DE2612335A1

DE2612335A1 - Verfahren zur kontrollierten trennung von stoffen durch erhitzung und trennofen zur ausuebung des verfahrens

Info

Publication number: DE2612335A1
Application number: DE19762612335
Authority: DE
Inventors: Hans Georg Eriksson; Karl Boerje Loefgren; Karl Goesta Sjoeberg
Original assignee: Granges Essem AB
Current assignee: Granges Essem AB
Priority date: 1975-03-25
Filing date: 1976-03-23
Publication date: 1976-10-07
Also published as: NO147223C; NL7603023A; SE7503476L; NO760960L; FR2305705A1; JPS51119180A; NO147223B; GB1534063A; CH611407A5; US4032361A; CA1036008A

Description

PATFNTANWAlTfc

HELMUT SCHROETER KLAUS LEHMANN

DIPL.-PHYS. DIPL.-ING.

Granges Essem Aktiebolag ox-gr_Tll

Se/P 18.März 1970

Verfahren zur kontrollierten Trennung von Stoffen durch Erhitzung und Trennofen zur Ausübung des Verfahrens.

Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontrollierten Trennung von Stoffen durch Erhitzung einschließlich der Verfahrensschritte der Einführung der Ausgangsstoffe, aus denen ein oder mehrere Stoffe abzutrennen sind, in eine geschlossene Ofenkammer und des Erhitzens des Materials. Das Verfahren ist insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, zur Zerstörung von Färb- und Anstrichschichten auf Metallblechen, insbesondere Aluminiumplatten bestimmt. Die Erfindung betrifft auch einen Trennofen zur Ausübung des Verfahrens.

In Verbindung mit der Handhabung jeder Art von Abfall und Ausschuß ist es Bedingung, daß der Abbau des Abfalls oder Ausschusses ohne Verbreitung giftiger oder verschmutzender Stoffe in der Umgebung der Stelle, an der der Abbau vor sich geht, stattfinden kann. Abbauvorgänge von Abfall oder Ausschuß schließen normalerweise die Erhitzung oder Verbrennung des Abfalls oder des Ausschusses Q₀ ein. In Zusammenhang damit werden große Gasmengen gebildet und ^ freigelassen und diese Mengen müssen sehr gut gereinigt werden, ο um die oben erwähnten Bedingungen zu erfüllen. Außerdem ist «- es häufig erwünscht, aus den erzeugten Gasen die Stoffe wieder- Jj zugewinnen, die wertvoll sind oder die aus Gründen des Umwelt °> Schutzes kö.ne Verbreitung finden dürfen. Zur Erzielung einer <o wirksamen und wirtschaftlichen Reinigung und Wiedergewinnung ist es höchst wünschenswert, daß die Abbauvorgänge genau

D-707 SCHWÄBISCH CMOND GEMEINSAME KONTEN: D-8 MÜNCHEN 70 Telefon: (07171) 56 90 Deuudie Bank München 70/37 369 (BLZ 700 700 10) Telefon: (0 89) 77 89 H. SCHROETER Telegramme: Schroepat Schwäbisch Gmünd 02/00 535 (BLZ 613 70086) K.LEHMANN Telegramme: Schroep« BoJesgasse 49 Telex: 7248 868 pagdd Powidieckkonto München 167941-804 Lipowskyitrtfie 10 Telex: 5 212 248 p»we d

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gesteuert und überwacht werden können.

Der Abbau von Abfall oder Ausschuß wurde bisher durch Verbrennung in SpezialVerbrennungsöfen ausgeführt. In US-PS 3 716 001 ist ein Verbrennungsofen beschrieben, der eine erste Verbrennungskammer zum Verbrennen des Abfalls und eine zweite Verbrennungskammer zur weitgehenden Verbrennung der in der ersten gebildeten und aus dieser entweichenden Gase enthält. Die erste Verbrennungskammer, demgemäß eine Veras chungskammer,ist vor der zweiten Verbrennungskammer angeordnet und mit dieser durch einen ersten Durchlaß verbunden, durch den die freigewordenen Gase in die zweite Verbrennungskammer eintreten können. Das hintere Ende der zweiten Verbrennungskammer ist mit der Veraschungskammer durch einen zweiten Durchlaß verbunden, durch den Sauerstoff aus der zweiten Verbrennungskammer der Veraschungskammer zur Steuerung des Brennprozesses zugeführt wird. Durch den zweiten Durchlaß zwischen der zweiten Verbrennungskammer und der Veraschungskammer wird auch Hitze zur Entzündung des Abfalls und zur Aufrechterhaltung der Verbrennung zugeführt. Außerdem ist die zweite Verbrennungskammer mit einem Abzug oder einer ähnlichen Einrichtung zum Ablassen der Gase aus der zweiten Verbrennungskammer verbunden.

