DE102017108852B4 - Vorrichtung zur thermischen Aufarbeitung von schadstoffhaltigen organischen Abfällen zur Herstellung von Gas, Öl und Aktivkoks - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung zur thermischen Aufarbeitung von schadstoffhaltigen organischen Abfällen zur Herstellung von Gas, Öl und Aktivkoks, bei der
1.1. der Aufschlusskomplex aus einem Trockner (2), dem Hauptreaktor (8) und einem Koksreaktor (11) besteht,
1.1.1. bei dem der Trockner (2) eine Aufgabevorrichtung (1) aufweist, durch die die Abfälle (IN) dem Trockner (2) zugeführt werden können und
1.1.1.1. der Trockner (2) von einem Heizmantel (3) umgeben ist, durch den die Abfälle (IN) auf eine Trockentemperatur von 80 °C bis 120 °C erwärmt werden können,
1.1.2. bei der der Hauptreaktor (8) mit dem Trockner (1) über eine Materialschleuse (4) verbunden ist, durch die die getrockneten Abfälle (IN) in den Hauptreaktor (8) übergeben werden können,
1.1.3. bei der der Hauptreaktor (8) von einem Heizmantel (3) umgeben ist, durch den die Abfälle (IN) auf eine Temperatur von 350 °C bis 420 °C erwärmt werden,
1.1.3.1. wobei zum Hauptreaktor (8) eine Flüssigkeitszufuhr (6) gehört, durch die den Abfällen (IN) eine Schmelzflüssigkeit zugemischt werden kann, die aus Altöl (aÖ), Teer (T) und einer ersten Zuschlagstoffmischung (ZA) besteht,
1.1.4. bei der eine weitere Materialschleuse (9) den Hauptreaktor (8) und den Koksreaktor (11) verbindet, sodass die Abfälle (IN) nach der Reaktion mit der Schmelzflüssigkeit in den Koksreaktor (11) übergeben werden können,
1.1.5. bei der der Koksreaktor (11) einen weiteren Heizmantel (12) aufweist, durch den das aus der Materialschleuse (9) zugeführte Reaktionsgemisch mithilfe gereinigter Prozessabgase auf eine Temperatur von 500 °C bis 600 °C aufgeheizt werden kann,
1.1.5.1. wobei im Koksreaktor (11) eine Fördereinrichtung, vorzugsweise in Form einer Förderschnecke (10), vorhanden ist, durch die das Reaktionsgemisch von der Materialschleuse (9) zur Koksaufbereitung (13 - 16) befördert und währenddessen in Koks und Gas thermisch aufgetrennt wird,
1.2. die Koksaufbereitung (13 - 16) aus dem Kokstrenner (13), der Koksreinigung (14) und der Prozesswasseraufbereitung (16) besteht,
1.2.1. dabei besitzt der Kokstrenner (13) einen Kühlmantel, der mit Kühlwasser (KW) beschickt wird, wobei eine vom Kühlmantel ausgehende Leitung das erwärmte Wasser in die Koksreinigung (14) führt und
1.2.2. zudem weist der Kokstrenner (13) eine weitere Materialschleuse (15) auf, durch die der gewaschene Koks (K) abgeführt werden kann,
1.2.3. eine von der Koksreinigung (14) ausgehende Wasserleitung führt zur Prozesswasseraufbereitung (16), in der das Prozesswasser aus der Koksreinigung (14) sowie der Gaswäsche (19 bis 23) mithilfe der Abwärme aus dem Blockheizkraftwerk (18) in destilliertes Wasser (dW) und Düngesalze (D) getrennt werden,
1.2.4. schließlich führt eine Gasleitung (G) vom Kokstrenner (13) zur Gasaufbereitung (19 bis 22),
1.3. die Gasaufbereitung (19 bis 24) aus den Kühlern (19 bis 21), einer Destillation (22), einem Ölabscheider (23), einem Öltrockner (24) sowie dem Reingasspeicher (25) besteht,
1.3.1. in den Kühlern (19 bis 21) mit einer Kühltemperatur von Kühler 1 (19) 200 °C, Kühler 2 (20) 120 °C und letztlich Kühler 3 (21) auf 30 °C kann das Abgas (G) aus dem Kokstrenner (13) stufenweise abgekühlt werden, wobei aus dem Gas Rohöl abgeschieden wird,
1.3.2. von den Kühlern (19 bis 21) führen Rohölleitungen in die Destille (22), in der mithilfe des Abgases des Heizmantels (12) vom Koksreaktor (11) das Rohöl in Teer (T) und Heizöl aufgetrennt werden kann,
1.3.3. eine zweite Leitung führt vom Ölabscheider (23) zur Abwasserreinigung (17),
1.4. schließlich der Anlage als Energiewandler ein Blockheizkraftwerk (18) zugeordnet ist, das die gereinigten Abgase und Heizöle in Elektroenergie und Prozesswärme umsetzt.
