DE10158463B4 - Process for the combined recycling of waste materials of different types, consistency and composition in a shaft-melting gasifier - Google Patents

Process for the combined recycling of waste materials of different types, consistency and composition in a shaft-melting gasifier Download PDF

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Abstract

Verfahren zur kombinierten Verwertung von Abfallstoffen unterschiedlicher Art, Konsistenz und Zusammensetzung, wie beispielsweise Altholz und Shredderleichtfraktionen aus der Altauto-Aufbereitung, in einem Schacht-Schmelz-Vergaser, bei dem
– erste Abfallstoffe über eine Begichtungseinrichtung zur Ausbildung einer Schüttsäule zugeführt werden,
– durch im Bereich der Hochtemperaturzone angeordnete erste Injektoren Sauerstoff in die Schüttsäule eingedüst wird,
– die so entstehenden Reaktionsprodukte als ein Teil des Rohgases mit den absinkenden, nicht vollständig verbrannten organischen Bestandteilen durch Absaugeinrichtungen in Richtung Herd geführt werden,
– der sich bildende Pyrolysekoks mit dem eingedüsten Sauerstoff durch oberhalb des Herdes angeordnete zweite Injektoren verbrannt wird,
– das gesamte Rohgas aus dem zwischen den beiden Injektorebenen liegenden Bereich durch die Absaugeinrichtungen abgesaugt und in eine Gaswirtschaft zur Weiterbehandlung geleitet wird, wobei
– zweite Abfallstoffe oberhalb der im Bereich der Hochtemperaturzone angeordneten Injektoren und unterhalb einer unteren Füllstandsmesseinrichtung durch eine oder mehrere um den Schachtumfang verteilte, durch die Wand des Schacht-Schmelz-Vergasers ragende Zuführungseinrichtungen der Schüttsäule des Schacht-Schmelz-Vergasers derart zugeführt werden, dass die Gasströmung im oberen Teil der Schüttsäule nicht beeinträchtigt wird.Process for the combined recycling of waste materials of different types, consistency and composition, such as waste wood and shredder light fractions from the recycling of used cars, in a shaft smelting gasifier, in which
The first waste materials are fed in via a charging device to form a pouring column,
Oxygen is injected into the pouring column by first injectors arranged in the region of the high temperature zone,
The resulting reaction products are passed as part of the raw gas with the sinking, not completely burned organic components through suction devices towards the hearth,
The pyrolysis coke which forms is burned with the injected oxygen by means of second injectors arranged above the hearth,
- The entire raw gas is sucked out of the area between the two injector levels through the suction devices and passed into a gas industry for further treatment, wherein
- Second waste materials above the injectors arranged in the area of the high-temperature zone and below a lower level measuring device through one or more feed devices distributed around the shaft circumference and protruding through the wall of the shaft-melting-gasifier, are fed to the chute of the shaft-melting-gasifier in such a way that the Gas flow in the upper part of the column is not affected.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kombinierten Verwertung von Abfallstoffen unterschiedlicher Art, Konsistenz und Zusammensetzung, wie beispielsweise Altholz und Shredderleichtfraktionen aus der Altauto-Aufbereitung, in einem Schacht-Schmelz-Vergaser.The invention relates to a method for the combined recycling of different waste materials Type, consistency and composition, such as waste wood and shredder light fractions from the recycling of used cars, in a shaft melting gasifier.

