DE10340074B4 - Process and plant for lean gas disposal - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur flammlosen Verbrennung von schwach methanhaltigen Gasen in der Form von Deponie-, Klär-, Bio- und/oder Grubengasen als Prozessgas, wobei das Verfahren mindestens folgende Schritte enthält:
a. Verdichten des Prozessgases;
b. Führen des Prozessgases über einen Abgaswärmetauscher, wobei Abgaswärme auf das Prozessgas übertragen wird;
c. Führen des Prozessgases über einen Prozesswärmeträger in der Form eines keramischen Oxidationskörpers,
d. wobei dabei die Strömung des Prozessgases über den Prozesswärmeträger in natürlicher Strömungsrichtung ohne Umsteuerung der Strömungsrichtung erfolgt, und
e. wobei aufgrund der im Prozesswärmeträger gespeicherten Prozesswärme
f. eine flammenlose Verbrennung des Prozessgases eingeleitet wird;
g. Steuern des Verbrennungsprozesses und der Temperatur der Verbrennung im Prozesswärmeträger durch Frischluftzufuhr;
h. Messen des Restsauerstoffgehalt im Abgas und
i. Steuern der Frischluftzufuhr über den gemessenen Restsauerstoffgehalt.Process for the flameless combustion of weak methane-containing gases in the form of landfill, sewage, biogas and / or mine gases as process gas, the process comprising at least the following steps:
a. Compacting the process gas;
b. Guiding the process gas via an exhaust gas heat exchanger, wherein exhaust gas heat is transferred to the process gas;
c. Guiding the process gas over a process heat carrier in the form of a ceramic oxidation body,
d. wherein the flow of the process gas via the process heat carrier takes place in the natural flow direction without reversing the flow direction, and
e. due to the process heat stored in the process heat carrier
f. a flameless combustion of the process gas is initiated;
G. Controlling the combustion process and the temperature of combustion in the process heat carrier by fresh air supply;
H. Measuring the residual oxygen content in the exhaust gas and
i. Controlling the fresh air supply over the measured residual oxygen content.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur flammlosen Verbrennung von schwach methanhaltigen Gasen in der Form von Deponie-, Klär-, Bio- und/oder Grubengas als Prozessgas sowie eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens.The The invention relates to a method for the flameless combustion of weak methane-containing gases in the form of landfill, sewage, bio and / or Mine gas as a process gas and a plant for the implementation of Process.

Die Erfindung bezieht sich auf die sichere Entsorgung von schwach methanhaltigen Klär-, Bio-, Deponie- und Grubengas, die durch einen Methangehalt von weniger als 25% gekennzeichnet sind.The The invention relates to the safe disposal of weakly methane-containing sewage, Biogas, landfill and mine gas, which are produced by a methane content of less are marked as 25%.

Der Treibhauseffekt wird durch klimarelevante Gase wie z. B. Kohlendioxid (CO2) und Methan (CH4) verstärkt, so dass es zu einer unerwünschten Erhöhung der Durchschnittstemperatur auf der Erde kommt. Methan (CH4) hat ein 23 mal höheres Klimaschädigungspotenzial als CO2.The greenhouse effect is caused by climate-relevant gases such. As carbon dioxide (CO 2 ) and methane (CH 4 ) is increased, so that there is an undesirable increase in the average temperature on the earth. Methane (CH 4 ) has a 23 times higher potential for climate damage than CO 2 .

Die Verbrennung von Deponie-, Klär-, Bio- und Grubengasen und die damit verbundene Umwandlung von Methan in H2O und CO2 leistet somit ein Beitrag zum Klimaschutz.The combustion of landfill, sewage, biogas and mine gases and the associated conversion of methane into H 2 O and CO 2 thus make a contribution to climate protection.

