DE102016002029A1 - Verfahren zur thermischen Behandlung von Kunststoffabfällen und Verbundmaterialien mit Kunststoffanteilen mittels Pryolose und Vergasung - Google Patents

Verfahren zur thermischen Behandlung von Kunststoffabfällen und Verbundmaterialien mit Kunststoffanteilen mittels Pryolose und Vergasung Download PDF

Info

Publication number
DE102016002029A1
DE102016002029A1 DE102016002029.6A DE102016002029A DE102016002029A1 DE 102016002029 A1 DE102016002029 A1 DE 102016002029A1 DE 102016002029 A DE102016002029 A DE 102016002029A DE 102016002029 A1 DE102016002029 A1 DE 102016002029A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
treatment
gas
chambers
heating
synthesis gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE102016002029.6A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102016002029B4 (de
Inventor
Martin Wittmaier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bioprodukt Uthlede GmbH
Original Assignee
Bioprodukt Uthlede GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bioprodukt Uthlede GmbH filed Critical Bioprodukt Uthlede GmbH
Priority to DE102016002029.6A priority Critical patent/DE102016002029B4/de
Publication of DE102016002029A1 publication Critical patent/DE102016002029A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102016002029B4 publication Critical patent/DE102016002029B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B53/00Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
    • C10B53/07Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form of solid raw materials consisting of synthetic polymeric materials, e.g. tyres
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B47/00Destructive distillation of solid carbonaceous materials with indirect heating, e.g. by external combustion
    • C10B47/02Destructive distillation of solid carbonaceous materials with indirect heating, e.g. by external combustion with stationary charge
    • C10B47/06Destructive distillation of solid carbonaceous materials with indirect heating, e.g. by external combustion with stationary charge in retorts
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/02Fixed-bed gasification of lump fuel
    • C10J3/20Apparatus; Plants
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/09Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0913Carbonaceous raw material
    • C10J2300/0946Waste, e.g. MSW, tires, glass, tar sand, peat, paper, lignite, oil shale
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/16Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/164Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with conversion of synthesis gas
    • C10J2300/1643Conversion of synthesis gas to energy
    • C10J2300/165Conversion of synthesis gas to energy integrated with a gas turbine or gas motor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/16Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/1671Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with the production of electricity
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10Process efficiency
    • Y02P20/129Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/141Feedstock
    • Y02P20/143Feedstock the feedstock being recycled material, e.g. plastics

