DE10156553A1 - Verfahren zur Aufbereitung organischer Bestandteile, insbesondere aus Materialien einer Shredderleichtfraktion - Google Patents
Verfahren zur Aufbereitung organischer Bestandteile, insbesondere aus Materialien einer ShredderleichtfraktionInfo
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Aufbereitung organischer Bestandteile, insbesondere aus Materialien einer Shredderleichtfraktion. Um mechanisch abgetrennte organische Bestandteile weiter aufzubereiten, wobei insbesondere Störelemente beliebiger Art wie Cu, Ni oder Cr entfernt werden sollen, wird vorgeschlagen, dass mechanisch abgetrennte organische Bestandteile zur Erzeugung eines für einen Hochofenprozess bestimmten Reduktionsgases thermisch aufbereitet werden.
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Aufbereitung organischer Bestandteile, insbesondere aus Materialien einer Shredderleichtfraktion.
- Um insbesondere Umweltanforderungen Rechnung zu tragen, ist man bemüht, Altautomobile in hohem Umfang wiederzuverwerten. Hierzu werden vor dem Zerkleinern bzw. Zerreißen des Automobils zunächst die Betriebsstoffe entfernt. Sodann werden die durch die Zerkleinerung angefallenen Materialien einer Windsichtung zugeführt, wodurch eine Trennung in Leicht- und Schwerfraktion erfolgt. Ist die Shredderschwerfraktion im hohen Umfang aufbereitbar und somit wiederverwendbar, bereitet dies bei der Shredderleichtfraktion Probleme, sofern wirtschaftliche Gesichtspunkte zu berücksichtigen sind. Da jedoch die Shredderleichtfraktion ggf. als Sondermüll eingestuft werden kann und sodann nur auf Sonderdeponien gelagert werden darf, sind umfassende in der Praxis jedoch noch nicht umgesetzte Lösungsvorschläge unterbreitet worden, um die Shredderleichtfraktion in organische und anorganische Bestandteile aufzuteilen, wobei erstere als Brennstoffsubstitut geeignet sein sollen. Hierzu ist es jedoch erforderlich, dass die organischen Bestandteile von Eisen- und Nichteisenmetallen in erheblichem Umfang befreit sind und zusätzlich eine Trennung zwischen Eisen- und Nichteisenmetallen erfolgt, um die organischen Bestandteile insbesondere in einem Hochofenprozess als Zuschlagstoffe wiedereinsetzen zu können.
- Hierzu wird nach dem Stand der Technik vorgeschlagen, dass die Leichtfraktion einer Magnetscheidung zur Abtrennung von Eisenpartikeln aufgegeben, anschließend einer Zerkleinerung unterworfen, das zerkleinerte Gut durch Siebung in mehrere Fraktionen getrennt und jede Fraktion einer Windsichtung zur Trennung in eine anorganische und eine organische Fraktion unterworfen wird. Versuche haben jedoch gezeigt, dass die organische Fraktion einen Metallgehalt aufweist, die einen Einsatz als Substitutbrennstoff einschränkt, insbesondere bei der Stahlgewinnung, da in die organischen Bestandteilen wie Schaumstoff Kupferlitzenabschnitte eindringen können, die auch bei anschließenden Aufbereitungsstufen wie Windsichtungen nicht entfernbar sind. Auch musste festgestellt werden, dass organische Bestandteile aufgrund der in der Shredderleichtfraktion vorhandenen Feuchtigkeit zusammenklumpen, wodurch zum Einsatz gelangende Separatoreinrichtungen die gewünschte Klassierung nicht sicherstellen.
