DE4237625A1 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Sy­ steme für die Pyrolyse gefährlicher Materialien. Genauer bezieht sich die Erfindung auf Systeme zum Speisen ge­ fährlicher Materialien in eine Verbrennungskammer oder einen Kiln.

Die Verbrennung gefährlicher Abfallmaterialien innerhalb der Vereinigten Staaten von Amerika wird genau kontrol­ liert und überwacht durch die US-Umweltschutzagentur. In Verbindung damit hat die US-Umweltschutzagentur strenge Richtlinien für die Konstruktion von Sondermüllverbren­ nungsanlagen und Systemen zum Speisen entsprechenden Ma­ terials in die Verbrennungsanlagen herausgegeben. Infol­ gedessen wurde eine Vielzahl von Systemen entwickelt, um solche Materialien in die Verbrennungsanlagen zu speisen.

In vielen der bekannten Systeme besteht die Möglichkeit, daß zu verbrennendes Material vorzeitig verbrennt und Feuer, Explosionen und ähnliches verursacht. Dies kann die Ausrüstung beschädigen und kann ein Sicherheitsrisiko für das Überwachungspersonal darstellen.

Zusammenfassung der Erfindung. Die vorliegende Erfindung sieht ein verbessertes System zum Entkompaktieren oder Shredden vor sowie zum Speisen verdichteter oder gepack­ ter gefährlicher Materialien in eine Verbrennungskammer. Ferner sieht die Erfindung vor, daß die Entkompaktierung in einer Umgebung geschieht, die das Risiko vorzeitigen Verbrennens vermindert.

Zu diesem Zweck sieht die Erfindung ein Sondermüll-Shred­ der/Speise-System vor für einen Ofen oder eine Verbren­ nungsanlage, wobei der Müll zuerst in eine Luftschleuse befördert wird und da hinein geführt wird, dann von der Luftschleuse zu einer Shredding-Kammer befördert wird, und dann von der Shredding-Kammer zu einer Speise-Kammer befördert wird, von wo er in den Ofen oder die Verbren­ nungsanlage gespeist wird. Die Luftschleuse oder Luft­ schleusenkammer dient zum Trennen der Shredding- und der Speise-Kammern von der Außenluft.

Die folgenden Worte werden in der Beschreibung und den Ansprüchen austauschbar verwendet: Kiln, Ofen, Verbren­ nungskammer, Verbrennungsanlage und Pyrolysekammer. Es wird keine Einschränkung bezüglich der Bedeutung beab­ sichtigt durch die Verwendung eines Wortes anstatt eines anderen, außer es sei anders angegeben.

Weiterhin ist das Wort Förderer breit zu lesen, wenn es hierin verwendet wird, und es soll jegliche Mittel zum Befördern umfassen, außer es sei anders qualifiziert.

Die Erfindung sieht als ein Ausführungsbeispiel ein Shredder/Speise-System vor, das automatisch und aufein­ anderfolgend (sequentiell) brennbares Material vorzugs­ weise palletierten Sondermüll, der in Fässern, Kübeln, Kisten oder Kästen enthalten ist, von einem ebenerdigen Materialbeweger (normalerweise ein Hubstapler) in einen Aufzugsförderer bewegt, und zwar über einen ersten För­ derer, der ein Rollenförderer, ein Förderband oder Glie­ derbandförderer, oder irgendeine andere geeignete Art von Förderer sein kann. Der Aufzug hebt dann das Sondermüll­ material auf einen Endlade- oder Ablaßpunkt auf erhöhtem Niveau, wobei das Material an diesem Punkt an einen oder mehrere zweite Förderer übergeben wird. Das Sondermüll­ material bewegt sich auf dem oder den zweiten Förde­ rer(n), bis es sich in einer Linie mit einer hermetisch abgedichteten Luftschleuse befindet. An diesem Punkt be­ wegt ein automatisierter Mechanismus das Material auf einen dritten Förderer, der in einem Winkel von 90° bis 180° zu dem oder den zweiten Förderer(n) orientiert sein kann.

Der dritte Förderer bewegt das Material durch eine auto­ matisierte Guillotinen-Eingangstür in die Luftschleuse. Sobald das Material in die Luftschleuse eingetreten ist, schließt ein geeignetes Steuersystem die Guillotinen-Ein­ gangstür und beginnt einen Sauerstoff-Ablaß- oder -Spül- Vorgang in der Luftschleuse, wobei ein Gas, vorzugsweise Stickstoff, den evakuierten Sauerstoff oder Luft ersetzt. Ein interner Sauerstoffsensor bewirkt ein Abschalten des Ablaß oder Spülvorgangs, wenn eine vorbestimmte Sauer­ stoffkonzentration erreicht ist. Die verdrängte Sauer­ stoffluft verläßt die Luftschleuse über eine Leitung, die zu einem Verbrennungsluftgebläse führt. Wenn der Spülvor­ gang abgeschaltet wird, öffnet ein Steuersystem eine Guillotinen-Ausgangstür, um eine Weiterbewegung des ge­ fährlichen Materials aus der Luftschleuse in eine Shred­ der-Kammer zu gestatten.

