DE102015009458A1

DE102015009458A1 - Reduktionsrecycling

Info

Publication number: DE102015009458A1
Application number: DE102015009458.0A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Mas GbR (vertretungsberechtiger Gesellschafter Michael Schaaf 04178 Leipzig)
Current assignee: Mas GbR (vertretungsberechtiger Gesellschafter Michael Schaaf 04178 Leipzig)
Priority date: 2015-07-11
Filing date: 2015-07-11
Publication date: 2017-01-12

Abstract

Die Erfindung betrifft ein einstufiges Reduktionsrecycling durch Schacht-Schmelz-Vergasung in einem koksgefeuerten Schmelzvergaser von feuchten, anorganisch und/oder organisch zusammengesetzten Materialien.

Description

Die Erfindung betrifft ein einstufiges Reduktionsrecycling durch Schacht-Schmelz-Vergasung in einem koksgefeuerten Schmelzvergaser von feuchten, anorganisch und/oder organisch zusammengesetzten Materialien.
Allgemein bekannter Stand der Technik ist, dass koksgefeuerte, reduzierend arbeitende Verfahren der Schacht-Schmelz-Vergasung prozessspezifisch körnige, von der Größe vorzugsweise an den lichten Durchmesser des Ofenschachtes in der Einwurfebene angepasste brikettierte oder anderweitig kompaktierte Materialien verwenden, wobei die anorganischen, d. h. die metallischen und mineralischen Komponenten der anorganisch und/oder organisch zusammengesetzten Materialien, nachfolgend als Einsatzstoffe bezeichnet, auf- und durchschmelzen. Die organischen Komponenten vergasen und/oder verbrennen. Chemische Verbindungen der Einsatzstoffe werden aufgespalten und/oder reagieren miteinander. Bei Kontakt mit einem Reduktionsmittel können oxydische Bestandteile von höheren über niedrigere Oxydationsstufen bis hin zu ihren Elementen reduziert werden. Die Reaktionsprodukte werden als Bestandteile von sich bildenden schmelzflüssigen Metalllegierungen, bei eisenoxydreichen Einsatzstoffen beispielsweise als schmelzflüssige eisenmetallische Legierung, und/oder von Schlacken und/oder als Bestandteile der erzeugten Ofengase aus den Schmelzvergasern abgezogen oder ausgetragen.
Stellvertretend dafür beansprucht DE 10 2012 003 504 A1 die Verwertung von phosphorhaltigen Abfällen in Anlagen für ihre ausschließlich energetische Verwertung, bei dem in bestehende oder neu zu errichtende Anlagen dieser Art eine Anlage zur Schmelzvergasung von P-haltigen Stoffen integriert wird. Abhängig von der Zusammensetzung der P-haltigen Stoffe wird eine Metallschmelze, eine schwermetallarme Kalk-Silico-Phosphathaltige Schlacke und ein Brenngas erzeugt, welches in die Anlagen für die ausschließlich energetische Verwertung als Brennstoff zugegeben wird.
Verfahrensspezifisch nachteilig ist, dass die Einsatzstoffe für die Schmelzvergaser primär in Stückform und/oder brikettiert mit hinreichend hoher Umschlag-, Gattierungs-, und Thermofestigkeit sowie einem geringen Feuchteanteil bis ca. 30% zugeführt werden müssen. Staubförmige bis körnige Einsatzstoffe werden nur als sekundäre Zumischung eingeblasen.
Ebenfalls Stand der Technik ist, dass die Kompaktierung oder Brikettierung unter anderem abhängig von den Materialeigenschaften Feuchte- und Organikgehalt der Einsatzstoffe bevorzugt mit Hilfe hydraulisch wirkender Bindemittel oder auch bindemittelfrei mit unterschiedlichen Techniken erfolgen kann, wobei verfahrenstechnisch Ziel die Gewährleistung der erforderlichen Umschlag-, Gattierungs-, und Thermofestigkeit ist (http://www dbu.de/ab/DBU-Abschlussbericht-AZ-24557.pdf; DBU Abschlussbericht-AZ-28723).
