DE102007056353A1 - Method for waste treatment, particularly domestic, commercial and industrial waste, involves subjecting waste of recycling material, where electrical energy is generated by thermal recycling of high calorific residual fraction of waste - Google Patents

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Abstract

The method involves subjecting a waste of a recycling material. Electrical energy is generated by thermal recycling of high calorific residual fraction of waste. The recycling material of the waste is fed with a part of extracted electrical energy. An energetic self-supply of recycling material is ensured for waste treatment. An independent claim is included for a device for waste treatment, particularly domestic, commercial and industrial waste.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Abfallbehandlungsverfahren nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie eine Abfallbehandlungsanlage nach dem Oberbegriff von Anspruch 14.The The present invention relates to a waste treatment method according to the preamble of claim 1 and a waste treatment plant according to the preamble of claim 14.

Der angesprochene Abfall ist häuslicher, gewerblicher und industrieller Abfall, der ein Stoffgemisch bildet, das verschiedene Fraktionen umfasst. Darunter befinden sich biologische Abfälle, Metalle und Kunststoffe. Abfallbehandlungsanlagen weisen üblicherweise eine Aufbereitung dieser Abfälle auf und/oder eine Verwertung dieser Abfälle. Die Aufbereitung besteht in einer Trennung in einzelne Fraktionen und erfolgt entweder mechanisch oder biologisch. Die Verwertung der Fraktionen erfolgt durch Verbrennung (thermische Verwertung) oder Weiterverarbeitung (stoffliche Verwertung). Eine Beseitigung durch Deponierung ist heute schon aus Umweltgesichtspunkten nicht mehr gestattet.Of the addressed waste is domestic, commercial and industrial Waste, which forms a mixture of substances, the different fractions includes. Among them are biological waste, metals and Plastics. Waste treatment plants usually have a treatment of this waste and / or recovery this waste. The preparation consists in a separation into individual fractions and takes place either mechanically or biologically. The utilization of the fractions takes place by combustion (thermal Recycling) or further processing (recycling). A Disposal through landfill is already today from an environmental point of view no longer allowed.

Die Verwertung durch Verbrennung wird schon vielfältig betrieben. Beispielsweise beschreibt die DE 44 03 746 A1 ein Verfahren bei dem Rest- und Abfallstoffe in einer ther mochemischen Schneckenpresse behandelt und dadurch in eine feste Form gebracht werden. Danach wird diese feste Form einem Verbrennungsraum zugeführt, wobei vorher noch eine selektive Trennung der festen Form erfolgen kann.The utilization by combustion is already operated manifold. For example, this describes DE 44 03 746 A1 a process in which residual and waste materials are treated in a ther mochemical screw press and thereby brought into a solid form. Thereafter, this solid form is fed to a combustion chamber, wherein before still a selective separation of the solid form can take place.

Die Verwertung von Kunststoffen ist besonderen Problemen unterzogen. Kunststoffe liegen im Abfall selten in reiner Form, sondern zumeist nur gemischt und zusätzlich versetzt mit anderen Abfallfraktionen, wie Papieren, Metallen und Textilien vor. Und diese Kunststoffe weisen zumeist nur eine geringe Formstabilität auf. Ihre Verbrennung würde mit hoher Wahrscheinlichkeit zu einer Dioxinbildung führen und außerdem würden die Verbrennungsrückstände, also Stäube und Filterstoffe, ihrerseits Sondermüll darstellen, der nicht ohne weiteres deponierbar ist.The Recycling of plastics is subject to special problems. Plastics are rarely in pure form in waste, but mostly only mixed and additionally mixed with other waste fractions, like papers, metals and textiles. And these plastics usually have only a low dimensional stability. Your Combustion would most likely become one Cause dioxin formation and would also the combustion residues, ie dusts and filter materials, in turn constitute hazardous waste, the is not readily disposable.

Die DE 43 20 440 A1 beschreibt die Verwertung solcher Kunststoffe mit geringer Formstabilität, wobei in einem ersten Schritt die Formstabilität erhöht und in einem zweiten Schritt die Kunststoffe über eine Vergasung in Nutzgas umgesetzt werden, das wiederum verbrannt werden kann.The DE 43 20 440 A1 describes the utilization of such plastics with low dimensional stability, wherein in a first step increases the dimensional stability and in a second step, the plastics are converted via a gasification in Nutzgas, which in turn can be burned.

Eine weitere Form der Verwertung mittels Pyrolyse hat sich ebenfalls etabliert. So beschreibt die DE 33 02 133 A1 ein Verfahren, bei dem der Abfall einer Pyrolyse zur Bildung von Pyrolysekoks unterzogen wird und dieser Pyrolysekoks wiederum mit normaler Kohle und/oder Pyrolyseöl gemischt und abschließend verbrannt wird.Another form of pyrolysis utilization has also been established. That's how it describes DE 33 02 133 A1 a process in which the waste is subjected to pyrolysis to form pyrolysis coke and this pyrolysis coke is in turn mixed with normal coal and / or pyrolysis oil and finally burned.

Die DE 25 13 767 A1 beschreibt ein Verwertungsverfahren, bei dem auf eine vorherige Stoffumsetzung, wie Pyrolyse oder Vergasung, verzichtet wird, und stattdessen eine Versprödung des Abfalls unter Mineralsäure bei erhöhter Temperatur erfolgt. Das versprödete Material wird durch Zerkleinerung in eine feinverteilte Form gebracht und dient dann als Brennstoff bzw. Brennstoffzusatz.The DE 25 13 767 A1 describes a recovery process which dispenses with prior material conversion, such as pyrolysis or gasification, and instead embrittles the mineral acid waste at elevated temperature. The embrittled material is brought into a finely divided form by comminution and then serves as a fuel or fuel additive.