1.1. der Aufschlusskomplex aus einem Trockner (2), dem Hauptreaktor (8) und einem Koksreaktor (11) besteht,
1.1.1. bei dem der Trockner (2) eine Aufgabevorrichtung (1) aufweist, durch die die Abfälle (IN) dem Trockner (2) zugeführt werden können und
1.1.1.1. der Trockner (2) von einem Heizmantel (3) umgeben ist, durch den die Abfälle (IN) auf eine Trockentemperatur von 80 °C bis 120 °C erwärmt werden können,
1.1.2. bei der der Hauptreaktor (8) mit dem Trockner (1) über eine Materialschleuse (4) verbunden ist, durch die die getrockneten Abfälle (IN) in den Hauptreaktor (8) übergeben werden können,
1.1.3. bei der der Hauptreaktor (8) von einem Heizmantel (3) umgeben ist, durch den die Abfälle (IN) auf eine Temperatur von 350 °C bis 420 °C erwärmt werden,
1.1.3.1. wobei zum Hauptreaktor (8) eine Flüssigkeitszufuhr (6) gehört, durch die den Abfällen (IN) eine Schmelzflüssigkeit zugemischt werden kann, die aus Altöl (aÖ), Teer (T) und einer ersten Zuschlagstoffmischung (ZA) besteht,
1.1.4. bei der eine weitere Materialschleuse (9) den Hauptreaktor (8) und den Koksreaktor (11) verbindet, sodass die Abfälle (IN) nach der Reaktion mit der Schmelzflüssigkeit in den Koksreaktor (11) übergeben werden können,
1.1.5. bei der der Koksreaktor (11) einen weiteren Heizmantel (12) aufweist, durch den das aus der Materialschleuse (9) zugeführte Reaktionsgemisch mithilfe gereinigter Prozessabgase auf eine Temperatur von 500 °C bis 600 °C aufgeheizt werden kann,
1.1.5.1. wobei im Koksreaktor (11) eine Fördereinrichtung, vorzugsweise in Form einer Förderschnecke (10), vorhanden ist, durch die das Reaktionsgemisch von der Materialschleuse (9) zur Koksaufbereitung (13 - 16) befördert und währenddessen in Koks und Gas thermisch aufgetrennt wird,
1.2. die Koksaufbereitung (13 - 16) aus dem Kokstrenner (13), der Koksreinigung (14) und der Prozesswasseraufbereitung (16) besteht,
1.2.1. dabei besitzt der Kokstrenner (13) einen Kühlmantel, der mit Kühlwasser (KW) beschickt wird, wobei eine vom Kühlmantel ausgehende Leitung das erwärmte Wasser in die Koksreinigung (14) führt und
1.2.2. zudem weist der Kokstrenner (13) eine weitere Materialschleuse (15) auf, durch die der gewaschene Koks (K) abgeführt werden kann,
1.2.3. eine von der Koksreinigung (14) ausgehende Wasserleitung führt zur Prozesswasseraufbereitung (16), in der das Prozesswasser aus der Koksreinigung (14) sowie der Gaswäsche (19 bis 23) mithilfe der Abwärme aus dem Blockheizkraftwerk (18) in destilliertes Wasser (dW) und Düngesalze (D) getrennt werden,
1.2.4. schließlich führt eine Gasleitung (G) vom Kokstrenner (13) zur Gasaufbereitung (19 bis 22),
1.3. die Gasaufbereitung (19 bis 24) aus den Kühlern (19 bis 21), einer Destillation (22), einem Ölabscheider (23), einem Öltrockner (24) sowie dem Reingasspeicher (25) besteht,
1.3.1. in den Kühlern (19 bis 21) mit einer Kühltemperatur von Kühler 1 (19) 200 °C, Kühler 2 (20) 120 °C und letztlich Kühler 3 (21) auf 30 °C kann das Abgas (G) aus dem Kokstrenner (13) stufenweise abgekühlt werden, wobei aus dem Gas Rohöl abgeschieden wird,
1.3.2. von den Kühlern (19 bis 21) führen Rohölleitungen in die Destille (22), in der mithilfe des Abgases des Heizmantels (12) vom Koksreaktor (11) das Rohöl in Teer (T) und Heizöl aufgetrennt werden kann,
1.3.3. eine zweite Leitung führt vom Ölabscheider (23) zur Abwasserreinigung (17),
1.4. schließlich der Anlage als Energiewandler ein Blockheizkraftwerk (18) zugeordnet ist, das die gereinigten Abgase und Heizöle in Elektroenergie und Prozesswärme umsetzt.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur thermischen Aufarbeitung von schadstoffhaltigen organischen Abfällen zur Herstellung von Gas, Öl und Aktivkoks.
