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Dokumentenidentifikation DE68924976T2 18.04.1996
EP-Veröffentlichungsnummer 0396725
Titel ANLAGE ZUR BESEITIGUNG VON GANZEN REIFEN.
Anmelder McDilda, John A., Claxton, Ga., US
Erfinder McDilda, John A., Claxton, Ga., US
Vertreter Wilhelms und Kollegen, 20354 Hamburg
DE-Aktenzeichen 68924976
Vertragsstaaten AT, BE, CH, DE, FR, GB, IT, LI, NL, SE
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 13.11.1989
EP-Aktenzeichen 899130561
WO-Anmeldetag 13.11.1989
PCT-Aktenzeichen US8904940
WO-Veröffentlichungsnummer 9005876
WO-Veröffentlichungsdatum 31.05.1990
EP-Offenlegungsdatum 14.11.1990
EP date of grant 29.11.1995
Veröffentlichungstag im Patentblatt 18.04.1996
IPC-Hauptklasse F23D 14/00

Beschreibung[de]
Hintergrund der Erfindung

Es sind bereits viele Systeme vorgeschlagen worden, ganze oder zerteilte Reifen (die im Folgenden als Abfallreifen bezeichnet werden) so zu zersetzen, daß einige der verschiedenen Bestandteile der Herstellung wie beispielsweise Gas, Öl, Stahl und Ruß wiedergewonnen werden. Diese Systeme geben vor, daß sie diese Funktionen ökonomisch und ohne Beeinträchtigung der Umwelt ausführen können. Diese bekannten Systeme haben sich als kommerziell nicht so leistungsfähig und wirkungsvoll erwiesen, wie es die Öffentlichkeit gehofft hatte. Einige dieser Systeme machen es erforderlich, die Reifen in verarbeitbare Teile vor der Verarbeitung zu zerteilen. Andere bekannte Systeme sehen ein Autoklavensystem zum Schmelzen vor. Die vorliegende Erfindung verwendet eine gesteuerte Verbrennung mit Unterdruck und ist so ausgebildet, daß die Wärme der Verbrennung ohne weiteres für die kombinierte Erzeugung von Energie und die Rückgewinnung der oben erwähnten brauchbaren Bestandteile genutzt werden kann.

Die JP-A-55 140027 beschreibt eine Vorrichtung zum Entsorgen von Abfallreifen, die eine Verbrennungskammer mit einer Zuluftöffnung und einer Abluftöffnung, ein Sauggebläse stromabwärts von der Verbrennungskammer und einen Abzugkamin aufweist. Die Vorrichtung weist weiterhin Filter stromaufwärts vom Gebläse und eine zweite Verbrennungskammer stromabwärts davon auf.

Zusmmenfassung der Erfindung

Die beschriebene Erfindung ist auf ein geschlossenes System gerichtet, das einen Veraschungsofen zum Verbrennen der Abfallreifen zusammen mit Einrichtungen vorsieht, die die Öle der Verbrennung im Verbrennungsgehäuse abführen. Die Gase und die Feststoffe (die im Folgenden manchmal als Emissionen bezeichnet werden) der Verbrennung werden durch eine Vielzahl von Kühlbehältern und anschließend durch eine Reihe von seitlich angeordneten Behältern gezogen, die mit Maschenfiltern und nahezu festen Ablenkplatten ausgerüstet sind, die so ausgebildet sind, daß der Ruß und die Gase einen kurvenreichen Weg durch eine Reihe von Einlauf- und Auslaufbehältern nehmen. Nach dem seitlichen Anordnen dieser Behälter nebeneinander saugt ein Gebläsemechanismus die Emissionen durch eine erste Gruppe von Behältern und zwingt der Gebläsemechanismus dann die Gase durch eine zweite Gruppe von der Reihe nach und seitlich angeordneten Auslaufbehältern. Die Auslaufbehälter sind so ausgebildet, daß sie die Restmengen an Kohlenstoff entfernen und schädliche oder unangenehme Gase vor der Rückführung zur Außenluft herausfiltern und den Rest der Gase zu dem Veraschungssystem rückführen.

Das Hauptziel der Erfindung besteht darin, ein geschlossenes System zu schaffen, das in seinem Aufbau ökonomisch, im Betrieb einfach und transportierbar ist und das sehr viele Reifen fortlaufend verarbeiten kann, ohne daß eine Gefahr für die Umgebung besteht, wobei es gleichzeitig auf ökonomische Weise wichtige Öle, Stahl und Ruß und andere Materialien rückgewinnt, die die ursprünglichen Bestandteile der Reifenherstellung waren.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine einzige Reihe von Einlaufbehältern vorgesehen, die der Reihe nach die Gase und die Feststoffe der Verbrennung einem kurvenreichen Weg unterwerfen, der dazu führt, daß das Gas seinen Ruß an Abführungsfallen abgibt, die entlang des Bodens jedes Behälters ausgebildet sind.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung sieht eine Reihe von Auslaufbehältern vor, die der Reihe nach die Gase und die Feststoffe der Verbrennung aufnehmen, und sieht Filter vor, die die Schadstoffe von den Gasen vor der Abgabe an die Außenluft entfernen.

Noch ein weiteres wichtiges Ziel besteht darin, ein Reifenentsorgungssystem zu schaffen, in dem die Reifen verbrannt werden können und die Wärme der Verbrennung ohne weiteres in einem Energierückgewinnungssystem einer Art ausgenutzt werden kann, die heißes Wasser und Dampf für die Erzeugung von Energie verwendet.