Die DE 196 48 024 A1 offenbart ein Verfahren zur energetischen Nutzung von Bioabfällen aus Haushaltungen im Kreislaufsystem. Dabei werden die getrockneten Bioabfälle zusammen mit zellulosehaltigen Materialien verbrannt und über eine Dampfturbine Strom erzeugt. Unter Nutzung der Abwärme werden die Bioabfälle, wie u. a. Klärschlämme, getrocknet.The DE 196 48 024 A1 discloses a method for the energetic use of biowaste from households in the circulatory system. The dried biowaste is burnt together with cellulosic materials and generated by a steam turbine power. Using waste heat, biowaste, such as sewage sludge, is dried.

Unter anderem erfolgt die thermische Nutzung dieser Bioabfälle nach einer Trocknung mit Hilfe von Abwärme bei der Klärschlammtrocknung. Nicht benötigte elektrische Energie und Trockenabfallstoff kann zur externen Nutzung bereitgestellt werden. Nachteilig an diesem Verfahren ist die Notwendigkeit der Zufuhr externen Brennmaterials, wie Hackschnitzel.Under The thermal utilization of these biowaste takes place otherwise after drying with the aid of waste heat during sewage sludge drying. Unnecessary electrical energy and dry waste matter can be provided for external use. A disadvantage of this Method is the need to supply external fuel, like wood chips.

Es sind auch kombinierte Verwertungsverfahren bekannt. So beschreibt die DE 44 46 803 ein Verfahren zur thermischen und stofflichen Verwertung. Hierbei erfolgt eine Behandlung der Abfall- und Reststoffe in einem Pyrolyseofen unter Luftabschluss und es findet eine Trennung zwischen festen Pyrolyserückstand sowie dampf- und gasförmigen Pyrolyseprodukten statt, wobei die Pyrolyseprodukte weiter aufbereitet werden.There are also known combined recovery methods. That's how it describes DE 44 46 803 a process for thermal and material recovery. This treatment of waste and residues in a pyrolysis takes place under exclusion of air and there is a separation between solid pyrolysis residue and vapor and gaseous pyrolysis instead, the pyrolysis be further processed.

Die DE 30 05 247 A1 beschreibt ein Verfahren, bei dem der Abfall in einem Reaktor bei geringen Temperatur- und Druckgradienten und mechanischer Durchwirbelung in energiereiche Stoffe umgewandelt wird, wobei zuerst ein kohlehaltiges Produkt und nachfolgend Erd- und Stadtgas produziert wird. Das Stadtgas wird dann wiederum dazu verwendet, den Reaktorprozess zu betreiben.The DE 30 05 247 A1 describes a process in which the waste in a reactor is converted into high-energy materials under low temperature and pressure gradients and mechanical turbulence, producing first a carbonaceous product followed by natural and city gas. The city gas is then used again to operate the reactor process.

Die DE 195 26 720 A1 offenbart ein kombiniertes Verfahren der thermischen und stofflichen Verwertung von Abfällen. Dabei werden die Abfälle getrocknet und aus den Abfällen Rohstoffe gewonnen, die zu Halbzeugen weiterverarbeitet werden. Die Trocknung erfolgt unter Nutzung biologisch entstehender Wärme währen der Verrottung und Wärme eines Energieerzeugers und die Energieerzeugung erfolgt durch Verbrennung brennbarer Anteile des Abfalls unter Zugabe reinen Sauerstoffs, wobei die dabei erzeugte elektrische Energie gleichzeitig wieder zur Luftspaltung in Sauerstoff und Stickstoff genutzt wird, um den notwendigen Sauerstoff bereitzustellen. Mit der erzeugten elektrischen Energie wird auch die Umwandlung der Rohstoffe in Halbzeuge gespeist. Nachteilig an diesem Verfahren ist es, dass die Energieerzeugung bei sehr hohen Temperaturen von ca. 2000°C erfolgt. Dadurch werden zwar hohe Heizwerte erreicht, allerdings ist dieses Verfahren im Grunde technisch nicht umsetzbar, da die Verbrennung nicht kontrolliert werden kann, und würde außerdem zu hohen Feistaubgehalten führen, die wiederum die Lebensdauer der zur Energieerzeugung benutzten Gasturbinen auf wenige Betriebsstunden reduzieren würden.The DE 195 26 720 A1 discloses a combined process of thermal and material recovery of waste. The waste is dried and raw materials are recovered from the waste, which are further processed into semi-finished products. The drying takes place using biologically produced heat during the rotting and heat of an energy generator and the energy is produced by burning combustible fractions of the waste with the addition of pure oxygen, the electrical energy generated is simultaneously used again for air separation into oxygen and nitrogen to the necessary To provide oxygen. With the generated electrical energy is also the conversion of raw materials into semi-finished products fed. A disadvantage of this method is that the energy is generated at very high temperatures of about 2000 ° C. Although this achieves high calorific values, this method is basically not technically feasible, since the combustion can not be controlled, and would also lead to high Feistaubgehalten which would reduce the life of the gas turbines used for power generation to a few hours of operation.

