehr vorhanden ist.

Dabei besteht eine Verbesserung darin, dass das Gehäuse der einleitenden Förderschnecke unmittelbar am Reaktor mit dem Auslassende endet bzw. den Reaktorflansch bildet.

Prozess- und Hilfsstoffe, wie ein zu ergänzendes Trägeröl, Kalk, Katalysator können in eine der sonstigen Zuführungs- oder Rückführungsströme eingeleitet werden. Vorteilhafterweise ist aber eine separate Zuführungseinheit für Prozess- und Hilfsstoffe vorgesehen, die leitungsmäßig mit dem Reaktor verbunden ist, wobei hierfür ein eigener Zugangsstutzen im Reaktor vorgesehen ist.

Nicht im Einzelnen beschrieben, weil für den Fachmann fachüblich, sind nötige

Leitungsverbindungen, Verbindungsflansche, Tragwerkselemte und dergleichen, sowie die bekannten und üblichen Steuerungs- und Regelungseinheiten.

Unter Nutzung dieser Anlage und insbesondere des Reaktors, ist somit ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Dieselöl aus dem vorgenannten Ausgangsstoff möglich, welcher als granuläre Feststoffphase in eine flüssige Phase aus dem vorgenannten Trägeröl eingebracht und katalytisch umgeformt wird.

Hierbei ist die Temperatur in der Mischphase zwischen 200 und 400 °C, und liegt idalerweise zwischen 280 °C und 320°C. Die Mischphase umfasst weiterhin einen Anteil an Kalk von 1 ,5 Gew.% bis 10 Gew.% (2-5) , wobei Kalk hier als Sammelbegriff für Calcium- oder

calciumcarbonathaltige Stoffe oder Stoffmischungen zu verstehen ist. Weiterhin umfasst die Mischphase einen Katalysator in einem Anteil von 1 Gew.% bis 15 Gew. % (2-10) .

Die gas- oder dampfförmige Phase wird kontinuierlich abgeführt, idealerweise mittels mind. einer Vakuumpumpe kontinuierlich aus dem Kopfraum des Reaktors abgezogen.

Stromabwärts des Reaktors wird in mind. einem Kondensator das Dieselöl von der leichterflüchtigen gas- oder dampfförmigen Phase abgetrennt.

Dabei wird parallel in der Mischphase der enthaltende garanulare Ausgangsstoff mittels der mindestens einen Schneide oder dem Schneidabschnitt mechanisch zerschnitten und/oder zerkleinert wird. Zur optimalen Durchmischung im Reaktorinnenraum und zur Vermeidung von jeglicher Sedimentation, beträgt die Umfangsgeschwindigkeit des Rühraggregates zwischen 8 bis 20 m/s, wobei es sich heraus gestellt hat, dass diese idealerweise zwischen 13 bis 17 m/s liegen sollte.

Der Katalysator ist vorteilhafterweise ein Bentonith oder Zeolith, insb. ein Aluminium Silicat, der einen pulverförmigem Zustand aufweist. Das Drucknivau im Kopfraum des Reaktors ist kleiner oder gleich 1 bar ist, und liegt idealerweise im Bereich von 25 bis 60 mbar.

Nachstehend wird die Erfindung beispielhaft näher erläutert, dabei zeigt

Figur 1 als Blockdiagramm einen Verfahrensablauf und die wichtigsten Verfahrensschritte, Figur 2 schematisch den Aufbau der Sedimentaufbereitungsstufe,

Figur 3 eine Schnittdarstellung durch den Sedimentationskessel auf Höhe des

Einlassstutzens,

Figur 4 eine zweite Variante der Sedimentationsstufe,

Figur 5 eine dritte Variante der Sedimentationsstufe und Figur 6 den Aufbau der Mikrowellenheizeinrichtung des zentralen Reaktors.

In der Figur 1 ist schematisch die gesamte Anlage 1 zur katalytischen Herstellung von Dieselöl 9 aus dem Ausgangsstoff 7 als Blockdiagramm dargestellt. Der Ausgangsstoff 7 wird über das Einleitsystem 100 der Reaktionseinheit 10 zugeführt, die mindestens einen Reaktor aufweist, aber auch zwei oder mehr parallel geschaltete Reaktoren umfassen kann (nicht dargestellt). Der Ausgangsstoff 7 wird wie gezeigt, in den Reaktor 11 über den

Reaktoreinlass 12 zugeführt.

