DE19732152A1

DE19732152A1 - Verfahren zur Herstellung von Brennstoff aus Restabfall

Info

Publication number: DE19732152A1
Application number: DE19732152A
Authority: DE
Inventors: Hermann Hofmann
Original assignee: Herhof Umwelttechnik GmbH
Current assignee: Herhof Umwelttechnik GmbH
Priority date: 1997-07-25
Filing date: 1997-07-25
Publication date: 1999-01-28

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Brennstoff aus Restabfall.

Es ist bereits bekannt, Restabfall, der organische Bestandteile enthält, biologisch oder mechanisch oder mechanisch-biologisch zu behandeln.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Brenn stoff aus Restabfall vorzuschlagen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die in dem Restabfall vor handene biologisch leicht abbaubare organische Substanz abgebaut wird und daß aus dem entstandenen Trockenstabilat eine Brennfraktion abgetrennt und daraus durch eine Niedertemperaturpyrolyse Koks gewonnen wird. Der biologische Abbau kann dadurch erfolgen, daß der Restabfall in einem geschlossenen Behälter zwangsbelüftet wird. Hierdurch werden die biologisch leicht abbaubaren organischen Substanzen abgebaut. Durch den Abbau oder nach dem Abbau erfolgt eine biologi sche Trocknung. Hierdurch entsteht sogenanntes Trockenstabilat. Aus dem Troc kenstabilat wird eine Brennfraktion abgetrennt. Aus dieser wird anschließend durch eine Niedertemperaturpyrolyse-Entgasung, Vergasung-Koks gewonnen.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Vorzugsweise werden durch die Kombination von biologischer Trocknung, anschlie ßender Stofftrennung und Pyrolyse die im Brennstoff aus Restabfall vorhandenen Schadstoffe reduziert.

Vorteilhaft ist es, wenn im Brennstoff aus Restabfall der Heizwert über ca. 20.000 kJ/kg gesteigert wird.

Vorzugsweise wird die Dichte des Brennstoffes ohne Fremdenergiezufuhr erhöht.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerei genschaften des Brennstoffes hinsichtlich Feuchtigkeitseinfluß mit der Gefahr biolo gischer Reaktionen verbessert werden.

Vorzugsweise wird die Nutzungsvielfältigkeit des Brennstoffes hinsichtlich der Trans porteigenschaften verbessert.

Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung werden für den Brennstoff weitere kohlespezifische Anwendungsbereiche, z. B. Sorptionsvermögen von Aktivkohle, er schlossen.

Die "Pyrolyse von Abfällen" ist bekannt, beispielsweise aus VDI-Nachrichten Nr. 50 vom 17. Dezember 1976. Bei dem vorbekannten Verfahren wird die zu pyrolysieren de organische Substanz bei 100°C getrocknet. Es werden Pyrolysetemperaturen von mehr als 1.200°C angewandt, so daß die mineralischen Bestandteile zu schmelzen beginnen ("Silikatschmelze"). Die Trocknung und die Schlackenschmelze erfordern einen erheblichen Energieeinsatz, der die Energieausbeute aus einem Brennstoff und somit den Gesamtwirkungsgrad entsprechend mindert (ca. 20% bzw. 50%). Weiterhin wird heute die Eluierbarkeit von Schadstoffen aus Schlacken nicht mehr so positiv beurteilt wie zu Beginn der Entwicklung.

Es wurden bis heute mehrere Vorrichtungen zur Pyrolyse von organischen Stoffen entwickelt, die als Einzelaggregate jeweils Teil des erfindungsgemäßen Verfahrens sein können.

Durch die Erfindung wird die Aufgabe gelöst, einen schadstoffarmen, schlackenar men und höchstkalorischen Koks aus Restabfall herstellen zu können, wobei zur Verbesserung des Gesamtwirkungsgrades zunächst durch biologische Trocknung aus Restabfall Trockenstabilat entsteht und danach durch mechanische Trennung eine Brennstoff-Fraktion, die durch Pyrolyse (oder Verschwelung) hinsichtlich ihrer Dichte, Homogenität, Feuerungseigenschaft, Abgasqualität, Verwendungsvielfalt und Brikettierbarkeit wesentlich zu verbessern ist bzw. wesentlich verbessert werden kann.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann folgende bevorzugte Kombination von Einzelverfahrensschriften gewählt werden: Vorzerkleinerung des Restabfalls, biolo gische Trocknung bis auf einen der Feuchtigkeit der Umluft entsprechenden Rest wassergehalt im Trockenstabilat von weniger als 15%, zu kontrollieren über den Wasseraustrag aus dem Rottegemisch, Siebtrennung in Brennfraktion und Fraktio nen zum Luftherd, FE-Metallabscheidung durch Magnetscheider, NE-Metallab scheidung durch Wirbelstromscheider, selektive Zerkleinerung der Mineralstofffrakti on, Trennung der elastischen und spröden Stoffe, Zusammenführung aller brennfä higen Stoffkomponenten, Niedertemperatur-Pyrolyse (z. B. 450°C) der brennfähigen Stoffe durch Wärmezuführung zu Koks unter Nutzung der heißen Schwelgase und ihrer Verbrennung mit Dampferzeugung, Auskopplung von elektrischer und Wär meenergie und Abgasreinigung entsprechend den Vorgaben der 17. BlmSchV.