- Seit einigen Jahren ist die Ablagerung von organischen Abfällen, wie beispielsweise Kunststoffen aller Art, Altholz, Papier, Shredderfraktionen z. B. aus 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 aufwendigen Verfahren in Sekundärrohstoffe und Restmüll getrennt werden. Dieser kann dann nur noch durch Pyrolyse oder Verbrennung aufgearbeitet werden. Bei hohem Wasser- und/oder großem Kunststoffanteil ist die Verbrennung und Pyrolyse nicht problemlos. Bei der Verbrennung stellen der große Chlorgehalt von z. B. PVC, PCB und die Dioxinbildung ein Umweltproblem dar. Außerdem sind die hohen Kosten dieser thermischen Verwertung als Nachteil zu benennen. Bei der Pyrolyse treten zudem weitere Probleme auf, z. B. Absetzung/Verstopfung von/mit Teeren und Stäuben in der Gasleitung. Es 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. Gemäß
DE 697 03 945 T2 wird bereits ein Verfahren zur Umwandlung von organischen Schlämmen vorgeschlagen, das folgende Schritte umfasst: (a) Zuführen von getrocknetem Schlamm in einen ersten Reaktor, (b) Erhitzen des getrockneten Schlamms in Abwesenheit von Sauerstoff in dem ersten Reaktor zur Verdampfung von darin enthaltenem ölerzeugendem organischem Material, welches gasförmige Produkte und einen Schlammrückstand (Kohle) ergibt, (c) Kondensieren von Öl aus den gasförmigen Produkten des ersten Reaktors in einem Kondensationssystem, um Öl mit einem reduzierten Wassergehalt herzustellen, (d) Injizieren des Öls aus Schritt (e) in einen zweiten Reaktor, (e) Überführen des Schlammrückstandes (Kohle) aus dem ersten Reaktor in den zweiten Reaktor, (f) in Kontakt bringen des erhitzten Schlammrückstandes aus Schritt (b) in dem zweiten Reaktor mit dem Öl aus den Schritten (c) und (d) in Abwesenheit von Sauerstoff, um die Erzeugung reiner Produkte und eines hochwertigen Ölprodukts zu gestatten und (g) Entfernen der gasförmigen Produkte aus dem zweiten Reaktor. - Aus der
EP 0 799 801 B1 ist weiterhin ein Apparat zur Umwandlung von Schlämmen bekannt, der aus einem Zuführungssystem zum Befördern von getrocknetem Schlamm, einen ersten Reaktor, einen zweiten Reaktor, ein Kondensationssystem und ein ÖI-Wasser-Trennungssystem besteht, wobei der erste Reaktor eine Überführungsleitung aufweist, die die Überführung von gasförmigem Produkt in das Kondensationssystem und/oder das Öl-Wasser-Trennungssystem bereitstellt, wobei das Kondensationssystem und/oder das Öl-Wasser-Trennungssystem eine Überführungsleitung aufweist, die das Wiederinjizieren von Öl oder Öl und unkondensierbaren Produkten in den zweiten Reaktor bereitstellt, wobei der zweite Reaktor angepasst ist, um den erhitzten Schlammrückstand aus dem ersten Reaktor mit dem Öl oder dem Öl und den unkondensierbaren Produkten des Kondensationssystems und/oder des Öl-Wasser-Trennungssystems in Kontakt zu bringen, wobei die gasförmigen Produkte aus dem zweiten Reaktor entfernt werden können. - Des Weiteren ist aus der
