BE1023043B1

BE1023043B1 - RECYCLING ORGANIC WASTE FLOWS THROUGH AN ELECTROGASIFICATION AND PHOTO DISSOCIATION SYSTEM

Info

Publication number: BE1023043B1
Application number: BE2015/5220A
Authority: BE
Inventors: Geert Vermeulen; Rémy Gourhan; Wilde Denis De; Emmanuel Ryckenbusch
Original assignee: Detricon
Priority date: 2015-04-03
Filing date: 2015-04-03
Publication date: 2016-11-10
Also published as: WO2016156565A1; EP3277781A1; BE1023043A1

Abstract

Een systeem (100) en werkwijze voor,het genereren, vanuit een materiaal-ingangsstroom (200), van meerdere afvoerstromen, welke een gasvormige stroom (310), tenminste twee scheidbare vloeistofstromen (320, 330) en een vaste stroom (340) omvatten. Het systeem (100) bestaat uit een eerste subsysteem (140) voor het genereren, door middel van elektro; vergassing en fotodissociatie van de ingangsstroom (200), van een eerste tussenproductstroom (170), welke tenminste gasvormig is, en een tweede subsysteem (150) voor het genereren, aan de hand van fysische en chemische processen op de eerste tussenproductstroom (170), van een tweede tussenproductstroom (180), welke tenminste een gasvormige fase en twee scheidbare vloeistoffen bevat.A system (100) and method for generating, from a material input stream (200), a plurality of effluent streams comprising a gaseous stream (310), at least two separable liquid streams (320, 330) and a solid stream (340) . The system (100) consists of a first subsystem (140) for generating, by means of electrical; gasification and photodissociation of the input stream (200), of a first intermediate product stream (170), which is at least gaseous, and a second subsystem (150) for generating, from physical and chemical processes on the first intermediate product stream (170), of a second intermediate product stream (180) containing at least one gaseous phase and two separable liquids.

Description

RECYCLEREN VAN ORGANISCHE AFVALSTROMEN DOOR MIDDEL VAN EEN ELEKTR04 VERGASSING EN FOTODISSOCIATIE SYSTEEMRECYCLING ORGANIC WASTE FLOWS THROUGH AN ELECTRO4 GASIFICATION AND PHOTO DISSOCIATION SYSTEM

Technisch veldTechnical field

De uitvinding heeft betrekking op systemen en werkwijzen voor het genereren van meerdere afvoerstromen vanuit een ingangsstroom van materiaal, waarbij de betrokken intermediaire subsystemen elektro-vergassing en ' fötödissobi'atie;· condensatie en andere fysische en chemische processen omvatten, en waarmee energieomzetting wordt bereikt.The invention relates to systems and methods for generating a plurality of discharge streams from an input stream of material, wherein the intermediate subsystems involved comprise electro-gasification and photo-dissociation, condensation and other physical and chemical processes, and with which energy conversion is achieved.

Achtergrond van de uitvindingBACKGROUND OF THE INVENTION

Onder thermochemische processen, vergassing of pyrolyse van organisch afval wordt het proces of thermische ontleding van het afval onder hoge temperaturen met beperkte toegang van lucht of zuurstof verstaan. Deze werkwijze is bekend in het gebied van energieomzetting, waarbij de resulterende afvoer gas en brandstof voor verbrandingsmotoren kan bevatten.Thermochemical processes, gasification or pyrolysis of organic waste means the process or thermal decomposition of the waste under high temperatures with limited access of air or oxygen. This method is known in the field of energy conversion, wherein the resulting discharge may contain gas and fuel for combustion engines.

Huidige problemen met digestaat, mest en zuiveringsslib kunnen worden geïdentificeerd. Bijvoorbeeld, na centrifugeren, gevolgd door een thermische behandeling (met of zonder bekalking) of compostering, wordt de vaste fractie van mest en digestaat doorgaans getransporteerd over lange afstanden. Bovendien mag het RWZI slib niet meer op de landbouwgronden gebruikt worden. Daarom worden deze slibstromen nu verbrand, en bijvoorbeeld gerecycleerd in laagwaardig asfalt, zonder terugwinning van fosfor of (zeldzame aard) metalen.Current problems with digestate, manure and sewage sludge can be identified. For example, after centrifugation, followed by heat treatment (with or without liming) or composting, the solid fraction of manure and digestate is usually transported over long distances. Moreover, the WWTP sludge may no longer be used on agricultural land. That is why these sludge streams are now incinerated and, for example, recycled in low-grade asphalt, without the recovery of phosphorus or (rare earth) metals.

Volgens de stand-der-techniek is fosforrecuperatie uit mest en digestaat gebaseerd op de chemische binding van orthofosfaat (PO4) tot FeP04 (ijzerslib), CaP04 (calcium slib), NH4MgP04.6H20 (ammonium struviet) of KMgP04.6H20 (kalium struviet), waardoor de recuperatie van deze nieyiwgevormde moleculen via decanteren mogelijk wordt. Na centrifugeren van mest en digestaat wordt 60;70% van het fosfor (P) in de vaste fractie teruggevonden. Fosforrecuperatie is alleen mogelijk vanuit de vloeibare fractie waardoor maximaal 30;40% kan worden teruggewonnen in een bruikbare vorm. Opgemerkt wordt dat niet alle fosfor in de vorm van orthofosfaat aanwezig is. Verder is ijzer en/of calcium slib niet zuiver en heeft het een negatieve waarde, bovendien is de struvietproductie moeilijk met de hoge concentratie aan gesuspendeerde vaste stoffen in de vloeibare fractie. Volgens wetenschappelijke studies, is de omzetting van organisch gebonden fosfor naar orthofosfaat mogelijk door verzuring, enzymatische of thermische processen teneinde het P percentage te verhogen in de vloeibare fractie tot maximum 60%. Vanwege de hoge kosten van chemicaliën, enzymen -en/ofenergie, de lage opbrengst van het fosfaatrijke struviet (bijna nul) en de negatieve waarde van calcium en ijzer slib worden deze processen niet toegepast voor fosforrecuperatie uit mest of digestaat.According to the prior art, phosphorus recovery from manure and digestate is based on the chemical binding of orthophosphate (PO4) to FePO4 (iron sludge), CaPO4 (calcium sludge), NH4MgPO4.6H20 (ammonium struvite) or KMgP04.6H20 (potassium struvite) , which allows the recovery of these non-formed molecules via decantation. After centrifuging manure and digestate, 60% and 70% of the phosphorus (P) is recovered in the solid fraction. Phosphorus recovery is only possible from the liquid fraction so that a maximum of 30: 40% can be recovered in a usable form. It is noted that not all phosphorus is present in the form of orthophosphate. Furthermore, iron and / or calcium sludge is not pure and has a negative value, moreover, the struvite production is difficult with the high concentration of suspended solids in the liquid fraction. According to scientific studies, the conversion of organically bound phosphorus to orthophosphate is possible by acidification, enzymatic or thermal processes in order to increase the P percentage in the liquid fraction to a maximum of 60%. Due to the high costs of chemicals, enzymes and / or energy, the low yield of phosphate-rich struvite (almost zero) and the negative value of calcium and iron sludge, these processes are not used for phosphorus recovery from manure or digestate.

Volgens de stand-der-techniek is fosforrecuperatie van zuiveringsslib te wijten aan de mono-verbranding van het (ingedikte) slib. De fosfor kan worden gewonnen uit de as door thermische en fysisch-chemische processen. Het overblijvende as wordt dan gezien als een' alternatief voor fosfaatertsen. In de as zit er gemiddeld 100;120 g fosfor per kg. Hoewel fosfor op deze manier kan worden teruggewonnen, blijft het nadeel van verbranding de productie en emissie van furanen, dioxinen en ΝΟχ. Ook wordt vermeld dat de terugwinning van fosfor alleen mogelijk is na verbranding, gevolgd door thermische en fysicochemische processen op de assen.According to the state of the art, phosphorus recovery of sewage sludge is due to the mono-incineration of the (thickened) sludge. The phosphorus can be extracted from the ash by thermal and physico-chemical processes. The remaining ash is then seen as an alternative to phosphate ores. The ash contains an average of 100, 120 g of phosphorus per kg. Although phosphorus can be recovered in this way, the disadvantage of incineration remains the production and emission of furans, dioxins and ΝΟχ. It is also stated that phosphorus recovery is only possible after incineration, followed by thermal and physicochemical processes on the ashes.

