(57)【要約】  本発明は、原料の材料処理用の装置（１）に関する。装置（１）は、加熱システム（２）、蒸留ユニット（３）および反応ユニット（３）を有する。反応ユニットは、処理のために原料を投入することができるように設計されている。加熱システムを、反応ユニットを取り付けるために開閉することができる。加熱システム（２）は、頂部要素（７）および頂部要素（７）に堅固に接続されたジャケット要素（８）ならびに支持要素（６）を備える。頂部要素（７）は、支持要素（６）の上に保持されて配置され、支持要素（６）の長さを垂直方向に変化させることができ、それにより、支持要素（６）の長さを２つの端位置の間で変化させることにより、加熱システム（２）を垂直移動方向（Ｂ）に開閉することができる。本発明はさらに、原料の材料処理用の装置を動作させる方法に関する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱システム（２）、蒸留ユニット（３）および反応ユニット（４）を有する、原料の材料処理用の装置（１）であって、
−  前記反応ユニット（４）が、前記原料を投入することができるように設計されており、
−  前記加熱システム（２）が、前記反応ユニット（４）が取り付けられるように開閉することができるように設計されている、装置（１）において、
前記加熱システム（２）が頂部要素（７）および前記頂部要素（７）に堅固に接続されたジャケット要素（８）ならびにまた支持要素（６）を備え、前記頂部要素（７）が、垂直方向に長さが可変である前記支持要素（６）の上に固定して配置されており、それにより、前記支持要素（６）の長さを２つの端位置の間で変更することにより、前記加熱システム（２）が垂直移動方向（Ｂ）に開閉されることを特徴とする装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置（１）において、前記加熱システム（２）が２つの支持要素（６）を有し、前記支持要素（６）が前記加熱システム（２）の両側に配置されていることを特徴とする装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の装置（１）において、前記ジャケット要素（８）が中空円筒状壁を有し、前記中空円筒状壁が、前記垂直方向において、
−  下方が開放されており、
−  円形シュラウド（１６）によって上方が閉鎖され、かつ前記シュラウド（１６）において前記頂部要素（７）に接続されている
ように設計されていることを特徴とする装置。
【請求項４】
請求項３に記載の装置（１）において、前記シュラウド（１６）が、排気ライン（１１ａ）への接続部としての排気スタブ（１０ｂ）とともに中心点に形成されており、前記排気ライン（１１ａ）が前記排気スタブ（１０ｂ）から前記シュラウド（１６）を通って前記頂部要素（７）内に延在していることを特徴とする装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１項に記載の装置（１）において、前記反応ユニット（４）が、底部において閉鎖されている中空円筒状容器の形態の壁（１８）によって形成されており、前記壁（１８）の開放側を、カバー要素（１９）によって閉鎖することができることを特徴とする装置。
【請求項６】
請求項５に記載の装置（１）において、前記反応ユニット（４）の前記カバー要素（１９）が円形設計であり、前記中心点に排気スタブ（１０ａ）を有し、前記カバー要素（１９）の前記排気スタブ（１０ａ）および前記ジャケット要素（８）の前記排気スタブ（１０ｂ）が、前記加熱システム（２）の閉鎖状態において互いに係合しかつ前記排気ライン（１１ａ）に対して封止接続を形成することを特徴とする装置。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか１項に記載の装置（１）において、前記反応ユニット（４）が遮蔽要素（２０）を有し、前記遮蔽要素（２０）が水平方向に位置合せされ、かつ互いに間隔を空けて異なる高さに配置されていることを特徴とする装置。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか１項に記載の原料の材料処理用の装置を動作させる方法において、
−  反応ユニット（４）に原料を投入するステップと、
−  前記反応ユニット（４）を予熱するステップと、
−  加熱システム（２）を開放し、前記反応ユニット（４）を前記加熱システム（２）の底部要素（５）の上に置くステップと、
−  前記反応ユニット（４）が閉鎖空間に配置されるように、前記加熱システム（２）を閉鎖するステップと、
−  前記反応ユニット（４）を加熱し、低温炭化および蒸留工程を開始するステップと、
−  前記反応ユニット（４）から生成されたガスを蒸留ユニット（１２）内に排出するステップと、
−  前記蒸留ユニット（１２）において前記ガスを冷却し凝縮させるステップと、
−  蒸留生成物をオイルタンク（１３）内に導入し油を分離するステップと、
−  非凝縮性ガスを前記オイルタンク（１３）からガスフィルタタンク（１４）内に移送し、前記ガスをろ過するステップと、
−  前記加熱システム（２）を開放し、前記反応ユニット（４）を前記加熱システム（２）から取り除くステップと、
−  前記反応ユニット（４）を冷却し、前記反応ユニット（４）から最終生成物を取り除き、前記最終生成物を分離するステップと、また、
−  前記最終生成物を前記オイルタンク（１３）および前記ガスフィルタタンク（１４）から取り除くステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項８に記載の方法において、前記加熱システム（２）が、支持要素（６）を伸長させかつ後退させることによって開閉されることを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項８または９に記載の方法において、前記加熱システム（２）を閉鎖すると、前記反応ユニット（４）の排気スタブ（１０ａ）および前記加熱システム（２）の排気ライン（１１ａ）の排気スタブ（１０ｂ）、ならびにまた前記加熱システム（２）の前記排気ライン（１１ａ）および前記蒸留ユニット（３）の排気ライン（１１ｂ）が、接続要素（１７）において互いに結合され、それにより、前記反応ユニット（４）の前記蒸留ユニット（３）への気密接続がもたらされることを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項８乃至１０の何れか１項に記載の方法において、少なくとも４つの反応ユニット（４）で同時にモジュール式にかつ
−  すでに投入がなされた第２反応ユニット（４）が予熱されている間に、第１反応ユニット（４）に投入を行うステップと、
−  第３の投入がなされかつ予熱された反応ユニット（４）を前記加熱システム（２）に送り、前記低温炭化および蒸留工程を行うために前記反応ユニット（４）を加熱するステップと、また、
−  前記低温炭化および蒸留工程が終了している第４反応ユニット（４）を冷却しかつ空にするステップと、
で操作されることを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項８乃至１１の何れか１項に記載の方法において、
−  前記反応ユニット（４）に、２．５ｔ〜３ｔの範囲の質量の原料が投入され、
−  前記反応ユニット（４）が、およそ２．５時間〜３．５時間の範囲の期間、前記加熱システム（２）内に残り、
−  前記反応ユニット（４）内の反応温度が３５０℃〜６５０℃であり、
−  １時間当り４０ｋＷｈの範囲のエネルギーが消費される
ことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原料の材料処理用の装置に関する。本装置は、加熱システム、蒸留ユニットおよび反応ユニットを有する。反応ユニットは、処理のために原料を投入することができるように設計されている。加熱システムを、反応ユニットが取り付けられるように開閉することができる。本装置はまた、低温炭化および蒸留用の産業用モジュールとも呼ばれる。本発明はまた、原料の材料処理用の装置を動作させる方法にも関する。
【０００２】
本装置は、特に、廃タイヤ、スチールコード補強ゴムベルト、ゴム引きチェーンリンクおよびコンベアベルト等のゴム廃棄物、ゴム製品またはゴム状複合材料、ならびにまた粉砕された廃車両、木材等の有機再生可能原料、汚染された無機炭素および汚染土壌の産業処理を対象としている。それにより、軽質原油、ガス、金属、特に鋼および無機炭素が得られる。
【０００３】
従来技術から既知である設備は、ロータリキルン、流動床反応器およびドラムの使用に基づき、圧縮出発原料で、または酸素を排除した化学的に不活性の雰囲気で稼働する。
【０００４】
独国特許第６９５１１６２６Ｔ２号明細書は、固形物の熱処理用の炉を開示している。炉は、内部で固形物が循環する回転要素と、加熱手段とを有している。同軸状にかつ回転要素内に配置された固定加熱手段は、固形物を誘導しそれらの予熱および／または加熱を確保するように設計されている。
【０００５】
独国特許第１９９３００７１Ｃ２号明細書は、有機物および物質の混合物を利用する方法および装置を記載している。それにより、有機物は、燃焼流動床の流動床物質と接触する。この方法では、凝縮性物質および残りの炭素含有物質を含むガスの形態の最終生成物が生成される。
【０００６】
独国特許出願公開第４４４１４２３Ａ１号明細書は、廃棄物から使用可能なガスを回収する方法および装置を開示している。これは、粉砕された廃棄物を気密ドラム内に導入することを含む。ドラム内では、ガスが発生し、同時に形成された残りの物質から分離される。発生したガスは、空気を送り込んでいるガス変換装置内でかつ発熱するコークス床の存在下で分解され、分解ガスを形成する。この方法で必要な熱は、使用される物質と直接接触するガスによって伝達される。ガスに熱を伝達するために、ガス変換装置から出る部分的な分解ガス流が使用される。
【０００７】
独国特許出願公開第４１２６３１９Ａ１号明細書は、シリコーンゴム加硫物を利用する方法を示し、そこでは、加硫物は３５０℃〜７００℃まで加熱され、それによって生成された揮発性シロキサンは縮合される。シロキサンおよび充填剤が特に生成物として生成される。
【０００８】
独国特許発明第４０１１９４５Ｃ１号明細書は、たとえば家庭廃棄物または産業廃棄物等の有機物を加熱可能なチャンバ内で脱気する方法を開示している。この方法では、出発原料は、圧縮されながらチャンバ内に導入され、圧縮状態を維持しながらチャンバの断面を通過する。圧縮材料と接触していることによる圧力の下で、チャンバ壁を介して熱が供給される。発生しているガス状生成物は、上昇する圧力の下で排出される。チャンバは、その投入領域において圧縮材料によって気密式に閉鎖される。ガス状生成物の流出領域において残りの固形物の再圧縮によって流体抵抗の上昇が達成される。