Es sind also Verfahren bekannt sind, bei denen die stoffliche Verwertung von Abfällen mit hohem energetischen Aufwand verbunden ist. Diese Energie muss dem Prozess von außen zugeführt werden. Weiterhin sind energetische Verwertungs- oder Beseitigungsverfahren von Abfällen bekannt, bei welchen zumeist niederkalorische Abfälle in Elektroenergie mit schlechtem Wirkungsgrad umgewandelt werden. Durch die Gewinnung von Ersatzbrennstoffen soll die Wirkungsgradverbesserung zur Erzeugung von Elektroenergie verbessert und eine Verwertung mittel- bis hochkalorischer Reststoffe erreicht werden. Dieser Aufbereitungsaufwand ist jedoch mit hohen Kosten verbunden.It So are known processes where material recycling Of waste associated with high energy expenditure is. This energy must be supplied to the process from the outside become. Furthermore, energetic recovery or disposal procedures Of waste known, in which mostly low calorie Waste converted into electrical energy with poor efficiency become. By the recovery of substitute fuels, the efficiency improvement for the production of electric energy, and a recovery of until high calorific residues are achieved. This processing effort but is associated with high costs.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Abfallbehandlung unter Vornahme einer stofflichen Verwertung bereitzustellen, dessen Effizienz erhöht ist und das insbesondere das insbesondere nicht die Nachteile bekannter Verfahren aufweist. Zusätzlich soll auch eine entsprechende Vorrichtung bereitgestellt werden.Of the Invention is based on the object, a method for waste treatment material recycling, its efficiency is increased and especially that particular not has the disadvantages of known methods. additionally should also be provided a corresponding device.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und eine Vorrichtung nach Anspruch 14.These The object is achieved by a method according to claim 1 and an apparatus according to claim 14.

Die Erfinder haben erkannt, dass eine Komplexlösung für die stoffliche Verwertung von Abfällen als auch für die dafür notwendige energetische Versorgung geschaffen werden kann, wenn die heizwertreiche Restfraktion des Abfalls unter Erzeugung von elektrischer Energie energetisch verwertet wird und der Prozess der stofflichen Verwertung ausschließlich mit der dabei erzeugten elektrischen Energie gespeist wird. Auf diese Weise wird also eine komplette energetische Eigenversorgung bewirkt, wobei die heizwertreiche Restfraktion durch stoffliche und thermische Verwertung vollständig verwertet wird.The Inventors have recognized that a complex solution for the recycling of waste as well as for created the necessary energy supply can be, if the calorific-rich residual fraction of the waste under Generation of electrical energy is energetically exploited and the process of recycling exclusively with the generated electrical energy is fed. To this Thus, a complete energy self-sufficiency is effected, whereby the calorific-rich residual fraction by material and thermal Recovery is fully recovered.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Verrichtung werden also Synergieeffekte bei der stofflichen Verwertung und der thermischen Verwertung erschlossen, wodurch ein in sich geschlossener Kreislauf erreicht wird, der beliebig auf die gesamten Prozess der Abfallbehandlung ausgedehnt werden kann.By the inventive method and the invention The realization will therefore be synergy effects in terms of recycling and thermal utilization opened up, creating a in itself closed circuit is reached, which arbitrarily to the entire Process of waste treatment can be extended.

In einer vorteilhaften Weiterbildung werden bei der thermischen Verwertung Temperatur von höchstens 850°C verwendet. Dadurch wird nämlich nicht nur eine ausreichend große elektrische Energie bereitgestellt, sondern es werden auch hohe Standzeiten ermöglicht. Mit solchen Temperaturen betriebene Gasturbinen weisen nämlich Standzeiten von mindestens 8000 Stunden auf, wobei insbesondere keine Feinstaubproblematik auftritt.In An advantageous development of the thermal utilization Temperature of not more than 850 ° C used. Thereby is not only a sufficiently large electrical Energy is provided, but it will also be long lives allows. With such temperatures operated gas turbines have a life of at least 8000 hours on, in particular, no particulate matter problem occurs.

Bevorzugt kommen als thermische Verwertung thermisch-katalytische Materialvergasung oder Pyrolyse oder hocheffektive Verbrennungsprozesse zum Einsatz. Während bei der thermischen Hochtemperaturverwertung nur Gesamtwirkungsgrade (stoffliche Verwertung und thermische Verwertung) von 20% möglich sind, steigt der Gesamtwirkungsgrad bei der thermisch-katalytischen Materialvergasung auf etwa 50% und bei der Pyrolyse auf zumindest 25% bis 30%.Prefers come as thermal utilization thermal catalytic material gasification or pyrolysis or highly effective combustion processes are used. While at high temperature thermal utilization only Total efficiency (recycling and thermal utilization) of 20% are possible, the overall efficiency of the thermal-catalytic material gasification to about 50% and in the Pyrolysis to at least 25% to 30%.

Zweckmäßig wir die elektrische Energie in einem Gasturbinen- oder Dampfturbinenprozess gewonnen. Der Dampfturbinenprozess kommt dabei zur Anwendung bei der Verbrennung von Pyrolysekoks oder bei der hocheffektiven Verbrennung der heizwertreichen Restfraktion, während der Gasturbinenprozess bei der Verbrennung von Gasen aus der Materialvergasung oder Pyrolysegas verwendet wird.expedient we use the electrical energy in a gas turbine or steam turbine process won. The steam turbine process is used here the combustion of pyrolysis coke or the highly effective combustion the high calorific residual fraction, during the gas turbine process in the combustion of gases from the material gasification or pyrolysis gas is used.

