DE10252042A1

DE10252042A1 - Verfahren und Anlage zur energieökonomischen Verarbeitung von organischen Speise-und Nahrungsmittelabfällen und zur Energierückgewinnung aus verarbeiteten und unverarbeiteten pflanzlichen Rohstoffen

Info

Publication number: DE10252042A1
Application number: DE10252042A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Tack; Kai-Peter Looks; Michael Looks
Original assignee: BFF RECYCLING und FUTTERMITTEL; BFF RECYCLING und FUTTERMITTEL GmbH
Current assignee: LOOKS, KAI-PETER, 16540 HOHEN NEUENDORF, DE; TACK, WOLFGANG, 16833 FEHRBELLIN, DE
Priority date: 2002-11-06
Filing date: 2002-11-06
Publication date: 2004-05-27

Abstract

Die Aufgabe der Erfindung, zur energieökonomischen Verwertung von Speise- und Nahrungsmittelabfällen ein Verfahren und eine Einrichtung zu entwickeln, die eine schadstofffreige Energierückgewinnung aus in den eingesetzten Rohstoffen enthaltener Energie ermöglichen, wobei die gewonnene regenerative Energie in Form eines Primärenergieträgers einerseits zur Gestaltung des Verarbeitungsverfahrens und andererseits zur Erzeugung von Elektroenergie zur externen Energiebereitstellung dient, wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß aus einer für eine Verwertung anfallenden Menge von Speise- und Nahrungsmittelabfällen ein Ersatzbrennstoff hergestellt wird, dieser zur Dampferzeugung eingesetzt und der erzeugte Dampf anschließend teilweise zur Prozeßgestaltung bei der Gewinnung des Ersatzbrennstoffes und teilweise zur Elektroenergie-Erzeugung eingesetzt wird. DOLLAR A Die Erfindung wird realisiert im Bereich der Verwertung von Speise- und Nahrungsmittelabfällen und dient der energieökonomischen Gestaltung des Verwertungsprozesses.