Ein weiters Ausführungsbeispiel der Erfindung sieht Einrichtungen zum Abführen wesentlicher Mengen der Verbrennungswärme zur Nutzung und zur Übertragung auf eine Kombinationsenergieerzeugungseinheit vor und stellt ein System dar, das wirksam den Ruß und die anderen Materialien von den Abgasen nach der Abkühlung entfernt.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Befördern von Abfallreifen in eine Verbrennungskammer zu schaffen, während davon die kohlenstoffhaltigen Rohmaterialien rückgewonnen werden, und eine Rutsche vorzusehen, in der die Reifen so aufgenommen werden, daß Verbrennungsemissionen nicht austreten.

Ein weiteres wichtiges Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines Systems zum Verbrennen von Reifen, bei dem ein Fremdluftsystem die Verbrennungsgase und die Feststoffe durch eine Reihe von der Reihe nach angeordneten Auslaufbehältern zieht, von denen die Emissionsgase vor der Abgabe an die Außenluft herausgefiltert werden und die ungefilterten Emissionen zum Veraschungsofen rückgeführt werden.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines geschlossenen Systems der oben beschriebenen Art, bei dem Gase, die durch das Filtermedium nicht abgegeben werden, zur weiteren Verarbeitung in die Verbrennungskammer rückgeführt werden.

Ein weiteres wichtiges Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Systems, in dem die Verbrennungsprodukte einer Reihe von Behältern ausgesetzt werden, in denen mit dem Gas mitgerissene Feststoffe entfernt werden, ohne daß diese zur Außenluft abgegeben werden.

Diese Ziele der Erfindung werden sich deutlich aus der folgenden Beschreibung und den zugehörigen Zeichnungen ergeben, in denen:

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 eine schematische perspektivische Ansicht mit gewissen Überbetonungen zum Zweck der Klarheit des Reifenentsorgungs- Systems der Erfindung zeigt,

Fig. 2 eine schematische Längsschnittansicht der Verbrennungskammer, der Förderrutsche und der Auslaufkammer des Veraschungsofens von Fig. 1 zeigt,

Fig. 2a eine linke Stirnansicht der Vorrichtung von Fig. 2 zeigt,

Fig. 3 eine Querschnittsansicht des Gehäuses von Fig. 2 längs der Linie 3-3 zeigt,

Fig. 4 eine schematische Seitenansicht teilweise im Schnitt des Kühlsystems zeigt,

Fig. 5 eine Längsschnittansicht eines der Einlaufbehälter zeigt,

Fig. 5a eine Querschnittsansicht längs der Linie 5a-5a zeigt, die die Form einer Ablenkplatte wiedergibt,

Fig. 6 eine Längsschnittansicht eines der Auslaufbehälter zeigt,

Fig. 7 eine Querschnittsansicht längs der Linie 7-7 in Fig. 6 zeigt, in der die Filterschichten dargestellt sind, und

Fig. 7a eine Draufsicht auf die in Fig. 7 dargestellte Filtereinheit zeigt.

Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels

In den Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Bauteile bezeichnen, bezeichnet das Bezugszeichen 10 die Reifenentsorgungssystemvorrichtung der Erfindung. Ein Abfallreifenvorrat 12 ist in Fig. 1 dargestellt, der als Reifenquelle mittels eines Fördersystems 14 verwandt wird. Die Reifen T werden einzeln in ein Verbrennungsgehäuse 16 über eine Rutsche 18 befördert. Das Innere des Gehäuse oder des Veraschungsofen 16 ist in einer Querschnittsansicht in Fig. 2 dargestellt. An einer Stirnwand 15 des Gehäuses befindet sich eine Zulufttür 17. Die Stirnwand 15 ist weiterhin mit einer großen Zugangstür 19 ausgebildet, um Restbestandteile der Reifenverbrennung, beispielsweise Asche und Stahl, zu entfernen und große Reifen von Erdbaumaschinen einzuführen.

Das Gehäuse 16 ist in zwei Hauptkammern, nämlich eine Verbrennungskammer 20 und eine Auslaufkammer 22 unterteilt. Wenn die Reifen T brennen, sickern die Öle der Verbrennung zum Boden der Kammer und dann zum Sumpf oder zu Sümpfen 23. Vom Sumpf oder von den Sümpfen 23 wird das Öl über eine Sammelleitung abgezogen, in der sich ein Ventil 24 befindet. Das Öl wird dann zu einem im Boden angeordneten Ölkühler 26 abgeleitet. Vom Kühler 26 kann das Öl zu einem Ölsammeltank 28 über eine Pumpe 30 abgeführt werden. Ein Überlauftank ist als Sicherheitsmaßnahme vorgesehen.

Das Gehäuse 16 weist einen vertikal stehenden konischen Abzugkamin 32 im Abstand über der Kammer 22 auf. Eine oder mehrere isolierte Leitungen 33 sammeln die Gase und die Feststoffe vom Kamin 32. Diese Emissionen werden zur Oberseite eines vertikalen Kühlers 35 gezogen. Der konische Kamin 32 endet in einer Öffnung 37, die die gleiche Öffungsgröße wie die Öffnung der Zulufttür 17 hat. In gleicher Weise haben die Leitungen 33 eine ähnliche Querschnittsfläche. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel hat die Zulufttür 17 eine Größe von annäherend 1,2 m (4 ft) mal 0,3 m (1 ft) und somit insgesammt 0,36m² (4 ft²) sowie ein Gleitelement, um diesen Flächenbereich einzustellen.

