DE19924472A1 - Treatment with carbon dioxide of waste (eg from papermaking) to make use of the quicklime, carbon or metal components in metallurgy, cement manufacture or firing of power stations or incinerators - Google Patents

Treatment with carbon dioxide of waste (eg from papermaking) to make use of the quicklime, carbon or metal components in metallurgy, cement manufacture or firing of power stations or incinerators

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Abstract

Further treatment of an exothermically-reacted mixture made from waste comprises stirring it before or after the decay of its reactivity and charging it with a CO2-containing gas, the mixture containing : (a) water, carbon, metals, metal oxides and/or other reactive materials; and (b) components which are reactive with (a) comprising free quicklime, calcined dolomite, carbon, metals, metal oxides etc in finely-divided or powdered form.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Weiterbehandeln eines exotherm ausrea­ gierenden Gemisches nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.The invention relates to a process for the further treatment of an exothermic ausrea yawing mixture according to the preamble of the claim.

Ein einschlägiges Gemisch ist beispielsweise bekannt aus der DE 195 17 603 A1 derselben Anmelderin. Darin ist ein Verfahren zur Verarbeitung von feuchtem Klär­ schlamm beschrieben, welcher in einem Mischer unter Drehen oder Rühren zu­ nächst homogenisiert wird und der homogenisierten Mischung anschließend eine staubförmige, mineralhaltige Substanz in Form von Branntkalk zugefügt wird, bis ein rieselfähiges Produkt entsteht. Von diesem rieselfähigen Produkt wird anschließend eine Kornfraktion abgesiebt.A relevant mixture is known for example from DE 195 17 603 A1 the same applicant. It contains a procedure for processing wet clarification Mud described, which in a mixer while rotating or stirring is next homogenized and then the homogenized mixture dusty, mineral-containing substance in the form of quicklime is added until a free-flowing product is created. This free-flowing product is then used sieved a grain fraction.

Klärschlamm enthält kohlenstoffhaltige organische und auch anorganische Be­ standteile, die in Wasser suspendiert sind. Beim Hinzufügen von Branntkalk, CaO, reagiert der Kalk, Ca, mit dem Wasser, H2O, und es entsteht Calciumhydroxid, Ca(OH)2, nach der folgenden Gleichung:
Sewage sludge contains carbon-containing organic and also inorganic constituents that are suspended in water. When quicklime, CaO, is added, the lime, Ca, reacts with the water, H 2 O, and calcium hydroxide, Ca (OH) 2 , is formed according to the following equation:

H2O + CaO = Ca(OH)2.H 2 O + CaO = Ca (OH) 2 .

Anstelle von Branntkalk wird bekanntermaßen bevorzugt auch Flugasche verwendet, weil in der Flugasche der während der Verbrennung von fossilen Brennstoffen gebil­ dete gebrannte Kalk enthalten ist. Die Flugasche hat also einen hohen Anteil an Branntkalk. Dieser Branntkalk macht sie zur Behandlung der in Betracht kommenden Stoffe besonders geeignet.As is known, fly ash is preferably used instead of quicklime, because in the fly ash during the burning of fossil fuels detached lime is included. The fly ash therefore has a high proportion of Quicklime. This quicklime makes them suitable for the treatment of those Fabrics particularly suitable.

Die Reaktion zwischen dem Wasser und dem Branntkalk ist exotherm und bedeutet, dass das Gemisch durch die Reaktionswärme erwärmt wird, wobei ein Teil des Wassers als Brüden ausgast. Die Reaktion setzt sich so lange fort, bis das in den schlammförmigen Stoffen enthaltene Wasser völlig verbraucht ist. Das bei der Re­ aktion entstehende Calciumhydroxid, Ca(OH)2 oder Löschkalk, ist im Wasser nur wenig löslich. Es ist auch wenig geeignet zur anschließenden Weiterverwendung, da der im Calciumhydroxid enthaltene Anteil an Wasser vorher ausgetrieben werden muss. Dazu muss in der Regel Energie aufgewendet werden. Auch ist es erforder­ lich, die bei der Reaktion entstehende Wärme wieder abzuführen, d. h. das Gemisch abzukühlen und die Feuchtigkeit auszutreiben, damit es in einem Silo lagerbar wird bevor es weiter verwendet werden kann. Bei der Lagerung eines nicht abgekühlten, feuchten Gemisches in einen Silo besteht beispielsweise die Gefahr, dass sich das Gemisch verfestigt und anschließend nur noch unter Schwierigkeiten aus dem Silo entnommen werden kann.The reaction between the water and quicklime is exothermic and means that the mixture is heated by the heat of reaction, with some of the water outgassing as vapors. The reaction continues until the water contained in the sludge-like substances is completely used up. The calcium hydroxide formed during the reaction, Ca (OH) 2 or hydrated lime, is only slightly soluble in water. It is also not very suitable for subsequent use, since the proportion of water contained in the calcium hydroxide has to be expelled beforehand. This usually requires energy. It is also necessary to remove the heat generated during the reaction again, ie to cool the mixture and drive off the moisture so that it can be stored in a silo before it can be used again. When storing a non-cooled, moist mixture in a silo, for example, there is a risk that the mixture solidifies and can then only be removed from the silo with difficulty.

