DE19950042A1

DE19950042A1 - Production of electrical energy comprises working up organic waste material into liquid fuel by thermal cracking high molecular hydrocarbons

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Publication number: DE19950042A1
Application number: DE1999150042
Authority: DE
Inventors: Geb Boehning Boehning; Bernd Sankol; Sven Kneifel
Original assignee: SIEMPELKAMP GUSS und ANLAGENTE
Current assignee: SIEMPELKAMP GUSS und ANLAGENTE
Priority date: 1999-10-16
Filing date: 1999-10-16
Publication date: 2001-04-26

Abstract

Production of electrical energy comprises working up organic waste material into liquid fuel by thermal cracking high molecular hydrocarbons; heating a heat carrier oil with the liquid fuel in a heater; and vaporizing an organic working liquid from a thermoelectric generator with the heated carrier oil in a vaporizer so that the organic vapor drives a turbine connected to a generator and the waste vapor is liquefied in a condenser and fed to the vaporizer. AN Independent claim is also included for an apparatus for producing electrical energy and waste heat comprising a waste preparation device (1), a heat carrier oil heater (2), and a thermoelectric generator with a vaporizer (4), a turbine (6) connected to a turbogenerator (5), a condenser (7) and a pump (8) for recycling the organic liquid to the vaporizer. Preferred Features: Cracking is carried out in a mixing screw while mixing with a solid inert material such as quartz sand or slag. The inert material has a temperature of 450-650 deg C.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von elektrischer Energie.The invention relates to a method for generating electrical energy.

Die Erzeugung elektrischer Energie erfolgt regelmäßig in Dampfkraftanlagen, in denen in einem Kessel aus Wasser überhitzter Wasserdampf erzeugt wird, mit welchem eine Turbine bzw. ein daran angeschlossener Generator betrieben wird. Anschließend wird der Dampf in einem Kondensator unter Wärmeabgabe verflüssigt und die Flüssigkeit von einer Pumpe wieder in den Kessel befördert. Der Gesamtwirkungsgrad ist verhältnismäßig gering und die Turbine unterliegt aufgrund hoher peripherer Geschwindigkeiten hohen mechanischen Beanspruchungen. Außerdem kommt es durch die Feuchtigkeit in den Dampfschaufeln zur Erosion der Turbinenschaufelblätter. Der Betriebsaufwand ist hoch und die Anlagen sind wartungsintensiv.Electrical energy is regularly generated in Steam power plants in which in a boiler made of water superheated steam is generated, with which one Turbine or a generator connected to it operated becomes. Then the steam is in a condenser liquefied under heat and the liquid from a Pump returned to the boiler. The Overall efficiency is relatively low and that Turbine is subject to high peripheral Speeds high mechanical loads. It also comes from the moisture in the Steam blades for eroding turbine blades. The Operating expenses are high and the facilities are maintenance-intensive.

Ferner kennt man die Verwendung von Wärmeträgerölerhitzern, die zur Erzeugung von elektrischer Energie mit einem Generator gekoppelt werden. Als Brennstoffe für den direkt befeuerten Wärmeträgerölerhitzer wurden bisher gasförmige oder flüssige Brennstoffe wie Schweröl, Mittelöl, Leichtöl, Stadtgas oder Erdgas verwendet. Bei Einsatz eines festen Brennstoffes muß eine Feuerungsanlage, wie z. B. eine Rostfeuerung, vorgeschaltet werden. Nachteilig ist dabei der hohe Verbrauch wertvoller Ressourcen. We also know the use of thermal oil heaters, which is used to generate electrical energy with a Generator can be coupled. As fuels for the direct Fired heat transfer oil heaters were previously gaseous or liquid fuels such as heavy oil, medium oil, light oil, City gas or natural gas used. When using a fixed Fuel must be a furnace, such. Legs Grate firing, upstream. The disadvantage is the high consumption of valuable resources.

Schließlich ist es bekannt, aus Biomasse oder dergleichen durch Verbrennung bzw. Vergasung Brenngase herzustellen, mit welchen sich in Blockheizkraftwerken elektrische Energie und Wärme erzeugen lassen. Derartige gasförmige Brennstoffe sind allerdings nur bedingt lagerfähig, so daß der Verbrennungsprozeß und die Erzeugung der elektrischen Energie stets zeitgleich miteinander gekoppelt werden müssen. Insofern sind die bekannten Verfahren bzw. Anlagen wenig flexibel.Finally, it is known from biomass or the like to produce fuel gases by combustion or gasification, which are used in combined heat and power plants Have energy and heat generated. Such gaseous However, fuels can only be stored to a limited extent, so that the combustion process and the generation of electrical Energy can always be coupled at the same time have to. In this respect, the known methods and systems not very flexible.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Erzeugung von elektrischer Energie zu schaffen, welches sich nicht nur durch einen hohen Gesamtnutzungsgrad und geringen Wartungsaufwand der Anlage auszeichnet, sondern auch durch hohe Flexibilität sowie hohe Umweltver träglichkeit.The invention has for its object a method for Creating electrical energy which not only by a high overall utilization rate and low maintenance of the system, but also through high flexibility and high environmental indolence.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung ein Verfahren zur Erzeugung von elektrischer Energie,
To achieve this object, the invention teaches a method for generating electrical energy,

- After which organic waste materials by thermal and / or Catalytic cracking of high molecular weight hydrocarbons be processed into a liquid fuel,
- After that with the liquid fuel in one Heat transfer oil heater a circulated Heat transfer oil is heated and
- After which one with the heated heat transfer oil Recycle organic working fluid Thermal power plant is evaporated in an evaporator, wherein the organic steam for the generation of electrical energy drives a turbine connected to a generator and the steam is then liquefied in a condenser and is fed to the evaporator again.