Der vertikale Kühler 35 ist mit Wasser gefüllt. Ausgangsemissionen, die den Kühler 35 verlassen, werden zu einem horizontalen Kühler 36 über eine Leitung 38 geleitet. Der Kühler 36 ist zu 75% mit Wasser gefüllt und der leere Teil bildet eine Kammer 83.

Nach dem Abkühlen werden die Emissionen zu einer Reihe von Einlaufbehältern 42, 44, 46, 48, 50, 52 und 54 gezogen. Am Auslaßende 56 des letzten Behälters 54 befindet sich ein Gegenstromgebläse 58, das von einer Antriebseinheit 59 angetrieben wird. Die Antriebseinheit 59 kann elektrisch oder eine Brennkraftmaschine sein, je nachdem, was für den Ort geeignet ist, an dem die Reifen entsorgt werden. Das Gebläse 59 ist so eingestellt, daß es Emissionen vom Gehäuse 16 durch die Behälter 42 bis 54 zieht. Das Laufrad des Gebläses ist so ausgebildet, daß es Emissionen vom Veraschungsofen ansaugt. Das Innere der Einlaufbehälter wird später im einzelnen beschrieben. An dieser Stelle sei jedoch darauf hingewiesen, daß jeder Einlaufbehälter um annähernd 254mm (10 inch) unter seinem benachbarten stromaufwärts liegenden Behälter angeordnet ist. Es sei zusätzlich darauf hingewiesen, daß jeder Behälter Rußextraktionssammler 69 entlang seiner jeweiligen Bodenwand aufweist.

Über die Zeit, über die die Gase das Gebläse 58 erreichen, wird ein großer Teil des Rußes wenn nicht sogar der gesamte Ruß aufgrund der Ausbildung des Inneren der Einlaufbehälter und ihrer absteigenden Intervalle entfernt. Die Gase, die das Gebläse 58 verlassen, werden zu einem ersten Auslaufbehälter 61 über eine Leitung 62 geführt. Diese Gase werden der Reihe nach vom Behälter 61 durch die Behälter 63, 64, 66, 68, 70, 72 und 74 in einer später beschriebenen Weise bewegt.

Die Auslaufbehälter sind jeweils längs ihrer Böden mit zusätzlichen Rußsammlern 75 ausgerüstet. Entlang der Oberseiten sind alle Auslaufbehälter mit Filterkaminen 76 versehen, von denen jeder ein Filter 78 enthält. Obwohl der Druck im letzten Auslaufbehälter 74 aufgrund des Druckabfalles verringert ist, der über das System auftritt, werden Gase, die nicht durch die Filter 78 abgegeben werden, über eine Leitung 82, die Kammer 83 des Kühlers 36 in einen Rohrverzweiger 364 und durch die zugehörige Rohrleitung 84 in die Verbrennungskammer 16 rückgeführt.

Bisher wurde ein Gesamtüberblick über das System gegeben. In Folgenden werden dessen einzelne Bauteile beschrieben. Wie es in Fig. 2 dargestellt ist, treten die Reifen T in das System über die schräg verlaufende Rutsche 18 ein. Die Rutsche 18 und ihre Bauteile sind schematisch dargestellt, ihre Arbeisweise und ihr Aufbau verstehen sich jedoch ohne weiters für den Fachmann. Die Rutsche 18 weist eine obere Öffnung 100 und eine untere Öffnung 102 auf. Die untere Öffnung ist normalerweise durch eine Fallentür 104 geschlossen, die in ihre geschlossene Position an einem Ansatz durch eine Feder 106 vorgespannt ist. Oberhalb der Fallentür 104 befindet sich eine zweite Fallentür 108, die in ihre geschlossene Position durch eine Feder 110 vorgespannt ist. Eine oberen Fallentür 114 ist in ihre geschlossene Position durch eine Feder 116 vorgespannt. Die Federn 106, 110, 112 und 116 haben eine derartige Stärke, daß sich jede Fallentür von ihrem jeweiligen Ansatz lösen und öffnen kann, wenn sie dem Gewicht eines Reifens ausgesetzt ist. Die Reifen werden daher einzeln entlang der schrägen Rutsche 18 nach unten abgegeben. Die Folge oder Reihe von Fallentüren verhindert, daß Verbrennungsgase vom Gehäuse 16 über die Rutsche 18 austreten. Es sei darauf hingewiesen, daß ein Teil der Gase von der Leitung 33 über die Leitung 37 zum System zurückkehrt. Das ergibt einen statischen Gegendruck im System.