Bevorzugt werden bei der stoffliche Verwertung reine Kunststoffe, insbesondere Monokunststoffe und/oder Mischkunststoffe, wie Polyolefine und dgl., katalytisch gespaltet und zu Rohöl kondensiert. Dabei kann das Rohöl vorteilhaft weiterveredelt werden.Prefers In the case of recycling, pure plastics are used, in particular Monoplastics and / or mixed plastics, such as polyolefins and the like., catalytically split and condensed to crude oil. It can the crude oil are advantageously further refined.

Die heizwertreiche Restfraktion umfasst zweckmäßig zumindest eines der Materialien verunreinigte Kunststoffe, Textilien und zellulosehaltige Produkte, wie Kartonagen und Holzreste und dergleichen.The high-calorific residual fraction includes appropriate at least one of the materials contaminated plastics, textiles and cellulosic products such as cardboard and wood residues and like.

Bevorzugt wird die selektive Aufbereitung des Abfalls in eine der stofflichen Verwertung zuzuführende Fraktion und eine der thermischen Verwertung zuzuführende Restfraktion mit zumindest einem Teil der gewonnenen elektrischen Energie gespeist, so dass eine energetische Eigenversorgung der selektiven Aufbereitung im Rahmen der Abfallbehandlung sichergestellt ist.Prefers becomes the selective treatment of the waste into one of the material Recycling to be supplied fraction and one of the thermal Recycling to be supplied residual fraction with at least one part the recovered electrical energy is fed, leaving an energetic Self-supply of selective treatment as part of waste treatment is ensured.

Vorteilhaft ist es, wenn auch die Sortierung des Abfalls in eine heizwertreichen Fraktion und eine nicht verbrennbare Störfraktion, wie Aschen, Mineralien, Metalle und dgl., mit zumindest einem Teil der gewonnenen elektrischen Energie gespeist wird, so dass eine energetische Eigenversorgung der Sortierung im Rahmen der Abfallbehandlung sichergestellt ist.Advantageous it is, albeit the sorting of the waste into a high calorific value Fraction and a non-combustible sturgeon fraction, such as Ashes, minerals, metals and the like, with at least part of the won electrical energy is fed, so that an energetic self-supply sorting as part of waste treatment.

Das Verfahren kann weiter verbessert werden, wenn auch die Aussortierung einer verrottenbarer Fraktion aus dem Abfall mit zumindest einem Teil der gewonnenen elektrischen Energie gespeist wird, so dass eine energetische Eigenversorgung der Aussortierung im Rahmen der Abfallbehandlung sichergestellt ist. Dabei kann auch der Vorrottungsprozess und bevorzugt auch die Rohhumus- und Kompostgewinnung mit zumindest einem Teil der gewonnenen elektrischen Energie gespeist werden, so dass eine energetische Eigenversorgung der Verrottung im Rahmen der Abfallbehandlung sichergestellt ist.The Procedure can be further improved, although the sorting a rotatable fraction from the waste with at least one Part of the recovered electrical energy is fed so that an energetic self - supply of the sorting in the context of the Waste treatment is ensured. It can also the pre-eradication process and also prefers the crude humus and compost production with at least a part of the electrical energy generated, so that an energetic self-supply of rotting in the frame the waste treatment is ensured.

Die im Verfahrensablauf nicht benötigte gewonnene Energie wird vorteilhaft der Nutzung durch Ditte zugeführt. Ebenso kann auch ein Teil des erzeugten Gases bzw. Pyrolysekokses der Nutzung durch Ditte zugeführt werden.The in the process flow not needed energy is advantageously fed to the use by Ditte. Likewise also a part of the generated gas or pyrolysis coke of the use Ditte be supplied.

Selbstständiger Schutz wird für eine entsprechende Vorrichtung zur Behandlung von Abfall beansprucht, wobei eine Einrichtung zur stofflichen Verwertung zumindest eines Teils des Abfalls und eine Einrichtung zur thermischen Verwertung einer heizwertreichen Restfraktion des Abfalls bei niedrigen Temperaturen von maximal 850°C und Erzeugung von elektrischer Energie vorgesehen ist. Dabei sind zwischen der Einrichtung zur stofflichen Verwertung und der Einrichtung zur thermischen Verwertung Mittel zur Übertragung der elektrischen Energie vorgesehen und die Einrichtung zur stofflichen Verwertung ist ausgelegt, ausschließlich mit dieser im thermischen Verwertungsprozess gewonnenen elektrischen Energie betrieben zu werden.self-employed Protection is provided for a corresponding device for treatment of waste, with a recycling facility at least part of the waste and a device for thermal Utilization of a high-calorific residual fraction of the waste at low temperatures of a maximum of 850 ° C and generation of electrical energy is provided. Here are between the device for material Recycling and the device for thermal recovery means provided for the transmission of electrical energy and the recycling facility is designed exclusively with this obtained in the thermal recycling process electrical Energy to be operated.