Weiterhin ist eine Produktaufbereitungsstufe 300 für das Dieselöl 9 leitungsmäßig mit oder an dem Kopfraum 11.1 des Reaktors 1 1 über den Kopfauslass 13 verbunden. In der

Produktaufbereitungsstufe 300 wird aus der Gas— und Dampfphase der Dieselölanteil von der leichter siedenden wässrigen Phase getrennt. Das Dieselöl 9 wird im Speichertank 24 gelagert.

Bodennah mit Verbindung zum Produktraum 1 1.2 ist der Reaktor 1 1 über den Bodenauslass 14 und die Auslassleitung 14.1 mit einer Sedimentaufbereitungsstufe 200 verbunden, von der aus in den Rückführeinlass 23 die Rückführleitung 23.1 führt, so dass eine flüssige Phase in den Reaktor 11 zurück geleitet werden kann. Weiterhin umfasst die Anlage 1 eine Kopplungs- und Aufreinigungseinheit 400, welche optional ist und mittels welcher das Dieselöl 9 beispielsweise entschwefelt werde kann und die Fest- und Sedimentationstoffe weiter aufbereitet und konfektioniert werden können. Zu diesem Zweck sind die

Produktaufbereitungsstufe 300 und/oder die Sedimentaufbereitungsstufe 200 in geeigneter Weise über geeignete Fördermittel und/oder Leitungen miteinander verbunden.

In Figur 1 und den nachstehenden Figuren sind übliche Aggregate zur Steuerung, Regelung, Förderung, Anzeigen usw. aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt.

Wie weiterhin in Figur 1 zu erkennen, weist der Reaktor 1 1 ein Rühraggregat 15, mit einem Antrieb 19, einer Antriebswelle 17, einem Rührkörper 16 und einem Schneidwerk 18 auf. Der Rührkörper 16 ist in diesem und den nachfolgenden Ausführungsbeispielen als 2- bis 4- flügeliger Propeller ausgebildet. Figur 2 zeigt die Sedimentaufbereitungsstufe 200 stärker im Detail, die leitungsmäßig über den Bodenauslass 14 und den Rückführungseinlass 23 mit dem Reaktor 11 verbunden ist. Die Auslassleitung 14.1 führt zu einem Sedimentationskessel 60, in dem Feststoffanteile, wie Kalk, Asche, Teere, usw. von einer leichteren Ölphase durch Sedimentation getrennt werden. In der Auslassleitung 14.1 , vorteilhafterweise in der Nähe des Bodenauslasses 14, ist das Fördermittel 61 angeordnet, das idealerweise eine Pumpe ist, die gut für ausgasende Misch- und Schlammphasen mit Feststoffanteilen geeignet ist, wie beispielsweise eine Schneckenpumpe oder eine Spindelpumpe.

Der Sedimentationskessel 60 weist vorteilhafterweis einen motorisch angetriebenen

Kratzrührer 64 auf, der den abgesunkenen, feststoffreichen Ölschlamm kontinuierlich zum Einlass der unterhalb des Sedimentationskessels 60 angeordneten Schlammförderschnecke 63 schiebt. Diese Schlammförderschnecke 63 weist den Antrieb 63.1 auf und ist

idealerweise als Stopfschnecke oder Doppelschnecke ausgebildet, so dass der flüssige Anteil in diesem Ölschlamm zu einem hohen Anteil in den Sedimentationskessel 60 zurückgedrückt wird. Am Auslass der Schlammförderschnecke 63 wird der feuchte, ölhaltige Rückstand in einen Reststoffsammelbehälter 65 geleitet.

Wie in der Figur 3 gut zu erkennen, ist der Sedimentationskessel 60 im unteren

Kesselabschnitt 60.3 konisch oder trichterartig ausgebildet und dessen Einlassstutzen 60.1 , der über die Auslassleitung 14.1 mit dem Bodenauslass 14 des Reaktors 11 verbunden ist, ist zum Radius R60 um den Winkel d geneigt, der Winkel d im gezeigten Beispiel 45° beträgt. Der Radius R60 erstreckt sich dabei in einer horizontalen Ebene (Schnittebene) von der Mitte zu dem theoretischen Schnittpunkt des Umfangs des Sedimentationskessels 60 mit der Lotrechten auf der freien Strömungsfläche des Einlassstutzens 60.1. Darüber wird die Abscheidung im Sedimentationskessel 60 gesteigert, weil die einleitete, feststoffhaltige Mischphase in Umfangsrichtung einströmt und somit sich ein ständiger Flüssigkeitswirbel ausbildet, der eine Art Zyklonabscheidung veranlasst. Weiterhin ist der Auslass 60.2 am Boden des Sedimentationskessels 60 dargestellt, der den Übergang zur

Schlammförderschnecke 62 bzw. deren Anschlussflansch bildet. Am Boden des

Sedimentationskessels 60 sind die beiden Paddel 64.1 des Kratzrührers 64 zu erkennen.

