DE10054336B4

DE10054336B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung von kondenshaltigen Pyrolysegasen

Info

Publication number: DE10054336B4
Application number: DE10054336A
Authority: DE
Inventors: Herbert Mändle
Original assignee: LANDKREIS GUENZBURG
Current assignee: Landkreis Guenzburg
Priority date: 2000-11-02
Filing date: 2000-11-02
Publication date: 2007-03-22
Anticipated expiration: 2020-11-03
Also published as: DE10054336A1

Abstract

Verfahren zur Reinigung von kondensathaltigen Pyrolysegasen unter Betriebsbedingungen in einer Müllpyrolyseanlage, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigung im Austragsgehäuse der Müllpyrolyseanlage unmittelbar nach Trennung der Feststoffe und des Gases vorgenommen wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reinigung von kondensathaltigen Pyrolysegasen unter Betriebsbedingungen in einer Müllpyrolyseanlage
Bei der Pyrolyse als einem Teilschritt des Verbrennungsvorgangs wird unter Luftabschluss im Temperaturbereich zwischen 450 °C und 600 °C ein Pyrolysegas und ein Pyrolyserückstand gebildet.
Als vorteilhaft bei der Pyrolyse von Abfallstoffen wird angesehen

• die Möglichkeit, mit der Pyrolyse nach entsprechender Reinigung ein verwertbares Pyrolysegas zu erhalten, das zum Beispiel in Gasmotoren mit höherem Wirkungsgrad als konventionell möglich energetisch umgesetzt werden kann;
• die Möglichkeit, aus einem in der Regel extrem heterogen zusammengesetzten Abfallstoff mit der Pyrolyse zwei homogene Stoffströme zu erhalten: Pyrolysegas und Pyrolyserückstand, die bei einer nachfolgenden oxidativen Reaktion in einer Brennkammer oder direkt in einer Kesselanlage problemlos verbrannt bzw. mit anderen Brennstoffen mit verbrannt werden können.