Der dritte Förderer bewegt zu dieser Zeit das Material von der Luftschleuse zu der Shredder-Kammer durch Beför­ dern des Materials, bis es von einem Ende des Förderers herabfällt. Wenn die Pallete mit gefährlichem Material in die Shredder-Kammer gefallen ist, schließt das Steuersy­ stem die zweite Guillotinen-Tür, um den Shredder von der Atmosphäre zu trennen. Dann arbeitet ein oder mehrere Sh­ redder für einen vorbestimmten Zeitzyklus in einem oberen Teil der Kammer, um das Abfallmaterial zu shredden. Die Shredder-Abfalladung kann in eine untere Speise-Förder­ schraube fallen, der dann das Material in die Verbren­ nungskammer extrudiert oder hinausbefördert.

Die Shredder/Speise-Kammer enthält mehrere Sauerstoff­ analysierer, die ständig die Sauerstoffkonzentrationen überwachen. In dem Fall, daß die Sauerstoffkonzentration ein vorbestimmtes Niveau überschreitet, stoppt das Steu­ ersystem automatisch allen Ausrüstungsbetrieb und schließt eine Trenntür, um zu verhindern, daß Abfalla­ dungsmaterial in die Verbrennungskammer eintritt.

Während eines solchen Vorfalls wird der Spülvorgang, bei dem Stickstoffgas eingeführt wird, aktiviert und weiter­ geführt, bis die Sauerstoffkonzentration auf ein vorbe­ stimmtes Niveau vermindert ist. Wenn dies geschieht, öff­ net das Steuersystem die Trenntür und das System wird re­ aktiviert, um Shredder-Abfallmaterial an die Verbren­ nungskammer zu liefern.

Um ferner das gesamte System vor einer internen Explosion zu schützen, sieht die vorliegende Erfindung die Verwen­ dung eines Mittels zum Ablassen internen Drucks vor, wenn solch ein Druck einen vorbestimmten Wert überschreitet. Diese Druckablaßmittel sind betriebsmäßig mit der Shred­ der/Speise-Kammer verbunden. Der Aufbau der Druckablaß­ mittel hat den zusätzlichen Vorteil, daß er ein Lecken von Stickstoff und flüchtigen Emissionen in die umgebende Atmosphäre verhindert.

Somit wird ein sichereres Verarbeiten brennbarer gefähr­ licher Materialien erreicht durch die Trennung der ge­ fährlichen Materialien von der Atmosphäre während des Verarbeitens und durch sicheres Verarbeiten brennbaren und einen niedrigen Flammpunkt besitzenden, festen, halb­ festen und schlammartigen Abfalls ohne Neu- oder Wie­ derverpacken, wodurch der Kontakt (oder das Aussetzen) von Arbeitern und die Kosten des Neuverpackens erlimi­ niert werden.

Die Erfindung erreicht ein sicheres Shredden von Abfall mit niedrigem Flammpunkt und sieht ein durchgehendes sta­ biles Speisen in einen Ofen vor, wodurch stabilere Ofen­ betriebsbedingungen vorgesehen werden. Durch das Liefern einer geshreddeten Speisung brennbaren Mülls an einen Ofen wird das Ausbrennen (burn out) und die Ofenkapazität verbessert, sowohl in Oxidations- wie auch Pyrolysebe­ triebsarten des Ofenbetriebs.

Das Verfahren des Speisens fester und halbfester brennba­ rer Abfälle in einen Ofen wird völlig automatisiert und eine explosionssichere Atmosphäre wird in der Luftschleu­ se und der Haupt-Speise-Kammer aufrechterhalten.

Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich insbesondere aus der Beschreibung von Aus­ führungsbeispielen an Hand der Zeichnung; in der Zeich­ nung zeigt:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Anordnung, die die Grundsätze der Erfindung verkörpert;

Fig. 2 eine schematische Ansicht einer weiteren Anord­ nung, die die Grundsätze der Erfindung verkör­ pert;

Fig. 3 eine aufgeschnittene isometrische Ansicht einer Förderschneckenkammer in der Anordnung von Fig. 2;

Fig. 4 eine aufgeschnittene isometrische Ansicht von Schershreddern und der zugehörigen Kammer der An­ ordnung von Fig. 2;

Fig. 5 eine weggeschnittene Draufsicht-Darstellung einer Speise-Kammer zum Zerkleinern und Fördern von Ma­ terial und zum Speisen desselben in eine Schnec­ kenförder/ Speise-Kammer;

Fig. 6 ist ein Aufriß eines Schneckenförderers, der ver­ wendet wird zum Speisen brennbaren Materials in eine Verbrennungskammer;

Fig. 7 ist eine Draufsicht einer alternativen Speise-An­ ordnung für die Systeme von Fig. 1 und 2, wobei eine Shredder/Schneckenförder-Maschine in einem Winkel von 90° zu einer Mittellinie einer Ver­ brennungskammer orientiert ist, wobei ein zu­ sätzlicher Speise-Schneckenförderer/Shredder auf der Mittellinie der Verbrennungskammer angeordnet ist;

Fig. 8 ist eine schematische Ansicht eines Druckab­ laßmittels der Shredder/Speise-Kammer.