Die Vorrichtung ist dabei besonders zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens angepasst und weist insbesondere eine Einrichtung zur thermischen Verwertung auf, die angepasst ist, einen thermisch katalytische Vergasung oder eine Pyrolyse der heizwertreichen Restfraktion des Abfalls auszuführen. Außerdem kann zumindest eine der Einrichtun gen aus der Gruppe Einrichtung zur selektiven Aufbereitung des Abfalls in eine der stofflichen Verwertung zuzuführende Fraktion und eine der thermischen Verwertung zuzuführende heizwertreiche Restfraktion, Einrichtung zur Sortierung des Abfalls in eine heizwertreichen Fraktion und eine nicht verbrennbare Störfraktion, wie Aschen, Mineralien, Metalle und dgl., Einrichtung zur Aussortierung einer verrottenbarer Fraktion aus dem Abfall, Einrichtung zur Rohhumus- und Kompostgewinnung, Einrichtung zur katalytischen Spaltung von Kunststoffen und Rohöldestillation, Einrichtung zur Rohölweiterveredlung vorgesehen sein, wobei zwischen der Einrichtung zur stofflichen Verwertung und der weiteren Einrichtung Mittel zur Übertragung der elektrischen Energie vorgesehen sind und die weitere Einrichtung ausgelegt ist, ausschließlich mit dieser elektrischer Energie betrieben zu werden.The Device is particularly suitable for carrying out the invention Adapted method and in particular has a device for thermal recovery, which is adapted to a thermally catalytic Gasification or pyrolysis of the high calorific fraction of the To carry out waste. In addition, at least one of Facilities of the group Selective treatment facility of the waste to be supplied for recycling Fraction and one of the thermal recovery to be supplied high-calorific residual fraction, means for sorting the waste into a high calorific fraction and a non-combustible fraction, such as ashes, minerals, metals and the like., Equipment for sorting of a rotatable fraction from waste, a rawhumed fraction and composting, catalytic cracking apparatus Plastics and crude oil distillation, equipment for crude oil further processing be provided, between the device for material Recovery and the other means of transfer the electrical energy are provided and designed the further device is operated exclusively with this electrical energy to become.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus den nachfolgenden Ausführungsbeispielen deutliche werden, das im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert wird. Dabei zeigen:Further Advantages and features of the present invention will become apparent from the The following embodiments will be clear, the explained in more detail in connection with the drawing becomes. Showing:

1 Übersichtsschema über die Stoff- und Energieströme gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und 1 Schematic diagram of the material and energy flows according to a first embodiment of the present invention and

2 Übersichtsschema über die Stoff- und Energieströme gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 Schematic diagram of the material and energy flows according to a second embodiment of the present invention.

In 1 sind rein schematisch die Stoff- und Energieströme gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer Übersicht zusammengefasst. Dabei werden in einem Aufbereitungszentrum 40.000 t pro Jahr hochkalorische Reststoffe (d. h. Reststoffe mit einem Brennwert von mindestens 10 MJ) aus Abfall aufbereitet und sortiert. 15.000 t pro Jahr werden davon einer stofflichen Verwertung zugeführt und 24.250 t pro Jahr einer thermischen Verwertung. Bei dem Rest handelt es sich um unbrennbare Störstoffe, die aussortiert wurden.In 1 are purely schematically the material and energy flows according to a first embodiment of the present invention summarized in an overview. In a processing center, 40,000 t per year of high-calorific waste (ie residues with a calorific value of at least 10 MJ) are processed from waste and sorted. 15,000 t per year are recycled and 24,250 t per year of thermal recycling. The remainder are incombustible impurities which have been sorted out.

Bei den der stofflichen Verwertung zugeführten Stoffen handelt es sich um Mischkunststoffe, die so sortiert wurden, dass sie einen Reinheitsgrad über 95% aufweisen. Dies kann z. B. durch Infrarottechnologie oder auch manuell erfolgen. Diese Mischkunststofffraktion wird mittels einer katalytischen Spaltung und anschließender Verölung durch Kondensation zu einem hochwertigen Rohöl verarbeitet, welches einer Verarbeitung zu noch hochwertigeren Endprodukten zur Verfügung steht. Der hochkalorische Restabfall von 24.250 t pro Jahr und der aus der katalytischen Spaltung abfallende Restkoks von 750 t pro Jahr wird mittels thermisch-katalytischer Materialvergasung oder einem anderen thermischen Verwertungsverfahren, wie Pyrolyse, unter Elektroenergieerzeugung verwertet. Die thermische Verwertung erfolgt dabei bei einer Temperatur von etwa 850°C.at is the substance recycled These are mixed plastics that have been sorted to produce one Purity above 95%. This can be z. B. by Infrared technology or manually done. This mixed plastic fraction is by means of a catalytic cleavage and subsequent Veröllung by condensation to a high-quality crude oil processed, which is a processing to even higher quality end products Available. The high calorific residual waste of 24,250 t per year and the residual coke from the catalytic cracking of 750 t per year is by means of thermal-catalytic material gasification or another thermal recovery process, such as pyrolysis, under Used electric power generation. The thermal utilization takes place at a temperature of about 850 ° C.

Der Übersicht in 1 ist zu entnehmen, dass der Aufbereitungsprozess eine Speisung mit elektrischer Leistung in Höhe von 1.360 MWh pro Jahr erfordert, während für die stoffliche Verwertung eine Leistung in Höhe von 14.640 MWh pro Jahr erforderlich ist. Diese Leistung wird aus der thermischen Verwertung bereitgestellt, wobei zusätzlich noch eine elektrische Leistung von 4.000 MWh pro Jahr in das Stromnetz eingespeist werden können, wo sie der Nutzung durch Dritte zur Verfügung stehen. Damit wird sichergestellt, dass die komplett notwendige Energie für die stoffliche Verwertung von Mono- oder Mischkunststoffen aus dem Abfallbehandlungsprozess selbst sichergestellt wird. Es handelt sich also um einen Abfallbehandlungsprozess mit energetischer Eigenversorgung im Kreislaufprozess.The overview in 1 it can be seen that the treatment process requires an electric power supply of 1,360 MWh per year, whereas recycling requires 14,640 MWh per year. This power is provided by the thermal utilization, with an additional electric power of 4,000 MWh per year can be fed into the grid, where they are available for use by third parties. This ensures that the completely necessary energy for the recycling of mono- or mixed plastics from the waste treatment process itself is ensured. So it is a waste treatment process with energetic self-supply in Kreislaufpro process.

