DE1496366A1 - Verfahren zur Beseitigung von Abfaellen - Google Patents

Verfahren zur Beseitigung von Abfaellen

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Description

Die' Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beseitigung von Abfällen wie Müll, Klärschlamm o. dgL, durch Vergasung, welches, Verfahren- dadurch besonders ist, daß der Abfall nach Lufttrocknung in einem von außen beheizten Vertikalretortenofen, der eine Hauptentgasungszone mit einer Temperatur von etwa 9ΟΌ - 1200° C aufweist, vergast wird, daß das aus der Retorte abgesaugte Rohgas in einen Trockenreiniger, z» B,.einen Zykonfilter, gebracht wird, in dem die groben, festen Verunreinigun-
gen des Rohgases ausfiltriert werden, daß anschließend das Gas in einen V/ärmeaustauscher geleitet und seine durch Kühlung und Kondensation des im Rohgas enthaltenen Wasserdampfes frei ge~
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wordene Wärme verwertet wird, und daß schließlich das so gekühlte Gas nach einer Reinigung mittels Kohlegas als Brennstoff verwendet wird.
•Durch das erfindungsgemaße Verfahren werden die bisher ange- W wandten Methoden der Müllbeseitigung und zwar
1. die Ablagerung des Mülls auf dafür vorgesehenen Plätzen
2. die Müllverbrennung und
3. die Kompostierung des Mülls
in vorteilhafter Weise ersetzt.
ι Heutzutage wird das Anlegen von Müllplätzen aufgrund des unhygienischen Zustandes immer mehr verboten. Die Verbrennung des Mülls ist, selbst wenn die Müllmengen so groß sind, daß die durch die Verbrennung' entstehende Wärme wirtschaftliche ausgenutzt werden könnte, mit sehr hohen Kosten verbunden. Weiterhin müssen solche Anlagen außerhalb geschlossener Wohnge- · biete errichtet werden, damit die Bevölkerung durch Geruch und Rauch nicht belästigt wird. Dies hat den Nachteil, daß die Transportkosten des oft Über große Entfernungen angefahrenen Mülls sehr hoch liegen. · *
BAD ORlSiNM
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Die Kompostierungsanlage^ die im Betrieb billiger sind als die Verbrennungsanlagen, können nur in den Gegenden vorgesehen werden, in denen der Kompost als Düngemittel, z. B. in Gärtnereien oder in der Landwirtschaft Verwendung finden kann. Solche Anlagen sind also ortsgebunden.
Ein großes Problem bringt auch die Beseitigung von Glas und/ oder Kunststoff mit sich, da beide Materialien sich auf Müllplätzen und Kompostierungsanlagen nicht verändern und bei der teilweisen Verbrennung in den Verbrennungsanlagen Gase abgeben, die Steine und Metalle angreifen. Die Restprodukte dieser Materialien weisen korrodierende Eigenschaften auf und können, wenn sie auf einen Verbrennungsrost fallen, diesen zerstören.
Diese Nachteile werden durch das erfindungsgemäße Verfahren beseitigt. Es hat sich gezeigt, daß im Abfall befindliches Glas-zerteilt wird, und daß Kunststoffe beinahe restlos vergast werden und dadurch Gase abgeben, die in vorteilhafter Weise den Heizwert des Müllgases erhöhen.
Ein großer Vorteil ist es auch, daß es sich zweckmäßig gezeigt hat, das gewonnene Müllgas in an sich bekannter Weise mit anderen Gasen zu vermischen und das einen bestimmten Heizwert aufweisende Gasgemisch als Stadtgas zu verwenden.
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Die erfindungsgemäße Vergasung des Abfalles erfolgt teils als eine partielle Verbrennung, die während der ersten Zeit der Erwärmungsperiode erfolgt, und welche auf den relativ hohen Gehalt von Oxygen und solchen Stoffen, die Oxygen abgeben, zurückzuführen ist, teils als eine reine Trocken-Destillation.
• . ■
Dies hat zur Folge, daß das Müllgas, das von der Retorte zu verschiedenen Zeiten der Erwärmungsperiode abgeht, sehr ver- schiedene Zusammensetzungen aufweist, es hat sich aber erwiesen, daß das resultierende Mischgas - insbesondere betreffend relatives Gewicht- - sich noch besser zur Beimischung in Stadtgas, sowohl Kohlengas als anderswie hergestelltes Gas, eignet,.^ als'Gaspurch teilweise Verbrennung des Abfalles in einem Gasgenerator hergestellt.
