DE19538921A1

DE19538921A1 - Processing organic waste, particularly plastic waste

Info

Publication number: DE19538921A1
Application number: DE19538921A
Authority: DE
Inventors: Andrzej Zmuda Dr Ing Wieslaw; Aleksander Prof Dr Ing Dlugosz; Wojciech Czeslaw Woyciechowski; Stanislaw Tadeusz Dipl Budzyn
Original assignee: INT VERMITTLUNGSGESELLSCHAFT F
Current assignee: INT VERMITTLUNGSGESELLSCHAFT F
Priority date: 1995-10-19
Filing date: 1995-10-19
Publication date: 1997-04-24
Anticipated expiration: 2015-10-20
Also published as: DE19538921C2

Abstract

Processing organic waste comprises heating the waste with the addition of carbonaceous material, e.g. coal tar pitch, coal, coke or wood, to 100 deg C, and mixing so that carbonisation and optionally depolymerising take place, cooling the carbonisate, solidifying and comminuting to a grain size of less than 20, preferably 10, mm. The carbonisate obtained has the properties of cokeable coal and can be coked into coke of high strength.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbereiten von organischen Abfallstoffen, ins besondere von Kunststoffen, durch Verkoken.The invention relates to a method for processing organic waste, ins special of plastics, by coking.

Für die Entsorgung von Kunststoffabfällen und anderen organischen Abfällen, die durch eine hohe Beständigkeit und Abbauunfähigkeit gekennzeichnet sind, existieren noch keine Wirt schaftlichen Lösungen. Derzeit werden derartige Problemabfälle durch Deponierung oder Verbrennung in Müllverbrennungsanlagen entsorgt. Insbesondere bei der Müllverbrennung ist es nachteilig, daß Abfälle bei der Verbrennung unterschiedliche chemische Verbindungen abspalten. Diese Verbindungen, bei denen es sich z. B. um Dioxine, Stickoxide, Schwefel oxide, Benzo(a)pyren handelt, sind durch ihre ausgeprägte toxische Wirkung bekannt. Einerseits kann es bei der Lagerung derartiger Abfälle auf Deponien zu Grundwasser- und Luftverunreinigungen kommen. Dadurch ist eine Entsorgung hier nur kosten intensiv auf Sondermülldeponien möglich. Andererseits sind auch bereits Verwertungsverfahren für Kunststoffe bekannt, bei denen eine Zerlegung in niedermolekulare Produkte, wie gasför mige, flüssige und feste Gemische, hauptsächlich aus Kohlenwasserstoffen erfolgt, die sich zur Verwertung als Rohstoff oder als Brennstoff nutzen lassen. Hierbei handelt es sich z. B. um Pyrolyse- oder um Hydrolyseverfahren. For the disposal of plastic wastes and other organic wastes through a high stability and inability to degrade, there are no hosts yet economic solutions. Such waste is currently being dumped or Incinerated in waste incineration plants. Especially when it comes to waste incineration it is disadvantageous that waste when burning different chemical compounds split off. These connections, which are e.g. B. to dioxins, nitrogen oxides, sulfur oxides, benzo (a) pyrene, are known for their pronounced toxic effects. On the one hand, there may be groundwater and landfills in the storage of such waste Air pollution is coming. This means that disposal here is only costly Hazardous landfills possible. On the other hand, there are already recycling processes for Plastics known in which a breakdown into low molecular weight products, such as gas Mige, liquid and solid mixtures, mainly from hydrocarbons, which is can be used for recycling as raw material or as fuel. This is e.g. B. pyrolysis or hydrolysis processes.