【０００９】
独国特許第３９３２８０３号明細書は、有機物を、非酸化雰囲気においてまたは真空でホウ酸／酸化ホウ素および有機窒素化合物を添加して反応させることにより、石炭および黒鉛を形成する工程を開示している。従来の設備を動作させるためには、材料、エネルギーおよびロジスティックスについての支出量の増大が必要である。
【００１０】
保護ガス、すなわち非酸化雰囲気の使用は、たとえば、同等のユニットでのスループットが低いことを意味する。流動床反応器用の流動床を生成するには、エネルギーの消費量の増大が必要であり、それは、一方では、流動床を生成し維持しなければならず、他方では、使用される物質を、流動床と有効に接触するように機械的に準備しなければならないためである。
【００１１】
高いエネルギーコストも同様に、出発原料を準備中にかつ使用する工程中に圧縮する結果として増大する。
【００１２】
本発明の目的は、さまざまなゴム廃棄物、ゴムまたはゴム状複合材料製品の処理用の装置および方法を提供することである。そうした処理を行う時、複合材料製品を分離し、炭素、軽質原油、ガスおよび場合によっては金属材料等、価値のある成分を回収することが意図される。本装置は、簡単な構造であり低コストで実現可能であるように意図される。
【００１３】
この目的は、本発明による原料の材料処理用の装置によって達成される。本装置は、加熱システム、蒸留ユニットおよび反応ユニットを有する。反応ユニットは、原料を投入することができるように設計されている。加熱システムを、反応ユニットが取り付けられるように開閉することができる。
【００１４】
本発明の概念的な設計によれば、加熱システムは、頂部要素および頂部要素に堅固に接続されたジャケット要素ならびにまた支持要素を備えている。頂部要素は、垂直方向に長さが可変である支持要素の上に固定して配置されている。支持要素の長さを２つの端位置の間で変更することにより、加熱システムが垂直移動方向に開閉される。
【００１５】
本発明の有利な実施形態によれば、加熱システムは、２つの支持要素を有する。支持要素は、この場合、好ましくは、加熱システムの両側に配置されている。第１代替形態によれば、支持要素は、電動スピンドルによって駆動される。第２代替形態によれば、支持要素は、油圧支持体として形成される。
【００１６】
本発明の発展形態によれば、ジャケット要素は、中空円筒状壁によって形成されている。垂直方向において、壁は、下方が開放され、円形シュラウドによって上方が閉鎖されている。ジャケット要素は、シュラウドにおいて頂部要素に接続されてユニットを形成している。
【００１７】
ジャケット要素は、有利には、壁の内面の周囲に均一に分散されて配置された燃焼チューブを有している。壁はまた、周囲に対する外側への熱の伝達を防止するようにセラミック粉末の断熱材も有している。
【００１８】
本発明の好ましい実施形態によれば、シュラウドは、排気ラインへの接続部としての排気スタブとともに中心点に形成されている。排気ラインは、この場合、排気スタブからシュラウドを通って加熱システムの頂部要素内に延在している。
【００１９】
排気ラインは、有利には、シュラウドの排気スタブに対して先端部に、蒸留ユニットの排気ラインへの接続部としての接続要素を有している。
【００２０】
本発明のさらなる実施形態によれば、反応ユニットは、底部において閉鎖されている中空円筒状容器の形態の壁によって形成されている。壁の開放側を、カバー要素によって閉鎖することができる。
【００２１】
壁とカバー要素との間に、有利には、耐高温シールが配置されている。
【００２２】
反応ユニットのカバー要素は、好ましくは、円形設計であり、中心点に排気スタブを有している。カバー要素の排気スタブおよびジャケット要素の排気スタブは、加熱システムの閉鎖状態において互いに係合し、排気ラインに対して封止接続を形成することが特に有利である。
【００２３】
本発明の有利な実施形態によれば、反応ユニットは、内部に遮蔽要素を有している。遮蔽要素は、この場合、水平に位置合せされ、互いに間隔を空けて異なる高さに配置されている。遮蔽要素は、好ましくは、反応ユニットの断面全体を覆う。
【００２４】
原料の材料処理用の装置を動作させる本発明による方法は、
−  反応ユニットに原料を投入するステップと、
−  反応ユニットを予熱するステップと、
−  加熱システムを開放し、反応ユニットを加熱システムの底部要素の上に置くステップと、
−  反応ユニットが閉鎖空間に配置されるように、加熱システムを閉鎖するステップと、
−  反応ユニットを加熱し、低温炭化および蒸留工程を開始するステップと、
−  反応ユニットから生成されたガスを蒸留ユニット内に排出するステップと、
−  蒸留ユニットにおいてガスを冷却し凝縮させるステップと、
−  蒸留生成物をオイルタンク内に導入し油を分離するステップと、
−  非凝縮性ガスをオイルタンクからガスフィルタタンク内に移送し、ガスをろ過するステップと、
−  加熱システムを開放し、反応ユニットを加熱システムから取り除くステップと、
−  反応ユニットを冷却し、反応ユニットから最終生成物を取り除き、最終生成物を分離するステップと、また、
−  最終生成物をオイルタンクおよびガスフィルタタンクから取り除くステップと、
を含む。
【００２５】
加熱システムは、有利には、支持要素を伸長させかつ後退させることによって開閉される。
【００２６】
本発明の特に有利な実施形態によれば、加熱システムを閉鎖すると、反応ユニットの排気スタブが加熱システムの排気ラインの排気スタブに合せて結合され、また加熱システムの排気ラインおよび蒸留ユニットの排気ラインが、接続要素において互いに結合される。それにより、反応ユニットの蒸留ユニットへの気密接続がもたらされる。
【００２７】
本方法は、好ましくは、少なくとも４つの反応ユニットで同時にモジュール式にかつ
−  すでに投入がなされた第２反応ユニットが予熱されている間に、第１反応ユニットに投入を行うステップと、
−  第３の投入がなされかつ予熱された反応ユニットを加熱システムに送り、低温炭化および蒸留工程を行うために反応ユニットを加熱するステップと、また、
−  低温炭化および蒸留工程が終了している第４反応ユニットを冷却しかつ空にするステップと、
で操作される。
【００２８】
本発明の発展形態によれば、反応ユニットに、２．５ｔ〜３ｔの範囲の質量の原料が投入される。反応ユニットは、有利には、およそ２．５時間〜３．５時間の範囲の期間、前記加熱システム内に残る。反応ユニット内の反応温度は、３５０℃と６５０℃との間であり、１時間当り４０ｋＷｈの範囲のエネルギーが消費される。
【００２９】
本発明による方法は、低温炭化および蒸留工程に基づき、そのため、本発明による装置は、低温炭化および蒸留用の産業用モジュールである。
【００３０】
本方法を有効に実施するために、装置は、モジュールで形成されていることに基づき、それにより、このように、スループットを最適化または最大化し、またそれを特定の時点での需要に適合させることができた。
【００３１】
従来技術に比較して低温炭化および蒸留用の産業用モジュールのさらなる利点を、以下のように要約することができる。
・  原料の事前選別なし、
・  以下の処理
−  廃タイヤ、ゴム引きチェーンリンク、スチールコード補強ゴムベルトおよびコンベアベルト等のゴム廃棄物、それらの製品は、それらの構造を保持し、粉砕されるかまたは破砕される必要のないために、それらの元の形態で処理されることが可能である、
−  有機および再生可能原料、たとえば、すべての形態の木材、特にブナ材およびオーク材、
−  汚染された無機炭素、
−  使用後の活性炭の再活性、およびまた
−  たとえば油流出後の汚染土壌、汚染水または他の物質、ならびに
−  粉砕または破砕された廃車両、
・非常に低いエネルギー消費量での環境保護的、経済的かつ二酸化炭素のない、したがって持続可能な技術。
【００３２】
さらなる主な利点は、これまでエネルギーに関して多大な労力がなければ分離することができなかった鋼−ゴム複合材料を、外部エネルギー源からのいかなる著しい量のエネルギーも使用する必要なしに分離することができる、ということである。生成される生成物を、効率的な再生利用という意味で高価値な使用に回すことができ、それは資源の節約に寄与する。それはまた、本方法によって得られる物質に対して応用分野も広げ、それらのうちのいくつかは完全に新規であり、生成される生成物はさまざまな百分率分布に基づき、それはさらに、さまざまに使用された原料に基づく。生成される生成物には以下のものがある。
・軽質原油、たとえば密度が１５℃でおよそ９２７ｋｇ／ｍ３、粘度が４．７４ｍｍ２／ｓおよび引火点が２１℃未満、
・ガス、
・金属、おもに鋼または鉄およびチタン、ならびにまた
・無機炭素。
【００３３】
出発原料に応じて、炭素は、純度が９５％〜９９．９％の範囲であり、ＢＥＴ比表面積が１５００ｍ２／ｇ  ＢＥＴ〜２５００ｍ２／ｇ  ＢＥＴの範囲であり、環境に物質を放出することなく非常に高い吸収能力を有する。したがって、環境は、たとえば流出によって汚染されない。
【００３４】
応用分野として、例として以下を列挙することができる。
・  軽質原油
−  化学業界および製薬業界において、
−  たとえばコージェネレーションプラントにより、熱エネルギーおよび電気エネルギーを発生させるため、
・  ガス
−  たとえばガスタービンおよび発電機によって熱エネルギーおよび電気エネルギーを発生させるため、または工程に戻して使用するため、
・  鋼
−  鉄鋼業界において−非常に低い処理温度であることは、すべての金属がそれらの物理特性および化学特性を維持することを意味する、
・  無機炭素
−  食品業界および医薬品において、
−  デスケーリングシステムでの使用向け、
−  ダイヤモンド製造用、
−  充電式バッテリおよび電気エネルギー用の貯蔵システムを生成するため、
−  ゴムおよびタイヤ製造における未加硫ゴム用の充填剤として、
−  航空機建造において、および
−  建築業界において。
【００３５】
炭素を、活性炭として、たとえば水処理用のまたは排気システムにおいてガスを洗浄するためのフィルタとして使用することができる。フィルタを用いることにより、塩水を有利に淡水に変換することができ、油、ガソリンまたは酸を水からろ過して取り除くことができる。
【００３６】
水の中に炭素を導入することはまた、酸素含有量に関して水の品質を向上させ、すなわち、たとえば水槽で使用される場合に酸素交換を促進する。別の利点は、たとえば大腸菌は、およそ３６℃〜３８℃以上の水の上昇した温度でのみ活動するようになるということである。一方、示された範囲未満の温度では、大腸菌は発生しない。
【００３７】