Aus dem Stand der Technik sind bereits durch WO 01/62873 A1 ein Schacht-Schmelz-Vergaser und ein Verfahren zur thermischen Behandlung und Verwertung von Abfallstoffen unterschiedlicher Art, Konsistenz und Zusammensetzung, wie schadstoffbelastetes Altholz, Altreifen, Industrie-/Gewerbeabfallstoffe sowie Haus- und Sperrmüll, bekannt. Für den Schacht-Schmelz-Vergaser ist kennzeichnend, dass auf einer Grundplatte ein den Herd bildender Schachtteil mit Abstichvorrichtungen für Schlacke und Eisen aufgesetzt ist und direkt anschließend mehrere verschiedenartig gestaltete zylindrische Schachtteile angeordnet sind, wobei der konische Schachtteil in den schachterweiternden Schachtteil ragt und so einen schüttungsfreien Raum mit hierin liegenden Absaugeinrichtungen bildet, im Schachtteil oberhalb des Herdes und im konischen Schachtteil oberhalb des schüttungsfreien Raumes jeweils mehrere um den Umfang verteilte Injektoren angeordnet sind. Die Abfallstoffe werden verfahrensgemäß über eine Begichtungseinrichtung und den Vergaserschacht zunächst direkt in die Hochtemperaturzone, welche sich in der oberen Injektorebene des Schacht-Schmelz-Vergasers befindet, und danach bis zur Füllstandsanzeige eingebracht. Die Füllstandsanzeige ist unterhalb der Begichtungseinrichtung und oberhalb der installierten Injektor- und/oder Luft- und/oder Sauerstoff-Zuführeinrichtungen des Schacht-Schmelz-Vergasers am Schacht angeordnet. In der Hochtemperaturzone reagieren die in den Abfallstoffen enthaltenen organischen Bestandteile mit dem eingedüsten Sauerstoff. Die Reaktionsprodukte werden im Gleichstromprinzip in Richtung Herd gesaugt und durchströmen die aus den Abfallstoffen bestehende Schüttsäule des Schacht- Schmelz-Vergasers. Dies bedeutet, dass sie in der gleichen Richtung wie die im Schacht des Schmelzvergasers absinkenden restlichen Abfallstoffe strömen. Die nicht vollständig verbrannten organischen Bestandteile der Abfallstoffe unterliegen einer pyrolytischen Zersetzung. Der sich bildende Pyrolysekoks wird in der unteren Injektorebene mit Sauerstoff verbrannt. Das Rohgas wird dann aus dem zwischen den beiden Injektorebenen liegenden Bereich abgesaugt und in eine Gaswirtschaft zur Weiterbehandlung geleitet. Nachteilig ist, dass beim Einsatz von feinkörnigen oder pastenartigen oder teigigen Abfallstoffen sich das Lückenvolumen in der Schüttsäule des Schacht-Schmelz-Vergasers allgemein verringert und damit der Strömungswiderstand für die Gasströmung sich erhöht. Im Extremfall kann der Einsatz solcher Abfallstoffe bis zur Funktionsunfähigkeit des Schacht-Schmelz-Vergasers führen. Nachteilig ist auch, wenn solche Abfallstoffe unterhalb der oberen Injektorebene eingebracht werden. Dadurch können organische Schadstoffe unzersetzt aus dem Bereich zwischen den beiden Injektorebenen abgesaugt werden. Durch das Einbringen der Abfallstoffe unterhalb der unteren Injektorebene würde der Abfluss von Schlacke und Metall behindert werden, da die endotherme Zersetzung der hier eingebrachten Abfallstoffe das Temperaturniveau im Herd herabsetzt.From the prior art are already through WO 01/62873 A1 a shaft melting gasifier and a method for thermal treatment and recycling of various types of waste, Consistency and composition, such as waste wood contaminated with pollutants, Used tires, industrial / commercial waste materials as well as household and bulky waste, known. For the Shaft-melting carburetor is characteristic that on a base plate a shaft part forming the hearth with tapping devices for slag and Iron is put on and immediately afterwards several different types designed cylindrical shaft parts are arranged, the conical shaft part protrudes into the shaft-expanding shaft part and so a non-bulk Forms a space with suction devices located in the shaft section above of the hearth and in the conical shaft section above the unloaded Space in each case several injectors distributed around the circumference are arranged. The waste materials are processed according to the process via an inspection facility and the carburettor shaft first directly into the high temperature zone, which is in the upper injector level of the shaft melting carburetor, and then up to the level indicator brought in. The level indicator is below the inspection device and above the installed Injector and / or air and / or oxygen supply devices of the shaft melting gasifier arranged on the shaft. In the high temperature zone they react the organic components contained in the waste materials with the injected oxygen. The reaction products are sucked towards the stove in the direct current principle and flow through the waste column of the shaft melting gasifier consisting of the waste materials. This means that they are in the same direction as that in the shaft of residual waste materials sinking in the melting gasifier. The not completely burned organic components are subject to waste pyrolytic decomposition. The pyrolysis coke that forms is burned with oxygen in the lower injector level. The raw gas is then from the area between the two injector levels aspirated and sent to a gas industry for further treatment. adversely is that when using fine grain or pasty or pasty waste materials the gap volume in the chute of the shaft melting carburetor generally reduced and thus the flow resistance for the gas flow itself elevated. In extreme cases, the use of such waste materials can lead to inoperability of the shaft melting carburetor. It is also disadvantageous if such waste materials are below the upper injector level be introduced. This allows organic Pollutants undecomposed from the area between the two injector levels be sucked off. By introducing the waste materials below the lower injector level would the drainage of slag and metal will be hindered as the endothermic Decomposition of the waste materials introduced here the temperature level in the hearth.