Er is behoefte aan recyclage van organisch afval met (verbeterde) terugwinning van fosfor en/of (zeldzame aard) metalen, waarbij de nadelen zoals hierboven genoemd, zoals de emissie van schadelijke stoffen, worden verminderd of geëlimineerd.There is a need for recycling organic waste with (improved) recovery of phosphorus and / or (rare earth) metals, whereby the disadvantages as mentioned above, such as the emission of harmful substances, are reduced or eliminated.

Doel van de uitvindingObject of the invention

Het doel van de uitvinding is om een verbeterde recyclage en energieomzettingssysteem te hebben voor organische afvalstromen, in het bijzonder fosforhqudende. verbindingen zoals bijvoorbeeld dierlijke mest, vaste fractie van digestaat en slib, waarbij onder andere fosfor, brandstoffen, en (zeldzame aard) metalen worden teruggewonnen.The object of the invention is to have an improved recycling and energy conversion system for organic waste streams, in particular phosphorus. compounds such as, for example, animal manure, solid fraction of digestate and sludge, whereby among other things phosphorus, fuels and (rare earth) metals are recovered.

Samenvatting van de uitvindingSummary of the invention

In een eerste aspect heeft de uitvinding betrekking op systemen en werkwijzen voor het genereren van meerdere afvoerstromen vanuit een ingangsstroom van materiaal (verder ook wel als materiaal-ingangsstroom omschreven), waarbij de afvoerstromen een gasstroom, en tenminste twee scheidbare vloeistofstromen . . omvatten. In een uitvoeringsvorm daarvan omvat de afvoerstroom verder een vaste stroom (verder ook wel als assen omschreven). De ingangsstroom kan bestaan uit een vaste stroom, een vloeistofstroom, een gasfase of een mengsel van voorgenoemde stromen.In a first aspect the invention relates to systems and methods for generating a plurality of discharge streams from an input stream of material (hereinafter also referred to as material input stream), wherein the discharge streams are a gas stream and at least two separable liquid streams. . include. In an embodiment thereof, the discharge flow further comprises a fixed flow (also further described as axes). The input stream may consist of a fixed stream, a liquid stream, a gas phase or a mixture of the aforementioned streams.

Verder volgens de onderhavige uitvinding, bestaat het systeem voor het genereren van meerdere afvoerstromen vanuit een materiaal-ingangsstroom uit een eerste subsysteem en een tweede subsysteem. 'Het eerste subsysteem voert dissociatiemechanismen uit, bijvoorbeeld een elektro-vergassing (gerelateerd aan thermische activiteit) en fotodissociatie werking, waarbij vanuit de eerste ingangsstroom een eerste tussenproductstroom wordt gegenereerd, ...welke tenminste gas vormig en bij voorkeur geheel gasvormig is. Het systeem en de werkwijze volgens de uitvinding vertegenwoordigen in wezen dissociatiemechanismen, welke gebaseerd zijn op thermische activiteit en/of straling. In een uitvoeringsvorm van de uitvinding is de eerste tussenproductstroom verder een vaste stroom. In een verdere uitvoeringsvorm-is deze-vaste .tuseenproduetstroom geli j k aan de vaste afvoerstroom. Volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding bestaat het eerste subsysteem uit een verwarming; en stralingssubsysteem om de ingangsstroom te verwarmen.Further according to the present invention, the system for generating a plurality of discharge streams from a material input stream consists of a first subsystem and a second subsystem. The first subsystem performs dissociation mechanisms, for example an electro-gasification (related to thermal activity) and photodissociation action, wherein a first intermediate stream is generated from the first input stream, which is at least gas-shaped and preferably completely gaseous. The system and method according to the invention essentially represent dissociation mechanisms based on thermal activity and / or radiation. In an embodiment of the invention, the first intermediate stream is furthermore a fixed stream. In a further embodiment, this solid intermediate product stream is similar to the solid effluent stream. According to an embodiment of the invention, the first subsystem consists of a heater; and radiation subsystem to heat the input current.

In een uitvoeringsvorm van de uitvinding worden de elektro-vergassing en fotodissociatie uitgevoerd bij hoge temperatuur. In een uitvoeringsvorm van de uitvinding worden de elektro-vergassing en fotodissociatie uitgevoerd door toepassing van straling op de (ingangs)stroom welke gepropageerd wordt binnen het eerste subsysteem. In een uitvoeringsvorm van de uitvinding, worden straling en warmte gegenereerd door een warmtestralingsbron. Met andere woorden, wordt de temperatuur in het eerste subsysteem voornamelijk gegenereerd door een warmtebron, die ook wordt gebruikt als stralingsbron.In an embodiment of the invention, the electro gasification and photo dissociation are performed at high temperature. In an embodiment of the invention the electro gasification and photo dissociation are performed by applying radiation to the (input) current that is propagated within the first subsystem. In an embodiment of the invention, radiation and heat are generated by a heat radiation source. In other words, the temperature in the first subsystem is mainly generated by a heat source, which is also used as a radiation source.

Het tweede subsysteem is bedoeld voor het opwekken van een tweede tussenproductstroom vanuit de eerste tussenproductstroom, waarbij de tweede tussenproductstroom tenminste uit een gasvormige fase en twee scheidbare vloeistoffen bestaat. In een uitvoeringsvorm van de uitvinding is tenminste één van de scheidbare vloeistofstromen tenminste gedeeltelijk teruggekoppeld en wordt derhalve gebruikt als ingangsstroom van het tweede subsysteem. In een verdere uitvoeringsvorm daarvan, alvorens tenminste één van de scheidbare vloeistofstromen tenminste gedeeltelijk als ingangsstroom van het tweede subsysteem wordt gebruikt, wordt deze gebruikt in het verwarmingssubsysteem van het eerste subsysteem. Bovendien oefent volgens onderhavige uitvinding het tweede subsysteem een gecombineerde fysische en chemische werking uit, waarbij de fysische werking voornamelijk door een condensatieproces wordt gekenmerkt.The second subsystem is intended for generating a second intermediate product stream from the first intermediate product stream, wherein the second intermediate product stream consists of at least one gaseous phase and two separable liquids. In an embodiment of the invention, at least one of the separable fluid streams is at least partially feedback and is therefore used as the input stream of the second subsystem. In a further embodiment thereof, before at least one of the separable liquid streams is used at least partially as the input stream of the second subsystem, it is used in the heating subsystem of the first subsystem. Moreover, according to the present invention, the second subsystem exerts a combined physical and chemical action, the physical action being mainly characterized by a condensation process.

In een uitvoeringsvorm van de uitvinding, omvat het systeem een derde-subsysteem voor het 'geneieren<·van .-'de gas-vormige uitvoerstroom en de tenminste twee scheidbare vloeibare afvoerstromen., vertrekkende vanuit de tweede tussenproductstroom. In een verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding voert het derde subsysteem een fysische bewerking uit. Bovendien kan het derde subsysteem van een pompsubsysteem omvatten voor het wegpompen van de gasvormige afvoerstroo-m. Volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding zijn het eerste, tweede en derde subsysteem verbonden doordat de werking van het pompsubsysteem van het derde subsysteem voor een lagere dan atmosferische druk zorgt in het eerste, tweede en derde subsystemen. In een uitvoeringsvorm van de uitvinding wordt de operationele druk beneden 300mbar geïnstalleerd, door toepassing van een vacuümpomp verbonden met het derde subsysteem.In one embodiment of the invention, the system comprises a third subsystem for "curing" the gaseous output stream and the at least two separable liquid discharge streams, starting from the second intermediate product stream. In a further embodiment of the invention, the third subsystem performs a physical operation. In addition, the third subsystem of a pumping subsystem may comprise pumping away the gaseous discharge stream. According to an embodiment of the invention, the first, second and third subsystems are connected in that the operation of the pump subsystem of the third subsystem provides a lower than atmospheric pressure in the first, second and third subsystems. In one embodiment of the invention, the operating pressure is installed below 300mbar, using a vacuum pump connected to the third subsystem.

In een uitvoeringsvorm van de uitvinding is het systeem verder voorzien van een energieomzettingssysteem, gevoed door één van de vloeibare afvoerstromen welke niet naar het systeem teruggekoppeld wordt, met name de vloeibare afvoerstroom bestaande uit olie en de gasvormige afvoer zijnde (brandstof) gas.In an embodiment of the invention, the system is further provided with an energy conversion system, fed by one of the liquid discharge streams which is not fed back to the system, in particular the liquid discharge stream consisting of oil and the gaseous discharge (fuel) gas.

