DE102007056905A1 - Plant for thermal treatment and recycling of waste materials on the basis of paper and/or plastic in the form of composite carton, comprises a reactor with a housing in which a screw is arranged, an inlet and an outlet, and a separator - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Anlage zur thermischen Behandlung von Abfallstoffen. Die Anlage kann für alle Anwendungsgebiete eingesetzt werden, in denen Abfälle in ihrem Volumen reduziert werden sollen oder auf andere Weise thermisch behandelt werden müssen.The The invention relates to a plant for the thermal treatment of waste materials. The facility can for All fields of application are used in which waste in their Volume should be reduced or otherwise thermal must be treated.
Nachteil dieser Anlage ist der zu niedrige Temperaturbereich, durch welchen die Behandlung einiger wichtiger Substanzen, z.B. Industrieabfälle aus der Papierindustrie nicht behandelt werden können sowie das noch große Volumen der behandelten Substanzen und die schwierige Beseitigung der Restgase, wodurch die Umwelt belastet wird.disadvantage This system is the too low temperature range, through which the treatment of some important substances, e.g. Industrial waste the paper industry can not be treated as well as the still large volume the treated substances and the difficult removal of the residual gases, which pollutes the environment.
Aus
Auch
in
Die
Die vorgenannten Lösungen weisen den Nachteil auf, dass sich im Gas befindliche Feuchtigkeit mit in den Brenner gelangt. Weiterhin ist von entscheidendem Nachteil, dass bei der Zuführung des Abfalls Umgebungsluft in den Reaktor gelangen kann, wodurch die Gefahr besteht, dass sich im Reaktor ein explosives Gasgemisch bildet.The aforementioned solutions have the disadvantage that there is moisture in the gas with the burner. Furthermore, it is of crucial disadvantage that at the feeder the waste ambient air can enter the reactor, causing the danger exists that in the reactor an explosive gas mixture forms.
Um
die Rotation des gesamten Reaktors (
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anlage zur thermischen Behandlung von Abfallstoffen zu entwickeln, die einen einfachen konstruktiven Aufbau aufweist, eine erhebliche Volumenreduzierung der Abfallstoffe gewährleistet, die Behandlung vielfältiger Ausgangssubstanzen ermöglicht und bei einem minimalen Energieeinsatz umweltfreundlich und sicher arbeitet.task The invention is a system for the thermal treatment of To develop waste materials that have a simple structural design ensures a significant volume reduction of waste materials, the treatment of diverse starting substances allows and works with a minimum of energy use environmentally friendly and safe.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des 1. Patentanspruchs gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.These The object is solved by the features of the first claim. Further advantageous embodiments emerge from the dependent claims.
Die Anlage zur thermischen Behandlung von Abfallstoffen, besteht aus wenigstens einer Einheit aus einer in einer Umhausung rotierenden Schnecke mit einer Zuführung für die Abfallstoffe als Ausgangssubstanzen und einer Abführung für die thermisch behandelten Endsubstanzen sowie mit einer Heizeinheit und mit einer Absaugung für die bei der thermischen Behandlung der Abfallstoffe aus diesen abgeschiedenen Gase/Dämpfe, wobei die Umhausung zumindest bereichsweise eine Höhe aufweist, die größer ist als der Durchmesser der sich in der Umhausung befindlichen Schnecke.The Plant for the thermal treatment of waste materials, consists of at least one unit of one rotating in a housing Snail with a feeder for the Waste materials as starting materials and a discharge for the thermally treated Final substances and with a heating unit and with a suction for the in the thermal treatment of waste materials from these deposited Gases / vapors, wherein the enclosure at least partially has a height, which is bigger as the diameter of the snail in the enclosure.
Bevorzugt verjüngt sich die Umhausung in diesem Bereich im Querschnitt nach oben, wobei die Absaugung insbesondere oben in dem verjüngten Bereich des Schneckenmantels angeordnet ist.Prefers rejuvenated The enclosure in this area in cross-section upward, where the suction especially at the top in the tapered region of the screw shell is arranged.