Durch die DE 25 06 491 ist es beispielsweise bekannt geworden, Kraftfahrzeugreifen-Alt material direkt zu verkoken. Hieraus ergibt sich jedoch der Nachteil, daß keine hochwertige Koksqualität zu erzielen ist.From DE 25 06 491 it has become known, for example, old motor vehicle tires to coke material directly. However, this has the disadvantage that no high quality Coke quality can be achieved.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, organische Abfallstoffe so zu entsorgen, daß ein Zwischenprodukt entsteht, das zu hochwertigem Koks verkokbar ist.The invention has for its object to dispose of organic waste so that a Intermediate product that can be coked to high-quality coke.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die wei tere Ausgestaltung der Erfindung ist den Unteransprüchen zu entnehmen.This object is achieved by the features of claim 1. The white Further development of the invention can be found in the subclaims.

Dadurch, daß die Abfallstoffe unter Zugabe von kohlenstoffhaltigem Material, wie Kohlen pech, Kohle, Koks oder Holz auf wenigstens 1000 Grad erhitzt und vermischt werden, daß eine Karbonisierung und ggfs. eine Depolymerisierung der Abfallstoffe erfolgt, das Karbonisat gekühlt und verfestigt und auf eine Korngröße, die den technologischen Anforderungen entspricht, d. h. von unter 20 mm vorzugsweise auf 10 mm zerkleinert wird, wobei das erhaltene Karbonisat die Eigenschaften verkokbarer Kohle aufweist und zu Koks hoher Festigkeit verkokt werden kann, ist eine problemlose Entsorgung der genannten Abfallstoffe möglich. Das erfindungsgemäße erhaltene Karbonisat kann zu Koks mit einer Festigkeit, die seine Weiterverwendung zumindest für Heizungsanlagen ermöglicht, verkokt werden. Wesentlich ist dabei, daß sowohl bei der Verkokung als auch bei der Verbrennung des Kokses die Umweltbelastung nicht erhöht wird.The fact that the waste materials with the addition of carbonaceous material such as coal pitch, coal, coke or wood are heated to at least 1000 degrees and mixed that carbonization and possibly depolymerization of the waste material takes place, the Carbonate cooled and solidified and to a grain size that is technological Meets requirements, d. H. crushed from less than 20 mm, preferably to 10 mm is, the carbonate obtained has the properties of coking coal and to Coke of high strength can be coked is a problem-free disposal of the above Waste possible. The carbonate obtained according to the invention can be coke with a Stiffness that allows its further use, at least for heating systems, coked will. It is essential that both in the coking and in the combustion coke's environmental impact is not increased.

Im übrigen ergibt sich der Vorteil, daß bei der Koksherstellung durch die Zumischung des Karbonisats die Qualität des Kokses nicht relevant verschlechtert wird. Das Karbonat läßt sich also durchaus auch für die Herstellung von hochwertigem Koks, wie beispielsweise Hochofenkoks, einsetzen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen, daß die Abfallstoffe zerkleinert und zusammen mit den kohlenstoffhaltigen Materialien in eine Mischvorrichtung, vorzugsweise einen Extruder, eingegeben und dort karbonisiert und ggfs. depolymerisiert werden. Ein weiteres bevorzugtes Verfahren besteht darin, daß die Abfall stoffe unter Einwirkung von hochsiedenden kohlenstoffhaltigen Flüssigkeiten karbonisiert und ggfs. depolymerisiert werden.In addition, there is the advantage that in the coke production by the admixture of Carbonisate does not significantly deteriorate the quality of the coke. The carbonate leaves is also quite suitable for the production of high-quality coke, such as Use blast furnace coke. According to a preferred embodiment, it is provided that shredded the waste materials and together with the carbonaceous materials into one Mixing device, preferably an extruder, entered and carbonized there and if necessary. be depolymerized. Another preferred method is that the waste substances carbonized under the influence of high-boiling carbon-containing liquids and possibly depolymerized.