In een uitvoeringsvorm van de uitvinding wordt het systeem verder gevoed met dé' uitlaatgassen van het energieomzettingssysteem of warmtekrachtkoppeling (WKK) systeem, gevoed met gasvormige afvoerstroom en/of vloeibare afvoerstroom zijnde olie.In one embodiment of the invention, the system is further fed with the exhaust gases from the energy conversion system or cogeneration (CHP) system, fed with gaseous effluent and / or liquid effluent being oil.

In een uitvoeringsvorm van de uitvinding heeft het systeem een organische ingangsstroom, waarbij één van de twee scheidbare vloeistoffen van de tweede tussenproductstroom de elementen P,In an embodiment of the invention, the system has an organic input stream, wherein one of the two separable liquids of the second intermediate stream comprises the elements P

Cl, S, N en gehydrogeneerde halogenen omvat, afkomstig van de organische ingangsstroom. Volgens een andere uitvoeringsvorm kan één vah de twee scheidbare vloeistoffen ten minste 95% van de elementen P, Cl, N en gehydrogeneerde halogenen, afkomstig van de ingangsstroom bevatten, en bij voorkeur is dit percentage hoger dan 95%. Bij een verdere uitvoeringsvorm, omvat de vaste afvoerstroom ten hoogste 5% van de elementen P, Cl, N, C en gehydrogeneerde halogenen, afkomstig van de ingangsstroom.Cl, S, N and hydrogenated halogens from the organic input stream. According to another embodiment, one of the two separable liquids may contain at least 95% of the elements P, Cl, N and hydrogenated halogens from the input stream, and preferably this percentage is higher than 95%. In a further embodiment, the solid effluent stream comprises at most 5% of the elements P, Cl, N, C and hydrogenated halogens from the input stream.

In een uitvoeringsvorm van de uitvinding, omvat de gasfase van de tweede tussenproductstroom een hoeveelheid ΝΟχ (volgens de internationale normen) kleiner dan 65ppmv, bij voorkeur een factor 10 minder, nog meer bij voorkeur een factor 100 minder. In een uitvoeringsvorm, omvat de gasfase van de tweede tussenproductstroom een hoeveelheid furanen en dioxines beneden de detectiegrens (ppmv).In an embodiment of the invention, the gas phase of the second intermediate stream comprises an amount ΝΟχ (according to international standards) of less than 65ppmv, preferably a factor 10 less, even more preferably a factor 100 less. In one embodiment, the gas phase of the second intermediate stream comprises an amount of furans and dioxins below the detection limit (ppmv).

Bovenstaande uitgevonden systeem en zijn bijbehorende werkwijzen hebben een aantal besturingsparameters zoals de ingangsstroom toevoersnelheid, de druk in het gehele systeem, de recirculatieverhouding van de teruggekoppelde vloeistof, de temperatuur en de stralingsintensiteit en frequentiekarakteristieken. Het uitgevonden systeem genereert één of meer bruikbare producten, maar verbruikt ook energie voor het sturen van de één of meer betrokken mechanische systemen (zoals de gaspomp en/of vloeibare recirculatiepomp) en voor het genereren van warmte voor het instellen van het eerste subsysteem op een gewenste temperatuur. Zoals aangegeven, tenminste één van de afvoerstromen kan worden gebruikt voor energieconversie.The above invented system and its associated methods have a number of control parameters such as the input flow rate, the pressure throughout the system, the recirculation ratio of the feedback fluid, the temperature and the radiation intensity, and frequency characteristics. The invented system generates one or more useful products, but also consumes energy for controlling the one or more involved mechanical systems (such as the gas pump and / or liquid recirculation pump) and for generating heat for setting the first subsystem on a desired temperature. As indicated, at least one of the drain streams can be used for energy conversion.

In een uitvoeringsvorm·· van de uitvinding om var het eerste subsysteem en/of het derde subsysteem van het systeem een optisch systeem dat ontworpen is voor een straling optimaal opgevangen door de ingangsstroom tijdens verwerking. In een uitvoeringsvorm bij voorkeur zijn er drie type stromen gedefinieerd doorheen het proces voor het verkrijgen spectrale beelden, namelijk de ingangsstroom, de .eerste > tuss-enproduct stroom-en de .gasvormige afvoerstroom, teneinde de straling te controleren, maar ook voor het regelen en verfijning van de stoichiometrische verhoudingen in het tweede subsysteem.In an embodiment of the invention, the first subsystem and / or the third subsystem of the system comprises an optical system designed for an optimally received radiation by the input current during processing. In one preferred embodiment, there are three types of flows defined throughout the process for obtaining spectral images, namely the input current, the first intermediate and product stream and the gaseous discharge stream, in order to control the radiation, but also for controlling and refinement of the stoichiometric ratios in the second subsystem.

Het is een tweede aspect van de uitvinding om een regelsysteem te voorzien voor het bepalen van één of meer van de besturingsparameters voor het bedienen van het hierboven beschreven systeem, dat het doel bereikt van het genereren van een optimale hoeveelheid en verdeling van de afvoerstromen, dus meer in het bijzonder dat een maximale hoeveelheid nuttige producten en een minimale hoeveelheid ongewenst producten (zoals uitlaatgassen), gezien de netto energie (dat wil zeggen de extra energie die nodig is vergeleken met de eigen opgewekte energie), door het systeem worden geleverd.It is a second aspect of the invention to provide a control system for determining one or more of the control parameters for operating the system described above, which achieves the goal of generating an optimum amount and distribution of the discharge streams, i.e. more in particular that a maximum amount of useful products and a minimum amount of unwanted products (such as exhaust gases), given the net energy (i.e. the extra energy required compared to the self-generated energy), are supplied by the system.

Overzicht van de tekeningenOverview of the drawings

Figuur 1;3 tonen een schematische beschrijving van het systeem (inclusief subsystemen) volgens onderhavige uitvinding.Figures 1; 3 show a schematic description of the system (including subsystems) according to the present invention.

Figuur 4 illustreert .een.uitvoeringsvorm van het systeem volgens onderhavige uitvinding. Figuur 5 illustreert een uitvoeringsvorm van het ingangssubsysteem volgens onderhavige uitvinding.Figure 4 illustrates an embodiment of the system according to the present invention. Figure 5 illustrates an embodiment of the input subsystem according to the present invention.

Figuur 6 illustreert een uitvoeringsvorm van de elektro-vergassing eh 'fö'todisso'ciatie oven volgens onderhavige uitvinding.Figure 6 illustrates an embodiment of the electro-gasification and dissociation oven according to the present invention.

Figuur 7 illustreert een uitvoeringsvorm van de condensator, separator en gasuitlaat overeenkomstig onderhavige uitvinding.Figure 7 illustrates an embodiment of the capacitor, separator and gas outlet according to the present invention.

Beschrijving van de uitvindingDescription of the invention

De onderhavige uitvinding voorziet in een verbeterde recyclage en energieomzettingssysteem voor· organisch materiaal gemengd in een bepaald substraat. Mogelijke ingangsstromen zijn mest, digestaat, slib, e-afval, vervuilde grond en allerlei polymeren. De afvoer is een vaste fractie met alle (zeldzame aard) metalen, een vloeibare fractie met tenminste 95% van de oorspronkelijke fosfor, stikstof en halogenen, een vloeibare brandstof (olie) en een gasvormige brandstof (methaan).The present invention provides an improved recycling and energy conversion system for organic material mixed in a particular substrate. Possible input streams are manure, digestate, sludge, e-waste, contaminated soil and all kinds of polymers. The drain is a solid fraction with all (rare earth) metals, a liquid fraction with at least 95% of the original phosphorus, nitrogen and halogens, a liquid fuel (oil) and a gaseous fuel (methane).