Durch diese Anordnung sitzt die Absaugung nicht direkt sondern in einem größeren Abstand über der Schnecke, wodurch die Menge der unerwünscht mit abgesaugten Feststoffpartikel erheblich verringert werden kann. Dadurch arbeitet die Anlage wesentlich zuverlässiger und effizienter.By this arrangement, the suction is not directly but in one greater distance above the Snail, reducing the amount of undesirable with extracted solid particles can be significantly reduced. As a result, the system works significantly reliable and more efficient.
Wenigstens eine aus Umhausung und Schnecke bestehende Einheit ist in einem Reaktor angeordnet, der eine Wandung aufweist, wobei die Heizeinheit bevorzugt an den Reaktor angeschlossen ist und über den Reaktor die darin befindliche Einheit aus Umhausung (Schneckenmantel) und Schnecke indirekt beheizt wird.At least a unit consisting of enclosure and snail is in one Reactor disposed having a wall, wherein the heating unit preferably connected to the reactor and the unit contained therein via the reactor from Umhausung (snail shell) and screw is indirectly heated.
Dabei ist der Reaktor und/oder die Umhausung gegenüber der Umgebung weitestgehend oder vollständig abgedichtet.there the reactor and / or the enclosure against the environment is as far as possible or completely sealed.
Dazu kann die Zuführung zum Reaktor und/oder Abführung vom Reaktor in Form einer die Abdichtung zur umgebenden Atmosphäre gewährleistenden Zellradschleuse ausgebildet sein. Ebenso die ist es möglich, in die Zuführung (Z) zur Umhausung und/oder Abführung aus der Umhausung eine die Abdichtung zur umgebenden Atmosphäre gewährleistende Zellradschleuse einzubinden.To can the feeder to the reactor and / or discharge from the reactor in the form of a seal to the surrounding atmosphere Rotary valve be formed. Likewise it is possible in the feeder (Z) for housing and / or removal from the enclosure, ensuring the seal to the surrounding atmosphere Include rotary valve.
Weiterhin kann der sich an die Zuführung anschließende Bereich der Schnecke eine erste Steigung aufweisen, in welcher die Ausgangssubstanzen so verdichtet werden, dass eine Abdichtung zur umgebenden Atmosphäre gewährleistet ist. Alternativ oder zusätzlich kann der sich vor der Abführung befindliche Bereich der Schnecke eine dritte Steigung aufweisen, in welcher die Endsubstanzen so verdichtet werden, dass eine Abdichtung zur umgebenden Atmosphäre gewährleistet ist.Farther can be attached to the feeder subsequent Section of the screw have a first slope, in which the Starting materials are compressed so that a seal to surrounding atmosphere guaranteed is. Alternatively or in addition can be before the exhaustion area of the screw have a third slope, in which the end substances are compressed so that a seal to the surrounding atmosphere guaranteed is.
Vorzugsweise ist dem Bereich mit der ersten und/oder dritten Steigung der Durchmesser der Umhausung an den Durchmesser der Schnecke angepasst.Preferably is the area with the first and / or third slope of the diameter The housing adapted to the diameter of the screw.
Dazwischen vergrößert sich dann die Höhe der Umhausung auf eine Höhe, die größer ist als der Durchmesser der Schnecke.Between increases then the amount of Housing at an altitude which is bigger as the diameter of the screw.
Vorteilhafter Weise ist ebenfalls in die Anlage ein der Heizeinheit zugeordneter Combustor zur thermischen Nachverbrennung der abgesaugten Gase/Dämpfe oder von daraus gewonnenen Restgasen integriert.Favorable Weise is also in the system associated with the heating unit Combustor for thermal afterburning of the extracted gases / vapors or integrated from residual gases.