Obwohl es nicht dargestellt ist, kann das Verbrennungsgehäuse 16 mit Schamottstein oder ähnlichem ausgekleidet sein. Das Gehäuse ist im wesentlichen in eine Verbrennungskammer 20 und eine Auslaufkammer 22 durch eine Eisentrennwand 120 unterteilt, die quer im Gehäuse 16 verläuft. Die Auslaufkammer 22 ist unter dem Kamin 32 angeordnet. Ein Hochtemperaturrost 122 ist über die Länge des Gehäuses 16 in einem Abstand von annähernd 0,9m (3 ft) vom Gehäuseboden 128 angeordnet, wodurch eine Kammer 126 gebildet ist. Ein zweiter Rost 124 zum Zurückhalten der Asche ist über die Länge des Gehäuses annähernd 0,3m (1 ft) vom Gehäuseboden angeordnet, wodurch eine Kammer 129 gebildet ist. Der Boden 128 verläuft leicht schräg von links nach rechts (in Fig. 2) zum Sumpf 23. Der Rost 122 hat eine ausreichende Festigkeit, um mehrere Reifen aufzunehmen, und ist in ausreichendem Maße mit Öffnung versehen, damit die Öle und die Asche der Verbrennung hindurchgehen können. Wie es oben angegeben wurde, werde diese Öle im Sumpf oder in den Sümpfen 23 gesammelt. Die querverlaufende Stahltrennwand 120 und Stangen 121 halten die brennenden Reifen in der Verbrennungskammer 20 und außerhalb der Kammer 22. Ein Reifenablenkmechanismus 125 treibt die Reifen, die von der Rutsche 18 herunterfallen, weiter zum Verbrennungsbereich.

Das Gehäuse 16 ist mit einem Sicherheitsmechanismus 130 ausgerüstet, der schematisch in Fig. 2 dargestellt ist. Wenn irgendetwas im Gehäuse 16 nicht richtig arbeitet und die Drücke unannehmbare Werte erreichen, wird ein herkömmliches Sicherheitsventil 130 das System entlasten. Es ist gleichfalls schematisch eine Zündeinrichtung 139 dargestellt, die die Einrichtung zum anfänglichen Anzünden der Reifen darstellt.

Die Asche, die in die Kammer 129 fällt, die vom Boden 128 und dem Rost 124 begrenzt ist, wird durch kerkömmliche Einrichtungen entfernt. In der Kammer 20 wird gleichfalls nach der Verbrennung der Stahl bleiben, der durch herkömmliche Einrichtungen über die Zugangstür 19 entfernt wird.

Wie es oben angegeben wurde, hat die Zuluftsteuertür 17 eine Größe von annähernd 1,2m (4 ft) auf 0,3m (1 ft), was eine Öffnung von 0,36m² (4 ft²) ergibt. Diese wird später als vorgewählte Öffnung bezeichnet.

Kehrt man nun zum Kamin 32 zurück, so ist dort eine im Winkel nach unten verlaufende Stahlablenkplatte 140 mit einer Länge von annähernd 1,2m (4 ft) erkennbar. Im Winkel bezüglich dieser Ablenkplatte ist eine zweite Ablenkplatte 142 angeordnet, deren unteres Ende 144 im Abstand von der Ablenkplatte 140 verläuft und einen Zwischenraum 146 gleich 0,36m² (4 ft²) oder gleich der vorgewählten Öffnung bildet. Der Kamin 32 verläuft konisch zu seiner oberen Öffnung 32, die gleichfalls eine Abmessung gleich der vorgewählten Öffnung hat. Der Kamin kann auch die Form einer Pyramide haben.

Die enorme Wärme, die sich aus der Verbrennung entwickelt, die in der Kammer 22 stattfindet, wird in ihrer Temperatur durch die Kühler 35 und 36 verringert, wie es in Fig. 4 dargestellt ist. Die Leitung 33 geht quer durch die wassergefüllten Kühler in deren Längsrichtung und sorgt für eine wirksame Wärmeübertragung von den Leitungen auf das Wasser. Der Teil der Leitung 33 zwischen dem Kamin und dem Kühler 35 ist isoliert. Wasser wird fortlaufend dem Kühlsystem an Ventilen 145 und 147 zugeführt und das heiße Wasser wird davon an Ventilen 149 und 150 abgeführt. Dieses erhitzte Wasser wird zur Verwendung in einem kombinierten Kraft- und Heizwerk (nicht dargestellt) übertragen. Die Kühlbehälter 35 und 36 sind jeweils mit Aufspringsicherheitsventilen 154 und 156 ausgerüstet.

Die abgekühlten Gase (zusammen mit den Feststoffen) werden dann zu dem ersten Einlaufbehälter 42 über die Leitung 149 befördert. Das Innere des Behälters 42 ist am besten in Fig. 5 dargestellt. Da alle Einlaufbehälter im wesentlichen gleich sind, wird nur der Behälter 42 im einzelnen beschrieben. Der Behälter 42 hat eine rechteckige Form mit einer Oberseite 200, einem Boden 202 und parallelen gegenüberliegenden Seitenwänden 204 und 206, von denen nur die Innenseite von 206 in Fig. 5 erkennbar ist. Das Einlaßende des Behälters 42 ist aus vier Platten 128, 130, 132 und 134 gebildet, die einen Pyramidenstumpf bilden, der eine Öffnung 136 begrenzt, um die herum ein Flansch 138 angeordnet ist. Der Flansch bildet eine Einrichtung zum Anschließen an die Leitung 149, die vom Kühlsystem kommt und einen passenden Flansch 152 aufweist, der ein problemloses Anbringen erlaubt. Nur im ersten Einlaufbehälter ist eine orthogonal geformte vertikale Ablenkplatte 139 mit zwei vertikalen Seiten an die Seiten 204 und 206 des Behälters und mit ihren oberen und unteren Seiten fest an die Oberseite 200 und den Boden 202 geschweißt. Diese Ablenkplatte 139 dient als Feuerschutz um zu verhindern, daß Feuer in den Behälter 42 weiter eindringt. Die Platte 139 ist die gleiche wie die feste Ablenkplatte 264, die in Fig. 5a dargestellt ist.