Nachteilig ist der mit der Kompaktierung/Brikettierung verbundene sehr hohe logistische, verfahrenstechnische und apparative Aufwand, der die Wirtschaftlichkeit und somit die Marktfähigkeit von Verfahren, beispielsweise des einstufigen Reduktionsrecyclings durch Schacht-Schmelz-Vergasung in einem koksgefeuerten Schmelzvergaser von feuchten, anorganisch und/oder organisch zusammengesetzten Materialien wie beispielsweise von Klärschlämmen, erheblich behindert und einschränkt.
Weiter ist nach dem Stand der Technik allgemein bekannt, dass zur Wertstoffgewinnung aus Reststoffen der Eisen- und Stahlindustrie (Stahlwerksstäube, EAF-Stäube, Kupolofenstäube, Gießereisand/-schlamm, Hochofenstaub, MVA-Flugasche, Shredderleichtfraktion, Klärschlamm und beladener Aktivkoks) die Hochtemperatur-Schmelzzyklon-Technik angewendet wird, mit der bei ausreichend gutem Stoff- und Wärmeaustausch durch einen hohen Turbulenzgrad bei Reaktionen mit Sauerstoff-Anreicherung hohe Einschmelztemperaturen (> 2000°C) und Energiedichten, sehr gute Reaktionsbedingungen, eine kompakte Reaktorbauweise bei hohen Durchsätzen und größere Partikel als bei Flugstrom-Reaktoren realisierbar sind [http://www.oschatz.com/schmelzzyklon-technik.html].
Ein Beispiel dafür ist der vertikal ausgerichtete CONTOP^®-Schmelzzyklon. Der Einsatz von Luft oder Sauerstoff und die Feststoffaufgabe von oben bzw. von der Seite ermöglichen eine wirtschaftliche und optimale metallurgische Prozessführung. Neuere Zyklone arbeiten mit Sauerstoff [http://www.sauert.net/contop/401d.php].
Nachteilig ist, dass wie bei aschereichen Reststoffen alle nicht brennbaren Bestandteile des erforderlichenfalls zerkleinerten Reststoffes mit möglichst niedriger Feuchte nach der Dosierung mit der Primärluft tangential in den Schmelzzyklon eingeblasen werden müssen, um dort eingeschmolzen werden zu können. Der Reststoff kreist dabei mit hoher Drehgeschwindigkeit um die Feuerraumachse; Fliehkräfte bewirken ein Abschleudern der Reststoffteilchen gegen die Feuerraumwand, wo sie auf einer Schicht geschmolzener Asche festkleben und ausbrennen. Die inerten Teile des Reststoffs werden bei Brennkammertemperaturen von ca. 1400°C als Schmelze ausgetragen. Zur Minimierung von NO_x wird Primär-, Sekundär- und Tertiärluft gestuft in die Brennkammer zugegeben [http://www.huc-vgu.de/downloads/Thermische_Verwertung.pdf].
Nach JP 2004347257 A wird ein Verfahren zur Minimierung der Kosten in einem koksgefeuerten Vergasungs-Schmelz-Ofen zur Verarbeitung von Abfällen beansprucht, bei dem mit einem massiven Holzkohlebett gearbeitet wird, welches teilweise aus Holzkohleformlingen besteht, die wiederum Biomasse aber auch Rohmaterial enthalten. Die Holzkohleformlinge werden bevorzugt separat, also nicht als Mischung mit Koks in das Aggregat eingebracht. Am Aggregat sind drei Düsenebenen zur Versorgung mit Verbrennungsmittel installiert, wobei von unten nach oben sich je eine Ebene im Bereich der Füllkokssäule, eine zweite im Bereich der Holzkohleschüttung und eine dritte im Bereich eines sich nach oben aufgeweiteten, schüttungsfreien Raumes befindet. Die Zuführung von Koks und Holzkohleformlingen erfolgt getrennt in einen gemeinsamen senkrecht von oben nach unten an den schüttungsfreien Raum gekoppelten Zuführungskanal auf das unterhalb der dritten Düsenebene befindliche obere Schüttungsende. Der Abzug des im schüttungsfreien Raum aus den über die Düsen der dritten Ebene zugeführten Verbrennungsmittels, den aus der ersten und zweiten Ebene austretenden Prozessgasen und aus den über den Zuführungskanal eingebrachten Materialien gebildeten Ofengases erfolgt seitlich vom Zuführungskanal am oberen Ende des schüttungsfeien Raumes.