- Um diese Nachteile zu beheben, wird nach der DE 199 15 481 A1 ein Verfahren mit den Maßnahmen vorgeschlagen: Vorzerkleinerung der Materialien der Shredderleichtfraktion, Entfernen von Eisenteilen und stahlhaltigen Verbundteilen aus den vorzerkleinerten Materialien, Hauptzerkleinern der vorzerkleinerten Materialien, Trocknen der Materialien, Trennen von organischem Leichtgut aus den getrockneten Materialien durch Vorsichten und Austragen abgetrennten organischen Leichtguts, Fraktionieren der verbleibenden Materialien in zumindest zwei Korngrößen durch Sieben und Sichten von so gewonnenen Fraktionen in anorganische und organische Brennstoffe.
- Mit dem bekannten Verfahren aufbereitete Bestandteile können gegebenenfalls als Reduktionsmittel in einem Hochofenprozess verwendet werden. Voraussetzung hierfür ist jedoch, dass die organischen Materialien Qualitätsbedingungen insoweit erfüllen, dass die sogenannten stahlschädlichen Elemente wie Kupfer, Nickel oder Chrom sowie die für den Hochofenprozess verfahrenstechnisch schädlichen Elemente weitgehend entfernt sind. Hierzu gehört insbesondere, dass der Anteil an Zink und Chlor so gering wie möglich gehalten ist, bzw. diese Materialien vollständig entfernt sind. Häufig bereitet dies jedoch bei der rein mechanischen Aufbereitung erhebliche Probleme, so dass nur eine stark reduzierte Ausbeute organischer Materialien möglich ist. Dies wiederum bedeutet, dass eine relativ große nicht verwertbare Restfraktion anfällt, die gegebenenfalls als Sondermüll zu entsorgen ist.
- Eine weitere Voraussetzung, um organische Materialien im Hochofenprozess verwerten zu können, ist, dass diese ein Schüttgewicht von zumindest 0,3 t/m3 aufweisen. Ein geringeres Schüttgewicht erfordert demgegenüber eine höhere Förderluftgeschwindigkeit und -menge mit der Folge, dass zum einen der Hochofen stärker abkühlt und zum anderen Blasfördereinrichtungen durch erhöhte Abrasion aufgrund eines Sandstrahleffektes stärker verschlissen werden.
- In der Literaturstelle DE-Z: WLB Wasser, Luft und Boden 6/2001, Seiten 63 bis 65, werden organische Bestandteile einer Festbettdruckvergasung zugeführt, um mit Hilfe von Sauerstoff und Wasserdampf bei einer Temperatur zwischen 800°C und 1.300°C vergast zu werden. Ziel dieses Verfahrens ist es, die organischen Bestandteile in Methanol umzuwandeln.
- Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zu Grunde, dass aus Materialien z. B. einer Shredderleichtfraktion mechanisch abgetrennte organische Bestandteile weiter aufbereitet werden, wobei insbesondere Störelemente beliebiger Art wie Cu, Ni oder Cr entfernt werden sollen.
- Erfindungsgemäß wird das Problem im Wesentlichen dadurch gelöst, dass mechanisch abgetrennte organische Bestandteile zur Erzeugung von für einen Hochofenprozess bestimmtem Reduktionsgas thermisch aufbereitet werden. Insbesondere ist vorgesehen, dass die thermische Aufbereitung durch Hochtemperaturvergasung der mechanisch abgetrennten organischen Bestandteile bei einer Temperatur T > 1.500°C, insbesondere 1.500°C ≤ T ≤ 2.000°C erfolgt. Vorzugsweise sollte bei dem Hochtemperaturvergasungsprozess entstehendes Reduktionsgas wie Kohlenmonoxid und Wasserstoff unmittelbar dem Hochofen zugeführt werden, ohne dem Grunde nach das Reduktionsgas - mit Ausnahme gegebenenfalls erforderlicher Reinigungsprozesse - zu behandeln.