Die Erfindung geht zunächst von der Erkenntnis aus, daß durch die Verwendung einer organischen Flüssigkeit als Arbeitsmedium für die Turbine Niedertemperaturheizquellen effizient ausgenutzt werden, um elektrische Energie zu erzeugen. Daraus ergibt sich ein hoher Wirkungsgrad des Gesamtkreislaufes, der auch organischer Rankine-Kreislauf (ORC) genannt wird. Der Wirkungsgrad der Turbine beträgt bis zu 85%. Durch die niedrigen peripheren Ge schwindigkeiten kommt es zu einer geringen mechanischen Beanspruchung der Turbine. Die niedrige Laufgeschwindigkeit der Turbine erlaubt zudem einen direkten Antrieb des Generators ohne Reduktionsgetriebe. Schließlich tritt keine Erosion der Schaufelblätter durch Feuchtigkeit in den Dampfschaufeln auf, so daß die Lebensdauer erheblich verlängert und der Wartungsaufwand verringert wird.The invention is based on the knowledge that by using an organic liquid as Working medium for the turbine low temperature heat sources be used efficiently to generate electrical energy produce. This results in a high efficiency of the Overall cycle, which is also an organic Rankine cycle (ORC) is called. The efficiency of the turbine is up to 85%. Due to the low peripheral ge speeds there is a low mechanical Stress on the turbine. The low running speed the turbine also allows direct drive of the Generator without reduction gear. Finally, none occurs Erosion of the blades by moisture in the Steam scoops on, so the lifespan is considerable extended and the maintenance effort is reduced.

Außerdem werden zum Betrieb des Wärmeträgerölerhitzers keine hochwertigen Brennstoffe, wie beispielsweise Erdgas, mehr benötigt. Vielmehr erfolgt eine äußerst effiziente Nutzung von flüssigen und/oder festen organischen Abfallstoffen, die in einen Brennstoff für den Wärmeträgerölerhitzer aufbereitet werden. Da der aufbereitete Brennstoff in flüssiger Form vorliegt, läßt er sich sehr gut lagern, so daß grundsätzlich eine Entkopplung der Aufbereitung und der Verwertung der Abfallstoffe erfolgen kann. In addition, are used to operate the thermal oil heater no high-quality fuels, such as natural gas, needed more. Rather, it is extremely efficient Use of liquid and / or solid organic Waste materials that are used in a fuel for the Heat transfer oil heaters are processed. Since the prepared fuel is in liquid form, he leaves store very well, so that basically a decoupling the processing and recycling of waste materials can be done.

Das Cracken der ggf. vorbehandelten Abfallstoffe erfolgt in einer kontinuierlich arbeitenden Mischvorrichtung, vorzugsweise einer Mischschnecke, durch Mischen mit einem erhitzten, festen Inertmaterial, z. B. Quarzsand oder Schlacke. Durch die große Oberfläche des erhitzten Inertmaterials erfolgt ein ausgezeichneter Wärmeeintrag in das zu spaltende organische Material. Außerdem zeichnet sich das Inertmaterial durch seine katalytische Wirkung aus, die den Crackprozeß vorteilhaft beeinflußt. Dabei kann die Aufbereitung der Abfallstoffe kontinuierlich erfolgen, denn sowohl die Abfallstoffe bzw. die höhermolekularen Kohlenwasserstoffe als auch das Inertmaterial durchlaufen gemeinsam kontinuierlich die Mischschnecke. Dabei weist das Inertmaterial vorzugsweise eine Eingangstemperatur zwischen 300°C und 800°C, vorzugsweise 450°C bis 650°C auf. Nach der Spaltung der Kohlenwasserstoffverbindungen in Brennstofffraktionen, wie z. B. Dieselfraktionen, und weitere Spaltfraktionen, wie z. B. Spaltgase, Leichtsieder oder dergleichen, erfolgt eine Trennung dieser Fraktionen durch Destillation in einer Destillationskolonne. Das durch das Cracken mit Koksrückständen versehene feste Intermaterial wird in einer Verbrennungseinrichtung, vorzugsweise in einer Wirbelschichteinrichtung bei Verbrennungstemperaturen von z. B. 850°C bis 950°C von den Koksrückständen gereinigt. Anschießend wird das gereinigte Intertmaterial ggf. gekühlt und der Misch vorrichtung erneut zugeführt. Folglich zeichnet sich das Verfahren durch einen verhältnismäßig geringen Verbrauch des Inertmaterials aus, da gleichsam ein Kreislauf verwirklicht ist. The pretreated waste materials are cracked in a continuously operating mixing device, preferably a mixing screw, by mixing with a heated, solid inert material, e.g. B. quartz sand or Slag. Due to the large surface of the heated Inert material has an excellent heat input in the organic material to be split. Also draws the inert material due to its catalytic effect from which has an advantageous influence on the cracking process. It can waste materials are processed continuously, because both the waste materials and the higher molecular weight Go through hydrocarbons as well as the inert material together the mixing screw continuously. This points Inert material preferably an inlet temperature between 300 ° C and 800 ° C, preferably 450 ° C to 650 ° C. To the splitting of the hydrocarbon compounds in Fuel fractions, such as B. Diesel fractions, and further fission fractions, such as. B. fission gases, low boilers or the like, these fractions are separated by distillation in a distillation column. That through cracking solid coke residues Intermaterial is in an incinerator, preferably in a fluidized bed device Combustion temperatures of e.g. B. 850 ° C to 950 ° C from the coke residues cleaned. Then it will cleaned Intert material cooled if necessary and the mix device fed again. Hence, this stands out Process through a relatively low consumption of the inert material, as it were a cycle is realized.

