DE19721412A1 - Verfahren und Reaktor zur Verrottung und Trocknung feuchter Abfälle - Google Patents
Verfahren und Reaktor zur Verrottung und Trocknung feuchter AbfälleInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen mehrstufigen Reaktor zur Verrottung und Trocknung
feuchter Abfälle.
In Deutschland liegt die Menge an sogenannten Siedlungsabfällen bei ca. 40 Mio. Tonnen pro
Jahr, hierzu gehören Hausmüll einschließlich Sperrmüll, hausmüllähnliche Gewerbeabfälle,
Straßenkehricht und Marktabfälle. Als Einzelabfälle seien genannt Wohnungsabfall, Küchen
abfall, auch aus Gastronomiebetrieben und Großhaushalten, Gartenabfälle, Park- und Grün
anlagenabfälle, organische Gewerbeabfälle z. B. aus der Lebensmittelindustrie, Tierverarbei
tung, Brauerei, Krankenhäusern u. a. Die Zuordnung der genannten Abfälle zu bestimmten
Entsorgungswegen wird durch die TA Siedlungsabfall geregelt.
Obgleich verstärkt getrennt gesammelt wird, wie z. B. Kunststoffe und Dosen im Dualen
System oder Bioabfälle in Biotonnen, die einer Kompostierung zugeführt werden, verbleibt
nach Abtrennen von Glas, Papier und Metallen ein Mischabfall, der entweder verbrannt wird,
wobei eine nur geringe Rückstandsmenge zurückbleibt oder deponiert wird.
Je höher der Feuchtigkeitsgehalt in diesem Abfall ist, desto höhere Anforderungen werden an
die Abdichtungen von Deponien gestellt und desto geringer ist der Heizwert bei Einsatz in
Verbrennungsanlagen.
Aufgabenstellung der vorliegenden Erfindung war daher, Abfälle so vorzubereiten, daß der
Einsatz in Verbrennungsanlagen und Deponien begünstigt wird.
Dies ist der Anmelderin durch ein Verfahren zur Verrottung und Trocknung feuchter Abfälle
gelungen, dadurch gekennzeichnet, daß die feuchten Abfälle in einen Reaktor eingesetzt wer
den, der in drei Funktionsbereiche A, B und C unterteilt ist, wobei die Abfälle in Bereich A ein
getragen werden und durch den Bereich mittels einer Presse gedrückt werden, wobei Wasser
ausgepreßt wird, welches abgeführt wird, daß der Abfall von Bereich A in Bereich B gelangt,
durch den er unter Zufuhr von Luft hindurchgeschoben wird, wobei organische Abfallbestand
teile zumindest teilweise biologisch zu CO2 und Wasser umgesetzt werden, wobei das anfal
lende Wasser abgeleitet wird und anfallendes Gas abgeführt wird und daß das Abfallmaterial
von Bereich B in Bereich C gelangt, der ebenfalls belüftet wird.
Die vorliegende Erfindung umfaßt auch einen Reaktor nach den Ansprüchen 13-22 zur
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Der erfindungsgemäße Reaktor ist liegend angeordnet und hat bevorzugt einen rechteckigen
Querschnitt. Jedoch auch andere äußere Formen sind möglich, z. B. runde, viereckige,
trapezförmige und andere.
Er ist als dreistufiger Reaktor eingeteilt in drei Bereich A, B und C. Grundsätzlich können je
doch 2 oder mehr als 3 Stufen vorliegen, die jedoch nicht näher beschrieben werden sollen.
Die Abfälle werden im Bereich A in den Reaktor eingetragen, durch Bereich B des Reaktors
gefördert und verlassen diesen nach Durchgang durch den Bereich C.
Die Verweilzeit im Reaktor beträgt üblicherweise 4 bis 14 Tage, bevorzugt 6 bis 10 Tage. Die
Verweilzeit ist in gewissem Umfang vom Einsatzzweck des Endproduktes und vom
Einsatzmaterial abhängig.
Als Einsatzmaterialien können die auf Seite 1 genannten Abfälle verwendet werden. Die Auf
zählung ist jedoch nicht vollständig. Auch zahlreiche nicht genannte Industrieabfälle, verunrei
nigte Böden und andere Abfälle können erfindungsgemäß umgesetzt werden.
Der Abfall wird in Bereich A üblicherweise von oben eingeführt und wird dann mit einer Ver
weilzeit von 0,5 bis 3 Tagen, bevorzugt von 1 bis 2 Tagen mittels einer Presse durch den
Bereich A gedrückt. Eine geeignete Presse ist beispielsweise ein sogenanntes Preßschild,
jedoch auch andere dem Fachmann bekannte Pressen können eingesetzt werden. Das Preß
schild kann beispielsweise einen Hub von 0,50 m bis 1,50 m haben. Der Reaktor steigt in
Förderrichtung an. Eine bevorzugte Neigung sind 8-15%. Die Neigung kann jedoch auch
geringer oder größer sein. Da durch die Neigung der Reaktorquerschnitt abnimmt, entsteht ein
Gegendruck zum Preßorgan. Durch die Verdichtung wird Wasser ausgepreßt. Der Wasser
gehalt des Materials läßt sich auf diese Weise stark reduzieren. Beispielhaft vermindert sich
ein ursprünglicher Wassergehalt im Abfall von 65% auf 50%. Die Abnahme kann jedoch
durch Änderung des Hubs und Änderung des Neigungswinkels des Bodens noch erhöht wer
den. Auf diese Weise wird ein wesentliches der genannten Aufgabenstellung entsprechendes
Ziel erreicht.
Die Zuführung von Luftsauerstoff erfolgt im Bereich A nicht, da der im Material eingeschlos
sene Luftsauerstoff für die Ausbildung einer Bakterienpopulation ausreicht. Im Bedarfsfall ist
jedoch eine Luftzufuhr möglich.
Im Bereich B findet der eigentliche biologische Stoffabbau und eine biologische Trocknung
statt.
Der Boden im Bereich B liegt bevorzugt tiefer als in Bereich A. Dies hat zur Folge, daß durch die
Vergrößerung des Raumes B beim Übergang von A nach B eine Auflockerung des Abfall
materials erfolgt. Das Material wird durch eine Schubvorrichtung durch den Raum B gefördert.
Ein geeignetes Gerät ist z. B. ein sogenannter Vorschubboden. Jedoch auch andere dem
Fachmann bekannte Schubeinrichtungen können erfindungsgemäß eingesetzt werden.
Der Bereich B wird von unten mit Luftsauerstoff versorgt. Lüftungstechnisch ist der Bereich B
in unterschiedliche Belüftungsfelder aufgeteilt, die getrennt steuerbar sind. Die Anzahl der
Felder richtet sich nach individuellen Anforderungen des jeweiligen Projektes. Durch die ver
stärkte biologische Aktivität kommt es zu einer deutlichen Erwärmung. Organische Abfall
bestandteile werden zumindest teilweise biologisch zu CO2 und Wasser umgesetzt. Anfallen
des Wasser wird über die Belüftungsöffnungen oder sonstige Öffnungen abgeleitet. Die ent
stehenden gasförmigen Produkte werden abgesaugt.
Die unter aeroben Bedingungen abgebauten organischen Bestandteile werden in beträcht
lichem Umfang abgebaut. Je nach Fahrweise und Anteil an organischen Bestandteilen kann
ein Abbau von bis zu 50% der organischen Bestandteile erfolgen, unter üblichen Bedingun
gen um wenigstens 25%. Auch dieser Vorgang führt zu einer Erhöhung des Heizwerts des
Abfalls. So ist es ohne weiteres möglich, daß sich nach Durchlaufen des Abfalls durch die Be
reiche A und B eine Erhöhung des Heizwerts um das doppelte ergibt, z. B. von 5.000 KJ/kg
auf 10.000 KJ/kg.
In einer bevorzugten Einrichtung setzt sich der Vorschubboden im Bereich C fort. Auch dieser
Bereich weist unterschiedliche Belüftungsfelder auf, die getrennt steuerbar sind. Im Unter
schied zu Bereich B wird in Bereich C bevorzugt vorgewärmte Luft zur Belüftung eingesetzt
Diese erwärmte Luft kann, falls eine solche Anlage vorhanden ist, aus einer benachbarten
Verbrennungsanlage zugeführt werden.
So ist es ohne weiteres möglich, daß sich nach Durchlaufen des Abfalls durch die Bereiche A,
B und C eine Erhöhung des Heizwerkes um das doppelte ergibt, z. B. von 5.000 KJ/kg auf
10.000 KJ/kg.
Je nach gewünschtem Endwassergehalt können Temperatur und Menge der Zuluft variiert
werden.
Die warme, feuchte und geruchsbeladene Abluft kann an mehreren Stellen durch Öffnungen
in der Reaktordecke in den einzelnen Bereichen abgesaugt werden. Dabei wird bevorzugt
ständig mehr Luft abgesaugt, als durch die Belüftung in den Bereichen B und C zugeführt
wird, so daß der gesamte Reaktor ständig leicht unter Unterdruck steht und keine Emissionen
auftreten.
Teilvolumenströme können zur Minimierung der Gesamtabluftmenge im Kreislauf gefahren
werden. Die Abluft des Reaktors kann nach Trocknung als Zuluft für einen Verbrennungs
prozeß, sofern ein solcher vorhanden ist, verwendet werden.
Die Erfindung soll mit Hilfe der Figur beispielhaft näher erläutert werden.
(12) stellt das Reaktorgehäuse dar. Bei (4) wird der Abfall zugeführt. (1), (2) und (3) kenn
zeichnet die Bereich A, B und C im Reaktor. (11) ist die Presse. (10) der Abfall angehäuft im
Reaktor. Über (5) wird Luft, ggf. auch Sauerstoff, in Bereich B eingeführt. Über (6) wird Luft
oder ggf. Sauerstoff in Bereich C eingeführt. Abwasser wird über (9) abgeführt (7) ist der
Austrag für den behandelten Abfall. (13) ist der Vorschubboden in den Bereichen B und C.
Über (8) wird das Abgas abgeführt.
Claims (22)
1. Verfahren zur Verrottung und Trocknung feuchter Abfälle, dadurch gekennzeichnet, daß
die feuchten Abfälle in einen Reaktor eingesetzt werden, der in drei Funktionsbereiche
A, B und C unterteilt ist, wobei die Abfälle in Bereich A eingetragen werden und durch
den Bereich mittels einer Presse gedrückt werden, wobei Wasser ausgepreßt wird,
welches abgeführt wird, daß der Abfall von Bereich A in Bereich B gelangt, durch den er
unter Zufuhr von Luft hindurchgeschoben wird, wobei organische Abfallbestandteile
zumindest teilweise biologisch zu CO2 und Wasser umgesetzt werden, wobei das anfal
lende Wasser abgeleitet wird und anfallendes Gas abgeführt wird und daß das Abfall
material von Bereich B in Bereich C gelangt, der ebenfalls belüftet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verweilzeit im Reaktor
4 bis 14 Tage, bevorzugt 6 bis 10 Tage beträgt.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein liegender
Reaktor durchfahren wird.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfälle in
Bereich A von oben zugeführt werden.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderung
durch den Bereich A mittels eines Preßschilds erfolgt.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß das Abfallmaterial
im Bereich A über einen Boden geschoben wird, der in Förderrichtung ansteigt.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß das Abfallmaterial
im Bereich B über einen Boden geschoben wird, der tiefer liegt als in Bereich A.
8. Verfahren nach den Ansprüchen 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß das Abfallmaterial
mittels eines Vorschubbodens durch Bereich B geschoben wird.
9. Verfahren nach den Ansprüchen 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß in den Bereichen B
und C die Luftzuführung von unten erfolgt.
10. Verfahren nach den Ansprüchen 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bereiche B und
C jeweils in unterschiedliche Belüftungsfelder aufgeteilt sind, die jeweils getrennt
gesteuert werden.
11. Verfahren nach den Ansprüchen 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß auftretende Gase
abgesaugt werden.
12. Verfahren nach den Ansprüchen 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß dem Bereich C
erwärmte Luft zugeführt wird.
13. Reaktor zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß dieser 3 Funktionsbereiche aufweist, daß sich die Zuführungsvor
richtung im Bereich A befindet, daß Bereich A zur Förderung des Abfallmaterials eine
Presse aufweist, daß der Bereich B zur Förderung des Abfallmaterials eine Fördervor
richtung und Luftzuführungen aufweist und daß der Bereich C ebenfalls eine Luftzufuhr
aufweist.
14. Reaktor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet daß der Reaktor liegend ist.
15. Reaktor nach den Ansprüchen 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Zufüh
rungsvorrichtung oberhalb des Bereichs A befindet.
16. Reaktor nach den Ansprüchen 13-15, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur
Förderung des Abfallmaterials im Bereich A ein Preßschild ist.
17. Reaktor nach den Ansprüchen 13-16, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktorboden
im Bereich A in Förderrichtung ansteigt.
18. Reaktor nach den Ansprüchen 13-17, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden im
Bereich B tiefer liegt als im Bereich A.
19. Reaktor nach den Ansprüchen 13-18, dadurch gekennzeichnet, daß Bereich B einen
Vorschubboden zur Förderung des Abfallmaterials aufweist.
20. Reaktor nach den Ansprüchen 13-19, dadurch gekennzeichnet, daß sich in den Berei
chen B und C unten Luftzuführungen befinden.
21. Reaktor nach den Ansprüchen 13-20, dadurch gekennzeichnet, daß die Bereiche B und
C jeweils unterschiedliche, getrennt steuerbare Belüftungsfelder aufweisen.
22. Reaktor nach den Ansprüchen 13-21, dadurch gekennzeichnet, daß dieser eine
Absaugung für entstehende Gase aufweist.
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