In 2 sind rein schematisch die Stoff- und Energieströme gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer Übersicht zusammengefasst. Diese Übersicht zeigt eine umfangreiche Gesamtkonzeption der Abfallbehandlung nach der vorliegenden Erfindung. Dabei wird von einer gesamten Abfalljahresmenge von 100.000 t Haus- und Industrieabfall ausgegangen. Hiervon werden nach Zerkleinerung und Absiebung 50.000 t biologische Abfälle einer Verrottung und 50.000 t einer Sortierung für heizwertreiche Restfraktion unterzogen. Durch die Sortierung werden ca. 5.000 t Störfraktion, also Inertmaterial ohne Heizwert, wie Aschen, Mineralien und Metalle, aus der heizwertreichen Restfraktion entfernt. Diese Störfraktion wird zusammen mit dem vorrottenbaren biologischen Material verrottet und dabei durch Mikroorganismen biologisch abgebaut. Nach Absiebung des verrotteten Materials können 10.000 t als Kompost und aus dem verbleibenden Material etwa 10.000 bis 20.000 t Rohhumus gewonnen werden, die als Deponieabdeckmaterial einsetzbar sind.In 2 are purely schematically the material and energy flows according to a second embodiment of the present invention summarized in an overview. This overview shows a comprehensive overall concept of waste treatment according to the present invention. It is assumed that a total annual waste volume of 100,000 tonnes of domestic and industrial waste. After crushing and screening, 50,000 t of biological waste are subjected to rotting and 50,000 t to sorting for high-calorific residual fraction. The sorting removes approximately 5,000 t of the interfering fraction, ie inert material without calorific value, such as ashes, minerals and metals, from the high-calorific residual fraction. This Störfraktion is rotted together with the pre-rotatable biological material and thereby biodegraded by microorganisms. After screening of the rotted material 10,000 t can be obtained as compost and from the remaining material about 10,000 to 20,000 t of raw humus, which can be used as landfill cover material.

Die heizwertreiche Restfraktion von 45.000 t wird einer selektiven Aufbereitung unterzogen, wodurch 15.000 t reine Kunststoffe in Form von Mono- und Mischkunststoffen, insbesondere Polyolefine, gewonnen werden. Diese Kunststoffe werden einer stofflichen Verwertung mittels katalytischer Spaltung und Verölung unterzogen (wobei auch hier wieder zusätzlich der bei der katalytischen Spaltung abfallende Restkoks verwertet wird (nicht gezeigt)), wodurch etwa 14.250 t hochwertiges Rohöl gewonnen werden. Die Verbleibenden ca. 30.000 t der heizwertreichen Restfraktion, also verunreinigte Kunststoffe, Kartonagen, Hölzer, Stoffe und dgl., werden einer thermischen Verwertung bei niedriger Temperatur unterzogen, wozu gemäß einer ersten Variante eine hocheffiziente Verbrennungsanlage benutzt werden kann, bei der über einen Dampfturbinenprozess ca. 20 GWh Leistung pro Jahr erzeugt werden. Alternativ kann gemäß einer zweiten Variante auch eine thermisch-katalytische Materialvergasung erfolgen, wodurch ca. 70 GWh (Equivalent elektrischer Leistung) pro Jahr bereitgestellt werden, wobei davon 20 GWH/a als Elektroenergie und 50 GWH/a als Gas bereitstehen. Diese Leistung von 70 GWH/a kann durch vollständige oder auch nur teilweise Verbrennung des Gases in einer Gasturbine als elektrische Leistung abgerufen werden. Alternativ kann das Gas auch verkauft werden.The high-calorific residual fraction of 45,000 t is a selective treatment subjected to 15,000 tons of pure plastics in the form of mono- and Mixed plastics, in particular polyolefins are obtained. These Plastics become a material utilization by means of catalytic Subjected to splitting and oiling (although here again in addition, the residual coke that falls off during the catalytic decomposition recycled (not shown)), giving about 14,250 tons of high quality Crude oil can be obtained. The remaining about 30,000 t of high-calorific residual fraction, ie contaminated plastics, cardboard, Woods, fabrics and the like, become a thermal recovery subjected to low temperature, for which according to a first variant, a highly efficient incinerator can be used, when using a steam turbine process about 20 GWh power be generated per year. Alternatively, according to a second variant, a thermal-catalytic material gasification whereby about 70 GWh (equivalent of electrical power) per Of which 20 GWH / a as electric energy and 50 GWH / a as gas. This power of 70 GWH / a can through complete or even partial combustion of the gas be retrieved in a gas turbine as electrical power. alternative the gas can also be sold.