Natürliches Methan stellt neben der Klimagefährdung auch ein Sicherheitsrisiko aufgrund der Explosionsgefahr dar. Methan wird im Steinkohleabbau als methanhaltiges Grubengas frei, in Mülldeponien kommt es beim Abbau von organischen Abfällen zur Bildung von Deponiegas, bei der Vergärung von organischen Reststoffen und Biomasse entsteht Biogas und in der Abwasserbehandlung entsteht es in Form von Klärgas.natural Methane poses in addition to the climate threat also a safety hazard due to the risk of explosion. Methane is released in coal mining as methane-containing mine gas, enters landfills when extracting organic waste to form landfill gas, during fermentation of organic waste and biomass is produced biogas and in The wastewater treatment is produced in the form of sewage gas.

Schwachgas ist alleine nicht brennbar. Die fachgerechte Entsorgung im Rahmen geltender Gesetze und Verordnungen wird dadurch sehr kostenintensiv. Die Brenngase werden aufgrund ihrer Brennwerte in verschiedene Klassen eingeteilt. Diese reichen von Schwachgas bis Reichgas. Ein Deponiegas mit einem unter 25%igen Methangehalt wird als Schwachgas bezeichnet.lean gas is not flammable by itself. The professional disposal in the context This will make the laws and regulations very costly. The fuel gases are due to their calorific values in different classes assigned. These range from lean gas to rich gas. A landfill gas with a below 25% methane content is referred to as lean gas.

Bei Methangehalten von über 40% ist die energetische Nutzung des Gases in Gasmotoren zur Energieerzeugung möglich. Unter 40% bis ca. 25% wird Methan zu Gefahrenabwehr in Fackelanlagen verbrannt. Ein sicherer und kontrollierter Betrieb einer Fackel ist jedoch nur bis 25% CH4-Gehalt gegeben.With methane contents of over 40%, the energetic use of the gas in gas engines for energy production is possible. Below 40% to approx. 25%, methane is burned to avoid danger in torch systems. However, a safe and controlled operation of a torch is given only up to 25% CH 4 content.