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur chargenweisen thermischen Behandlung von Kunststoffen und insbesondere kunststoffhaltigen Verbundwerkstoffen, wobei die Kunststoffanteile der Materialien als Synthesegas in die Gasphase überführt werden. Dadurch, dass die zu behandelnden Materialien bei der Behandlung ruhen und nicht vermischt werden, können nach der Behandlung die Bestandteile, die nicht in die Gasphase überführt wurden (Glas- und Carbonfasern, Metalle etc.), sortenrein entnommen und einer Verwertung zugeführt werden. Das erzeugte Synthesegas wird zur Produktion von Strom und/oder Wärme genutzt, wobei das hierbei anfallende heiße Abgas für die thermische Behandlung der Kunststoffe und Verbundmaterialien genutzt wird. Die Vorrichtung weist erfindungsgemäß eine oder mehrere thermisch isolierte Behandlungseinheiten auf, die modular erweiterbar sind. Die Behandlungseinheiten bestehen aus einer Behandlungskammer und einer Heizkammer. Die Behandlungskammern lassen sich über eine Tür öffnen und schließen. Je nach Größe der Behandlungskammern und der zu behandelnden Stücke werden diese per Hand, Gabelstapler, fahrbaren Materialträgern etc. in die Behandlungskammer eingebracht. Die Kammern können prinzipiell auf beliebige Stückteilgrößen ausgelegt werden, so dass auch extrem große Materialteile ohne weitere Zerkleinerung behandelt werden können.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein modular aufgebautes Verfahren zur thermischen, chargenweisen Behandlung von Verbundwerkstoffen wie glasfaserverstärkte Kunststoffe (GFK), carbonfaserverstärkte Kunststoffe o. ä. und Kunststoffen allgemein, bei dem bei Temperaturen von größer 300°C der Kunststoffanteil derart behandelt wird, dass er überwiegend als Synthesegas in die Gasphase überführt und energetisch genutzt wird.
  • Faserverbundwerkstoffe wie GFK und CFK und Kunststoffe allgemein werden in großen Mengen in Verkehr gebracht. Neben kleinen Werkstücken werden die Materialien auch zu großen Werkstücken wie Rohren, Windkraftflügeln, Bootsrümpfen, Gitterrosten, Geländern usw. verarbeitet, in die in Abhängigkeit des Verwendungszwecks auch noch zusätzliche Materialen und Bauelemente (z. B. Metalle, Holz, Elektrokabel, Messwertgeber etc.) integriert sein können.
  • Die Entsorgung von großstückigen Verbundmaterialien wie Windkraftflügeln, Rohren, Bootsrümpfen etc. ist noch nicht zufriedenstellend gelöst. Aufgrund des mittlerweile langjährigen Einsatzes der Materialien und ihrer begrenzten Haltbarkeit fallen neben Produktionsabfällen aus der Herstellung auch immer größere Mengen an gebrauchten, großstückigen Verbundwerkstoffen zur Entsorgung an.
  • Grundsätzlich besteht ein großes Interesse an Behandlungsverfahren, die eine sichere und umweltgerechte Entsorgung großstückiger Verbundwerkstoffe, verbunden mit einer möglichst weitgehenden Verwertung der in ihnen enthaltenen Energie und Stoffe, einhergeht. Gleiches gilt für Kleinteile an Verbundwerkstoffen, die in größeren Monochargen entsorgt werden müssen. Ähnliches gilt für Kunststoffe, insbesondere wenn sie nicht sortenrein und/oder verunreinigt sind.
  • Stand der Technik
  • Sehr große Teile aus Verbundwerkstoffen wie Windkraftflügel werden vor ihrer Entsorgung zunächst grob vorzerkleinert, um sie transportieren zu können. Dies erfolgt z. B. durch große Baggerscheren, Sprengschnüre, Sägen etc.. Die Kantenlängen der Teile betragen nach der Grobzerkleinerung dann in der Regel mehrere Meter.
  • Bevor großstückige Verbundwerkstoffe oder Kunststoffabfälle in Behandlungsanlagen eingesetzt werden können (z. B. in thermischen Behandlungsanlagen wie Müllheizkraftwerken, Zementwerken etc.) werden sie durch schneidende und brechende Zerkleinerungsaggregate üblicherweise auf < 50 cm (und häufig noch deutlich kleinere) Kantenlängen zerkleinert. Aufgrund der Materialeigenschaften insbesondere von Verbundwerkstoffen ist mit deren Zerkleinerung ein erheblicher Aufwand verbunden.
  • Werden Verbundmaterialien in thermischen Anlagen behandelt, in denen eine Co-Behandlung mit anderen Abfällen erfolgt (z. B. Müllheizkraftwerke), so gelangen die inerten Bestandteile (z. B. Glas- und Carbonfasern) in die Schlacke. Eine stoffliche Verwertung dieser Materialien ist dann nicht mehr möglich.