Als Weiterverwendung ist vorgesehen, ein ausreagiertes Gemisch auf unterschiedli­ che Weisen einzusetzen, um seine wertvollen Bestandteile zu nutzen. So kommt beispielsweise der Einsatz in einem metallurgischen Prozess in Betracht, bei dem das Gemisch in einen Hochofen, Schmelzofen, Converter oder Elektrolichtbo­ genofen eingeblasen wird, wenn es größere Anteile an Metallen oder Metalloxiden aufweist. Eine andere Art der Verwendung ist das Einblasen in die Feuerung eines Kraftwerks oder Müllverbrennungsanlage, um den Kohlenstoff zu nutzen und Schad­ stoffe, wie z. B. Schwefel, an den Kalk zu binden. Schließlich kommt auch noch das Einblasen in einen Drehrohrofen in Betracht, wo Klinker zu Zement gebrannt wird. Bei Einsätzen im Kraftwerk, der Müllverbrennung und der Zementherstellung handelt es sich jeweils um die Verwendung in einem thermischen Prozess im Sinne der vor­ liegenden Erfindung.As a further use, a fully reacted mixture is provided on different ways to use its valuable components. So come For example, use in a metallurgical process in which the mixture in a blast furnace, melting furnace, converter or electric lightbo Genofen is blown in if there are larger proportions of metals or metal oxides having. Another type of use is blowing into a furnace Power plant or waste incineration plant to use the carbon and harm fabrics such as B. sulfur to bind to the lime. Finally there is that Blowing into a rotary kiln into consideration where clinker is burned to cement. For operations in the power plant, waste incineration and cement production it is in each case the use in a thermal process in the sense of the lying invention.

Daraus ergibt sich die Aufgabe, ein vorbereitetes Gemisch, welches aus schlamm­ förmigen Abfallstoffen durch die Behandlung mit Branntkalk gewonnen wird und Calciumhydroxid enthält, so weiter zu behandeln, dass es für den Einsatz in einem metallurgischen oder thermischen Prozess besonders geeignet ist.Hence the task, a prepared mixture, which consists of mud shaped waste is obtained by treatment with quicklime and Contains calcium hydroxide, so treat it so that it can be used in one metallurgical or thermal process is particularly suitable.

Erfindungsgemäß wurde nun gefunden, dass man das Gemisch vor oder nach dem Abklingen seiner wesentliche Reaktionsfähigkeit einer mehrfachen Umwälzung un­ terwirft und dabei mit einem CO2-haltigen Gas beaufschlagt. Bei einer derartigen Behandlung wandelt sich das in dem Gemisch enthaltene Calciumhydroxid in Calci­ umkarbonat, CaCO3, um. Diese Umwandlung findet nach folgender Gleichung statt:
According to the invention, it has now been found that the mixture is subjected to multiple circulation before or after its essential reactivity has subsided and, in the process, a CO 2 -containing gas is applied to it. With such a treatment, the calcium hydroxide contained in the mixture converts to calcium carbonate, CaCO 3 . This conversion takes place according to the following equation:

Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O.Ca (OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 + H 2 O.

Calciumkarbonat, CaCO3, wird auch gebildet, wenn man Kohlendioxid, CO2, über trockenes Calciumhydroxid, Ca(OH)2, leitet. Auch diese Reaktion läuft exotherm, d. h. unter Wärmeentwicklung ab und es wir dabei Wasser abgeschieden. Das nach der Gleichung entstehende Wasser macht das getrocknete Gemisch wieder feucht. Allerdings sorgt auch hier die Wärmeentwicklung der exothermen Reaktion dafür, dass ein großer Teil des gebildeten Wassers wiederum als Brüden ausgast. Hinge­ gen ist die Karbonatbildung niemals vollständig d. h., das vorhandene Calcium­ hydroxid wird nicht vollständig umgewandelt. Jedoch ist der Grad der Umwandlung groß genug, um das für einen metallurgischen oder thermischen Prozess so wert­ volle Calciumkarbonat, CaCO3, in zufriedenstellender Menge zu gewinnen. Die üb­ rigen Bestandteile des Gemischs, wie Kohlenstoff, Metalle und Metalloxide berei­ chern den metallurgischen Prozess ebenfalls. Die Nutzung in einem thermischen Prozess ist ein wertvoller Beitrag zur Abfallverbrennung und Schadstoffminderung.Calcium carbonate, CaCO 3 , is also formed when carbon dioxide, CO 2 , is passed over dry calcium hydroxide, Ca (OH) 2 . This reaction is also exothermic, that is, with the development of heat, and water is separated in the process. The water created according to the equation makes the dried mixture moist again. However, the heat development of the exothermic reaction ensures that a large part of the water formed outgasses again. However, the carbonate formation is never complete, ie the calcium hydroxide present is not completely converted. However, the degree of conversion is large enough to obtain calcium carbonate, CaCO 3 , which is so valuable for a metallurgical or thermal process, in a satisfactory amount. The other constituents of the mixture, such as carbon, metals and metal oxides, also enrich the metallurgical process. The use in a thermal process is a valuable contribution to waste incineration and pollution reduction.

Schließlich ist vorgesehen, das entstehende Wasser auch noch zu entfernen. Indem man das Gemisch nach der Umwandlung mit getrockneter Druckluft beaufschlagt, wird die Diffundierung der Brüden durch das Gemisch hindurch unterstützt und das restliche Wasser ausgetrieben, wobei das Gemisch zugleich auf eine Temperatur unterhalb von 40°C abgekühlt wird. Diese Abkühlung macht das Gemisch für eine Lagerung in Bunkern oder Silos besonders über einen längeren Zeitraum geeignet, bevor es dem metallurgischen oder thermischen Prozess zugeführt werden kann.Finally, it is planned to also remove the water that forms. By doing the mixture is pressurized with compressed air after the conversion, the diffusion of the vapors through the mixture is supported and that remaining water expelled, the mixture at the same time to a temperature is cooled below 40 ° C. This cooling makes the mixture for one Storage in bunkers or silos particularly suitable for a longer period, before it can be fed to the metallurgical or thermal process.