In DE 32 33 774 A1 ist ein mit WO 01/62873 A1 vergleichbares Verfahren zur Vergasung von kohlehaltigem Material zu einer hauptsächlich aus CO und H2 bestehenden Gasmischung mit einem Gesamtanteil von CO2 und H2 von weniger als 12% dargestellt. Das kohlehaltige Material wird hier in stückiger Form durch eine gasdichte Schleuse in einen Reaktor, vorzugsweise einen Schachtofen, von oben her bis zu einer vorgegebenen Füllhöhe eingebracht, das erzeugte Gas wird dann vom Schachtofen in einer Höhe unter der Oberfläche des kohlehaltigen Materials abgezogen und Oxidationsmittel oder Wärmemittel werden zugeführt. Um die erwünschte Vergasung durchführen zu können, wird das kohlehaltige Material in stückiger Form eventuell zusammen mit einem Schwefelbinder, wie beispielsweise Dolomit, durch die Schleuse in den Schacht eingebracht. Die Vergasung erfolgt bei hoher Temperatur und unter oxidierenden Bedingungen, und gleichzeitig passiert das anfänglich hergestellte Gas ein heißes Koksbett oder ein Bett aus koksartigem Material, woraufhin sein H2O-Gehalt mit Kohlenstoff reagiert und H2 und CO bildet. Das Verfahren soll eine Steuerung des CO/H2 – Verhältnisses ermöglichen, da die Wärmeenergie über Plasmabrenner zugeführt wird und somit das Verhältnis zwischen H2O, CO2 und O2 im oxidierenden Gas innerhalb weiter Grenzen variiert werden kann. Zur gleichmäßigen Verteilung von Brennstoff auf dem Bett eines Vergasers mit abwärts gerichtetem Zug ist durch DE 815 519 A eine Beschickungsvorrichtung bekannt, die oberhalb der Brennstoffüllung neben dem Schacht außerhalb des Wärmestrahlungsbereiches des Brennstoffes angeordnet ist. Die Beschickungsvorrichtung ist als Wurfvorrichtung ausgebildet und soll so eine seitliche Zuführung des Brennstoffes ermöglichen.In DE 32 33 774 A1 a method comparable to WO 01/62873 A1 for the gasification of carbonaceous material to a gas mixture consisting mainly of CO and H 2 with a total content of CO 2 and H 2 of less than 12% is shown. The coal-containing material is introduced here in pieces through a gas-tight lock into a reactor, preferably a shaft furnace, from above to a predetermined filling level, the gas generated is then drawn off from the shaft furnace at a height below the surface of the carbon-containing material and oxidizing agents or Heat agents are added. In order to be able to carry out the desired gasification, the carbonaceous material may be introduced into the manhole through the lock together with a sulfur binder, such as dolomite. The gasification takes place at high temperature and under oxidizing conditions, and at the same time the gas initially produced passes through a hot coke bed or a bed made of coke-like material, whereupon its H 2 O content reacts with carbon and forms H 2 and CO. The method is intended to enable the CO / H 2 ratio to be controlled, since the thermal energy is supplied via plasma torches and the ratio between H 2 O, CO 2 and O 2 in the oxidizing gas can thus be varied within wide limits. For even distribution of fuel on the bed of a carburetor with downward pull is through DE 815 519 A a loading device is known, which is arranged above the fuel filling next to the shaft outside the heat radiation area of the fuel. The charging device is designed as a throwing device and is intended to enable the fuel to be fed in laterally.

