DE102012103034B3 - Catalytic thermolytic treatment of organic waste, comprises e.g. mixing shredded waste in feeding device with aggregate mixture and tar originating from the process, and supplying obtained mixture into vertically disposed main reactor - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur katalytisch-thermischen Aufarbeitung von organischen Abfällen. Sie ist insbesondere geeignet, organische Abfälle zu Aktivkoks und Heizgas unter Vermeidung schädlicher Nebenprodukte wie Dioxin und Furanen aufzuarbeiten.The invention relates to a method and a device for the catalytic thermal processing of organic waste. It is particularly suitable to work up organic waste to activated coke and fuel gas while avoiding harmful by-products such as dioxin and furans.
Seit dem Jahre 2005 ist die Ablagerung von organischen Abfällen, wie beispielsweise Kunststoffen aller Art, Altholz, Papier, Spuckstoffen, Shredderfraktionen z. B. aus dem 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, 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 und Verstopfung aus 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 and constipation from 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.Furthermore, it has already been proposed, organic waste in particular shredded 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.
Letztlich ist aus der
In einem Hauptreaktor werden die organischen Abfälle bei Temperaturen von 500 bis 650°C durch Thermolyse in Koks, Öl und Gas zerlegt.In a main reactor, the organic waste is decomposed at temperatures of 500 to 650 ° C by thermolysis in coke, oil and gas.
Das ölhaltige Gas wird unter Zugabe eines zweiten Zuschlagstoffgemisches zur Vermeidung jeglicher Teer- und Staubabsetzung durch eine Fördereinrichtung 6 einem Kondensator 7 zugeführt. Dort wird das ölhaltige Gas in eine flüssige und eine gasförmige Phase aufgetrennt.The oily gas is fed to a condenser 7 with the addition of a second aggregate mixture to avoid any tar and dust settling by a conveyor 6. There, the oily gas is separated into a liquid and a gaseous phase.
Das ölfreie Gas wird anschließend unter Zusatz eines dritten Zuschlagstoffgemisches in einer Nassgasreinigung ausgewaschen und in einem Gastrockner getrocknet. Nachteilig ist bei diesem Verfahren und der hierzu vorgeschlagenen Anlage, dass der Prozess teure Hilfsstoffe benötigt und schwer zu steuern ist.The oil-free gas is then washed out with the addition of a third additive mixture in a wet gas cleaning and dried in a gas dryer. A disadvantage of this method and the proposed plant for this purpose that the process requires expensive excipients and is difficult to control.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein einfacheres Verfahren zur Aufarbeitung von organischen Abfällen, sowie Verwendungsmöglichkeiten für das nach dem Verfahren hergestellte teer- und dioxinfreie Produkte vorzuschlagen, bei dem die darin enthaltenen Wertstoffe einer weiteren effektiven Verwertung zugeführt werden können.The object of the invention is therefore to propose a simpler process for the treatment of organic waste, as well as uses for the produced by the process tar and dioxinfreie products in which the recyclables contained therein can be supplied to a further effective recovery.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren entsprechend den Merkmalen des Hauptanspruchs 1 gelöst.According to the invention this object is achieved by a method according to the features of the
Dieses Verfahren liefert optimale Ergebnisse, wenn es gemäß den Verfahrensschritten der Ansprüche 2 bis 5 betrieben wird.This method provides optimum results when operated according to the method steps of
Das erfindungsgemäße Verfahren zur katalytisch-thermischen Aufarbeitung von organischen Abfällen zur thermischen Aufarbeitung von organischen Abfällen geht davon aus, dass geschredderte organische Abfälle in einem indirekt beheizten Hauptreaktor (
Dazu werden die geschredderten Abfälle (IN) in einer Aufgabeeinrichtung (
Dabei wird als Zuschlagstoff-Mischung (ZM1) ein Gemisch aus Harnstoff und Ammoniumkarbonat im Verhältnis 1:2 in einer Menge von 1,5% bis 3,5% der Masse der geschredderten Abfälle (IN) eingesetzt.In this case, a mixture of urea and ammonium carbonate in the ratio 1: 2 in an amount of 1.5% to 3.5% of the mass of shredded waste (IN) is used as the additive mixture (ZM1).
Im Hauptreaktor (
Die Materialien der Zuschlagstoff-Mischung (ZM1) geben bei 500–550°C Ammoniak ab, welches mit dem abgespaltenen Chlor, gebildeter Salzsäure oder Mercaptanen reagiert und eine Konkurrenzreaktion mit den Kohlenwasserstoffen und Aromaten und die Bildung vor allem von Chloraromaten vermeidet. Weiterhin reagieren Phenole und Phenolverbindungen mit dem Ammoniak, sodass deren phenolische Gruppe deaktiviert oder blockiert wird. Als Ergebnis kann keine Reaktion zwischen Phenolen und Chloraromaten stattfinden. Damit ist die Bildung von Dioxinen und Furanen ausgeschlossen. The materials of the additive mixture (ZM1) give off ammonia at 500-550 ° C, which reacts with the split-off chlorine, formed hydrochloric acid or mercaptans and avoids a competing reaction with the hydrocarbons and aromatics and the formation mainly of chloroaromatics. Furthermore, phenols and phenolic compounds react with the ammonia, so that their phenolic group is deactivated or blocked. As a result, no reaction between phenols and chloroaromatics can take place. This excludes the formation of dioxins and furans.