In den Fig. 1 und 2 sind zwei Anordnungen dargestellt, die die Grundsätze der Erfindung verkörpern. In den ge­ zeigten Anordnungen wird Material, vorzugsweise palle­ tierte Sondermülladung, in eine Verbrennungskammer be­ fördert, und zwar via einen getrennten Shredding-Vorgang. Da der Shredder-Vorgang von dem Rest der Anordnung ge­ trennt ist, kann das Material entsprechend sicher in die Verbrennungskammer transportiert werden mit einem vermin­ derten Risiko von Explosionen und ähnlichem.

Wie in Fig. 1, 5 und 6 in einem gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbeispiel gezeigt wird, wird brennbares Mate­ rial 3, vorzugsweise palletiertes gefährliches Material, das (wie gezeigt) in Stahlfässern enthalten sein kann, entlang eines Pfads zu einem Ofen 32 befördert, wie durch Pfeile 9 angedeutet ist. In dem Prozeß wird das Material 3 von Sauerstoff getrennt und geshredded oder dekompak­ tiert.

Zu diesem Zweck wird ein ebenerdiger Förderer 2, der ein Rollenförderer, ein Förderband oder Gliedbandförderer oder jegliche andere geeignete Art von Förderer sein kann, dazu verwendet, das Material 3 auf einen vertikalen Förderer 4 zu übertragen. Das Material 3 wird durch den vertikalen Förderer 4 über das Bodenniveau angehoben und auf einen Förderer 100 übertragen, der ein Rollenförde­ rer, ein Förderband oder Gliedbandförderer oder irgend­ eine andere geeignete Art von Förderer sein kann, über­ tragen, und zwar am oberen Endpunkt des vertikalen För­ derers 4. Der Förderer 100 überträgt dann das Material 3 zu einem weiteren Förderer 5, außerhalb des Gehäuses des vertikalen Förderers 4. Natürlich kann der Förderer 100 ein Teil des vertikalen Förderers 4 sein.

Das Material 3 wird dann entlang einer Reihe von Förde­ rern übertragen, beginnend mit dem Förderer 5 und die Förderer 6, 8, 108 und 104 umfassend entlang der Rich­ tung, die durch einen Pfeil 9 definiert ist. Es sei je­ doch bemerkt, daß die Anzahl der verwendeten Förderer va­ riieren kann, abhängig von den besonderen Erfordernissen einer gegebenen Anordnung. Der wichtige Punkt ist es, ei­ nen Transport des Materials 3 vorzusehen. Dies kann unter Verwendung eines oder mehrerer Förderer erreicht werden.

Weiterhin mit Bezug auf Fig. 1 kann man sehen, daß das Material 3 von dem Förderer 5 zu dem Förderer 6 übertra­ gen wird. Sobald das Material 3 das Ende des Förderers 6 erreicht, wird es durch ein erstes Steuersystem 47 abge­ fühlt, das das Fördern des Materials 3 stoppt. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist der Förderer 6 eine 90°-Übertragungs-Station auf. Sobald das Material 3 am Förderer 6 gestoppt wird, wird es auf einen weiteren För­ derer 8 übertragen, an welchem Punkt der Transport des Ma­ terials 3 fortgesetzt wird.

Wenn das Material 3 das Ende des Förderers 8 erreicht, wird es durch ein Steuersystem 48 abgefühlt, das be­ triebsmäßig mit der Eingangstür 10 der Luftschleuse 14 verbunden ist. Die Tür 10 ist vorzugsweise von der Guil­ lotinen-Bauart, die einen Durchgang öffnet und schließt durch Heben und Senken der Tür 10.

Wenn die Tür 10 in ihrer offenen Position ist, wird das Material 3 zu einem Speise-Förderer 108 übertragen, der innerhalb der Luftschleusenkammer 14 angeordnet ist. Ein Sensor 11, vorzugsweise ein Grenzschalter, der benachbart zu dem Förderer 108 angeordnet ist, wird verwendet, um das Vorhandensein des Materials 3 innerhalb der Luft­ schleusenkammer 14 abzufühlen. Wenn der Sensor 11 das Ma­ terial 3 innerhalb der Luftschleusenkammer 14 abfühlt, wird der Förderer 108 zeitweise angehalten, so daß ein Verdrängen oder Ablassen von Sauerstoff stattfinden kann, und die Tür 10 wird geschlossen.