Weiterhin ist durch DE 44 07 230 C2 ein Verfahren zur stofflichen Verwertung von festen Reststoffen in einem koksbeheizten Schachtofen bekannt, bei dem die festen Reststoffe verdichtet und zu einem Strang geformt werden und dieser Strang mittels einer Rohrleitung der Hochtemperaturzone des Schachtofens durch eine seiner Düsen, oder in deren Bereich durch die Wand des Schachtofens mittels spezieller Zuführungseinrichtungen, wie z. B. Schneckenförderer oder Kolbenpressen, zugeführt werden. Mit dieser Verfahrensweise wird eine hinreichend lange Verweilzeit der festen Reststoffe in der Hochtemperaturzone gewährleistet, so dass sie ähnlich wie bei der Injektion von Zusatzreduktionsmitteln in den Hochofen vergast, verdampft, verbrannt bzw. geschmolzen werden. Dieses Verfahren ist zur Verwertung von Abfallstoffen unterschiedlicher Beschaffenheit in einem Schacht-Schmelz-Vergaser nicht anwendbar, weil durch die endotherme Zersetzung der direkt in die Hochtemperaturzone eingebrachten Abfallstoffe mit ihren hohen Gehalten an flüchtigen Bestandteilen große Temperaturverluste unmittelbar vor den Sauerstoff-Injektoren entstehen, wodurch die Funktionsfähigkeit des Schacht-Schmelz-Vergasers beeinträchtigt wird. Weiter ist nachteilig, dass diese Wirkung nicht wie im Hochofenbetrieb beispielsweise durch eine höhere Heißwindtemperatur kompensiert werden kann, da sich eine entsprechende Temperaturerhöhung des technisch reinen Sauerstoffs durch negative wirtschaftliche Effekte, verbunden mit höheren sicherheitstechnischen Anforderungen, verbietet.Furthermore is by DE 44 07 230 C2 a method for recycling solid residues in a coke-heated shaft furnace is known, in which the solid residues are compressed and formed into a strand and this strand by means of a pipeline of the high-temperature zone of the shaft furnace through one of its nozzles, or in its area through the wall of the shaft furnace by means of special feed devices, such as. B. screw conveyors or piston presses are supplied. With this procedure one gets rid of it The long residual time of the solid residues in the high-temperature zone is guaranteed, so that they are gasified, evaporated, burned or melted similarly to the injection of additional reducing agents into the blast furnace. This process cannot be used for the recycling of waste materials of various types in a shaft-melting gasifier, because the endothermic decomposition of the waste materials brought directly into the high-temperature zone with their high levels of volatile constituents results in large temperature losses immediately in front of the oxygen injectors, which means that Functionality of the shaft melting carburetor is impaired. Another disadvantage is that this effect cannot be compensated for, as in blast furnace operation, for example by a higher hot wind temperature, since a corresponding increase in the temperature of the technically pure oxygen due to negative economic effects, combined with higher safety requirements, is prohibited.

Diese Nachteile sind auch bei dem in DE 43 28 164 C2 dargestellten Verfahren zur thermisch-metallurgischen Entsorgung von Reststoffen bei der Herstellung von Roheisen in einem koksbeheizten Schachtofen festzustellen. Bei diesem Verfahren werden die Reststoffe im Bereich der Windformen und/oder darunter eingeleitet.These disadvantages are also with the in DE 43 28 164 C2 method for the thermal-metallurgical disposal of residues during the production of pig iron in a coke-heated shaft furnace. In this process, the residual materials are introduced in the area of the wind forms and / or below.

Hinsichtlich der Einführung von zusätzlichem Material direkt in eine Hochtemperaturschicht ist ebenfalls durch DE 937 785 A eine Vorrichtung zum Einbringen von staubförmigen bis kleinstückigen Brennstoffen und einem Vergasungsmittel in das ruhende Brennstoffbett eines Abstichgaserzeugers bekannt. Die Einbringevorrichtung besteht aus einem zur Kühlung mehrfach ummantelten Rohr mit innenlaufender Schnecke oder Kolben. Am Austritt aus dieser Vorrichtung wird der Brennstoff durch Sauerstoff oder ein Sauerstoff-Stickstoff-Gemisch gezündet und verbrannt. Die Vergasungsmittel werden so in das Brennstoffbett eingeleitet, dass der austretende Brennstoff mit dem Vergasungsmittel unmittelbar an der Mündung der Kanäle innigst vermischt wird und dabei Temperaturen erreicht werden, die die nicht brennbaren Bestandteile, wie Asche, verflüssigen sollen. Diese Verfahrensweise ist energetisch nicht praktikabel.With regard to the introduction of additional material directly into a high temperature layer is also through DE 937 785 A a device for introducing dust-like to small-sized fuels and a gasifying agent in the quiescent fuel bed of a tapping gas generator is known. The insertion device consists of a tube with cooling, which is coated several times, with an internal screw or piston. At the exit from this device, the fuel is ignited and burned by oxygen or an oxygen-nitrogen mixture. The gasification agents are introduced into the fuel bed in such a way that the escaping fuel is intimately mixed with the gasification agent directly at the mouth of the channels and temperatures are reached which are intended to liquefy the non-combustible components, such as ash. This procedure is not practical in terms of energy.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, ein Verfahren zur kombinierten Verwertung von Abfallstoffen unterschiedli cher Art, Konsistenz und Zusammensetzung, wie beispielsweise Altholz und Shredderleichtfraktionen aus der Altauto-Aufbereitung, in einem Schacht-Schmelz-Vergaser zu realisieren, das das Lückenvolumen in der Schüttsäule nur unwesentlich verringert, Temperaturverluste in der Hochtemperaturzone vermeidet und damit die Funktionsfähigkeit des Schacht-Schmelz-Vergasers garantiert.The object of the invention is therefore in a process for the combined recycling of waste materials Different types, consistency and composition, such as Waste wood and light shredder fractions from waste car processing, to realize in a shaft-melting carburetor that the gap volume in the pillar only Insignificantly reduced, temperature losses in the high temperature zone avoids and thus guarantees the functionality of the shaft melting carburetor.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass

  • – dem Schacht-Schmelz-Vergaser erste Abfallstoffe über eine Begichtungseinrichtung zur Ausbildung einer Schüttsäule zugeführt werden,
  • – bei dem durch im Bereich der Hochtemperaturzone angeordnete erste Injektoren Sauerstoff in die Schüttsäule eingedüst wird,
  • – die so entstehenden Reaktionsprodukte als ein Teil des Rohgases mit den absinkenden, nicht vollständig verbrannten organischen Bestandteilen durch Absaugeinrichtungen in Richtung Herd geführt werden,
  • – der sich bildende Pyrolysekoks mit dem eingedüsten Sauerstoff durch oberhalb des Herdes angeordnete zweite Injektoren verbrannt wird,
  • – das gesamte Rohgas aus dem zwischen den beiden Injektorebenen liegenden Bereich durch die Absaugeinrichtungen abgesaugt und in eine Gaswirtschaft zur Weiterbehandlung geleitet wird,
  • – wobei zweite Abfallstoffe oberhalb der im Bereich der Hochtemperaturzone angeordneten Injektoren und unterhalb einer unteren Füllstandsmesseinrichtung durch eine oder mehrere um den Schachtumfang verteilte, durch die Wand des Schacht-Schmelz-Vergasers ragende Zuführungseinrichtungen der Schüttsäule des Schacht-Schmelz-Vergasers derart zugeführt werden, dass die Gasströmung im oberen Teil der Schüttsäule nicht beeinträchtigt wird.
According to the invention this is achieved in that
  • The first waste materials are fed to the shaft-melting gasifier via a charging device to form a pouring column,
  • In which oxygen is injected into the column by means of first injectors arranged in the region of the high-temperature zone,
  • The resulting reaction products are passed as part of the raw gas with the sinking, not completely burned organic components through suction devices towards the hearth,
  • The pyrolysis coke which forms is burned with the injected oxygen by means of second injectors arranged above the hearth,
  • The entire raw gas is sucked out of the area between the two injector levels through the suction devices and passed into a gas industry for further treatment,
  • - whereby second waste materials above the injectors arranged in the area of the high temperature zone and below a lower fill level measuring device are supplied to the chute column of the manhole melting gasifier by one or more feeding devices distributed around the shaft circumference and protruding through the wall of the shaft melting gasifier the gas flow in the upper part of the bulk column is not affected.

Damit ist der Vorteil erzielbar, dass die Gasströmung im oberen Teil der Schüttsäule durch die zweiten Abfallstoffe nicht beeinträchtigt wird, diese Stoffe jedoch beim Absinken mit den übrigen Beschickungsmaterialien dennoch stets durch die Hochtemperaturzone geleitet werden. Dadurch unterliegen sie den gleichen thermischen und reaktiven Bedingungen wie die über die Begichtungseinrichtung zugeführten ersten Abfallstoffe. Die Funktionsfähigkeit des Schacht-Schmelz-Vergasers ist gewährleistet.The advantage can thus be achieved that the gas flow in the upper part of the column the second waste is not affected, but these substances when sinking with the rest Feeding materials always through the high temperature zone be directed. As a result, they are subject to the same thermal and reactive conditions like those on the inspector supplied first waste materials. The functionality of the shaft melting carburetor is guaranteed.