Im Rahmen der Erfindung ist es vorgesehen, daß Abfallstoffe in einem Anteil von 20 bis 70% mit Kohlenpech in einem Anteil von 5 bis 50% und festen Kohlenstoffträgern in einem Anteil von bis zu 50% in einem Mischer, vorzugsweise einem Extruder, vermischt werden. Während der Verarbeitung im Extruder kommt es dann zu einer Erhitzung des Materials, woraus sich chemische Reaktionen ergeben und sich die Eigenschaften der zu entsorgenden Stoffe verändern.In the context of the invention it is provided that waste materials in a proportion of 20 to 70% with coal pitch in a proportion of 5 to 50% and solid carbon carriers in one Proportion of up to 50% can be mixed in a mixer, preferably an extruder. The material then heats up during processing in the extruder, which results in chemical reactions and the properties of those to be disposed of Change fabrics.

Alternativ ist es vorgesehen, daß organische Abfälle in eine hochsiedende kohlenstoffhaltige Flüssigkeit eingegeben werden und dort bei hoher Temperatur karbonisiert und ggfs. depo lymerisiert werden. Dabei entsteht erfindungsgemäß ein Karbonisat mit einem Abfallanteil von 30 bis 80%. Vorzugsweise ist die hochsiedende kohlenstoffhaltige Flüssigkeit von Koh lenpech gebildet. Alternativ können Destillationsprodukte von Kohlenteer oder Erdöl einge setzt werden. Auch hier wird ein Karbonisat erzeugt, das ähnliche Eigenschaften, wie die zur Koksherstellung verwendete Kohle aufweist.Alternatively, it is contemplated that organic wastes be converted into a high-boiling carbon Liquid are entered and there carbonized at high temperature and, if necessary, depo be lymerized. According to the invention, a carbonate with a proportion of waste is formed from 30 to 80%. Preferably, the high-boiling carbon-containing liquid is from Koh lenpech formed. Alternatively, coal tar or petroleum distillation products can be included be set. Here, too, a carbonate is produced which has similar properties to those for Has coal used coke production.

Erfindungsgemäß können organische Abfallstoffe aller Art verarbeitet werden. Insbesondere handelt es sich hier beispielsweise um Kunststoffe jeder Art, Holzabfälle, Textilabfälle, Lebensmittelabfälle, Strohabfälle, Farben und Lacke, Papier, Verbundwerkstoffe, Gummi abfälle und Naturkautschuk, sowie Altöle und Schmierfette. Es zeigt sich, daß das erfin dungsgemäße Verfahren auf einem sehr breiten Gebiet einsetzbar ist.According to the invention, organic waste of all kinds can be processed. Especially for example, all kinds of plastics, wood waste, textile waste, Food waste, straw waste, paints and varnishes, paper, composite materials, rubber waste and natural rubber, as well as waste oils and greases. It turns out that this is invented method according to the invention can be used in a very wide field.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist in einem Schaubild dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.The method according to the invention is shown in a diagram and is described below described in more detail.

Grundsätzlich ist das erfindungsgemäße Verfahren auf zwei Wegen realisierbar. Entweder wird der zu entsorgende organische Abfall zerkleinert und einem Dosierer zugeführt, dem außerdem z. B. Kohlenpech und ein fester Kohlenstoffträger in bestimmen Mengen zugegeben werden. Anschließend erfolgt ein Vermischen, vorzugsweise in einem Extruder. Das erzeugte Karbonisat wird granuliert und das Granulat dann der Verkokung zugeführt.Basically, the method according to the invention can be implemented in two ways. Either the organic waste to be disposed of is crushed and fed to a dosing device also z. B. coal pitch and a solid carbon carrier added in certain amounts will. Mixing then takes place, preferably in an extruder. The generated Carbonate is granulated and the granulate is then fed to coking.

Alternativ ist es auch möglich, die organischen Abfälle direkt oder nach einer Zerkleinerung in ein Karbonisierungsbad einzugeben. Das Karbonisierungsbad wird von hochsiedenden Flüssigkeiten gebildet. Nach einer thermischen Behandlung wird das gebildete Karbonisat aus dem Karbonisierungsbad entfernt und gekühlt. Nach einer Zerkleinerung wird das Karbonisat der Verkokung zugeführt.Alternatively, it is also possible to use the organic waste directly or after crushing it into a carbonation bath. The carbonation bath is made of high-boiling Liquids formed. After a thermal treatment, the carbonate formed is formed removed from the carbonation bath and cooled. After crushing, the carbonate fed to the coking.