Um die Verdrängung von Sauerstoff zu bewirken, sobald die Tür 10 geschlossen ist, aktiviert ein drittes Steuersy­ stem 49 eine Spülung oder Verdrängung, wobei Sauerstoff durch ein geeignetes Gas, zum Beispiel Stickstoffgas, er­ setzt wird, wobei das Gas über Verdrängungsleitungen 13 in die Luftschleusenkammer 14 eingeführt wird, und Luft wird aus der Luftschleusenkammer 14 und einer benach­ barten Haupt-Speise-Kammer 22 über eine Leitung 20 eva­ kuiert. Die Leitung 20 ist mit einem Verbrennungsluftge­ bläse (nicht gezeigt) verbunden, das mit dem Ofen 32 as­ soziiert ist. Somit wird die Luft, die aus der Luft­ schleusenkammer 14 und der Haupt-Speise-Kammer 22 evaku­ iert wird, an den Ofen 32 geliefert.

Gleichzeitig wird ein geeignetes Gas, zum Beispiel Stick­ stoff, in die Luftschleusenkammer 14 und die Haupt-Spei­ se-Kammer 22 über Verdrängungsleitungen 13 eingeführt. Sauerstoffsensoren 12 überwachen kontinuierlich die Sauerstoffkonzentrationen in den Atmosphären innerhalb der Luftschleusenkammer 14 und der Haupt-Speise-Kammer 22. Wenn die Sauerstoffkonzentration ausreichend gering ist, wird die Sauerstoffverdrängung durch das Steuersy­ stem 49 beendet.

Die Eliminierung von Sauerstoff innerhalb der abgedich­ teten Luftschleusenkammer 14 und der Haupt-Speise-Kammer 22 dient zum Verhindern des Auftretens vorzeitiger Ver­ brennung des Materials 3 via Explosionen, Feuer, und ähn­ lichem. Sollte dies jedoch geschehen, ist ein Feuerunter­ drückungssystem 17, vorzugsweise ein Sprinkler oder Schaumsystem vorgesehen. Um zu verhindern, daß das ge­ samte System eine interne Explosion bildet im Fall eines plötzlichen Druckanstiegs innerhalb der Haupt-Speise-Kam­ mer 22, sieht die vorliegende Erfindung Druckablaßmittel 16 vor, die betriebsmäßig mit der Kammer 22 verbunden sind.

Die Druckablaßmittel 16 weisen eine oder mehrere Bruch­ scheibenanordnungen 120 auf, die in Strömungsmittel­ verbindung mit der Kammer 22 stehen. Jede dieser Anor­ dnungen 120 hat eine dünne Membran oder ein Blatt 122, das an seinem Platz zwischen zwei parallelen Flanschen 124, 126 gehalten wird, die aneinander gesichert sind, durch herkömmliche Mittel, wie beispielsweise Sicherungs­ bolzen 128.

Die Anordnungen 120 dienen als ein schwaches Glied in dem System, da die Membran 122 aus einem Material hergestellt ist, das aus einer Art ausgewählt wurde, die im Falle ei­ nes plötzlichen Druckanstiegs brechen soll. Gleichzeitig bilden die Anordnungen 120 eine positive Dichtung bei vorgestimmten Betriebsdrücken, und verhindern das Entwei­ chen von Stickstoff und kontaminierenden flüchtigen Emis­ sionen.

Wenn die Sauerstoffverdrängung beendet ist, öffnet das Steuersystem 49 die Ausgangstür 18 der Luftschleusenkam­ mer. Die Ausgangstür 18 ist vorzugsweise ebenfalls von der Guillotinen-Bauart, die gesenkt und gehoben werden kann, um einen Ausgangsdurchgang zu öffnen bzw. zu schließen. Der Speise-Förderer 108 wird dann aktiviert und das Material 3 wird zu dem Förderer 104 transpor­ tiert, der innerhalb der Haupt-Speise-Kammer 22 posi­ tioniert ist. Die Guillotinen-Eingangstür 10 bleibt ge­ schlossen und somit bleiben die Luftschleusenkammer 14 und die Haupt-Speise-Kammer 22 von der Atmosphäre ge­ trennt.