Mit dem durch Aufbereitung der Abfallstoffe gewonnenen Brennstoff wird dann der Wärmeträgerölerhitzer direkt befeuert. Dabei wird das Wärmeträgeröl in dem Wärmeträgerölerhitzter von etwa 250°C auf etwa 300°C erhitzt. Bei den für den ORC-Kreislauf verwendeten Flüssigkeiten handelt es sich vorzugsweise um organische Wärmeträger auf Silikonbasis und folglich um organische Flüssigkeiten aus der Silikonklasse. Derartige Flüssigkeiten weisen gute thermodynamische Eigenschaften auf, die einen effizienten Kreisprozeß ermöglichen. Außerdem sind die Flüssigkeiten umweltfreundlich und ungiftig und entwickeln keine ozonaufzehrenden Aktivitäten.With that obtained by processing the waste materials The heat transfer oil heater then becomes fuel directly fired. The heat transfer oil in the Heat transfer oil heater from about 250 ° C to about 300 ° C heated. For those used for the ORC cycle Liquids are preferably organic Heat transfer medium based on silicone and consequently organic Liquids from the silicone class. Such Liquids have good thermodynamic properties that enable an efficient cycle process. In addition, the liquids are environmentally friendly and non-toxic and do not develop ozone depleting activities.

In zweckmäßiger Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in dem Kondensator der Wärmekraftanlage anfallende Wärmeenergie als Abwärme, insbes. Fernwärme genutzt. In der Dampfkraftanlage wird folglich nicht nur Elektroenergie sondern auch auf besonders effiziente Weise Fernwärme erzeugt. Der Abdampf der Turbine wird vor der Verflüssigung in dem Kondensator durch einen Rekuperator geführt, mit welchem die bereits in dem Kondensator verflüssigte organische Flüssigkeit vorgewärmt wird. Damit wird ein besonders effizienter Kreisprozeß in der Dampfkraftanlage verwirklicht.In an expedient development of the invention The process is carried out in the condenser of the thermal power plant heat energy generated as waste heat, especially district heating used. Consequently, the steam power plant does not only Electrical energy but also in a particularly efficient way District heating generated. The exhaust steam from the turbine is in front of the Liquefaction in the condenser by a recuperator with which the already in the capacitor liquefied organic liquid is preheated. In order to becomes a particularly efficient cycle in the Steam power plant realized.

Gegenstand der Erfindung ist auch eine Anlage zur Erzeugung von elektrischer Energie und ggf. Abwärme, insbes. Fernwärme, mit
The invention also relates to a plant for generating electrical energy and possibly waste heat, in particular district heating

- A waste treatment facility for processing organic waste into a liquid fuel by thermal and / or catalytic cracking higher molecular weight hydrocarbons,
- One operated with the liquid fuel Thermal oil heater for heating one in the circuit guided heat transfer oil and
- One fed with the heated heat transfer oil Thermal power plant with a circulating organic liquid, an evaporator for the organic liquid, one with the organic vapor operated turbine connected to a generator and with a condenser to liquefy the exhaust steam the turbine, and a pump for returning the organic liquid in the evaporator.

In dieser Anlage wird in besonders effizienter Weise aus organischen Abfallstoffen elektrische Energie und ggf. Fernwärme erzeugt. Die Anlage zeichnet sich insbesondere durch Wartungs- und Bedienungsfreundlichkeit sowie eine lange Lebensdauer aus. Sie ist energetisch autark und der Reststoffanfall ist gering. Fossile Energieressourcen werden geschont und dennoch ist eine gute Bevor ratungsmöglichkeit des Brennstoffs für den Wärmeträger ölerhitzer gegeben. Bezüglich weiterer Einzelheiten wird auf die Figurenbeschreibung verwiesen. In this plant is made in a particularly efficient manner organic waste electrical energy and possibly District heating generated. The facility stands out in particular due to ease of maintenance and operation as well as a long life. It is energetically self-sufficient and that Residues are low. Fossil energy resources are spared and is still a good before possibility of advice of the fuel for the heat transfer medium given oil heater. Regarding further details referred to the figure description.