Bei einer Verwendung von reinem CO2 erhält man im vorliegenden Fall selbstver­ ständlich die besten Umwandlungsergebnisse. Allerdings ist der Preis von reinem, d. h. industriell erzeugten CO2 verhältnismäßig hoch. Deshalb ist es naheliegend, für dieses Verfahren, das sich ja grundsätzlich mit der Verarbeitung von Abfallstoffen beschäftigt, ein weiteres Gas zur Verfügung zu stellen, welches in ausreichendem Maß anfällt. Ein solches Gas ist z. B. Rauchgas. Bei einer Verbrennung von fossilen Brennstoffen im Kraftwerk ohne Luftüberschuss erhält man beispielsweise einen CO2-Anteil im Rauchgas von ungefähr 14%. Bei der Verbrennung mit Luftüber­ schuss erhält man einen CO2-Anteil zwischen 10%-12%. Der Wasseranteil im Rauchgas eines Kohlekraftwerks richtet sich nach der Feuchtigkeit im Brennstoff. Er variiert normalerweise zwischen 10% und 15%.If pure CO 2 is used, the best conversion results are of course obtained in the present case. However, the price of pure, ie industrially produced CO 2 is relatively high. It is therefore obvious to provide another gas for this process, which is basically concerned with the processing of waste materials, which is produced to a sufficient extent. Such a gas is e.g. B. flue gas. When fossil fuels are burned in the power plant without excess air, for example, the CO 2 content in the flue gas is approximately 14%. Combustion with excess air gives a CO 2 content between 10% -12%. The water content in the flue gas of a coal-fired power plant depends on the moisture in the fuel. It usually varies between 10% and 15%.

Eine wirkungsvolle Umsetzung wird erzielt, wenn man das Gemisch mit dem CO2- haltigen Gas bzw. der Luft nicht nur begast sondern durchgast. Dazu müssen das CO2-haltige Gas bzw. die Luft vorher auf einen erhöhten Druck gebracht werden. Eine Druckerhöhung auf Werte zwischen 1,0 und 10 bar hat sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung als ausreichend enrwiesen. Um nicht unnötige Feuchtigkeit über die komprimierte Luft oder das CO2-haltige Gas in das Gemisch einzubringen, werden die Luft bzw. das CO2-haltige Gas vor dem Eintrag in das Gemisch vor­ zugsweise einer Kühltrocknung unterzogen. Der Taupunkt von Rauchgasen eines Kohlekraftwerks liegt unterhalb von 40°C.An effective implementation is achieved if the mixture is not only gassed with the CO 2 -containing gas or the air but also gasified. To do this, the CO 2 -containing gas or air must first be brought to an increased pressure. An increase in pressure to values between 1.0 and 10 bar has been found to be sufficient in the context of the present invention. In order not to introduce unnecessary moisture into the mixture via the compressed air or the CO 2 -containing gas, the air or the CO 2 -containing gas are preferably subjected to cooling drying before being introduced into the mixture. The dew point of flue gases from a coal-fired power plant is below 40 ° C.

Da ein Interesse daran besteht, das weiter behandelte Gemisch zur Verbesserung seiner Lagerbarkeit zugleich abzukühlen, wird vorgesehen, die CO2-haltigen Gase bzw. die Luft vor dem Begasen des Gemisches auf einen Wert zwischen 10° und 30°C abzukühlen. Auch ist es sinnvoll, das CO2-haltige Gas, insbesondere das Rauchgas, vor dem Begasen des Gemisches zu entwässern. In diesem Zusammen­ hang werden Feuchtigkeitsgehalte des Gases unterhalb von 1% eingestellt.Since there is an interest in cooling the further treated mixture to improve its storability at the same time, it is provided that the CO 2 -containing gases or the air are cooled to a value between 10 ° and 30 ° C. before the mixture is gassed. It is also advisable to dewater the CO 2 -containing gas, in particular the flue gas, before gassing the mixture. In this context, the moisture content of the gas is set below 1%.

Das Gemisch sollte möglichst innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums nach seiner Herstellung weiter behandelt werden. Ein solcher Zeitraum liegt im Bereich zwischen 1 Minute bis 10 Stunden nach der Herstellung des Gemisches. Dabei wird das Ge­ misch zur Behandlung mit dem CO2-haltigen Gas, dem Rauchgas oder der Luft in einem Trommelmischer umgewälzt. Die Gase werden in das Innere des Trommelmi­ schers eingeleitet. Die Einleitung erfolgt unter erhöhtem Druck, damit das Gemisch so gut wie möglich durchgast wird. Sobald die Behandlung des Gemischs mit dem CO2-haltigen Gas abgeschlossen ist, kann noch eine Belüftung des Gemischs nachfolgen. Bei der Beaufschlagung mit Druckluft wird das Gemisch gekühlt und die Restfeuchtigkeit ausgetrieben. Die dabei austretenden Brüden werden wiederum ab­ gesaugt. Ohne Zwangsbelüftung würde durch das Absaugen der Brüden ein Unter­ druck entstehen, der ein rasches Durchgasen des Gemisches beeinträchtigt bzw. unmöglich macht. Im Vergleich zur Luft sind Brüden schwerer. Um einen ordentli­ chen Abzug der Brüden zu erzielen, muss gegenüber einem bestimmten Volumen an Brüden das dreifache Volumen an Luft durch das Gemisch hindurch geleitet werden. Danach ist das Gemisch dazu geeignet, in einem Silo oder Bunker zwischengelagert zu werden. If possible, the mixture should be treated further within a predetermined period after its production. Such a period is in the range between 1 minute and 10 hours after the preparation of the mixture. The mixture is circulated in a drum mixer for treatment with the CO 2 -containing gas, the flue gas or the air. The gases are introduced into the interior of the drum mixer. It is introduced under increased pressure so that the mixture is gasified as well as possible. As soon as the treatment of the mixture with the CO 2 -containing gas has been completed, the mixture can be aerated. When compressed air is applied, the mixture is cooled and the residual moisture is expelled. The vapors escaping are sucked off again. Without forced ventilation, suction of the vapors would create a negative pressure, which would impair or make impossible a rapid gasification of the mixture. Vapors are heavier than air. In order to achieve a proper withdrawal of the vapors, three times the volume of air must be passed through the mixture compared to a certain volume of vapors. The mixture is then suitable for being temporarily stored in a silo or bunker.