De voorgestelde uitvinding kan worden toegepast voor het terugwinnen van nutriënten uit organische afvalstromenMet state-of-the art technologie, kunnen de organisch gebonden 5 nutriënten slechts gedeeltelijk worden gerecupereerd. Onderhavige uitvinding maakt het mogelijk om fosfor volledig te recupereren in de vorm van fosforzuur. De procesomstandigheden zijn hierbij zodanig geregeld dat het terugwinnen van nutriënten wordt uitgevoerd op energiezuinige wijze en met zo weinig mogelijk emissies. Onderhavige uitvinding maakt voor het eerst mogelijk, dat in gebieden waar een grote aanwezigheid van fosfor is, organische afvalstromen die fosfaat bevatten (zoals mest, digestaat en slib) lokaal worden gevaloriseerd, in plaats van over grote afstanden te worden getransporteerd. Bovendien, voor zuiveringsslib die niet meer kan worden gebruikt op landbouwgrond, en daarom wordt verbrand, is de as een mengeling van fosfor en metalen, waarbij het fosfor enkel via een extra thermische en fysico-chemische stap kan worden gescheiden.The proposed invention can be applied for the recovery of nutrients from organic waste streams. With state-of-the-art technology, the organically bound nutrients can only be partially recovered. The present invention makes it possible to fully recover phosphorus in the form of phosphoric acid. The process conditions are arranged in such a way that the recovery of nutrients is carried out in an energy-efficient manner and with as few emissions as possible. The present invention makes it possible for the first time that in areas where there is a high presence of phosphorus, organic waste streams containing phosphate (such as manure, digestate and sludge) are locally exploited, rather than being transported over large distances. In addition, for sewage sludge that can no longer be used on agricultural land and is therefore incinerated, the ash is a mixture of phosphorus and metals, whereby the phosphorus can only be separated via an additional thermal and physico-chemical step.

Volgens onderhavige uitvinding wordt een nieuwe techniek voorzien gebaseerd op elektro; vergassing en fotodissociatie, door middel van straling (bijvoorbeeld UV), waarbij as kan worden geproduceerd zonder- resten van fosfor. Specifiek omvat dit as (zeldzame aard) metalen en (quasi) geen koolstof, dit laatste zoals over het algemeen resulterend uit een pyrolyseproces. Door middel van het systeem en bijbehorende werkwijze, wordt fosfor bovendien gescheiden in een vloeibare fase in de vorm van fosforzuur. Dit maakt verdere verwerking eenvoudiger en maakt volledige terugwinning van fosfor, stikstof, halogenen en metalen mogelijk.According to the present invention, a new technique is provided based on electro; gasification and photo dissociation, by means of radiation (e.g. UV), whereby ash can be produced without residues of phosphorus. Specifically, this ash comprises (rare earth) metals and (almost) no carbon, the latter as generally resulting from a pyrolysis process. Moreover, by means of the system and associated method, phosphorus is separated into a liquid phase in the form of phosphoric acid. This makes further processing easier and allows full recovery of phosphorus, nitrogen, halogens and metals.

Verwijzend naar figuur 1, voorziet de uitvinding erin dat een ingangsstroom 200, in het bijzonder organisch afval, grotendeels met onbekende samenstelling of zelfs variërende samenstelling heeft, wordt ontleed door middel van een systeem 100 in een vooraf bepaalde veelheid van afvoerstromen 310, 320, 330 bestaande uit een gasstroom 310, en tenminste twee vloeibare stromen 320, 330, die scheidbaar zijn. Bovendien worden één of meer van de afvoerstroom producten als zijnde bruikbaar beschouwd, daar ze bijvoorbeeld een verder technisch nut vertegenwoordigen, zoals voor de verbranding van een energie producerend systeem, en dus een economische waarde hebben; in tegenstelling worden ongewenste producten (zo goed als) niet gevormd. Daarom is het systeem 100 zoals gerealiseerd een behoorlijke uitdaging, daar (i) zelfs vanuit zuiver stoichiometrische oogpunt (statisch oogpunt) het aantal atomen waarschijnlijk niet zal overeenkomen en (ii) ingeval ze .toch overeenkomen de verschillende werkwijzen (decompositie, recombinatie in de chemische stap)-andere dynamica (kinetiek) vertegenwoordigen. Terwijl de elektro; vergassing en fotodissociatie optreedt bij verhoogde temperaturen, vereist het verkrijgen van vloeistoffen bovendien een condensatie stap, en dus ontstaat een sterk verschil in temperatuurprofiel langs de operationele stroom van het gehele systeem en de daarin voorkomende processen hebben de neiging zeer temperatuurafhankelijk te zijn.Referring to Figure 1, the invention provides that an input stream 200, in particular organic waste, has largely unknown composition or even varying composition, is decomposed by means of a system 100 into a predetermined plurality of discharge streams 310, 320, 330 consisting of a gas stream 310, and at least two liquid streams 320, 330, which are separable. In addition, one or more of the discharge stream products are considered useful, since they represent, for example, a further technical utility, such as for the combustion of an energy-producing system, and thus have an economic value; in contrast, unwanted products (virtually) are not formed. Therefore, the system 100 as realized is quite a challenge, since (i) even from a purely stoichiometric point of view (static point of view) the number of atoms is unlikely to match and (ii) if they do match the different methods (decomposition, recombination in the chemical step) - represent other dynamics (kinetics). While the electrical; gasification and photo dissociation occurs at elevated temperatures, furthermore, obtaining liquids requires a condensation step, and thus a strong difference in temperature profile arises along the operational flow of the entire system and the processes occurring therein tend to be highly temperature dependent.

Het uitgevonden systeem is ingericht voor het genereren van één of meer vooraf gedefinieerde afvoerstromen doordat een manier voor het oplossen van stoichiometrische mismatches voorhanden is. Dus als voorbeeld, wordt in een uitvoeringsvorm, een deel van één of meerdere van de afvoerstromen gerecirculeerd en/of wordt een speciale bekende ingangsstroom gebruikt. Verder worden middelen voor temperatuurcontrole langs tenminste een deel van de operationele stroom van het systeem verschaft. In een uitvoeringsvorm bijvoorbeeld, kan de plaats worden geselecteerd voor het injecteren van de gerecirculeerde afvoerstroom voor koeling van het tweede subsysteem. Met name voor het afstemmen van de onbekende of variërende aard van de ingangsstroom op de elektro; vergassing en fotodissociatie stap wordt het elektro-vergassing en fotodissociatie subsysteem voorzien van manieren voor het aanpassen van de elektro-vergassing en fotodissociatie werking. Daarom worden volgens een uitvoeringsvorm een geschikt stralingsspectrum, temperatuurbereik en drukomstandigheden gekozen.The invented system is arranged for generating one or more predefined discharge streams because a way of solving stoichiometric mismatches is available. Thus, as an example, in one embodiment, part of one or more of the drain streams is recycled and / or a special known input stream is used. Furthermore, temperature control means is provided along at least a portion of the operational flow of the system. For example, in one embodiment, the location can be selected for injecting the recycled discharge stream for cooling the second subsystem. In particular for matching the unknown or varying nature of the input current to the electrical; gasification and photo-dissociation step, the electro-gasification and photo-dissociation subsystem is provided with ways of adjusting the electro-gasification and photo-dissociation operation. Therefore, according to an embodiment, a suitable radiation spectrum, temperature range and pressure conditions are selected.

Opgemerkt wordt dat recyclage van afvoerstromen altijd in stukken (verschillende stappen) verloopt om accumulatie te voorkomen. Bovendien zijn de oplossingen voor mismatch en temperatuurcontrole doorgaans onvoldoende, gezien over dimensionering van het systeem of subsystemen en werking onder foute- omstandigheden (bijvoorbeeld te hoge temperatuur), naast praktisch bezwaren, kan leiden tot inefficiënte productie, in die zin dat de vereiste netto energie te injecteren in het systeem mogelijk niet opweegt tegen het voordeel van de geproduceerde afvoerstromen. Met andere woorden de (netto) energie; input per teruggewonnen massa-eenheid van het bruikbaar product (bijvoorbeeld fosfor, zeldzame aardmetalen) moet worden geminimaliseerd. De volgende voorbeelden zijn illustratief hiervoor. Terwijl het elektro-vergassing en fotodissociatie proces beter presteert bij lage druk tot vacuüm, heeft dit uiteraard consequenties voor het energieverbruik aan de pompzijde. Terwijl de elektro-vergassing en fotodissociatie proces beter presteert bij hoge temperaturen, heeft dit uiteraard gevolgen voor de warmteopwekking.It is noted that recycling of waste streams always runs in pieces (different steps) to prevent accumulation. Moreover, the solutions for mismatch and temperature control are generally inadequate, considering the size of the system or subsystems and operation under faulty conditions (for example too high a temperature), in addition to practical drawbacks, can lead to inefficient production, in the sense that the required net energy injecting into the system may not outweigh the benefit of the produced waste streams. In other words the (net) energy; input per recovered mass unit of the usable product (for example, phosphorus, rare earth metals) must be minimized. The following examples are illustrative of this. While the electro gasification and photo dissociation process performs better at low pressure to vacuum, this naturally has consequences for the energy consumption on the pump side. While the electro-gasification and photo-dissociation process performs better at high temperatures, this naturally has consequences for heat generation.