In der Figur 2 ist weiterhin dargestellt, dass das Dieselöl 9 aus der Produktaufbereitungsstufe 300 über die Leitung 27 in den Speichertank 24 und eine leichtflüchtige Gasphase zum Kamin 25 geleitet wird. Ebenfalls dargestellt ist die Kopplungs- und Aufreinigungseinheit 400, die leitungsmäßig mit der vorgenannten Produktaufbereitungsstufe 300 verbunden ist.

Insbesondere kann aber der Reststoffsammelbehälter 65 bereits Teil der Kopplungs- und Aufreinigungseinheit 400 sein, indem über Verdampfer, Kompakterer oder sonstige Trenn- und Konvektionierungsmittel eine weitere Behandlung der Rückstandsstoffe erfolgt.

Wie in den Figuren 2, 4 und 5 gut zu erkennen, ist die Rückführförderschnecke 62 in

Transportrichtung nach unten geneigt. Die Einlassseite 62.1 ist dabei mit dem

Sedimentiationskessel 60 verbunden und die Auslassseite 62.2 ist analog wie zur

einleitenden Förderschnecke 42 beschrieben, direkt mit dem Rückführeinlass 23 des

Reaktors 1 1 verbunden und/oder in diesen eingeführt. Der Neigungswinkel ß der

Rückführschnecke 62 beträgt ca. 10°. Der große Vorteil besteht darin, dass der Leitungsweg vollständig und ständig mechanisch durch die Drehung der Schnecke freigearbeitet und freigehalten wird. Der Antrieb 62.3 der Rückführschnecke 62 ist an einer verlängerten Antriebsewelle 62.4 aus dem Innenraum des Sedimentiationskessels 60 herausgeführt. Der weitere Vorteil besteht darin, dass im Stör- oder Wartungsfall der antreibende Kern der Rückführschnecke 62 zur Seite des oben liegenden Antriebes 62.3 gezogen werden kann, weitestgehend ohne das der Inhalt des Sedimentationskessels 60 oder des Reaktors 1 1 abgelassen werden muss.

Wie in den Figuren 2 und 4 bezüglich der Schlammförderschnecke 63 gut zu erkennen, wurde dort aus den selben Gründen eine Neigung des Förderaggregates vorgenommen. Diese ist im gezeigten Beispiel um 45° gegen die Horizontale geneigt. Allerdings steigt die Schlammförderschnecke 63 in Förderrichtung an, um zum einen eine insgesamt geringe Bauhöhe der Anlage 1 zu ermöglichen und weiterhin den Kern der Schlammförderschnecke 63 in Richtung des Antriebes 63.1 ziehen zu können ohne auf die Inhalte der Behälter 60 oder 65 einwirken zu müssen.

In einer alternativen, nicht dargestellten Anordnung der Anlage 1 , können die Höhenlagen der Behälter 1 1 , 60, 65 so gewählt werden, dass die Schlammförderschnecke 63 in

Transportrichtung nach unten führt und gleichzeitig der Antrieb 63.1 oben liegt und damit direkt unter der Schlammförderschnecke 63 angeordnet wäre.

Die in der Figur 4 dargestellte Anlagenvariante entspricht der in Figur 2 gezeigten

Ausführungsform. Die Erweiterung betriff einen Sicherheitskreislauf, der den dargestellten Tank 70 als Sicherheitstank einbindet. In diesen Tankt 70 kann im Störungs- und/oder Wartungsfall der Inhalt des Reakors 11 über die Leitungen 14.1 , 71.1 oder des

Sedimentiationskessels 60 über die Leitungen 72, 71.1 abgelassen werden. Für besondere Störungsfälle ist auch eine direkte Befüllung des Reststoffsammelbehälters 65 über die Leitungen 14.1 , 71.1 und 71.3 möglich. Die üblichen Ventile, Fördermittel usw. sind nicht dargestellt.

Auch der Tank 70 ist vorteilhafterweise mit einer Heizeinrichtung 70.1 und einem Rührwerk 70.2 aufgerüstet, um die Mischphase förderfähig zu erhalten.

Zur Verbesserung der Homogenisierung der Feststoffpartikel im Reaktor 11 ist dieser im Produktraum 11.2 mit einem Ultraschallemitter 33 ausgestattet, der über entsprechende Leitungen mit einer Steuer- und Versorgungseinheit 32 verbunden ist. Dabei wirken die Ultraschallwellen 35 auch vorteilhaft auf den Rückführungseinlass 23 und die dort in der Rückführschnecke 62 anstehenden Mischphase ein und verhindert Sedimentation.