Vor dem Einblasen in einen metallurgischen oder thermischen Prozess wird von dem Gemisch eine Kornfraktion mit Korngrößen unterhalb von 6 mm abgesiebt. Eine solche Komfraktion eignet sich besonders gut zum Einblasen in den metallurgischen oder thermischen Prozess. Das behandelte Gemisch kann aber auch brikettiert oder pelletiert werden oder anderen Stoffen beigemischt werden, die brikettier- oder pel­ letierbar sind.Before it is blown into a metallurgical or thermal process, a grain fraction with grain sizes below 6 mm is sieved from the mixture. A such a fraction is particularly suitable for blowing into the metallurgical or thermal process. The treated mixture can also be briquetted or be pelleted or mixed with other substances that are briquetting or pel are letable.

Neben den vorgenannten Abfallstoffen, die vorwiegend metallische Komponenten aufweisen, ist es ebenso gut möglich, industrielle oder kommunale Klärschlämme sowie Abfallschlämme aus der Papierindustrie, Kompost und sogar organisch bela­ stete Sickerwässer mit Stoffen zu behandeln, die freien Branntkalk und/oder ge­ brannten Dolomit, CaCO3XMgCO3, aufweisen und diese Gemische anschließend in der vorbeschriebenen Weise weiterzubehandeln und abzukühlen. Sogar Gemische aus Gülle und Kraftwerksflugasche können auf die vorbeschriebene Weise erfolg­ reich behandelt werden. Überhaupt ist Kraftwerksflugasche eine ausgezeichnete zweite Komponente für alle vorstehend genannten Schlämme wegen ihrer hohen Anteile an freiem Branntkalk. Auch können Herstellung, Weiterbehandlung und Ab­ kühlung eines Gemischs in ein und derselben Trommel erfolgen. Dabei werden zu­ nächst die beiden Komponenten eins und zwei gleichzeitig oder nacheinander auf­ gegeben und miteinander unter Drehung der Trommel vermischt. Noch vor dem Ab­ klingen der daraufhin einsetzenden Reaktion wird bereits durch weiteres Umwälzen und Begasen des Gemischs mit CO2 die Bildung des Calciumkarbonats eingeleitet.In addition to the aforementioned waste materials, which mainly contain metallic components, it is equally possible to treat industrial or municipal sewage sludge as well as waste sludge from the paper industry, compost and even organically polluted leachate with substances that contain free quicklime and / or burnt dolomite, CaCO 3 XMgCO 3 , and then further treat and cool these mixtures in the manner described above. Even mixtures of manure and power plant fly ash can be successfully treated in the manner described above. In general, power plant fly ash is an excellent second component for all of the above-mentioned sludge because of its high proportion of free quicklime. Production, further treatment and cooling of a mixture can also take place in one and the same drum. First, the two components one and two are given simultaneously or in succession and mixed together while rotating the drum. Even before the subsequent reaction begins to sound, the formation of calcium carbonate is initiated by further circulation and gassing of the mixture with CO 2 .

Anschließend kann zur Abkühlung Luft in das weiter behandelte Gemisch eingebla­ sen werden. Als CO2-haltiges Gas zur Weiterbehandlung eines Gemischs kommt in außergewöhnlichen Fällen auch Luft in Betracht, obwohl sie nur etwa 0,03 Volum.% CO2 enthält. Neben Rauchgas ist besonders der Einsatz von Gichtgas nach Reini­ gung im Filter und Verbrennung möglich, welches bekanntlich zwischen 12% und 16 Volum.% CO2 enthält. Es können in gleicher Weise auch die Abgase des Elektro­ lichtbogenofens genutzt werden. Bei der Herstellung von Gemischen, die hochreak­ tive Komponenten enthalten, wie z. B. vorreduzierte Feinerze (DRI), kann durch das gleichzeitige Einblasen von Frischluft einer unzulässigen Temperaturerhöhung bei der Reaktion entgegengewirkt werden. Air can then be blown into the further treated mixture for cooling. In exceptional cases, air can also be considered as a gas containing CO 2 for the further treatment of a mixture, although it contains only about 0.03% by volume of CO 2 . In addition to flue gas, the use of blast furnace gas after cleaning in the filter and combustion is particularly possible, which is known to contain between 12% and 16% by volume of CO 2 . The exhaust gases from the electric arc furnace can also be used in the same way. In the preparation of mixtures containing highly reactive components, such as. B. pre-reduced fine ores (DRI), can be counteracted by the simultaneous blowing in of fresh air an impermissible temperature increase in the reaction.

Nachfolgend wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Die einzige Figur zeigt die Trommel eines Trommelmischers, wie er zur Weiterbehand­ lung des Gemischs besonders geeignet ist.The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment. The only figure shows the drum of a drum mixer, as it for further treatment tion of the mixture is particularly suitable.