Im folgenden wird die Erfindung anhand lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigenIn the following the invention is based on only one Exemplary embodiment drawing closer explained. Show it

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Anlage zur Erzeugung von elektrischer Energie in vereinfachter Darstellung, Fig. 1 shows a plant according to the invention for generating electric energy in a simplified representation,

Fig. 2 die Abfallaufbereitungseinrichtung in schematischer Darstellung, Fig. 2, the waste treatment device in a schematic representation;

Fig. 3 den Wärmeträgerölerhitzer in schematischer Darstellung, Fig. 3 shows the thermal oil heaters in a schematic representation;

Fig. 4 den Gegenstand nach Fig. 3 in einer anderen Ausführungsform und Fig. 4 shows the subject of Fig. 3 in another embodiment and

Fig. 5 die Wärmekraftanlage in schematischer Darstellung. Fig. 5 shows the thermal power plant in a schematic representation.

In den Figuren ist eine Anlage zur Erzeugung von elektrischer Energie und Fernwärme dargestellt. Gemäß Fig. 1 weist die Anlage eine Abfallaufbereitungseinrichtung 1 zur Aufbereitung von organischen Abfallstoffen A in einen flüssigen Brennstoff D durch thermisches und/oder katalytisches Cracken höhermolekularer Kohlenwasserstoffe auf. Mit dem aus den organischen Abfallstoffen A gewonnen flüssigen Brennstoff D wird ein Wärmeträgerölerhitzer 2 betrieben. Mit diesem in der Mitte von Fig. 1 dargestellten Wärmeträgerölerhitzer 2 wird ein im Kreislauf geführtes Wärmeträgeröl G erhitzt. Mit diesem erhitzen Wärmeträgeröl G wird eine Wärmekraftanlage 3 gespeist. Dazu wird auf den rechten Bereich der Fig. 1 verwiesen. In der Wärmekraftanlage 3 ist eine organische Flüssigkeit O im Kreislauf geführt. Die Wärmekraftanlage 3 weist einen Verdampfer 4 für die organische Flüssigkeit OF, eine mit dem organischen Dampf OD betriebene und an einen Generator 5 angeschlossene Turbine 6, einen Kondensator 7 zur Verflüssigung des Abdampfes der Turbine 6 sowie eine Pumpe 8 zur Zurückführung der organischen Flüssigkeit OF in den Verdampfer 4 auf. Einzelheiten sind insbesondere in Fig. 5 erkennbar.A plant for generating electrical energy and district heating is shown in the figures. Referring to FIG. 1, the system has a waste treatment apparatus 1 for treatment of organic waste material A in a liquid fuel D by thermal and / or catalytic cracking of higher molecular weight hydrocarbons. A heat transfer oil heater 2 is operated with the liquid fuel D obtained from the organic waste materials A. With this heat transfer oil heater 2 shown in the middle of FIG. 1, a heat transfer oil G which is circulated is heated. A thermal power plant 3 is fed with this heating thermal oil G. For this purpose, reference is made to the right area of FIG. 1. An organic liquid O is circulated in the thermal power plant 3 . The thermal power plant 3 has an evaporator 4 for the organic liquid OF, a turbine 6 operated with the organic vapor OD and connected to a generator 5 , a condenser 7 for liquefying the exhaust steam of the turbine 6 and a pump 8 for returning the organic liquid OF in the evaporator 4 . Details can be seen in particular in FIG. 5.