  • Bei der thermischen Behandlung von Verbundwerkstoffen treten z. T. erhebliche Probleme auf. So kommt es bei einem hohen Mengenanteil von z. B. Glasfasern beispielsweise zu Verstopfungen/Verblockungen u. a. im Schlackeaustrag von thermischen Anlagen und es können in den einzelnen mechanischen und thermischen Behandlungsschritten feine Fasern entstehen, die zum Teil lungengängig sind und emissionsseitig Probleme bereiten.
  • Verfahren und Vorrichtungen zur Pyrolyse und Vergasung von Verbundwerkstoffen und Kunststoffen sind seit langem bekannt. Es werden hierfür kontinuierliche oder diskontinuierliche Verfahren eingesetzt.
  • In der Patentschrift DE 103 48 987 A1 wird eine Niedrigtemperaturpyrolyse mit chargenweiser Pyrolyse zur Trennung von Stahl-Gummi- oder ähnlichen Verbundprodukten beschrieben, die der Gewinnung von Kohlenstoffgranulat, Pyrolyseöl, Restgas und metallischen Bestandteilen dient. Die Vorrichtung zur Niedertemperaturpyrolyse besteht aus einem Pyrolyseofen, einer Vorwärmkammer und einer Auskühlkammer, wobei das zu pyrolysierende Gut in einem Reaktionsbehälter mit wärmeisoliertem Reaktionsbehälterdeckel liegt, der mittels Einschienenkatze von der Vorwärmkammer zum Pyrolyseofen und nach erfolgter Pyrolyse in die Auskühlkammer transportiert wird. Der Reaktionsbehälter ist mit einer wassergekühlten Gummidichtung oder einer Sandtasse abgedichtet. Die Beheizung des Pyrolyseofens erfolgt mit Abgas aus einem Brenner, der mit Heizöl oder Pyrolyseöl und nach Umrüstung mit Erdgas betrieben werden kann. Der Brenner ist am Pyrolyseofen angeordnet und das Abgas wird vom Pyrolyseofen in die Vorwärmkammer geleitet. Um beim chargenweisen Wechsel der Reaktionsbehälter kurze Umrüstzeiten zu erreichen, sind die Leitungen mit Schnellverschlüssen ausgerüstet. Das Pyrolysegas wird über eine Gas-Fackel verbrannt.
  • In der Patentschrift EP 2 343 349 A1 wird eine Erfindung zur Herstellung von gedartem Holz, Holzkohle, Holzteer, Holzessig und Synthesegas durch Pyrolyse beschrieben. Organisches Rohmaterial wie Stängel, Stroh und andere organische Abfälle mit einem Durchmesser von 2–5 cm werden in körniger, pelletierter oder geschnitzelter Form einem Pyrolysereaktor zugeführt. Eine Zuführung ermöglicht das Einbringen von heißem Abgas aus Ofen und Verbrennungsmotoren, wobei das Abgas direkt durch das zu pyrolysierende Rohmaterial geleitet wird.
  • In der Patentschrift WO 2009/103254 A1 wird ein Verfahren zur Pyrolyse von organischen Abfallstoffen und Biomaterialien im batch-Ansatz beschrieben, bei dem durch eine gestufte Temperaturführung die bei geringeren Temperaturen entstehenden „minderwertigen Pyrolysegasbestandteile” ausgeschleust werden. Die Pyrolyse erfolgt in trommelförmigen Pyrolysereaktoren, in denen das zu pyrolysierende Material unter Zugabe eines Katalysators eingebracht wird. Danach wird der gefüllte Pyrolysereaktor in einen Trockenofen gebracht, wo er um die Längsachse rotiert und das Material bei max. 220°C getrocknet wird. Anschließend wird der Pyrolysebehälter in einen Vorpyrolyseofen verbracht und ebenfalls rotierend bei etwa 340°C erwärmt. Danach gelangt der Pyrolysebehälter in den eigentlichen Pyrolyseofen, wo er ebenfalls rotiert und das zu pyrolysierende Material in Bewegung hält, wobei es gemischt wird.
  • Aufgabenstellung
  • Die Aufgabe der Erfindung ist es, bekannte Verfahren und Vorrichtungen der Vergasung und Pyrolyse so weiter zu entwickeln, dass kleine sowie insbesondere auch großstückige Verbundwerkstoffe und Kunststoffe thermisch behandelt werden können. Die Vorrichtungen sollen konstruktiv einfach gebaut und modular erweiterbar sein, so dass Anlagen mit unterschiedlicher Kapazität errichtet und die Anlagen modular erweitert werden können. Das Verfahren soll möglichst energieeffizient sein, so dass die Energiekosten und der Einsatz von Primärenergieträgern wie Erdgas oder Heizöl möglichst reduziert wird. Nach der thermischen Behandlung der Materialien sollen die Reste (z. B. Glasfasern, Carbonfasern, Metalle etc.) sortenrein dargestellt und einer Verwertung zugeführt werden können.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß in der Weise gelöst, dass das zu behandelnde Material in beliebig großen Behandlungskammern, die modular angeordnet sind, chargenweise eingebracht und behandelt wird und das Material dabei unbewegt liegt oder steht, so dass es zu keiner Vermischung der Materialien während der Behandlung kommt.