Als Zuführungseinrichtungen für die zweiten Abfallstoffe werden Düsen, Schneckenförderer, Strangpressen oder Extruderpressen verwendet. Eine bevorzugte Weiterbildung des Verfahrens besteht darin, dass die Zuführungseinrichtungen mit einem Heizmedium, beispielsweise mit Heißwind oder heißen Verbrennungsabgasen oder vorgeheizten flüssigen Medien, beaufschlagt werden. Dies hat den Vorteil, dass die Abfallstoffe bereits in der Zuführungseinrichtung vorgewärmt werden und somit in Abhängigkeit von der eingestellten Temperatur einer Vortrocknung und ggf . einer beginnenden Pyrolyse unterliegen, der Energieaufwand im Schacht-Schmelz-Vergaser zum Erreichen der Starttemperatur der pyrolytischen Zersetzung der Abfallstoffe gesenkt wird und damit der verfahrenstechnische Prozessablauf im Schacht-Schmelz-Vergaser energetisch unterstützt und verbessert.wird. Die organischen Bestandteile der zweiten Abfallstoffe reagieren in der Hochtemperaturzone in der oberen Injektorebene des Schacht-Schmelz-Vergasers mit dem eingedüsten Sauerstoff. Die Reaktionsprodukte werden im Gleichstromprinzip in Richtung Herd gesaugt, d.h. sie strömen in die gleiche Richtung wie die im Schacht des Schmelz-Vergasers absinkenden ersten Abfallstoffe. Die nicht vollständig verbrannten organischen Bestandteile unterliegen einer pyrolytischen Zersetzung. Der sich bildende Pyrolysekoks wird in der unteren Injektorebene mit Sauerstoff verbrannt. Das Rohgas wird aus dem Bereich zwischen den beiden Injektorebenen abgesaugt. Durch die reduzierende Atmosphäre und die hohen Temperaturen werden die organischen Schadstoffe zerstört.Nozzles, screw conveyors, extrusion presses or extrusion presses are used as supply devices for the second waste materials. A preferred further development of the method consists in that the supply devices are acted upon with a heating medium, for example with hot wind or hot combustion exhaust gases or preheated liquid media. This has the advantage that the waste materials are already preheated in the feed device and thus dependent on the set temperature of predrying and possibly. are subject to the onset of pyrolysis, the energy expenditure in the shaft-melting gasifier is reduced to reach the start temperature of the pyrolytic decomposition of the waste materials, and the process engineering process flow in the shaft-melting gasifier is thus energetically supported and improved. The organic components of the second waste materials rea yaw in the high temperature zone in the upper injector level of the shaft melting carburetor with the injected oxygen. The reaction products are sucked in the direction of the stove in the direct current principle, ie they flow in the same direction as the first waste substances sinking in the shaft of the melting gasifier. The incompletely burned organic components are subject to pyrolytic decomposition. The pyrolysis coke that forms is burned with oxygen in the lower injector level. The raw gas is extracted from the area between the two injector levels. The reducing atmosphere and the high temperatures destroy the organic pollutants.

Eine andere Weiterbildung des Verfahrens besteht darin, dass die Zuführungseinrichtungen Brenner sind. Die Abfallstoffe werden dabei im kalten oder vorgewärmten Zustand mit Luft oder vorgewärmter Luft oder mit Sauerstoff vollständig oder unvollständig verbrannt. Die heißen Verbrennungsabgase werden im Gleichstromprinzip in Richtung Herd gesaugt und unterstützen die Vorwärmung und pyrolytische Zersetzung der übrigen Einsatzmaterialien.Another development of the method exists in that the feeders burners are. The waste materials are cold or preheated with air or preheated Air or oxygen completely or incomplete burned. They are called Combustion gases are sucked towards the stove in the direct current principle and support the preheating and pyrolytic decomposition of the others Feedstocks.

Das Verfahren soll am Beispiel der Verwertung von einer Gesamtmenge von 1 t/h Durchsatz Altholz mit Metallteilen, Bahnschwellen und Spanplatten sowie dem Zusatz von 100 kg Shredderleichtfraktion/h in einem Schacht-Schmelz-Vergaser näher erläutert werden.The procedure should be based on the example of Recovery of a total amount of 1 t / h throughput of waste wood Metal parts, railway sleepers and chipboard as well as the addition of 100 kg shredder light fraction / h in a shaft melting gasifier are explained in more detail.