Stand der Technik ist es bei geringeren Methangehalten das Gas über eine geeignete Schutzeinrichtung in die Atmosphäre zu entlassen. Zur sicheren und klimaverträglichen Entsorgung sowie der Vermeidung von Geruchsbelästigungen von schwach methanhaltigen Deponie-, Klär-, Bio- und Grubengasen ist eine neue alternative Entsorgungsanlagenlösung zu finden. Als Alternativen zum freien Abblasen in die Atmosphäre der schwach methanhaltigen Gase sind zur Zeit in der Praxis Biofilter für die Entsorgung weit verbreitet. Der Einsatz von Biofiltern ist zwar bekannt, ihre Effizienz zum Methanabbau aber nicht nachgewiesen. Weiterhin stehen Verfahren zur Verfügung, bei denen das schwach methanhaltige Gas mit Brenngas (Erdgas) angereichert und in Fackelanlagen verbrannt wird. Diese Verfahren sind ökonomisch und ökologisch nicht sinnvoll. Des Weiteren werden Verfahren und Anlagen, die mit einem oder mehreren Prozesswärmeträgern ausgestattet sind, zur Behandlung von Gasen und Dämpfen, unter anderem Deponiegasen, eingesetzt. Es werden auch verschiedene katalytisch arbeitende Verfahren eingesetzt. Ziel dieser Verfahren ist es, die Gase und Dämpfe zu verbrennen (oxidieren) und unschädlich zu machen. Die einzelnen Verfahren oxidieren oder behandeln die Schadgase und Dämpfe auf unterschiedliche Art und Weise. Es gibt Verfahren, die z. B. Deponiegas mit Hilfe einer Wirbelschichtfeuerung flammenlos und nicht katalytisch verbrennen. Ein derartiges Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass das Deponiegas in einem auf über 850°C heißem fluidisiertem und durchwirbeltem Inertstoffbett flammenlos verbrannt wird, wobei bei einer Methankonzentration von unter 6% eine Stützfeuerung erfolgt. Zu diesen Verfahren gehört auch das in der Druckschrift DE 199 39 390 A1 beschriebene Verfahren. Bei derartigen Verfahren wird der Verbrennung Frischluft zugeführt, die zuvor durch einen Abgaswärmetauscher vorgewärmt wurde. Es findet keine Vorheizung des methanhaltigen Gases durch die Abgaswärmeenergie statt. Andere Verfahren arbeiten nach ähnlichen Prinzipien. Bei diesen werden die Schadgase und Dämpfe in einem durch den Gasstrom durchwirbelten und fluidisierten, aber katalytisch wirkenden Katalysatorbett oxidiert. Dabei wird das zu behandelnde Gas zuvor bis auf die Oxidationstemperatur, durch die Zuführung externer thermischer Energie erwärmt. In der Offenlegungsschrift DE 27 45 100 A1 wird ein derartiges Verfahren beschrieben. Verfahren, die mit einem fluidisierten, durchwirbelten Katalysator-Inertstoffbett arbeiten, benötigen eine Vorrichtung zur Abtrennung des Inertstoffs oder des Katalysators vom Abgasstrom. Ansonsten würden diese Stoffe mit dem Abgasstrom ausgestoßen werden. Derartige Verfahren sind oft groß, schwer zu transportieren und dadurch nicht flexibel einsetzbar. Des Weiteren werden Verfahren, die nach dem Prinzip der nichtkatalytischen Oxidation arbeiten, zur Behandlung sowie Zerstörung von organischen, flüssigen Verbindungen eingesetzt. Die flüssigen Verbindungen werden erhitzt, verdampft und in einem Matrixbett, wie in der Druckschrift EP 1 009 551 B1 dargestellt, oxidiert.The state of the art is to release the gas to the atmosphere via a suitable protective device at lower methane contents. For safe and climate-friendly disposal as well as the avoidance of unpleasant odors from weak methane-containing landfill, sewage, biogas and mine gases, a new alternative disposal system solution can be found. As alternatives to free blowing into the atmosphere of the weakly methane-containing gases, biofilters are currently widely used in practice for disposal. Although the use of biofilters is known, their efficiency for methane degradation has not been proven. Furthermore, methods are available in which the weakly methane-containing gas is enriched with fuel gas (natural gas) and burned in flare systems. These methods are not economically and ecologically sensible. Furthermore, processes and plants equipped with one or more process heat carriers are used for the treatment of gases and vapors, including landfill gases. Various catalytic processes are also used. The aim of these methods is to burn (oxidize) and render innocuous the gases and vapors. The individual processes oxidize or treat the noxious gases and vapors in different ways. There are methods that z. B. Landfill gas using a fluidized bed combustion flameless and not burn catalytically. Such a method is characterized in that the landfill gas is combusted flameless in a heated to above 850 ° C fluidized and entrained Inertstoffbett, wherein at a methane concentration of less than 6%, a backup firing takes place. These include in the document DE 199 39 390 A1 described method. In such methods, the combustion is supplied to fresh air, which was previously preheated by an exhaust gas heat exchanger. There is no preheating of the methane-containing gas by the exhaust heat energy. Other methods work on similar principles. In these, the noxious gases and vapors are oxidized in a fluidized through the gas stream and fluidized, but catalytically active catalyst bed. In this case, the gas to be treated is previously heated to the oxidation temperature by the supply of external thermal energy. In the published patent application DE 27 45 100 A1 Such a method is described. Processes operating with a fluidized fluidized catalyst inert bed require equipment for separating the inert material or catalyst from the exhaust stream. Otherwise, these substances would be expelled with the exhaust stream. Such methods are often large, difficult to transport and therefore not flexible. Furthermore, processes that operate on the principle of non-catalytic oxidation, used for the treatment and destruction of organic, liquid compounds. The liquid compounds are heated, evaporated and in a matrix bed as in the reference EP 1 009 551 B1 represented, oxidized.