  • Durch die Einwirkung von Temperatur wird der Kunststoffanteil zum Teil oder vollkommen in die Gasphase überführt, so dass der zurückbleibende Anteil des Materials, z. B. Glas-, Carbonfasern, Metalle etc., sortenrein oder zumindest ohne wesentliche Kunststoffanteile dargestellt und entnommen sowie einer Verwertung zugeführt oder bei Bedarf auch entsorgt werden kann.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass das entstehende Synthesegas zur Erzeugung von Wärme und/oder Strom genutzt wird und die Energie für die thermische Behandlung ganz oder teilweise über die Nutzung des heißen Abgases (Heizgas) des mit dem Synthesegas betriebenen Heizkessels, Motors bzw. des Blockheizkraftwerks bereitgestellt wird.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass zur Steigerung der Energieeffizienz das in einer Behandlungseinheit entstehende Synthesegas und das Heizgas einzelner Behandlungseinheiten in andere Behandlungseinheiten geleitet werden können, wodurch diese aufgeheizt werden.
  • Ausführungsbeispiele
  • In den nachfolgenden Ausführungen wird die Erfindung anhand eines zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert.
  • In 1 wird eine thermische Behandlungseinheit schematisch im Schnitt dargestellt.
  • In 2 ist eine Behandlungseinheit schematisch in der Draufsicht dargestellt.
  • 3 zeigt beispielhaft, wie mehrere Behandlungseinheiten über Synthesegasleitungen miteinander verbunden sein können.
  • 4 zeigt ein Blockdiagramm zur beispielhaften, schematischen Darstellung einer Gesamtanlage zur chargenweisen thermischen Behandlung von Verbundmaterialien mit Kunststoffanteil und/oder Kunststoffen mit drei Behandlungseinheiten. Durch die modulweise Erweiterung der Anlage(n) mit zusätzlichen Behandlungseinheiten können Anlagen mit unterschiedlichen Kapazitäten errichtet werden oder bestehende Anlagen erweitert werden.
  • Wie 1 zeigt, besteht eine Behandlungseinheit aus einer Behandlungskammer (1), einer oder bei segmentierter Ausführung mehrerern Heizkammern (2), einer Isolierung (3) sowie Rohrleitungen für Synthesegas (4), Heizgas (5) und Spülgas (6) die automatisch und/oder von Hand geschlossen bzw. geöffnet werden können.
  • Das Heizgas, vorzugsweise heißes Abgas, wird durch die Heizkammern (2) geleitet, wodurch die Behandlungskammer (1) indirekt beheizt wird, so dass die für die Pyrolyse bzw. Vergasung notwendigen Temperaturen in der Behandlungskammer erzeugt werden.
  • In 2 ist eine Behandlungseinheit in der Draufsicht dargestellt. Die Front der Behandlungskammer ist durch eine an Scharnieren aufgehängte Tür (7) verschlossen. Andere Türsysteme sind möglich. Die Tür ist gegenüber der Behandlungskammer (1) mit üblichem, thermostabilem Dichtungsmaterial abgedichtet.
  • Das thermisch zu behandelnde Material wird bei geöffneter Tür (7) in die Behandlungskammer (1) eingebracht. Bei kleinen Behandlungskammern kann das Material per Hand in die Behandlungskammer eingebracht werden. Zur besseren Entnahme der nach der thermischen Behandlung zurückbleibenden Reste kann das Material in thermostabilen Behältnissen in die Behandlungskammer eingebracht werden. Hierdurch können auch verschiedene Materialien gleichzeitig, aber getrennt voneinander in einer Behandlungskammer zur gleichen Zeit behandelt werden. Bei größeren Behandlungskammern können entsprechend große Materialstücke direkt oder in thermostabilen Behältnissen, beispielsweise per Hubwagen, Gabelstapler etc. oder fahrbaren, thermostabilen Materialträgern in die Behandlungskammer (1) eingebracht werden.
  • Die Größe der Behandlungskammern (1) wird auf das zu behandelnde Material ausgelegt. Die Größe der Behandlungskammern einer Anlage kann verschieden sein, so dass sich die Anlage auf unterschiedliche Materialströme ausrichten lässt.
  • In 3 ist beispielhaft, schematisch dargestellt, wie bei 3 Behandlungseinheiten das Synthesegasleitungssystem angeordnet sein kann. Durch Schließen und Öffnen von Schiebern/Ventilen kann Synthesegas von einer Behandlungseinheit zur anderen geleitet werden (Schieber/Ventile etc. zum Öffnen und Schließen der Rohrleitungen und Messwertgeber zur Steuerung sind in 3 nicht dargestellt). In ähnlicher Weise wird das Heizgasleitungssystem und das Spülgasleitungssystem (in 4, Nr. 13 und 16) ausgeführt.