Am Ausgangsende ist der Behälter 42 mit einer weiteren pyramidenstumpfartigen Ausbildung versehen, die aus Platten 248, 250, 252 und 254 besteht, die zu einer Öffnung 256 führen. Ein Flansch 258 umgibt die Öffnung 256, was es erlaubt, ihn problemlos mit dem nächsten Behälter 44 zu verbinden, der eine entsprechende Flanschöffnung aufweist. Die Öffnungen 256 und 136 haben die vorgewählte Größe.

Wenn die Gase und die Feststoffe in die Öffnung 136 eintreten, gehen sie an der Feuerschutzplatte 139 vorbei weiter zu einem galvanisierten Maschengitter 262, das im Winkel von der Oberseite 200 nach unten verläuft. Diejenigen Emissionen, die nicht durch die Maschen gehen, werden durch das erste Gitter 262 nach unten gelenkt. Die Gase erreichen dann ein zweites galvanisiertes Maschengitter 263, das im Winkel zum Gitter 262 und in einem Abstand von annähernd 0,6m (2 ft) davon angeordnet ist. Wiederum wird ein Teil der Gase durch das Maschengitter 263 hindurchgehen, während der Rest um das Gitter herumgehen wird.

Annähernd in der Mitte in Längsrichtung des Einlaufbehälters 42 befindet sich eine zweite vertikale feste Platte 264 mit im wesentlichen orthogonaler Ausbildung, deren zwei vertikale Seiten an die Seiten 224 und 226 des Behälters geschweißt sind, während ihre Ober- und Unterseiten fest an die Oberseite 200 und den Boden 202 geschweißt sind, wobei Eckenöffnungen 266, 268, 270 und 272 (Fig. 5a) gebildet sind, durch die die Gase hindurchgehen. Die Gase treffen dann auf ein Maschengitter 276, das im Winkel auf die Platte 264 zu verläuft und im wesentlichen parallel zum Maschengitter 262 liegt, und anschließend auf ein Maschengitter 278, das im wesentlichen parallel zum Maschengitter 263 verläuft. Das untere Ende der Platte 278 ist in einem Abstand von annähernd 0,6m (2 ft) vom mittleren Teil des Maschengitters 276 angeordnet. Von dort treten die Gase durch die Öffnung 256 aus, die mit dem nächsten Behälter 44 zu verbinden ist.

Die durchgehenden und umgeleiteten Emissionen folgen einem kurvenreichen Weg, der teilweise durch die Maschengitter und teilweise durch die festen Platten gebildet wird. Das führt dazu, daß eine wesentliche Menge des Rußes in die Extraktionssammelfallen 60 fällt, die sich unter dem Boden 202 befinden. Es sind Öffnungen zu den Sammlern vorgesehen, von denen der Ruß abgezogen werden kann. Die Gase gehen weiter längs der kurvenreichen Wege in den der Reihe nach angeordneten Behältern, bis sie das Auslaßende 56 des Behälters 54 erreichen. Dann werden sie in das Gebläse 58 gezogen. In dieser Phase ist ein großer Teil des Rußes, wenn nicht sogar der gesamte Ruß, vom Gasstrom enfernt.

Es sei darauf hingewiesen, daß in jedem Einlaufbehälter die Öffnung 136 annähernd 250mm (10 inch) höher als die Öffnung 256 liegt. Das erlaubt es, jeden Behälter um annähernd 250mm (10 inch) tiefer als einen stromaufwärts liegenden Behälter anzuordnen, während sich die Behälter dem Gebläse 58 nähern. Es wird angenommen, daß die nacheinander tiefer liegenden Behälter die Schwerkraftwirkung auf den Ruß in Richtung auf die Rußsammler 60 unterstützen.

Das Gebläse 58 ist die Übergangsstelle zwischen dem, was allgemein als Einlauf, und dem was allgemein als Auslauf bezeichnet wird. Das Gebläse 58 zwingt den Gasstrom in einen ersten Auslaufbehälter 61 über eine Leitung 62 zur Öffnung 302. Die Länge der Leitung 62 ist in Fig. 1 übertrieben dargestellt, so daß eine Gesamtansicht geboten werden kann. In der Praxis ist die Leitung 62 kurz und liegen die Reihe der Einlaufbehälter und die Reihe der Auslaufbehälter parallel zueinander und relativ nahe aneinander. Die Auslaufbehälter 61, 63, 64, 66, 68, 70, 72, und 74 haben eine rechtwinklige Form und im wesentlichen die gleiche Größe und Form wie die Einlaufbehälter. Der Behälter 61 ist mit einer Oberseite 304, einem Boden 306 und zwei Seitenwänden 308 und 310 ausgebildet. In Fig. 6 ist nur die eine Wand 310 sichtbar. Da die Auslaufbehälter alle in der gleichen Weise aufgebaut sind, wird nur der Auslaufbehälter 61 im einzelnen beschrieben. Jeder Auslaufbehälter weist einen in der Größe abnehmenden Pyramidenstumpf 305 auf, der zu einer Öffnung 302 führt, und das Auslaßende ist in der gleichen Ausbildung wie das Ende 305 ausgebildet und führt zu einem Auslaß 307. Diese Pyramidenkonstruktionen sind im wesentlichen die gleichen wie bei den Einlaufbehältern. Im Auslaufbehälter 61 erfassen oder treffen die Emissionen zunächst eine feste Platte 309, woraufhin sie nach unten zu einem schräg liegenden Maschengitter 311 geleitet werden. Gase, die nicht durch das Maschengitter 311 hindurchgehen, werden zwangsweise nach oben in eine Filteranordnung 78 geführt. Die Öffnung zwischen der feste Platte 309 und dem Maschengitter 311 ist annähernd gleich der vorgewählten Öffnung. Die Emissionen, die durch das Gitter 311 hindurchgehen, werden durch eine orthogonal geformte vertikale Ablenkplatte 313 unterbrochen, deren Form die gleiche ist, wie sie sich in den Einlaufbehältern findet. Nachdem die Emissionen über die nahzu feste Platte 313 gegangen sind, gehen sie durch und über ein weiteres Maschengitter 314, das im wesentlichen parallel zum Gitter 311 und im Winkel nach oben vom Boden 306 verläuft. Die Gase werden dann zwangsweise über eine weitere feste Platte 315 zu einem Ablenkgitter 318 geführt. Obwohl ein großer Teil des Rußes bereits entfernt ist, wenn die Gase die Auslaufbehälter erreichen, sind Sammler 350, 352 und 354 für den Rest vorgesehen.

In seiner oberen Außenfläche 304 ist der Behälter 61 mit mehreren Filteraufnehmern 76 versehen, von denen jeder eine Filteranordnung 78 aufnimmt.

Es versteht sich, daß ein leichter Druckabfall auftritt, während die Gase durch die Auslaufbehälter 61 bis 74 gehen. In jedem Auslaufbehälter ist der Druck höher als der Außenluftdruck, was es erlaubt, daß die Gase durch die Filteranordnungen 78 hindurchgehen. Die Gase, die aus den Filteranordnungen im Behälter 61 nicht austreten, werden durch den Auslaß 307 zum nächsten Auslaßbehälter 63 und so weiter bis zum letzten Behälter 74 befördert. Der Druck in jedem Behälter fällt ab, während man sich dem letzten Behälter nähert.

Die Filteranordnungen 78 sind am besten in Fig. 7 dargestellt, die eine Querschnittsansicht längs der Linie 7-7 in Fig. 6 zeigt. Von oben nach unten bestehen diese Anordnungen aus den folgenden Schichten:

328 - Draht

330 - Leinwand

332 - Schaumstoff

334 - Textilstoff

336 - NaHCO&sub3;

338 - Textilstoff

340 - Leinwand

342 - Textilstoff

344 - AgO&sub3;

346 - Textilstoff

348 - Leinwand

350 - Schaumstoff

352 - Leinwand

354 - Draht

Wenn in der Zukunft sich die Zusammensetzung der Reifen ändern sollte und unbekannte Verschmutzungsstoffe festgestellt werden sollten, können weitere Schichten vorgesehen sein, um diese Verschmutzungsstoffe zu entfernen. Die oben beschriebene Filteranordnung hat sich jedoch als wirksam herausgestellt, alle schädlichen Elemente zu entfernen, bevor sie die Außenluft erreichen, wenn Abfallreifen heutzutage verarbeitet werden. Die Filteranordnungen können durch querverlaufende Flügelbolzenanordnungen 356 und 358 zusammengedrückt sein. Wenn die Platten 328 und 354 zusammengezogen werden, kann die Dichte verändert werden und kann dadurch der Widerstand gegenüber dem Gasdurchtritt erhöht werden. Die Filter im ersten Behälter 61 sind dichter als im Behälter 74, um mehr Wiederstand zu leisten. Die Filter der Behälter 64 bis 74 variieren somit.

Gelegentlich ist es notwendig, chemisch die gereinigten Gase, die die Filter 78 verlassen, hinsichtlich ihrer Reinheit zu überprüfen. Um diese Prüfung zu vereinfachen, sind alle Auslaßaufnehmer der Behälter über einen Rohrverteiler 360 miteinander verbunden. Wenn ein Rohrverteiler verwandt wird, kann die Reinheit der Abgase gemeinsam an einem einzigen Auslaß 362 geprüft werden.

Das gereinigte Gas, das nicht durch die Filter und den Abzugkamin 362 austritt, wird über das Rohr 82, den Rohrverteiler 364 und das Rohr 84, in dem sich das Ventil 86 befindet, zum Veraschungsofen zurückgeführt.

Im Betrieb empfängt das System der Erfindung die Reifen über die unter einem Winkel verlaufende Fallentürrutsche 18, in der die Reifen nacheinander eine Reihe von Fallentüreinrichtungen passieren und in die Verbrennungskammer 20 vorgetrieben werden. Die Reifen werden auf dem hitzebeständigen Rost 122 im mittleren Bereich im Gehäuse 16 aufgenommen. In diesem Bereich findet eine Verbrennung statt und die Öle der Verbrennung werden vom Gehäuse 16 über die Ölfallen entfernt, während die Gase und die Feststoffe über den konischen Kamin 32 austreten. Die Gase werden in einer Reihe von Kühlern 35 und 36 abgekühlt. Die Kühler sind zur Verwendung mit kombinierten Heiz- und Wärmeerzeugungssystemen geeignet.

Die Emissionen gehen dann über eine Reihe von Einlaufbehältern mit pyramidenstumpförmigen Öffnungen, in denen der Strom unterbrochen und über eine Reihe von Gittern und Ablenkplatten umgelenkt wird. Jeder Einlaufbehälter ist mit einer festen vertikalen Ablenkplatte mit Eckenöffnungen und schräg verlaufenden Maschenplatten abnehmender Größe ausgerüstet. Der unterbrochene Strom bewirkt fortlaufend, daß der Ruß aufgrund des Eigengewichtes zu Sammelkästen geht, die sich am Boden jedes Einlaufbehälters befinden.