Der Verbrennungsofen gemäß US-PS 3 716 001 ist hauptsächlich zur Verbrennung von Hausabfällen, Blättern, grünem Gras, Papier usw. bestimmt und schafft bis zu einem gewissen Grad die Möglichkeit der Reduzierung des Schmutzanteils der aus der zweiten Verbrennungskammer durch den Abzug abgelassenen Gase durch Steuerung der Zufuhr von Sauerstoff zur Veraschungskammer und durch Verbrennung der entstehenden Gase in der zweiten Verbrennungskammer. Dagegen ergibt die Steuerung der Sauerstoffzufuhr zur Veraschungskammer gemäß US-PS 3 716 001

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keine genaue Regelung des Abbauvorganges in der Veraschungskammer, da die Sauerstoffzufuhr zu dieser von der Menge des im hinteren Abschnitt der zweiten Verbrennungskammer vorhandenen Sauerstoffes abhängt und diese wiederum von der .Sauerstoffzufuhr zur zweiten Verbrennungskammer aus der Umgebung und vom Sauerstoffverbrauch in der zweiten Verbrennungskammer abhängt. Der Sauerstoffverbrauch in der zweiten Verbrennungskammer ist zu einem großen Teil abhängig von der chemischen Zusammensetzung der in die zweite Verbrennungskammer aus der Veraschungskammer eintretenden Gase. Offensichtlich kann sich diese Zusammensetzung sehr stark während der Verbrennung von gemischtem Abfall ändern. Außerdem enthalten die Veraschungskammer und der Abfall zu Anfang große Mengen sauerstoffhaltig^ Luft, weshalb während des ersten Teils des Abbauvorganges die Verbrennung des Abfalles überhaupt nicht oder nur zu einem geringen Teil durch Sauerstoffzufuhr aus der zweiten Verbrennungskammer gesteuert werden kann. Ein durch die Sauerstoffzufuhr zur Veraschungskammer gesteuerter Verbrennungsprozeß wird auch sehr zeitaufwendig sein.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Trennung von Stoffen während eines Abbauvorganges zu schaffen,das eine genaue Kontrolle des Abbauvorganges während des gesamten Verfahrens ermöglicht. Dabei soll auch eine schnelle und wirtschaftliche Beseitigung des Abfalls oder Ausschusses möglich sein. Eine weitere Aufgabe besteht in der Schaffung eines zur Ausführung des Verfahrens geeigneten Ofens.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe durch die in den Ansprüchen angegebenen Maßnahmen.

Vorliegende Erfindung unterscheidet sich von dem durch die vorgenannte US-PS 3 716 001 bekannten Stand der Technik durch

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die Tatsache, daß sie auf dem Gedanken beruht, daß die Erhitzung des Materials oder des Abfalls und die Aufrechterhaltung der Temperatur in der Ofenkammer durch Zufuhr erhitzter Gase zur Ofenkammer bewirkt wird. Die umgewälzte Menge wie auch die Temperatur der Gase kann dann genau durch gut brannte herkömmliche Mittel gesteuert werden. Normalerweise werden zur raschen Erhitzung des Abfalls auf die gewünschte Temperatur große Gasmengen benötigt und diese müssen vor ihrer Einführung in die Ofenkammer erhitzt und nach ihrem Austritt aus der Ofenkammer gereinigt werden. Dies führt zu hohen Betriebs- und Anlagekosten für die Filterung und Reinigung der ausgelassenen Gasmengen. Diese Kosten würden das Verfahren unwirtschaftlich machen.

Gemäß der Erfindung wird dieses Problem dadurch gelöst, daß eine an sich bekannte Verbrennungskammer benutzt wird, um die aus der Ofenkammer ausgelassenen Gase zusammen mit ergänzendem Brennstoff eines Gas- oder ölbrenners zu verbrennen, so daß die Gase gereinigt oder abgebaut oder zu Stoffen oxydiert werden, die leicht abzutrennen oder ohne Schaden für die Umwelt sind. Durch die Verwendung einer Verbrennungskammer mit einer geeigneten Temperatur wird die nachfolgende Filterung oder Reinigung leichter und billiger möglich.