Die Gase/Dämpfe oder Restgase sind direkt oder über einen Kondensator mittels der Absaugung dem Combustor und der Heizeinheit zuführbar. Durch die Zuführung der Gase/Dämpfe oder Restgase zum Combustor und zur Heizeinheit ist es möglich, das Volumen des Brenngases, welches als Anschubenergie für den Brenner der Heizeinheit erforderlich ist, ggf. soweit zu reduzieren, dass von dem Brenner nur noch eine Stützflamme vorhanden ist. Die gesamte Heizenergie für den Reaktor wird dann durch die Verbrennung der angesaugten Gase/Dämpfe oder der Restgase zur Verfügung gestellt.The Gases / vapors or residual gases are direct or over a condenser by means of the extraction of the combustor and the heating unit fed. By the feeder of gases / vapors or residual gases to the combustor and to the heating unit, it is possible that Volume of the fuel gas, which is used as starting energy for the burner the heating unit is required, if necessary reduce so much that from the burner only one support flame is available. The total heating energy for the reactor is then through the combustion of the sucked gases / vapors or the residual gases disposal posed.
Alternativ können die Gase/Dämpfe oder Restgase einer Energieerzeugungseinrichtung zugeleitet werden. Ebenfalls ist es möglich, einen ersten Teil der Gase/Dämpfe oder Restgase dem Combustor und der Heizeinheit und einen zweiten Teil der Gase/Dämpfe oder Restgase der Energieerzeugungseinrichtung zuzuführen. Da bei dem thermischen Behandlungsprozess erfahrungsgemäß das Volumen der erzeugten Gase/Dämpfe oder Restgase um ein Vielfaches höher ist als das Volumen, welches für die Beheizung des Reaktors erforderlich ist, stellt die Weiterleitung von Gasen/Dämpfen oder Restgasen an die Energieerzeugungseinrichtung eine effiziente Ausnutzung der Gase/Dämpfe oder des Restgases dar.alternative can the gases / vapors or residual gases are fed to an energy generating device. It is also possible a first part of the gases / vapors or residual gases to the combustor and the heating unit and a second one Part of the gases / vapors or supply residual gases of the power generation device. There Experience has shown that in the thermal treatment process, the volume of generated gases / vapors or residual gases is many times higher than the volume which for heating the reactor is required, the forwarding of gases / vapors or Residual gases to the power generation facility efficient use of gases / vapors or the residual gas.
Die Energieerzeugungseinrichtung kann z.B. ein Dampfkessel und ein Dampfmotor und/oder ein Blockheizkraftwerk sein.The Power generating device may e.g. a steam boiler and a steam engine and / or a combined heat and power plant.
Das Volumen der behandelten Substanzen wird im Verhältnis zum Volumen der Ausgangssubstanzen bis zu 90% reduziert, wodurch nur noch geringe Deponiekosten zu verzeichnen sind.The volume of the treated substances is proportional to the volume of the Ausgangsubs Dancing is reduced by up to 90%, which means that only a small amount of landfill costs can be recorded.
Dem Kondensator ist insbesondere ein Ölabscheider nachgeschaltet, aus welchem lipophiles Kondensat und wässriges Kondensat separat abgeleitet werden. Zwischen dem Ölabscheider und dem Kondensator ist zur Erzeugung eines Kühlkreislaufes ein Rückkühlwerk angeordnet. Weiterhin kann dem Reaktor ein Wärmetauscher zur Wärmerückgewinnung und/oder zur Vorkühlung von Brennerluft der Heizeinheit zugeordnet sein.the Condenser is followed in particular by an oil separator, from which lipophilic condensate and aqueous condensate derived separately become. Between the oil separator and the condenser, a recooling plant is arranged to produce a cooling circuit. Furthermore, the reactor can be a heat exchanger for heat recovery and / or for pre-cooling be assigned by burner air of the heating unit.
Die Ausgangssubstanzen durchlaufen bei einer Umwälzbewegung und einer Temperatur von 250 bis 800°C den Reaktor. Die Durchlaufzeit, die Drehzahl der im Reaktor befindlichen Schnecke und die Verweilzeit richten sich nach dem Feuchtigkeitsgehalt der Ausgangssubstanzen.The Initial substances undergo a circulation movement and a temperature from 250 to 800 ° C the reactor. The cycle time, the speed of the reactor The screw and the residence time depend on the moisture content the starting substances.