DE 199 50 062 A 1 eine Anlage zur Aufbereitung von flüssigen und/oder festen organischen Abfallstoffen in flüssige Brennstoffe, insbesondere Diesel, Heizöl bekannt, die eine Sammeleinrichtung für die aufzubereitenden Abfallstoffe, eine Vorbehandlungseinrichtung zur Vorbehandlung der Abfallstoffe, eine kontinuierlich arbeitenden Mischvorrichtung aufweist. Dabei dient die Mischvorrichtung dem Mischen der Abfallstoffe mit einem festen, erhitzten Inertmaterial, z. B. Quarzsand oder Schlacke, höhermolekulare Kohlenwasserstoffe oder Kohlenwasserstoffverbindungen in Brennstofffraktionen und weitere Spaltfraktionen gespalten werden. In einer Trennvorrichtung werden Brennstofffraktionen von den weiteren Spaltfraktionen getrennt. - Eine weitere Vorrichtung zur Gewinnung von Diesel oder Heizöl aus kohlenwasserstoffhaltigen Rückständen umfasst einen Pyrolysereaktor in Form eines Schneckenfördersystems oder eines Dünnschichtverdampfers sowie eine Rektifikationseinrichtung wird in der
DE 10 2007 051 373 A1 vorgestellt. Diese soll aus mindestens einem Pyrolysereaktor in Form eines Schneckenfördersystems, bevorzugt mit Wirbelschichtfeuerung oder einem Dünnschichtverdampfer und mindestens einer Rektifikationseinrichtung bestehen. - Die Aufarbeitung von nicht verwerteten Rohstoffen oder Sekundärrohstoffen zur Herstellung von Holzkohle, Koks oder Aktivkohle beschreibt die
DD 2 38 162 A1 - Ein weiteres Verfahren zur thermischen Aufarbeitung von polymer- und zellulosehaltigen Stoffen beschreibt die
EP 1 078 698 A1 . Dazu sollen geschredderte Kunststoffabfälle in einem indirekt beheizten Hauptreaktor mit einer stickstoffhaltigen Zuschlagstoff-Katalysator-Mischung gemischt und in einem Hauptreaktor unter Durchmischung mittels einer Mischschnecke auf eine Temperatur von 350 °C bis 600 °C erhitzt werden. Der hierbei entstandene Schwelkoks wird in einen Nachbehandlungsreaktor bei Temperaturen von 350 °C bis 600 °C mit dem Schwelgas behandelt, weiter entgast, durch den im Schwelgas enthaltenen Wasserstoff aktiviert und durch eine gelochte Förderschnecke zu einer Materialaustragsschleuse befördert. Hierbei entstehender Koks wird in einer Mühle bis zur gewünschten Feinheit gemahlen, wonach mittels Magnetabscheider die metallischen Bestandteile abgetrennt werden und der von Metallen freie Koks in einer Brikettierung zu Aktivkohlepellets gepresst wird. Das bei der Schwelung entstehende Gas wird u. a. mit einer kalziumoxidhaltigen Lösung gewaschen und zur Erhitzung des Hauptreaktors und des Nachbehandlungsreaktors verbrannt. - Schließlich beschreibt die
DE 10 2012 103 034 B3 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur thermischen Aufarbeitung von organischen Abfällen unter Vermeidung schädlicher Nebenprodukte wie Dioxin und Furanen aufzuarbeiten bei dem geschredderte organische Abfälle in einem indirekt beheizten Hauptreaktor thermisch zersetzt werden. Dazu werden die geschredderten Abfälle in einer Aufgabeeinrichtung gemeinsam mit einer Zuschlagstoffmischung (ZM1) aus Harnstoff und Ammoniumkarbonat im Verhältnis 1:2 einem senkrecht angeordneten Hauptreaktor zugeführt. Das im Hauptreaktor entstehende Rohgas und der Primärkoks werden durch eine Übergabe in den parallel zum Hauptreaktor angeordneten Koksreaktor befördert. Hier werden sie in Koks und weiteres Rohgas zerlegt wird. Am unteren Ende des Koksreaktors wird der gebildete Koks mittels einer weiteren Fördereinrichtung der Koksaktivierung zugeführt. - Somit bleibt es Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung vorzuschlagen, mit der organische Abfälle mit Bestandteilen, die bei einfacher Verbrennung zu einem Schadstoffausstoß führen können, ohne Umweltbelastung entsorgt werden können.