Nach JP 200 521 3460 A wird der eingebrachte Abfall, insbesondere Plastikabfall unmittelbar über der Schüttung partiell mit einem sauerstoffhaltigen Gas zu einem Brenngas umgesetzt.
Nachteilig ist, dass auch bei dieser Variante eines koksgestützten Schacht-Schmelz-Vergasers nur hinreichend große, damit bei zu kleiner Körnung zwingend zu kompaktierende oder zu brikettierende Materialien zugeführt werden, um den Austrag von staubförmigen Anteilen mit dem gebildeten Ofengas zu minimieren bzw. zu verhindern.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren für ein einstufiges Reduktionsrecycling durch Schacht-Schmelz-Vergasung in einem koksgefeuerten Schmelzvergaser von feuchten, anorganisch und/oder organisch zusammengesetzten Materialien zu schaffen.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale nach den Patentansprüchen 1 bis 5 gelöst.
Vorteilhaft ist, dass ein einstufiges Reduktionsrecycling von feuchten, anorganisch und/oder organisch zusammengesetzten Materialien bereits mit einem geringen Trockensubstanzanteil (TS), bei entwässerten Klärschlamm maximal bis 35%, ohne vorherige Trocknung und bindemittelgestützte oder bindemittelfreie Kompaktierung und/oder Brikettierung in einem (Schacht)-Schmelzvergaser realisierbar ist, die ursprünglich mit der Trocknung, Kompaktierung/Brikettierung zwingend verbundenen sehr hohen Logistik-, Verfahrens- und Apparatekosten entfallen und somit die Wirtschaftlichkeit und Marktfähigkeit des Verfahrens steigt, wobei die zusätzliche und/oder alternative Zuführung von staubförmigen bis körnigen und/oder verstäubten flüssigen und/oder gasförmigen Einsatzstoffe ebenfalls möglich ist. Die Einsatzbreite und -flexibilität von koksgefeuerten, reduzierend arbeitenden Verfahren der Schacht-Schmelz-Vergasung für ein einstufiges Reduktionsrecycling von Materialien wird erhöht; die Standortwahl erleichtert.
Das Verfahren wird an einem Beispiel näher beschrieben. In einem koksgefeuerten (Schacht)-Schmelzvergaser, der sich von unten nach oben zusammensetzt aus

a einem wassergekühlten, doppelwandigen, zylindrischen, feuerfest zugestellten Herdbereich mit in einer ersten Ebene gleichmäßig über den Umfang verteilten Zuführungsdüsen zum Einblasen von sauerstoffhaltigen Verbrennungsmittel, hier 250 m³ i. N./h Verbrennungsluft mit 550°C,
b anschließend einem sich nach oben aufweitenden, wassergekühlten, doppelwandigen Konus und nachfolgend aus einem sich daran anschließenden zylindrischen, wassergekühlten, doppelwandigen Teil mit gleichmäßig über den Umfang verteilten Injektordüsen zum Einblasen von Verbrennungsluft und/oder Sauerstoff und/oder Staub und/oder getrocknetem Klärschlamm und/oder Tiermehl und/oder anderen heizwertreichen, einblasfähigen Materialien, hier von 6.100 m³ i. N./h Verbrennungsluft mit 550°C,
c einem sich daran anschließenden zylindrischen, luftgekühlten, doppelwandigen Teil mit im Kühlspalt angeordneter Zwangsführung, dem im oberen Bereich angeordneten Luftvorlauf und im unteren Bereich angeordneten Heißluftrücklauf; hier werden 6.100 m³ i. N./h zunächst der zugeführte Luft extern durch Wärmeauskopplung aus der Wasserkühlung auf 80°C vorgewärmt, über den Luftvorlauf in den Kühlspalt eingeblasen und als 6.100 m³ i. N./h Verbrennungsluft mit 550°C aus dem Heißluftrücklauf über isolierte Rohrleitungen in die Injektordüsen eingebracht
d und einem sich nach oben einengenden, feuerfest zugestellten Konus,
e in den zentrisch ein sich konisch nach unten aufgeweitetes Tauchrohr mit einem Außendurchmesser kleiner der lichten Weite des zylindrischen, luftgekühlten, doppelwandigen Teils mit Kühlspalt so einmündet, dass zwischen Innenwand des zylindrischen, luftgekühlten, doppelwandigen Teils und dem Außendurchmesser des Tauchrohres ein Ringkanal, hier mit einer Höhe von 300 mm, entsteht
f und in dessen Bereich seitlich angeordnet eine Prozessgasabführung, hier werden 12.100 m³ i. N./h 400°C heißes Prozessgas mit 49,8% H₂O über Rohrleitungen abgezogen,
g und ebenfalls seitlich und danach nach oben führend ein Notkamin mit gewichtsbelasteter Klappe und/oder Berstscheibe installiert sind.