Description

Verfahren und Anlage zur energieökonomischen Verarbeitung von organischen Speise- und Nahrungsmittelabfällen und zur Energierückgewinnung aus verarbeiteten und unverarbeiteten pflanzlichen Rohstoffen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Energierückgewinnung aus den eingesetzten Stoffen in einem Verfahren zur Verwertung von Speise- und Nahrungsmittelabfällen unter Beimischung von Anteilen an Getreidenebenprodukten oder anderen organischen Stoffen über die Herstellung eines regenerativen Primärenergieträgers als Zwischenprodukt.
Speise- und Nahrungsmittelabfälle, die für die menschliche Ernährung nicht mehr zu verwenden sind, müssen umweltfreundlich unter Beachtung von Seuchenhygienevorschriften entsorgt werden oder, soweit zulässig, einer volkswirtschaftlich nutz bringenden Weiterverwertung zugeführt werden, was eigentlich aus energetischen Gründen auch ein Gebot der Prozeßökonomie ist.
Mit dem Verbot der Verfütterung von Tiermehl aus Schlachtabfällen und toten Tieren an Nutztiere ist auch der Einsatz von Futtermittel aus Speise- und Nahrungsmittelabfällen nicht mehr uneingeschränkt möglich. Damit wurde es notwendig, Schlachtabfälle und tote Tiere umweltkonform zu entsorgen und das bei der Entsorgung anfallene Endprodukt umweltkonform bzw. unbedenklich zu beseitigen, d.h. zu vernichten.
Hierfür ist ein Verfahren in Tierkörperbeseitigungsanlagen bekannt. Bei diesem Verfahren werden die angefallenen Mengen von Rohware tierischer Herkunft zerkleinert und anschließend unter Druck über eine zeitliche Distanz von 20 Minuten bei einer Temperatur von 133 ° C sterilisiert. Anschließend wird in einem weiteren Verfahrensschritt die sterilisierte Ware getrocknet. Beide Verfahrensschritte sind sehr energieaufwendig und es werden hierfür überwiegend fossile Energieträger eingesetzt. Anschließend wird das in der sterilisierten und getrockneten Ware enthaltene Fett extrahiert und einer weiteren Verwendung zugeführt. Das Endprodukt aus sterilisierter und getrockneter Ware wird gemahlen und anschließend vernichtet. Hierzu ist die Vernichtung durch Verbrennung zwingend vorgeschrieben.
Eine Wiederverwertung von Speise- und Nahrungsmittelabfällen erfolgte bisher nach entsprechender Aufbereitung und Hygieni sierung als Tierfutter, vorwiegend in der Schweinemast in Form von „Futtersuppe". Diese Wiederverwertung ist im zunehmenden Maße an Verwendungsgebote bzw. Verwendungsverbote der eingesetzten Speise- und Nahrungsmittelabfälle gebunden. Außerdem ist der Verwertungsprozeß für die Aufbereitung von Speise- und Nahrungsmittelabfällen energieaufwendig.
Weiterhin erfolgt die Verwertung von Speise- und Nahrungsmittelabfällen in speziell zugelassenen Kompostieranlagen zur anschließenden Verwertung als Dünger zur Bodenverbesserung im landwirtschaftlichen Bereich. Diese Beseitigungsform in Kompostieranlagen ist im großen Umfang begrenzt, da der Rotte nur ein geringer Anteil an Speie- und Nahrungsmittelabfällen beigemischt werden kann. Außerdem ist der Verrottungsvorgang ein exothermer Vorgang, wobei die bei der Kompostierung entstehende Energie (Wärme) verlorengeht.
Zur Ausbeutung des in den Speise- und Nahrungsmittelabfällen enthaltenen Energieanteils werden Biogasanlagen eingesetzt. In einer ersten Stufe werden die Speise- und Nahrungsmittelabfälle, die zuvor mit Flüssigkeit versetzt wurden (Herstellung einer Maische), als Gärsubstrat bei einer definierten Reaktionstemperatur in einem Reaktor vergoren, wobei dieser Vorgang sich über eine definierte Verweildauer erstreckt. Dann werden die während dieses Vorganges entstehenden gasförmigen Gärungsprodukte, die als gewonnenes Biogas bezeichnet werden, gesammelt und nach einer Entschwefelung der Wärmeenergieerzeugung zugeführt und vorwiegend in Blockheizwerken zur Verstromung genutzt. Die hierbei entstehende Motorabwärme wird teilweise wieder als Prozeßwärme für die Biogasanlage z. B. zur Hygienisierung der Rohware genutzt. Die Gärrückstände werden als Dünger auf landwirtschaftlichen Nutzflächen verwendet. Nachteilig ist bei der Verarbeitung von Speise- und Nahrungsmittelabfällen in Biogasanlagen die anfallende Menge von Gärrückständen, deren Weiterverwendung als Düngemittel begrenzt (ca. 90 % der Maische) ist.
Ziel der Erfindung ist es, bei der Abfallverwertung von nicht verwertbaren Stoffen pflanzlicher Herkunft im Prozeß der Verwertung von anfallenden Speise- und Nahrungsmittelabfällen einerseits die Kosten zu senken und andererseits diese einem Verwertungsprozeß rückstandsfrei zu unterwerfen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zur energieökonomischen Verwertung von Speise- und Nahrungsmittelabfällen ein Verfahren und eine Einrichtung zu entwickeln, die eine schadstofffreie Energierückgewinnung aus in den eingesetzten Rohstoffen enthaltener Energie ermöglichen, wobei die gewonnene regenerative Energie in Form eines Primärenergieträgers einerseits zur Gestaltung des Verarbeitungsverfahrens und andererseits zur Erzeugung von Elektroenergie zur externen Energiebereitstellung dient.
Diese Aufgabe wurde durch die in den unabhängigen Ansprüchen offenbarte technische Lehre gelöst.
Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt ein schematisches Flußdiagramm der aufeinander folgenden Verfahrensschritte.
Nach dem erfindungsgemäß gestalteten Verfahren wird nach der Annahme der zur Verarbeitung angelieferten Ware 1 und nach einer Zwischenlagerung diese im Verfahrensschritt 2 einer visuellen Kontrolle auf enthaltene Störstoffe 3 unterzogen und eine Absonderung derselben vorgenommen. Die ausgesonderten Störstoffe 3 werden auf eine Deponie 4 verbracht. Die für die Weiterverarbeitung geeignete Ware 5 wird anschließend in der Verfahrensstufe 6 mit den bekannten technischen Mitteln zerkleinert. Diese zerkleinerte Ware 7 wird anschließend einem nicht dargestellten Aufschließapparat zugeführt. In diesem wird in einem einzigen Verfahrensschritt 8 die zerkleinerte Ware 7 sterilisiert und getrocknet. Nach der Entleerung des Aufschließapparates wird die sterilisierte und getrocknete Ware 9 in einem Mischvorgang 10 in einem nicht dargestellten Mischer mit Getreidenebenprodukten oder mit anderen organischen, nicht belasteten Zusatzstoffen gemischt. Anschließend wird das Mischgut 11 einem Fraktionierverfahren 12 unterworfen. Nach erfolgter Fraktionierung des Mischgutes 11 durch Sichtung und Mahlung wird dieses als Mehl 13 oder nach einer Kompaktierung 14 durch Verpressung zu Formkörpern direkt oder nach einer Zwischenlagerung einer Feuerungsanlage 15 eines Dampferzeugungskessel 16 zugeführt. In dieser Kesselanlage 16 wird der Energieanteil des der Verbrennungsanlage 15 zugeführten zuvor bearbeiteten Einsatzproduktes 1 als Ersatzbrennstoff 17 in innerere Energie des erzeugten Dampfes 18 umgewandelt. Die Enthalpie des erzeugten Dampfes 18 wird anschließend zur Erzeugung von Elektroenergie über eine entsprechend ausgelegte Dampfturbine 19, die einen Generator 20 antreibt, genutzt. Die im Restdampf 21 enthaltene Restwärme wird zur Prozeßgestaltung eingesetzt. Die Verbrennungsrückstände sind Asche 22, die keinerlei Schadstoffe enthält und deshalb auf Deponien 23 verbracht oder zur Kompostierung genutzt werden kann.
Der in dem Verfahrensschritt 8 bei der Sterilisation und Trocknung der zerkleinerten Ware 7 anfallende Brüdendampf 24 wird nach Kühlung in einem Kühler 25 einer weiteren Brüden-Verwertung 26 zugeführt.
Das vorgeschlagene Verfahren zur Gewinnung von Elektro-Energie 27 aus Speise- und Nahrungsmittelabfällen zur Einspeisung in ein Netz der örtlichen Energieversorger 28 ermöglicht eine wirtschaftliche Verwertung des Rohmaterials durch den Einsatz der daraus gewonnenen Energie zur E-Energie-Gewinnung und Restwärmenutzung (Restdampf) im eigenen Prozeß. Außerdem gestattet das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren wertlose organische Stoffe, wie Getreiderückstände, Sägemehl und diverse organische Stäube energetisch zu verwerten.