- Diese Aufgabe wird gelöst, indem die organischen Abfälle (
IN ) in einem ersten Schritt bei einer Trockentemperatur von 80 °C bis 120 °C, vorzugsweise 110 °C getrocknet und der Homogenisierung zugeführt werden. Die somit wasserfreien organischen Abfälle (IN ) werden im zweiten Schritt mit einem Gemisch aus Altöl, Teer und einer ersten Zuschlagstoffmischung (ZA ) bei einer Temperatur von 350 °C bis 420 °C, vorzugsweise 400 °C verschmolzen und zu einer pastösen Masse homogenisiert. Schließlich wird die pastöse Masse im dritten Schritt bei einer Temperatur von 500 °C bis 600 °C, vorzugsweise 550 °C thermisch in Rohkoks und eine Gasphase zerlegt. Als Zuschlagstoffmischung (ZA ) dient ein mineralisches Gemisch mit den Bestandteilen Silizium, Aluminium, Stickstoff, Sauerstoff und Phosphor. Dessen stöchiometrische Zusammensetzung muss dem jeweiligen Schadstoffgehalt der Abfälle (IN ) angepasst werden. Die bei der thermischen Zerlegung entstandene Gasphase wird durch stufenweise Abkühlung und Zumischung einer zweiten Zuschlagstoffmischung (ZB ) in Wasser, Gas, Öl und Teer zerlegt. - Teer und Teile des Öls werden zum Aufschluss der organischen Abfälle (
IN ) zurückgeführt, während die restlichen Teile des Öls und das gewonnene Gas einer energetischen Verwertung zugeführt werden. - Das anfallende Wasser wird durch Zumischung einer dritten Zuschlagstoffmischung (
ZC ) aufbereitet und im Prozess weiter benutzt, indem aus dem anfallenden Rohkoks die enthaltenen Salze ausgewaschen und anschließend aus dem Wasser durch Abdampfen gewonnen und zu Dünger weiterverarbeitet werden. - Hierzu wird eine Anlage vorgeschlagen, die aus einem Trockner (
2 ), dem Hauptreaktor (8 ) und einem Koksreaktor (11 ) besteht. - Der Trockner (
2 ) weist eine Aufgabevorrichtung (1 ) auf, durch die die Abfälle (IN ) dem Trockner (2 ) zugeführt werden können. Um die Abfälle (IN ) zu trocknen, ist der Trockner (2 ) von einem Heizmantel (3 ) umgeben, durch den die Abfälle (IN ) auf eine Trockentemperatur von 80 °C bis 120 °C, vorzugsweise 110 °C erwärmt werden können. Zur Verbesserung des Wärmeübergangs können die Wandungen des Trockners (2 ) mit Auswölbungen (2a) versehen werden. - Der Trockner (
1 ) ist mit dem Hauptreaktor (8 ) über eine Materialschleuse (4 ) verbunden, durch die die getrockneten Abfälle (IN ) in den Hauptreaktor (8 ) übergeben werden können. - Auch der Hauptreaktor (
8 ) ist von einem Heizmantel (3 ) umgeben, durch den die Abfälle (IN ) auf eine Temperatur von 350 °C bis 420 °C, vorzugsweise 400 °C erwärmt werden. Dabei wird dem Hauptreaktor (8 ) über eine Flüssigkeitszufuhr (6 ) eine Schmelzflüssigkeit zugeführt und mit den Abfällen (IN ) gemischt, die aus Altöl (aÖ), Teer (T ) und der ersten Zuschlagstoffmischung (ZA ) besteht. Im Inneren des Hauptreaktors (8 ) können Rührer zur Verbesserung der Durchmischung angeordnet werden. - Eine weitere Materialschleuse (
9 ) verbindet den Hauptreaktor (8 ) und den Koksreaktor (11 ), sodass die Abfälle (IN ) nach der Reaktion mit der Schmelzflüssigkeit in den Koksreaktor (11 ) übergeben werden. - Der Koksreaktor (
11 ) weist einen weiteren Heizmantel (12 ) auf, durch den das aus der Materialschleuse (9 ) zugeführte Reaktionsgemisch mithilfe gereinigter Prozessabgase auf eine Temperatur von 500 °C bis 600 °C, vorzugsweise 550 °C aufgeheizt wird. - Im Koksreaktor (
11 ) ist eine Fördereinrichtung, vorzugsweise in Form einer Förderschnecke (10 ), vorhanden, durch die das Reaktionsgemisch von der Materialschleuse (9 ) zur Koksaufbereitung (13 -16 ) befördert wird. Währenddessen wird das Reaktionsgemisch thermisch in Koks und Gas zerlegt. - Die Koksaufbereitung (
13 -16 ) setzt sich aus dem Kokstrenner (13 ), der Koksreinigung (14 ) und der Prozesswasseraufbereitung (16 ) zusammen. - Der Kokstrenner (