Als nachteilig bei der technischen Anwendung der Pyrolyse erweist sich jedoch der Gehalt des Pyrolysegases an Teeren und Kondensaten unter Betriebsbedingungen, sowie der – je nach Art der technischen Umsetzung der Pyrolyse – hohe Staubgehalt.
Beides zusammen, der Teer- und Kondensatgehalt, vor allem aber der leicht zum Anbacken neigende, hohe Staubgehalt beeinträchtigt jede weitere Pyrolysegasförderung und -behandlung.
So müssen bei großtechnisch ausgeführten Pyrolyseanlagen die Pyrolysegasrohrleitungen wegen dieser Staubablagerungen trotz Beheizung und Isolierung im Abstand von 2–4 Wochen mit beträchtlichem Aufwand gereinigt werden.
Die 1 zeigt eine bekannte Müllpyrolyseanlage zur Verarbeitung von Hausmüll, Sperrmüll und den thermisch behandelbaren Anteil des Gewerbemülls (Siehe Informationsblatt "Müllpyrolyseanlage und Mülldeponie des Landkreises Günzburg in Burgau-Unterknöringen")
Müll 1 ist von einem nicht dargestellten Grobmüllbunker in einen Feinmüllbunker 2 umgeladen worden. Dort können auch bis zu 10 % Klärschlamm zugemischt werden. Über eine Schleuse 3 und eine Stopfschnecke 4 gelangt der Müll 1 unter Zugabe von Kalk aus einem Kalkabgabebehälter 5 in einen Drehrohrofen 6, wo eine Erhitzung auf etwa 500 Grad Celsius erfolgt. Bei dieser Temperatur und unter Luftabschluß werden organische Verbindungen vollständig zersetzt, wodurch ein Pyrolysevorgang erfolgt. Das entstandene Pyrolysegas wird in ein Austragsgehäuse 7 geleitet. Der aus dem Drehrohrofen 6 abgeschiedene Schwelkoks wird über das Austragsgehäuse 7 in ein Austragssystem 8 geführt. Das heiße Pyrolysegas wird von dem Austragsgehäuse 7 in einen Entstaubungs-Zyklon 10 geleitet, von dem der Staub durch Rohrschnecken 10a mit dem Schwelkoks zusammengeführt wird. In der hier dargestellten Anlage gelangt das Pyrolysegas in eine Brennkammer 9, von dort in einen Dampfkessel 11, einen Rauchgasfilter 12 und in einen Kamin 13.
Diese Anlage hat die Nachteile, wie bereits eingangs beschrieben wurde, daß das Pyrolysegas ungenügend von Staub befreit ist und deshalb in den Rohrsystemen laufend Ablagerungen erfolgen. Dadurch ist eine ständige Reinigung erforderlich, während der die Anlage stillgelegt werden muß.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, für die Müllpyrolyseanlage entsprechend 1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, um bei hoher Verfügbarkeit und bei störungsfreiem Betriebsverhalten zu ermöglichen, eine kontinuierliche Staubabtrennung im heißen Pyrolysegas mit einem sehr hohen Wirkungsgrad vorzunehmen.
Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß die Reinigung im Austragsgehäuse der Müllpyrolyseanlage unmittelbar nach Trennung der Feststoffe und des Gases vorgenommen wird. Dabei soll bei der Auslegung des Austragsgehäuses und einer Reinigungsvorrichtung eine Pyrolysegasgeschwindigkeit von vorzugsweise < 1 m/s als Dimensionierungsgrundlage realisiert werden. Weiterhin ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß zum Reinigen Dampf, Stickstoff, verdichtetes Rauchgas (Druckluft aus Rauchgas mit nur 10 % O₂) oder normale Druckluft verwendet wird.
Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß die Reinigung der Pyrolysegase sofort nach dem Austritt aus dem Drehrohrofen im Austragsgehäuse erfolgt, welches dafür mit einer Filteranlage versehen ist, und daß das Filter, die Filterfläche und das Pyrolysegas zwangsläufig immer die gleiche Temperatur aufweisen, wodurch ideale isothermische Verhältnisse in der Reinigungsvorrichtung herrschen und wobei die Strömungsgeschwindigkeit des Pyrolysegases im Bereich von < 1 m/s liegt. Durch die erfindungsgemäße Anlage entfällt der störungsanfällige Entstaubungs-Zyklon.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
2 die Reinigung der Pyrolysegase mit Hilfe von in einem Austragsgehäuse 7a eingebauter Filterkerzen und
3 die Reinigung der Pyrolysegase mit Hilfe von einem Austragsgehäuse 7b eingebauter Filter aus Draht oder Stahlgewebe.
Entsprechend 2 wird das im Drehrohrofen 6 entstandene Pyrolysegas durch ein Einlassrohr 20 in ein Austragsgehäuse 7a geleitet. Das heiße Pyrolysegas wird durch in dem Austragsgehäuse 7a eingesetzte bekannte Filterkerzen 21 aus Keramik oder aus einem geeigneten Material mit einer Temperaturbeständigkeit von mindestens 550°C geführt. In der hier dargestellten Anlage wird das staubfreie Pyrolysegas durch ein Abgasrohr 22 direkt zur Brennkammer 9 geleitet.
Zweckmäßig wird das gesamte Austragsgehäuse 7a mit in kleinen Abständen voneinander angeordneten Filterkerzen 21 bestückt.
Die Filterkerzen 21 werden durch Impulse mit Dampf, Stickstoff und verdichtetes Rauchgas (Druckluft aus Rauchgas mit niedrigem O₂) abgereinigt, die durch Rohre 23 in das Austragsgehäuse 7a eingeleitet werden.
Der von den Filterkerzen 21 ausgesonderte Staub fällt nach unten zum Schwelkoks und wird durch ein Austrittsrohr 24 mit dem Schwelkoks über das Austragssystem 8 geführt. Bei dieser Anlage entfallen der Entstaubungs-Zyklon 10 und die Rohrschnecken 10a. Die Steuerung der Abreinigung kann über den Differenzdruck vor und nach den Filterkerzen 21 oder über die Volumenstrom-Menge des Pyrolysegases gesteuert werden.
Entsprechend 3 wird das im Drehrohrofen 6 entstandene Pyrolysegas durch das Einlassrohr 20 in ein Austragsgehäuse 7b geleitet. Das heiße Pyrolysegas wird durch ein im Austragsgehäuse 7b eingesetztes rundes Filtergehäuse 26 aus feinem Draht-, Stahlgewebe oder aus einem anderen geeigneten Material mit einer Maschenweite zwischen 0,05 und 1 mm und einer Temperaturbeständigkeit von mindestens 550°C geführt. In das Filtergehäuse 26 ist ein durch eine äußere. mechanische Vorrichtung 28 drehbares Einlaßrohr 29 eingesetzt, durch welches das Abreinigungsmedium eingeführt wird. Das Einlaßrohr 29 ist innerhalb des Filtergehäuses 26 abgewinkelt. Durch die mechanische Vorrichtung 28 kann das Einlaßrohr 29 zyklisch vertikal durch das gesamte Filtergehäuse 26 geführt werden. Das gereinigte Pyrolysegas tritt oben aus dem Filtergehäuse 26 wieder aus und gelangt durch ein Abgasrohr 30 in die Brennkammer 9. Als Abreinigungsmedium kann Dampf, Stickstoff und verdichtetes Rauchgas (Druckluft aus Rauchgas mit niedrigem O₂) verwendet werden.
Der vom Filtergehäuse 26 abgereinigte Staub fällt nach unten durch das Austrittsrohr 24 zum Schwelkoks und wird mit dem Schwelkoks über das Austragssystem 8 geführt. Bei dieser Anlage entfallen auch der Entstaubungs-Zyklon 10 und die Rohrschnecken 10a. Die Steuerung der Abreinigung kann über den Differenzdruck vor und nach dem Filter oder über die Volumenstrom-Menge des Pyrolysegases gesteuert werden.