Das Neue an der Erfindung besteht darin, daß ein großer Anteil der durch die Verbrennungskammer durchgehenden Gasmenge wieder in die Ofenkammer zur Erhitzung und Warmhaltung des Abfalles zurückgeführt wird. Normalerweise wird der bei weitem größte Anteil umgewälzt und nur ein kleiner Anteil der Gasmenge aus der Verbrennungskammer in die Atmosphäre, z.B. durch eine Filter- und Reinigungseinheit, abgelassen. Da die abgelassenen Gase ein geringes Volumen und möglicherweise eine große Konzentration

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unverbrennbarer Gase aufweisen, wird eine Verringerung der Betriebs- und Anlagekosten erreicht, so daß das Verfahren sehr wirtschaftlich wird.

Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen anhand eines Ausführungsbeispieles für einen Trennofen zur Ausführung des Verfahrens beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Trennofens gemäß der Erfindung,

Pig. 2 einen Schnitt in größerem Maßstab durch ein Ende der Verbrennungskammer einschließlich des Brenners und der Zufuhrleitung für die Gase,

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie IH-III der Fig. 2,

Fig. 4 das Diagramm eines Trennvorganges entsprechend der Erfindung.

Der Trennofen 10 gemäß Fig. 1 besteht aus einer Ofenkammer 11 und einer länglichen Verbrennungskammer 12. Die Ofenkammer 11 ist mit der Verbrennungskammer 12 über einen Durchlaß 13 verbunden, die Verbrennungskammer mit der Ofenkammer über einen Durchlaß 14. Der Durchlaß 13 von der Ofenkaramer 11 führt zu einem Ende der Verbrennungskammer 12 und der Durchlaß 14 zur Ofenkammer 11 ist am entgegengesetzten Ende der Verbrennungskammer 12 vorgesehen. Ein Gebläse 15 ist in den Durchlaß 13 von der Ofenkammer 11 eingebaut und dieses Gebläse 15 kann eine Gasumwälzung aus der Ofenkammer 11 zur Verbrennungskammer 12 und zurück zur Ofenkammer 11, wie durch Pfeile angedeutet, her-

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Stellen. Ein ölbrenner 16 ist in der Verbrennungskammer 12 an dem Ende angeordnet, an dem das Gas aus der Ofenkammer in die Verbrennungskammer 12 eintritt, und verbrennt die vorbeistreichenden Gase oder Gasgemische. An dem dem ölbrenner 16 gegenüberliegenden Ende der Verbrennungskammer 12 ist ein Auslaß 17 zum Auslassen eines Anteils der durch die Verbrennungskammer 12 strömenden Gase in die Atmosphäre vorgesehen. Der abgelassene Gasanteil kann durch eine besondere zweite Verbrennungskammer und/oder ein Reinigungsfilter, falls erforderlich, durchgehen. Der Auslaß I7 ist mit einem Einlaß 18 versehen, um Kühlluft zur Herabsetzung der Temperatur der abgelassenen Gase zuzuführen.

Damit große Gasmengen durch die Ofenkammer 11 und die Verbrennungskammer 12 umgewälzt werden können, haben die Durchlässe I3 und 14 große Querschnitte und das Gebläse I5 eine hohe Gebläseleistung. Außerdem hat der Durchlaß 14 aus der Verbrennungskammer 12 zur Ofenkamraer 11 einen wesentlich größeren Querschnitt als der Auslaß I7, so daß die durch die Ofenkamraer 11 umgewälzte Gasmenge wesentlich größer als die durch den Auslaß I7 abgelassene Gasmenge ist.

In der Verbrennungskammer 12 wird ein Überdruck und in der Ofenkammer 11 ein Unterdruck erzeugt, da das Gebläse I5 im Durchlaß I3 angeordnet ist. Dieser Unterdruck schaltet die Gefahr aus, daß Gas aus der Ofenkammer 11 in den Raum austritt, in dem der Ofen aufgestellt ist.

Die Verbrennungskammer 12 ist auf die Oberseite I9 der Ofenkammer 11 über Abstandselemente 20 aufgesetzt. Die Ofenkammer 11 ist mit einer Tür 21 zur Einführung des Abfall, wie am rechten Ende der Fig.l gezeigt, versehen.