h Am oberen Ende des sich außerhalb des nach oben einengenden, feuerfest zugestellten Konus befindlichen Teils des Tauchrohres ist zentrisch in Tauchrohrachse eine Pelettiereinrichtung, bestehend aus einer Vorlage, einer Lochmatrize (5 mm Lochdurchmesser) mit darunter angeordneter Schereinrichtung angeordnet, durch die mittels Klärschlammpumpe, Ausführung als Exenterschneckenpumpe 5,6 t/h Klärschlamm mit 75% Feuchte entsprechend 25% Trockensubstanz (TS) gepresst werden. Diese Palettierung materialspezifisch mit anderen Feuchtegehalten in weiten Grenzen möglich, z. B. bei Klärschlämmen mit Feuchten zwischen 85% bis 65%.
l Seitlich an Tauchrohr ist unterhalb der Schereinrichtung ein Feststoffschleuse zur Zuführung von 69 kg/h Koks und bis zu 60 kg/h Kalkstein zur gezielten Einstellung des Ca-Gehaltes der gebildeten Schlacke angeordnet.

Vor dem Anfahren des (Schacht)-Schmelzvergaser werden 220 kg Füllkoks in den wassergekühlten, doppelwandigen, zylindrischen, feuerfest zugestellten Herdbereich eingebracht. Die Oberkante der Koksschüttung liegt ca. 500 mm oberhalb der in der ersten Ebene angeordneten gleichmäßig über den Umfang verteilten Zuführungsdüsen zum Einblasen von sauerstoffhaltigen Verbrennungsmittel. Danach wird dieser Füllkoks im (Schacht)-Schmelzvergaser nach Stand der Technik mittels Gas- oder Ölbrenner über das Mannloch und/oder die Stichlöcher angezündet und bis zur Weißglut erhitzt. Oberhalb der Koksschüttung wird zunehmend stärker aufgeheizte Verbrennungsluft über die gleichmäßig über den Umfang verteilten Injektordüsen zur Nachverbrennung im zylindrischen, wassergekühlten, doppelwandigen Teil zugeführt. In den leeren wassergekühlten und luftgekühlten Teilen bildet sich der nach oben führenden Wirbel eines brennenden Gases aus, diese gelangen in den durch das Tauchrohr gebildeten Ringkanal und werden über die Prozessgasabführung abgesaugt. Nach Erreichen der Anfahrparameter wird die Zufuhr des entwässerten Klärschlammes in die Pelletiereinrichtung gestartet, so das kontinuierlich von oben nach unten eine sukzessiv ansteigende Menge Klärschlammpellets bis zum Erreichen der nominellen Leistung (5,6 t/h; 25% TS) in den (Schacht)-Schmelzvergaser eingebracht wird. Diese Pellets geraten von oben nach unten in ein steigendes Temperaturprofil, trocknen, entgasen, vergasen und/oder zerplatzen ab Temperatur größer 100°C. Das aus der Koksschüttung austretende Prozessgas reagiert mit den über die Injektordüsen zugegebenen Medien und den absinkenden Pellets. Das so getrocknete, entgaste, zerkleinerte und somit leichtere Einsatzmaterial wird durch die Fliehkraftwirkung des Gaswirbels zunehmend in den Randbereich des gekühlten, schüttungsfreien Raumes geschleudert und bildet zunächst durch die Kühlung ein schützenden Schlackenpelz an der Innenwand des schüttungsfreien Raumes, der nach Ausbildung einer Grenzwanddicke bei Erreichen der Schmelztemperatur der Schlacke aufschmilzt und nach unten abfließt, Feste mineralische und/oder nicht vollständig getrocknete und entgaste Anteile der ehemals feuchten Einsatzmaterialpellets gelangen gemeinsam mit Koks und/oder entgasten und/oder originalen Mg- und/oder Ca-haltigen Karbonaten und/oder Si-haltigen Schlackebildnern auf das obere Schüttungsende des Füllkokses, werden dort endgültig entgast, vergast und aufgeschmolzen, tropfen und/oder rieseln dabei durch den freien Querschnitt der Koksschüttung zur Herdsohle hindurch, reagieren