13 ) besitzt einen Kühlmantel, der mit Kühlwasser (KW ) beschickt wird. Das dabei erwärmte Wasser wird durch eine vom Kühlmantel ausgehende Leitung in die Koksreinigung (14 ) geführt. Durch eine weitere Materialschleuse (15 ) kann der gewaschene Koks (K ) aus dem Kokstrenner (13 ) abgeführt werden. - Das in der Koksreinigung (
14 ) benutze und mit Salzen angereicherte Prozesswasser wird zur Prozesswasseraufbereitung (16 ) geleitet. Hier wird es mithilfe der Abwärme aus dem Blockheizkraftwerk (18 ) in destilliertes Wasser (dW ) und Düngesalze (D ) getrennt, - Das im Kokstrenner (
13 ) abgeschiedene heiße Gasgemisch wird über eine Gasleitung (G ) zur Gasaufbereitung (19 bis22 ) geleitet. - Diese Gasaufbereitung (
19 bis24 ) besteht aus den Kühlern (19 bis21 ), einer Destillation (22 ), einem Ölabscheider (23 ), einem Öltrockner (24 ) sowie dem Reingasspeicher (25 ). - In den Kühlern (
19 bis21 ) kann das Abgas (G ) aus dem Kokstrenner (13 ) stufenweise abgekühlt werden. Dabei beträgt die Kühltemperatur von Kühler1 (19) 200 °C, von Kühler2 (20) 120 °C und letztlich Kühler3 (21 ) 30 °C. Dadurch wird aus dem Gas stufenweise Rohöl verschiedener Zusammensetzung abgeschieden. - Von den Kühlern (
19 bis21 ) führen Rohölleitungen in die Destille (22 ), in der mithilfe des Abgases des Heizmantels (12 ) vom Koksreaktor (11 ) das Rohöl in Teer (T ) und Heizöl aufgetrennt wird. - Durch eine weitere Leitung wird aus dem Rohöl vom Ölabscheider (
23 ) abgeschiedenes, verunreinigtes Wasser zur Abwasserreinigung (17 ) geleitet. - Der Anlage ist schließlich als Energiewandler ein Blockheizkraftwerk (
18 ) zugeordnet, das die gereinigten Abgase und Heizöle in Elektroenergie und Prozesswärme umsetzt. - Im Kühler
1 (19 ) ist vorzugsweise eine Sprühvorrichtung vorgesehen, durch die das Gas mittels einer zweiten Zuschlagstoffmischung (ZB ) zusätzlich gewaschen werden kann. Als zweite Zuschlagstoffmischung (ZB ) wird eine organische Flüssigkeit mit pH von 11-13 vorgeschlagen, durch die die Reaktion von Chloraromaten und Phenolen zu Dioxin verhindert werden kann. Weiterhin wird erfindungsgemäß angeregt, in der Abwasserreinigung (17 ) dem Abwasser eine dritte Zuschlagstoffmischung (ZC) zuzusetzen, durch die das Abwasser von anorganischen Beimischungen befreit werden kann. - Anhand der Zeichnung
1 soll die Erfindung im Weiteren in einem Ausführungsbeispiel erläutert werden. - Dabei zeigt
-
1 ein Blockschaltbild einer Anlage zur thermischen Aufarbeitung von schadstoffhaltigen organischen Abfällen - Zur Realisierung des Verfahrens wird eine Anlage vorgeschlagen, die aus einem Trockner
2 , dem Hauptreaktor8 und einem Koksreaktor11 besteht. - Der Trockner
2 weist eine Aufgabevorrichtung1 auf, durch die die AbfälleIN dem Trockner2 zugeführt werden können. Um die AbfälleIN zu trocknen, ist der Trockner2 von einem Heizmantel3 umgeben, durch den die AbfälleIN auf eine Trockentemperatur von 110 °C erwärmt werden können. Zur Verbesserung des Wärmeübergangs können die Wandungen des Trockners2 mit Auswölbungen2a versehen werden. - Der Trockner
1 ist mit dem Hauptreaktor8 über eine Materialschleuse4 verbunden, durch die die getrockneten AbfälleIN in den Hauptreaktor8 übergeben werden können. - Eine weitere Materialschleuse
9 verbindet den Hauptreaktor8 und den Koksreaktor11 , sodass die AbfälleIN nach der Reaktion mit der Schmelzflüssigkeit in den Koksreaktor11 übergeben werden. - Der Koksreaktor
11 weist einen weiteren Heizmantel12 auf, durch den das aus der Materialschleuse9 zugeführte Reaktionsgemisch mithilfe gereinigter Prozessabgase auf eine Temperatur von 500 °C bis 600 °C, vorzugsweise 550 °C aufgeheizt wird. - Im Koksreaktor
11 ist eine Förderschnecke10 vorhanden, durch die das Reaktionsgemisch von der Materialschleuse9 zur Koksaufbereitung13 -16 befördert, und währenddessen thermisch in Koks und Gas zerlegt wird. - Die Koksaufbereitung