炭素は、その特性により、油汚染に対処するために好適である。たとえば海難事故がある場合等、炭素は、水の表面で浮遊し、水面の油と結合する。しかしながら、炭素はまた、鉱油で汚染された土壌を洗浄するため、すなわち、地盤汚染の場合に、または他の油汚染もしくは汚染物質の場合に等しく使用することも可能である。こうした場合、質量が２ｋｇのろ材は最大１０リットルの油を吸収する。
【００３８】
同様に、炭素は、有利には、陸地でかつ水中で消火するため、特に燃料油に対処するために使用される。したがって、炭素を、消火剤として使用することができ、火は、炎を覆い消すのに適切な量の炭素で覆うことにより酸素が窮乏する。
【００３９】
炭素のさらなる用途は、防火および最大３５００℃の断熱である。断熱は、本明細書では、非常に低温での断熱、すなわち冷気からの断熱も意味するものとして理解される。
【００４０】
たとえば、硝子を炭素でコーティングすることにより、断熱効果に合せて耐火性が向上する。
【００４１】
３：１の比でのセメントおよび炭素の混合物は、耐熱性に対して非常に優れた特性を有している。したがって、たとえば、厚さが１ｃｍのカーボンセメントのシートは、最大１２００℃の温度に対して耐熱性がある。
【００４２】
さらに、放射線防護が必要な施設および装置において放射線耐性カーボンを使用することができる。放射線耐性および耐火性などの有利な特性により、たとえば、原子炉用の格納構造に使用されることになる。
【００４３】
水および栄養素に対する非常に優れた貯蔵所として、炭素に対する別の応用分野は、保水層の提供にある。耕作地では、これにより６０％〜８０％の節水になる。
【００４４】
たとえば、砂層の下で炭素を使用することにより、水および植物栄養素が蓄積され、野菜および他の農作物のための場所としてやせた低品質の土壌を使用することが可能になる。したがって、この応用は、園芸および農業において砂漠地帯の開拓に対して非常に有利である。同時に、炭素は、水にいかなる物質も放出しないため、有害物質が流出した結果としての土壌および地下水の汚染はない。
【００４５】
使用される原料のタイプに応じて、１年におよそ２．４１ＧＷのエネルギー投入により、およそ１０．５ＧＷの電力および熱を生成することがそれぞれ可能である。本明細書では、工程で発生するガスは、完全に発電および発熱に使用されるものとする。エネルギー発生量を、最大２０．６ＧＷ、または９．９６のエネルギー発生量およびエネルギー消費量の比まで増大させることができる。
【００４６】
本発明のさらなる詳細、特徴および利点は、関連する図面を参照して例示的な実施形態の以下の説明から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】図１は、開放状態にある原料の材料処理用の装置としての低温炭化および蒸留用の産業用モジュールを正面図で示す。
【図２ａ】図２ａは、閉鎖状態にある原料の材料処理用の装置としての低温炭化および蒸留用の産業用モジュールを側面図で示す。
【図２ｂ】図２ｂは、上記を正面図で示す。
【図３】図３は、開放状態にある加熱システムの断面図を示す。
【図４】図４は、閉鎖状態にある加熱システムの断面図を示す。
【図５】図５は、加熱システムの底部要素を示す。
【図６ａ】図６ａは、閉鎖状態にある反応ユニットを示す。
【図６ｂ】図６ｂは、閉鎖状態にある反応ユニットの断面図を示す。
【図７】図７は、蒸留ユニットを示す。
【図８】図８は、オイルタンクを示す。
【図９ａ】図９ａは、ガスフィルタタンクを示す。
【図９ｂ】図９ｂは、ガスフィルタタンクの断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
図１、図２ａおよび図２ｂでは、低温炭化および蒸留用の産業用モジュールが、原料の材料処理用の装置１として表わされている。図１は、開放状態にある装置１を正面図で示し、閉鎖状態にある装置１を、図２ｂの正面図および図２ａの側面図で見ることができる。
【００４９】
装置１は、加熱システム２およびまた蒸留ユニット３を有している。原料が投入された反応ユニット４は、予熱装置（図示せず）において所定温度まで予熱され、その後、加熱システムでさらに加熱される。反応ユニット４に、この場合、さまざまな原料の混合物が投入されており、それにより、生成物の事前選別は不要である。予熱の後、反応ユニット４は、開放された加熱システム２内に入れられ、加熱システム２の底部要素５の上に配置される。
【００５０】
加熱システム２の頂部要素７と頂部要素７に堅固に接続されたジャケット要素８とは、加熱システム２の両側に配置された支持要素６によって移動方向Ｂにおいて可動式に固定されている。支持要素６は、互いからおよそ２．９ｍの距離に配置されている。ジャケット要素８は、外径がおよそ２．５である。
【００５１】
図１による第１端位置では、支持要素６は伸長している。装置１は、この場合、高さがおよそ６．７０ｍである。頂部要素７およびジャケット要素８は、加熱システム２に反応ユニット４を取り付けるための空間への自由なアクセスを可能にする。加熱システム２は開放されている。反応ユニット４を、加熱システム２内に導入するかまたは加熱システム２から取り外すことができる。反応ユニット４の移動を、この場合、有利には、反応ユニット４が上に位置するレールシステム（図示せず）によってもたらすことができる。図２ａ、図２ｂによる第２端位置では、支持要素６は後退している。装置１は、この場合、高さがおよそ３．７０ｍである。
【００５２】
ジャケット要素８は、反応ユニット４が閉鎖空間内に配置されるように底部要素５の上に位置している。加熱システム２は閉鎖されている。反応ユニット４は、底部が底部要素５によってかつ側面および上方がジャケット要素８によって包囲されている。
【００５３】
加熱システム２は、下方領域に筐体９を有している。加熱システム２の閉鎖状態で底部要素５およびまたジャケット要素８の側面を囲む筐体９は、ユニットを加熱システム２内に組み込むために開放されている。
【００５４】
低温炭化プロセスで生成されるガスは、提供される排気ライン１１を通して加熱システム２から排出され、工程工学手段によって冷却される。ガスは、この場合、反応ユニット４の最上点に形成された排気スタブ１０ａと、また頂部要素７に配置された排気ラインとを通って蒸留ユニット３に渡される。その後、ガスは、蒸留ユニット３の冷却セクション１２を通って流れる。図１、図２ａおよび図２ｂによれば、冷却セクションはチューブによって形成されている。水平面に関して傾斜して配置されているチューブには、伝熱面の面積を増大させしたがって伝熱を促進するためにリブが設けられている。熱は、この場合、ガスから周囲空気に伝達される。代替実施形態によれば、ガスを、冷却セクション１２内で、別の流体、たとえば水によって冷却することも可能である。
【００５５】
冷却セクション１２は、互いに平行に位置合せされた２つのチューブで形成されている。ガスは、冷却セクション１２に入る前に２つの部分質量流の間で分割され、冷却セクション１２を通して流れた後に再度混合される。
【００５６】
その後、蒸留生成物はオイルタンク１３内に導入される。稠度および組成が軽質原油に対応するかまたは原油処理の中間生成物に非常に類似する、低温炭化工程および後続する蒸留から得られる油は、その後、オイルタンク１３に沈下する。ガスの非凝縮性成分が、オイルタンク１３からガスフィルタタンク１４内に移送され、ガスフィルタタンク１４においてろ過される。
【００５７】
図３および図４は、それぞれ、加熱システム２の断面図を示す。図３において、加熱システム２は開放状態で表されており、図４において、それは閉鎖状態で表されている。
【００５８】
図３によれば、支持要素６は完全に伸長している。支持要素６の上端に配置された頂部要素７と、頂部要素７に堅固に接続されたジャケット要素８とは、この場合、底部要素５から高さＨ上方に配置されており、それにより、反応ユニット４は、底部要素５とジャケット要素８との間で水平方向に自由に移動可能である。
【００５９】
ジャケット要素８は、下方領域において支持要素６に対して移動可能に支持されている。支持要素６に対する側方支持具によって、両端位置の間の移動方向Ｂにおけるジャケット要素８の直線移動が確保される。ジャケット要素８の傾斜が回避される。
【００６０】
ジャケット要素８は、ジャケットの内面の周囲に均一に分散された燃焼チューブ１５ａを有している。燃焼チューブ１５ａは、この場合、実質的に垂直方向に配置されており、ジャケット要素８の下方領域において壁を通して内面に誘導されている。燃焼チューブ１５ａは、それぞれ２つの部分によって形成されており、２つの部分は、垂直に位置合せされ、上端において方向転換部品によって互いに接続されている。
【００６１】
垂直方向において下方が開放されているジャケット要素８は、シュラウド１６によって上方が閉鎖され、頂部要素７に締結されている。頂部要素７およびジャケット要素８は、単一ユニットを形成している。シュラウド１６は、排気ライン１１ａへの接続部としての排気スタブ１０ｂとともに中心点に形成されている。排気ライン１１ａは、排気スタブ１０ｂからシュラウド１６を通って頂部要素７内に延在している。シュラウド１６を通る排気ライン１１ａの貫通部は、シュラウド１６に対して封止されている。
【００６２】
排気ライン１１ａは、排気スタブ１０ｂから見て先端部に、接続要素１７を有している。有利には急動継手として形成されている接続要素１７は、この場合、図４による加熱システム２の閉鎖状態で、加熱システム２の排気ライン１１ａを蒸留ユニット３の排気ライン１１ｂに接続する役割を果たす。加熱システム２の閉鎖中に頂部要素７が下方に移動することには、排気ライン１１ａ、１１ｂおよび排気スタブ１０ａ、１０ｂが接続要素１７において互いに結合され、それにより、反応ユニット４から蒸留ユニット３への気密接続がもたらされる、という効果がある。
【００６３】
底部要素５の上に配置された反応ユニット４は、底部が閉鎖されている、外径がおよそ１．８ｍである中空円筒状容器の形態の壁１８で設計されている。壁１８の開放側を、カバー要素１９によって閉鎖することができる。壁１８とカバー要素１９との間にシールが配置され、それにより、反応ユニット４は、封止されて閉鎖され、排気スタブ１０ａへの開口部を有するのみである。反応ユニット４の内側に、遮蔽要素２０が形成されている。遮蔽要素２０は、この場合、水平方向に位置合せされ、互いに間隔を空けて異なる高さに配置されている。
【００６４】
図４に示す第２端位置では、支持要素６は完全に後退している。ジャケット要素８は、底部要素５の上に位置し、反応ユニット４を完全に囲んでいる。加熱システム２は閉鎖されている。
【００６５】
原料が投入された反応ユニット４は、有利には、底部および壁１８を介して均一に加熱される。燃焼チューブ１５ａは、壁１８を介して加熱するのに役立ち、底部要素５の上に配置される反応ユニット４の燃焼チューブ１５ｂは、底部を通して熱を供給する。ジャケット要素８の周囲に形成された燃焼チューブ１５ａは、加熱システム２の閉鎖状態において反応ユニット４の壁１８から等しい距離にある。
【００６６】