Der Trommelmischer 1 nach der Figur hat eine erprobte und kompakte Technik, wie sie beispielsweise von Trommelmischern zur Betonherstellung hinreichend bekannt ist. Die Umdrehungszahl der Trommel 2 ist stufenlos regelbar. Der Antrieb (nicht gezeigt) erfolgt wahlweise über Elektro-, Diesel-, oder Benzinmotoren mit nachge­ schaltetem Hydraulikgetriebe (nicht gezeigt). Die Trommel 2 kann sowohl stationär als auch fahrbar eingesetzt werden. Die Trommel 2 wird mittels Band- (nicht gezeigt) oder Schneckenförderer (nicht gezeigt) mit einem Gemisch 3 beschickt. Das Be­ schicken erfolgt über einen Einfülltrichter 4. Ähnlich wie der Einfülltrichter 4 ist ein weiterer Trichter (nicht gezeigt) ausgestaltet, über den die Brüden (nicht gezeigt) abgesaugt werden können, welche aus dem Gemisch 3 austreten. Der Austrag 5 des weiter behandelten und abgekühlten Gemischs erfolgt über ein Abzugsband (nicht gezeigt) in einen Bunker (nicht gezeigt) hinein und ist unproblematisch. Auch der Abzug und die Entstaubung der Brüden sind einfach. Der Platzbedarf eines Trommelmischers 1 mit einem Fassungsvermögen der Trommel 2 von beispielswei­ se 10 t beträgt 12 m2, ist also gering im Verhältnis zu einer evtl. Zwischenlagerung eines Gemischs in Bunkern, Haufwerken oder in big bags zu je 1 t auf Paletten. Bei solchen Formen der Zwischenlagerung des Gemischs dürfte auch die Absaugung von Brüden problematisch und kostenintensiv sein. Aufgrund seiner bewährten Technik benötigt ein Trommelmischer 1 wenig Wartung und ist einfach in der Bedie­ nung sowie Überwachung.The drum mixer 1 according to the figure has a tried and tested and compact technology, as is well known, for example, from drum mixers for the production of concrete. The number of revolutions of the drum 2 is infinitely variable. The drive (not shown) takes place either via electric, diesel or gasoline engines with a downstream hydraulic transmission (not shown). The drum 2 can be used both stationary and mobile. The drum 2 is fed with a mixture 3 by means of a belt (not shown) or screw conveyor (not shown). The loading is done via a hopper 4 . Similar to the filling funnel 4 , a further funnel (not shown) is designed, via which the vapors (not shown) which emerge from the mixture 3 can be sucked off. The discharge 5 of the further treated and cooled mixture takes place via a discharge belt (not shown) into a bunker (not shown) and is unproblematic. Extracting and dedusting the vapors is also easy. The space requirement of a drum mixer 1 with a capacity of the drum 2 of 10 tons, for example, is 12 m 2 , which is low in relation to a possible intermediate storage of a mixture in bunkers, piles or in big bags of 1 t each on pallets. With such forms of intermediate storage of the mixture, the extraction of vapors is also likely to be problematic and cost-intensive. Due to its proven technology, a drum mixer 1 requires little maintenance and is easy to operate and monitor.

Die Trommel 2 ist mit Wiegezellen (nicht gezeigt) zur Gewichtskontrolle bei der Chargierung und Entleerung ausgestattet. Mittels gekapseltem Band oder Schnec­ kenförderer (nicht gezeigt) wird das Gemisch 3 zum Einfülltrichter 4 der Trommel 2 transportiert und eingefüllt. Die Trommel 2 dreht beim Befüllvorgang von der Einfüll­ seite her gesehen im Uhrzeigersinn. Das Gemisch 3 wird von der innenliegenden Wendel 6 eingezogen bzw. in das Innere der Trommel 2 transportiert. In die Wan­ dung 18 der Trommel 2 sind an einer oder mehreren Stellen Temperaturfühler 19 eingelassen. Diese Temperaturfühler 19 messen fortlaufend die Temperatur des Gemischs 3 und übermitteln die Temperaturwerte an eine Messstation 20 außerhalb der Trommel 2. Die Übermittlung der Temperaturwerte erfolgt drahtlos oder über Messleitungen 21. Mit Hilfe der Messstation 20 werden auch die Befüllungs- und Entleerungszyklen des Trommelmischers 1 gesteuert. Temperaturfühler 22 können auch in oder an den Wendeln 6 der Trommel 2 angebracht sein.The drum 2 is equipped with load cells (not shown) for weight control during charging and emptying. By means of an encapsulated belt or screw conveyor (not shown), the mixture 3 is transported to the hopper 4 of the drum 2 and filled. The drum 2 rotates clockwise when viewed from the filling side. The mixture 3 is drawn in by the internal helix 6 or transported into the interior of the drum 2 . In the wall 18 of the drum 2 temperature sensors 19 are inserted at one or more points. These temperature sensors 19 continuously measure the temperature of the mixture 3 and transmit the temperature values to a measuring station 20 outside the drum 2 . The temperature values are transmitted wirelessly or via measuring lines 21 . The filling and emptying cycles of the drum mixer 1 are also controlled with the aid of the measuring station 20 . Temperature sensors 22 can also be attached in or on the coils 6 of the drum 2 .