Die Endsubstanzen sind entweder deponierfähig oder in den Wirtschaftskreislauf rückführbar. Durch die großen Volumen und Masseverluste treten dabei nur noch geringe Deponiekosten auf. Einige Substanzen können ohne oder mit geringer Nachbearbeitung dem Wirtschaftskreislauf erneut zugeführt werden.The Final substances are either dumpable or in the economic cycle traceable. By the big ones Volume and mass losses occur only low landfill costs on. Some substances can without or with little reworking the economic cycle be fed again.
Als Ausgangssubstanzen können z.B. Zelluloseschlämme, Spuckstoffe, Schredderabfälle von Kraftfahrzeuginnenteilen oder DSD-Sortierreste (DSD = Duales System Deutschland) und daraus z.B. aluminiumhaltige Fraktionen eingesetzt werden. Weiterhin ist es möglich, folgende Abfallstoffe zu behandeln und somit in ihrem Volumen wesentlich zu reduzieren:
- – sonstige Abfälle aus der mechanischen Behandlung von Abfällen,
- – Abfälle aus dem Schreddern von metallhaltigen Abfällen, wie Verbundkarton (Tetrapack)
- – Schlämme aus einer anderen Behandlung von industriellem Abwasser,
- – Schlämme, die gefährliche Stoffe aus einer anderen Behandlung von industriellem Abwasser enthalten,
- – Schlämme aus der biologischen Behandlung von industriellem Abwasser,
- – Schlämme aus der betriebseigenen Abwasserbehandlung,
- – Schlämme aus der betriebseigenen Abwasserbehandlung, die gefährliche Stoffe enthalten,
- – Schlämme oder Emulsionen aus Entsalzern,
- – Schlämme aus physikalisch-chemischen Behandlungen,
- – Schlämme aus physikalisch-chemischen Behandlungen, die gefährliche Stoffe enthalten,
- – Zelluloseschlämme,
- – Spuckstoffe,
- – Deinking-Schlämme,
- – ölhaltige Schlämme.
- – Abfälle aus der Kanalreinigung,
- – Straßenkehricht,
- – Rückstände aus der Schrottaufbereitung (Schredder-Leicht-Fraktion,
- – Abfälle, behaftet mit organischen Pflanzenschutzmitteln, Holzschutzmitteln und anderen Bioziden,
- – feste Abfälle aus Sandfanganlagen und Öl-Wasserabscheidern,
- – Abfälle aus der Sanierung von Böden und Grundwasser,
- – Abfälle aus Prozessen der mechanischen Formgebung sowie der physikalischen und mechanischen Oberflächenbearbeitung von Metallen und Kunststoffen,
- – Gleisschotter, der gefährliche Stoffe enthält,
- – Boden und Steine, die keine gefährlichen Stoffe enthalten,
- – Sande aus der Wirbelschicht, die bei der Verbrennung oder Pyrolyse von Abfällen anfallen,
- – Abfälle aus der Altölaufbereitung,
- – medizinische und krankenhausspezifische Abfälle,
- – Schredderabfälle von Kraftfahrzeuginnenteilen aus der Altautoverwertung,
- – verschmutzte Mischkunststoffe aus Sortieranlagen,
- – Produktionsabfälle,
- – DSD-Sortierreste,
- – Hühnerkot oder andere Fäkalien aus der Tierhaltung,
- – sowie Mineralien (z.B. Sand, Steine), wobei hier nur eine unwesentliche Volumenreduzierung stattfindet.
- - other waste from the mechanical treatment of waste,
- - Waste from shredding metal-containing waste, such as composite carton (Tetrapack)
- - sludges from another treatment of industrial wastewater,
- - sludges containing dangerous substances from another treatment of industrial wastewater,
- Sludges from the biological treatment of industrial wastewater,
- - sludges from in-house wastewater treatment,
- - sludges from in-house wastewater treatment containing hazardous substances,
- - sludges or emulsions of desalinates,
- - sludges from physicochemical treatments,
- - sludges from physico-chemical treatments containing dangerous substances,
- - cellulose slurries,
- - rejects,
- - deinking sludge,
- - oily sludges.
- - waste from sewer cleaning,
- - street sweep,
- - residues from scrap processing (shredder-light fraction,
- - waste containing organic pesticides, wood preservatives and other biocides,
- - solid waste from sand traps and oil separators,
- - waste from the remediation of soil and groundwater,
- - waste from processes of mechanical shaping and physical and mechanical surface treatment of metals and plastics,
- - ballast, containing dangerous substances,
- - soil and stones that do not contain dangerous substances,
- - sands of the fluidized bed resulting from the incineration or pyrolysis of waste,
- - waste from waste oil treatment,
- - medical and hospital-specific waste,
- - Shredder waste from motor vehicle interior parts from end-of-life car recycling,
- - polluted mixed plastics from sorting plants,
- - production waste,
- - DSD sorting residues,
- - chicken droppings or other faeces from animal husbandry,
- - As well as minerals (eg sand, stones), where only an insignificant volume reduction takes place.
Werden z.B. Zelluloseschlämme als Ausgangssubstanzen in der Anlage thermisch behandelt (vorzugsweise bei 350°C) kann die Endsubstanz, die ein zellulosehaltiges Pulver ist, brikettiert und in brikettierter Form als Brennstoff eingesetzt werden.Become e.g. cellulosic slurry thermally treated as starting substances in the system (preferably at 350 ° C) For example, the final substance, which is a cellulosic powder, may be briquetted and used in briquetted form as a fuel.
Beim Einsatz von Ausgangssubstanzen (SA) in Form von Spuckstoffen entsteht als Endsubstanz (SE) vorwiegend Asche und ein großer Volumenanteil an Restgas, welches als Brenngas einsetzbar ist.At the Use of starting materials (SA) in the form of rejects as the final substance (SE) predominantly ash and a large volume fraction on residual gas, which can be used as fuel gas.
Ausgangssubstanzen (SA) in Form von Schredderabfällen von Kraftfahrzeuginnenteilen ergeben als Endsubstanz (SE) Asche mit Metallabscheidungen und Restgas (Grest), welches als Brenngas einsetzbar ist.Starting materials (SA) in the form of shredder waste from motor vehicle interior parts yield as final substance (SE) ashes with metal deposits and residual gas (G rest ), which can be used as fuel gas.
Werden als Ausgangssubstanz DSD-Sortierreste behandelt, entsteht als Endsubstanz (SE) Asche mit Metallabscheidungen. Bestehen die DSD-Sortierreste beispielsweise aus Kunststoff-/Papier-Abfällen mit Aluminiumanhaftungen (wie z.B. Verbundkarton/Tetrapacks), so befinden sich in der Asche größere Metallabscheidungen aus fast reinem Aluminium. Das bei der thermischen Behandlung der DSD-Sortierreste gebildete Restgas kann ebenfalls als Brenngas eingesetzt werden.If DSD sorting residues are treated as the starting substance, ash with metal deposits is produced as the final substance (SE). For example, if the DSD sorting residues consist of plastic / paper wastes with aluminum buildup (such as composite board / tetrapacks), the ashes contain larger amounts of metal deposits of almost pure aluminum. That in the thermal treatment of DSD sorting residues formed residual gas can also be used as fuel gas.
Das Restgas wird, wie vorgenannt beschrieben, als Brenngas entweder dem Combustor und der Heizeinheit oder einer Energieerzeugungseinrichtung zur Verfügung gestellt.The Residual gas is, as described above, either as fuel gas the combustor and the heating unit or a power generating device to disposal posed.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels und zugehöriger Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The Invention is based on an embodiment and associated Drawing closer explained. Show it:
Der
Reaktor
Es ist möglich, den ersten Teilstrom T1 oder den zweiten Teilstrom T2 zu unterbrechen, so dass das Restgas nur der Heizeinheit oder nur der Energieerzeugungseinrichtung zur Verbrennung zugeführt wird.It is possible, to interrupt the first partial flow T1 or the second partial flow T2, so that the residual gas only the heating unit or only the power generation device fed to the combustion becomes.