Zusätzlich sind Anlagen zur Deponiegasbehandlung bekannt, die ebenfalls mit dem Verfahren der nichtkatalytischen Oxidation mit einem Festbettwärmeträger betrieben werden. Diese Verfahren sind dadurch gekennzeichnet, dass sie ein nur mit geringen Konzentrationen (maximal 1,5%) an brennbaren Kohlenwasserstoffen beladenes Gas in einem Reaktor (Prozesswärmeträgern) umsetzen können und mit zwei Reaktoren ausgestattet sind, da diese sonst nicht kontinuierlich betrieben werden können. Das Gas wird bei diesen Gasbehandlungsanlagen durch einen vorgewärmten Reaktor geleitet und dort oxidiert. Die bei diesem Prozess entstehenden heißen Abgase werden zur Erwärmung eines zweiten Reaktors verwendet. Wenn die Temperatur des ersten Reaktors unter einen Grenzwert gefallen ist, wird das Deponiegas in dem zweiten aufgeheizten Reaktor geleitet. Dazu müssen die Gase durch eine apparative Umsteuerung umgeleitet werden und können nicht in natürlicher Strömungsrichtung fließen. Diese apparative Umsteuerung muss je nach Reaktortemperatur im Minutentakt wiederholt werden. Dies alles bedeutet einen hohen konstruktiven Aufwand. Bei höheren Methangehalten müssen die Schwachgase stark verdünnt werden, damit der Oxidationsprozess ablaufen kann, z. B. um ein Deponiegas mit 17,4% CH4 entsorgen zu können. Dazu wird eine Verdünnung auf 0,75% CH4 herbeigeführt, wodurch das Volumen um ca. den Faktor 23 ansteigt. Bei diesem Verfahren entsteht ein so genannter Schlupf. Dies bedeutet, dass das Gas, das sich zum Umsteuerungszeitpunkt in der Rohrleitung befindet, durch den ausgekühlten Reaktor teil- oder unverbrand in die Atmosphäre entlassen wird. Eine große Anzahl von Umsteuervorgängen bei einer derartigen Anlage haben hohe Schlupfraten zur Folge. Die Anlagen mit der Bezeichnung Vocsidizer und VocsiBox® arbeiten nach einem ähnlichen Verfahren, kommen jedoch mit nur einem wabenförmigen nichtkatalytisch wirkenden Reaktorbett aus. Dieser wird zu Beginn durch die Zufuhr von Fremdenergie auf eine Starttemperatur von über 800°C aufgeheizt. Um diese Anlagen autotherm betreiben zu können, muss der zeitlichen Verschiebung der heißen Reaktionszone im Reaktorbett entgegengewirkt werden. Dies geschieht durch eine aufwendige Ventilmimik, die es erlaubt, die Strömungsrichtung in Abhängigkeit der Verschiebung der heißen Reaktionszone zyklisch zu ändern. Nachteilig ist, dass auch bei derartigen Anlagen durch die Änderung der Strömungsrichtung ein gewisser Schlupf entsteht. Dem Schlupf muss durch einen aufwendig gestalteten Puffertank entgegengewirkt werden. Ab einem Methangehalt von über 1,5% muss bei derartigen Anlagen eine Verdünnung des zu entsorgenden Gases herbeigeführt werden. Die Anlagen mit der Bezeichnung Ecopure® arbeiteten nach einem ähnlichen Verfahren.In addition, facilities for landfill gas treatment are known, which also with the method the non-catalytic oxidation can be operated with a fixed bed heat carrier. These processes are characterized in that they can implement a gas loaded only with low concentrations (maximum 1.5%) of combustible hydrocarbons in a reactor (process heat carriers) and are equipped with two reactors, since these can not otherwise be operated continuously. The gas is passed through a preheated reactor in these gas treatment plants and oxidized there. The resulting in this process hot exhaust gases are used to heat a second reactor. When the temperature of the first reactor has dropped below a threshold, the landfill gas is passed into the second heated reactor. For this purpose, the gases must be diverted by a device reversal and can not flow in the natural flow direction. This apparatus reversal must be repeated every minute, depending on the reactor temperature. All this means a high design effort. At higher methane levels, the lean gases must be greatly diluted so that the oxidation process can proceed, for. B. to dispose of a landfill gas with 17.4% CH 4 . For this purpose, a dilution to 0.75% CH 4 is brought about, whereby the volume increases by about a factor of 23. This process creates a so-called slip. This means that the gas that is in the pipeline at the time of the reversal will be released into the atmosphere partly or unburned by the cooled reactor. A large number of Umsteuervorgängen in such a system have high slip rates. The systems named Vocsidizer and VocsiBox ® work according to a similar procedure, but with only one honeycomb-shaped non-catalytic reactor bed. This is heated at the beginning by the supply of external energy to a starting temperature of about 800 ° C. In order to operate these systems autothermally, the time shift of the hot reaction zone in the reactor bed must be counteracted. This is done by a complex valve mimic that allows cyclically to change the direction of flow as a function of the displacement of the hot reaction zone. The disadvantage is that even with such systems by the change of the flow direction, a certain slip occurs. The slip must be counteracted by a lavishly designed buffer tank. From a methane content of more than 1.5% in such systems, a dilution of the gas to be disposed of must be brought about. The plants named Ecopure ® worked according to a similar procedure.