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Die Pig 2 und 3 zeigen die Verbrennungseinrichtung etwas genauer. Der Brenner besitzt eine rohrförmige Düse 22 in der Mitte des vordersten Endes der Verbrennungskammer 12, das in Fig. 2 auf der linken Seite gezeichnet ist. Die Düse 22 ist axial gegen das Innere der Verbrennungskammer gerichtet. Sie ist koaxial von einer doppelwandigen zylindrischen ,·.; schirmröhre 23 umgeben, deren beide Wände radial in einem Abstand voneinander liegen. Der Innendurchmesser der Abschirmröhre 23 ist wesentlich langer als der Außendurchmesser der Düse 22. Die Abschirmröhre 23 erstreckt sich gegen das Innere der Verbrennungskammer 12 über die gesamte Mündung des Durchlasses 13 von der Ofenkammer 11, wie in Fig.2 gezeigt.

Das am weitesten vorstehende Ende der Abschirmröhre 23 ist mit den Wänden 24 der Verbrennungskammer 12 durch eine Anzahl von plattenförmigen Elementen 25 verbunden, die in axialer Richtung ausgerichtet sind und die Führung des Gasstromes im ■wesentlichen in Längsrichtung durch die Verbrennungskammer 12 bezwecken, wie weiter unten genauer erläutert werden wird.

Im Betrieb werden öl und Primärluft für die Verbrennung des Öls durch die Düse 22 zugeführt. Sekundärluft wird durch den Raum zwischen den zwei Wänden der Abschirmröhre 23 zugeführt. Die Sekundärluft ist zur Verbrennung des aus der Ofenkammer 11 kommenden Gases notwendig.

Entsprechend der großen durch die Ofenkammer 11 und die Verbrennungskammer 12 umzuwälzenden Gasmenge hat das Gas im Durchlaß 13 hinter dem Gebläse 15 eine große Geschwindigkeit. Die große Geschwindigkeit kann Störungen in der Verbrennungskammer 12 verursachen, weil die Flamme zum Flattern zwischen den Wänden der Verbrennungskammer 12 veranlaßt wird. Dies könnte zu unge-

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nügender Verbrennung einiger Anteile des strömenden Gases und zur Gefahr von Beschädigungen oder schwerer Abnützung der Wände der Verbrennungskammer 12 führen. In dem gemäß der Erfindung ausgebildeten Ofen wird dieses Problem dadurch gelöst, daß die Geschwindigkeit des aus dem Durchlaß 13 kommenden Gases herabgesetzt wird, bevor dieses in die Verbrennungskammer 12 eintritt. Dies wurde durch Vergrößerung des Durchlasses 13 und damit Vergrößerung seiner Querschnittsfläche an der Stelle der Verbindung zur Verbrennungskammer 12 erreicht. Fig. 3 zeigt einen trichterförmigen Abschnitt 26 zwischen dem Durchlaß 13 und dem Durchlaß 27, der eine größere Querschnittsfläche als der Durchlaß 13 hat. Es ist praktisch, einen Durchlaß mit konstanter Querschnittsfläche zwischen dem trichterförmigen Abschnitt 26 und der Verbrennungskammer 12 vorzusehen, damit das Gas in die Verbrennungskammer 12 in im wesentlichen rechtem Winkel zur Längsrichtung der Verbrennungskammer 12 eintreten kann. Dies verhindert ein schräges Einströmen von Gas in die Verbrennungskammer 12, das die Brennerflamme gegen eine Wand der Verbrennungskammer drücken könnte. Da sich die Abschirmröhre 23 über die ganze Einlaßmündung erstreckt, beeinflußt das in die Verbrennungskammer 12 eintretende Gas die Brennerflamme nicht. Deshalb verbleibt die Brennerflamme stets gleichbleibend in der Mitte der Verbrennungskammer 12.

Wenn das Gas in die Verbrennungskammer 12 einströmt, bildet sich ein Gaskissen mit Überdruck an dem die Abschirmröhre 23 umgebenden Ende der Verbrennungskammer 12, Das Gas strömt von diesem Gaskissen durch die Verbrennungskammer 12 zu deren entgegengesetztem Ende. Wegen der plattenförmigen Elemente 25 am vorderen Ende der Abschirmröhre 23 wird das strömende Gas im wesentlichen in Längsrichtung geleitet und gleichförmig am Umfang verteilt. Wie oben erwähnt, ist dies Voraussetzung für eine verläßliche Betriebsweise des Brenners. Durch Ein-

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führung von Sekundärluft symmetrisch durch die Abschirmröhre in radialem Abstand vom Brenner 16/22 wird eine weitere Verbesserung der Stabilisierung der Flamme in der Mitte der Verbrennungskammer 12 erzielt.