Samengevat kan men stellen dat het uitgevonden systeem geschikt is om van een onbekende en/of variërende eerste materiaal-ingangsstroom, een vooraf gedefinieerde verzameling van één of meer afvoerstromen (met nuttige producten, zoals fosfor) te genereren waarbij ongewenste producten (bijv. emissies zoals NOx, i.e. stikstofoxide luchtverontreinigende stoffen, stikstofoxide (NO) en stikstofdioxide (N02), furanen en dioxines) worden vermeden, door verschillende manieren van regelen (bijvoorbeeld door teruggevoerde stromen, specifiek temperatuurbereik, stoichiometrische verhoudingen en andere operationele omstandigheden of subsystemen) en zodoende ervoor te zorgen dat het gezamenlijke totaal proces efficiënt is. Bovendien kunnen de door de systeemprocessen beschreven afvoerstromen in vergelijking met de stand der techniek veel beter teruggewonnen en/of gerecycleerd worden, gekenmerkt door zijn lage emissie en resulterend in uiteindelijk overblijvende materialen die geschikt zijn voor nieuwe en hoogwaardige (industriële) toepassingen.In summary, it can be said that the invented system is capable of generating from a unknown and / or varying first material input stream, a predefined set of one or more effluent streams (with useful products such as phosphorus) where unwanted products (e.g. emissions such as NOx, ie nitric oxide air pollutants, nitric oxide (NO) and nitrogen dioxide (NO2), furans and dioxins) are avoided by various ways of controlling (for example through recirculated flows, specific temperature range, stoichiometric ratios and other operational conditions or subsystems) and thus ensuring to ensure that the joint total process is efficient. Moreover, the discharge streams described by the system processes can be much better recovered and / or recycled compared to the prior art, characterized by its low emission and resulting in ultimately remaining materials that are suitable for new and high-quality (industrial) applications.

Detail beschrijving van de uitvoeringsvormenDetailed description of the embodiments

Terwijl 'figuur 1 het systeem 100 toont volgens de uitvinding in een nogal vereenvoudigde manier, voorzien van ingangsstroom 200 en afvoerstromen 310, 320, 330 zoals" hierboven reeds genoemd, toont de afbeelding van figuur 2 iets meer detail door de introductie van de subsystemen 140, 150 , 160 van het systeem 100. De zowel in figuur 1 als figuur 2 voorkomende ingangsstroom 200 kan een vaste stroom, een vloeistofstroom, een gasfase of mengeling van eender welke combinatie van deze zijn. De afvoerstromen 310, 320, 330 bestaan uit een gasvormige stroom 310, en twee scheidbare vloeistofstromen 320, 330. Als voorbeeld, kan de gasstroom 310 bestaan uit methaan. In een uitvoeringsvorm van de uitvinding bestaat de eerste vloeibare afvoerstroom 320 uit water, vermengd met zuren bijvoorbeeld halogeen; en fosforhoudend, terwijl de tweede vloeibare afvoerstroom 330 olie is zoals brandstofolie of diesel.While Figure 1 shows the system 100 according to the invention in a rather simplified manner, provided with input stream 200 and drain streams 310, 320, 330 as already mentioned above, the image of Figure 2 shows slightly more detail due to the introduction of the subsystems 140 150, 160 of the system 100. The input stream 200 occurring in both Fig. 1 and Fig. 2 can be a fixed stream, a liquid stream, a gas phase or a mixture of any combination of these.The drain streams 310, 320, 330 consist of a gaseous stream 310, and two separable liquid streams 320, 330. As an example, the gas stream 310 may consist of methane. In one embodiment of the invention, the first liquid effluent stream 320 consists of water mixed with acids, e.g., halogen, and phosphorous, while the second liquid drain stream 330 is oil such as fuel oil or diesel.

Verder verwijzend naar figuur 2, worden de tussenproductstromen 170, 180 tussen de subsystemen 140, 150, 160 weergegeven, in het bijzonder fungeert de eerste tussenproductstroom 170 zijnde de uitgang van het eerste subsysteem 140 als input voor het tweede subsysteem 150, waarbij de tweede tussenproductstroom 180 als uitgang van het tweede subsysteem 150 de input voor het derde subsysteem 160 vormt. Het eerste subsysteem 140 vertegenwoordigt een elektro-vergassing en fotodissociatie werking, hierbij genererend, vanuit de ingangsstroom 200, de eerste tussenproductstroom 170, welke in een uitvoeringsvorm geheel gasvormig is. Het tweede subsysteem 150 is bedoeld voor het opwekken, vanuit de eerste tussenproductstroom 170, van een tweede tussenproductstroom 180, welke volgens een uitvoeringsvorm een gasfase en twee scheidbare vloeistoffen bevat. Bovendien voert het tweede subsysteem 150 een gecombineerde fysische en chemische werking uit, waarbij de fysische werking voornamelijk door een condensatieproces wordt gekenmerkt en waarbij de hydrolyse van de halogenen de chemische bewerking kenmerkt. Het systeem 100 omvat verder een derde van subsysteem 160, bijvoorbeeld een fysische operatie voor het genereren, vanuit de tweede tussenproductstroom 180, de gasvormige afvoerstroom 310 en twee scheidbare vloeibare afvoerstromen 320, 330.Referring further to Figure 2, the intermediate product streams 170, 180 between the subsystems 140, 150, 160 are shown, in particular, the first intermediate product stream 170 being the output of the first subsystem 140 acts as input for the second subsystem 150, the second intermediate product stream 180 as the output of the second subsystem 150 forms the input for the third subsystem 160. The first subsystem 140 represents an electro-gasification and photo-dissociation action, thereby generating, from the input stream 200, the first intermediate stream 170, which in one embodiment is entirely gaseous. The second subsystem 150 is intended to generate, from the first intermediate product stream 170, a second intermediate product stream 180, which according to one embodiment comprises a gas phase and two separable liquids. In addition, the second subsystem 150 performs a combined physical and chemical action, the physical action being mainly characterized by a condensation process and the hydrolysis of the halogens characterizing the chemical operation. The system 100 further comprises a third of subsystem 160, e.g., a physical operation for generating, from the second intermediate stream 180, the gaseous drain stream 310 and two separable liquid drain streams 320, 330.