反応ユニット４は、およそ２．５時間〜３．５時間の範囲の期間、加熱システム２内に残り、そこでは、原料の主反応および変換が反応ユニット４内で進行する。投入に応じて、かつ生成される最終生成物に応じて、反応ユニット４の内部の反応温度は３５０℃〜６５０℃である。１時間当り４０ｋＷｈの範囲のエネルギーが消費される。反応ユニット４には、２．５ｔ〜３ｔの範囲の質量の原料が投入される。
【００６７】
低温炭化工程中に生成されるガスは、カバー要素１９に配置された排気スタブ１０を通して排気ライン１１内に排出される。加熱システム２の閉鎖状態では、反応ユニット４の排気スタブ１０ａおよびジャケット要素１６のシュラウド１６の排気スタブ１０ｂは、気密式に互いに接続されている。これにより、反応ユニット４とジャケット要素８との間の中間空間にガスが漏出する可能性がないことが確実になる。
【００６８】
図５では、加熱システム２の底部要素５が表されている。底部要素５は、ベースプレート２１と、ジャケット要素８、燃焼チューブ１５ｂおよびまた反応ユニット４を固定する支持要素２５用の中心合せ装置２２とを有している。底部要素５は、特に下向きに外側断熱を確保するために、実質的にセラミックから形成されている。それにより、ジャケット要素８の断熱と組み合せて、加熱システム２の熱損失が最小限になる。
【００６９】
反応ユニット４は、ベースプレート２１の支持要素２５の上に位置している。支持要素２５は、この場合、反応ユニット４が、支持要素２５の上に載っている時に底部要素５に関して中心に位置合せされるように設計されかつ配置されている。
【００７０】
中心合せ装置２２は、ずれのある円形ディスクの形態で設計されている。ディスクは、したがって、直径の異なる２つの領域を有している。それらの領域の間に配置された円形領域は、封止面２４としての役割を果たす。
【００７１】
直径が小さい方のディスクの領域の外周は、この場合、ジャケット要素８の壁１８の内周より小さい。加熱システム２の閉鎖状態では、直径が小さい方のディスクの領域の側面２３と壁１８の内側との間に間隙が形成される。ジャケット要素８は、ベースプレート２１の封止面２４の上に位置しており、それにより、ジャケット要素８およびベースプレート２１によって囲まれる空間は、封止して閉鎖される。囲まれた空間を封止するために、ベースプレート２１およびジャケット要素８の対応する面にシールが配置されている。さらに、ジャケット要素８は、ベースプレート２１の封止面２４の上に押圧され、１バール〜２バールの範囲の圧力で保持される。
【００７２】
支持要素６もまたベースプレート２１に締結されるため、ベースプレート２１は、加熱システム２全体を支持する。
【００７３】
燃焼チューブ１５ｂは、実質的に水平方向に配置され、中心合せ装置２２の終端面２６上に配置され、かつ終端面２６を通って垂直に誘導されている。屈曲した蛇行する形態で設計された燃焼チューブ１５ｂは、各々、５本の指がある手の形態を有している。指の長さは、外側から内方に増大しており、それにより、中間の指が最大の長さを有している。燃焼チューブ１５ｂは、互いに対して対称に位置合せされており、指の先端は、終端面２６の中心点を指している。
【００７４】
反応ユニット４が上に位置している支持要素２５は、垂直方向に燃焼チューブ１５ｂを越えて突出しており、それにより、支持要素２５の上に位置している反応ユニット４の底部は、燃焼チューブ１５ｂの上方に配置される。燃焼チューブ１５ｂは、各々、反応ユニット４の底部を通る均一な熱の入力を確保するために、反応ユニット４の底部から同じ距離にある。
【００７５】
中心合せ装置２２、支持要素２５および燃焼チューブ１５ｂは、ベースプレート２１の中心点の周囲に同心状に配置されている。
【００７６】
図６ａおよび図６ｂでは、反応ユニット４はそれぞれ閉鎖状態で表されており、反応ユニット４の断面図を図６に見ることができる。
【００７７】
閉鎖底部を有する中空円筒状容器の形態で設計された壁１８を、カバー要素１９によって、底部とは反対側の開放側において閉鎖することができる。カバー要素１９は、締付装置２７を用いて壁１８の端面に脱着可能に締結されている。
【００７８】
急動接続閉鎖具として設計されている締付装置２７は、反応ユニット４の開放および／または閉鎖のために解除され、それにより、カバー要素１９を取り除くことができ、反応ユニット４に投入を行うかまたは反応ユニット４を空にすることができる。
【００７９】
壁１８とカバー要素１９との間に、反応ユニット４の封止された閉鎖のために耐高温シールが配置されている。反応ユニット４は、閉鎖状態で高さがおよそ２．４ｍである。
【００８０】
図７は、最終生成物が流れる方向に順に排気ライン１１ｂ、冷却セクション１２ならびにまたオイルタンク１３およびガスフィルタタンク１４を有する、蒸留ユニット３を示す。加熱システム２から排出されるガスは、排気ライン１１ｂを通って、同様にチューブによって形成されている冷却セクション１２に渡される。この場合、ガス質量流は、分岐点２８において、互いに平行に位置合せされている２つのチューブを通る２つの部分質量流に分割される。ガス質量流の分割は、蒸留または凝縮の工程を最適化するために、ガス質量流から周囲へのより優れた伝熱をもたらす。伝熱をさらに促進するために、冷却セクション１２の伝熱面の面積を増大させるために、チューブにリブが形成されている。冷却セクション１２を通って流れた後、冷却セクション１２に入る前に分割された部分質量流は、合流点２９において再結合され、入口スタブ３０を通して上方からオイルタンク１３内に導入される。
【００８１】
ガスとは対照的に相対的に高い密度を有する油は、オイルタンク１３内に沈下する。蒸留生成物の非凝縮性成分は、オイルタンク１３の上方領域において出口スタブ３１を通って排出され、ガスフィルタタンク１４内に導入される。ガスは、ガスフィルタタンク１４においてろ過され、その後、さらに処理されるために出口スタブ３２を通って取り除かれる。
【００８２】
図８では、オイルタンク１３は、内部が見えるように側面が切り開かれて表されている。入口スタブ３０は、オイルタンク１３の上側に配置されており、それにより、蒸留生成物は上方からオイルタンク１３内に流れ込む。油は、オイルタンク１３の底部に沈下し、油とは対照的に相対的に密度の低いガスは、油面の上方で集まる。オイルタンク１３内の油面は、フロート３４によって確定され観察される。所定の充填高さが達成されると、油は、さらに処理されるためにオイルタンク１３から取り除かれる。
【００８３】
オイルタンク１３の上方領域に蓄積したガスは、出口スタブ３１を通して排出される。
【００８４】
図９ａおよび図９ｂは、ガスフィルタタンク１４を示す。図９ａでは、ガスフィルタタンク１４は、内部が見えるように側面が切り開かれて表されており、図９ｂでは、ガスフィルタタンク１４の断面図が表されている。
【００８５】
入口スタブ３３は、ガスフィルタタンク１４の側面の下方領域に配置されており、それにより、ガスは、下方からガスフィルタタンク１４内に流れ込む。低密度であるため、ガスは、その後、底部からガスフィルタタンク１４を通って上方に流れ、多孔板３５を通って流れる際に洗浄される。多孔板３５は、したがって、後にさらに処理されるために出口スタブ３２を通ってガスフィルタタンク１４から流れ出る前のガス質量流をろ過するように設計されている。
【００８６】
得られたガスの非凝縮性成分および油の成分または得られたガスの成分を、エネルギーに関して工程を自律的にするために、必要なプロセス熱を生成するために使用することができる。本方法は、したがって、二酸化炭素のいかなる放出もなしに進行する。外部エネルギー源からのエネルギーは、工程の始動を確保するためのみに使用すればよい。反応ユニット４の加熱を、任意選択的に、都市ガスでまたは電気的に行うことも可能である。
【００８７】
反応ユニット４は、加熱システム２から取り除かれた後、生成物の用途に従って規定された温度まで冷却される。反応ユニット４内部の炭素−鉄混合物は、反応ユニット４を開放した後、すなわちカバー要素１９を除去した後に取り除かれる。その後、反応ユニット４は、工程に戻され投入が行われる。炭素−鉄混合物は、その構成要素に分離される。
【００８８】
耐高温鋼から製造され各々が２．５ｔ〜３．５ｔの範囲の充填容量を有する４つの反応ユニット４（７５％機械式、２５％自動化）が、原料の材料処理用の低温炭化および蒸留工程において同時に関与する。第１反応ユニット４に投入が行われている間、すでに投入された第２反応ユニット４は予熱される。この時間の間、第３反応ユニット４はすでに加熱システム２に送られて加熱され、それにより、実際の低温炭化および蒸留工程が進行する。第４反応ユニット４は、その間冷却され、その後に空にされる。たとえば４つの反応ユニット４を備えたモジュール式システムの使用により、スループットが段階的に増大し、それぞれの需要に対して柔軟に適合されることが可能になる。工程全体は準連続的に進行する。
【符号の説明】
【００８９】
１  材料処理用の装置
２  加熱システム
３  蒸留ユニット
４  反応ユニット
５  加熱システム２の底部要素
６  支持要素
７  加熱システム２の頂部要素
８  加熱システム２のジャケット要素
９  筐体
１０、１０ａ、１０ｂ  排気スタブ
１１、１１ａ、１１ｂ  排気ライン
１２  蒸留ユニット３の冷却セクション
１３  オイルタンク
１４  ガスフィルタタンク
１５ａ、１５ｂ  燃焼チューブ
１６  シュラウド
１７  排気ライン１１の接続要素
１８  反応ユニット４の壁
１９  カバー要素
２０  遮蔽要素
２１  ベースプレート
２２  ジャケット要素８用の中心合せ装置
２３  中心合せ装置２３の側面
２４  中心合せ装置２３の封止面
２５  反応ユニット４用の支持要素
２６  終端面
２７  締付装置
２８  分岐点
２９  合流点
３０  オイルタンク１３の入口スタブ
３１  オイルタンク１３の出口スタブ
３２  ガスフィルタタンク１４の出口スタブ
３３  ガスフィルタタンク１４の入口スタブ
３４  フロート
３５  多孔板
Ｂ  加熱システム２の移動方向
Ｈ  高さ
【図１】
2016500555.tif 000003
【図２ａ】
2016500555.tif 000004
【図２ｂ】
2016500555.tif 000005
【図３】
2016500555.tif 000006
【図４】
2016500555.tif 000007
【図５】
2016500555.tif 000008
【図６ａ】
2016500555.tif 000009
【図６ｂ】
2016500555.tif 000010
【図７】
2016500555.tif 000011
【図８】
2016500555.tif 000012
【図９ａ】
2016500555.tif 000013
【図９ｂ】