  • In 4 ist beispielhaft, schematisch eine Gesamtanlage mit 3 Behandlungseinheiten (9), Heizgasleitungssystem (13), Synthesegasleitungssystem (8), Synthesegasaufbereitung (10), Synthesegasspeicher (11), Blockheizkraftwerk zur Nutzung von Synthesegas (12) und Abgasschornstein (14) dargestellt.
  • Vor dem Öffnen einer Behandlungskammer wird diese mit Spülgas (Abgas und/oder Inertgas) und danach mit Umgebungsluft, die ebenfalls über das Spülgassystem eingebracht wird, so lange gespült, bis bezüglich des Explosions- und Arbeitsschutzes keine Gefahren mehr entstehen. Beim Spülen mit Abgas und/oder Inertgas wird die Entstehung von explosiven Gasgemischen sicher vermieden. Beim Anfahren einer Behandlungskammer wird ebenfalls mit Abgas und/oder Inertgas gespült, so dass bei der ersten Bildung von Synthesegas keine explosiven Gasgemische entstehen können.
  • Nachdem das zu behandelnde Material in die Behandlungskammer (1) eingebracht wurde, wird die Tür (7) verschlossen. Das Material wird während der Behandlung (Aufheizphase, Pyrolyse-/Vergasungsphase und Abkühlphase nicht bewegt und verbleibt in der Behandlungskammer.
  • Durch das Öffnen/Schließen der Heizgasleitungen wird heißes Abgas vom BHKW oder von anderen Behandlungseinheiten in die Heizkammer eingeleitet und die Temperatur in der Behandlungskammer beginnt zu steigen (Aufwärmphase).
  • Sobald in der Behandlungskammer (1) die für die Entstehung von Synthesegas notwendigen Temperaturen erreicht sind, werden Kunststoffanteile des eingebrachten Materials in Synthesegas überführt und aus der Behandlungskammer gasförmig, als Synthesegas, ausgetragen. Das Synthesegas wird entweder direkt zur Synthesegasaufbereitung (10) oder zur Vorerwärmung anderer Behandlungskammern zunächst durch diese zur Synthesegasaufbereitung geleitet. Hierdurch wird auch eine Vergleichmäßigung der Synthesegasqualität erreicht.
  • In der Synthesegasaufbereitung (10) wird die Synthesegasqualität mit üblichen Verfahren soweit verbessert, dass es sich zur Nutzung im vorgesehenen Nutzungssystem eignet [im vorliegenden Beispiel eine motorische Nutzung im Blockheizkraftwerk (12)].
  • Über einen Synthesegasspeicher (11) wird die Qualität und der Volumenstrom des Gases vergleichmäßigt.
  • Im Blockheizkraftwerk (12) wird das Synthesegas zur Produktion von Strom und Wärme genutzt. Das heiße Abgas wird über die Heizkammern (2) zur Herstellung der für die Pyrolyse bzw. Vergasung notwendigen Temperatur in den Behandlungskammern (1) genutzt. Anschließend wird das Abgas über einen Abgasschornstein (14) abgeleitet. Bei Bedarf kann aus dem Abgas vor dem Abgasschornstein durch einen Abgaswärmetauscher Restwärme zurückgewonnen werden, welche für den Prozess oder eine externe Nutzung zur Verfügung gestellt werden kann.
  • Nachdem die thermische Behandlung abgeschlossen ist, wird die Behandlungskammer (1) zur Vermeidung explosiver Gasgemische mit Abgas oder Inertgas gespült und anschließend mit Umgebungsluft zur Kühlung und Herstellung einer dem Arbeitsschutz zuträglichen Atmosphäre in der Behandlungskammer (1) belüftet.
  • Zur Belüftung der Behandlungskammern dient ein Frischluftgebläse (15), das über ein Spülgasleitungssystem Umgebungsluft in die Behandlungskammern (1) einbringt. Die Frischluft bzw. Spülluft wird über den zum Abgasschornstein (14) gehenden Teil des Spülgasleitungssystem (16) abgeleitet. Bei Bedarf kann über einen Wärmetauscher Restwärme aus der Abluft gewonnen und für den Prozess oder für eine extern Nutzung genutzt werden.
  • Nach Abschluss der Abkühlphase wird die Behandlungskammer geöffnet und das in der Kammer verbleibende Material (Glas- und Carbonfasern, Metalle etc.) entnommen und vorzugsweise einer Verwertung zugeführt.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Behandlungskammer
    2
    Heizkammer
    3
    Isolierung
    4
    Mit Schiebern/Ventilen absperrbare Synthesegasleitungen
    5
    Mit Schiebern/Ventilen absperrbare Heizgasleitungen
    6
    Mit Schiebern/Ventilen absperrbare Spülgasleitungen
    7
    Tür
    8
    Synthesegasleitungssystem
    9
    drei Behandlungseinheiten
    10
    Synthesegasaufbereitung
    11
    Synthesegasspeicher
    12
    Blockheizkraftwerk (BHKW)
    13
    Heizgasleitungssystem
    14
    Abgasschornstein
    15
    Frischluftgebläse
    16
    Spülgasleitungssystem
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 10348987 A1 [0010]
    • EP 2343349 A1 [0011]
    • WO 2009/103254 A1 [0012]