Aus der Druckschrift DE 100 36 496 B4 ist ein Verfahren bekannt, dessen Verfahrensanspruch dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Deponiegas mit weniger als 30% Methangehalt einem Reaktor auf der Eingangsseite durch eine Verteileinrichtung zugeführt wird und in diesen Reaktor mittels eines nicht mit Edelmetallen dotierten, einmalig durch Fremdenergiezufuhr erhitzten Calziumaluminat-Katalysators die brennbaren Kohlanwasserstoffe in einem Temperaturbereich von 800–1300°C umgesetzt werden. Ein Teil der Abgaswärme wird bei diesem Verfahren auf der Abgasseite der Anlage mittels eines Wärmetauschers auf die zugeführte Frischluft übertragen und diese Frischluft gemeinsam mit dem schwach methanhaltigen Deponiegas dem Katalysator-Reaktor zugeführt.From the publication DE 100 36 496 B4 a method is known, the method claim is characterized in that a landfill gas with less than 30% methane content is fed to a reactor on the input side by a distributor and in this reactor by means of a non precious metals doped, once heated by external energy supply calcium aluminate catalyst, the combustible Kohlanwasserstoffe be implemented in a temperature range of 800-1300 ° C. Part of the exhaust heat is transferred in this process on the exhaust side of the system by means of a heat exchanger to the supplied fresh air and fed this fresh air together with the weak methane-containing landfill gas to the catalyst reactor.

Als Grundlage für die Regelung der Verbrennung der methanhaltigen Gase wird bei Anlagen, die nach dem Verfahren der nicht-katalytischen Oxidation arbeiten, die Verbrennungstemperatur im Inneren des Prozesswärmeträgers verwendet. Bisher werden keine Anlagen gebaut; bei denen die Regelung der Verbrennung über dem im Abgas vorhandenen Restsauerstoffgehalt (Lambda-Regelung) erfolgt. Eine derartige Regelung wird nur bei der Regelung des Verbrennungsluftverhältnisses von Gasmotoren eingesetzt (z.B. DE 38 30 687 A1 ).As a basis for the control of the combustion of the methane-containing gases is used in plants that operate according to the method of non-catalytic oxidation, the combustion temperature inside the process heat carrier. So far, no plants are built; in which the combustion is controlled via the residual oxygen content (lambda control) present in the exhaust gas. Such a regulation is used only in the regulation of the combustion air ratio of gas engines (eg DE 38 30 687 A1 ).

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren anzugeben und eine Anlage zu schaffen um unter Verwendung der natürlichen Strömungsrichtung auch Schwachgase mit weniger als 25% CH4-Gehalt ohne zusätzliche Luftverdünnung zu verbrennen.The object of the invention is to provide a method and to provide a system to burn using the natural flow direction and low gases with less than 25% CH 4 content without additional air dilution.