2016500555.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成26年2月11日(2014.2.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原料の材料処理用の装置に関する。本装置は、加熱システム、蒸留ユニットおよび反応ユニットを有する。反応ユニットは、処理のために原料を投入することができるように設計されている。加熱システムを、反応ユニットが取り付けられるように開閉することができる。本装置はまた、低温炭化および蒸留用の産業用モジュールとも呼ばれる。本発明はまた、原料の材料処理用の装置を動作させる方法にも関する。
【０００２】
本装置は、特に、廃タイヤ、スチールコード補強ゴムベルト、ゴム引きチェーンリンクおよびコンベアベルト等のゴム廃棄物、ゴム製品またはゴム状複合材料、ならびにまた粉砕された廃車両、木材等の有機再生可能原料、汚染された無機炭素および汚染土壌の産業処理を対象としている。それにより、軽質原油、ガス、金属、特に鋼および無機炭素が得られる。
【０００３】
従来技術から既知である設備は、ロータリキルン、流動床反応器およびドラムの使用に基づき、圧縮出発原料で、または酸素を排除した化学的に不活性の雰囲気で稼働する。
【０００４】
独国特許第６９５１１６２６Ｔ２号明細書は、固形物の熱処理用の炉を開示している。炉は、内部で固形物が循環する回転要素と、加熱手段とを有している。同軸状にかつ回転要素内に配置された固定加熱手段は、固形物を誘導しそれらの予熱および／または加熱を確保するように設計されている。
【０００５】
独国特許第１９９３００７１Ｃ２号明細書は、有機物および物質の混合物を利用する方法および装置を記載している。それにより、有機物は、燃焼流動床の流動床物質と接触する。この方法では、凝縮性物質および残りの炭素含有物質を含むガスの形態の最終生成物が生成される。
【０００６】
独国特許出願公開第４４４１４２３Ａ１号明細書は、廃棄物から使用可能なガスを回収する方法および装置を開示している。これは、粉砕された廃棄物を気密ドラム内に導入することを含む。ドラム内では、ガスが発生し、同時に形成された残りの物質から分離される。発生したガスは、空気を送り込んでいるガス変換装置内でかつ発熱するコークス床の存在下で分解され、分解ガスを形成する。この方法で必要な熱は、使用される物質と直接接触するガスによって伝達される。ガスに熱を伝達するために、ガス変換装置から出る部分的な分解ガス流が使用される。
【０００７】
独国特許出願公開第４１２６３１９Ａ１号明細書は、シリコーンゴム加硫物を利用する方法を示し、そこでは、加硫物は３５０℃〜７００℃まで加熱され、それによって生成された揮発性シロキサンは縮合される。シロキサンおよび充填剤が特に生成物として生成される。
【０００８】
独国特許発明第４０１１９４５Ｃ１号明細書は、たとえば家庭廃棄物または産業廃棄物等の有機物を加熱可能なチャンバ内で脱気する方法を開示している。この方法では、出発原料は、圧縮されながらチャンバ内に導入され、圧縮状態を維持しながらチャンバの断面を通過する。圧縮材料と接触していることによる圧力の下で、チャンバ壁を介して熱が供給される。発生しているガス状生成物は、上昇する圧力の下で排出される。チャンバは、その投入領域において圧縮材料によって気密式に閉鎖される。ガス状生成物の流出領域において残りの固形物の再圧縮によって流体抵抗の上昇が達成される。
【０００９】
独国特許第３９３２８０３Ａ１号明細書は、有機物を、非酸化雰囲気においてまたは真空でホウ酸／酸化ホウ素および有機窒素化合物を添加して反応させることにより、石炭および黒鉛を形成する工程を開示している。従来の設備を動作させるためには、材料、エネルギーおよびロジスティックスについての支出量の増大が必要である。
【００１０】
保護ガス、すなわち非酸化雰囲気の使用は、たとえば、同等のユニットでのスループットが低いことを意味する。流動床反応器用の流動床を生成するには、エネルギーの消費量の増大が必要であり、それは、一方では、流動床を生成し維持しなければならず、他方では、使用される物質を、流動床と有効に接触するように機械的に準備しなければならないためである。
【００１１】
高いエネルギーコストも同様に、出発原料を準備中にかつ使用する工程中に圧縮する結果として増大する。
【００１２】
国際公開第２００７／０５３０８８Ａ１号パンフレットは、炭化水素物質を処理する方法および装置を開示している。物質は内部容器内に投入され、内部容器を、外部容器内に配置することができる。両容器は、各々、カバー要素によって閉鎖される。炭化水素物質は、マイクロ波または高周波数放射線を用いて加熱される。生成される排気ガスは、ガス出口を通して容器から放出される。ガス浄化設備を通して実質的に連続したガス流を維持するために、２つ以上の容器を並列して作動させ、ガス浄化設備に接続することができる。
【００１３】
特開昭５６−１０９２８２号公報は、ＰＶＣ等の廃棄物の熱分解装置および方法を開示している。熱分解室にＰＶＣ含有廃棄物が投入される。バーナにより廃棄物の熱分解用のエネルギーを供給することが可能になる。分解中に生成されるガスは、ガスラインを通してガスタンク内に入れられ、可動容器が、供給されるガスの量に従って垂直方向に変位可能である。
【００１４】
国際公開第２０１０／０１２２７５Ａ２号パンフレットは、円筒状炉による材料の処理およびまた工程の制御用の装置を開示している。炉の内面には、無機断熱材料の断熱層が設けられる。加熱要素が、断熱層の内面上にまたはそれに接して配置される。加熱要素の温度を調節することによる工程の制御は、炭素または微細な煤、油および燃焼ガスのより高い収量を得るのに役立つ。
【００１５】
本発明の目的は、さまざまなゴム廃棄物、ゴムまたはゴム状複合材料製品の処理用の装置および方法を提供することである。そうした処理を行う時、複合材料製品を分離し、炭素、軽質原油、ガスおよび場合によっては金属材料等、価値のある成分を回収することが意図される。本装置は、簡単な構造であり低コストで実現可能であるように意図される。
【００１６】
この目的は、本発明による原料の材料処理用の装置によって達成される。本装置は、加熱システム、蒸留ユニットおよび反応ユニットを有する。反応ユニットは、原料を投入することができるように設計されている。加熱システムを、反応ユニットが取り付けられるように開閉することができる。
【００１７】
本発明の概念的な設計によれば、加熱システムは、頂部要素および頂部要素に堅固に接続されたジャケット要素ならびにまた支持要素を備えている。頂部要素は、垂直方向に長さが可変である支持要素の上に固定して配置されている。支持要素の長さを２つの端位置の間で変更することにより、加熱システムが垂直移動方向に開閉される。
【００１８】
本発明の有利な実施形態によれば、加熱システムは、２つの支持要素を有する。支持要素は、この場合、好ましくは、加熱システムの両側に配置されている。第１代替形態によれば、支持要素は、電動スピンドルによって駆動される。第２代替形態によれば、支持要素は、油圧支持体として形成される。
【００１９】
本発明の発展形態によれば、ジャケット要素は、中空円筒状壁によって形成されている。垂直方向において、壁は、下方が開放され、円形シュラウドによって上方が閉鎖されている。ジャケット要素は、シュラウドにおいて頂部要素に接続されてユニットを形成している。
【００２０】
ジャケット要素は、有利には、壁の内面の周囲に均一に分散されて配置された燃焼チューブを有している。壁はまた、周囲に対する外側への熱の伝達を防止するようにセラミック粉末の断熱材も有している。
【００２１】
本発明の好ましい実施形態によれば、シュラウドは、排気ラインへの接続部としての排気スタブとともに中心点に形成されている。排気ラインは、この場合、排気スタブからシュラウドを通って加熱システムの頂部要素内に延在している。
【００２２】
排気ラインは、有利には、シュラウドの排気スタブに対して先端部に、蒸留ユニットの排気ラインへの接続部としての接続要素を有している。
【００２３】
本発明のさらなる実施形態によれば、反応ユニットは、底部において閉鎖されている中空円筒状容器の形態の壁によって形成されている。壁の開放側を、カバー要素によって閉鎖することができる。
【００２４】
壁とカバー要素との間に、有利には、耐高温シールが配置されている。
【００２５】
反応ユニットのカバー要素は、好ましくは、円形設計であり、中心点に排気スタブを有している。カバー要素の排気スタブおよびジャケット要素の排気スタブは、加熱システムの閉鎖状態において互いに係合し、排気ラインに対して封止接続を形成することが特に有利である。
【００２６】
本発明の有利な実施形態によれば、反応ユニットは、内部に遮蔽要素を有している。遮蔽要素は、この場合、水平に位置合せされ、互いに間隔を空けて異なる高さに配置されている。遮蔽要素は、好ましくは、反応ユニットの断面全体を覆う。
【００２７】
原料の材料処理用の装置を動作させる本発明による方法は、
−  反応ユニットに原料を投入するステップと、
−  反応ユニットを予熱するステップと、
−  加熱システムを開放し、反応ユニットを加熱システムの底部要素の上に置くステップと、
−  反応ユニットが閉鎖空間に配置されるように、加熱システムを閉鎖するステップと、
−  反応ユニットを加熱し、低温炭化および蒸留工程を開始するステップと、
−  反応ユニットから生成されたガスを蒸留ユニット内に排出するステップと、
−  蒸留ユニットにおいてガスを冷却し凝縮させるステップと、
−  蒸留生成物をオイルタンク内に導入し油を分離するステップと、
−  非凝縮性ガスをオイルタンクからガスフィルタタンク内に移送し、ガスをろ過するステップと、
−  加熱システムを開放し、反応ユニットを加熱システムから取り除くステップと、
−  反応ユニットを冷却し、反応ユニットから最終生成物を取り除き、最終生成物を分離するステップと、また、
−  最終生成物をオイルタンクおよびガスフィルタタンクから取り除くステップと、
を含む。
【００２８】
加熱システムは、有利には、支持要素を伸長させかつ後退させることによって開閉される。
【００２９】
本発明の特に有利な実施形態によれば、加熱システムを閉鎖すると、反応ユニットの排気スタブが加熱システムの排気ラインの排気スタブに合せて結合され、また加熱システムの排気ラインおよび蒸留ユニットの排気ラインが、接続要素において互いに結合される。それにより、反応ユニットの蒸留ユニットへの気密接続がもたらされる。
【００３０】
本方法は、好ましくは、少なくとも４つの反応ユニットで同時にモジュール式にかつ
−  すでに投入がなされた第２反応ユニットが予熱されている間に、第１反応ユニットに投入を行うステップと、
−  第３の投入がなされかつ予熱された反応ユニットを加熱システムに送り、低温炭化および蒸留工程を行うために反応ユニットを加熱するステップと、また、