13 -16 setzt sich aus dem Kokstrenner13 , der Koksreinigung14 und der Prozesswasseraufbereitung16 zusammen. - Der Kokstrenner
13 besitzt einen Kühlmantel, der mit KühlwasserKW beschickt wird. Das dabei erwärmte Wasser wird durch eine vom Kühlmantel ausgehende Leitung in die Koksreinigung14 geführt. Durch eine weitere Materialschleuse15 kann der gewaschene Koks K aus dem Kokstrenner13 abgeführt werden. - Das in der Koksreinigung
14 benutzte und mit Salzen angereicherte Prozesswasser wird zur Prozesswasseraufbereitung16 geleitet. Hier wird es mithilfe der Abwärme aus dem Blockheizkraftwerk18 in destilliertes Wasser dW und Düngesalze D getrennt, - Das im Kokstrenner
13 abgeschiedene heiße Gasgemisch wird über eine GasleitungG zur Gasaufbereitung19 bis22 geleitet. - Diese Gasaufbereitung
19 bis24 besteht aus den Kühlern19 bis21 , einer Destillation22 , einem Ölabscheider23 , einem Öltrockner24 sowie dem Reingasspeicher25 . - In den Kühlern
19 bis21 kann das AbgasG aus dem Kokstrenner13 stufenweise abgekühlt werden. Dabei beträgt die Kühltemperatur von Kühler1 200 °C, von Kühler2 120 °C und letztlich Kühler3 30 °C. Dadurch wird aus dem Gas stufenweise Rohöl verschiedener Zusammensetzung abgeschieden, - Von den Kühlern
19 bis21 führen Rohölleitungen in die Destille22 , in der mithilfe des Abgases des Heizmantels12 vom Koksreaktor11 das Rohöl in TeerT und Heizöl aufgetrennt wird. - Durch eine weitere Leitung wird aus dem Rohöl vom Ölabscheider
23 abgeschiedenes, verunreinigtes Wasser zur Abwasserreinigung17 geleitet. - Der Anlage ist schließlich als Energiewandler ein Blockheizkraftwerk
18 zugeordnet, das die gereinigten Abgase und Heizöle in Elektroenergie und Prozesswärme umsetzt. - Im Kühler
1 19 ist vorzugsweise eine Sprühvorrichtung vorgesehen, durch die das Gas mittels einer zweiten ZuschlagstoffmischungZB zusätzlich gewaschen werden kann. Als zweite ZuschlagstoffmischungZB wird eine organische Flüssigkeit mit pH von 11-13 vorgeschlagen, durch die die Reaktion von Chloraromaten und Phenolen zu Dioxin verhindert werden kann. - Weiterhin wird erfindungsgemäß angeregt, in der Abwasserreinigung
17 dem Abwasser eine dritte ZuschlagstoffmischungZC zuzusetzen, durch die das Abwasser von anorganischen Beimischungen befreit werden kann. Die zweite ZuschlagstoffmischungZB ist eine organische Flüssigkeit mit pH von 11-13, durch die die Reaktion von Chloraromaten und Phenolen zu Dioxin verhindert werden kann. - Bezugszeichenliste
-
Altöl aÖ Düngesalze D Wasser dW Abgas G Abfälle IN Koks K Kühlwasser KW Teer T Zuschlagstoffmischung ZA Zuschlagstoffmischung ZB Zuschlagstoffmischung ZC Aufgabevorrichtung 1 Trockner 2 Auswölbung 2a Heizmantel 3 Materialschleuse 4 Flüssigkeitszufuhr 6 Hauptreaktor 8 Materialschleuse 9 Koksreaktor 11 Heizmantel 12 Koksaufbereitung 13 Koksreinigung 14 Materialschleuse 15 Prozesswasseraufbereitung 16 Abwasserreinigung 17 Blockheizkraftwerk 18 Kühler 1 19 Kühler 2 20 Kühler 3 21 Destillation 22 Ölabscheider 23 Öltrockner 24 Reingasspeicher 25
Claims (5)
- Vorrichtung zur thermischen Aufarbeitung von schadstoffhaltigen organischen Abfällen zur Herstellung von Gas, Öl und Aktivkoks, bei der 1.1. der Aufschlusskomplex aus einem Trockner (2), dem Hauptreaktor (8) und einem Koksreaktor (11) besteht, 1.1.1. bei dem der Trockner (2) eine Aufgabevorrichtung (1) aufweist, durch die die Abfälle (IN) dem Trockner (2) zugeführt werden können und 1.1.1.1. der Trockner (2) von einem Heizmantel (3) umgeben ist, durch den die Abfälle (IN) auf eine Trockentemperatur von 80 °C bis 120 °C erwärmt werden können, 1.1.2. bei der der Hauptreaktor (8) mit dem Trockner (1) über eine Materialschleuse (4) verbunden ist, durch die die getrockneten Abfälle (IN) in den Hauptreaktor (8) übergeben werden können, 1.1.3. bei der der Hauptreaktor (8) von einem