Gelöst wurde diese Aufgabe mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 6. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.Was solved This object with the features of claims 1 and 6. Advantageous embodiments The invention are named in the subclaims.

Dazu wurde eine bekannte Fackel-Verdichteranlage wie folgt modifiziert:
Das Schwachgas wird über den Verdichter der Schwachgasfackel zugeführt und strömt über eine Verteileinrichtung senkrecht, in natürlicher Strömungsrichtung über den Prozesswärmeträger. Im Prozesswärmeträger werden die brennbaren Kohlenwasserstoffe und somit auch das Methan verbrannt. Der Prozesswärmeträger ist ein zylindrische oder rechteckiger Behälter, der mit keramischen Bruchstücken (1–3 cm Größe) gefüllt ist. Diese Keramikbruchstücke werden zu Beginn des Prozesses durch Fremdenergiezufuhr, z. B. durch einen Gasbrenner oder eine elektrische Widerstandsheizung, auf ca. 800°C erwärmt, bevor das Schwachgas von unten eingeleitet wird. Ab etwa 800°C läuft die Verbrennung des Schwachgases autotherm ab. Die Steuerung der Verbrennungstemperatur und die Temperaturverteilung im Prozesswärmeträger erfolgt durch eine zusätzliche Frischlufteinblasung. Gesteuert wird die Frischlufteinblasung über den im Abgas gemessenen Restsauerstoffgehalt (Lambda-Wert). Bevor das Schwachgas in den Prozesswärmeträger geleitet wird, fließt es über einen Abgaswärmetauscher, in dem die Abgaswärme an das Schwachgas (Prozessgas) übertragen wird.For this purpose, a known torch compressor unit was modified as follows:
The lean gas is supplied via the compressor of the low-pressure gas flare and flows via a distributor vertically, in the natural flow direction over the process heat carrier. In the process heat carrier, the combustible hydrocarbons and thus also the methane are burned. The process heat carrier is a cylindrical or rectangular container filled with ceramic fragments (1-3 cm in size). These ceramic fragments are at the beginning of the process by external energy supply, eg. B. by a gas burner or an electrical resistance heater, heated to about 800 ° C before the lean gas is introduced from below. From about 800 ° C, the combustion of the lean gas is autothermal. The control of the combustion temperature and the temperature distribution in the process heat carrier is effected by an additional fresh air injection. The fresh air injection is controlled via the measured in the exhaust gas Residual oxygen content (lambda value). Before the lean gas is fed into the process heat carrier, it flows through an exhaust gas heat exchanger in which the exhaust gas heat is transferred to the lean gas (process gas).

Die Erfindung wird anhand der Betriebsfunktion und der 1 erläutert:
Die Anlage wird als transportable und betriebsfertige Containeranlage ausgeliefert und beinhaltet das Ansauggebläse/Verdichter, das Gasanalysesystem, den Prozesswärmeträger sowie die elektronische Steuerung. Die Anlage wird beispielsweise an eine Deponie-Sammelleitung angeschlossen und automatisch betrieben.The invention is based on the operating function and the 1 explains:
The system is delivered as a transportable and ready-to-use container system and includes the intake fan / compressor, the gas analysis system, the process heat carrier and the electronic control. For example, the system is connected to a landfill manifold and operated automatically.

Die Startphase läuft wie folgt ab: Das Schnellschlussventil in der Schwachgasleitung ist geschlossen. Das Luftgebläse wird gestartet und die Luftregulierklappe geöffnet. Nach einer Spülzeit von 20 s wird das Luftgebläse abgestellt und die Luftregulierklappe wieder geschlossen. Danach öffnet das Magnetventil in der Zündgasleitung und der Propangasbrenner wird gestartet. Die Zündung und die Überwachung erfolgt mit einem, im Propangasbrenner integrierten System.The Starting phase is running as follows: The quick-closing valve in the lean gas line is closed. The air blower is started and the air control flap opened. After a rinsing time of 20 s becomes the air blower turned off and the air control flap closed again. After that the solenoid valve opens in the pilot gas line and the propane gas burner is started. The ignition and the monitoring This is done with a system integrated in the propane gas burner.