Weiterhin ist in 2 der Energiefluss angegeben, wobei die aus der thermischen Verwertung gewonnene elektrische Energie zum Betrieb der Prozesse „Rohölproduktion", „Selektive Aufbereitung der heizwertreichen Restfraktion", „Sortierung der heizwertreichen Restfraktion" und „Zerkleinerung und Absiebung der Abfälle" verwendet wird. Die nicht genutzte Elektroenergie kann in ein Netz eingespeist und verkauft werden. Es ist deutlich zu erkennen, dass ein energetisch autarker Betrieb der Restfraktionsbehandlung möglich ist und zudem noch Elektroenergie zusätzlich gewonnen wird. Diese zusätzliche Energie kann alternativ auch zum Betrieb der restlichen Prozesse der 2, also für eine umfangreiche und vollständig autarke Abfallbehandlung verwendet werden.Furthermore, in 2 indicated the energy flow, wherein the electrical energy obtained from the thermal utilization for the operation of the processes "crude oil production", "Selective treatment of the high calorific value fraction", "Sorting the high calorific value fraction" and "crushing and screening of waste" is used. The unused electrical energy can be fed into a network and sold. It can be clearly seen that an energetically self-sufficient operation of the residual fraction treatment is possible and, in addition, additional electrical energy is obtained. This additional energy can alternatively be used to operate the remaining processes 2 , so be used for a comprehensive and fully self-sufficient waste treatment.

Aus dem Vorstehenden ist deutlich geworden, dass mit der vorliegenden Erfindung eine Abfallbehandlung ermöglicht wird, die im Betrieb autark, also ohne zusätzliche Energiezufuhr, betrieben werden kann. Nur beim Anfahren der Anlage muss auf Energiereserven zurückgegriffen werden, bis die Energie aus der thermischen Verwertung bereit steht. Hierbei kann natürlich auf aus der thermischen Verwertung erzeugte elektrische Energie, die gespeichert wurde, zurückgegriffen werden.Out From the above it has become clear that with the present Invention allows a waste treatment, which in the Operation independently, ie without additional energy supply, operated can be. Only when starting the system must be on energy reserves be resorted to until the energy from the thermal Recovery is available. This can of course be off the thermal recovery generated electrical energy stored was resorted to.

Ein weiterer großer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass eine Abfallbehandlung im Mehrschichtensystem, insbesondere 3-Schichtsystem, ermöglicht wird. Der Abfall durchläuft nun in einer Anlage eine thermische und stoffliche Verwertung, so dass eine stetige Abfallzufuhr und -verwertung ermöglicht sind. Dadurch wird ein weiteres Anwachsen von Abfallbergen verhindert, wodurch insbesondere weniger Zwischenlager benötigt werden. Die damit verbundenen positiven Wirkungen auf den Umweltschutz, Brandschutz und die Sicherheit sind evident.One Another great advantage of the present invention is in that a waste treatment in the multi-layer system, in particular 3-layer system, is made possible. The waste goes through now in a plant a thermal and material recovery, so that allows a continuous waste supply and utilization are. This prevents further growth of waste mountains, which in particular requires fewer intermediate storage. The associated positive effects on environmental protection, fire protection and security are evident.

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Claims (16)