Zur Entleerung des weiter behandelten und abgekühlten Gemischs 3 aus der Trom­ mel 2 dreht diese im Gegenuhrzeigersinn. Die Zeit des Chargierens richtet sich nach der Geschwindigkeit der Mengenzuführung des Gemischs 3 und nach der Umdre­ hungsgeschwindigkeit der Trommel 2. Die Entleerung des weiter behandelten und abgekühlten Gemischs 3 kann stufenlos über die Umdrehungsgeschwindigkeit der Trommel 2 gesteuert werden. Bei der Abkühlung werden Brüden freigesetzt. Die Brüden bestehen aus Wasserdampf- und Staubpartikeln. Beim Umgang mit toxischen Stäuben, z. B. Filterstäuben des Elektrolichtbogenofens, die unter anderem Zn-/Pb- Oxide enthalten können, ist eine gezielte Absaugung und Filterung solcher Brüden ökologisch erforderlich und wichtig.To empty the further treated and cooled mixture 3 from the drum 2 , it rotates counterclockwise. The time of charging depends on the speed of the quantity feed of the mixture 3 and the speed of rotation of the drum 2 . The emptying of the further treated and cooled mixture 3 can be steplessly controlled via the rotational speed of the drum 2 . Vapors are released during cooling. The vapors consist of water vapor and dust particles. When handling toxic dusts, e.g. B. filter dust of the electric arc furnace, which can contain Zn / Pb oxides, among other things, a targeted suction and filtering of such vapors is ecologically necessary and important.

Die Zufuhr des CO2-haltigen Gases und später der Luft 7 erfolgt über eine Rohrlan­ ze 8, welche durch die Einfüllöffnung 9 der Trommel 2 im Verlauf der Mittellinie 10 in das Innere der Trommel 2 eingeführt ist. Vom Ende 11 der Rohrlanze 8 gehen strahlenförmig Rohrleitungen 12 ab, die auf einen Rohrring 13 stoßen, der am Bo­ den der Mischtrommel 2 befestigt ist. Die Rohrlanze 8 und abgehenden Rohrleitun­ gen 12 sind mit Düsenöffnungen 14 versehen, aus denen das CO2-haltige Gas und später die Druckluft 7 ausströmen kann.The supply of the CO 2 -containing gas and later the air 7 takes place via a Rohrlan ze 8 , which is introduced through the filling opening 9 of the drum 2 in the course of the center line 10 into the interior of the drum 2 . From the end 11 of the pipe lance 8 radially go from pipes 12 which meet a pipe ring 13 which is attached to the Bo of the mixing drum 2 . The pipe lance 8 and outgoing Rohrleitun conditions 12 are provided with nozzle openings 14 from which the CO 2 -containing gas and later the compressed air 7 can flow out.

Bereits vor dem Befüllen der Trommel 2 wird das Rohrsystem 8, 12 mit Druckgas oder Druckluft 7 beaufschlagt, damit kein Gemisch in die Düsen 14 eintreten kann, um so Verstopfungen zu vermeiden. Die Düsen 14 können mit Rückschlagventilen (nicht gezeigt) bestückt sein, die sich bei Druckabfall schließen und so ein Eindrin­ gen von Gemisch 3 in das Rohrsystem 8, 12 verhindern. Even before the drum 2 is filled, the pipe system 8 , 12 is pressurized with compressed gas or compressed air 7 so that no mixture can enter the nozzles 14 in order to avoid blockages. The nozzles 14 can be equipped with non-return valves (not shown) which close when the pressure drops and thus prevent penetration of mixture 3 into the pipe system 8 , 12 .

Eine andere Variante der Zuführung von CO2-haltigem Gas unter Druck oder von Druckluft in das Innere der Trommel 2 kann über eine Bohrung in der Antriebswelle, bzw. ein Verbindungsstück 15 zwischen Getriebe und Trommel 2 erreicht werden. Die Zuführung von gasförmigen Medien 7 über ein Verbindungsstück 15 wird sich allerdings etwas komplizierter gestalten als über ein einfaches Absperrventil 16 im Zuge der Rohrlanze 8.Another variant of the supply of CO 2 -containing gas under pressure or of compressed air into the interior of the drum 2 can be achieved via a bore in the drive shaft or a connecting piece 15 between the gear and the drum 2 . However, the supply of gaseous media 7 via a connecting piece 15 will be somewhat more complicated than via a simple shut-off valve 16 in the course of the pipe lance 8 .

Durch die fest eingebaute Wendel 6 wird das Gemisch 3 bei drehender Trommel 2 in das Innere der Trommel 2 transportiert und sammelt sich im Bodenbereich 11 der Trommel 2 an. In der Figur ist die größtmögliche Befüllung entsprechend der Mate­ riallinie 17 eingezeichnet. Unterhalb der Materiallinie 17 muss mit der größtmögli­ chen Menge an gasförmigen Medien unter Druck gearbeitet werden.Due to the permanently installed helix 6 , the mixture 3 is transported into the interior of the drum 2 when the drum 2 is rotating and accumulates in the bottom region 11 of the drum 2 . In the figure, the greatest possible filling is drawn according to the material line 17 . Below the material line 17 , the greatest possible amount of gaseous media must be used under pressure.

Erfahrungsgemäß sind Brüden schwerer als reiner Wasserdampf. Wichtig ist, dass die Brüden rasch abgesaugt und gefiltert werden. Um eine optimale Absaugung zu gewährleisten, muss gegenüber der in der Zeiteinheit entstehenden Menge an Brü­ den annähernd der dreifache Wert an Druckluft 7 eingeblasen werden. Eine voll­ ständige und gezielte Absaugung der Brüden im Bereich der Einfüllöffnung 9 der Trommel 2 ist durch Einhausung (nicht gezeigt) sehr gut technisch machbar und auch kostengünstig.Experience has shown that vapors are heavier than pure water vapor. It is important that the vapors are quickly sucked off and filtered. In order to ensure optimal suction, the triple value of compressed air 7 must be blown in compared to the amount of broth produced in the time unit. Fully permanent and targeted suction of the vapors in the area of the filling opening 9 of the drum 2 is very technically feasible by housing (not shown) and also inexpensive.