Zur weiteren Verbesserung der Verkokungseigenschaften des Karbonisats ist es im übrigen möglich, das in der ersten Bearbeitungsstufe erhaltene Karbonisat in einem Dosierer noch mals mit organischen Abfällen und beispielsweise Kohlenpech, sowie festen Kohlenstoff trägern zu vermischen. Dieses Gemisch kann dann, wie bereits beschrieben, in einem Mischer, vorzugsweise in einem Extruder, aufbereitet werden. It is also used to further improve the carbonization properties of the carbonate possible, the carbonate obtained in the first processing stage in a dosing device sometimes with organic waste and coal pitch, as well as solid carbon to mix carriers. This mixture can then, as already described, in one Mixer, preferably prepared in an extruder.

Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Kunststoffabfälle, d. h. ein Gemisch aus Gummi, Polyethylen und Polyamid, in einem Anteil von 25% in einen Extruder eingegeben, wobei gleichzeitig Kohlenpech in einem Anteil von 35% und ein fester Kohlenstoffträger in einem Anteil von 40% eingegeben wird. Der feste Kohlenstoffträger ist von Koks mit einer Korngröße von kleiner als 1,5 mm und von Flotationsresten mit einem hohen Gehalt an Asche gebildet. Die Bestandteile werden dann in dem Extruder bei einer Temperatur von 200°C vermischt. Dabei entsteht ein Karbonisat, das granuliert und durch Abkühlung verfestigt wird. Das so hergestellte Granulat hat einen Aschegehalt von 8,6% und einen Anteil von 42,2% an flüchtigen Bestandteilen.According to a first embodiment of the method according to the invention Plastic waste, d. H. a mixture of rubber, polyethylene and polyamide, in one proportion of 25% are fed into an extruder, at the same time coal pitch in a proportion of 35% and a solid carbon carrier in a proportion of 40% is entered. The firm Carbon carrier is from coke with a grain size of less than 1.5 mm and of Flotation residues with a high ash content are formed. The ingredients are then in mixed the extruder at a temperature of 200 ° C. This creates a carbonate, that is granulated and solidified by cooling. The granulate so produced has one Ash content of 8.6% and a share of 42.2% in volatile components.

Das Granulat wird zur Verkokung der zur Koksherstellung benötigten Kohlenmischung in einem Anteil von 5% zugegeben. Der aus der so erzeugten Mischung hergestellte Koks wies ähnliche Eigenschaften auf wie der Koks, der ohne Granulatzusatz hergestellt wurde. Als besonders hervorzuhebende Eigenschaft ist hier die kleine Menge der unerwünschten Koks fraktion um kleiner als 10 mm anzuführen.The granules are used to coke the coal mixture required for coke production added a share of 5%. The coke made from the mixture so produced pointed similar properties to the coke that was produced without the addition of granules. As A special feature here is the small amount of unwanted coke fraction to lead less than 10 mm.

Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens wurde ein Metallkorb mit Kunststoffabfällen, d. h. einem Gemisch aus Polyamid und PVC, sowie Textilabfällen, in ein Kohlenpechbad mit einer Temperatur von 300°C getaucht. Nach 10 Minuten wurde der Metallkorb aus dem Kohlenpechbad entfernt und mit dem Inhalt gekühlt. Die entstandene Mischung aus Kunststoffabfällen, Textilabfällen und Kohlenpech wurde dann zerkleinert. Das so erhaltene Karbonisat wurde dann der Rohkohle in einem Anteil von 8% zugesetzt. Die Kohlenmischung wurde dann verkokt. Der entstandene Koks wies ähnliche Eigenschaften wie der Koks auf, der ohne das Karbonisat hergestellt wurde. Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, während des Kohlenpechbades chemische Elemente, welche in den Kunststoffabfällen gebunden sind, als chemische Verbindungen abzutrennen. So kann Chlor beispielsweise in Form von Chlorwasserstoff entfernt werden.According to a second exemplary embodiment of the method according to the invention, a Metal basket with plastic waste, d. H. a mixture of polyamide and PVC, as well Textile waste, immersed in a coal pitch bath at a temperature of 300 ° C. After 10 Minutes, the metal basket was removed from the coal pitch bath and the contents were cooled. The resulting mixture of plastic waste, textile waste and coal pitch was then crushed. The carbonate thus obtained was then 8% of the raw coal added. The coal mixture was then coked. The resulting coke showed similar Properties like the coke that was made without the carbonate. Basically there is the possibility during the coal pitch bath chemical elements, which in the Plastic waste is bound to separate chemical compounds. This is how chlorine can for example in the form of hydrogen chloride.

Das durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellte Karbonisat kann sowohl direkt, als auch als Mischungsbestandteil einer Kohlenmischung verkokt werden. Das erfindungsgemäß hergestellte Karbonisat bzw. Granulat hat ähnliche Eigenschaften wie die Rohkohle. Das Karbonat bzw. das Granulat können aus organischen Abfällen in einer Produktionsanlage sehr wirtschaftlich produziert werden. Bei der Installation der Produktionsanlage kann grund sätzlich auf bereits vorhandene Anlagenteile in Kokereien zurückgegriffen werden. Hieraus ergibt sich eine erhebliche Kosteneinsparung. The carbonate produced by the process according to the invention can be used both directly and can also be coked as part of a coal mixture. The invention The carbonisate or granulate produced has similar properties to raw coal. The Carbonate or the granulate can very much from organic waste in a production plant be produced economically. With the installation of the production plant, reason In addition, existing plant components in coking plants can be used. Out of this this results in considerable cost savings.

Im übrigen zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren durch eine hohe Flexibilität aus. Die Vielzahl der verwertbaren organischen Abfallstoffe bietet ein hohes Maß an Unabhän gigkeit von einzelnen Lieferanten der aufzubereitenden Abfälle. Grundsätzlich ist darauf zu verweisen, daß sich eine Ressourcenschonung ergibt, da mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens wertvolle Brennstoffe eingespart werden können.Otherwise, the method according to the invention is characterized by a high degree of flexibility. The large number of usable organic waste materials offers a high degree of independence ability of individual suppliers of the waste to be processed. Basically this is about refer that there is a conservation of resources, since by means of the invention Process valuable fuels can be saved.

Claims

1. A method for processing organic waste materials, in particular plastics, by coking, characterized in that the waste materials are heated and mixed with the addition of carbon-containing material, such as coal pitch, coal, coke or wood to at least 100 degrees, that a carbonization and If necessary, the waste materials are depolymerized, the carbonate is cooled and solidified and comminuted to a particle size of less than 20 mm, preferably to 10 mm, the carbonate obtained having the properties of charcoal and which can be coked to give coke of high strength.

2. The method according to claim 1, characterized in that the waste materials are crushed and together with the carbonaceous materials in a mixing device, preferably an extruder, entered, carbonized there and depolymerized if necessary.

3. The method according to claim 1, characterized in that the waste materials under Exposure to high-boiling carbon-containing liquids carbonizes and, if necessary, de be polymerized.

4. Process according to claims 1 and 2, characterized in that the waste materials in a share of 20 to 70% with coal pitch in a share of 5 to 50% and solid Carbon carriers in a proportion of up to 50% in a mixer, preferably one Extruder to be mixed.

5. The method according to claims 1 and 3, characterized in that the waste in one high-boiling carbon-containing liquid entered and there carbonized and depoly merized, forming a carbonate with a waste content of 30 to 80% becomes.

6. The method according to claim 5, characterized in that the high-boiling carbon containing liquid is formed by coal pitch.