Das im Hauptreaktor (
Hier werden sie durch eine weitere Fördereinrichtung (
Durch die Bauweise des Hauptreaktors (
Diese Steuerung erfolgt sowohl in dem Hauptreaktor (
Am unteren Ende des Koksreaktors (
Das im Hauptreaktor (
In der Überleitung (
Hierbei wird als Zuschlagstoff-Mischung (ZM2) ein Gemisch aus Ethylenglykol und Ethanolamin im Verhältnis 3:1 bis 5:1 in einer Menge von 1,5% bis 3,5% der Masse der geschredderten Abfälle (IN) eingesetzt.Here, a mixture of ethylene glycol and ethanolamine in a ratio of 3: 1 to 5: 1 in an amount of 1.5% to 3.5% of the mass of shredded waste (IN) is used as the additive mixture (ZM2).
Bei Zuschlagstoff-Mischung (ZM2) handelt es sich um Stoffe die mit Schwermetallen und zweiwertigen Phenolen, Amminen und Thiolen Chelat-Komplexe bilden und aus dem Gasstrom trennen. Diese landen in der Teerdestillation (
Durch die Behandlung mit einer zweiten Zuschlagstoff-Mischung (ZM2) wird das Rohgas (RG) von Schadstoffen gereinigt und einer Teerdestillation (
In einem daran angeschlossenen Kondensator (K1) wird das Rohgas auf 150 bis 120°C abgekühlt, wodurch die Ölbestandteile und Reste der zweiten Zuschlagstoff-Mischung (ZM2) abgeschieden werden.In a condenser (K1) connected thereto, the raw gas is cooled to 150 to 120 ° C, whereby the oil components and remainders of the second aggregate mixture (ZM2) are deposited.
Das in von Teer und Staub weitestgehend befreite, in einem Kondensator (K1) auf 120 bis 150°C gekühlte Gas gelangt in einem Sammelbehälter (
In diesem werden im Rohgas (RG) durch Katalysatoren, die auf Silikat- und Aluminiumoxid-Basis aufgebaut sind, langkettige Kohlenwasserstoffe aus dem zerlegt bzw. fragmentiert.In this, long-chain hydrocarbons are decomposed or fragmented in the raw gas (RG) by catalysts based on silicate and alumina.
Anschließend werden in einem Kondensator (K2) durch Kühlung auf 30–40°C noch im Gas verbliebene Öle abgeschieden. Danach wird das Gas einer Gaswäsche (
Durch sie werden die restlichen anorganischen Stoffe wie HCI, SO2, SO3, NO, NO2 und sonstige Halogenwasserstoffe neutralisiert. Die Endprodukte sind wasserlöslich und werden im Verdampfer (
Ein Teil des Abwassers (AW) der Gaswäsche (
Schließlich wird das Gas nach einer Behandlung im Gastrockner (
Der dabei entstehende Wasserdampf (D) wird der Koksaktivierung (
Hier wird der glühende Koks (K) aus dem Koksreaktor (
Zur weiteren Erläuterung soll im Folgenden anhand der Skizze
Diese besteht aus der Materialzuführung
Die Materialzuführung
In die Materialzuführung
Der Reaktorblock
Der Hauptreaktor
Parallel zum Hauptreaktor
Eine Übergabe
In der Brennkammer
Die Teerabscheidung
Die Teerdestillation
Aus der Teerdestillation
Vom Sumpf der Teerdestillation
Die Gasreinigung
Das katalytische Behandlungsrohr
Mit dem Auslauf der Gaswäsche
Eine weitere Leitung führt vom Verdampfer
Die Aktivkoksaufbereitung
Am Sumpf der Gaswäsche
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 61–6561-65
- Teerabscheidungtar precipitation
- 71–7571-75
- Gasreinigunggas cleaning
- 11
- Hauptreaktormain reactor
- 22
- KoksreaktorKoksreaktor
- 33
- Gasreaktorgas reactor
- 44
- Beschickungsschneckescrew feed
- 88th
- VerdampferEvaporator
- 1010
- Brennkammercombustion chamber
- 1111
- Erste FördereinrichtungFirst conveyor
- 1212
- Übergabehanding over
- 2121
- Zweite FördereinrichtungSecond conveyor
- 4141
- Aufgabeeinrichtungfeeder
- 5151
- FördereinrichtungConveyor
- 5252
- KoksaktivierungKoksaktivierung
- 6161
- Überleitungreconciliation
- 6262
- Bürstento brush
- 6363
- Antriebdrive
- 6464
- TeerbehandlungsreaktorTeerbehandlungsreaktor
- 6565
- Teerdestillationtar distillation
- 7171
- SammelbehälterClippings
- 7272
- Behandlungsrohrtreatment tube
- 7373
- Gaswäschegas scrubbing
- 7474
- Gastrocknergas dryer
- 7575
- Pumpepump
- AKAK
- Aktivkoksactivated coke
- AWAW
- Abwärmewaste heat
- DD
- WasserdampfSteam
- ININ
- Abfällescraps
- KK
- Kokscoke
- K1K1
-
Kondensator 1
Capacitor 1 - K2K2
-
Kondensator 2
Capacitor 2 - K3K3
-
Kondensator 3
Capacitor 3 - MM
- Motorengine
- RGRG
- Rohgasraw gas
- SGSG
- Synthesegassynthesis gas
- SS
- Salzesalts
- TT
- Teertar
- WW
- Abwassersewage
- ZM1ZM1
-
Zuschlagstoff-Mischung 1
Aggregate mixture 1 - ZM2ZM2
-
Zuschlagstoff-Mischung 2
Aggregate mixture 2 - ZM3ZM3
-
Zuschlagstoff-Mischung 3
Aggregate mixture 3
Claims (7)
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