Durch die Erfindung wird ein Verfahren geschaffen mit einer Kombination der biolo gischen Trocknung - unter Nutzung des im Zellwasser organischer Substanz gebun denen Kohlenstoffes und Wasserstoffes bei biologisch elementar freigesetztem Stickstoff und Schwefel, mit dem damit verbundenen höchstmöglichen energetischen Wirkungsgrad - und der Niedertemperatur-Pyrolyse für trockene, Kohlenstoffangerei cherte und organische Substanz zu Koks mit den eingangs erwähnten Eigenschaf ten. Es hat sich überraschend gezeigt daß gegenüber dem Stand der Technik im Brennstoff Koks weniger Stickstoff, Schwefel, Chlor sowie Schwermetalle enthalten sind.

Die Pyrolyse (im vorliegenden Zusammenhang besser: Schwelung) ist eine bewährte Kulturtechnik zur Erzeugung von Holzkohle, Braunkohlenkoks und Steinkohlen-Halb koks. Vorteile dieses Prozesses sind:

- Das Produkt (in allgemeiner Form als Karbonisat zu bezeichnen) ist im Vergleich zum Ausgangsmaterial an Kohlenstoff angereichert. Der Ener gieinhalt (Heizwert) ist dadurch höher;
- das bei dem Prozeß entstehende Schwelgas enthält neben Wasserdampf kohlenstoffhaltige Spaltprodukte (z. B. Methan). Schwelprozesse sind energieliefernd, der Wärmebedarf der Schwelung wird also durch Ver brennung dieses Schwelgases gedeckt, so daß keine Fremdenergie be nötigt wird;
- Schwelprozesse führen immer zur Versprödung der Eingangsmaterialien und als Folge zu kleineren Korngrößen und besseren Homogenitäten;
- sollten im Karbonisat noch Metallreste enthalten sein, können diese we sentlich leichter entfernt werden;
- das Karbonisat ist prinzipiell für eine sogenannte Staubfeuerung geeignet. Einfache Zerkleinerungsvorrichtungen stehen zur Verfügung, so daß das Karbonisat auch im Kraftwerksbetrieb Anwendung finden kann;
- je nach Schweltiefe (Schwelintensität) ist das Karbonisat durchaus noch brikettierbar, so daß es auch als stückiges Produkt eingesetzt werden kann.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht vor zugsweise aus einem Eintrag, einer Pyrolysetrommel, einem Austragsgehäuse mit Kühlschnecke, einem Zyklon und einer Abgasfackel. Zur Erreichung der Temperatur von maximal 450°C kann ein üblicher Elektroheizmantel genügen. Das Schwelgas sollte über eine Wassertasse (Rückschlagsicherung) abgebrannt werden; gegebe nenfalls kann ein A-Filter nachgestellt sein.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Brennstoff aus Restabfall, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Restabfall vorhandene biologisch leicht abbaubare organische Substanz abgebaut wird und daß aus dem entstandenen Trockenstabilat eine Brennfraktion abgetrennt und daraus durch eine Niedertemperaturpyrolyse Koks gewonnen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Kombina tion von biologischer Trocknung,anschließender Stofftrennung und Pyrolyse die im Brennstoff aus Restabfall vorhandenen Schadstoffe reduziert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Brennstoff aus Restabfall der Heizwert über ca. 20.000 kJ/kg gesteigert wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß die Dichte des Brennstoffes ohne Fremdenergiezufuhr erhöht wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß die Lagereigenschaften des Brennstoffes hinsichtlich Feuchtigkeit seinfluß mit der Gefahr biologischer Reaktionen verbessert werden.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß die Nutzungsvielfältigkeit des Brennstoffes hinsichtlich der Transpor teigenschaften verbessert wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß für den Brennstoff weitere kohlespezifische Anwendungsbereiche (z. B. Sorptionsvermögen von Aktivkohle) erschlossen werden.