Zweckmäßig wird der Müll in der Retorte auf eine Temperatur von 900 - 1200° C erwärmt, so daß eine recht starke Entgasung des Mülls erreicht wird.
Während der ersten Zeit der Erwärmung des Mülls in der Retorte wird derselbe relativ große Wassermengen abgeben, und da gleich-
zeitig die Temperatur relativ niedrig ist, wird in dieser Periode relativ viel Hydrogen und relativ viel Kohlendioxyd ge-
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6. 9> 1968 ■-.. . '- - »ab, während der° Kohlenmonoxydinhalt niedrig ist. Wenn der Wasserdampf in dem Müll erschöpft ist, und die eigentliche Trocken-DestüLäticm einsetzt, wird, dagegen der Inhalt von Kohlenmonoxyd in dem abgehenden Gas wesentlich zunehmen, •während sowohl der Kohlendioxydinhalt wie der Hydrogeninhalt abnehmen werden. Oft wird es daher zweckmäßig, mindestens während der letzten Zeit der Erwärmungsperiode in der Retorte noch Wasserdampf zur Reduktion des Kohlenmonoxydgehaltes zuzusetzen. ;
Beispiel 1
Zur Anwendung kam Müll, abgeholt in einem Villenviertel am Stadtrande; er enthielt relativ viel Gartenabfälle und relativ wenig Papier. Von einem yergasungsgesiehtspunkt gesehen:, hatte dieser Müll also eine sehr schlechte Zusammensetzung. Eine Analyse einer Durehschnittsprobe ergab, daß der Müll 56,8 5δ V/asser und %392 % Trockenstoff enthielt. ■
Der Müll wurde sortiert, indem größere Stücke Glas und Eisen entfernt wurden, um eine Zerstörung der feuerfesten Wand der" Retorte" zu Vermeiden. 501*Kilo Müll wurden in die Retorte, bestehend aus einer Kammer «ines Schräg^lCammeröfssns, ge füllt V
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In dieser Kammer wurde der Müll dann auf eine Temperatur zwischen 1000 und. 1200° C erwärmt und ergab dadurch 170 m Gas und 10 Kilo Teer und andere verwaschbare Stoffe, Die nach der Vergasung gebliebenen Mengen Asche und Koks in der Kammer betrugen 99 Kilo, und als der Wasserinhalt in der Müllcharge 285 Kilo betrug, war eine·Müllmenge von 117 Kilo ver-™ gast worden, Die herausgenommene Aschen- und Koksmenge hatte ein Volumen von etwa 1/15 der ursprünglichen Müllmenge.
Das aus dem Kammerofen entnommene Gas wies durchschnittlich folgende Analysendaten auf:
Kohlendioxyd, CO2 20»3 % schwere Kohlenwasserstoffe C H 0,1 %
Oxygen °2 ° ^
Kohlenrnonoxyd, CO 19»6 %
\ Methan, CHj, 10,7 % , . ·
Hydrogen, H2 ' ^9*3 %
relatives Gewicht 0,593
oberer Brennwert Hv4 3*715 keal/Nirr
niederer Brennwert H- 2,925 kcal/Nm J
Je Kilo Müll wurde etwa "0*30 te^ Qais hergestellt»
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•Ein derartiges Gas ist wegen seines relativ hohen Brennwertes und relativ kleinen relativen Gewichts für Einmischung in Stadtgas zur Einstellung des Brennwertes desselben vorzüglich geeignet. Andererseits haftet der Nachteil daran, daß es einen sehr hohen Inhalt von Kohlenmonoxyd aufweist, das aber auf einfache Weise in einer Entgiftungsanlage bekannter Art wesentlich reduziert werden kann. Auch zum Vermischen mit Propangas oder Spaltgas eignet sich dieses auf Müllbasis hergestellte Gas sehr gut.
Beispiel 2
Zur Anwendung kam luftgetrockneter Schlamm von einer Kanalisationsanlage, der in mit Kunststoff imprägnierten Papiersäcken gefüllt war, die in geschlossenem Zustand in die Retorte gefüllt wurden (insgesamt 148 Kilo Schlamm). I
In der Kammer wurde der Schlamm dann auf eine Temperatur von 900 - 1000° C erwärmt und ergab dadurch 50 m^ Gas. Die nach der Entgasung gebliebenen Aschenmengen in der Kammer betrugen 38 Kilo.