Claims (15)

  1. Verfahren zur chargenweisen, thermischen Behandlung von Kunststoffen und Verbundstoffen mit einem Anteil an Kunststoffen, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlung darauf abzielt, die Kunststoffe als heizwertreiches Synthesegas in die Gasphase zu überführen und bei Verbundstoffen den Kunststoffanteil von den Nichtkunststoffen zu trennen, wobei das heizwertreiche Synthesegas für den Betrieb von Heizkesseln, Verbrennungsmotoren bzw. Blockheizkraftwerken genutzt wird und das heiße Abgas des oder der Heizkessel, Motoren bzw. Blockheizkraftwerke für die thermische Behandlung genutzt wird, indem das zu behandelnde Gut mit dem Abgas indirekt beheizt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlung chargenweise im batch-Ansatz in einer oder mehreren Behandlungskammern beliebiger Größe erfolgt und das zu behandelnde Material unbewegt ruht.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zu behandelnde Material in den Behandlungskammern aufgeheizt, thermisch behandelt und abgekühlt wird, ohne dass die Behandlungskammer hierfür geöffnet oder das Material bewegt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Behandlung in Gegenwart von Sauerstoff (unterstöchiometrisch) als Vergasung oder in Abwesenheit von Sauerstoff als Pyrolyse durchgeführt werden kann, wobei der Sauerstoffgehalt während der Behandlung variiert werden kann, aber nicht muss.
  5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass neben dem erzeugten Synthesegas zusätzlich oder ausschließlich auch andere Brennstoffe (Erdgas, Heizöl, Biodiesel etc.) zum Betrieb der Heizkessel, Motoren bzw. BHKWs genutzt werden können, beispielsweise im Anfahrbetrieb, und das heiße Abgas für die indirekte Beheizung der Behandlungskammern genutzt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass auch heißes Abgas aus anderen Verbrennungsprozessen wie Kraftwerken, Müllheizkraftwerken etc., (nachfolgend ebenfalls Heizgas genannt) allein oder zusammen mit dem Abgas von Motoren oder Heizkesseln, die mit dem Synthesegas aus den Behandlungskammern und/oder anderen Brennstoffen betrieben werden, für das Beheizen der Behandlungskammern genutzt werden kann.
  7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Beheizung der Kammern mit Heizgas, das bei Bedarf durch Synthesegas- und/oder sonstige Brenner oder elektrisch nacherwärmt werden kann, erfolgt.
  8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Verwendung von mehreren Behandlungseinheiten (Behandlungskammer (1) und Heizkammer (2) bilden eine Behandlungseinheit) die Heizkammern der Behandlungseinheiten parallel oder in Reihe geschaltet werden können, so dass bei Bedarf das Heizgas aus den Heizkammern einer Behandlungseinheit durch die Heizkammern einer oder mehrerer anderer Behandlungseinheiten geleitet werden kann, so dass die Restwärme des Heizgases aus einer Behandlungseinheit für die Beheizung anderer Behandlungseinheiten genutzt werden kann.
  9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Verwendung von mehreren Behandlungseinheiten die Behandlungskammern parallel oder in Reihe geschaltet werden können, so dass bei Bedarf, das in den Behandlungskammern entstehende heiße Synthesegas aus einer Behandlungskammer in eine oder mehrere andere Behandlungskammern anderer Behandlungseinheiten geleitet werden kann, so dass das heiße Synthesegas aus einer Behandlungskammer für die Beheizung anderer Behandlungskammern genutzt werden kann und die Synthesegase verschiedener Behandlungskammern zur Vergleichmäßigung der Synthesegasqualität vermischt werden können.
  10. Verfahren nach Anspruch 8 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Reihenfolge, in der das Heizgas die Heizkammern und das Synthesegas die Behandlungskammern der Behandlungseinheiten durchströmt, während des Behandlungsvorgangs variiert werden kann, so dass hierdurch die Temperatur in den Behandlungskammern gezielt variiert und gesteuert werden kann.
  11. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasatmosphäre in den Behandlungskammern vor Beginn und am Ende der Behandlung mit Gas, das verringerte oder keine Anteile an Sauerstoff enthält, oder Abgas mit reduziertem Sauerstoffgehalt aus einem Heizkessel oder aus einem Motor bzw. BHKW oder aus einem Gemisch von diesen gespült wird, so dass zu keiner Zeit explosive Gasgemische in den Kammern entstehen.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Spülgas dem Synthesegas beigemischt werden kann, so dass der Restgehalt an Synthesegas im Spülgas zur Energieerzeugung genutzt werden kann. Nicht genutztes Spülgas wird über den Kamin abgeleitet, wobei es bei Bedarf behandelt wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei größeren Behandlungskammern das Beschicken der Kammern mit Verbundwerkstoffen und/oder Kunststoffen auf fahrbaren Gestellen oder fahrbaren sonstigen Behältnissen manuell oder automatisiert erfolgen kann.
  14. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestandteile der Verbundwerkstoffe, die nicht aus Kunststoff bestehen, nach der Behandlung ohne oder nur mit geringen Kunststoffanteilen dargestellt werden, so dass aus glasfaserverstärktem Kunststoff Glasfasern, aus carbonfaserverstärktem Kunststoff Carbonfasern usw. zurückgewonnen werden können.
  15. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass auch Geräte, die aus Kunststoff und anderen Materialien bestehen, zum Beispiel Elektrogeräte und Elektronikbauteile, mit dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt werden können, so dass der Kunststoffanteil in Synthesegas überführt und die Reste einer Verwertung zugeführt werden können.
DE102016002029.6A 2016-02-23 2016-02-23 Verfahren zur thermischen Behandlung von Kunststoffabfällen und Verbundmaterialien mit Kunststoffanteilen mittels Pyrolyse und Vergasung Active DE102016002029B4 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016002029.6A DE102016002029B4 (de) 2016-02-23 2016-02-23 Verfahren zur thermischen Behandlung von Kunststoffabfällen und Verbundmaterialien mit Kunststoffanteilen mittels Pyrolyse und Vergasung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016002029.6A DE102016002029B4 (de) 2016-02-23 2016-02-23 Verfahren zur thermischen Behandlung von Kunststoffabfällen und Verbundmaterialien mit Kunststoffanteilen mittels Pyrolyse und Vergasung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102016002029A1 true DE102016002029A1 (de) 2017-08-24
DE102016002029B4 DE102016002029B4 (de) 2018-10-31