miteinander, und werden bei Kontakt mit der Kornoberfläche der kohlenstoffhaltigen Materialien, speziell der Körner der Füllkokssäule von höherwertigen über niederwertigere Oxyden teilweise bis hin zum Element reduziert. Diese Reaktionen bewirken ebenso wie der Umsatz mit dem in der ersten Ebene eingeblasenen sauerstoffhaltigen Verbrennungsmittel einen Verbrauch des Kohlenstoffes aus dem Füllkoks und der bis dahin verkokten Einsatzmaterialien, so dass abhängig davon durch Kokszugaben dieser Verbrauch von Zeit zu Zeit, also quasikontinuierlich, ersetzt werden muss. Temperaturdingt bilden sich 55 kg/h schmelzflüssige metallische Legierung und 390 kg/h schmelzflüssige Schlacke, die sich dichtebedingt im unterhalb des schüttungsfreien Raumes, teilweise feuerfest zugestellten, mit einer oder mehreren Zuführungsdüsen zum Einblasen von sauerstoffhaltigen Verbrennungsmittel komplettierten Herdes geschichtet sammeln, dann abhängig von der Schmelzleistung nach einem Zeitregime abgezogen (abgestochen), danach in Formen vermasselt und granuliert werden.
Das Prozessgas wird über Rohrleitungen direkt in eine bestehende Abfallverbrennungsanlage geführt, nachdem Staubanteile in einem Zyklon und/oder Elektrofilter abgeschieden und zumindest teilweise über die Injektordüsen in den (Schacht)-Schmelzvergaser rückgeführt werden.
Eine zweite Variante ist die nachfolgende vollstände Abgasbehandlung, bestehend aus Rohgaskühlung auf ca. 200°C, Staubabscheidung im Zyklon und/oder Elektrofilter mit zumindest teilweiser Staubrückführung über die Injektordüsen in den (Schacht)-Schmelzvergaser, der Abgasreinigung und einer nachgeschalteten thermisch Nachverbrennung (TNV) nach Stand der Technik.
Eine an diese angelehnte Variante besteht darin, dass nach Zyklon und/oder Elektrofilter über eine direkte wassergeführte Abgaskühlung mit Kondensation auf kleiner 65°C abgekühlt wird, danach eine Nacherwärmung geschalten wird und das Abgas einer Abgasreinigung mit einer nachgeschalteten thermisch Nachverbrennung (TNV) nach Stand der Technik behandelt wird. Bei der Kondensation werden sowohl die fühlbare als auch die Kondensationswärme ausgekoppelt und stehen zur Nachnutzung mit einem Temperaturniveau von 60°C zur Verfügung. Das entstehende Kondensat wird einer Abwasserbehandlung zugeführt.
Das reduzierende Verhalten der Schacht-Schmelz-Vergasung wird primär durch die Umsatzgeschwindigkeit des Kohlenstoffes der Schüttung unterhalb der Injektordüsen mittels der über die Zuführdüsen im Herd eingebrachten sauerstoffhaltigen Verbrennungsmittel bestimmt und sekundär durch die Umsatzreaktionen mit den über die Injektordüsen eingebrachten sauerstoffhaltigen Verbrennungsmittel, mehr oder weniger heizwertreichen flüssigen und/oder körnigen einblasbaren Feststoffen sowie Stäube beeinflusst.
Somit wird durch die quasikontinuierliche Zugabe unterschiedlich hoher Koksmengen in Zusammenhang mit der Menge des über die Zuführdüsen im Herd eingebrachten sauerstoffhaltigen Verbrennungsmittels sowohl die Energiedichte als auch die Energiemenge gesteuert, die in Form austretenden Brenngases aus der Schüttung und der aus der Reaktion mit den über die Injektordüsen eingebrachten Medien den nach oben führenden Wirbel des brennenden Gases ausbildet, der mit den über die Pelletiereinrichtung eingebrachten Klärschlammpellets in Kontakt tritt und eine Spaltung der eingebrachten Ca- und/oder Mg-Carbonate vorbereitet und/oder bewirkt.