Claims

Verfahren zur Reinigung von kondensathaltigen Pyrolysegasen unter Betriebsbedingungen in einer Müllpyrolyseanlage, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigung im Austragsgehäuse der Müllpyrolyseanlage unmittelbar nach Trennung der Feststoffe und des Gases vorgenommen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Auslegung des Austragsgehäuses und einer Reinigungsvorrichtung eine Pyrolysegasgeschwindigkeit von < 1m/s als Dimensionierungsgrundlage realisiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Abreinigungsmedium Dampf, Stickstoff, verdichtetes Rauchgas (Druckluft aus Rauchgas mit nur 10% O₂) oder normale Druckluft verwendet wird.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einem Drehrohrofen, einem Austragsgehäuse (7a; 7b), in das ungereinigte Pyrolysegas aus dem Drehrohrofen durch ein Einlassrohr (20) einströmt, und mit einer Reinigungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass diese innerhalb des Austragsgehäuses (7a; 7b) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsvorrichtung aus Kerzenfiltern (21) aus keramischen oder metallischem Material besteht.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsvorrichtung aus einem Filtergehäuse (26) aus keramischen oder metallischen Geweben besteht.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des Filtergehäuses (26) zur Reduzierung eines Druckverlustes aus einem Metallsieb besteht, dessen Maschenweite zwischen 0,05 und 1 mm, vorzugsweise zwischen 0,1 und 0,6 mm, beträgt.
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Austragsgehäuse (7b) mit einem Einlassrohr (29) versehen ist, durch welches ein Abreinigungsmedium in das Filtergehäuse (26) geleitet werden kann.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlassrohr (29) innerhalb des Filtergehäuses (26) abgewinkelt ist und mittels einer mechanischen Vorrichtung (28) sowohl drehbar als auch zyklisch vertikal verschiebbar ist.