Die Flamme hat ihre höchste Temperatur in einer Schicht ihres Außenbereiches. Es ist deshalb wünschenswert, daß die Gase durch diese Schicht oder nahe daran strömen. Aus diesem Grund muß der Abstand zwischen dem Außenbereich der Flamme und den Wänden der Verbrennungskammer 12 klein gehalten werden. Diese Bedingung zusammen mit der anderen, daß die Flamme lang sein soll, so daß das strömende Gas innerhalb oder nahe der Flamme über eine lange Strecke verbleibt, erfordert eine große Flammenstabilität und Flammenzentrierung entlang der zentralen Längsachse der Verbrennungskammer 12. Der Zweck der beschriebenen Maßnahmen um den Brenner ist auf die Schaffung einer Verbrennungskammer gerichtet, die diese Forderungen erfüllt.

Im einleitenden Abschnitt wurde erwähnt, daß das Verfahren insbesondere für den Abbau von Färb- oder Anstrichstoffen auf Aluminiumplatten bestimmt ist. Solche Färb- oder Anstrichschichten enthalten normalerweise große Mengen von Chlor und Fluor, die giftig und deshalb schädlich für die Umwelt sind. Wenn gefärbte oder gestrichene Aluminiumplatten ohne vorherige Beseitigung der Färb- oder Anirichschichten geschmolzen werden, werden große Mengen giftiger Gase in einer kurzen Zeit freigesetzt, die nicht in sicherer Weise erfaßt werden können. Dagegen kann das Problem leicht durch Behandlung der gestrichenen oder beschichteten Aluminiumplatten In einem Trennofen des oben beschriebenen Typs vor dem Schmelzen gelöst werden.

Wenn die Erfindung zum Abbau von Farbe oder Anstrichen auf Aluminiumplatten verwendet wird, wird eine Ladung von gestrichenen oder geschichteten Aluminiuraplatten in die Ofenkammer 11 eingelegt und dann der Brenner 16 und das Gebläse 15 in Gang

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gesetzt. Große Mengen von Gas mit einer leicht regelbaren temperatur werden dann zum Umlauf durch die Ofenkammer 11 zur Erhitzung der Ladung auf die gewünschte Temperatur veranlaßt, die etwa 400°C für Polyvinylchlorid (PVC)-Anstrich und etwa 500⁰C für Polyvinylfluorid (PVP₂)-Anstrich beträgt. Fig. 4 zeigt die graphische Darstellung des Temperaturanstiegs 28 als Punktion der Zeit und der Vergasung oder Verdampfung 29 der Farbe oder des Anstrichs, ebenfalls als Funktion der Zeit. Bei dem beschriebenen Verfahren kann die Temperatur leicht durch Steuerung der Temperatur in der Verbrennungskamraer 12 oder der Steuerung der Menge umgewälzten Gases geregelt werden. Durch Steuerung der Temperatur in der Ofenkammer 11 kann die Verdampfung gesteuert werden, so daß Gas von einer größeren Menge, als durch die eingebaute Einrichtung erfaßt werden kann, nicht freigesetzt wird. Andererseits kann die Verdampfungsrate stets so hoch gehalten werden, daß die Kapazität der eingebauten Einrichtung voll ausgenutzt wird, um einen schnellen und wirtschaftlichen Abbau der Farben oder Anstrichschichten in einer Weise zu erreichen, die unter dem Gesichtspunkt des Umweltschutzes sicher ist.

Bei dem beschriebenen Verfahren des Abbaus von Farben oder Anstrichschichten besitzt das Gebläse 15 vorzugsweise eine Kapazität von IQ.000 nr In. der Stunde. Die Verbrennungskammer 12 hat eine Temperatur von ungefähr 700⁰C und ungefähr 1100 nr Gas pro Stunde werden aus der Verbrennungskammer 12 über ein Reinigungsfilter in die Atmosphäre abgelassen. Der Rest der durch die Verbrennungskammer 12 durchgehenden Gasmenge wird durch die Ofenkammer 11 wieder zurückgeleitet. Die abgelassene Gasmenge entspricht dem Beitrag des primären und sekundären Luftzustroms zur Verbrennungskammer 12. So wird in dem beschriebenen Beispiel ungefähr 10 % des Gasdurchsatzes der Verbrennungskammer 12 in die Atmosphäre abgelassen.

