DE102007047931B4 - Apparatus for the thermal degassing of organic waste for the production of gas, oil and activated coke - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung zur thermischen Entgasung von organischen Abfällen zur Herstellung von Gas, Öl und Aktivkoks, 1.1. die ein Zuführungssystem (1–3), einen Hauptreaktor (4), ein Gasbehandlungssystem (7, 8, 9), einen Koksreaktor (10, 13) und ein Wasseraufbereitungssystem (12, 15) umfasst, 1.1.1. wobei das Zuführungssystem aus einem Zerkleinerer (1), einem Trockner (2) und einer Beschickungseinheit (3) besteht, 1.1.1.1. bei der der Trockner (2) neben der Materialaufgabe (OA) über eine Zuleitung für das Abgas (AG) des beheizten Reaktormantels mit dem Reaktormantel (5) verbunden ist, 1.1.1.2. und weiterhin die Beschickungseinheit (3) als Förderschnecke ausgebildet und mit einer Dosiervorrichtung (ZK1) für ein erstes Zuschlagstoff-Gemisch versehen ist, 1.1.2. wobei der Hauptreaktor (4) mit einem Reaktormantel (5) umgeben ist, 1.1.2.1. der über eine Gaszuführung (TG) mit dem Gastrockner (9) verbunden ist, 1.1.2.2. der mit einem Teil des bei der thermischen Zerlegung entstandenen Gases auf Temperaturen von 500 bis 650°C beheizbar ist,...Device for the thermal degassing of organic waste for the production of gas, oil and activated coke, 1.1. which comprises a feed system (1-3), a main reactor (4), a gas treatment system (7, 8, 9), a coke reactor (10, 13) and a water treatment system (12, 15), 1.1.1. the feed system consisting of a shredder (1), a dryer (2) and a loading unit (3), 1.1.1.1. in which the dryer (2) is connected to the reactor jacket (5) in addition to the material feed (OA) via a supply line for the exhaust gas (AG) of the heated reactor jacket, 1.1.1.2. and furthermore the loading unit (3) is designed as a screw conveyor and is provided with a metering device (ZK1) for a first mixture of additives, 1.1.2. the main reactor (4) being surrounded by a reactor jacket (5), 1.1.2.1. which is connected to the gas dryer (9) via a gas supply (TG), 1.1.2.2. which can be heated to temperatures of 500 to 650 ° C with part of the gas generated during thermal decomposition, ...
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur thermischen Entgasung und Aufarbeitung von organischen Abfällen gemäß den Merkmalen des Hauptanspruchs. Sie ist insbesondere geeignet, organische Abfälle zu Aktivkoks und hochkalorischen Kraftstoffen unter Vermeidung schädlicher Nebenprodukte wie Dioxin aufzuarbeiten.The invention relates to a device for the thermal degassing and processing of organic waste according to the features of the main claim. It is particularly suitable for working up organic wastes to activated coke and high-calorie fuels while avoiding harmful by-products such as dioxin.
Seit dem Jahre 2005 ist die Ablagerung von organischen Abfällen (AO), wie beispielsweise Kunststoffen aller Art, Altholz, Papier, Spuckstoffe, Shredderfraktionen z. B. aus Autorecycling, sortiertem Hausmüll, Bitumen, Altölen, Altreifen, Siebresten und Textilien nur noch gestattet, wenn der Glührückstand unter 3 Gew.-% beträgt. Organische Abfälle mit einem höheren Glührückstand müssen derzeit in einem aufwändigen Verfahren in Sekundärrohstoffe und Restmüll getrennt werden. Dieser kann dann nur noch durch Pyrolyse oder Verbrennung aufgearbeitet werden.Since 2005, the deposition of organic waste (AO), such as plastics of all kinds, waste wood, paper, rejects, shredder fractions z. B. from car recycling, sorted household waste, bitumen, waste oils, used tires, Siebresten and textiles only allowed if the Glückückstand is below 3 wt .-%. Organic waste with a higher incineration residue must currently be separated into secondary raw materials and residual waste in a complex process. This can then be worked up only by pyrolysis or combustion.
Bei hohem Wasser- und/oder großem Kunststoffanteil ist die Verbrennung und Pyrolyse nicht problemlos. Bei der Verbrennung stellt der große Chlorgehalt von z. B. PVC, PCB und Dioxinbildung ein Umweltproblem dar. Außerdem sind die hohen Kosten dieser thermischen Verwertung als Nachteil zu benennen. Bei der Pyrolyse sind weitere Probleme aufgetreten, z. B. Absetzung/Verstopfung von/mit Teeren und Stäuben in der Gasleitung.With high water and / or a large proportion of plastic combustion and pyrolysis is not without problems. During combustion, the large chlorine content of z. As PVC, PCB and dioxin formation is an environmental problem dar. In addition, the high cost of this thermal utilization to name a disadvantage. In pyrolysis further problems have occurred, for. B. settling / clogging of / with tars and dusts in the gas line.