- Erfindungsgemäß wird die Verwertung organischer Bestandteile insbesondere einer Shredderfraktion wie Shredderleichtfraktion in einem Hochofen vorgeschlagen, wobei einer mechanischen Aufbereitung eine thermische Aufbereitungsstufe folgt. Dabei wird durch einen Hochtemperaturvergasungsprozess aus den mechanisch aufbereiteten, hochenergetischen und aschearmen organischen Bestandteilen ein Reduktionsgas aus überwiegend Kohlenmonoxid und Wasserstoff erzeugt. Bei diesem Verfahrensschritt werden die schädlichen Bestandteile wie Kupfer, Nickel oder Chrom nahezu vollständig entfernt. Beim Einblasen der Gase in den Hochofen könne abrasive Effekte dem Grunde nach ausgeschlossen werden.
- Wird außerdem nach einer Weiterbildung der Erfindung das bei der Hochtemperaturvergasung erzeugte Reduktionsgas unmittelbar dem Hochofen zugeführt, ergeben sich zusätzlich energetische Vorteile.
- Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen - für sich und/oder in Kombination -, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels.
- Es zeigen:
- Fig. 1 ein Fließbild zur Gewinnung organischer und anorganischer Fraktionen aus einer Shredderleichtfraktion und
- Fig. 2 ein Fließbild des erfindungsgemäßen Verfahrens.
- Der Fig. 1 ist ein Fließbild zu entnehmen, anhand dessen rein prinzipiell ein Verfahren zur Gewinnung organischer und anorganischer Fraktionen aus einer Shredderleichtfraktion erläutert werden soll, die insbesondere bei der Aufbereitung von Altautomobilen durch Zerkleinern angefallen sind.
- Die z. B. über einen LKW einem Flachbunker zugeführten Shredderrückstände SR können einen Feuchtegehalt bis zu 20% relative Feuchte enthalten, wobei in Abhängigkeit von dem Feuchtegehalt 60% bis 70% organische Anteile wie Holz, Textilien, Kunststoffe, Lack und Gummi vorhanden sein können. Der anorganische Anteil kann neben Glas, Steinen und Sand im Mittel 10% Eisen, 3% Kupfer und 3% Aluminium umfassen.
- Die Aufbereitung der Shredderrückstände (SR), soweit der trocken-mechanische Teil betroffen ist, ist rein prinzipiell der Fig. 1 zu entnehmen. Die Shredderrückstände werden zunächst einem Zerkleinerer 10 zugeführt, um Fraktionsmaterial einer Größe < 40 mm zu enthalten. Das Material wird sodann durch Sieben in eine Grobkornfraktion 14 (Material > 7-15 mm), eine Mittelkornfraktion 16 (Material 3-5 mm bis 7-15 mm) und eine Feinkornfraktion 18 (Material < 3-5 mm) aufgeteilt. Sodann wird sowohl die Grobkornfraktion 14 als auch die Mittelkornfraktion 16 einer Metallseparation 20, 22 unterzogen, um Eisen (Fe) und Nichteisenmetalle (NE) zu entfernen. Anschließend wird die Grobkornfraktion getrocknet (Stufe 24) bzw. die Mittelkornfraktion kompaktiert (Verfahrensschritt 26).
- Die Feinkornfraktion 18 wird gesichtet, wobei die Schwerfraktion mehr als 95% anorganische Bestandteile enthält. Der verbleibende Rest wird dem Kompaktierungsschritt 26 unterzogen. Sowohl die der Trockenstufe 24 als auch die der Kompaktierungsstufe 26 entnommenen Fraktionen werden sodann einem Hochtemperaturvergasungsreaktor 28 zugeführt, um bei einer Temperatur > 1.500°C, insbesondere zwischen 1.500°C und 2.000°C zur Erzeugung eines für einen Hochofenprozess bestimmten Reduktionsgases thermisch aufbereitet zu werden. Dies soll prinzipiell an Hand der Fig. 2 verdeutlicht werden.