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Das Verhältnis zwischen der in die Atmosphäre abgelassenen Gasmenge und der zur Ofenkammer 11 zurückgeleiteten Gasmenge kann leicht nach Wunsch gesteuert werden, und zwar entweder durch einen einstellbaren Schieber im Durchlaß 13 von der Ofenkaramer 11, wo die Temperatur im Kreislauf am niedrigsten ist, oder durch Änderung der Drehgeschwindigkeit des Gebläses 15. Eine Änderung des Mengenverhältnisses kann wünschenswert sein, um die ausgestoßene Menge an verschmutzenden Stoffen zu regeln oder einzustellen oder die Temperatur in der Ofenkammer 11 zu steuern. Die abgelassene Gasmenge entspricht der zugeführten Luft.

Während eine Anwendung des Verfahrens beschrieben wurde, ist es klar, daß das Verfahren aufgrund der ihm eigenen Steuerungsmöglichkeiten für viele unterschiedliche Trennvorgänge geeignet ist. Normalerweise ist eine Vergasung der abzutrennenden Stoffe vorgesehen,jedoch kann die Abtrennung grundsätzlich durch Änderung des Aggregatzustandes der Stoffe erfolgen, so daß der Stoff entweder in Form eines Gases oder in Form einer Flüssigkeit beseitigt wird. In dem letztgenannten Falle kann eine Sammeleinrichtung unter der Ofenkammer 11 oder am Boden der Ofenkammer 11 angeordnet sein. Stoffe können auch als Staub oder in anderer Form durch den Gasstrom fortgeführt werden, der die Ofenkammer 11 durchsetzt. Wie erwähnt, können die Temperaturen leicht nach den Stoffen eingestellt werden, die abgetrennt und in der Verbrennungskammer 12 verbrannt werden sollen. Durch die aufgrund der Erfindung ermöglichte genaue Steuerung der Temperatur in der Ofenkammer 11 können unterschiedliche Substanzen zu unterschiedlichen Zeiten freigesetzt werden, was die Wiedergewinnung sehr erleichtert. Der beschriebene Trennofen kann auch in vielerlei Weise abgeändert werden.

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Die Verbrennungskammer 12 muß nicht notwendigerweise über der Ofenkammer, sondern kann ebensogut daneben angeordnet sein. In der Verbrennungskammer 12 werden die in der Ofenkammer 11 abgetrennten Gase mit Unterstützung zusätzlichen Brennstoffes vom Gas- oder ölbrenner und mit einer Menge Luft zersetzt oder verbrannt, die in bekannter Weise für eine bestmögliche Verbrennung geregelt ist. In der Verbrennungskammer 12 wird Luft zur Erzielung einer nahezu stoechiometrischen oder unteistoechiometrischen Verbrennung zugesetzt. Außerdem kann Zusatzbrennstoff, falls erforderlich, zugegeben werden, z.B. am Anfang oder am Ende eines Arbeitsganges oder wenn der Anteil verbrennbarer Stoffe zu gering ist. Die Temperatur in der Verbrennungskammer 12 wird durch die Zufuhr zusätzlichen Brennstoffes und/oder zusätzlicher Luft gesteuert. Aufgrund der Tatsache, daß die Verbrennungskammer 12 mit geeigneten Einrichtungen zur Zufuhr von Gasen aus der Ofenkammer 11, von zusätzlichem Brennstoff und zusätzlicher Luft versehen ist, wurde die Möglichkeit zur Steuerung des gesamten Vorganges und damit auch des Verdampfungs- oder EmissionsVorganges geschaffen. Wenn bei einem speziellen Vorgang die tatsächliche Temperatur in der Verbrennungskammer 12 zu niedrig oder die zugegebene Luftmenge zu klein zur Erzielung einer vollkommenen Verbrennung der Gase ist, kann eine Nachbrennkammer bekannter Art für eine zweite Verbrennung der Gase aus der Verbrennungskammer 12 Verwendung finden. Dabei ist ein Vorteil, daß die zweite Verbrennungskammer kleine Ausmaße im Vergleich zur Kapazität der Anlage haben kann.

Die Verbindungen zwischen der Ofenkammer 11 und der Verbrennungs· kammer 12 können in anderer Weise angeordnet werden und können aus einem einzigen oder mehrfachen Durchlässen bestehen. Die Ofenkammer 11 wie auch die Verbrennungskammer 12 können eine andere Gestalt als in den Zeichnungen angegeben haben. Die Zufuhr

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von Gas aus der Ofenkammer 11 kann auch durch die Schmalseite der Verbrennungskammer 12 in deren Längsrichtung erfolgen.