Zunächst soll die Abfallaufbereitungseinrichtung 1 näher erläutert werden. Dazu wird auf die Fig. 2 verwiesen. Sie weist einen Sammeltank 9 für die aufzubereitenden Abfallstoffe, eine Vorbehandlungseinrichtung 10 zur Vorbehandlung der Abfallstoffe, eine kontinuierlich arbeitende Mischvorrichtung 11 zum Mischen der Abfallstoffe mit einem festen, erhitzten Inertmaterial auf. Bei dem Inertmaterial kann es sich um Quarzsand oder Schlacke handeln, wobei durch thermisches Cracken höhermolekulare Kohlenwasserstoffe oder Kohlenwasserstoffverbindungen in Brennstofffraktionen und weitere Spaltfraktionen gespalten werden. Zum Trennen der Brennstofffraktionen von den weiteren Spaltfraktionen ist eine Trennvorrichtung 12 vorgesehen. Die Mischvorrichtung 11 ist als Mischschnecke ausgebildet. Die Vorbehandlungseinrichtung 10 weist eine erste Destillationskolonne 13 zum Trennen von Wasser, Leichtsiedern und in den Abfallstoffen vorhandenen Brennstofffraktionen auf. Die der Mischvorrichtung 11 nachgeschaltete Trennvorrichtung 12 weist eine zweite Destillationskolonne 14 zum Trennen der Brenn stofffraktionen von den weiteren Spaltfraktionen, z. B. Spaltgasen und Leichtsiedern, auf. Der Destillations rückstand ist dabei der Mischvorrichtung 11 erneut zuführbar. Schließlich ist eine Verbrennungseinrichtung 15 zum Reinigen des durch das Cracken mit Koksrückständen versehenen festen Inertmaterials vorgesehen. Dabei ist die Verbrennungseinrichtung 15 als Wirbelschichteinrichtung ausgeführt. Das in der Wirbelschichteinrichtung 15 von den Koksrückständen gereinigte Inertmaterial ist der Misch vorrichtung 11 erneut zuführbar, so daß das Inertmaterial gleichsam im Kreislauf geführt ist. Das Verfahren zur Abfallaufbereitung läuft im einzelnen wie folgt ab:
Die flüssigen organischen Abfallstoffe (z. B. Altöl und Teere) werden aus einem Vorlagetank dem Sammeltank 9 zugeführt. Die Abfallstoffe A werden filtriert und in der ersten Destillationskolonne 13 von Wasser W₁, Leichtsiedern L₁ und in den Abfallstoffen vorhandenen Diesel- bzw. Heizölfraktionen D₁ getrennt. Der Destillationsrückstand bzw. das Sumpfprodukt S dieser ersten Destillationskolonne 13 enthält die zu crackenden langkettigen Kohlenwasserstoffe und bildet das Ausgangsprodukt für den anschließenden Crackprozeß. Der Destillationsrückstand S wird der kontinuierlich arbeitenden Mischschnecke 11 zugeführt und darin mit dem festen, erhitzten Inertmaterial I gemischt. Dabei werden die höhermolekularen Kohlenwasserstoffe bzw. Kohlenwasserstoffverbindungen durch thermisches Cracken in die Brennstofffraktionen und weitere Spaltfraktionen gespalten. Als Inertmaterial I wird Quarzsand oder Schlacke verwendet. Die Eintrittstemperatur dieses Inertmaterials I beträgt 450 bis 650°C. Aus der Mischschnecke 11 werden die Brennstofffraktionen und die weiteren Spaltfraktionen über einen Reformer 16 der zweiten Destillationskolonne 14 zugeführt. In dieser zweiten Destillationskolonne 14 erfolgt die Trennung der Brennstoff- bzw. Dieselfraktionen D₂ von den weiteren Spaltfraktionen, insbesondere Spaltgasen bzw. Wasser W₂ und Leichtliedern L₂. Die im Zuge der Destillation gewonnenen Dieselfraktionen D₂ werden in einem Kondensator 17 verflüssigt und als Endprodukt bzw. Brennstoff einem Zwischenlagertank 18 zugeführt. In diesen Zwischenlagertank 18 werden auch die ggf. bereits in der ersten Destillationskolonne 13 gewonnenen Dieselfraktionen D₁, die ebenfalls in einem Kondensator 19 verflüssigt werden, gesammelt. Die sowohl in der ersten Destillationskolonne 13 als auch in der zweiten Destillationskolonne 14 gewonnenen Leichtsieder L₁, L₂ werden ebenfalls in Wärmetauschern gekühlt oder in Kondensatoren 20, 21 verflüssigt und in einem Leichtsiedertank 22 als Leichtfraktionen gesammelt. Anschließend können sie in der Wirbelschichteinrichtung 15 thermisch verwertet werden. Darauf wird später noch näher eingegangen. Das in der ersten Destillationskolonne 13 und der zweiten Destillationskolonne 14 gewonnene Wasser W₁, W₂ wird wahlweise über Kondensatoren 23, 24 den Destillations kolonnen 13, 14 zugeführt oder in einem Wassertank 25 gesammelt. Außerdem kann nach erfolgter Reinigung des Wassers eine Entsorgung in der Verbrennungseinrichtung 15 erfolgen. Es versteht sich, daß die Wärmetauscher, bzw. Kondensatoren 17, 19, 20, 21, 23, 24 jeweils an einen Kühlwasserkreislauf K angeschlossen sind.First, the waste treatment device 1 will be explained in more detail. For this purpose, reference is made to FIG. 2. It has a collecting tank 9 for the waste materials to be processed, a pretreatment device 10 for the pretreatment of the waste materials, a continuously operating mixing device 11 for mixing the waste materials with a solid, heated inert material. The inert material can be quartz sand or slag, thermal cracking being used to split higher molecular weight hydrocarbons or hydrocarbon compounds into fuel fractions and further fission fractions. A separating device 12 is provided for separating the fuel fractions from the further gap fractions. The mixing device 11 is designed as a mixing screw. The pretreatment device 10 has a first distillation column 13 for separating water, low boilers and fuel fractions present in the waste materials. The downstream of the mixing device 11 separation device 12 has a second distillation column 14 for separating the fuel fractions from the further cracking fractions, for. B. fission gases and low boilers. The distillation residue can be fed to the mixing device 11 again. Finally, a combustion device 15 is provided for cleaning the solid inert material provided with coke residues from the cracking. The combustion device 15 is designed as a fluidized bed device. The cleaned in the fluidized bed device 15 from the coke residues of the mixing device 11 can be fed again, so that the inert material is, as it were, circulated. The procedure for waste treatment is as follows:
The liquid organic waste materials (e.g. waste oil and tars) are fed to the collection tank 9 from a storage tank. The waste materials A are filtered and separated in the first distillation column 13 from water W ₁ , low boilers L ₁ and diesel or heating oil fractions D ₁ present in the waste materials. The distillation residue or the bottom product S of this first distillation column 13 contains the long-chain hydrocarbons to be cracked and forms the starting product for the subsequent cracking process. The distillation residue S is fed to the continuously operating mixing screw 11 and mixed therein with the solid, heated inert material I. The higher molecular weight hydrocarbons or hydrocarbon compounds are split into the fuel fractions and further fission fractions by thermal cracking. Quartz sand or slag is used as the inert material I. The inlet temperature of this inert material I is 450 to 650 ° C. The fuel fractions and the further cracking fractions are fed from the mixing screw 11 to the second distillation column 14 via a reformer 16 . In this second distillation column 14 , the fuel or diesel fractions D _{2 are separated} from the further cracked fractions, in particular cracked gases or water W ₂ and light links L ₂ . The diesel fractions D ₂ obtained in the course of the distillation are liquefied in a condenser 17 and fed to an intermediate storage tank 18 as the end product or fuel. The diesel fractions D ₁ , which may have already been obtained in the first distillation column 13 and which are likewise liquefied in a condenser 19 , are also collected in this intermediate storage tank 18 . The low boilers L ₁ , L ₂ obtained both in the first distillation column 13 and in the second distillation column 14 are likewise cooled in heat exchangers or liquefied in condensers 20 , 21 and collected in a low boiler 22 as light fractions. They can then be thermally utilized in the fluidized bed device 15 . This will be discussed in more detail later. The water W ₁ , W ₂ obtained in the first distillation column 13 and the second distillation column 14 is optionally fed to the distillation columns 13 , 14 via condensers 23 , 24 or collected in a water tank 25 . In addition, after the water has been cleaned, it can be disposed of in the combustion device 15 . It is understood that the heat exchangers or condensers 17 , 19 , 20 , 21 , 23 , 24 are each connected to a cooling water circuit K.