Je nach Anforderungen des Weiterbehandlungsverfahrens kann die eingeblasene Druckluft 7 kalt, warm oder heiß sein. In jedem Fall muss sie jedoch trocken sein. Erfahrungsgemäß läuft die Reaktion des Gemischs 3 bei kalter Außentemperatur nur schwer, unvollständig bzw. gar nicht ab. Um dieser Behinderung zu begegnen, bzw. den Hydrations- bzw. Neutralisationprozess der Rekarbonisierung zu unterstützen, ist die Beaufschlagung des Gemischs mit warmer oder heißer Luft erforderlich.Depending on the requirements of the further treatment process, the compressed air 7 can be cold, warm or hot. In any case, however, it must be dry. Experience has shown that the reaction of mixture 3 is difficult, incomplete or not at all when the outside temperature is cold. In order to counter this disability or to support the hydration or neutralization process of the re-carbonation, the mixture must be exposed to warm or hot air.

Nach Erreichen des vorgegebenen Gewichtes, wird entsprechend der Materiallinie 17 an einem Trommelmischer 1 der Füllvorgang an der Trommel 2 durch einen Im­ puls der Wiegezellen (nicht gezeigt) automatisch gestoppt. Nach vorliegenden Ver­ suchsergebnissen mit einem Trommelmischer 1 beträgt der Reaktionsprozess eine Stunde. Für eine kontinuierliche Produktion von 70 t Gemisch pro Tag werden drei Trommelmischer 1 mit einem Fassungsvermögen von je 8 m3 und einem Platzbedarf von 36 m2 benötigt. Die Trommelmischer 1 können auch als Zwischenlager dienen.After reaching the predetermined weight, the filling process on the drum 2 is automatically stopped by a pulse of the load cells (not shown) in accordance with the material line 17 on a drum mixer 1 . According to available test results with a drum mixer 1 , the reaction process is one hour. For a continuous production of 70 t of mixture per day, three drum mixers 1 with a capacity of 8 m 3 each and a space requirement of 36 m 2 are required. The drum mixer 1 can also serve as an intermediate store.

Von den Trommelmischern kann das Mischgut kontinuierlich für weitere Verfahrens­ schritte oder zur Zwischenlagerung abgegeben werden. Als weiterer Verfahrens­ schritt kommt beispielsweise das Einblasen in einen metallurgischen oder thermi­ schen Prozess in Betracht, wobei vorausgeschickt wird, dass von dem weiter be­ handelten und abgekühlten Gemisch vorab eine Kornfraktion von 0-6 mm abge­ siebt wird. Eine solche Kornfraktion eignet sich aber auch zum Pelletieren oder Bri­ kettieren, sei es mit oder ohne Bindemittel oder als Zusatzstoff zu Pellets oder Bri­ ketts.From the drum mixer, the mix can be used continuously for further processes steps or for intermediate storage. As another procedure step is, for example, blowing into a metallurgical or thermal process, whereby it is anticipated that the further acted and cooled mixture in advance a grain fraction of 0-6 mm is sieved. Such a grain fraction is also suitable for pelleting or bri chain, either with or without a binder or as an additive to pellets or Bri chains.

Der Vollständigkeit halber werden die für die Behandlung in Betracht kommenden Stoffe nachfolgend noch einmal aufgeführt:
öl-/metallhaltige Schlämme, wie Hon-, Läpp-, Bohr- und Schleifschlämme,
Walzzunderschlamm,
Schlämme aus der Nassentstaubung,
Gichtgasschlamm,
industrieller und kommunaler Klärschlamm,
öl-/wasserhaltige Emulsionen versetzt mit Sanden oder Sedimentationsresten, ins­ besondere Schlämme aus Ölabscheidern,
Schlamm aus der Papierherstellung,
Kompost,
organisch belastete Schlämme aus Kompostanlagen, Hausmüllanlagen, Hausmüll­ deponien, Schlachtereien,
Rotschlamm,
Farbenschlamm,
Schlamm aus der Zuckerherstellung,
Grünsalz,
Gülle,
Schlamm aus der Kohlenwäsche. For the sake of completeness, the substances considered for treatment are listed again below:
oil- / metal-containing sludges, such as honing, lapping, drilling and grinding slurries,
Mill scale mud,
Sludges from wet dedusting,
Top gas sludge,
industrial and municipal sewage sludge,
emulsions containing oil / water mixed with sand or sedimentation residues, especially sludges from oil separators,
Sludge from papermaking,
Compost,
organically contaminated sludges from composting plants, household waste plants, household waste landfills, slaughterhouses,
Red mud,
Paint sludge,
Sludge from sugar production,
Green salt,
Slurry,
Mud from the coal wash.

ZiffernverzeichnisNumerical index

11

Trommelmischer
Drum mixer

22nd

Trommel
drum

33rd

Gemisch
mixture

44th

Einfülltrichter
hopper

55

Abzug
Deduction

66

Wendel
Spiral

77

Druckluft
Compressed air

88th

Rohrlanze
Pipe lance

99

Einfüllöffnung
Filling opening

1010th

Mittellinie
Center line

1111

Ende
The End

1212th

Rohrleitungen
Pipelines

1313

Rohrring
Pipe ring

1414

Düsen
Nozzles

1515

Verbindungsstück
Connector

1616

Absperrventil
Shut-off valve

1717th

Materiallinie
Material line

1818th

Wandung
Wall

1919th

Temperaturfühler
Temperature sensor

2020th

Messstation
Measuring station

2121

Messleitung
Measurement line

2222

Temperaturfühler
Temperature sensor

Claims (15)