Das dem Kammerofen entnommene Gas wies durchschnittlich folgende Analysendaten -auf:
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Kohlendioxyd, CO2 9,3 %
schwere Kohlenv/asserstoffe CH 0 %
Oxygen, O3 0 %
Kohlenmonoxyd, CO 5,5 ·%
Methan, CH11 13,5 %
Hydrogen, H2 66,1 %
Mitrogen, Np 5,6 %
Schwefelwasserstoff H3S unter 0,01 J5
relatives Gewicht 0,370
oberer Brennwert 3467 kcal/Nm
niederer Brennwert 3019 kcal/Nm
Wie aus dem Vorstehenden zu entnehmen, enthält Müll normalerweise sehr große Wassermengen, für deren Verdampfen bei der Entgasung recht hohe Energiemengen erforderlich sind. Erfindungsgemäß wird daher das Müllgas während es noch warm ist, durch einen Wärmeaustauscher zur Auswertung der Kondensationswärme von dem im Gas enthaltenden Wasserdämpfen geleitet damit es möglich wird, die Wärme der Wasserdämpfe, z. B. für Heizüngszwecke, wiederzugewinnen und zu verwerten.
Um zu vermeiden» daß die im Abfallgas vorhandenen groben Unreinheiten sich im Wärmeaustauscher ablagern und dadurch dessen ' Wirkungsgrad herabsetzen, kann es noch zweckmäßig sein, daß das Abfallgas, ehe es durch den Wärmeaustauscher geleitet wird, durch einen Trockenreiniger, z. B. ein Zykonfi.lter, passiert.
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Beispiel 3
In Verbindung mit diesem Beispiel wurde/Müll angewandt, der in einem Stadtviertel mit Etagenbauten abgeholt worden, war». -Der Müll enthielt verhältnismäßig viel brennbares Material, aber auch einige nasse Küchenabfälle u. dgl. die Zusammen-Setzung muß jedoch in gastechnischer. Beziehung, als mittelgut bezeichnet werden, und man darf auch annehmen, daß dieser Müll einen Durchschnitt der gesamten Müllmenge einer kleineren Stadt bildet, die ja aus einem Gemisch von Villenmüll, Etagenbautenmüll und Gewerbemüll besteht. '
^ dem Müll, der einen Wasserinhalt von ca. k5 % hatte, wurden 366 Kilo in eine Retorte in Form einer Kammer eines Schrägkammer-Ofens eingefülltt. Das dieser Retorte entstammende Gas wurde durch ein Zyklonfilter und dann durch einen Rohrkühler geführt, in welchem der im Gas vorhandene Wasserdampf unter Abkühlung des Gases auf eine Temperatur von ca. 70° C kondensiert wurde, und das Gas wurde danach durch ein Wasserbad geleitet und aufgespeichert.
Der in die Retorte eingeführte Müll wurde auf eine Temperatur von 1000 -1200° C erhitzt, r _._»
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Nach der* Vergasung wurden von der Kammer 66. Kilo Asche, .und Koks heräusgenommeny so daß die vergaste Müllme.nge. 270 Kilo betrug.' Aus dieser Müllmenge waren-I65 τα Sas .und 13 Kilo Teer und ähnliche verwaschbare Unreinheiten gewonnen» -Im JRohrkiih.T •ler waren 90 600 kcal regeneriert. . f. -^
Das Gas hatte im Durchschnitt folgende Zusammensetzung:- ,
Kohlendioxyd, GO2 - - 15,9% - ..-■„·
schwere Kohlenwasserstoffe CnH^ 0,6 % ■ rl .
Oxygen O2 ' - o %. . ν
Köhlenmonoxyd CO- ' - -~ 24 -.-■ %..-■ ■ -.Ζ -;-.
Methan CH^ ' Λ - 12^5 ί "■"-■■ ■-■■■.■■
Hydrogen H2 43,9 'Si ■?■ -'
Nitrogen N2 3,1 *
Schwefelwasserstoffe H2S unte: r- 0,1 g
relatives Gewicht 0,615
oberer Brennwert 3, 374 kcal/Nm3
niederer Brennwert ; ■ . . 3»P3O kcal/Nm-5..
Je Kilo Rohmüll wurden etwa 0,5' tir Gas" hergestellte. "--■'■■■-' . r ....... ■ . ... · <?
Auch dieses Gas hatte ein befriedigendes relatives. Gewicht und Brennwert.