Die Emissionen der Verbrennung werden durch die Einlaufbehälter mittels eines Gebläses 58 gezogen, das einen Unterdruck von annähernd von 0,4 bis 0,5 bar (6 bis 7 psi) liefert. Das Gebläserad wird zweckmäßigerweise von einem Elektromotor oder einer Brennkraftmaschine 59 angetrieben. Von der Zulufttür 17 im Gehäuse bis zum Gebläse gibt es eine Reihe von vorgewählten Öffnungen mit einer Größe von annähernd 0,36m² (4 ft²). Es tritt ein Druckabfall über jeder Öffnung auf und die Gase werden mit einem Durchsatz hindurchgehen, der mit einer im wesentlichen vollständigen Entfernung des Rußes konsistent ist.

Eine Reihe von vorgewählten Öffnungen begrenzt die Sauerstoffzufuhr, die das Maß steuert, in dem die Reifen brennen werden. Die vorgewählten Öffnungen legen nicht nur das Maß an Verbrennung fest sondern steuern auch die Stärke der Verbrennung. Es kann somit ein passendes Gleichgewicht zwischen der Gasemission und dem Unterdruck im System beibehalten werden.

Die Heizölrückgewinnung erfolgt über mehrere Sümpfe 23. Die Asche der Verbrennung wird durch herkömmliche Einrichtungen entfernt. Beispielsweise kann die Asche über motorbetriebene Förderer (nicht dargestellt) entfernt werden, die unter dem Rost 122 angeordnet sind. Der Stahl, der nach der Verbrennung übrig bleibt, kann über mehrzackige Rechen (nicht dargestellt) über die Tür 19 entfernt werden.

In der Praxis hat es sich herausgestellt, daß eine optimale Verbrennungstemperatur von annähernd 1260 bis 1370º (2300 bis 2500ºF) wünschenswert ist. Das kann als Schnellverbrennung bezeichnet werden. Das Gebläse 58 arbeitet während der ersten 10 Minuten mit etwa 1500 Umdrehungen pro Minute, um für einen Ansaugunterdruck zu sorgen.

Das oben beschriebene System besteht aus einer Reihe von Behältern nämlich sowohl Einlauf- als auch Auslaufbehältern, von denen jeder den Zweck hat, der Reihe nach gewisse Nebenprodukte der Reifenverbrennung zu absorbieren. Das System kann fortlaufend betrieben werden und ist in der Lage Hunderte von Reifen pro Stunde zu verarbeiten, ohne daß unerwünschte Umweltprobleme auftreten. Die Erfindung liefert auch einen Wärmeaustauschmechanismus, der leicht auf die Verwendung mit einem kombinierten Elektrizitätserzeugungssystem anpaßbar ist. Das System bewahrt in ökonomischer Weise ein hohes Maß des Rußes und einen guten prozentualen Anteil des Heizöles, das während der Verbrennung von den Reifen austritt.


Anspruch[de]

1. Vorrichtung zum Veraschen von Reifen und zum Rückgewinnen der daraus entstehenden Verbrennungsprodukte, welche Vorrichtung

einen Veraschungsofen (16) mit einer Öffnung (102) für die Reifen,

eine Zuluftöffnung (17) an dessen einem Ende und eine Abluftöffnung (37) an dessen anderem Ende,

ein Sauggebläse (58) stromabwärts von der Abluftöffnung (37), welches Gebläse einen Gebläseeinlaß und einen Gebläseauslaß aufweist,

und einen Abzugkamin (362) umfaßt,

dadurch gekennzeichnet, daß

mehrere Einlaufbehälter (42-54) in Reihe zwischen der Abluftöffnung und dem Gebläseeinlaß vorgesehen sind, wobei jeder Einlaufbehälter einen Einlaufbehältereinlaß (136), einen Einlaufbehälterauslaß (256) und einen Auslaufauslaß (280) aufweist,

mehrere Auslaufbehälter (61-74) in Reihe stromabwärts vom Auslaß des Gebläses (58) vorgesehen sind, wobei jeder Auslaufbehälter einen Auslaufbehältereinlaß (302), einen Auslaufbehälterauslaß (307), einen Auslaufauslaß (350-354) und einen Filterauslaß aufweist,

die Filterauslässe parallel zueinander über jeweilige Inline-Filter (78) mit dem Abzugkamin (362) verbunden sind und der Auslaß des letzten Auslaufbehälters (74; 307) mit dem Veraschungsofen (16) verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der Ablenkplatten (262, 263) in den Einlaufbehältern (52-54) den Strom der hindurchgezogenen Gase umlenken.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei der Ablenkplatten (311, 314, 318) in den Auslaufbehältern (61-74) den Strom der zwangsweise hindurchgeführten Gase umlenken.

4. Vorrichtung nach einem vorhergehenden Anspruch, bei der jeder der Einlaufbehälter (42-54) Rußfallen (280) aufweist, die darin ausgebildet sind.

5. Vorrichtung nach einem vorhergehenden Anspruch, bei der jeder der Auslaufbehälter (61-74) Rußfallen (352) aufweist, die darin ausgebildet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, bei der die Rußfallen (280, 352) Auffangbehälter umfassen, die im Boden jedes jeweiligen Behälters ausgebildet sind.