Am Schacht-Schmelz-Vergaser wird dazu oberhalb der im Bereich der Hochtemperaturzone angeordneten Injektoren, konkret 500 mm unterhalb der unteren Füllstandsmessung, eine Extruderschnecke zum Fördern der Shredderleichtfraktion installiert. Der Vorratsbehälter und dessen Förderrohr werden zusätzlich mit einem etwa 200°C aufweisenden Heißwind beaufschlagt. Die Extruderschnecke hat ofenseitig eine feuerfeste Zuführungsöffnung, die in das Schachtinnere des Schacht-Schmelz-Vergasers ragt. Der Schacht-Schmelz-Vergaser wird mit 0,04 t/h Koks und 0,04 t/h Kalk sowie mit 1 t/h Altholz mit Metallanteilen, Bahnschwellen und Spanplatten beschickt. Zusätzlich werden über die Extruderschnecke 0,1 t/h Shredderleichtfraktion zugeführt. Die als Folge der Verdichtung im Extruder erhitzte Shredderleichtfraktion wird pastenartig und teigig in die Hohlräume zwischen den Beschickungsmaterialien gepresst, welche sich unmittelbar im Mündungsbereich der Extruderschnecke im Schacht des Schmelz-Vergasers befinden. Die dadurch verursachte lokale Verdichtung der Beschickungssäule beeinflusst ihre Gasdurchlässigkeit nur unwesentlich und stellt die Funktionsfähigkeit des Schacht- Schmelz-Vergasers somit nicht in Frage. Dies bedeutet, dass auch von Natur aus pastenartige oder teigige Abfallstoffe, wie beispielsweise Ölschlämme mit hohen Staubanteilen erfindungsgemäß verwertbar sind. Durch die Injektoren werden 273 m3/h Sauerstoff eingeblasen. In der Hochtemperaturzone reagieren die in den Abfallstoffen, also auch die in der Shredderleichtfraktion, enthaltenen organischen Bestandteile mit dem eingedüsten Sauerstoff. Die mineralischen und metallischen Bestandteile der Abfallstoffe schmelzen und fließen oder tropfen nach unten in den Herd ab. Gleichzeitig werden die durch thermochemische Umsatzreaktionen entstehenden heißen gasförmigen Reaktionsprodukte mit den absinkenden, nicht oder nicht vollständig verbrannten organischen Bestandteilen der Abfallstoffe durch die Absaugeinrichtungen im Gleichstrom in Richtung Herd geführt und unterliegen einer pyrolytischen Zersetzung. Der sich in der Reduzier-/Crackzone bildende Pyrolysekoks wird durch den von den unteren Injektoren eingebrachten Sauerstoff verbrannt, wobei sich Schlacke und Metall überhitzen und im Herd sammeln. Das Rohgas setzt sich aus den in der Hochtemperaturzone und der Reduzier/Crackzone gebildeten gasförmigen Reaktionsprodukten zusammen. Es wird zwischen der Hochtemperaturzone und der Reduzier-/Crackzone abgesaugt. Die Absaugeinrichtungen, beispielsweise Quenche oder Sprühabsorber, fördern ca.1600 Nm3/h Rohgas, das 334 l/h Wasser enthält, welches auskondensiert wird. Ca. 0,1 t/h metallische und ca. 0,08 t/h mineralische Komponenten der Abfallstoffe werden durch die Abstichvorrichtungen aus dem Schacht-Schmelz-Vergaser abgezogen. Das entstandene Rohgas wird mit Temperaturen von mindestens 800 °C abgesaugt und in eine Gaswirtschaft zur Weiterverarbeitung geleitet. Das Synthesegas hat einen unteren Heizwert zwischen 2,0 und 2,5 kWh/Nm3 und wird in einem nachgeschalteten Gasverbraucher verarbeitet. Das in einer Gasreinigung für die Verwertung im Blockheizkraftwerk aufbereitete Brenngas kann dann zur energetischen Nutzung einem Gasmotor zugeführt werden.For this purpose, an extruder screw for conveying the light shredder fraction is installed on the shaft-melting gasifier above the injectors arranged in the area of the high-temperature zone, specifically 500 mm below the lower level measurement. The storage container and its delivery pipe are additionally subjected to a hot wind at approximately 200 ° C. The extruder screw has a refractory feed opening on the furnace side, which protrudes into the shaft interior of the shaft-melting gasifier. The shaft smelting gasifier is charged with 0.04 t / h coke and 0.04 t / h lime as well as with 1 t / h waste wood with metal parts, railway sleepers and chipboard. In addition, 0.1 t / h shredder light fraction is fed in via the extruder screw. The shredder light fraction, which is heated as a result of the compression in the extruder, is pressed pasty and pasty into the cavities between the feed materials, which are located directly in the mouth area of the extruder screw in the shaft of the melting gasifier. The local compression of the charging column caused by this influences its gas permeability only insignificantly and therefore does not question the functionality of the shaft-melting gasifier. This means that pasty or pasty waste materials, such as oil sludge with high dust content, can also be used in accordance with the invention. 273 m 3 / h of oxygen are blown in through the injectors. In the high-temperature zone, the organic components contained in the waste materials, including the light shredder fraction, react with the injected oxygen. The mineral and metallic components of the waste materials melt and flow or drip down into the stove. At the same time, the hot gaseous reaction products formed by thermochemical conversion reactions with the sinking, not or not completely burned organic constituents of the waste materials are passed through the suction devices in cocurrent towards the hearth and are subject to pyrolytic decomposition. The pyrolysis coke that forms in the reduction / cracking zone is burned by the oxygen introduced by the lower injectors, whereby slag and metal overheat and collect in the stove. The raw gas is composed of the gaseous reaction products formed in the high temperature zone and the reduction / cracking zone. It is sucked off between the high temperature zone and the reduction / cracking zone. The suction devices, e.g. quenches or spray absorbers, convey approx. 1600 Nm 3 / h raw gas, which contains 334 l / h water, which is condensed out. Approximately 0.1 t / h of metallic and approx. 0.08 t / h of mineral components of the waste materials are drawn off from the shaft-melting gasifier by the tapping devices. The resulting raw gas is extracted at temperatures of at least 800 ° C and sent to a gas industry for further processing. The synthesis gas has a lower calorific value between 2.0 and 2.5 kWh / Nm 3 and is processed in a downstream gas consumer. The fuel gas processed in a gas cleaning system for recycling in the combined heat and power plant can then be fed to a gas engine for energy use.