Die Umschaltung auf Schwachgasbetrieb erfolgt nach Erreichen der erforderlichen Prozesstemperatur (T1 = 800°C) im Prozesswärmeträger. Das Magnetventil in der Zündgasleitung schließt, gleichzeitig startet der Schwachgasverdichter mit einer voreingestellten Drehzahl und die Schnellschlussklappe in der Schwachgasleitung wird geöffnet. Das Luftgebläse wird mit geschlossener Luftregulierklappe gestartet und die Lambda-Regelung aktiviert. Als Regelgröße für den Verbrennungsprozess ist der Restsauerstoffgehalt im Abgas in der Höhe von ca. 4–5% festgelegt. Die Regelung erfolgt über die Luftzufuhr, die über die Luftklappe gesteuert wird.The Switching to low-gas operation takes place after reaching the required Process temperature (T1 = 800 ° C) in the process heat carrier. The solenoid valve in the pilot gas line closes at the same time, the lean gas compressor starts with a preset Speed and the quick-closing flap in the lean gas line is open. The air blower is started with the air control flap closed and the lambda control activated. As a controlled variable for the combustion process is the residual oxygen content in the exhaust gas in the amount of about 4-5% set. The regulation is over the air supply over the air damper is controlled.

Als Überschreitung der Grenztemperatur (T3 = 1200°C) wird die Luftregulierklappe voll geöffnet, so dass der Prozesswärmeträger mit Luft durchströmt wird. Nach erfolgter Abkühlung wird die Lambda-Regelung mit einer entsprechenden Hysterese wieder freigegeben. Die Betriebsüberwachung des Prozesswärmeträgers erfolgt über die Temperatur im Inneren des Prozesswärmeträgers. Bei einer Überschreitung der Grenztemperatur am Messpunkt 2 und bei einer Unterschreitung der Abgasgrenztemperatur erfolgt die automatische Abschaltung der Anlage mit einer frei einstellbaren Zeitverzögerung. Bei einer Abstellung der Anlage wird zunächst die Schnellschlussklappe in der Schwachgasleitung geschlossen und der Schwachgasverdichter ausgeschaltet, so dass nur Frischluft durch den Prozesswärmeträger strömt. Nach einer Spülzeit von 20 s wird auch die Luftzufuhr abgestellt und der Rest der Anlage abgeschaltet. Somit ist sichergestellt, dass bei einem erneuten Start kein brennbares Gas in dem System vorhanden ist.As overrun the limit temperature (T3 = 1200 ° C) the Luftregulierklappe is fully opened, so that the process heat carrier with Air flows through becomes. After cooling down the lambda control is restored with a corresponding hysteresis Approved. The operation monitoring the process heat carrier takes place via the Temperature inside the process heat carrier. When exceeded the limit temperature at measuring point 2 and when it falls below the exhaust gas limit temperature is the automatic shutdown of System with a freely adjustable time delay. At a shutdown the plant will be first the quick-closing flap in the low gas line is closed and the lean gas compressor is turned off, allowing only fresh air through the process heat carrier flows. To a rinsing time From 20 s, the air supply is turned off and the rest of the system off. Thus it is ensured that with a renewed Start no combustible gas is present in the system.

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass bekannte Komponenten einer Fackelanlage, wie z. B. ein Verdichter und eine Containeranlage, zur Realisierung der Schwachgasentsorgungsanlage genutzt werden können und der erfindungsgemäß aufgebaute Prozesswärmeträger erfindungsgemäß senkrecht in natürlicher Richtung durchströmt wird. Das System kommt erfindungsgemäß mit nur einem Prozesswärmeträger aus, eine Umschaltung der Gasführung zur Durchströmung eines zweiten Prozesswärmeträgers ist nicht erforderlich.Of the Advantage of the invention is that known components of a Torch system, such. B. a compressor and a container plant, be used for the realization of the weak gas disposal plant can and the inventively constructed Process heat carrier according to the invention vertically in naturally Flowed through becomes. The system according to the invention is made with only one process heat carrier, a switching of the gas flow to the flow a second process heat carrier is not mandatory.