Das
Kondensat K wird aus dem Kondensator einem Ölabscheider
Die vorgenannt beschriebene Lösung stellt ein destillatives Verfahren für die thermische Behandlung von Abfallstoffen, wie z.B. Schleifschlamm, Walz- und Schmiedezunder, Klärschlamm usw. dar.The aforementioned solution represents a distillative process for the thermal treatment of waste materials, such as Grinding sludge, rolling and forging, sewage sludge etc.
Für die Realisierung
einer Pyrolyse für
die Behandlung anderer Abfallstoffe sind die Anlagenteile
Restliche Nebenprodukte wie Pyrolyseöl, Pyrolysewasser und Pyrolysekoks werden aus dem Prozess entfernt und ggf. weiter behandelt oder entsorgt.remaining By-products such as pyrolysis oil, pyrolysis water and pyrolysis coke are removed from the process and possibly further treated or disposed of.
Es
schließt
sich gem.
Der
Bereich der Umhausung
Alternativ
ist es möglich,
die Ableitung der behandelten Substanzen SE bei gleich bleibender oder
gem.
Das
Schneckenmantelrohr
In
Das
Schneckenmantelrohr
Mit der erfindungsgemäßen Lösung ist es somit auch erstmalig möglich, z.B. aus DSD-Sortierresten, wie Verbundkarton-Verpackungen (Tetrapacks) für Getränke oder andere Lebensmittel, die Aluminium enthalten, schnell und äußerst energieeffizient Aluminium wiederzugewinnen.With the solution according to the invention It is thus also possible for the first time e.g. from DSD sorting residues, like composite carton packages (Tetrapacks) for drinks or other food, containing aluminum, fast and extremely energy efficient aluminum regain.
Die Ökobilanz für derartige Verpackungen kann damit wesentlich verbessert werden.The life cycle assessment for such Packaging can thus be significantly improved.
In
Die Abfälle des Dualen Systems (Verbundkarton und andere Kunststoffe) wurden dazu geschreddert und bei einer Temperatur von 350 bis 650°C im Reaktor behandelt. Die Endsubstanz ist Asche mit fast reinem Aluminium. Das abgesaugte Gas kann zum Betrieb der Anlage oder anderweitig als Brennstoff eingesetzt werden.The scraps of the dual system (composite board and other plastics) shredded and at a temperature of 350 to 650 ° C in the reactor treated. The final substance is ashes with almost pure aluminum. The extracted gas can be used to operate the system or otherwise Fuel can be used.
Mit der erfindungsgemäßen Lösung ist es somit erstmalig möglich in nur einem Verfahrensschritt aus geschredderten Abfällen des Dualen Systems wieder fast reines Metall/Aluminium zurück zu gewinnen.With the solution according to the invention It is thus possible for the first time in only one process step from shredded waste of the Dual system again almost pure metal / aluminum to win back.
Mit der erfindungsgemäßen Lösung kann weiterhin eine überraschend große Volumenreduzierung der unterschiedlichsten Ausgangssubstanzen erzielt werden. Darin enthaltene Wertstoffe, die sonst mit den Abfallstoffen auf die Deponie gelangt sind, z.B. Metallfraktionen, können aus den Endsubstanzen entnommen und dem Wirtschaftskreislauf wieder zugeführt werden.With the solution according to the invention can continue a surprisingly large volume reduction of different starting materials be achieved. Contained recyclables that have otherwise come with the waste to the landfill, such as metal fractions, can be removed from the final substances and recycled to the economic cycle.
Claims (39)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE202006017980 | 2006-11-22 | ||
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