Heizmantel (3) umgeben ist, durch den die Abfälle (IN) auf eine Temperatur von 350 °C bis 420 °C erwärmt werden, 1.1.3.1. wobei zum Hauptreaktor (8) eine Flüssigkeitszufuhr (6) gehört, durch die den Abfällen (IN) eine Schmelzflüssigkeit zugemischt werden kann, die aus Altöl (aÖ), Teer (T) und einer ersten Zuschlagstoffmischung (ZA) besteht, 1.1.4. bei der eine weitere Materialschleuse (9) den Hauptreaktor (8) und den Koksreaktor (11) verbindet, sodass die Abfälle (IN) nach der Reaktion mit der Schmelzflüssigkeit in den Koksreaktor (11) übergeben werden können, 1.1.5. bei der der Koksreaktor (11) einen weiteren Heizmantel (12) aufweist, durch den das aus der Materialschleuse (9) zugeführte Reaktionsgemisch mithilfe gereinigter Prozessabgase auf eine Temperatur von 500 °C bis 600 °C aufgeheizt werden kann, 1.1.5.1. wobei im Koksreaktor (11) eine Fördereinrichtung, vorzugsweise in Form einer Förderschnecke (10), vorhanden ist, durch die das Reaktionsgemisch von der Materialschleuse (9) zur Koksaufbereitung (13 - 16) befördert und währenddessen in Koks und Gas thermisch aufgetrennt wird, 1.2. die Koksaufbereitung (13 - 16) aus dem Kokstrenner (13), der Koksreinigung (14) und der Prozesswasseraufbereitung (16) besteht, 1.2.1. dabei besitzt der Kokstrenner (13) einen Kühlmantel, der mit Kühlwasser (KW) beschickt wird, wobei eine vom Kühlmantel ausgehende Leitung das erwärmte Wasser in die Koksreinigung (14) führt und 1.2.2. zudem weist der Kokstrenner (13) eine weitere Materialschleuse (15) auf, durch die der gewaschene Koks (K) abgeführt werden kann, 1.2.3. eine von der Koksreinigung (14) ausgehende Wasserleitung führt zur Prozesswasseraufbereitung (16), in der das Prozesswasser aus der Koksreinigung (14) sowie der Gaswäsche (19 bis 23) mithilfe der Abwärme aus dem Blockheizkraftwerk (18) in destilliertes Wasser (dW) und Düngesalze (D) getrennt werden, 1.2.4. schließlich führt eine Gasleitung (G) vom Kokstrenner (13) zur Gasaufbereitung (19 bis 22), 1.3. die Gasaufbereitung (19 bis 24) aus den Kühlern (19 bis 21), einer Destillation (22), einem Ölabscheider (23), einem Öltrockner (24) sowie dem Reingasspeicher (25) besteht, 1.3.1. in den Kühlern (19 bis 21) mit einer Kühltemperatur von Kühler 1 (19) 200 °C, Kühler 2 (20) 120 °C und letztlich Kühler 3 (21) auf 30 °C kann das Abgas (G) aus dem Kokstrenner (13) stufenweise abgekühlt werden, wobei aus dem Gas Rohöl abgeschieden wird, 1.3.2. von den Kühlern (19 bis 21) führen Rohölleitungen in die Destille (22), in der mithilfe des Abgases des Heizmantels (12) vom Koksreaktor (11) das Rohöl in Teer (T) und Heizöl aufgetrennt werden kann, 1.3.3. eine zweite Leitung führt vom Ölabscheider (23) zur Abwasserreinigung (17), 1.4. schließlich der Anlage als Energiewandler ein Blockheizkraftwerk (18) zugeordnet ist, das die gereinigten Abgase und Heizöle in Elektroenergie und Prozesswärme umsetzt.
- Vorrichtung nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass im Kühler 1 (19) eine Sprühvorrichtung vorgesehen ist, durch die das Gas mittels einer zweiten Zuschlagstoffmischung (ZB) zusätzlich gewaschen werden kann. - Vorrichtung nach
Anspruch 1 oder2 , dadurch gekennzeichnet, dass in die Abwasserreinigung (17) eine Zuführung einmündet durch die dem Abwasser eine dritte Zuschlagstoffmischung (ZC) zugesetzt werden kann, durch die das Abwasser von anorganischen Beimischungen befreit werden kann. - Vorrichtung nach einem oder mehreren der
Ansprüche 1 bis3 , dadurch gekennzeichnet, dass die Wandungen des Trockners (2) mit Auswölbungen (2a) zur Verbesserung des Wärmeübergangs versehen sind. - Vorrichtung nach einem oder mehreren der
Ansprüche 1 bis3 , dadurch gekennzeichnet, dass im Inneren des Hauptreaktors (8) Rührer zur Verbesserung der Durchmischung vorhanden sind.
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