Wie gezeigt, transportiert der Förderer 104 das Material 3, bis es von einem Ende des Förderers 104 herabfällt. Da das Ende des Förderers 104 sich vorzugsweise bis ungefähr der Mitte der Haupt-Speise-Kammer 22 erstreckt, fällt das Material 3 vorzugsweise entlang einer vertikalen Mittel­ linie der Haupt-Speise-Kammer 22. Wenn das Material 3 fällt, aktiviert es einen Sensor 23, vorzugsweise durch durch Kippenlassen eines Grenzschalters, der seinerseits mit dem Steuersystem 50 gekoppelt ist. Das Steuersystem 50 reagiert durch Schließen der Ausgangstür 18, um die Haupt-Speise-Kammer 22 von der Luftschleusenkammer 14 zu trennen, so daß eine weitere Materialladung in die Luft­ schleusenkammer 14 eingeführt werden kann.

Das Material 3 fällt von dem Förderer 104 in einen Shred­ der 34, der das Material 3 sowie, sofern vorhanden, das Faß, in dem es enthalten ist, und, sofern vorhanden, die Palette, auf der das Faß getragen wird, shreddet oder verkleinert. Es sei bemerkt, daß der Shredder 34 vorzugs­ weise ausreichend Kraft und Stärke aufweist, um hölzerne Paletten sowie Stahlfässer zu shredden.

Der Shedder 34 weist vorzugsweise zwei parallel orien­ tierte Förderschrauben mit entgegengesetztem Konus auf, wobei radiale Messer oder Zähne darum herum angeordnet sind. Das Material 3 (und Fässer und Paletten, in denen es enthalten ist und auf denen es getragen wird) wird durchgehend über einen vorbestimmten Zyklus durch die Messer zerschnitten und zerrissen. Zu diesem Zweck wird das Material 3 (und die Fässer und Paletten) mittels Tü­ ren 21 in Kontakt mit dem Shredder 34 gehalten.

Nach Beendigung des Shedder-Zyklus öffnen sich die Türen 21 und gestatten, daß Shredder-Material 45 in eine För­ derschraube 27 fällt, die innerhalb einer Kammer 30 ent­ halten ist. Die Förderschraube 27 wird das geshreddete Material 45 durch die Förderschraubenwirkung weiter shredden. Gleichzeitig wird die Förderschraube 27 das geshreddete Material 45 durch einen einschränkenden Hals 37 mit einem umgebenden, wassergekühlten Einspritz- oder Injektionsrohr 39 und in den Ofen 32 extrudieren. Die Förderschraube 27 ist in größerer Einzelheit in Fig. 5 und 6 dargestellt.

Wie gezeigt, verjüngt sich die Förderschraube 27 vor­ zugsweise derart, daß das Material 45 in eine Leitung mit ständig kleiner werdendem Durchmesser gedrückt wird, um das Material zu kompaktieren, während es in den Ofen 32 extrudiert wird. Ferner weist die Förderschraube 27 vor­ zugsweise zwei parallele Förderschrauben 27A und 27B auf, so daß das Material 45 weiter geshredded und vermischt wird.

Um die Betriebssicherheit der gezeigten Vorrichtung zu erhöhen, ist eine Vielzahl von Sauerstoffsensoren 38 zwi­ schen dem Auslaß des Shredders 34 und dem Einlaß der För­ derschraube 27 positioniert. Diese Sauerstoffsensoren 38 sind zwischen dem Auslaß des Shredders 34 und dem Einlaß der Förderschraube 27 positioniert. Diese Sauerstoffsen­ soren 38 sind betriebsmäßig gekoppelt und dienen dazu, dem Steuersystem 50 zu signalisieren, wann immer die Sau­ erstoffkonzentration in diesem Gebiet ein vorbestimmtes Sicherheitsniveau überschreitet.

Wann immer der von den Sensoren 38 abgefühlte Sauerstoff ein vorbestimmtes Sicherheitsniveau überschreitet, hält das Steuersystem 50 vorzugsweise den Betrieb der gesamten Betriebsausrüstung an und initiiert eine Sauerstoffent­ leerung. Zu diesem Zweck schließt das Steuersystem 50 eine Ofentrenntür 25 und ein geeignetes Gas, wie bei­ spielsweise Stickstoff, wird in die Kammer 22 über geeig­ nete Anschlüsse 26 eingeführt.

Sobald die Sauerstoffkonzentration auf ein Niveau unter­ halb des Sicherheitsniveaus vermindert ist, wird die Ent­ leerung beendet und die Ofentrenntür 25 wird geöffnet und die restliche Betriebsausrüstung wird wieder gestartet.

Um eine Steuerung über die gesamte Anordnung zu bewirken, ist ein Steuersystem 43 vorgesehen. Das System 43 umfaßt vorzugsweise ein Übergangs (Interface)-Anzeigebrett, durch das das Überwachungspersonal die verschiedenen Vor­ richtungen überwachen und steuern kann, die zum Fördern, Shredden und Speisen von Material verwendet werden, das in dem Ofen 32 verbraucht werden soll. Das System 43 steht daher vorzugsweise mit den anderen Steuersystemen 47, 48, 49 und 50 in Verbindung und in Wechselwirkung.