Family

ID=59522248

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102016002029.6A Active DE102016002029B4 (de) 2016-02-23 2016-02-23 Verfahren zur thermischen Behandlung von Kunststoffabfällen und Verbundmaterialien mit Kunststoffanteilen mittels Pyrolyse und Vergasung

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102016002029B4 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020130083A1 (de) 2020-11-13 2022-05-19 Ingo Bode Verfahren zur Herstellung von Synthese-Kohle

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11447576B2 (en) 2019-02-04 2022-09-20 Eastman Chemical Company Cellulose ester compositions derived from recycled plastic content syngas
US11312914B2 (en) 2019-02-04 2022-04-26 Eastman Chemical Company Gasification of plastics and solid fossil fuels to produce organic compounds
US11939406B2 (en) 2019-03-29 2024-03-26 Eastman Chemical Company Polymers, articles, and chemicals made from densified textile derived syngas

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19945771C1 (de) * 1999-09-24 2001-02-22 Muehlen Gmbh & Co Kg Dr Verfahren zur Vergasung von organischen Stoffen und Stoffgemischen
DE10348987A1 (de) 2003-10-17 2005-05-25 Peggy Diana Berndt Vorrichtung zur Niedrigtemperaturpyrolyse
WO2009103254A1 (de) 2008-02-23 2009-08-27 SWU Gesellschaft für Umwelttechnik mbH Verfahren zur pyrolyse von organischen abfallstoffen und biomaterialien
EP2343349A1 (de) 2010-01-11 2011-07-13 Mark Breiter Anlage zur Herstellung von gedarrtem Holz, Holzkohle, Holzteer, Holzessig und Synthesegas
DE102010031602A1 (de) * 2010-07-21 2012-01-26 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Weiterverwendung von Kunstharz- und Kohlenstofffasern-enthaltender Abfälle
EP2783764A1 (de) * 2013-03-28 2014-10-01 ELG Carbon Fibre International GmbH Pyrolyseanlage und Verfahren zur Rückgewinnung von Kohlenstofffasern aus kohlenstofffaserhaltigen Kunststoffen