Zusammenfassend kann gesagt werden, daß vorbekannte öfen und Verfahren mit oder ohne Umwälzung auf einer mehr oder weniger kompletten Verbrennung in der Ofenkammer und einer Nachverbrennung der Dämpfe in einer oder mehreren Verbrennungskammern beruhen. Zur Verbrennung ist in .der Ofenatmosphäre ein Minimalgehalt, normalerweise etwa 30 - 70 ^, verfügbarer Luft notwendig. Dieser Minimalgehalt ist dann über die ganze Ofenkammer vorhanden und der Vorgang wird schwierig zu steuern. Die Verdampfung oder Freisetzung gemäß dem neuen Verfahren kann vollständig ohne freien Sauerstoff in der Ofenatmosphäre stattfinden und eine Zufuhr von Sauerstoff zur Ofenkammer sollte vermieden werden. Eine geringe Zufuhr von Sauerstoff zur Ofenkammer ist kein Hindernis für das Verfahren gemäß der Erfindung, doch muß die Sauerstoffzufuhr so klein gehalten werden, daß keine wirkliche Verbrennung in der Ofenkammer stattfinden kann. In der Verbrennungskammer wird der für die Verbrennung notwendige Sauerstoff zur Verfügung gestellt und der Vorgang kann mittels bekannter Einrichtungen gesteuert werden.

Wenn die Verbrennung der aus dem Ofen ausgestoßenen Gase nicht erforderlich ist, z.B. wenn der Ofen zum Trocknen oder zur Beseitigung harmloser Stoffe benutzt wird, kann das Ablassen der Dämpfe vor der Verbrennungskammer zum Zwecke der Brennstoffersparnis erfolgen.

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Claims

ox-gr-11 PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur kontrollierten Trennung von Stoffen durch Erhitzung, einschließlich der Verfahrensschritte der Einführung des Materials, von dem ein oder mehrere Stoffe abzutrennen sind, in eine geschlossene Ofenkammer und der Erhitzung des Materials, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzung des Materials durch Einleitung eines Gases in die Ofenkammer (11) erfolgt, das auf eine Temperatur erhitzt wurde, die eine Änderung des Aggregatzustandes eines oder mehrerer der abzutrennenden Stoffe bewirkt, daß das Heizgas zusammen mit aus dem Material verdampften Stoffen aus der Ofenkammer (11) ausgestoßen und gezwungen wird, eine Verbrennungskammer (12) zu durchlaufen, in der die verdampften Stoffe, verbrannt werden, daß ein Teil des durch die Verbrennungskammer (12) gehenden Gases wieder durch die Ofenkammer (11) zur Verbrennungskammer (12) zurückgeführt wird, und daß ein Teil des Gases aus der Verbrennungskammer (12) in die Atmosphäre abgelassen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein großer Anteil des durch die Verbrennungskammer (12) gehenden Gases durch die Ofenkaramer (11) zurückgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der größte Teil des durch die Verbrennungskammer (12) gehenden Gases durch die Ofenkammer (11) zurückgeführt wird.

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4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ungefähr 90 # der durch die Verbrennungskammer (12) durchgehenden Gasmenge durch die Ofenkammer (11) zurückgeführt und daß der Rest aus der Verbrennungskammer (12) abgelassen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Verbrennungskammer (12) durch die Ofenkammer (11) zurückgeleitete Gasmenge im wesentlichen frei von Sauerstoff gehalten wirü.

6. Verfahren nach Anspruch 1, inbesondere zur Verdampfung von Färb- oder Anstrichstoffen auf Aluminiumabfall, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur in der Verbrennungskammer (12) bei etwa 700 ° C und die Temperatur des in der Ofenkammer (11) enthaltenen Materials bei etwa 400 - 500 ° C gehalten wird.

7. Ofen für die kontrollierte Trennung von Stoffen durch Erhitzung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Ofenkammer (11) zur Aufnahme von Material, von dem ein oder mehrere Stoffe abgetrennt werden sollen, eine auf eine für die Verbrennung der in der Ofenkammer (11) gebildeten Gase ausreichend hohe Temperatur, erhitzbare Verbrennungskammer (12), eine Einrichtung (13, 14, 15) zur Überführung des in der Ofenkammer (11) gebildeten Gases in die Verbrennungskammer (12) und zur Rückführung eines Teiles des Gases aus der Verbrennungskammer (12) zur Ofenkammer (11), einen Auslaß (17) für einen Teil des Gases zur Atmosphäre und eine ausreichend starke Zwangsumwälzung von Gas durch die Einrichtung (13, 14, 15) , um einen genügend starken Strom warmen Gases aus der Verbrennungskammer (12) durch die Ofenkammer (11) zur Erhitzunf des in der Ofenkammer (11) aufgenommenen Materials auf eine Temperatur , die zur Änderung des Aggregatzustandes eines oder mehrerer der abzutrennenden Stoffe erforderlich ist,zu erzeugen.