Het systeem 100 volgens de uitvinding is schematisch verder in detail beschreven aan de hand van figuur 3. Hier omvat de afvoer van het systeem 100 verder een vaste afvoerstroom 340. Volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding, kan een andere eerste tussenproductstroom ; dan de gasvormige eerste tussenproductstroom 170 ; zijnde een vaste stroom, worden gegenereerd als output van het eerste subsysteem 140. Zoals hier afgebeeld, kan deze vaste eerste tussenproductstroom de vaste uitvoerstroom 340 zijn. Voorts gelijk, omvat het eerste subsysteem 140 een verwarmingssubsysteem 141 voorverwarmen van de ingangsstroom 200. Voor het tweede subsysteem 150, wordt een terugkoppeling 190 geïllustreerd, welke aangeeft dat één of beide van de scheidbare vloeistoffen die deel uitmaken van het tweede tussenproductstroom 180 (gedeeltelijk) worden teruggekoppeld, en derhalve als invoer van het tweede subsysteem 150 wordt gebruikt. Bovendien bestaat het derde subsysteem 160 uit een pompsubsysteem 161 voor het wegpompen van de gasvormige afvoerstroom 310. In een uitvoeringsvorm zijn het eerste, tweede en derde subsysteem 140, 150, 160 verbonden, gezien de werking van het pompsubsysteem 161 van het derde subsysteem 160 een lagere dan atmosferische druk teweegbrengt in het eerste, tweede en derde subsysteem 140, 150, 160. Ook getoond in figuur 3, is dat één van de vloeibare afvoerstromen 320 wordt teruggekoppeld en daaropvolgende (gedeeltelijke) feedback 195 fungeert als koeling van het tweede subsysteem 150. Het systeem 100 is verder voorzien van een energie conversiesysteem 390, gevoed door degene van de vloeibare afvoerstromen 330 welke niet doende is te worden teruggekoppeld naar het systeem 100, met name vloeibare afvoerstroom 330 zijnde olie. De gasvormige afvoerstroom 310 zijnde bijvoorbeeld brandstof gas,'kan óók'dienen om het energieomzettingssysteem 390 te voeden* welke bijvoorbeeld een warmtekrachtkoppeling (WKK) systeem of een WKK-platform is. Vervolgens kunnen uitlaatgassen 395, dwz bijvoorbeeld C02 en H20 damp, die vrijkomen uit het energieomzettingssysteem 390 dan worden teruggekoppeld aan het systeem 100, als andere input voor het systeem 100, terwijl de ingangsstroom 200 wordt voorverwarmd. In een uitvoeringsvorm (niet getoond) , verschilt het energieomzettingssysteem voor gasvormige afvoerstroom 310 van het energieomzettingssysteem voor vloeibare afvoerstroom 330.The system 100 according to the invention is schematically further described in detail with reference to figure 3. Here, the drain of the system 100 further comprises a fixed drain flow 340. According to an embodiment of the invention, another first intermediate product stream; then the gaseous first intermediate stream 170; being a fixed stream, are generated as the output of the first subsystem 140. As shown here, this fixed first intermediate stream may be the fixed output stream 340. Further equally, the first subsystem 140 includes a heating subsystem 141 preheating the input stream 200. For the second subsystem 150, a feedback 190 is illustrated, indicating that one or both of the separable liquids that are part of the second intermediate stream 180 (partially) are fed back, and therefore used as input to the second subsystem 150. In addition, the third subsystem 160 consists of a pump subsystem 161 for pumping away the gaseous discharge stream 310. In one embodiment, the first, second and third subsystems 140, 150, 160 are connected, considering the operation of the pump subsystem 161 of the third subsystem 160 a lower than atmospheric pressure in the first, second, and third subsystem 140, 150, 160. Also shown in Figure 3 is that one of the liquid effluent streams 320 is fed back and subsequent (partial) feedback 195 acts as cooling for the second subsystem 150 The system 100 is further provided with an energy conversion system 390 fed by the one of the liquid drain streams 330 which is not being fed back to the system 100, in particular oil drain liquid stream 330. The gaseous effluent 310 being, for example, fuel gas, may also serve to feed the energy conversion system 390 which is, for example, a combined heat and power (CHP) system or a CHP platform. Then, exhaust gases 395, i.e., for example CO 2 and H 2 O vapor, released from the energy conversion system 390 can then be fed back to the system 100 as other input to the system 100 while the input stream 200 is preheated. In one embodiment (not shown), the energy conversion system for gaseous discharge stream 310 differs from the energy conversion system for liquid discharge stream 330.

De uitvinding wordt nu verder beschreven via illustratieve uitvoeringsvormen zoals weergegeven in figuur 4;7. Figuur 4 illustreert een uitvoeringsvorm van het systeem 400 volgens onderhavige uitvinding. Organisch afval 405, zoals dierlijke mest of digestaat, voorzien van vaste fractie, wordt geïntroduceerd als ingangsstroom in de invoerhouder 410, mogelijk voorzien van middelen om het ontvangen organisch afval 405 te helpen malen.The invention is now further described via illustrative embodiments as shown in Figure 4; 7. Figure 4 illustrates an embodiment of the system 400 according to the present invention. Organic waste 405, such as animal manure or digestate, provided with a solid fraction, is introduced as input stream into the input container 410, possibly provided with means to help grind the received organic waste 405.

Net onder de invoerhouder 410 wordt de ingangsstroom met organisch afval' 405 wordt geleid in eén elektro-vergassing en fotodissociatie oven 420 tezamen met een gasvormige stroom 406 zijnde de uitlaatgassen van de WKK 390 gevoed met tenminste één van de afvoerstromen 465, 475 (of 330, 310 in figuur 3). Zoals weergegeven in· -figuur 4,. zijn de invoerhouder 410 -en de elektro-vergassing en fotodissociatie oven 420 verticaal opgesteld, waardoor de invoerstroom stroom F (zie figuur 6) volgens verticale richting loopt. De elektro-vergassing en fotodissociatie uitgevoerd binnen de oven 420 wordt bepaald door een thermochemische ontleding van het organisch afval 405 bij verhoogde tempera turen, bijvoorbeeld tussen ·80·0 en 1200 °C.Just below the input container 410, the organic waste input stream 405 is fed into an electro-gasification and photo-dissociation furnace 420 along with a gaseous stream 406 being the exhaust gases from the CHP 390 fed with at least one of the drain streams 465, 475 (or 330 310 in Figure 3). As shown in Figure 4 ,. the input container 410 and the electro-gasification and photo-dissociation oven 420 are arranged vertically, whereby the input current stream F (see Fig. 6) runs in the vertical direction. The electro-gasification and photo-dissociation carried out within the furnace 420 is determined by thermochemical decomposition of the organic waste 405 at elevated temperatures, for example, between 80 ° C and 1200 ° C.

Althans principieel treedt dit proces op in de afwezigheid van zuurstof (of eender welk halogeen). In dit specifieke voorbeeld, lage druk l;3Q0mbar dicht bij vacuüm is ook één van instelparameters. Met het elektro-vergassing en fotodissociatie proces wordt een gelijktijdige verandering van de chemische samenstelling en fysische fase bereikt.-De gasfase 435 als gevolg van het thermochemisch proces wordt naar een gasleiding 440 geleid voor de voortzetting van verdere verwerking binnen het systeem 400, terwijl de vaste residuen 425 die neervallen door zwaartekracht en/of overblijven na het proces opgevangen worden in een houder in het onderste deel van de oven 420, en kunnen verwijderd worden -met de vaste uitgang 430 onder de oven 420. De gasfase 435 beweegt zich voort in de gasbuis 440 al stijgende, hetgeen met name ondersteund wordt door de hoge temperaturen die in de oven 420 worden bereikt. De temperatuur in de gasleiding 440 is bijvoorbeeld 600;1000°C. Aan het einde van de gasleiding 440, is de pijpstructuur gekromd, waardoor de gasfase 435 naar de bovenkant van de condensator 450 wordt geleid. In de condensator 450, die werkt bij lage druk, wordt de gasfase 435 gekoeld en dus vinden zowel fysieke als chemische processen plaats. Het koelingsproces wordt versterkt door middel van sproeiers, welke vloeistof met een bepaalde toevoer verstuiven, en zorgt alsmede als katalysator voor geprefereerde nieuwe verbindingen. De resulterende output onderaan de condensator 450 omvat een gasstroom, zijnde het niet - gecondenseerde deel 475, en twee scheidbare vloeistofstromen, het gecondenseerde gedeelte 455, en wordt vervolgens afgeleid naar een separator 460. Meer in het bijzonder, na condensatie, bestaat het gecondenseerde deel 455 uit zuren (bijvoorbeeld bestaande uit gehydrogeneerde halogenen) en olie, eerst in een scheidbaar mengsel om vervolgens te worden opgesplitst via decanteren 480 in polaire en apolaire moleculen. Na decanteren 480, wordt olie 465 gereduceerd en gescheiden van de zuren 485 over 't algemeen vermengd met water. De olie 465 kan nu worden 'hergebruikt als brandstof voor een verbrandingskamer 'of WKK 390, texwij.l de. 'zuur + water' stroom 4.8.5 .(gedeeltelijk) kan worden afgeleid via de overgebleven stroom 495 of (gedeeltelijk) kan worden teruggekoppeld naar de ingang van het systeem 400 via de feedback stroom 415. De feedback stroom 415 zorgt dus voor het verminderen van water; en energieverbruik van het systeem 400, hetzij door recirculatie van (een deel van) de 'zuren + water' stroom in het systeem, of functionerend als warmteterugwinning, onder koelen van de condensor 450 via openingen daarin ontvangen. Het niet - gecondenseerde deel 475, hier b.v. methaan (CH4), wordt weggepompt via de gasuitlaat 470 in de richting van een WKK-platform 390 en dus verder gerecycleerd als verbrandingsgas. Net als of vergelijkbaar met de eerste, tweede en derde subsysteem 140, 150, 160 van het systeem 100 getoond in figuur 2;3, zijn een eerste, tweede en derde subsysteem 401, 402, 403 van het systeem 400 aangegeven in figuur 4.This process occurs at least in principle in the absence of oxygen (or any halogen). In this specific example, low pressure 1,300mbar close to vacuum is also one of setting parameters. With the electro-gasification and photo-dissociation process, a simultaneous change of the chemical composition and physical phase is achieved. The gas phase 435 as a result of the thermochemical process is led to a gas line 440 for continuing further processing within the system 400, while the solid residues 425 that fall by gravity and / or remain after the process are collected in a container in the lower part of the oven 420, and can be removed with the fixed outlet 430 under the oven 420. The gas phase 435 travels in the gas tube 440 is already rising, which is supported in particular by the high temperatures achieved in the oven 420. The temperature in the gas line 440 is, for example, 600; 1000 ° C. At the end of the gas line 440, the pipe structure is curved, whereby the gas phase 435 is led to the top of the capacitor 450. In the condenser 450, which operates at low pressure, the gas phase 435 is cooled and thus both physical and chemical processes take place. The cooling process is enhanced by means of sprayers, which spray liquid with a specific feed, and, as a catalyst, provides preferred new compounds. The resulting output at the bottom of the capacitor 450 includes a gas stream, being the non-condensed portion 475, and two separable fluid streams, the condensed portion 455, and is then diverted to a separator 460. More specifically, after condensation, the condensed portion exists 455 from acids (consisting of, for example, hydrogenated halogens) and oil, first in a separable mixture and then split up via decanting 480 into polar and apolar molecules. After decanting 480, oil 465 is reduced and separated from the acids 485 generally mixed with water. The oil 465 can now be "reused as fuel for a combustion chamber" or CHP 390, too. 'acid + water' stream 4.8.5 (partially) can be derived via the remaining stream 495 or (partially) can be fed back to the input of the system 400 via the feedback stream 415. The feedback stream 415 thus reduces of water; and energy consumption of the system 400, either by recirculating (part of) the 'acids + water' stream into the system, or functioning as heat recovery, while cooling the condenser 450 through openings therein. The non-condensed part 475, here e.g. methane (CH4), is pumped away via gas outlet 470 in the direction of a CHP platform 390 and thus further recycled as combustion gas. Like or similar to the first, second, and third subsystems 140, 150, 160 of the system 100 shown in Figs. 2, 3, a first, second, and third subsystem 401, 402, 403 of the system 400 are shown in Fig. 4.