−  低温炭化および蒸留工程が終了している第４反応ユニットを冷却しかつ空にするステップと、
で操作される。
【００３１】
本発明の発展形態によれば、反応ユニットに、２．５ｔ〜３ｔの範囲の質量の原料が投入される。反応ユニットは、有利には、およそ２．５時間〜３．５時間の範囲の期間、前記加熱システム内に残る。反応ユニット内の反応温度は、３５０℃と６５０℃との間であり、１時間当り４０ｋＷｈの範囲のエネルギーが消費される。
【００３２】
本発明による方法は、低温炭化および蒸留工程に基づき、そのため、本発明による装置は、低温炭化および蒸留用の産業用モジュールである。
【００３３】
本方法を有効に実施するために、装置は、モジュールで形成されていることに基づき、それにより、このように、スループットを最適化または最大化し、またそれを特定の時点での需要に適合させることができた。
【００３４】
従来技術に比較して低温炭化および蒸留用の産業用モジュールのさらなる利点を、以下のように要約することができる。
・  原料の事前選別なし、
・  以下の処理
−  廃タイヤ、ゴム引きチェーンリンク、スチールコード補強ゴムベルトおよびコンベアベルト等のゴム廃棄物、それらの製品は、それらの構造を保持し、粉砕されるかまたは破砕される必要のないために、それらの元の形態で処理されることが可能である、
−  有機および再生可能原料、たとえば、すべての形態の木材、特にブナ材およびオーク材、
−  汚染された無機炭素、
−  使用後の活性炭の再活性、およびまた
−  たとえば油流出後の汚染土壌、汚染水または他の物質、ならびに
−  粉砕または破砕された廃車両、
・非常に低いエネルギー消費量での環境保護的、経済的かつ二酸化炭素のない、したがって持続可能な技術。
【００３５】
さらなる主な利点は、これまでエネルギーに関して多大な労力がなければ分離することができなかった鋼−ゴム複合材料を、外部エネルギー源からのいかなる著しい量のエネルギーも使用する必要なしに分離することができる、ということである。生成される生成物を、効率的な再生利用という意味で高価値な使用に回すことができ、それは資源の節約に寄与する。それはまた、本方法によって得られる物質に対して応用分野も広げ、それらのうちのいくつかは完全に新規であり、生成される生成物はさまざまな百分率分布に基づき、それはさらに、さまざまに使用された原料に基づく。生成される生成物には以下のものがある。
・軽質原油、たとえば密度が１５℃でおよそ９２７ｋｇ／ｍ３、粘度が４．７４ｍｍ２／ｓおよび引火点が２１℃未満、
・ガス、
・金属、おもに鋼または鉄およびチタン、ならびにまた
・無機炭素。
【００３６】
出発原料に応じて、炭素は、純度が９５％〜９９．９％の範囲であり、ＢＥＴ比表面積が１５００ｍ２／ｇ  ＢＥＴ〜２５００ｍ２／ｇ  ＢＥＴの範囲であり、環境に物質を放出することなく非常に高い吸収能力を有する。したがって、環境は、たとえば流出によって汚染されない。
【００３７】
応用分野として、例として以下を列挙することができる。
・  軽質原油
−  化学業界および製薬業界において、
−  たとえばコージェネレーションプラントにより、熱エネルギーおよび電気エネルギーを発生させるため、
・  ガス
−  たとえばガスタービンおよび発電機によって熱エネルギーおよび電気エネルギーを発生させるため、または工程に戻して使用するため、
・  鋼
−  鉄鋼業界において−非常に低い処理温度であることは、すべての金属がそれらの物理特性および化学特性を維持することを意味する、
・  無機炭素
−  食品業界および医薬品において、
−  デスケーリングシステムでの使用向け、
−  ダイヤモンド製造用、
−  充電式バッテリおよび電気エネルギー用の貯蔵システムを生成するため、
−  ゴムおよびタイヤ製造における未加硫ゴム用の充填剤として、
−  航空機建造において、および
−  建築業界において。
【００３８】
炭素を、活性炭として、たとえば水処理用のまたは排気システムにおいてガスを洗浄するためのフィルタとして使用することができる。フィルタを用いることにより、塩水を有利に淡水に変換することができ、油、ガソリンまたは酸を水からろ過して取り除くことができる。
【００３９】
水の中に炭素を導入することはまた、酸素含有量に関して水の品質を向上させ、すなわち、たとえば水槽で使用される場合に酸素交換を促進する。別の利点は、たとえば大腸菌は、およそ３６℃〜３８℃以上の水の上昇した温度でのみ活動するようになるということである。一方、示された範囲未満の温度では、大腸菌は発生しない。
【００４０】
炭素は、その特性により、油汚染に対処するために好適である。たとえば海難事故がある場合等、炭素は、水の表面で浮遊し、水面の油と結合する。しかしながら、炭素はまた、鉱油で汚染された土壌を洗浄するため、すなわち、地盤汚染の場合に、または他の油汚染もしくは汚染物質の場合に等しく使用することも可能である。こうした場合、質量が２ｋｇのろ材は最大１０リットルの油を吸収する。
【００４１】
同様に、炭素は、有利には、陸地でかつ水中で消火するため、特に燃料油に対処するために使用される。したがって、炭素を、消火剤として使用することができ、火は、炎を覆い消すのに適切な量の炭素で覆うことにより酸素が窮乏する。
【００４２】
炭素のさらなる用途は、防火および最大３５００℃の断熱である。断熱は、本明細書では、非常に低温での断熱、すなわち冷気からの断熱も意味するものとして理解される。
【００４３】
たとえば、硝子を炭素でコーティングすることにより、断熱効果に合せて耐火性が向上する。
【００４４】
３：１の比でのセメントおよび炭素の混合物は、耐熱性に対して非常に優れた特性を有している。したがって、たとえば、厚さが１ｃｍのカーボンセメントのシートは、最大１２００℃の温度に対して耐熱性がある。
【００４５】
さらに、放射線防護が必要な施設および装置において放射線耐性カーボンを使用することができる。放射線耐性および耐火性などの有利な特性により、たとえば、原子炉用の格納構造に使用されることになる。
【００４６】
水および栄養素に対する非常に優れた貯蔵所として、炭素に対する別の応用分野は、保水層の提供にある。耕作地では、これにより６０％〜８０％の節水になる。
【００４７】
たとえば、砂層の下で炭素を使用することにより、水および植物栄養素が蓄積され、野菜および他の農作物のための場所としてやせた低品質の土壌を使用することが可能になる。したがって、この応用は、園芸および農業において砂漠地帯の開拓に対して非常に有利である。同時に、炭素は、水にいかなる物質も放出しないため、有害物質が流出した結果としての土壌および地下水の汚染はない。
【００４８】
使用される原料のタイプに応じて、１年におよそ２．４１ＧＷのエネルギー投入により、およそ１０．５ＧＷの電力および熱を生成することがそれぞれ可能である。本明細書では、工程で発生するガスは、完全に発電および発熱に使用されるものとする。エネルギー発生量を、最大２０．６ＧＷ、または９．９６のエネルギー発生量およびエネルギー消費量の比まで増大させることができる。
【００４９】
本発明のさらなる詳細、特徴および利点は、関連する図面を参照して例示的な実施形態の以下の説明から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】図１は、開放状態にある原料の材料処理用の装置としての低温炭化および蒸留用の産業用モジュールを正面図で示す。
【図２ａ】図２ａは、閉鎖状態にある原料の材料処理用の装置としての低温炭化および蒸留用の産業用モジュールを側面図で示す。
【図２ｂ】図２ｂは、上記を正面図で示す。
【図３】図３は、開放状態にある加熱システムの断面図を示す。
【図４】図４は、閉鎖状態にある加熱システムの断面図を示す。
【図５】図５は、加熱システムの底部要素を示す。
【図６ａ】図６ａは、閉鎖状態にある反応ユニットを示す。
【図６ｂ】図６ｂは、閉鎖状態にある反応ユニットの断面図を示す。
【図７】図７は、蒸留ユニットを示す。
【図８】図８は、オイルタンクを示す。
【図９ａ】図９ａは、ガスフィルタタンクを示す。
【図９ｂ】図９ｂは、ガスフィルタタンクの断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
図１、図２ａおよび図２ｂでは、低温炭化および蒸留用の産業用モジュールが、原料の材料処理用の装置１として表わされている。図１は、開放状態にある装置１を正面図で示し、閉鎖状態にある装置１を、図２ｂの正面図および図２ａの側面図で見ることができる。
【００５２】
装置１は、加熱システム２およびまた蒸留ユニット３を有している。原料が投入された反応ユニット４は、予熱装置（図示せず）において所定温度まで予熱され、その後、加熱システムでさらに加熱される。反応ユニット４に、この場合、さまざまな原料の混合物が投入されており、それにより、生成物の事前選別は不要である。予熱の後、反応ユニット４は、開放された加熱システム２内に入れられ、加熱システム２の底部要素５の上に配置される。
【００５３】
加熱システム２の頂部要素７と頂部要素７に堅固に接続されたジャケット要素８とは、加熱システム２の両側に配置された支持要素６によって移動方向Ｂにおいて可動式に固定されている。支持要素６は、互いからおよそ２．９ｍの距離に配置されている。ジャケット要素８は、外径がおよそ２．５である。
【００５４】
図１による第１端位置では、支持要素６は伸長している。装置１は、この場合、高さがおよそ６．７０ｍである。頂部要素７およびジャケット要素８は、加熱システム２に反応ユニット４を取り付けるための空間への自由なアクセスを可能にする。加熱システム２は開放されている。反応ユニット４を、加熱システム２内に導入するかまたは加熱システム２から取り外すことができる。反応ユニット４の移動を、この場合、有利には、反応ユニット４が上に位置するレールシステム（図示せず）によってもたらすことができる。図２ａ、図２ｂによる第２端位置では、支持要素６は後退している。装置１は、この場合、高さがおよそ３．７０ｍである。
【００５５】
ジャケット要素８は、反応ユニット４が閉鎖空間内に配置されるように底部要素５の上に位置している。加熱システム２は閉鎖されている。反応ユニット４は、底部が底部要素５によってかつ側面および上方がジャケット要素８によって包囲されている。
【００５６】
加熱システム２は、下方領域に筐体９を有している。加熱システム２の閉鎖状態で底部要素５およびまたジャケット要素８の側面を囲む筐体９は、ユニットを加熱システム２内に組み込むために開放されている。
【００５７】