In den Fig. 2 bis 4 ist eine weitere Anordnung darge­ stellt, die die Grundsätze der Erfindung verkörpert. Es sei bemerkt, daß viele Aspekte der Anordnung von Fig. 2 ähnlich denen von Fig. 1 sind, und entsprechend tragen ähnliche Bauteile identische Bezugszeichen.

Wie gezeigt, ist der Prozeß zum Befördern des Materials vom Boden zu der Haupt-Speise-Kammer 22 in der Anordnung von Fig. 2 ähnlich, falls nicht identisch, mit dem, der in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben wurde. Demgemäß wird eine Beschreibung dieses Teils nicht wiederholt. Es sei jedoch bemerkt, daß die Förderer 108 und 104 von Fig. 1 kombiniert werden als ein einzelner durchgehender För­ derer 108 in Fig. 2. Ansonsten ist der Prozeß identisch.

In der Anordnung von Fig. 2 fällt das Material 3, das von dem Ende des Förderers 108 fällt, auf ein Schwingtor 28 anstatt direkt auf einen Shredder 7 (der ähnlich dem Sh­ redder 34 ist). Das Schwingtor 28 wird betriebsmäßig durch einen Stößel oder Kolben 25 zwischen oberen und un­ teren Positionen bewegt. In seiner oberen Position ist das Tor 28, das vorzugsweise eine im wesentlichen ebene Schwingtür ist, im wesentlichen horizontal positioniert. Dagegen ist das Tor 28 in seiner unteren Position im we­ sentlichen vertikal positioniert, so daß das Material darauf abgleitet. Es sei bemerkt, daß das Material 3 auf das Schwingtor 28 fallen gelassen wird, wenn es in seinen oberen Positionen ist, und daß das Tor 28 dann gesenkt wird, um zu gestatten, daß das Material 3 abgleitet und zwischen die Rollen des Shredders 7 fällt.

Somit kann das Schwingtor 28 dazu dienen, das Zuführen von Material 3 zu dem Shredder 7 zu steuern und die Auf­ prallkraft des Materials 3 zu vermindern, wenn es auf den Shredder 7 fällt, da das Material 3 aus einer geringeren Höhe fällt.

Ebenso ist in der Anordnung von Fig. 2 ein hin- und her­ bewegbarer hydraulischer Stößel oder Kolben 19 umfaßt, der einen Druckarm 19A umfaßt. Der Stößel 19 kann durch betriebsmäßiges Bewegen des Arms 19A zu dem Shredder 7 hin und davon weg dazu dienen sicherzustellen, daß das Material 3 tatsächlich oder positiv zwischen die Rollen des Shredders 7 zugeführt wird. Das Tor 28 und der Stößel 19 werden automatisch durch das Steuersystem 50 gesteu­ ert.

Das geshreddete Material 45, das aus dem Shredder 7 aus­ tritt, fällt in eine Kammer 35 und in einen zweiten Sh­ redder 107, der vorzugsweise identisch mit dem Shredder 7 ist. An diesem Punkt wird das Material 25 durch den Sh­ redder 107 nochmals geshreddet. Das Material 45 wird dann von dem Shredder 107 abgelassen, und zwar in eine Förder­ schraube 44, die dazu dient, das geshreddete Material 45 in den Ofen 32 zu speisen. Wie gezeigt, ist ein Agitator oder Betätigungsmittel 40 und mehrere Stickstoffkanonen 31 in einer unteren vertikalen Fallrutsche oder -schacht 30 eingebaut, der sich zwischen dem Shredder 107 und der Förderschraube 44 erstreckt. Der Agitator 40 und die Stickstoffkanonen 31 dienen zum Fördern oder Verbessern des schon geshreddeten Materials 45 in die Förderschraube 44.

Wie bei der Anordnung von Fig. 1 umfaßt auch die Anord­ nung von Fig. 2 mehrfache Sauerstoffsensoren 38 in der Kammer 35, die zum Liefern von Signalen an ein Steuersy­ stem 43 dienen, wenn die Sauerstoffkonzentration inner­ halb der Kammer 35 über ein vorbestimmtes Sicherheits­ niveau steigt. Wenn das Sauerstoffniveau in der Kammer 35 oberhalb des vorbestimmten Sicherheitsniveaus ist, kann das Steuersystem 43 die gesamte Ausrüstung stoppen und die Ofentrenntür 25 schließen und eine Sauerstoffent­ leerung beginnen. Sobald die Sauerstoffkonzentration unter das Sicherheitsniveau vermindert wurde, wird wie­ derum die Entleerung beendet und die Ofentür 25 wird wie­ der geöffnet.

In Fig. 3 ist die bevorzugte Förderschraube 44 in einer isometrischen Ansicht gezeigt. Zusätzlich kann die re­ lative Anordnung einer Stickstoffkanone 31 gesehen wer­ den. In Fig. 4 ist eine isometrische Ansicht des Shred­ ders 7 dargestellt.