Im Zuge des thermischen Crackens in der Mischschnecke 11 bilden sich Koksrückstände auf dem Inertmaterial I. Das mit den Koksrückständen versehene Inertmaterial I wird kontinuierlich aus der Mischschnecke 11 abgezogen und der Verbrennungseinrichtung 15 zugeführt. In dieser Ver brennungseinrichtung 15, die mit einer zirkulierenden Wirbelschicht arbeitet, erfolgt eine Reinigung des Inertmaterials I von den Koksrückständen bei Verbrennungs temperaturen zwischen 850 und 950°C. Nach erfolgter Reinigung wird das Inertmaterial I abgekühlt und anschließend mit einer Temperatur zwischen 450°C und 650°C erneut der Mischschnecke 11 zugeführt. Dazu ist ein geeigneter Schneckenförderer 26 zwischen Verbrennungs einrichtung 15 und Mischschnecke 11 angeordnet. Die im Zuge der Reinigung des Inertmaterials I in der Verbrennungs einrichtung 15 entstehende Rauchgase R werden in einer Rauchgasbehandlungsanlage bzw. Entstaubungsanlage 27 gereinigt. Die gereinigten Rauchgase werden dann über einen Kamin 28 abgeführt. Der im Zuge der Entstaubung entstehende Staub wird in einer entsprechenden Sammelvorrichtung 29 gesammelt. Über ein Kalksilo 30 kann der Entstaubungsanlage Kalk zur Einbindung von Schwefel zugegeben werden.In the course of the thermal cracking in the mixing screw 11 , coke residues form on the inert material I. The inert material I provided with the coke residues is continuously withdrawn from the mixing screw 11 and fed to the combustion device 15 . In this combustion device 15 , which works with a circulating fluidized bed, the inert material I is cleaned of the coke residues at combustion temperatures between 850 and 950 ° C. After cleaning, the inert material I is cooled and then fed again to the mixing screw 11 at a temperature between 450 ° C. and 650 ° C. For this purpose, a suitable screw conveyor 26 is arranged between the combustion device 15 and the mixing screw 11 . The smoke gases R generated in the course of the cleaning of the inert material I in the combustion device 15 are cleaned in a smoke gas treatment system or dedusting system 27 . The cleaned flue gases are then discharged through a chimney 28 . The dust generated in the course of dedusting is collected in a corresponding collecting device 29 . A lime silo 30 can be used to add lime to the dedusting system to incorporate sulfur.