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6. 9. 1968 * Ai
Auch in diesem Fall hatte die entnommene Koks- und'Aschenmenge ein Volumen, entsprechend ca. 1/15 des Volumens des empfangenen Mülls, welches Volumen aber noch durch überführung des vom Kammerofen empfangenen Mülls in einen Gasgenerator reduziert werden kann.
Ohne Rücksicht darauf, ob der Koks oder die Asche in einem
nachfolgenden Gasgenerator völlig verbrannt oder unmittelbar als Füllmetall angewandt werden, verursacht deren Transport
nach einem etwaigen Müllplatz wesentlich kleinere Transportkosten als der Transport des Rohmülls. Außerdem hat sich erwiesen, daß die entnommene Asche als Bodenverbesserungsmittel insbesondere auf schwerem Lehmboden und zwar speziell wo ein Defizit von Phosphorsäure und Bor vorliegt, verwendbar ist.
Beispiel 4
Xn einem gewöhnlichen Gaskocher, dem das Gas mit einem überdruck von 60 mm VS zugeführt wurde, und welcher bei diesem Druck 430 l/h Stadtgas verbrennen konnte, wurden Stadtgas und verschiedene Mischungen von Stadtgas und Abfallgas verbrannt, das auf grund des vorgenannten Beispiels 2 hergestellt war, sowie dieses Abfallgas mit Propan gemischt.
Folgende Mischungen kamen zur Anwendung:
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Nr. Mischung % Stadtgas + 27 %
Abfallgas		 Propan + 95 %
Atiallgas
1 Stadtgas % Stadtgas + 50 %
■ Abfallgas		 Propan + 91 %
Abfallgas
2 73 Reines Abfallgas
3 50 5 %
4 9 %
5
6
Verbren- relatives Brennwert nung l/h Gewicht oberer niedr.
420 415
400 38Ο
0,508 4235 3755
0,541 · 3965 3525
0,570 3730 3325
0,615 3374 3036
0,679 4275 3865
0,718 5160 4680
Folgende Resultate wurden erzielt:
Mischung Entwickelte Wärmemenge Nr, kcal/h in % von reinem
Stadtgas Verbrennung
1615
1516
1396
1201
100,0
93,9
86,4
74,4 Feine Verbrennung, weiche Flamme ' ' üblicher Kern keine Rückschlagneigung
Feine Verbrennung recht weiche Flamme etwas kürzerer Kern keine Rückschlagneigung
Gute Verbrennung recht harte Flamme kurzer" Kern
keine Rückschlagneigung
Gute Verbrennung
harte Flamme kurz eis scharfer Kern schwache Rückschlagneigung
909820/0559 - 13 -
A 53 750 in b - 134 6. S. 1968
Misehuhg Entwickelte Wärmemenge Nr. kcal/h in % von reinem
Stadtgas Verbrennung
1546
95,7 Feine Verbrennung . weiche Flamme üblicher Kern keine Rückschlägneigung
1778
110,1 Gute Verbrennung sehr weiche Flamme sehr langer Kern keine Rückschlagneigung
800820/0^68

Claims (2)

  1. Belegexemplar (
    Darf nicht geändert werden].
    T49&366
    A 33 750 m
    b - 134
    6. 9. 1968
    Pat e η t a η s p. r ü c h e
    f 1.J Verfahren zur Beseitigung von Abfällen wie Müll, Klärschlamm o. dgl., durch Vergasung, dadurch gekennzeichnet, daß der
    k Abfall nach Lufttrocknung in einem von außen beheizten Vertikalret orteno fen, der eine Hauptentgasungszone mit einer Temperatur von etwa 900 - 1200° C aufweist, vergast wird, daß das aus der Retorte abgesaugte Rohgas in einen Trockenreiniger, z. B. einen Zykonfilter, gebracht wird, in dem die groben, festen Verunreinigungen des Rohgases ausfiltriert werden, daß anschließend das Gas in einen Wörmeaustauscher geleitet und seine durch Kühlung und Kondensation des im Rohgas enthaltenen Wasserdampfes frei gewordene Wärme verwertet wird, und daß . schließlich das so gekühlte Gas nach einer Reinigung mittels
    ' Kohlegas als Brennstoff verwendet wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch* 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gewonnene Gas in an sich bekannter Weise'mit anderen Gasen vermischt und das einen bestimmten Heizwert aufweisende Gasgemisch als Stadtgas verwendet wird« . -
    BAD ORIGINAL"
    ΗΦϋΦ Unterlagen
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