Weiterhin wurde bereits vorgeschlagen, organische Abfälle insbesondere Schreddergut aus Hausmüll, Altreifen, Biomasse, Kunststoffen intensiv mit einem Olefingemisch, insbesondere Altöl in einem Verhältnis von organischen Abfällen zu Olefingemisch von 5:1 bis 2:1, vorzugsweise 7:2 bis 5:2 zu einer homogenen Suspension zu vermischen, dieses Gemisch einer Wärmebehandlung bei Temperaturen von 200°C bis 500°C, vorzugsweise 250°C bis 300°C zu unterziehen und durch Abkühlung zu verfestigen.It has also been proposed, organic waste in particular shredded material from household waste, scrap tires, biomass, plastics intensive with an olefin mixture, especially waste oil in a ratio of organic waste to olefin mixture of 5: 1 to 2: 1, preferably 7: 2 to 5: 2 to mix a homogeneous suspension to subject this mixture to a heat treatment at temperatures of 200 ° C to 500 ° C, preferably 250 ° C to 300 ° C and solidify by cooling.
Gemäß
- (a) Zuführen von getrocknetem Schlamm in einen ersten Reaktor,
- (b) Erhitzen des getrockneten Schlamms in Abwesenheit von Sauerstoff in dem ersten Reaktor zur Verdampfung von darin enthaltenem ölerzeugendem organischem Material, welche gasförmige Produkte und einen Schlammrückstand (Kohle) ergibt,
- (c) Kondensieren von Öl aus den gasförmigen Produkten des ersten Reaktors in einem Kondensationssystem, um Öl mit einem reduzierten Wassergehalt herzustellen,
- (d) Injizieren des Öls aus Schritt (e) in einen zweiten Reaktor,
- (e) Überführen des Schlammrückstandes (Kohle) aus dem ersten Reaktor in den zweiten Reaktor,
- (f) in Kontakt bringen des erhitzten Schlammrückstandes aus Schritt (b) in dem zweiten Reaktor mit dem Öl aus den Schritten (c) und (d) in Abwesenheit von Sauerstoff, um die Erzeugung reiner Produkte und eines hochwertigen Ölprodukts zu gestatten und
- (g) Entfernen der gasförmigen Produkte aus dem zweiten Reaktor.
- (a) feeding dried sludge into a first reactor,
- (b) heating the dried sludge in the absence of oxygen in the first reactor to vaporize oil-producing organic material contained therein which gives gaseous products and sludge residue (coal),
- (c) condensing oil from the gaseous products of the first reactor in a condensation system to produce oil having a reduced water content,
- (d) injecting the oil from step (e) into a second reactor,
- (e) transferring the sludge residue (coal) from the first reactor to the second reactor,
- (f) contacting the heated sludge residue from step (b) in the second reactor with the oil from steps (c) and (d) in the absence of oxygen to allow the production of pure products and a high quality oil product;
- (g) removing the gaseous products from the second reactor.
Die Aufarbeitung von nicht verwerteten Rohstoffen oder Sekundärrohstoffen zur Herstellung von Holzkohle, Koks oder Aktivkohle beschreibt die
Ein weiteres Verfahren zur thermischen Aufarbeitung von polymer- und zellulosehaltigen Stoffen beschreibt die
Hierbei entstehender Koks wird in einer Mühle bis zur gewünschten Feinheit gemahlen, wonach mittels Magnetabscheider die metallischen Bestandteile abgetrennt werden und der von Metallen freie Koks in einer Brikettierung zu Aktivkohlepellets gepresst.Resulting coke is ground in a mill to the desired fineness, after which the metal components are separated by means of magnetic separator and pressed the cokes free of metals in a briquetting to activated carbon pellets.
Das bei der Schwelung entstehende Gas wird u. a. mit einer kalziumoxidhaltigen Lösung gewaschen und zur Erhitzung des Hauptreaktors und des Nachbehandlungsreaktors verbrannt.The resulting gas during the carbonation is u. a. washed with a calcium oxide-containing solution and burned to heat the main reactor and the aftertreatment reactor.
Aufgabe der Erfindung ist es somit, eine einfachere Vorrichtung zur Aufarbeitung von organischen Abfällen vorzuschlagen, in der teer- und dioxinfreie Produkte hergestellt werden können, sodass in den organischen Abfällen enthaltenen Wertstoffe einer weiteren effektiven Verwertung zugeführt werden können.The object of the invention is therefore to propose a simpler apparatus for the treatment of organic waste, can be produced in the tar and dioxinfreie products, so that contained in the organic waste recyclables can be supplied to another effective recovery.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß dem einzigen Patentanspruch gelöst. This object is achieved by a device according to the single claim.