Man kann sehen, daß der Shredder im wesentlichen zwei parallele Rollen 7A und 7B aufweist. Jede der Rollen 7A und 7B weist vorzugsweise eine Reihe von kreisförmigen Scheibengliedern mit vorstehenden Zähnen auf. Die Reihe von scheibenähnlichen Gliedern ist getrennt durch kurze zylindrische Glieder, so daß die scheibenähnlichen Glie­ der voneinander getrennt sind entlang einer Drehachse. Ferner sind die Zähne der scheibenähnlichen Glieder au­ ßerhalb axialer Ausrichtung positioniert, so daß sie sich nicht durch eine gemeinsame Axiallinie zur gleichen Zeit drehen. Anstatt dessen werden sich die Zähne in das zu sh­ reddende Material zu unterschiedlichen Zeiten graben.

Es sei jedoch bemerkt, daß der Shredder 7 nur ein bevor­ zugtes Ausführungsbeispiel darstellt. Es ist möglich, den Shredder 7 durch eine andere, geeignete Art von Shredder zu ersetzen, der wirksam das Material 3 und jedwede be­ gleitende Palette oder Faß shredded und auseinanderreißt.

Ferner sei bemerkt, daß der in Fig. 4 gezeigte Shredder auch als Shredder 34 verwendet werden kann.

Fig. 7 zeigt in einer Draufsicht eine alternative Anord­ nung zum Zuführen geshreddeten Materials 45 in den Ofen 32. Wie gezeigt, ist eine erste einzelne verjüngte För­ derschraube 41 vorgesehen, für die tatsächliche oder Ist- Extrusion von Material 45 in den Ofen 32. Im rechten Win­ kel zu der Förderschraube 41 ist eine zweite größere ver­ jüngte Förderschraube 44 positioniert. Es sei bemerkt, daß das geshreddete Material 45 leichter in den durch die größere Förderschraube 44 vorgesehenen Raum fallen kann. Dann wird die Förderschraube 44 das Material 45 zusammen­ drücken oder komprimieren, so daß es leichter von der kleineren Förderschraube 41 aufgenommen wird.

Während ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel gezeigt wurde, können Modifikationen und Änderungen dem Fachmann deutlich werden, die in dem Bereich der Erfindung fallen. Es ist beabsichtigt, solche Modifikationen und Änderungen durch die beigefügten Ansprüche abzudecken.

Zusammenfassend sieht die Erfindung also ein Shredder- und Speise-System für eine Verbrennungsvorrichtung vor, wobei eine Shredder-Kammer von der Atmosphäre getrennt wird mittels einer Luftschleuse, durch die sich zu ver­ brennendes Material in die Shredder-Kammer bewegt. Der Sauerstoffgehalt der Shredder-Kammer wird unter einem vorbestimmten Niveau gehalten, um das Risiko von Ex­ plosionen und vorzeitiger Entzündung des Materials zu minimieren.

Claims (22)

1. Eine Vorrichtung zum Verbrennen eines brennbaren Ma­ terials, die folgendes aufweist:
einen Ofen oder Kiln;
eine Luftschleusenkammer; und
eine Shredder- und Fördervorrichtung zum Shredden und Fördern brennbaren Materials, die Umfassungsmittel aufweist, die betriebsmäßig zwischen dem Ofen und der Luftschleusenkammer gekoppelt sind, wobei die Vor­ richtung ferner Mittel aufweist zum Ablassen internen Drucks in Strömungsmittelverbindung mit den Um­ schließungsmitteln, wobei die Druckablaßmittel ein Austreten von Gasen aus den Umschließungsmitteln bei vorbestimmten Betriebsdrücken verhindert; und
Mittel zum Steuern des Sauerstoffgehalts in den Um­ schließungsmitteln, wobei brennbares Material ge­ shredded wird und in den Ofen befördert wird in einer Atmosphäre, deren Sauerstoffgehalt unterhalb eines vorbestimmten Niveaus gehalten wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung zum Shredden und Fördern ein Paar von sich drehenden Shreddern aufweist, durch die das brennbare Material unter dem Einfluß der Schwerkraft fällt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung zum Shredden und Fördern eine Förderschraube auf­ weist, die mit einem Ende in Verbindung mit dem Ofen steht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Luft­ schleusenkammer Mittel aufweist, die eine Kammer bil­ den mit einer Einlaßtür, durch die das brennbare Ma­ terial in die Luftschleusenkammer eingeführt wird, und mit einer Auslaßtür, durch die das brennbare Ma­ terial in die Shredder- und Fördervorrichtung abge­ lassen wird, so daß die Shredder- und Fördervor­ richtung nicht mit der Atmosphäre in Verbindung steht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Luftschleusen­ kammer ein Entleerungs- oder Spülsystem umfaßt, durch das Sauerstoff aus der Luftschleusenkammer entleert werden kann und durch ein nicht-brennbares Gas er­ setzt werden kann.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei das Entleerungs- oder Spülsystem geladen ist mit einem nicht-brennba­ ren Gas, das aus Stickstoff besteht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Shredder- und Fördervorrichtung ein Entleerungs- oder Spülsystem umfaßt, wodurch Sauerstoff aus den Umschließungsmit­ teln entleert werden kann und durch ein nicht-brenn­ bares Gas ersetzt werden kann.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei das Entleerungs- oder Spülsystem geladen ist mit einem nicht-brennba­ ren Gas, das aus Stickstoff besteht.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Luftschleuse einen Förderer umfaßt zum Befördern des brennbaren Materials dahindurch.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, die ferner zumindest einen weiteren Förderer aufweist zum Befördern des brennbaren Materials in die Luftschleusenkammer.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei der Förderer einen vertikalen Förderer umfaßt zum Fördern von brennbarem Material in die Luftschleusenkammer.

12. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Druckab­ laßmittel zumindest eine Bruchscheibenanordnung auf­ weist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei zumindest eine Bruchscheibenanordnung ein Membranflachmaterial oder -blatt aufweist, das durch ein Paar von parallelen Flanschen an seiner Stelle gesichert ist.

14. Vorrichtung zum Verbrennen bzw. Veraschen von Ma­ terial, die folgendes aufweist:
einen Ofen oder Kiln;
eine umschlossene Vorrichtung zum Shredden und Be­ fördern von Material in den Ofen, die einen Auslaß aufweist, der betriebsmäßig mit dem Ofen gekoppelt ist, wobei die Vorrichtung Mittel aufweist, zum Ab­ lassen internen Drucks, wenn der Druck einen vorbe­ stimmten Betriebsdruck überschreitet; und
eine Luftschleusenkammer mit einem Einlaß und einem Auslaß, der betriebsmäßig mit einem Einlaß der Vor­ richtung zum Shredden und Fördern gekoppelt ist, wo­ bei das zu shreddende Material in die Vorrichtung zum Shredden und Fördern durch die Luftschleusenkammer eingeführt wird und wobei die Luftschleusenkammer dazu dient, die Vorrichtung zum Shredden und Fördern von der Atmosphäre zu trennen.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei die umschlossene Vorrichtung zum Shredden und Fördern eine Förder­ schraube zum Befördern von Material in den Ofen um­ faßt.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei die umschlossene Vorrichtung zum Shredden und Fördern einen Shredder umfaßt, der vertikal unterhalb des Auslasses der Luftschleusenkammer positioniert ist, sowie ein Tor, das zwischen dem Luftschleusenauslaß und dem Shredder positioniert ist, um einen gesteuerten Materialfluß von der Luftschleusenkammer zu dem Shredder vorzu­ sehen.

17. Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei die umschlossene Vorrichtung zum Shredden und Fördern zumindest einen Sauerstoffsensor umfaßt.

18. Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Luft­ schleusenkammer folgendes umfaßt: einen Sauerstoff­ sensor, einen Versorgungseinlaß für inertes Gas, der mit einer Versorgung mit inertem Gas gekoppelt ist, und ein Steuersystem, so daß die Luftschleusenkammer von Sauerstoff geleert werden kann und der Sauerstoff durch ein inertes Gas ersetzt werden kann.

19. Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei die umschlossene Vorrichtung zum Shredden und Fördern folgendes um­ faßt: einen Sauerstoffsensor, einen Versorgungseinlaß für inertes Gas in einer Wand davon, der mit einer Versorgung von inertem Gas gekoppelt ist, und ein Steuersystem, so daß Sauerstoff in der Vorrichtung zum Shredden und Fördern auf ein Niveau unterhalb eines vorbestimmten Niveaus gesenkt werden kann durch Erhöhen einer Versorgung von inertem Gas in der Vor­ richtung, bis die Sauerstoffkonzentration ausreichend gering ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei die umschlossene Vorrichtung zum Shredden und Fördern folgendes um­ faßt: einen Shredder zum Shredden von Material, das dort hinein eingeführt wird, und eine Förderschraube zum Zuführen von Material in den Ofen, das von dem Shredder abgelassen wurde, und einen Agitator, der zwischen dem Shredder und der Förderschraube posi­ tioniert ist, um den Fluß geshreddeten Materials von dem Shredder zu der Förderschraube zu erleichtern.

21. Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Druckab­ laßmittel zumindest eine Bruchscheibenanordnung auf­ weist.

22. Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei die zumindest eine Bruchscheibenanordnung ein Membranflachmaterial- oder -blatt aufweist, das durch ein Paar von paral­ lelen Flanschen an seinem Platz gesichert ist.