- Dabei ist im Zusammenhang mit der Fig. 1 beschriebene Verfahren zur Gewinnung organischer und anorganischer Fraktionen aus Shredderrückständen (SR) in Fig. 2 durch den Verfahrensschritt "mechanische Aufbereitung" symbolisiert. Die nach der mechanischen Aufbereitung der Förderrückstände angefallenen organischen Bestandteile (Organik) werden sodann thermisch aufbereitet, und zwar erwähntermaßen durch Hochtemperaturvergasung. Dabei fällt einerseits grundsätzlich verwertbare Schlacke und andererseits aus den hochenergetischen aschearmen von stahlschädlichen Elementen wie Kupfer, Nickel oder Chrom befreiten organischen Bestandteilen erzeugtes Reduktionsgas an, das überwiegend aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff besteht. Dies kann sodann unmittelbar einem Hochofen zugeführt werden, ohne dass es grundsätzlich einer Behandlung der heißen Reduktionsgase bedarf und zudem ein energetisch günstiges Betreiben des Hochofens ermöglicht wird.
- Die von unerwünschten Elementen befreiten organischen Bestandteile werden bei der thermischen Aufbereitung in einem Vergasungsreaktor einer Temperatur T1 mit insbesondere 1.500°C ≤ T1 ≤. 2.000°C ausgesetzt.
- Die dabei entstehenden heißen Reduktionsgase verlassen den Vergasungsreaktor mit einer Temperatur T2 mit insbesondere 800°C ≤ T2 ≤. 1.000°C, um sodann unmittelbar dem Hochofen zugeführt zu werden.
- Der Anteil an Reduktionsgas (CO, H2) des den Vergasungsreaktor verlassenden Gases beträgt in etwa 50% bis 100%. Ein weiterer Bestandteil kann CO2 sein.
Claims (4)
1. Verfahren zur Aufbereitung organischer Bestandteile, insbesondere aus Materialien
einer Shredderleichtfraktion,
dadurch gekennzeichnet,
dass mechanisch abgetrennte organische Bestandteile zur Erzeugung eines für einen
Hochofenprozess bestimmten Reduktionsgases thermisch aufbereitet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die thermische Aufbereitung durch Hochtemperaturvergasung der mechanisch
abgetrennten organischen Bestandteile bei einer Temperatur T mit T > 1.500°C,
insbesondere 1.500°C ≤ T ≤ 2.000°C erfolgt.
3. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die organischen Bestandteile in dem Hochtemperaturprozess derart thermisch
behandelt werden, dass der Anteil an Reduktionsgas von erzeugtem Gas 50% bis 100%
beträgt.
4. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass in dem Hochtemperaturvergasungsprozess entstehendes Gas unmittelbar dem
Hochofen zugeführt wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2001156553 DE10156553A1 (de) | 2001-11-20 | 2001-11-20 | Verfahren zur Aufbereitung organischer Bestandteile, insbesondere aus Materialien einer Shredderleichtfraktion |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE2001156553 DE10156553A1 (de) | 2001-11-20 | 2001-11-20 | Verfahren zur Aufbereitung organischer Bestandteile, insbesondere aus Materialien einer Shredderleichtfraktion |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10156553A1 true DE10156553A1 (de) | 2003-05-28 |
Family
ID=7706115
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2001156553 Withdrawn DE10156553A1 (de) | 2001-11-20 | 2001-11-20 | Verfahren zur Aufbereitung organischer Bestandteile, insbesondere aus Materialien einer Shredderleichtfraktion |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE10156553A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1452577A1 (de) * | 2003-02-28 | 2004-09-01 | PROTEUS Srl | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Wasserstoff und anderen technischen Gasen durch Vergasung von festen Abfällen ohne atmosphärische Abgasen |
-
2001
- 2001-11-20 DE DE2001156553 patent/DE10156553A1/de not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP1452577A1 (de) * | 2003-02-28 | 2004-09-01 | PROTEUS Srl | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Wasserstoff und anderen technischen Gasen durch Vergasung von festen Abfällen ohne atmosphärische Abgasen |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8181 | Inventor (new situation) |
Inventor name: SATTLER, HANS-PETER, DIPL.-ING. DR., 61348 BAD HOM |
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |