DE19708384A1

DE19708384A1 - Anlage zum Recycling von Altölen und anderen Stoffen, die gemeinsam mit dem Altöl recycelt, destilliert und gecrackt werden können

Info

Publication number: DE19708384A1
Application number: DE1997108384
Authority: DE
Original assignee: ECO IMPACT UNTERNEHMENSBERATUN
Current assignee: Brueske Heike Dipl-Ing De
Priority date: 1997-03-01
Filing date: 1997-03-01
Publication date: 1998-09-03
Anticipated expiration: 2017-03-02
Also published as: DE19708384B4

Description

Anwendungsgebiet

Altölrecycling, Kunststoffrecycling, Recycling von pastösen Materialien und was serhaltigen Altölen, ölhaltige Schlämme, Abfallstoffe aus der Lebensmittelherstel lung, Abfallstoffe aus der Seifenherstellung. Die Erfindung betrifft eine Anlage mit der Altöl und Stoffe die mit Altöl mischbar sind und kombiniert werden kön nen, destilliert werden können, damit leichtes Heizöl, Dieselkraftstoff, Benzine und andere wiederverwertbare Destillate hergestellt werden können. Es ist be kannt, daß aus Altöl sogenannte Reraffinate und auch heizölähnliche Destillate bereits hergestellt werden können (Patente Nr.: P 31 49 025.5-09; P 38 14 146.9; P 36 42 041).

Aufgabe der Erfindung ist es eine Anlage zu schaffen, mit der kontinuierlich aus Altölen und mit den Altölen vermischte Stoffe zu Wertstoffen, wie leichtes Heizöl oder Dieselkraftstoff, hergestellt werden können.

Die Aufgabe wird durch eine Anlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Anlage nutzt die bei der Destillation von Altöl entstehende Viskositätsverän derung des Altöls in der Form aus, daß das in den Destillationsraum einströmen de Altöl in einem Destillationsrohr "aufwärts" durch eine Cartesische Wendel oder eine Transportschnecke transportiert wird und dadurch in den Bereich zu nehmender Temperatur im Destillationsraum kommt. Dadurch werden mehr und mehr höher siedende Anteile des Altöls und seiner Zuschlagstoffe gecrackt bzw. abdestilliert. Auf dem Destillationsrohr, das die Transportschnecke enthält, sind Fraktionierkolonnen angebracht mit den für die Fraktionierung notwendigen Bo denkörpern, je nach den Anforderungen an die zu destillierende Fraktion aus dem Altöl. Erfindungsgemäß gelangt das Altöl in das Destillationsrohr zunächst in einen Bereich mit niedriger Temperatur, die geeignet ist, diejenigen Fraktionen abzudestillieren, die einen niedrigen Siedepunkt (vergleichbar dem von Benzinen) haben. Bei dieser Temperatur spalten sich auch die gasförmigen Bestandteile des Altöls ab, die durch eine Gasverflüssigungsanlage rückgewonnen werden können.

Der Destillationsraum besteht aus einem Rohr oder einer anderen geeigneten Ausgestaltung, das in direktem Kontakt mit dem Brennerraum steht und in Form einer schiefen Ebene angebracht ist. Dadurch ist gewährleistet, daß geringervis köse Anteile aus dem Destillationsgut zurückfließen können und zur besseren Extraktion des Destillationsgutes beitragen können. Eine Transport- oder Misch schnecke bzw. Cartesische Wendel ist so in dem Destillationsraum angebracht, daß durch seine/ihre Drehung das Destillationsgut kontinuierlich weiterbefördert und durchmischt wird. Die Abstände zwischen Schnecke (Wendel) und Rohrwan dung, bzw. der Wandung des Destillationsraumes sind so bemessen, daß ein Rückfluß von niedrigviskösen Anteilen möglich ist.

Die Fraktionierkolonnen werden in der Weise über dem Destillationsraum ange bracht, daß sie durch ihre Position einem Großteil der destillierten Fraktionen auf nehmen, in deren Siedepunktbereich sie durch die spezifische Anordnung liegen. An den Fraktionskolonnen sind in mehreren Ebenen Kondensationskammern angebracht mit oder ohne Bodenkörperfüllung (Raschig-Ringe), aus denen feiner aufgetrennte Fraktionen abgezogen werden können. Es ist zunächst vorgesehen, über dem Destillationsraum 3 Fraktionier-Kolonnen anzubringen mit je 3 Konden sationskammern. Daraus ergeben sich steuerungstechnisch 9 Meß- und Regel punkte.

Steuerung

Entsprechend der gewünschten Kondensationstemperatur in den Kondensations kammern kann die Wärmezufuhr zum Destillationsrohr durch den/die Brenner gesteuert werden. Eine Steuerung der Wärmeabfuhr an den Kühl-/Fraktionierko lonnen zum Erreichen geeigneter Kondensationstemperaturen, wird durch Kühl rippen erreicht, die zusätzlich gekühlt werden können (durch Luft- oder Wasser kühlung). Zusätzlich läßt sich die Abwärme der Fraktionierkolonnen durch Wär mepumpen und -tauscher weiter nutzen. Die Abwärme kann z. B. für die Vorwär mung des Altöls genutzt werden, um es schon von gasförmigen Anteilen zu be freien bevor es der eigentlichen Destillation unterzogen wird. Die gasförmigen Anteile können dann in einer Gasverflüssigungsanlage zurückgewonnen werden.

Je nach gewünschter Feinheit der Fraktionierung der Bestandteile des Altöls und seiner zu recycelnden Zuschlagsstoffe kann die Anzahl der Fraktionierkolonnen und der Kondensationsräume in den Kolonnen beliebig in der Anzahl variiert werden.

Eine zusätzliche Durchflußsteuerung wird erfindungsgemäß gelöst durch die Variation der Umdrehungsgeschwindigkeit der Transportschnecke oder Cartesi schen Wendel (Schöpfwendel), die gleichzeitig als Mischschnecke für das Destil lationsgut verwendet werden kann.

Der Antrieb der Schnecke erfolgt erfindungsgemäß über einen Dieselmotor, des sen Kraftstoffbedarf von der entsprechenden Destillatfraktion gespeist wird. Wahlweise können jedoch andere Antriebsaggregate verwendet werden. Die erfindungsgemäße Steuerung der Anlage hinsichtlich

- Durchsatz an Destillationsgut
- Verweilzeit des Destillationsgutes in der Destillationskammer
- Fraktionierung der Destillate
- Ausbeute

erfolgt durch Regelung der Brennertemperatur in der Brennkammer, der aufzu heizenden Wegstrecke der Destillationskammer, der Anzahl der Fraktionierko lonnen, der Anzahl der Kondensationsräume in den Kolonnen sowie durch Regelung der Kühlung über Veränderung des Luftaustausches an den Kühlrippen der Kolonnen und der veränderbaren Kühlwasserzufuhr.

Eine weitere Regelung erfolgt hinsichtlich des Ausstoßes an Resten des Destilla tionsgutes durch Veränderung der Öffnungsweiten des "oberen" Endes des Destil lationsraumes.

Die erfindungsgemäße Beseitigung von Schadstoffen, die aus dem Destillations gut stammen, erfolgt bei gasförmigen Schadstoffen durch Rückführung des Gas stromes in den Brennerraum und anschließend Filtrierung der Abgase gemäß den gesetzlichen Bestimmungen und über diese hinaus.

In den Reststoffen des Destillationsgutes, die nicht destillierbar sind, befinden sich herkunftsgemäß höhere Anteile an Metallen, insbesondere an Kupfer (Kolbenab rieb). Diese Destillationsrückstände können entweder in der Hausmüllverbren nung zur Feuerungsunterstützung eingesetzt werden oder müssen bei entspre chendem Schadstoffanteil in Sondermüllverbrennungsanlagen entsorgt werden.

Gasförmige Anteile, die aus den Fraktionierkolonnen entweichen, können sofern sie nicht an eine Gasverflüssigungsanlage angeschlossen sind, dem Brenner zu geführt werden.

Sie könnten aber auch einem gasgetriebenen Motor zur Verfügung stehen über den die Mischschnecke/Wendel/Transportschnecke für die Durchmischung und den Transport des Destillationsguts angetrieben wird.

Die erfindungsgemäße Lösung der Reinigung des Destillationsraumes erfolgt durch die Misch-Transportschnecke/Wendel deren spezifischer Aufbau ein "Ab schaben" von Rückständen an den Wandungen des Destillationsraumes ermög licht. Durch diese erfindungsgemäße Lösung reinigt sich der Destillationsraum im laufenden Betrieb.

Mittels einer Cartesischen Wendel, einer Transportschnecke oder Mischschnecke wird das zunehmend viskösere Altöl (auch gemeinsam mit Zuschlagstoffen) kon tinuierlich auf einer als schiefe Ebene, die als Rohr ausgelegt ist, hochtransportiert und kommt dort in Bereiche der Destillationskammer, die höhere Temperaturen aufweisen und sich somit schwersiedendere Bestandteile von der Restmasse ab trennen können. Der verbleibende Rest (Teer) wird kontinuierlich über die Schnecke oder Wendel ausgeworfen. Das Restmaterial fällt in einen Spezialcon tainer. Das Restmaterial kann zur Feuerungsunterstützung bei der Hausmüllver brennung eingesetzt werden.

An jedem Fraktionierturm ist vorgesehen in entsprechenden Höhen gemäß Kon densationspunkt des Destillats Abzugsvorrichtungen anzubringen um Destillat fraktionen unterschiedlichster Qualität zu erhalten.

Über entsprechende Bodenkörper werden die für die Kondensation erforderlichen Temperaturen erreicht. Die Kühlung sollte über Kühlungsrippen mit zirkulieren der Luft erfolgen. Wasserkühlung kann vorgesehen werden. Die Steuerung der Destillationstemperatur erfolgt über den Brenner als rückgekoppeltes System, das in Abhängigkeit von der erzielten Destillationsqualität arbeitet.

Die Transportschnecke bzw. Cartesische Wendel wird über einen Dieselmotor angetrieben, der vom Destillat, das Dieselkraftstoff entspricht, gespeist wird.

Die Destillate könne unmittelbar für den Eigenbedarf genutzt werden oder ver trieben werden.

Die jeweiligen destillierten Fraktionen, auch die gasförmigen Destillate können vor oder an den Fraktionierkolonnen kontinuierlich oder diskontinuierlich abge zogen werden. Die Gasfraktion (Methan, Ethan, Propan, Butan, Pentan, Hexan, Heptan usw.) ähnlich wie bei der Fackelgasrückgewinnung, bei der im Prinzip das Linde-Verfahren angewandt wird verflüssigt.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich auch pastöse, schlammige und zähvisköse Medien destillieren und bearbeiten, z. B. Ölsande, ölkontaminierte Böden, Teere, Asphalte in entsprechend aufbereiteter Form aus z. B. Straßenauf bruch, geschredderte Kunststoffe, Naturstoffe und andere Abfallstoffe, z. B. aus der Lebensmittelherstellung wie Fette, Öle, Sandfangmaterial u.v.a. mehr.

Die erfindungsgemäße Anlage ist in der Lage auch Altöle mit hohen freien oder gebundenen Wasseranteilen zu verarbeiten, da es im Sinne eines Rückflußextrak tors arbeitet.

Muster

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Abb. 1 eine schematische Ansicht der Anlagenkomponenten und des An lagenaufbaus.

Abb. 2 ein Prinzipbild des Destillationsraumes mit Schnecke als Transport- und Mischschnecke bzw. Cartesische Wendel.

Zu Abb. 1

Um Altöl destillieren zu können, muß es damit ausreichende Mengen zur Ver fügung stehen, in einem Tank 15 gesammelt werden. Dieser Tank 15 kann auch mit Altöl vermischtes Gut enthalten oder dieses Gut wird ihm aus dem Behälter 17 über den Transportweg 18 zugemischt. Vom Tank 15 gelangt das Altöl über die Verbindung 16 in den Destillationsraum 3, in dem sich die Misch-Transport schnecke 5 befindet. Mit dieser Schnecke 5 wird das Destillationsgut aus 15 und 17 gemischt und im Destillationsraum 3 transportiert und erwärmt.

Die Schnecke 5 wird über eine Achse 6 durch ein Antriebsaggregat 4 angetrieben. Über die Klappe/Öffnung 7 wird nicht destillierbares Restgut entfernt.

Die Klappe/Öffnung 7 kann auch als Rohr ausgestaltet sein, dessen Öffnungs durchmesser in Abhängigkeit von der nicht destillierbaren Reststoffmenge geöffnet oder geschlossen wird. Die Öffnung 7 mit Klappe oder Rohr kann gleichzeitig als Sicherheitsklappe ausgestaltet sein, um evt. Anfallende übermengen schnell in bereitstehende Behälter 19 entlassen zu können. Gleichzeitig soll über die Öff nung 7 die Inspektion des Destillationsraumes und Wartungsarbeiten an der Wen del 5 durchgeführt werden können. Dazu wird die Achse 6 vom Antriebsaggregat 4 entkoppelt und die Wendel 5 aus der Öffnung 7 mit Hilfsmitteln herausgezogen.

Die Wärmezufuhr zum Destillationsraum 3 erfolgt über den Brennerraum 2 an dem der Brenner 1 angebracht ist. Dieser Brenner 1 wird mit Destillat gespeist, das entweder als Diesel/Heizöl EL oder gasförmig bei der Destillation anfällt. Am Brennerraum 2 ist ein Kamin/Rauchgasabzug 12 angebracht, der die für die BImSchG-Bestimmungen erforderlichen Filtereinrichtungen enthält.

Die am Destillationsraum 3 angebrachten Fraktionierkolonnen 8, 9, 10 (es können weniger oder mehr sein, je nach Anforderungen an die Qualitäten der fraktionier ten Destillate) enthalten im Beispiel der Abb. 1 die Kondensationskammern K1 bis K9. In diesen Kondensationskammern schlagen sich die entsprechenden Fraktionen nieder. Zum Erreichen der Kondensationstemperatur sind Bodenkörper (Raschig-Ringe) in die Fraktionierkolonnen eingebracht. Von außen werden diese Kolonnen 8, 9 und 10 durch Kühlrippen mit Luft oder Wasser bzw. über Wärme rückgewinnungsanlagen (Stand der Technik) gekühlt.

An den Kondensationskammern, am Muster die Nummern K1 bis K9, sind Ab laßhähne angebracht, die mit entsprechenden Vorratstanks für die Fraktionen ver bunden sind. Je nach Durchsatz und Qualitätsanforderungen können die einzelnen Fraktionen (beim vorliegenden Beispiel K1 bis K9) gesammelt oder getrennt aufgefangen werden.

An den Kondensationskammern sind Steuerungselemente 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27 und 13 so angebracht, daß sie die jeweilige Temperatur registrieren und mit einer zentralen Prozeßsteueranlage 14 so verbunden sind, daß die jeweilig erfor derliche Kondensationstemperatur eingestellt werden kann. Dies kann durch Küh lung an den Kühlrippen der Fraktionierkolonnen oder durch Veränderung der Brennereinstellung und -betriebsdauer oder durch entsprechend angepaßten Durchsatz durch die Destillationskammer geschehen. Bei entsprechend veränder tem Durchsatz des Destillationsgutes durch den Destillationsraum 3 verändert sich der Rücklauf der Destillate, die dann entsprechend ihrer Wärmekapazität zur Tem peraturregulation beitragen.

Anlage 11, die in dem Bereich der niedrigeren Destillationstemperatur am Destil lationsraum angebracht ist, dient zur Verflüssigung der gasförmigen Destillate, die bei der Erwärmung des Destillationsgutes entstehen (z. B. Methan, Ethan, Propan, Butan, Pentan, Hexan, Heptan usw.).

Gemäß den jeweils gewünschten Qualitätsanforderungen der Fraktionen können die Ablaßhähne bei K1 bis K9 geöffnet oder geschlossen bleiben oder Variatio nen davon einnehmen. Dadurch gelangt mehr oder weniger Destillat zu den Vor schlägen V1, V2 und V3. Diese Vorschläge sind ebenfalls an Vorratstanks ange schlossen.

Öffnen und Schließen der Ablaßhähne an den Kondensationskammern K1 bis K9 oder an den Vorschlägen V1 bis V3 wird regelungstechnisch gelöst. Dazu werden bekannte Techniken eingesetzt.

Der Behälter 19 dient zum Auffangen nicht destillierbaren Destillationsgutes, das in der Regel als teerartiges Endprodukt anfällt. Je nach der Zusammensetzung von Schadstoffanteilen im Destillationsrest kann dieser in Behälter 19 aufgefangen werden und zur Feuerungsunterstützung in die Hausmüllverbrennung gebracht werden. Sind die Schadstoffanteile zu hoch, werden die Reststoffe zur Sonder müllverbrennung verbracht. Der Auffangbehälter 19 entspricht dann den bekann ten Sondermüllbehältern.

Der Brennerraum 2 kann durch entsprechendes Material nach außen wärmeisoliert sein. Er kann auch als Kleinfeuerungsanlage betrieben werden.

Zu Abb. 2

Der Destillationsraum 3 ist als schiefe Ebene aufgebaut mit dem erfindungsge mäßen Vorteil, daß das flüssige oder pastöse Destillationsgut immer wieder zurück fließen kann. Die Drehrichtung der Transportschnecke 5 oder Wendel 5 wirkt dieser natürlichen Rückflußtendenz des Destillationsgutes entgegen. Ein gewisser Abstand zwischen der Wandung des Destillationsraumes 3 und der Wendel 5 ermöglicht einen anteiligen Rückstrom des Destillationsgutes in dem Maße wie seine Visko sität dieses zuläßt. Letztlich gelangt das Restmaterial, das nicht mehr destillierbar oder crackbar ist zum Ablauf 7 mit der Öffnung 7a. Die Öffnungsweite von Öff nung 7a ist an die jeweiligen Anforderungen anpaßbar.