1. Verfahren zum Weiterbehandeln eines exotherm ausreagierenden Ge­ mischs, das aus Abfallstoffen hergestellt ist und neben einer ersten, Wasser und/oder Kohlenstoff und/oder Metalle und/oder Metalloxide und/oder andere Stoffe aufweisenden, reaktiven Komponente und einer zweiten, mit dem Wasser und/oder dem Kohlenstoff und/oder den Me­ tallen und/oder den Metalloxiden und/oder den anderen Stoffen der er­ sten Komponente reagierenden, freien Branntkalk, gebrannten Dolomit und/oder Kohlenstoff und/oder Metalle und/oder Metalloxide in jeweils feinkörniger bis pulverförmiger Konfiguration enthaltenden Komponente ggf. noch weitere Stoffe enthält, dadurch gekennzeichnet, dass man das Gemisch vor oder nach dem Abklingen seiner wesentlichen Reak­ tionsfähigkeit
  • 1. einer mehrfachen Umwälzung unterwirft und dabei
  • 2. mit einem CO2-haltigen Gas beaufschlagt.
1. Process for the further treatment of an exothermic reaction mixture which is produced from waste materials and in addition to a first, water and / or carbon and / or metals and / or metal oxides and / or other substances, reactive component and a second, with the water and / or the carbon and / or the metals and / or the metal oxides and / or the other substances of the component reacting it, free quicklime, burnt dolomite and / or carbon and / or metals and / or metal oxides, each in fine-grained to powdery form Configuration-containing component optionally contains other substances, characterized in that the mixture before or after the decay of its essential reactivity
  • 1. subject to a multiple revolution and thereby
  • 2. charged with a CO 2 -containing gas.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man das Gemisch mit Rauchgas beaufschlagt.2. The method according to claim 1, characterized in that one Flue gas applied to the mixture. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man das Gemisch anschließend mit Luft beaufschlagt und zugleich auf eine Temperatur unterhalb 40°C abkühlt.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the mixture is then pressurized with air and at the same time on a Cooling temperature below 40 ° C. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass man den Druck des CO2-haltigen Gases, bzw. des Rauchgases, bzw. der Luft zum Beaufschlagen des Gemisches auf einen Wert zwi­ schen 1,0 und 10 bar erhöht.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the pressure of the CO 2 -containing gas, or the flue gas, or the air for acting on the mixture is increased to a value between 1.0 and 10 bar . 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und ggf. 4, dadurch ge­ kennzeichnet, dass man die Temperatur des CO2-haltigen Gases, bzw. des Rauchgases, bzw. der Luft zum Beaufschlagen des Gemisches auf einen Wert zwischen 10° und 30°C einstellt.5. The method according to any one of claims 1 to 3 and optionally 4, characterized in that the temperature of the CO 2 -containing gas, or the flue gas, or the air to act on the mixture to a value between 10 ° and 30 ° C. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass man den Wassergehalt des CO2-haltigen Gases, bzw. des Rauchgases, bzw. der Luft vor dem Beaufschlagen des Gemisches auf einen Wert zwischen 0,5% und 20% einstellt.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the water content of the CO 2 -containing gas, or the flue gas, or the air before loading the mixture to a value between 0.5% and 20% sets. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass man das Gemisch innerhalb eines Zeitraumes von 1 Minute bis 10 Stunden nach seiner Herstellung mit dem CO2-haltigen Gas, bzw. dem Rauchgas, bzw. der Luft behandelt.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the mixture is treated within a period of 1 minute to 10 hours after its production with the CO 2 -containing gas, or the flue gas, or the air. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass man das Gemisch während der Behandlung mit dem CO2-haltigen Gas, bzw. dem Rauchgas, bzw. der Luft in einem Trommelmischer umwälzt.8. The method according to claim 7, characterized in that the mixture is circulated in a drum mixer during the treatment with the CO 2 -containing gas, or the flue gas, or the air. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass man das CO2-haltige Gas, bzw. das Rauchgas, bzw. die Luft in das Innere der Trommel des Trommelmischers einleitet.9. The method according to claim 8, characterized in that one introduces the CO 2 -containing gas, or the flue gas, or the air into the interior of the drum of the drum mixer. 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass man das Gemisch kontinuierlich oder diskontinuierlich mit dem CO2-haltigen Gas, bzw. dem Rauchgas, bzw. der Luft behandelt.10. The method according to claim 9, characterized in that the mixture is treated continuously or discontinuously with the CO 2 -containing gas, or the flue gas, or the air. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass man die während der Behandlung aus dem Gemisch austretende Brü­ den absaugt. 11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that that the broth emerging from the mixture during the treatment that sucks.   12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass man das Gemisch nach der Behandlung in einem Silo oder Bunker zwischenlagert.12. The method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the mixture after treatment in a silo or bunker temporarily stored. 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass man von dem behandelten Gemisch eine Kornfraktion mit Korngrößen unterhalb 6 mm absiebt.13. The method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that that a grain fraction with grain sizes is obtained from the treated mixture sieved below 6 mm. 14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass man die abge­ siebte Kornfraktion in einen metallurgischen oder thermischen Prozess ein­ bläst.14. The method according to claim 13, characterized in that the abge seventh grain fraction in a metallurgical or thermal process blows. 15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass man das behandelte Gemisch brikettiert oder pelletiert oder anderen brikettier- oder pelletierbaren Stoffen zusetzt.15. The method according to any one of claims 1 to 13, characterized in that the treated mixture is briquetted or pelleted or other briquettable or pelletizable substances.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2007082505A2 (en) * 2006-01-18 2007-07-26 Osing Dirk A Co2 utilization, absorption, consumption
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