Zur Nutzung der in der Verbrennungseinrichtung 15 entstehenden Wärmeenergie werden die heißen Rauchgase R durch einen Wärmeträgerölerhitzer 31 geführt, der das Wärmeträgeröl T eines Wärmeträgerölkreislaufs erhitzt. Mit diesem heißen Wärmeträgeröl T können dann die Verdampfer 32, 33 der beiden Destillationskolonnen 13, 14 gespeist werden sowie der Sammeltank 9 beheizt werden, bevor das Wärmeträgeröl T wieder in einen Wärmeträgeröltank 34 gelangt. To use the thermal energy generated in the combustion device 15 , the hot flue gases R are passed through a thermal oil heater 31 , which heats the thermal oil T of a thermal oil circuit. With this hot heat transfer oil T, the evaporators 32 , 33 of the two distillation columns 13 , 14 can then be fed and the collecting tank 9 can be heated before the heat transfer oil T again reaches a heat transfer oil tank 34 .

Im übrigen ist erkennbar, daß ein Teil der gewonnenen Dieselfraktionen D_1,2 unmittelbar in einem Brenner 35 verwertet wird, welcher der Verbrennungseinrichtung 15 angehört. Der wesentliche Teil der gewonnenen Diesel fraktionen D_1,2 wird allerdings als Brennstoff D dem Brenner 36 des Wärmeträgerölerhitzers 2, der der Wärmekraftanlage 3 vorgeschaltet ist, zugeführt (vgl. Fig. 1). Dieser Wärmeträgerölerhitzer 2 darf nicht mit dem Wärmeträger ölerhitzer 31 der Abfallaufbereitungseinrichtung 1 ver wechselt werden.It can also be seen that part of the diesel fractions D 1, _{2 obtained is} directly used in a burner 35 , which belongs to the combustion device 15 . The major part of the diesel fractions D _{1,2 obtained} , however, is supplied as fuel D to the burner 36 of the heat transfer oil heater 2 , which is connected upstream of the thermal power plant 3 (cf. FIG. 1). This heat transfer oil heater 2 must not be changed ver with the heat transfer oil heater 31 of the waste treatment device 1 .

Fig. 3 zeigt den Wärmeträgerölerhitzer 2 in stehender Ausführung. Er ist als Zwangsdurchlauferhitzer mit zwei koaxial ausgebildeten zylindrischen Rohrwickeln 37, 38 ausgebildet. Der Brenner 36 wird direkt mit dem gewonnenen Brennstoff D aus der Abfallaufbereitungseinrichtung 1 betrieben. Die Brennerrauchgase B sind in dem Wärme trägerölerhitzer 2 im Dreizug geführt, wobei die vom Brennerrauchgas B berührten Bauteile weitestgehend gekühlt sind. Das zu erhitzende Wärmeträgeröl G tritt durch den Anschluß 39 in den Wärmeträgerölerhitzer 2 ein und durch den Anschluß 40 aus dem Wärmeträgerölerhitzer 2 wieder aus, wobei es von 250°C auf 300°C erhitzt wird. Dabei werden die Heizflächen nur von den Rohren 37, 38 gebildet. Durch das Prinzip des Zwangslaufs kann an jeder Stelle der Heizflächen ein definierter Wärmeübergang eingestellt werden. Die vom Brennerrauchgas B berührten Bauteile sind weitestgehend gekühlt. Das Gehäuse 41 des Wärme trägerölerhitzers 2 ist von einer Wärmedämmschicht 42 sowie einem Außenmantel 43 umgeben. Stirnseitig sind Feuer betonplatten 44 angeordnet. Der feuerungstechnische Wirkungsgrad ohne Luftvorwärmer beträgt 83% bis 88%, mit Luftvorwärmer über 90%. Die Brennerrauchgase B werden abgeführt, wobei die Abwärme ebenfalls in dem Wärmeträgerölerhitzer 31 der Abfallaufbereitungseinrichtung 1 thermisch genutzt wird. Dieses ist in Fig. 2 angedeutet. Fig. 3 shows the heat transfer oil heater 2 in a standing version. It is designed as a forced flow heater with two coaxial cylindrical tube coils 37 , 38 . The burner 36 is operated directly with the fuel D obtained from the waste treatment device 1 . The burner smoke gases B are guided in the heat carrier oil heater 2 in three passages, the components touched by the burner smoke gas B being largely cooled. The heat transfer oil G to be heated enters through the connection 39 into the heat transfer oil heater 2 and out through the connection 40 out of the heat transfer oil heater 2 , whereby it is heated from 250 ° C. to 300 ° C. The heating surfaces are formed only by the tubes 37 , 38 . Due to the principle of forced operation, a defined heat transfer can be set at any point on the heating surfaces. The components in contact with the burner flue gas B are largely cooled. The housing 41 of the heat carrier oil heater 2 is surrounded by a heat insulation layer 42 and an outer jacket 43 . Fire concrete panels 44 are arranged at the end. The firing efficiency without air preheater is 83% to 88%, with air preheater over 90%. The burner smoke gases B are removed, the waste heat likewise being used thermally in the heat carrier oil heater 31 of the waste treatment device 1 . This is indicated in Fig. 2.