Das Antriebsaggregat 4 ist über ein Gelenk 4a an die Achse 6 der Schnecke 5 ange schlossen. Gegen die Achse 4 vor dem Gelenk 4a ist der Destillationsraum 3 dicht abgeschlossen (Stand der Technik).

Über den Anschluß 18 ist der Destillationsraum 3 verbunden mit einem Vorratsbe hälter 17, in dem sich in dem verfahren recycelfähiges Gut befindet. Dieses kann Kunststoff, Kautschuk oder anderes geschreddertes oder pastöses Material sein, das sich zusammen mit dem Altöl destillieren läßt. Dabei kann der Weichmachereffekt des Altöls auf verschiedene Kunststoffe und Kautschuk ausgenutzt werden.

Die Schnecke 5 ist so ausgeformt, daß ihre Ränder zur kontinuierlichen Reinigung der Wandungen des Destillationsraumes 3 beitragen. Vorteilhaft sind dabei messer artig ausgestaltete Zahnungen, die in der Lagen sind auch härteres Material zu zer kleinem und sich durch zäh-pastöses Material schneiden können.

Die Fraktionierkolonnen 8, 9, 10 sind an den Destillationsraum direkt angeschlos sen. Die Anschlüsse 11, 16 und 18 dienen als Anschlüsse 16 für den Altöl-Vorrats tank 15, den Anschluß für die Gasverflüssigungsanlage 11 und den Anschluß 18 für den Mischgutbehälter 17.

Die Neigung/Steigung des Destillationsraumes richtet sich nach dem jeweilig ge wünschten Destillationsergebnis und kann steiler oder flacher ausfallen.

Claims

1. Anlage zur Destillation von Altöl und mit dem Altöl mischbare, recycelfähige Wertstoffe oder Abfallstoffe, öl- und fetthaltige Abfälle und Reststoffe in flüssigem oder pastösem Zustand dadurch gekennzeichnet, daß der erforderliche Destilla tionsraum (3) als schiefe Ebene aufgebaut ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Destillationsraum (3) eine Schnecke (5) so angebracht ist, daß durch ihre Drehung das Destillationsgut kontinuierlich entlang einem Temperaturgradienten gefördert wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Destil lationsvorgang steigende Viskosität des Altöls und der Zuschlagstoffe ausgenutzt wird, um im Destillationsraum (3) eine optimale Verweilzeit des Destillationsgutes erreicht wird, unter der entsprechende Destillate gewonnen werden können, die Heizöl, Diesel, und anderen Destillationsprodukten entsprechen, die für die ther mische Verwertung oder für Neusynthesen eingesetzt werden können.

4. Vorrichtung nach den vorigen Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß am Destil lationsraum (3) Fraktionierkolonnen in unterschiedlicher Anzahl (bei der Muster zeichnung 8, 9, 10) angebracht sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an den Fraktionier kolonnen (am Beispiel 8, 9, 10) Kondensationskammern angebracht sind (K1 bis K9), aus denen das Destillat als Kondensat direkt in Vorratsbehälter abgezogen werden kann.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an den Fraktionierko lonnen Vorschläge (V1, V2, V3) so angebracht sind, daß aus ihnen Kondensat direkt in Vorratsbehälter abgezogen werden kann.

7. Vorrichtung nach den vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß sich mit ihr flüssige und pastöse, ölkontaminierte Materialien, Altöle und Kunst stoffe gemeinsam destillieren lassen.

8. Vorrichtung nach den vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß Destillate gewonnen werden können aus den Materialien aus Anspruch 7, die einer Wiederverwertung als Kraftstoff zur Verfügung stehen.

9. Vorrichtung nach den vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß Destillate für Syntheseausgangsstoffe gewonnen werden können.

10. Vorrichtung nach den vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage in Kombination mit Wärmerückgewinnungsverfahren als kleine Wärme versorgungseinrichtung eingesetzt werden kann.

11. Vorrichtung nach den vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß sie in mobiler Form gefertigt und eingesetzt werden kann. Dazu kann sie container fähig dimensioniert oder fahrbar gefertigt werden.