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8* Trennofen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichne t, daß die Einrichtung, (13, 14, 15) zur Umwälzung des Qases zur Ofenkammer (11) eine bedeutend höhere Kapazität als der Auslaß (17) für Gas aus der Verbrennungskammer (12) aufweist.

9. Trennofen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichne t. daß die Einrichtung zur Überleitung von Gas aus der Ofenkammer (11) einen Durchlaß (13) zwischen der Ofenkammer (11) und der Verbrennungskammer (12) mit einem eingebauten Gebläse (Ib) enthält und daß die Einrichtung (13* 14 15) zur Umwälzung des Gases mindestens einen Durchlaß (14) zwischen der Verbrennungskammer (12 ) und der Ofenkammer (11) enthält, sowie daß die gesamte Querschnittsfläche des Durchlasses (14) zwischen der Verbrennungskammer (12) und der Ofenkammer (11) bedeutend größer ist als die Querschnittsfläche des Auslasses (I7) aus der Verbrennungskammer (12 ).

10. Trennofen nach Anspruch 7j dadurch gekennzeichnet daß eine Einrichtung zur Verminderung der Geschwindigkeit des von der Ofenkammer (11) kommenden Gases vor seiner Einführung in die Verbrennungskammer (12) vorgesehen ist.

11. Trennofen nach Anspruch "J, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Ende der länglich ausgebildeten Verbrennungskammer (12) ein ölbrenner angeordnet ist, dessen Flamme in Längsrichtung der Verbrennungskammer (12) gerichtet ist, daß das Gas aus der Ofenkammer (11) der Verbrennungskammer (12) in einer zur Längsrichtung der Verbrennungskammer (12 ) senkrechten Richtung an dem Ende zugeführt wird, an dem der Brenner angeordnet ist, daß die Rückführung des Gases aus der Verbrennungskammer (12) in die Ofenkammer (11) an dem hierzu· gegenüberliegenden Ende der Verbrennungskammer (12 ) vorgesehen ist, und daß die Düse (22) des Ölbrenners innerhalb

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einer im wesentlichen zylindrischen Abschirmröhre (23) angeordnet ist, die sich in der Mitte der Endwand der Verbrennungskammer (12) befindet und sich axial gegen das Innere der Verbrennungskammer (12) hinter der gesamten Einlaßmündung des Durchlasses (13, 26, 27) , der Gas aus der Ofenkammer (11) zuführtjerstreckt, so daß das in die Verbrennungskammer (12) einströmende Gas keinen Einfluß auf die Richtung der Brennerflamme hat.

12. Trennofen nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Ende der Abschirmröhre (23) mit einer Reihe von radial gerichteten Führungsplatten (25) versehen ist, die in Längsrichtung der Verbrennungskammer (12) ausgerichtet sind, um das in die Verbrennungskammer (12) an deren Ende einströmende Gas in deren Längsrichtung zu lenken.

13. Trennofen nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmröhre (23) aus einer doppelwandigen Röhre besteht, deren Wände einen Abstand voneinander haben, der zur Zufuhr von Sekundärluft zur Verbrennungskammer (12) verwendet wird.

14. Trennofen nach Anspruch 13* dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmröhre (23) einen Innendurchmesser hat, der beträchtlich größer ist als der Außendurchmesser der Düse (22), so daß die aus der Abschirmröhre (23) einströmende Sekundärluft zur Begrenzung und Stabilisierung der Brennerflamme im wesentlichen entlang der Längsachse der Verbrennungskammer (12) dient.

15. Trennofen nach Anspruch 9* dadurch gekennzeichnet, daß ein einstellbarer Schieber im Durchlaß (I3) zwischen der Ofenteammer (11) und der Verbrennungskammer (12)

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zur Steuerung des Verhältnisses der in die Atmosphäre abgelassenen Gasmenge zur wieder zur Ofenkammer (11) zurückgeführten Gasmenge vorgesehen ist.

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