1: angelieferte Ware
2: Verfahrensschritt
3: Störstoff
4: Deponie
5: Ware
6: Verfahrensstufe
7: zerkleinerte Ware
8: Verfahrensschritt
9: getrocknete Ware
10: Mischvorgang
11: Mischgut
12: Fraktionierverfahren
13: Mehl
14: Kompaktierung
15: Feuerungsanlage
16: Dampferzeugungskessel
17: Ersatzbrennstoff
18: Dampf
19: Dampfturbine
20: Generator
21: Restdampf
22: Asche
23: Deponie
24: Brüdendampf
25: Kühler
26: Brüdenverwertung
27: Elektroenergie
28: örtlicher Energieversorger

Claims

Verfahren zur energieökonomischen Verarbeitung von Speise- und Nahrungsmittelabfällen und zur Energierückgewinnung, dadurch gekennzeichnet, daß aus einer für eine Verwertung anfallenden Menge von Speise- und Nahrungsmittelabfällen ein Ersatzbrennstoff hergestellt wird, dieser zur Dampferzeugung eingesetzt und der erzeugte Dampf anschließend teilweise zur Prozeßgestaltung bei der Gewinnung des Ersatzbrennstoffes und teilweise zur Elektroenergie-Erzeugung eingesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die anfallende Menge von für eine Verwertung angelieferter Ware (1) in einem Verfahrensschritt (2) einer visuellen Kontrolle auf enthaltene Störstoffe (3) unterzogen und eine Entfernung derselben aus der angelieferten Ware (1) vorgenommen wird, anschließend diese vorbehandelte Ware (5) in der Verfahrensstufe (6) zerkleinert wird und die zerkleinerte Ware (7) einem Aufschließapparat zugeführt und dort in einer Verfahrensstufe (8) durch Wärmezufuhr sterilisiert und gleichzeitig getrocknet wird, die danach entstandene getrocknete Ware (9) anschließend einem Fraktionierungsverfahren (12) durch Mischen, Mahlen und Sichten unterzogen wird und anschließend das Mehl (13) mindestens teilweise kompaktiert und damit für den Einsatz als Ersatzbrennstoff (17) aufbereitet wird und dann einer Feuerungsanlage (15) eines Dampferzeugungskessel (23) zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der getrockneten Ware (9) in einem Mischvorgang (10) Getreidenebenprodukte oder andere organische Stoffe zugemischt werden und anschließend das Mischgut (11) einer Fraktionierung (12) durch Mischen, Mahlen und Sichten des Mischgutes (11) vorgenommen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erzeugte Dampf (18) in einer einen Elektrogenerator (20) antreibenden Dampfturbine (19) entspannt wird und der Restdampf (21) als Prozeßwärme in dem Aufschließapparat zur Sterilisation und Trocknung der eingesetzten organischen Ware (7) verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Restdampf (21) aus der Dampfturbine eine bestimmte Rate vom Dampf(18) beigemischt wird.
Anlage zur Durchführung des Verfahrens zur Energiegewinnung aus Speise- und Nahrungsmittelabfällen nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Gewinnung eines Ersatzbrennstoffes (17) eine Zerkleinerungseinrichtung, eine Sterilisations- und Trocknungseinrichtung, eine Mischeinrichtung, eine Fraktionierungseinrichtung und Kompaktierungseinrichtung vorgesehen sind.
Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß für die Hygienisierung und gleichzeitiger Trocknung ein Aufschließapperat vorgesehen ist.
Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Elektroenergieerzeugung aus dem Ersatzbrennstoff (17) eine Feuerungsanlage (15), ein Dampferzeugungskessel (16) eine Dampfturbine (19) und ein Elektrogenerator (20) als bekannte technische Mittel eingesetzt sind.