Claims (6)

Verfahren zur flammlosen Verbrennung von schwach methanhaltigen Gasen in der Form von Deponie-, Klär-, Bio- und/oder Grubengasen als Prozessgas, wobei das Verfahren mindestens folgende Schritte enthält: a. Verdichten des Prozessgases; b. Führen des Prozessgases über einen Abgaswärmetauscher, wobei Abgaswärme auf das Prozessgas übertragen wird; c. Führen des Prozessgases über einen Prozesswärmeträger in der Form eines keramischen Oxidationskörpers, d. wobei dabei die Strömung des Prozessgases über den Prozesswärmeträger in natürlicher Strömungsrichtung ohne Umsteuerung der Strömungsrichtung erfolgt, und e. wobei aufgrund der im Prozesswärmeträger gespeicherten Prozesswärme f. eine flammenlose Verbrennung des Prozessgases eingeleitet wird; g. Steuern des Verbrennungsprozesses und der Temperatur der Verbrennung im Prozesswärmeträger durch Frischluftzufuhr; h. Messen des Restsauerstoffgehalt im Abgas und i. Steuern der Frischluftzufuhr über den gemessenen Restsauerstoffgehalt.Method for flameless combustion of weak Methane-containing gases in the form of landfill, sewage, biological and / or mine gases as process gas, the process at least contains the following steps: a. Compacting the process gas; b. Guide the process gas over one Exhaust gas heat exchanger, being exhaust heat transferred to the process gas becomes; c. To lead the process gas over a process heat carrier in the Form of a ceramic oxidation body, d. being there the flow of the process gas over the Process heat carrier in natural flow direction without reversing the direction of flow, and e. due to the process heat stored in the process heat carrier f. a flameless combustion of the process gas is initiated; G. Controlling the combustion process and the temperature of combustion in the process heat carrier through Supply fresh air; H. Measuring the residual oxygen content in the exhaust gas and i. Controlling the fresh air supply over the measured residual oxygen content. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozesswärmeträger ein Behälter ist, in dem keramische Bruchstücke als Oxidationskörper verwendet werden.Method according to claim 1, characterized in that that the process heat carrier Container is, in the ceramic fragments as oxidation body be used. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass keramische Bruchstücke in der Größe von 1–3 cm verwendet werden.Method according to claim 2, characterized in that that ceramic fragments used in the size of 1-3 cm become. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuern des Verbrennungsprozesses Lambda geregelt erfolgt, wobei der im Abgas gemessene Restsauerstoffgehalt die Regelgröße für die Frischluftzufuhr darstellt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the control of the combustion process lambda controlled, wherein the measured in the exhaust residual oxygen content is the controlled variable for the fresh air supply represents. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsprozess nach einmaliger Vorwärmung des Prozesswärmeträgers auf 800°C ohne weitere Zuführung thermischer Energie autotherm in einem Temperaturbereich von 800–1200°C abläuft und durch kontrollierte Frischluftzufuhr gesteuert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the combustion process after a single preheating of the process heat carrier on 800 ° C without further feeder thermal energy autothermic in a temperature range of 800-1200 ° C expires and through controlled fresh air supply is controlled. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 mindestens enthaltend aa. einen Verdichter, bb. einen Abgaswärmetauscher, cc. einen Prozesswärmetauscher in der Form eines keramischen Oxidationskörpers, dd. einer elektronischen Steuerung, ee. einem Gasanalysesystem und ff. einer Frischluftzufuhr sowie gg. einer Fremdenergiezufuhr.Plant for implementation of the method according to any one of claims 1 to 5, containing at least aa. a compressor, bb. an exhaust gas heat exchanger, cc. one Process heat exchanger in the form of a ceramic oxidation body, dd. an electronic Control, ee. a gas analysis system and ff. a fresh air supply such as gg. a foreign energy input.
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