Enkele delen van het systeem 400 worden nu in meer detail beschreven. Als eerste, illustreert figuur 5 een uitvoeringsvorm van de invoerhouder 510 volgens onderhavige uitvinding. Opnieuw opgébouwd'in verticale opstelling, wordt de invoerhouder 510 onder andere bepaald door zijn buisvorm 512 en zijn verticaal gemonteerde roterende hoofdas of centrale as 511. De invoerhouder 510 heeft bijvoorbeeld afmetingen van hoogte h (bv. 1000 mm)> diameter·-d. (bv. . 850 mm) .. -Een .steunframe 514 verbindt de centrale as 511 met het buisvormige oppervlak 512. Op bepaalde hoogte zijn schrapers 513 concentrisch gepositioneerd binnen de houder 510. Hoewel niet echt een beperking op de grootte van de vaste fractie deeltjes wordt gelegd, zullen deze schrapers 513 toch helpen bij het vermalen van het organische afval, voordat het naar de' elektro-ve-rgassing -en fotodiesociatie oven-wordt-geleid. -De vijzel 515 die zowel uit binnen; als uit buitenoppervlak van de invoerhouderbodem 516 uitsteekt, helpt bij de mechanische doorvoer van de ingangsstroom naar de oven, gemonteerd onder de invoerhouder 510.Some parts of the system 400 are now described in more detail. First, Figure 5 illustrates an embodiment of the input holder 510 according to the present invention. Rebuilt in a vertical arrangement, the input holder 510 is determined inter alia by its tubular shape 512 and its vertically mounted rotating main axis or central axis 511. The input holder 510 has, for example, dimensions of height h (e.g. 1000 mm)> diameter · -d. (e.g. 850 mm). A support frame 514 connects the central axis 511 to the tubular surface 512. At certain height, scrapers 513 are concentrically positioned within the holder 510. Although not really a limitation on the size of the solid fraction When particles are laid, these scrapers 513 will nevertheless help to grind the organic waste before it is sent to the electro-gasification and photo-association oven. -The auger 515 that both from inside; protruding from the outer surface of the input container bottom 516, assists in the mechanical passage of the input flow to the oven mounted below the input container 510.

Bovendien heeft de invoerhouderbodem 516 een dubbelgelaagde structuur om in warmterecuperatie te kunnen voorzien, wanneer bijvoorbeeld "warme" feedback stroom, vanuit de gasbuis 440 (figuur 4), terug in het systeem geïnjecteerd wordt via de bodem 516. In het bovenste deel 517 van de invoerhouder 510 heerst atmosferische, terwijl nabij de bodem 516 er onderdruk is.In addition, the input container bottom 516 has a double-layered structure to provide heat recuperation when, for example, "warm" feedback flow from the gas tube 440 (Figure 4) is injected back into the system through the bottom 516. In the upper part 517 of the input container 510 is atmospheric, while near bottom 516 there is underpressure.

Volgens een uitvoeringsvorm, wordt de elektro-vergassing en fotodissociatie oven 620 ook gekenmerkt door een buisvorm, zoals blijkt uit het perspectivisch aanzicht van figuur 6 (a), terwijl figuur 6 (b) het bovenaanzicht van de oven 620 toont. .Concentrisch gelegen ,in een verticale opstelling, omringen een aantal elektrodes 622 de centrale as 621. De elektrodes 622 zijn bijvoorbeeld vervaardigd uit een aluminiumlegering (bijv. Iconel;601), waardoor de resonantie in organische verbindingen wordt bewerkstelligd, door het uitzenden van straling bij bepaalde golflengten, in het bijzonder in het UV gebied. Elke binding (CC, CH, CO ...) van de organische verbinding heeft een bepaalde trillingsfrequentie, en kan worden geresoneerd. Door de lage druk in de oven 620, zal de straling maximaal de organische moleculen bereiken of ermee botsen. De elektroden 622 worden omcirkeld door een parabolische plaat 629, die de straling uitgezonden door de elektroden 622 reflecteert en deze straling concentreert naar het midden van de oven 620, zoals aangeduid door de pijl R. Verder is er door de lage druk in de oven 620, geen ingewikkeld isolatiemateriaal vereist op zijn binnenoppervlak 628, bestand tegen hoge temperaturen, lage druk en agressieve omgeving. Dit is duidelijk geïllustreerd in figuur 6 (b), waarbij de concentrische zone A tussen de parabolische plaat 629 en hét binnenoppervlak 628 van de oven 620, een zone is van onderdruk, en ,dus ,fungeert als isolatie^.Terug.verwijzend naar figuur 6 (a), zijn op verschillende hoogten, mogelijk vaste posities, roterende schrapers 623 gemonteerd binnen de centrale kamer 627. Elk van de schrapers 623 wordt dichtbij een schijf 624 aangebracht, welke gemaakt is van een bepaald materiaal. Verder wordt een vast-recipiënt kamer 631 voorzien in het onderste gedeelte van de elektro-vergassing en fotodissociatie oven 620, voor het opvangen van alle niet-gasvormige materiaal. De opening of uitlaat 630 wordt gebruikt om de vaste stroom 425 zijnde as en (zeldzame aard) metalen bevattende te verlaten. Terwijl dit onderste gedeelte een gekoelde zone is, zal het vacuüm hier fungeren als barrière voor warmteoverdracht (cfr. lage warmtegeleiding coëfficiënt). Een gasleiding 640 steekt uit de centrale kamer 627 van de oven 620, voor 'het omleiden van de gasfase naar verdere verwerking.According to an embodiment, the electro-gasification and photo-dissociation furnace 620 is also characterized by a tubular shape, as is apparent from the perspective view of Fig. 6 (a), while Fig. 6 (b) shows the top view of the furnace 620. Concentrically located, in a vertical arrangement, a number of electrodes 622 surround the central axis 621. The electrodes 622 are, for example, made of an aluminum alloy (e.g. Iconel; 601), whereby the resonance in organic connections is achieved by emitting radiation at certain wavelengths, in particular in the UV range. Each bond (CC, CH, CO ...) of the organic compound has a certain vibration frequency, and can be resonated. Due to the low pressure in the oven 620, the radiation will reach or collide with the organic molecules at most. The electrodes 622 are circled by a parabolic plate 629 which reflects the radiation emitted by the electrodes 622 and concentrates this radiation to the center of the oven 620, as indicated by the arrow R. Furthermore, due to the low pressure in the oven 620 , no complicated insulation material required on its inner surface 628, resistant to high temperatures, low pressure and aggressive environment. This is clearly illustrated in Figure 6 (b), where the concentric zone A between the parabolic plate 629 and the inner surface 628 of the oven 620 is a zone of underpressure, and, thus, acts as insulation. Referring back to Figure 6 (a), at different heights, possibly fixed positions, rotating scrapers 623 are mounted within the central chamber 627. Each of the scrapers 623 is mounted close to a disc 624 made of a particular material. Further, a fixed-receptacle chamber 631 is provided in the lower portion of the electro-gasification and photodissociation oven 620, for receiving all non-gaseous material. The orifice or outlet 630 is used to exit the solid stream containing ash and (rare earth) metals. While this lower portion is a cooled zone, the vacuum here will act as a barrier to heat transfer (cf. low heat conduction coefficient). A gas line 640 protrudes from the central chamber 627 of the oven 620 for diverting the gas phase to further processing.