7. Vorrichtung nach einem vorhergehenden Anspruch, bei der der Veraschungsofen (16)

ein im wesentlichen horizontales Gehäuse mit einem vorderen Ende, einem hinteren Ende, einer oberen Wand und einem Boden ist, welches Gehäuse

eine Unterteilungseinrichtung (121), die die genannte Kammer in eine Verbrennungskammer (20) und in eine Auslaufkammer (22) unterteilen,

einen Rost (122), der im Gehäuse im wesentlichen parallel zum Boden und im Abstand davon angeordnet ist,

eine Fördereinrichtung (18) zum Befördern der Reifen in die Verbrennungskammer (20) und

eine Zündeinrichtung (139) in der Verbrennungskammer (20) zum Anzünden der darin befindlichen Reifen aufweist,

der Verbrennungsofen mit einer Zulufteinlaßöffnung (17) ausgebildet ist, die eine vorgewählte Abmessung hat, welche Vorrichtung weiterhin

eine Sammeleinrichtung (24) unter dem Rost zum Sammeln des Öls, das aus der Verbrennung der Reifen resultiert,

einen Kamin (33), der über der Auslaufkammer (22) und in Verbindung damit angeordnet ist,

erste und zweite Ablenkplatten (140, 142) in Kamin, die eine Öffnung begrenzen, die in ihrem Flächenbereich annähernd gleich der vorgewählten Abmessung ist, und

eine Kühleinrichtung (35, 36) aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der die Einlaß- und die Auslaßöffnungen der Behälter jeweils die vorgewählte Abmessung haben.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, bei der die Fördereinrichtung (18) eine schräge Rutsche ist, die in Verbindung mit dem Gehäuse des Veraschungsofens ausgebildet ist, und

eine Reihe von über Federn geschlossene Falltüren (108, 111, 114) über die Länge der Rutsche im Abstand voneinander vorgesehen sind, wobei die Türen öffnen, wenn das Gewicht eines Reifens darauf lastet.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der

ein Reifenablenkschild im Gehäuse unter der Rutsche angeordnet ist, um die Reifen in der Verbrennungskammer anzuordnen, nachdem sie die Rutsche verlassen haben.

11. Vorrichtung nach einem vorhergehenden Anspruch, bei der die Einlaufbehälter (42-54) Stromunterbrechungseinrichtungen aufweisen, die mehrere Maschengitter (262, 263) und eine im wesentlichen feste Ablenkplatte (264) dazwischen mit einer Vielzahl von Öffnungen in der Nähe ihres äußeren Randes umfassen.

12. Vorrichtung nach einem vorhergehenden Anspruch, bei der die Auslaufbehälter (61-64) eine Reihe von Drahtmaschengittern (311, 314, 318), die im wesentlichen quer zur Strömungsrichtung durch die Auslaufbehälter angeordnet sind, und jeweils eine im wesentlichen feste Ablenkplatte (313), die quer dazu angeordnet ist und Umfangsrandöffnungen aufweist, umfassen.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, bei der die Ablenkplatte orthogonal ist und Randeckenöffnungen bildet.

14. Vorrichtung nach einem vorhergehenden Anspruch, bei der ein Auslaufbehälter

eine obere Wand, eine untere Wand, eine erste Seitenwand und eine zweite Seitenwand, die einen Behälterinnenraum begrenzen,

ein pyramidenstumpfförmiges Ende (305), das einen Gaseinlaß bildet,

ein zweites pyramidenstumpfförmiges Ende (307), das einen Gasauslaß bildet,

eine erste Ablenkplatte (309), die an der oberen Wand angebracht ist, quer durch den Behälter nach unten verläuft und in der Nähe des Einlasses angeordnet ist,

ein Maschenablenkgitter (311), das an der unteren Wand angebracht ist, quer durch den Behälter nach oben verläuft und im Abstand von der ersten Ablenkplatte (309) angeordnet ist,

eine orthogonale massive Ablenkplatte (313) quer zum Behälter, die Eckenrandöffnungen im Behälterinneren bildet, und

ein drittes und ein viertes Maschenablenkgitter (314, 318) umfaßt, die zwischen der massiven Ablenkplatte und dem Gasauslaß angeordnet sind.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, bei der

mehrere Rußfallen (350, 352, 354) in der unteren Wand angeordnet sind, um den Ruß aufzufangen, der auf den Boden fällt und aus dem abgelenkten Strom resultiert, der durch die Ablenkplatten verursacht wird.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, bei der der Gasauslaß näher als der Gaseinlaß an der unteren Wand angeordnet ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 - 16, bei der wenigstens eines der Maschenablenkgitter eine andere Maschengröße als die der anderen Maschenablenkgitter hat.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, bei der die Maschengröße der Ablenkgitter in Richtung auf den Auslaß abnimmt.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 - 18, bei der mehrere Filter (78) in der oberen Wand angeordnet sind.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, bei der die Filter (78) mehrschichtig und so ausgebildet sind, daß sie Schadstoffe aus den Gasen im Behälter herausfiltern.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, bei der einstellbare Verdichtungseinrichtungen (328, 356) vorgesehen sind, um die Dichte der Filter (78) zu ändern.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, bei der die einstellbaren Verdichtungseinrichtungen,

eine erste Platte (328) an einem Ende jedes der Filter,

eine zweite Platte (354) an einem zweiten Ende jedes der Filter und

Einrichtungen (356) zum Anziehen der ersten Platte an die zweiten Platte umfassen.







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