Claims (4)

Verfahren zur kombinierten Verwertung von Abfallstoffen unterschiedlicher Art, Konsistenz und Zusammensetzung, wie beispielsweise Altholz und Shredderleichtfraktionen aus der Altauto-Aufbereitung, in einem Schacht-Schmelz-Vergaser, bei dem – erste Abfallstoffe über eine Begichtungseinrichtung zur Ausbildung einer Schüttsäule zugeführt werden, – durch im Bereich der Hochtemperaturzone angeordnete erste Injektoren Sauerstoff in die Schüttsäule eingedüst wird, – die so entstehenden Reaktionsprodukte als ein Teil des Rohgases mit den absinkenden, nicht vollständig verbrannten organischen Bestandteilen durch Absaugeinrichtungen in Richtung Herd geführt werden, – der sich bildende Pyrolysekoks mit dem eingedüsten Sauerstoff durch oberhalb des Herdes angeordnete zweite Injektoren verbrannt wird, – das gesamte Rohgas aus dem zwischen den beiden Injektorebenen liegenden Bereich durch die Absaugeinrichtungen abgesaugt und in eine Gaswirtschaft zur Weiterbehandlung geleitet wird, wobei – zweite Abfallstoffe oberhalb der im Bereich der Hochtemperaturzone angeordneten Injektoren und unterhalb einer unteren Füllstandsmesseinrichtung durch eine oder mehrere um den Schachtumfang verteilte, durch die Wand des Schacht-Schmelz-Vergasers ragende Zuführungseinrichtungen der Schüttsäule des Schacht-Schmelz-Vergasers derart zugeführt werden, dass die Gasströmung im oberen Teil der Schüttsäule nicht beeinträchtigt wird.Process for the combined recycling of waste materials of different types, consistency and composition, such as waste wood and light shredder fractions from the recycling of used cars, in a shaft-melting gasifier, in which - first waste materials are fed in via a treatment device to form a column, - by im In the area of the high-temperature zone, the first injectors of oxygen are injected into the bulk column, - the resulting reaction products are passed as part of the raw gas with the sinking, not completely burned organic components through suction devices towards the hearth, - the pyrolysis coke that forms with the injected oxygen second injectors arranged above the cooker is burned, - the entire raw gas from the between the the area lying at the injector levels is sucked off by the suction devices and passed into a gas industry for further treatment, whereby - second waste materials above the injectors arranged in the area of the high-temperature zone and below a lower fill level measuring device through one or more distributed around the shaft circumference, through the wall of the shaft melt Carburetor-projecting feed devices of the chute-melting gasifier are fed in such a way that the gas flow in the upper part of the chute is not impaired. Verfahren zur Verwertung von Abfallstoffen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Zuführeinrichtungen für die zweiten Abfallstoffe Düsen, Schneckenförderer, Strangpressen oder Extruderpressen verwendet werden.Process for recycling waste materials according to claim 1, characterized in that as feeders for the second Waste nozzles, Screw conveyor, Extrusion or extrusion presses can be used. Verfahren zur Verwertung von Abfallstoffen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführungseinrichtungen mit einem Heizmedium, beispielsweise mit Heißwind oder heißen Verbrennungsabgasen oder vorgeheizten flüssigen Medien, beaufschlagt werden.Process for recycling waste materials according to claim 1, characterized in that the feed devices with a Heating medium, for example with a hot wind or hot combustion gases or preheated liquid Media. Verfahren zur Verwertung von Abfallstoffen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführungseinrichtungen Brenner sind, in denen die Abfallstoffe im kalten oder vorgewärmten Zustand mit Luft oder vorgewärmter Luft oder mit Sauerstoff vollständig oder unvollständig verbrannt werden.Process for recycling waste materials according to claim 1, characterized in that the feeders burners are in which the waste materials are cold or preheated with air or preheated Air or oxygen completely or incomplete be burned.
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