低温炭化プロセスで生成されるガスは、提供される排気ライン１１を通して加熱システム２から排出され、工程工学手段によって冷却される。ガスは、この場合、反応ユニット４の最上点に形成された排気スタブ１０ａと、また頂部要素７に配置された排気ラインとを通って蒸留ユニット３に渡される。その後、ガスは、蒸留ユニット３の冷却セクション１２を通って流れる。図１、図２ａおよび図２ｂによれば、冷却セクションはチューブによって形成されている。水平面に関して傾斜して配置されているチューブには、伝熱面の面積を増大させしたがって伝熱を促進するためにリブが設けられている。熱は、この場合、ガスから周囲空気に伝達される。代替実施形態によれば、ガスを、冷却セクション１２内で、別の流体、たとえば水によって冷却することも可能である。
【００５８】
冷却セクション１２は、互いに平行に位置合せされた２つのチューブで形成されている。ガスは、冷却セクション１２に入る前に２つの部分質量流の間で分割され、冷却セクション１２を通して流れた後に再度混合される。
【００５９】
その後、蒸留生成物はオイルタンク１３内に導入される。稠度および組成が軽質原油に対応するかまたは原油処理の中間生成物に非常に類似する、低温炭化工程および後続する蒸留から得られる油は、その後、オイルタンク１３に沈下する。ガスの非凝縮性成分が、オイルタンク１３からガスフィルタタンク１４内に移送され、ガスフィルタタンク１４においてろ過される。
【００６０】
図３および図４は、それぞれ、加熱システム２の断面図を示す。図３において、加熱システム２は開放状態で表されており、図４において、それは閉鎖状態で表されている。
【００６１】
図３によれば、支持要素６は完全に伸長している。支持要素６の上端に配置された頂部要素７と、頂部要素７に堅固に接続されたジャケット要素８とは、この場合、底部要素５から高さＨ上方に配置されており、それにより、反応ユニット４は、底部要素５とジャケット要素８との間で水平方向に自由に移動可能である。
【００６２】
ジャケット要素８は、下方領域において支持要素６に対して移動可能に支持されている。支持要素６に対する側方支持具によって、両端位置の間の移動方向Ｂにおけるジャケット要素８の直線移動が確保される。ジャケット要素８の傾斜が回避される。
【００６３】
ジャケット要素８は、ジャケットの内面の周囲に均一に分散された燃焼チューブ１５ａを有している。燃焼チューブ１５ａは、この場合、実質的に垂直方向に配置されており、ジャケット要素８の下方領域において壁を通して内面に誘導されている。燃焼チューブ１５ａは、それぞれ２つの部分によって形成されており、２つの部分は、垂直に位置合せされ、上端において方向転換部品によって互いに接続されている。
【００６４】
垂直方向において下方が開放されているジャケット要素８は、シュラウド１６によって上方が閉鎖され、頂部要素７に締結されている。頂部要素７およびジャケット要素８は、単一ユニットを形成している。シュラウド１６は、排気ライン１１ａへの接続部としての排気スタブ１０ｂとともに中心点に形成されている。排気ライン１１ａは、排気スタブ１０ｂからシュラウド１６を通って頂部要素７内に延在している。シュラウド１６を通る排気ライン１１ａの貫通部は、シュラウド１６に対して封止されている。
【００６５】
排気ライン１１ａは、排気スタブ１０ｂから見て先端部に、接続要素１７を有している。有利には急動継手として形成されている接続要素１７は、この場合、図４による加熱システム２の閉鎖状態で、加熱システム２の排気ライン１１ａを蒸留ユニット３の排気ライン１１ｂに接続する役割を果たす。加熱システム２の閉鎖中に頂部要素７が下方に移動することには、排気ライン１１ａ、１１ｂおよび排気スタブ１０ａ、１０ｂが接続要素１７において互いに結合され、それにより、反応ユニット４から蒸留ユニット３への気密接続がもたらされる、という効果がある。
【００６６】
底部要素５の上に配置された反応ユニット４は、底部が閉鎖されている、外径がおよそ１．８ｍである中空円筒状容器の形態の壁１８で設計されている。壁１８の開放側を、カバー要素１９によって閉鎖することができる。壁１８とカバー要素１９との間にシールが配置され、それにより、反応ユニット４は、封止されて閉鎖され、排気スタブ１０ａへの開口部を有するのみである。反応ユニット４の内側に、遮蔽要素２０が形成されている。遮蔽要素２０は、この場合、水平方向に位置合せされ、互いに間隔を空けて異なる高さに配置されている。
【００６７】
図４に示す第２端位置では、支持要素６は完全に後退している。ジャケット要素８は、底部要素５の上に位置し、反応ユニット４を完全に囲んでいる。加熱システム２は閉鎖されている。
【００６８】
原料が投入された反応ユニット４は、有利には、底部および壁１８を介して均一に加熱される。燃焼チューブ１５ａは、壁１８を介して加熱するのに役立ち、底部要素５の上に配置される反応ユニット４の燃焼チューブ１５ｂは、底部を通して熱を供給する。ジャケット要素８の周囲に形成された燃焼チューブ１５ａは、加熱システム２の閉鎖状態において反応ユニット４の壁１８から等しい距離にある。
【００６９】
反応ユニット４は、およそ２．５時間〜３．５時間の範囲の期間、加熱システム２内に残り、そこでは、原料の主反応および変換が反応ユニット４内で進行する。投入に応じて、かつ生成される最終生成物に応じて、反応ユニット４の内部の反応温度は３５０℃〜６５０℃である。１時間当り４０ｋＷｈの範囲のエネルギーが消費される。反応ユニット４には、２．５ｔ〜３ｔの範囲の質量の原料が投入される。
【００７０】
低温炭化工程中に生成されるガスは、カバー要素１９に配置された排気スタブ１０を通して排気ライン１１内に排出される。加熱システム２の閉鎖状態では、反応ユニット４の排気スタブ１０ａおよびジャケット要素１６のシュラウド１６の排気スタブ１０ｂは、気密式に互いに接続されている。これにより、反応ユニット４とジャケット要素８との間の中間空間にガスが漏出する可能性がないことが確実になる。
【００７１】
図５では、加熱システム２の底部要素５が表されている。底部要素５は、ベースプレート２１と、ジャケット要素８、燃焼チューブ１５ｂおよびまた反応ユニット４を固定する支持要素２５用の中心合せ装置２２とを有している。底部要素５は、特に下向きに外側断熱を確保するために、実質的にセラミックから形成されている。それにより、ジャケット要素８の断熱と組み合せて、加熱システム２の熱損失が最小限になる。
【００７２】
反応ユニット４は、ベースプレート２１の支持要素２５の上に位置している。支持要素２５は、この場合、反応ユニット４が、支持要素２５の上に載っている時に底部要素５に関して中心に位置合せされるように設計されかつ配置されている。
【００７３】
中心合せ装置２２は、ずれのある円形ディスクの形態で設計されている。ディスクは、したがって、直径の異なる２つの領域を有している。それらの領域の間に配置された円形領域は、封止面２４としての役割を果たす。
【００７４】
直径が小さい方のディスクの領域の外周は、この場合、ジャケット要素８の壁１８の内周より小さい。加熱システム２の閉鎖状態では、直径が小さい方のディスクの領域の側面２３と壁１８の内側との間に間隙が形成される。ジャケット要素８は、ベースプレート２１の封止面２４の上に位置しており、それにより、ジャケット要素８およびベースプレート２１によって囲まれる空間は、封止して閉鎖される。囲まれた空間を封止するために、ベースプレート２１およびジャケット要素８の対応する面にシールが配置されている。さらに、ジャケット要素８は、ベースプレート２１の封止面２４の上に押圧され、１バール〜２バールの範囲の圧力で保持される。
【００７５】
支持要素６もまたベースプレート２１に締結されるため、ベースプレート２１は、加熱システム２全体を支持する。
【００７６】
燃焼チューブ１５ｂは、実質的に水平方向に配置され、中心合せ装置２２の終端面２６上に配置され、かつ終端面２６を通って垂直に誘導されている。屈曲した蛇行する形態で設計された燃焼チューブ１５ｂは、各々、５本の指がある手の形態を有している。指の長さは、外側から内方に増大しており、それにより、中間の指が最大の長さを有している。燃焼チューブ１５ｂは、互いに対して対称に位置合せされており、指の先端は、終端面２６の中心点を指している。
【００７７】
反応ユニット４が上に位置している支持要素２５は、垂直方向に燃焼チューブ１５ｂを越えて突出しており、それにより、支持要素２５の上に位置している反応ユニット４の底部は、燃焼チューブ１５ｂの上方に配置される。燃焼チューブ１５ｂは、各々、反応ユニット４の底部を通る均一な熱の入力を確保するために、反応ユニット４の底部から同じ距離にある。
【００７８】
中心合せ装置２２、支持要素２５および燃焼チューブ１５ｂは、ベースプレート２１の中心点の周囲に同心状に配置されている。
【００７９】
図６ａおよび図６ｂでは、反応ユニット４はそれぞれ閉鎖状態で表されており、反応ユニット４の断面図を図６に見ることができる。
【００８０】
閉鎖底部を有する中空円筒状容器の形態で設計された壁１８を、カバー要素１９によって、底部とは反対側の開放側において閉鎖することができる。カバー要素１９は、締付装置２７を用いて壁１８の端面に脱着可能に締結されている。
【００８１】
急動接続閉鎖具として設計されている締付装置２７は、反応ユニット４の開放および／または閉鎖のために解除され、それにより、カバー要素１９を取り除くことができ、反応ユニット４に投入を行うかまたは反応ユニット４を空にすることができる。
【００８２】
壁１８とカバー要素１９との間に、反応ユニット４の封止された閉鎖のために耐高温シールが配置されている。反応ユニット４は、閉鎖状態で高さがおよそ２．４ｍである。
【００８３】
図７は、最終生成物が流れる方向に順に排気ライン１１ｂ、冷却セクション１２ならびにまたオイルタンク１３およびガスフィルタタンク１４を有する、蒸留ユニット３を示す。加熱システム２から排出されるガスは、排気ライン１１ｂを通って、同様にチューブによって形成されている冷却セクション１２に渡される。この場合、ガス質量流は、分岐点２８において、互いに平行に位置合せされている２つのチューブを通る２つの部分質量流に分割される。ガス質量流の分割は、蒸留または凝縮の工程を最適化するために、ガス質量流から周囲へのより優れた伝熱をもたらす。伝熱をさらに促進するために、冷却セクション１２の伝熱面の面積を増大させるために、チューブにリブが形成されている。冷却セクション１２を通って流れた後、冷却セクション１２に入る前に分割された部分質量流は、合流点２９において再結合され、入口スタブ３０を通して上方からオイルタンク１３内に導入される。
【００８４】
ガスとは対照的に相対的に高い密度を有する油は、オイルタンク１３内に沈下する。蒸留生成物の非凝縮性成分は、オイルタンク１３の上方領域において出口スタブ３１を通って排出され、ガスフィルタタンク１４内に導入される。ガスは、ガスフィルタタンク１４においてろ過され、その後、さらに処理されるために出口スタブ３２を通って取り除かれる。
【００８５】