Gleichzeitig wird dadurch die Höhe der Füllkokssäule regelbar, so dass die Weglänge und Reaktionszeit der aufgeschmolzenen, hindurchtropfenden und/oder zur Herdsohle durchrieselnden schmelzflüssigen Komponenten gesteuert werden kann und somit die Reduktion von Oxyden beeinflussbar ist.
Die Variierung der Zugabemengen der Ca- und/oder Mg-Carbonate und/oder Si-haltigen Schlackebildner erlaubt eine aktive Schlackenführung im Prozess und die gezielte Einstellung der Basizität der Schlacke.
Durch die Variierung der Menge und Art des sauerstoffhaltigen Verbrennungsmittels in Form als Luft, sauerstoffangereicherter Luft oder technischem Sauerstoff werden zusätzlich die entstehenden Gasmengen im Herdbereich, im Injektordüsenbereich und die Vollständigkeit der Verbrennung maßgeblich geregelt, wodurch die Strömungsgeschwindigkeiten in den gekühlten Teilen des koksgefeuerten (Schacht)-Schmelzvergasers bis zum Ringkanal in Grenzen regelbar werden und somit die Fliehkraftwirkung und Wärmeübertragung insbesondere auf die eingetragenen feuchten, anorganisch und/oder organisch zusammengesetzten Materialien möglich sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102012003504 A1 [0003]
JP 2004347257 A [0010]
JP 2005213460 A [0011]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

http://www dbu.de/ab/DBU-Abschlussbericht-AZ-24557.pdf; DBU Abschlussbericht-AZ-28723 [0005]
http://www.oschatz.com/schmelzzyklon-technik.html [0007]
http://www.sauert.net/contop/401d.php [0008]
http://www.huc-vgu.de/downloads/Thermische_Verwertung.pdf [0009]

Claims

Verfahren für ein einstufiges Reduktionsrecycling durch Schacht-Schmelz-Vergasung in einem koksgefeuerten Schmelzvergaser gekennzeichnet dadurch, dass das mechanisch entwässerte, feuchte, anorganisch und/oder organisch zusammengesetzte Material ohne vorherige Trocknung eingesetzt wird.
Verfahren für ein einstufiges Reduktionsrecycling durch Schacht-Schmelz-Vergasung in einem koksgefeuerten Schmelzvergaser nach Anspruch 1 gekennzeichnet dadurch, dass a) das feuchte Einsatzmaterial mittels Transporteinrichtung in die Vorlage einer Pelettiereinrichtung aufgegeben wird, b) die sich am oberen Ende eines sich konisch nach unten aufgeweiteten Tauchrohres befindet, c) welches in einen mit Gas- und/oder mit flüssigen Medien gekühlten, zylindrischen oder konisch nach unten aufgeweiteten oder eingeengten schüttungsfreien Raum mit einer lichten Weite größer dem maximalen Durchmesser des Tauchrohres ragt, d) so dass zwischen dem unteren Ende des Tauchrohres und dem schüttungsfreien Raum ein Ringkanal entsteht, in den ein oder mehrere über dem Umfang verteilte Abzugsrohre zum Abzug des im Schmelzvergaser gebildeten Prozessgases münden, e) von dort abhängig vom Reduktionskoksbedarf das feuchte Einsatzmaterial als Pellet separat oder über eine seitlich unterhalb der Pelettiereinrichtung aber oberhalb des oberen Endes des schüttungsfreien Raumes in das Tauchrohr einmündende Zuführungsöffnung gemeinsam mit Mg-, und/oder Ca-haltigen Karbonaten und/oder Si-haltigen Schlackebildnern und/oder Koks in den schüttungsfreien Raum hineinfällt und/oder mechanisch unterstützt zugeführt wird, f) dann nach unten fällt und g) in den sich durch die als Sekante in den schüttungsfreien Raum mündenden Injektordüsen ausbildenden und nach oben führenden Wirbel eines brennenden Gases gelangt, h) welches sich aus dem aus dem oberen Schüttungsende unterhalb dieser Injektordüsen austretenden, primär im teilweise feuerfest zugestellten, mit einer oder mehreren Zuführungsdüsen zum Einblasen von sauerstoffhaltigen Verbrennungsmittel komplettierten Herdes aus der Umsetzung des