Der Reaktor nach dem Ausführungsbeispiel der Anlage 1 der Figur 4 ist auch mit einer innen liegenden Mikrowellenheizung 22.1 ausgestattet, die im Gasraum 11.1 Unterhalb des Klöpperbodens 30.1 angebracht ist. Alternativ kann eine oder mehrere

Mikrowellenheizungen 22.1 auch im Produktraum 11.2 angeordnet sein (nicht dargestellt).

Die Ausführung der Anlage 1 nach Figur 5 ist vergleichbar der nach Figur 2 und zeigt eine alternative Ausführungsform des Sedimentiationskessels 60, der eine Heizeinrichtung 60.1 umfasst und ebenfalls mit einem motorisch angetriebenen Kratzrührer 64 ausgestattet ist.

Die sehr ausleitende Schlammförderschnecke 63 ist vorliegend horizontal ausgerichet und entlässt den mit Feststoffen, Aschen und Teeranteilen stark angereicheten Ölschlamm über ein Absperrorgan 67 in den Reststoffsammelbehälter 65.

Das Fördermittel 61 im Bereich des Bodenauslasses 14 des Reakors 11 ist eine Schneckenoder Spindelpumpe, die besonders geeignet ist, heiße, ausgasende Mischphasen zu fördern

Weiterhin zeigt die Figur 5 die Zulaufleitung für Hilfs- und Prozessmedien 8, wie das Schweroder Trägeröl, Kalk oder Katalysator, sowie einen Misch- und Vorlagetank 8.1. Die für den Fachmann üblichen Fördermittel, sonstige Armaturen etc. sind nicht dargestellt. Mit dem Bezugszeichen 22 ist die Heizeinrichtung gekennzeichnet, mit der die eingefüllte Mischphase im Produktraum 11.2 erwärmt bzw. auf Temperatur gehalten wird. Zur optimalen Durchmischung ist der Reaktor 11 mit einem Rührwerk 15 ausgestattet, das eine

gemeinsame Antriebswelle 17 antreibt, an der ein erster Rührkörper 16.1 oberhalb des Scheidwerks 18 und darunter ein zweiter Rührkörper 16.2 befestigt ist.

In der Figur 6 ist die Einbausituation und Aufbau der Mikrowellenheizung 22.1 im Detail gezeigt und sind ansonsten analog in allen Ausführungsvarianten der vorherigen Figuren so vorsehbar. Dabei zeigt die Figur 5 einen von gegebenenfalls mehreren

Mikrowellenheizungen 22.1 , die unmittelbar an der Außenwand des zentralen Reaktors 11 angeordnet sind. Die Mikrowellenheizung 22.1 weist ein Magnetron 37, einen Hohlleiter 38 und eine Sicherheitsschleuse 36 auf, die mit einem ersten Ende und er dort angeordneten Sicherheitsscheibe 36.2 an den Reaktor 11 angrenzt.

Übliche Flansch- und Verbindungselemente sind vorgesehen, aber nicht weiter ausgeführt. In den Innenraum 36.1 der Sicherheitsschleuse 36 kann über den Einlass 36.3 ein Inertgas, bspw. Stickstoff in den Innenraum 36.1 geleitet werden. An dem zweiten Ende der

Sicherheitsschleuse 36 ist eine weitere Sicherheitsscheibe 36.4 angeordnet, beide

Sicherheitsscheiben 36.2, 36.4 sind aus einem Glas- oder Quarzglas. Das Magnetron 37 erzeugt die Mikrowellen, die als kräftiger Pfeil, der in Richtung des Reaktors 11 weist, angedeutet sind. Nur erwähnt, ohne detaillierte Darstellung, sind die bekannten sonstigen Elemente der Mikrowellenheizung, wie ein Tuner zur Minimierung der reflektierten

Mikrowellen, die als schmaler Pfeil angedeutet sind, ein Zirkulator, eine Wasserlast, sowie geeignete Detektoren und ein Richtkoppler.

Bei dieser vorteilhaften Ausführungsform grenzt an den Produktraum 11.2 nicht nur ein einzelne Glas- oder Quarzglasscheibe 36.2, sondern eine Sicherheitsschleuse 36, wobei bei einer vereinfachten Bauart auch nur eine einzige Sicherheitsscheibe 36.2 zwischen

Produktraum 11.2 des Reaktors 11 und der Mikrowellenheizung 22.1 vorgesehen werden kann.