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19945771C1 (de) * 1999-09-24 2001-02-22 Muehlen Gmbh & Co Kg Dr Verfahren zur Vergasung von organischen Stoffen und Stoffgemischen
DE10348987A1 (de) 2003-10-17 2005-05-25 Peggy Diana Berndt Vorrichtung zur Niedrigtemperaturpyrolyse
WO2009103254A1 (de) 2008-02-23 2009-08-27 SWU Gesellschaft für Umwelttechnik mbH Verfahren zur pyrolyse von organischen abfallstoffen und biomaterialien
EP2343349A1 (de) 2010-01-11 2011-07-13 Mark Breiter Anlage zur Herstellung von gedarrtem Holz, Holzkohle, Holzteer, Holzessig und Synthesegas
DE102010031602A1 (de) * 2010-07-21 2012-01-26 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Weiterverwendung von Kunstharz- und Kohlenstofffasern-enthaltender Abfälle
EP2783764A1 (de) * 2013-03-28 2014-10-01 ELG Carbon Fibre International GmbH Pyrolyseanlage und Verfahren zur Rückgewinnung von Kohlenstofffasern aus kohlenstofffaserhaltigen Kunststoffen

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020130083A1 (de) 2020-11-13 2022-05-19 Ingo Bode Verfahren zur Herstellung von Synthese-Kohle

Also Published As

Publication number Publication date
DE102016002029B4 (de) 2018-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102016002029B4 (de) Verfahren zur thermischen Behandlung von Kunststoffabfällen und Verbundmaterialien mit Kunststoffanteilen mittels Pyrolyse und Vergasung
EP2082013B1 (de) Verfahren zur erzeugung eines wasserstoffreichen produktgases
DE3310534C2 (de)
EP0126407B1 (de) Verfahren zur Gewinnung von verwertbarem Gas aus Müll durch Pyrolyse und Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens
DE2838749A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur behandlung eines zerkleinerten festen karbonisierbaren materials
DD298287A5 (de) Verfahren zum vorwaermen von eisenschrott durch die pyrolyse von darin enthaltenen harzartigen rueckstaenden bei vollstaendiger rueckgewinnung ihres energiegehalts und verbesserung des stahlherstellungszyklus
DE2419517B2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Reduktionsgas
DE102007034139A1 (de) Verfahren zur thermischen Behandlung von feuchten Abfällen, Produktionsrückständen und sonstigen Reststoffen mit nativ-organischen und/oder synthetisch-organischen Bestandteilen
DD237479A5 (de) Verfahren zur herstellung eines absorptions- und adsorptionsmittels, sowie nach diesem verfahren hergestelltes absorptions- und adsorptionsmittel
DE10082226B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Beseitigen von Abprodukten und Abfallstoffen
EP1960711A2 (de) Vorrichtung zum energetischen verwerten von festen abfällen
DE10121493A1 (de) Schadstofffreie Wiederverwertung organischer Abfälle
EP3516011B1 (de) Verfahren zur herstellung von biokohle und anlage hierfür
EP2909287B1 (de) Vorrichtung und verfahren zur stofflichen behandlung von rohstoffen
AT519324B1 (de) Vorrichtung zur kontinuierlichen thermischen Verarbeitung von Altreifen oder anderweitig abgewerteten Reifen
DE202013105519U1 (de) Vorrichtung zur Herstellung von Brennstoffen zur energetischen Nutzung
EP3446799B1 (de) Verfahren zur rückgewinnung aus abfallprodukten
DE102010049379A1 (de) Vorrichtung zum energetischen Verwerten von festen organischen Abfällen
DE60225380T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Brenngas aus durch thermische Zersetzung eines Feststoffzusatzes erzeugtem Gas
DE102007056353A1 (de) Verfahren und Anlage zur Abfallbehandlung
DE102017123600B4 (de) Anlage zur thermischen Aufarbeitung von schadstoffhaltigen organischen Abfällen
DE102010044437A1 (de) Verfahren zur thermischen Behandlung organischer Ausgangsstoffe oder eines Gemisches organischer und anorganischer Ausgangsstoffe sowie Vorrichtung dazu
DE202017106155U1 (de) Anlage zur thermischen Aufarbeitung von schadstoffhaltigen organischen Abfällen
DE102019120641A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Synthesegas aus Abfällen
EP0623568B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur gleichzeitigen Herstellung von grobkeramischen Erzeugnissen und Brenngas

Legal Events

Date Code Title Description
R086 Non-binding declaration of licensing interest
R012 Request for examination validly filed
R163 Identified publications notified
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final