Met figuur 7 wordt een uitvoeringsvorm van de condensator 750, separator 760 en gasuitlaat 770 volgens onderhavige uitvinding weergegeven en hierbij beschreven in meer detail. Bij lage druk, bijvoorbeeld 'benéden1 de 3Ό0 mbar en een temperatuur lager dan 1200°C, wordt condensatie van de gasstroom 735 geleid vanuit de gasleiding 740 in de condensator 750 verder gekatalyseerd door middel van besprenkeling een vloeistof, zoals bijvoorbeeld water of een andere ..vloeistof, .via de sproeiers 780 -aangebracht op (regelmatige) hoogtes binnen de condensatorbuis 750. De besprenkelende vloeistof kan een terugkoppelvloeistof 415 zijn die (gedeeltelijk) afgeleid wordt van de vloeibare afvoerstroom 485, of anderzijds kan het een ander extern geïntroduceerde vloeistof zijn, dus niet uit het systeem gevoed maar van buiten het systeem af-komstïg. De besprenkelende vloeistof is bovendien bevorderlijk voor de vorming van geprefereerde nieuwe verbindingen overeenkomstig dç verhoudingen C, N, O en H in de condensatortoren 750, met name bepaald door de vorm en afmetingen. Bovendien zijn de afstand L tussen de sproeiers 780, over de hoogte H van de toren 750, en de verhouding H/L belangrijke parameters voor het ontwerp van de condensator 750. Als voorbeeld wordt een afstand L van lOOOmm voor een hoogte H van 3000mm gehanteerd. De resulterende output onderaan de condensator 750 bevat nog een niet-gecondenseerde gedeelte 775 dat gasvormig is, terwijl het gecondenseerde deel 755 bestaat uit twee scheidbare vloeistoffen, namelijk zuren (bijvoorbeeld omvattende halogenen zoals fosfor) en olie. De gecondenseerde gasvormige en vloeibare niet-gecondenseerde onderdelen 755, 775 worden opgesplitst gebruik makend van een separator 760, en een gasuitlaat 770, al of niet voorzien van een vacuümpomp om het gas weg te pompen naar een andere (recycling) toepassing zoals bijvoorbeeld een WKK-platfoOT.Figure 7 shows an embodiment of the capacitor 750, separator 760 and gas outlet 770 according to the present invention and is described herein in more detail. At low pressure, for example, below 3 mbar and a temperature below 1200 ° C, condensation of the gas stream 735 is passed from the gas line 740 into the condenser 750, further catalyzed by sprinkling one liquid, such as water or another. liquid, via the nozzles 780 arranged at (regular) heights within the condenser tube 750. The sprinkling liquid can be a feedback liquid 415 which is (partially) derived from the liquid discharge stream 485, or alternatively it can be another externally introduced liquid , therefore not fed from the system but coming from outside the system. The sprinkling liquid is moreover conducive to the formation of preferred new compounds according to the ratios C, N, O and H in the capacitor tower 750, in particular determined by the shape and dimensions. Moreover, the distance L between the nozzles 780, over the height H of the tower 750, and the ratio H / L are important parameters for the design of the capacitor 750. As an example, a distance L of 100 mm for a height H of 3000 mm is used. . The resulting output at the bottom of the capacitor 750 still contains a non-condensed portion 775 that is gaseous, while the condensed portion 755 consists of two separable liquids, namely, acids (e.g., including halogens such as phosphorus) and oil. The condensed gaseous and liquid non-condensed parts 755, 775 are split using a separator 760, and a gas outlet 770, whether or not provided with a vacuum pump to pump the gas away to another (recycling) application such as for example a CHP -platfoOT.

Claims

Conclusions

A system (100) capable of continuously generating, from an unknown and / or varying input stream (200) of material, a plurality of discharge streams comprising a gaseous stream (310) and at least two separable liquid streams (320, 330) ; said system (100) comprises a first subsystem (150) for generating, by dissociation mechanisms, radiation from said input stream (200), a first intermediate stream (170), which is at least gaseous; and a second subsystem (150) for generating, from the first intermediate stream (170), a second intermediate stream (180), by performing both condensation and chemical processes, comprising at least one gaseous phase and two separable liquids; wherein said system (100) is adapted to control (i) said subsystems (140, 150) and / or (ii) flow of the intermediate product streams (170, 180) for the joint process to efficiently generate a predefined set of one or a plurality of said discharge streams (310, 320, 330), wherein the input stream (200) is an organic input stream and one of the two separable liquids of the second intermediate stream (180) comprises the elements P, Cl, S, N and hydrogenated halogens.

The system (100) according to claim 1, wherein the one of the two separable liquids comprises at least 95% of the elements P, Cl, IM and hydrogenated halogens, preferably more than 95%.

The system (100) according to any one of the preceding claims, wherein furthermore a fixed drainage stream is generated, wherein the fixed drainage stream comprises at most 5% of the elements P, Cl, N, C and hydrogenated halogens.

The system (100) of any one of the preceding claims, wherein the gas phase of the second intermediate stream (180) comprises an amount of NO x, which is less than 65 ppmm.

The system (100) according to any of the preceding claims, adapted to operate at a pressure in the first subsystem (140) and the second subsystem (150) of less than 300mbar and / or a temperature in the first subsystem (140) ) of more than 800 ° C and / or the radiation used in the first subsystem (140) is within the UV range.

The system (100) according to any of the preceding claims, wherein the first subsystem (140) is a vertical reactor provided with a plurality of storeys at different heights, each storey having at least one perforation, with at least a portion of the at least one perforation is not below each other, characterized in that through the use of a plurality of scrapers, rotating simultaneously about a vertical axis within the vertical reactor, said input stream (200) moves from one floor to the other by gravity.

The system (100) of any one of the preceding claims, wherein at least one of the two separable liquids of the second intermediate stream (180) and / or of the at least two separable liquid streams (320, 330) is at least partially fed back to the second subsystem (150) to correct stochoimetric mismatch.

The system (100) according to any one of the preceding claims, wherein the exhaust gases from an energy conversion system (390) are at least partially fed back into the first subsystem (140) to correct stochoimetric mismatch.

The system (100) of any one of the preceding claims, wherein the first subsystem (140) and / or a third subsystem (160) includes an optical system designed for a radiation that is optimally received by the input current (200) during processing.

The system (100) according to any of the preceding claims, wherein the first subsystem (140) is provided with radiators made of an alloy, which generate radiation during heating; and means for indirectly heating the radiators.

A method of executing a system (100) according to any one of the preceding claims comprising the steps of: loading measurement results into a computer system; comparing the measurement results with reference values by the computer system; calculating one or more set parameters of the system (100) by the computer system; and applying the calculated setting parameters to the system (100).

The method of claim 11, wherein one of the measurement results is UV-NIR absorption / reflection spectra of the gas phase of the first intermediate stream (170) and the vacuum pump outlet.

A computer program product comprising computer readable code, which when executed on a computer system causes the computer system to perform the methods of any one of the preceding method claims.

A non-temporary machine-readable storage medium that stores computer program products of the preceding claim 13.