Bei einer nicht dargestellten Bauform zur Figur 5 wird die im Produktraum 11.2 eingefüllte Mischphase nicht unmittelbar erhitzt wird. Es ist vielmehr eine Leitung vorgesehen, die im Kreislauf aus dem Reaktor heraus und wieder hinein führt und in welcher ein Fördermittel, wie beispielsweise eine Doppelspindelpumpe arbeitet. Weiterhin ist als ein Abschnitt der Leitung ein Glas- oder Quarzglasrohr vorgesehen, über welches die Mikrowellen von zwei Mikrowellenheizung 22.1 auf die strömende Mischphase einwirken. Zur Vermeidung von zu starken Rückstrahlungen der Mikrowellen in die Mikrowellenheizung 22.1 kann es vorteilhaft sein, mehrere Glas- oder Quarzglasrohre an unterschiedlichen Leitungsabschnitten der mit jeweils einer einzelnen Mikrowellenheizung vorzusehen.

Wie bereits erwähnt, ist es von Vorteil, wenn ein oder mehrere Ultraschallemitter vorgesehen werden.

Als vorteilhaft hat sich herausgestellt, wenn beispielsweise als Dichtungsmaterial für die erste Sicherheitsscheibe 36.2, die an den die Mischphase führenden Rohrinnenraum und/oder Produktraum 11.2 grenzt, mindestens einseitig eine Dichtung aus einem

Kupfermaterial vorgesehen wird, idealerweise beidseitig. Auf der zweiten, der hiervon abgewandten Seite des Sicherheitskanals 36 ist zur Dichtung der Innenseite der

Sicherheitsscheibe ein Fluorkautschuk und auf der zum Magnetron weisenden Außenseite ein Kühlflansch aus einem Aluminiumwerkstoff vorgesehen.

Die teilweise nicht dargestellten Aggregate können wie vorstehend ausgeführt einzeln oder gemeinschaftlich vorgesehen werden, insb. die Mikrowellenheizung 22.1 und/oder die Ultraschallemitter 33 betreffend.

Die vorstehenden Ausführungsbeispiele sind stark vereinfacht, wobei übliche Elemente zur Prozessführung, Wartung, Überwachung und Steuerung vom Fachmann bedarfsweise vorzusehen sind. Weiterhin sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht alle Elemente in allen Figuren gezeigt, wobei eine Kombinierbarkeit grundsätzlich gegeben ist und

ausdrücklich vorgeschlagen wird.

Bezugszeichenliste

I Anlage

4 Abscheidekolonne

7 Ausgangsstoff

8 Hilfs- und Prozessmedien

8.1 Tank

8.2 Fördermittel

9 Dieselöl/-Ieitung

10 Reaktoreinheit

I I Reaktor

11.1 Kopfraum

11.2 Produktraum

12 Reaktoreinlass

12.1 Einlassleitung

13 Kopfauslass

14 Bodenauslass

14.1 Auslassleitung

15 Rühraggregat

16 Rührkörper

16.1 Rührkörper erster

16.2 Rührkörper zweiter

17 Antriebswelle

18 Schneidwerk

18.1 Schneide oder Schneidabschnitt

19 Antrieb

22 Heizeinrichtung

22.1 Mikrowellenheizung

22.2 Mikrowelle

23 Rückführungseinlass

23.1 Rückführungsleitung

24 Speichertank

25 Kamin

26 Gehäuse

27 Produktleitung Steuer- und Versorgungseinheit Ultraschallemitter

Daten- und/oder Energieleitung Ultraschallwellen

Sicherheitsschleuse

36.1 Innenraum

36.2 Sicherheitsglas

36.3 Einlass

36.4 Sicherheitsglas

Magnetron

Hohlleiter

Glas- oder Quarzglasrohr Sedimentationskessel

60.1 Einlassstutzen

60.2 Auslassöffnung

60.3 Kesselabschnitt, konisch Fördermittel

Rückführschnecke

62.1 Einlassseite

62.2 Auslassseite

62.3 Antrieb

62.4 Antriebswelle

Schlammförderschnecke Kratzrührer

64.1 Paddel

64.2 Antriebswelle

Reststoffsammelbehälter Absperrorgan Sedimentationskessel

70.1 Heizeinrichtung

70.2 Rührwerk

Leitung

71.1 Zuleitung

71.2 Rückleitung

71.3 Zuleitung

Leitung 100 Einleitsystem

200 Sedimentaufbereitungsstufe

300 Produktaufbereitungsstufe

400 Kopplungs- und Aufreinigungseinheit a, ß, Y, d Winkel

MA Mittelachse