Kohlenstoffes und Wasserstoffes der Schüttung mit sauerstoffhaltigen Verbrennungsmittel gebildeten Rohgases und dem mit hohen Geschwindigkeiten über die Injektordüsen zugeführten Medien heiße Verbrennungsluft und/oder Sauerstoff und/oder Staub und/oder getrocknetem Klärschlamm und/oder Tiermehl und/oder anderen heizwertreichen, einblasfähigen Materialien gebildet hat, i) nach Kontakt mit dieser brennenden Gasströmung über die Oberfläche zu reagieren beginnt, j) wobei zunächst eine Entwässerung und dann eine Vergasung der organischen Komponenten des feuchten Einsatzmaterial auftritt und/oder k) bei Einsatzmaterialtemperaturen größer 100°C durch Dampfbildung im Korninneren das feuchte Einsatzmaterial zerplatzt l) sowie bei Erreichen von Temperaturen ab 650°C die Spaltung der Mg- und/oder Ca-haltigen Karbonate auftritt, m) das so getrocknete, entgaste, zerkleinerte und leichtere Einsatzmaterial durch die Fliehkraftwirkung des Gaswirbels zunehmend in den Randbereich des gekühlten, schüttungsfreien Raumes geschleudert wird und n) sich zunächst durch die Kühlung ein schützender Schlackenpelz an der Innenwand des schüttungsfreien Raumes bildet, o) der nach Ausbildung einer Grenzwanddicke bei Erreichen der Schmelztemperatur der Schlacke aufschmilzt und nach unten abfließt, p) sich feste mineralische und/oder nicht vollständig getrocknete und entgaste Anteile des ehemals feuchten Einsatzmaterials gemeinsam mit Koks und/oder entgasten und/oder originalen Mg- und/oder Ca-haltigen Karbonaten und/oder Si-haltigen Schlackebildnern auf dem oberen Schüttungsende ablagern, q) dort endgültig entgasen, vergasen und aufgeschmolzen werden, r) dabei durch den freien Querschnitt der Schüttang hindurch tropfen und/oder rieseln, s) miteinander reagieren, t) und bei Kontakt mit der Kornoberfläche der kohlenstoffhaltigen Materialien, speziell der Körner der Füllkokssäule von höherwertigen über niederwertigere Oxyde abhängig von Kontaktzeit und -weg bis hin zum Element reduziert werden, u) sich temperaturdingt schmelzflüssige metallische Legierungen und schmelzflüssige Schlacken bilden, v) die sich dichtebedingt im unterhalb des schüttungsfreien Raumes, teilweise feuerfest zugestellten, mit einer oder mehreren Zuführungsdüsen zum Einblasen von sauerstoffhaltigen Verbrennungsmittel komplettierten Herdes geschichtet sammeln, w) dann abhängig von der Schmelzleistung nach einem Zeitregime abgezogen (abgestochen) x) und/oder über Siphon kontinuierlich abgezogen werden, kontinuierlich in einen Vorherd abfließen und danach in Formen vermasselt und/oder granuliert werden.
Verfahren für ein einstufiges Reduktionsrecycling durch Schacht-Schmelz-Vergasung in einem koksgefeuerten Schmelzvergaser nach Anspruch 1 und 2 gekennzeichnet dadurch, dass das feuchte, anorganisch und/oder organisch zusammengesetzte Material nicht thermisch getrockneter, nur entwässerter Klärschlamm ist.
Verfahren für ein einstufiges Reduktionsrecycling durch Schacht-Schmelz-Vergasung in einem koksgefeuerten Schmelzvergaser nach Anspruch 1 und 2 gekennzeichnet dadurch, dass die Pelettiereinrichtung das feuchte, anorganisch und/oder organisch zusammengesetzte Material mit einem geringen Trockensubstanzanteil (TS) durch Hindurchdrücken durch ein Matrize mit oder ohne Schereinrichtung pelletiert.
Verfahren für ein einstufiges Reduktionsrecycling durch Schacht-Schmelz-Vergasung in einem koksgefeuerten Schmelzvergaser nach Anspruch 1 und 2 gekennzeichnet dadurch, dass die heiße Verbrennungsluft durch Auskopplung der Energie aus den und/oder durch direkte Nutzung der Kühlmedien des schüttungsfreien Raumes bis auf 600°C aufgeheizt wird.