Das im Kreislauf geführte, auf 300°C erhitzte Wärmeträgeröl G durchläuft unter Abkühlung auf 250°C den Verdampfer 4 der Wärmekraftanlage 3. Dazu wird auf Fig. 5 verwiesen. In der Wärmekraftanlage 3 ist die organische Arbeitsflüssigkeit OF bzw. ein organischer Dampf OD im Kreislauf geführt. Der organische Dampf OD treibt zur Erzeugung der elektrischen Energie die an den Generator 5 angeschlossene Turbine 6 an. Der Abdampf der Turbine 6 wird anschließend in dem Kondensator 7 verflüssigt und dem Verdampfer 4 erneut zugeführt. Der Generator 5 ist als Turbogenerator ausgebildet. Bei der Turbine 6 handelt es sich um eine einstufige Turbine. Ferner ist erkennbar, daß die Wärmekraftanlage 3 zwischen Turbine 6 und Kondensator 7 einen Rekuperator 45 zur Vorwärmung der im Kondensator 7 verflüssigten organischen Flüssigkeiten OF aufweist. Die in dem Kondensator 7 anfallende Wärmeenergie wird als Fernwärme FW auf dem Niveau 90°C/60°C genutzt.The heat transfer oil G, which is circulated and heated to 300 ° C., passes through the evaporator 4 of the thermal power plant 3 while cooling to 250 ° C. For this purpose, reference is made to FIG. 5. The organic working fluid OF or an organic vapor OD is circulated in the thermal power plant 3 . The organic vapor OD drives the turbine 6 connected to the generator 5 to generate the electrical energy. The exhaust steam from the turbine 6 is then liquefied in the condenser 7 and fed to the evaporator 4 again. The generator 5 is designed as a turbogenerator. The turbine 6 is a single-stage turbine. It can also be seen that the thermal power plant 3 has a recuperator 45 between the turbine 6 and the condenser 7 for preheating the organic liquids OF liquefied in the condenser 7 . The heat energy generated in the condenser 7 is used as district heating FW at the level of 90 ° C / 60 ° C.

Claims

1. method for generating electrical energy,

- After which organic waste materials are processed into a liquid fuel by thermal and / or catalytic cracking of higher molecular weight hydrocarbons,
- After which a circulating heat carrier oil is heated with the liquid fuel in a thermal oil heater and
- After which, with the heated heat transfer oil, a circulating organic working fluid of a thermal power plant is evaporated in an evaporator, the organic steam for generating the electrical energy driving a turbine connected to a generator and the waste steam then liquefied in a condenser and fed to the evaporator again becomes.

2. The method according to claim 1, characterized in that cracking the possibly pretreated waste materials in one continuously operating mixing device, preferably a mixing screw, by mixing with a heated, solid inert material, e.g. B. quartz sand or slag, he follows.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized characterized in that the inert material is an input temperature between 450 ° C and 650 ° C.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized characterized by cracking with coke solid inert material provided in a residue Combustion device, preferably a fluidized bed equipment, at temperatures between 850 ° C and 950 ° C of the coke residues is cleaned and the cleaned Inert material cooled if necessary and the mixing device again is fed.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized characterized in that the heat transfer oil in the Thermal oil heater from about 250 ° C to about 300 ° C is heated.

6. The method according to any one of claims 1 or 5, characterized characterized in that as an organic liquid Liquid from the silicone class is used.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized characterized in that the accumulating in the capacitor Thermal energy as waste heat, especially district heating is used.

8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized characterized in that the exhaust steam of the turbine before the Liquefaction in the condenser by a recuperator with which the is already in the capacitor liquefied organic liquid is preheated.

9. Plant for generating electrical energy and possibly waste heat, in particular district heating, with

- a waste treatment device ( 1 ) for the treatment of organic waste materials in a liquid fuel by thermal and / or catalytic cracking of higher molecular weight hydrocarbons,
- A heat carrier oil heater ( 2 ) operated with the liquid fuel for heating a circulating heat carrier oil and
- A with the heated heat transfer oil thermal power plant ( 3 ) with a circulating organic liquid, an evaporator ( 4 ) for the organic liquid, a operated with the organic steam and connected to a generator ( 5 ) turbine ( 6 ) and with a condenser ( 7 ) for liquefying the exhaust steam from the turbine ( 6 ), and a pump ( 8 ) for returning the organic liquid to the evaporator ( 4 ).

10. Installation according to claim 9, characterized in that the heat transfer oil heater ( 2 ) is designed as a forced flow heater with at least two coaxial cylindrical tube coils ( 37 , 38 ).

11. Plant according to claim 9 or 10, characterized in that the generator ( 5 ) is designed as a turbogenerator.

12. Plant according to one of claims 9 to 11, characterized in that the turbine ( 6 ) is designed as a single-stage turbine.

13. Plant according to one of claims 9 to 12, characterized in that the thermal power plant ( 3 ) between the turbine ( 6 ) and the condenser ( 7 ) has a recuperator ( 45 ) for preheating the liquefied organic liquid in the condenser ( 7 ).