Verfahren zur Abfallbehandlung, insbesondere von häuslichem, gewerblichem und industriellem Abfall, wobei der Abfall einer stofflichen Verwertung unterzogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass mittels thermischer Verwertung einer heizwertreichen Restfraktion des Abfalls elektrische Energie erzeugt wird und die stoffliche Verwertung des Abfalls mit zumindest einem Teil der gewonnenen elektrischen Energie gespeist wird, so dass eine energetische Eigenversorgung der stofflichen Verwertung im Rahmen der Abfallbehandlung sichergestellt ist.Waste treatment method, in particular of domestic, industrial and industrial waste, whereby the waste is subject to recycling characterized in that by means of thermal utilization of a high calorific value Residual fraction of the waste electrical energy is generated and the recycling of the waste with at least part of the recovered waste electrical energy is fed, so that an energetic self-supply recycling as part of waste treatment is. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als thermische Verwertung thermisch-katalytische Materialvergasung oder Pyrolyse verwendet werden.Method according to claim 1, characterized in that that as thermal utilization thermo-catalytic material gasification or pyrolysis are used. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Verwertung bei niedrigen Temperaturen von maximal 850°C erfolgt.Method according to claim 1 or 2, characterized that the thermal utilization at low temperatures of maximum 850 ° C takes place. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Energie in einem Gasturbinen- oder Dampfturbinenprozess gewonnen wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the electrical energy in a gas turbine or steam turbine process is obtained. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der stofflichen Verwertung reine Kunststoffe, insbesondere Monokunststoffe und/oder Mischkunststoffe, wie Polyolefine und dgl., katalytisch gespaltet und zu Rohöl kondensiert werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the recycling pure Plastics, in particular monoplastics and / or mixed plastics, such as polyolefins and the like, catalytically split and condensed to crude oil become. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohöl weiterveredelt wird.Method according to claim 5, characterized in that that the crude oil is further refined. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die heizwertreiche Restfraktion zumindest eines der Materialien verunreinigte Kunststoffe, Textilien und zellulosehaltige Produkte, wie Kartonagen und Holzreste, umfasst.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the high calorific value residual fraction at least one of the materials contaminated plastics, textiles and cellulosic products, such as cardboard and wood residues. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die selektive Aufbereitung des Abfalls in eine der stofflichen Verwertung zuzuführende Fraktion und eine der thermischen Verwertung zuzuführende heizwertreiche Restfraktion mit zumindest einem Teil der gewonnenen elektrischen Energie gespeist wird, so dass eine energetische Eigenversorgung der selektiven Aufbereitung im Rahmen der Abfallbehandlung sichergestellt ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the selective treatment of the waste to a fraction to be recycled for recycling and a calorific value-rich residual fraction to be supplied for thermal utilization fed with at least a portion of the recovered electrical energy becomes, so that an energetic self-supply of the selective treatment within the scope of waste treatment. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sortierung des Abfalls in eine heizwertreichen Fraktion und eine nicht verbrennbare Störfraktion, wie Aschen, Mineralien, Metalle und dgl., mit zumindest einem Teil der gewonnenen elektrischen Energie gespeist wird, so dass eine energetische Eigenversorgung der Sortierung im Rahmen der Abfallbehandlung sichergestellt ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the sorting of the waste into a high calorific fraction and a non-combustible impurity fraction, such as ashes, minerals, metals and the like, with at least one part the recovered electrical energy is fed so that a Energy self-sufficiency of sorting in the context of waste treatment is ensured. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussortierung einer verrottenbarer Fraktion aus dem Abfall mit zumindest einem Teil der gewonnenen elektrischen Energie gespeist wird, so dass eine energetische Eigenversorgung der Aussortierung im Rahmen der Abfallbehandlung sichergestellt ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the sorting of a verrottenbarer Fraction from the waste with at least part of the won electrical energy is fed, so that an energetic self-supply sorting out in the context of waste treatment is. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorrottungsprozess und bevorzugt auch die Rohhumus- und Kompostgewinnung mit zumindest einem Teil der gewonnenen elektrischen Energie gespeist wird, so dass eine energetische Eigenversorgung der Verrottung im Rahmen der Abfallbehandlung sichergestellt ist.Method according to claim 10, characterized in that that the Vorrottungsprozess and preferably also the Rohhumus- and Composting with at least a portion of the obtained electrical Energy is fed, so that an energy self-sufficiency rotting as part of waste treatment. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der andere Teil der elektrischen Energie der Nutzung durch Ditte zugeführt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the other part of the electrical energy the use of Ditte is supplied. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des erzeugten Gases bzw. Pyrolysekokses der Nutzung durch Ditte zugeführt wird.Method according to one of claims 2 to 12, characterized in that a part of the generated gas or pyrolysis coke the use of Ditte is supplied. Vorrichtung zur Behandlung von Abfall, insbesondere von häuslichem, gewerblichem und industriellem Abfall, mit einer Einrichtung zur stofflichen Verwertung zumindest eines Teils des Abfalls, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vor herigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung zur thermischen Verwertung einer heizwertreichen Restfraktion des Abfalls und Erzeugung von elektrischer Energie vorgesehen ist, wobei zwischen der Einrichtung zur stofflichen Verwertung und der Einrichtung zur thermischen Verwertung Mittel zur Übertragung der elektrischen Energie vorgesehen sind und die Einrichtung zur stofflichen Verwertung ausgelegt ist, ausschließlich mit dieser elektrischer Energie betrieben zu werden.Device for the treatment of waste, in particular of domestic, industrial and industrial waste, with a facility for the recycling of at least one Part of the waste, in particular for carrying out the process according to one of the preceding claims, characterized that a device for the thermal utilization of a high calorific value Residual fraction of waste and generation of electrical energy is provided, between the recycling facility and the device for thermal utilization means for transmission the electrical energy are provided and the device for recycling is designed exclusively with to be operated this electrical energy. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur thermischen Verwertung angepasst ist, einen thermisch katalytische Vergasung oder eine Pyrolyse der heizwertreichen Restfraktion des Abfalls auszuführen.Device according to claim 14, characterized in that that the device is adapted for thermal utilization, a thermally catalytic gasification or pyrolysis of high-calorific value To carry out residual fraction of the waste. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin zumindest eine der Einrichtungen aus der Gruppe Einrichtung zur selektiven Aufbereitung des Abfalls in eine der stofflichen Verwertung zuzuführende Fraktion und eine der thermischen Verwertung zuzuführende heizwertreiche Restfraktion, Einrichtung zur Sortierung des Abfalls in eine heizwertreichen Fraktion und eine nicht verbrennbare Störfraktion, wie Aschen, Mineralien, Metalle und dgl., Einrichtung zur Aussortierung einer verrottenbarer Fraktion aus dem Abfall, Einrichtung zur Rohhumus- und Kompostgewinnung, Einrichtung zur katalytischen Spaltung von Kunststoffen und Rohöldestillation, Einrichtung zur Rohölweiterveredlung vorgesehen ist, wobei zwischen der Einrichtung zur stofflichen Verwertung und der weiteren Einrichtung Mittel zur Übertragung der elektrischen Energie vorgesehen sind und die weitere Einrichtung ausgelegt ist, ausschließlich mit dieser elektrischer Energie betrieben zu werden.Apparatus according to claim 14 or 15, characterized in that furthermore at least one of the devices from the group means for selective treatment of the waste in a material recycling to be supplied fraction and a thermal energy to be supplied heating valuable residual fraction, means for sorting the waste into a high-calorific fraction and a non-combustible Störfraktion, such as ashes, minerals, metals and the like., Device for sorting out a verrottenbarer fraction from the waste, means for crude humus and compost production, means for catalytic cleavage of Plastics and crude oil distillation, means for crude oil furthering is provided, wherein between the means for recycling and the further means for transmitting the electrical energy are provided and the further device is designed to be operated exclusively with this electrical energy.
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