Zur thermolytischen Aufarbeitung von organischen Abfällen zur Herstellung von Aktivkoks und hochkalorischen Kraftstoffen wird ein Hauptreaktor genutzt, in dem die zerkleinerten und getrockneten organischen Abfälle zu Koks, Öl und Gas zerlegt werden können. Dem Hauptreaktor sind dazu ein Zerkleinerer und ein Trockner vorgeschaltet. Im Zerkleinerer werden die organischen Abfälle gemahlen.For the thermolytic processing of organic waste for the production of activated coke and high calorific fuels, a main reactor is used, in which the crushed and dried organic waste can be decomposed into coke, oil and gas. The main reactor is preceded by a shredder and a dryer. In the crusher, the organic waste is ground.
Das Mahlgut wird in einem Trockner unter Verwendung der im Abgas aus dem Reaktormantel des Hauptreaktors enthaltenen Abwärme getrocknet.The millbase is dried in a dryer using the waste heat contained in the exhaust gas from the reactor shell of the main reactor.
In einer Beschickungseinheit, die dem Hauptreaktor vorgeschaltet ist, kann ein erstes Zuschlagstoff-Katalysator-Gemisch ZK1 zugesetzt mit Hilfe einer Beschickungseinheit dem Hauptreaktor zugeführt werden. Dieses Zuschlagstoff-Katalysator-Gemisch ZK1 wirkt katalytisch, indem das Reaktionsgleichgewicht zu Gunsten der gewünschten Endprodukte verschoben wird sowie die Zerlegung der Ausgangsstoffe für Dioxinbildung erfolgt, wobei allerdings im Gegensatz zu echten Katalysatoren ein Teil der Substanz in das Ausgangsprodukt der Reaktion eingeht.In a feed unit, which is upstream of the main reactor, a first additive-catalyst mixture ZK1 added by means of a feed unit can be supplied to the main reactor. This additive-catalyst mixture ZK1 acts catalytically by the reaction equilibrium is shifted in favor of the desired end products and the decomposition of the starting materials for dioxin formation takes place, however, in contrast to real catalysts, a part of the substance enters into the starting material of the reaction.
Im Hauptreaktor herrscht eine Temperatur von 500 bis 650°C. Dadurch können hier die organischen Abfälle durch Thermolyse in Koks, Öl und Gas zerlegt werden.The main reactor has a temperature of 500 to 650 ° C. This allows the organic waste to be decomposed by thermolysis into coke, oil and gas.
Eine nachgeschaltete Fördereinrichtung
Der Kondensator
Eine Gasleitung vom Gastrockner
Eine Gasleitung vom Gastrockner
Eine Rohrleitung vom Kondensator
Von der Fraktioniereinheit
Eine weitere Leitung verbindet Fraktioniereinheit
Im Koksreaktor
Eine Verbindung zwischen Koksreaktor
Eine weitere Leitung, die den Aktivkoksreaktor
Der Sumpf der Gasreinigung
Eine Rückleitung von der Destillationsanlage
Eine in der Fördereinrichtung
Im Folgenden soll die Erfindung anhand einer Zeichnung in Form eines Ausführungsbeispiels erläutert werden. Dabei zeigt:In the following the invention will be explained with reference to a drawing in the form of an embodiment. Showing:
Die Anlage dient der thermolytischen Aufarbeitung von organischen Abfällen zur Herstellung von Aktivkoks und hochkalorischen Kraftstoffen. In den darin ablaufenden Verfahren werden zerkleinertes Schreddergut aus Hausmüll, Altreifen, Biomasse, Kunststoffen in einem Hauptreaktor
Das Mahlgut wird in einem Trockner
Daran anschließend wird es unter Zugabe eines ersten Zuschlagstoff-Katalysator-Gemisches ZK1 mit Hilfe einer Beschickungseinheit
Im Hauptreaktor
Das ölhaltige Gas wird unter Zugabe eines zweiten Zuschlagstoff-Katalysator-Gemisches ZK2 zur Vermeidung jeglicher Teer- und Staubabsetzung, durch eine Fördereinrichtung
Das ölfreie Gas wird anschließend unter Zusatz eines dritten Zuschlagstoff-Katalysator-Gemisches ZK3 in einer Nassgasreinigung
Das entstandene Trockengas TG wird teilweise dem Hauptreaktor
Überschüssiges Trockengas wird in einem Gasmotor
Das im Kondensator
Das hierbei gewonnene Zuschlagstoff-Katalysator-Gemisch ZK2 wird dem ölhaltigen Gas der Fördereinrichtung
Dabei anfallender Koks wird in einem Aktivkoksreaktor
Das in beiden Reaktionen entstehende Gas wird in der Gasreinigungsanlage
Anfallendes Waschwasser Wd aus der Gasreinigung
Das destillierte Wasser Wg wird teilweise zum Ersatz des in der Gasreinigungsanlage
Ein anderer Anteil des destillierten Wassers Wg wird mit Hilfe der Abwärme AW in einem Verdampfer
Eine in der Fördereinrichtung
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