図８では、オイルタンク１３は、内部が見えるように側面が切り開かれて表されている。入口スタブ３０は、オイルタンク１３の上側に配置されており、それにより、蒸留生成物は上方からオイルタンク１３内に流れ込む。油は、オイルタンク１３の底部に沈下し、油とは対照的に相対的に密度の低いガスは、油面の上方で集まる。オイルタンク１３内の油面は、フロート３４によって確定され観察される。所定の充填高さが達成されると、油は、さらに処理されるためにオイルタンク１３から取り除かれる。
【００８６】
オイルタンク１３の上方領域に蓄積したガスは、出口スタブ３１を通して排出される。
【００８７】
図９ａおよび図９ｂは、ガスフィルタタンク１４を示す。図９ａでは、ガスフィルタタンク１４は、内部が見えるように側面が切り開かれて表されており、図９ｂでは、ガスフィルタタンク１４の断面図が表されている。
【００８８】
入口スタブ３３は、ガスフィルタタンク１４の側面の下方領域に配置されており、それにより、ガスは、下方からガスフィルタタンク１４内に流れ込む。低密度であるため、ガスは、その後、底部からガスフィルタタンク１４を通って上方に流れ、多孔板３５を通って流れる際に洗浄される。多孔板３５は、したがって、後にさらに処理されるために出口スタブ３２を通ってガスフィルタタンク１４から流れ出る前のガス質量流をろ過するように設計されている。
【００８９】
得られたガスの非凝縮性成分および油の成分または得られたガスの成分を、エネルギーに関して工程を自律的にするために、必要なプロセス熱を生成するために使用することができる。本方法は、したがって、二酸化炭素のいかなる放出もなしに進行する。外部エネルギー源からのエネルギーは、工程の始動を確保するためのみに使用すればよい。反応ユニット４の加熱を、任意選択的に、都市ガスでまたは電気的に行うことも可能である。
【００９０】
反応ユニット４は、加熱システム２から取り除かれた後、生成物の用途に従って規定された温度まで冷却される。反応ユニット４内部の炭素−鉄混合物は、反応ユニット４を開放した後、すなわちカバー要素１９を除去した後に取り除かれる。その後、反応ユニット４は、工程に戻され投入が行われる。炭素−鉄混合物は、その構成要素に分離される。
【００９１】
耐高温鋼から製造され各々が２．５ｔ〜３．５ｔの範囲の充填容量を有する４つの反応ユニット４（７５％機械式、２５％自動化）が、原料の材料処理用の低温炭化および蒸留工程において同時に関与する。第１反応ユニット４に投入が行われている間、すでに投入された第２反応ユニット４は予熱される。この時間の間、第３反応ユニット４はすでに加熱システム２に送られて加熱され、それにより、実際の低温炭化および蒸留工程が進行する。第４反応ユニット４は、その間冷却され、その後に空にされる。たとえば４つの反応ユニット４を備えたモジュール式システムの使用により、スループットが段階的に増大し、それぞれの需要に対して柔軟に適合されることが可能になる。工程全体は準連続的に進行する。
【符号の説明】
【００９２】
１  材料処理用の装置
２  加熱システム
３  蒸留ユニット
４  反応ユニット
５  加熱システム２の底部要素
６  支持要素
７  加熱システム２の頂部要素
８  加熱システム２のジャケット要素
９  筐体
１０、１０ａ、１０ｂ  排気スタブ
１１、１１ａ、１１ｂ  排気ライン
１２  蒸留ユニット３の冷却セクション
１３  オイルタンク
１４  ガスフィルタタンク
１５ａ、１５ｂ  燃焼チューブ
１６  シュラウド
１７  排気ライン１１の接続要素
１８  反応ユニット４の壁
１９  カバー要素
２０  遮蔽要素
２１  ベースプレート
２２  ジャケット要素８用の中心合せ装置
２３  中心合せ装置２３の側面
２４  中心合せ装置２３の封止面
２５  反応ユニット４用の支持要素
２６  終端面
２７  締付装置
２８  分岐点
２９  合流点
３０  オイルタンク１３の入口スタブ
３１  オイルタンク１３の出口スタブ
３２  ガスフィルタタンク１４の出口スタブ
３３  ガスフィルタタンク１４の入口スタブ
３４  フロート
３５  多孔板
Ｂ  加熱システム２の移動方向
Ｈ  高さ
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱システム（２）、蒸留ユニット（３）および反応ユニット（４）を有する、原料の材料処理用の装置（１）であって、
−  前記反応ユニット（４）が、前記原料を投入することができるように設計されており、
−  前記加熱システム（２）が、前記反応ユニット（４）が取り付けられるように開閉することができるように設計されている、装置（１）において、
前記加熱システム（２）が頂部要素（７）および前記頂部要素（７）に堅固に接続されたジャケット要素（８）ならびにまた支持要素（６）を備え、前記頂部要素（７）が、垂直方向に長さが可変である前記支持要素（６）の上に固定して配置されており、それにより、前記支持要素（６）の長さを２つの端位置の間で変更することにより、前記加熱システム（２）が垂直移動方向（Ｂ）に開閉されることを特徴とする装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置（１）において、前記加熱システム（２）が２つの支持要素（６）を有し、前記支持要素（６）が前記加熱システム（２）の両側に配置されていることを特徴とする装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の装置（１）において、前記ジャケット要素（８）が中空円筒状壁を有し、前記中空円筒状壁が、前記垂直方向において、
−  下方が開放されており、
−  円形シュラウド（１６）によって上方が閉鎖され、かつ前記シュラウド（１６）において前記頂部要素（７）に接続されている
ように設計されていることを特徴とする装置。
【請求項４】
請求項３に記載の装置（１）において、前記シュラウド（１６）が、排気ライン（１１ａ）への接続部としての排気スタブ（１０ｂ）とともに中心点に形成されており、前記排気ライン（１１ａ）が前記排気スタブ（１０ｂ）から前記シュラウド（１６）を通って前記頂部要素（７）内に延在していることを特徴とする装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１項に記載の装置（１）において、前記反応ユニット（４）が、底部において閉鎖されている中空円筒状容器の形態の壁（１８）によって形成されており、前記壁（１８）の開放側を、カバー要素（１９）によって閉鎖することができることを特徴とする装置。
【請求項６】
請求項５に記載の装置（１）において、前記反応ユニット（４）の前記カバー要素（１９）が円形設計であり、前記中心点に排気スタブ（１０ａ）を有し、前記カバー要素（１９）の前記排気スタブ（１０ａ）および前記ジャケット要素（８）の前記排気スタブ（１０ｂ）が、前記加熱システム（２）の閉鎖状態において互いに係合しかつ前記排気ライン（１１ａ）に対して封止接続を形成することを特徴とする装置。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか１項に記載の装置（１）において、前記反応ユニット（４）が遮蔽要素（２０）を有し、前記遮蔽要素（２０）が水平方向に位置合せされ、かつ互いに間隔を空けて異なる高さに配置されていることを特徴とする装置。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか１項に記載の原料の材料処理用の装置を動作させる方法において、
−  反応ユニット（４）に原料を投入するステップと、
−  前記反応ユニット（４）を予熱するステップと、
−  加熱システム（２）を開放し、前記反応ユニット（４）を前記加熱システム（２）の底部要素（５）の上に置くステップと、
−  前記反応ユニット（４）が閉鎖空間に配置されるように、前記加熱システム（２）を閉鎖するステップと、
−  前記反応ユニット（４）を加熱し、低温炭化および蒸留工程を開始するステップと、
−  前記反応ユニット（４）から生成されたガスを蒸留ユニット（３）内に排出するステップと、
−  前記蒸留ユニット（３）において前記ガスを冷却し凝縮させるステップと、
−  蒸留生成物をオイルタンク（１３）内に導入し油を分離するステップと、
−  非凝縮性ガスを前記オイルタンク（１３）からガスフィルタタンク（１４）内に移送し、前記ガスをろ過するステップと、
−  前記加熱システム（２）を開放し、前記反応ユニット（４）を前記加熱システム（２）から取り除くステップと、
−  前記反応ユニット（４）を冷却し、前記反応ユニット（４）から最終生成物を取り除き、前記最終生成物を分離するステップと、また、
−  前記最終生成物を前記オイルタンク（１３）および前記ガスフィルタタンク（１４）から取り除くステップと、
を含み、前記加熱システム（２）が、支持要素（６）を伸長させかつ後退させることによって開閉されることを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項８に記載の方法において、前記加熱システム（２）を閉鎖すると、前記反応ユニット（４）の排気スタブ（１０ａ）および前記加熱システム（２）の排気ライン（１１ａ）の排気スタブ（１０ｂ）、ならびにまた前記加熱システム（２）の前記排気ライン（１１ａ）および前記蒸留ユニット（３）の排気ライン（１１ｂ）が、接続要素（１７）において互いに結合され、それにより、前記反応ユニット（４）の前記蒸留ユニット（３）への気密接続がもたらされることを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項８または９に記載の方法において、少なくとも４つの反応ユニット（４）で同時にモジュール式にかつ
−  すでに投入がなされた第２反応ユニット（４）が予熱されている間に、第１反応ユニット（４）に投入を行うステップと、
−  第３の投入がなされかつ予熱された反応ユニット（４）を前記加熱システム（２）に送り、前記低温炭化および蒸留工程を行うために前記反応ユニット（４）を加熱するステップと、また、
−  前記低温炭化および蒸留工程が終了している第４反応ユニット（４）を冷却しかつ空にするステップと、
で操作されることを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項８乃至１０の何れか１項に記載の方法において、
−  前記反応ユニット（４）に、２．５ｔ〜３ｔの範囲の質量の原料が投入され、
−  前記反応ユニット（４）が、およそ２．５時間〜３．５時間の範囲の期間、前記加熱システム（２）内に残り、
−  前記反応ユニット（４）内の反応温度が３５０℃〜６５０℃であり、
−  １時間当り４０ｋＷｈの範囲のエネルギーが消費される
ことを特徴とする方法。
【国際調査報告】
2016500555.tif 000015
2016500555.tif 000016
2016500555.tif 000017
2016500555.tif 000018
2016500555.tif 000019
2016500555.tif 000020