DE19950062A1 - Working up liquid and/or solid organic waste materials into liquid fuels comprises continuously mixing the waste material with a solid heated inert material, thermally cracking - Google Patents

Working up liquid and/or solid organic waste materials into liquid fuels comprises continuously mixing the waste material with a solid heated inert material, thermally cracking

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DE19950062A1
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Abstract

Working up liquid and/or solid organic waste materials into liquid fuels, especially diesel and heating oils, comprises continuously mixing the waste material with a solid heated inert material; thermally cracking high molecular hydrocarbons of hydrocarbon compounds into fuel fractions and further cracked fractions; separating the fuel fractions from the cracked fractions and storing as fuel or further processing. An Independent claim is also included for an apparatus for carrying out the process comprising a collecting vessel (1) for the waste materials; a device (2) for pre-treating the waste materials; a mixing device (3) for mixing the waste materials with the inert material, e.g. quartz sand or slag; and a separating device (4) for separating the fuel fractions from the cracked fractions. Preferred Features: The inert material has a temperature of 450-650 deg C. Thermal cracking is carried out in a screw mixer.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von flüssigen und/oder festen organischen Abfallstoffen in flüssige Brennstoffe, insbesondere Diesel, Heizöl oder dgl. - Mit flüssigen Abfallstoffen sind beispielsweise Altöle gemeint. Bei den festen Abfallstoffen kann es sich z. B. um Kunststoffabfälle, Folien, aber auch Biomasse handeln.The invention relates to a method for processing liquid and / or solid organic waste liquid fuels, especially diesel, heating oil or the like. - With liquid waste materials are, for example, waste oils meant. With the solid waste materials it can e.g. B. um Trade plastic waste, foils, but also biomass.

Die Aufbereitung von Altöl erfolgt beispielsweise im Wege der Destillation in Raffinerien, wobei neue Ausgangs­ produkte für z. B. die chemische Industrie gewonnen werden. Dabei fallen höhermolekulare bzw. langkettige Kohlen­ wasserstoffe als Reststoff an. Altöle, die nicht mehr durch thermische Stofftrennung in einer Raffinerie aufgearbeitet werden können, werden häufig in Sonderabfall­ behandlungsanlagen entsorgt, beispielsweise verbrannt. Dieses ist aus Gründen des Umweltschutzes nachteilig.For example, waste oil is processed in the way of distillation in refineries, being new starting products for e.g. B. the chemical industry. High-molecular or long-chain coals fall hydrogen as a residue. Used oils that are no longer used Refurbished thermal separation in a refinery can often be in hazardous waste treatment systems disposed of, for example burned. This is disadvantageous for reasons of environmental protection.

Deshalb wurden unterschiedlichste Verfahren zur Konversion von Schwer- und Rückstandsölen durch Spaltung höher­ molekularer bzw. langkettiger Kohlenwasserstoffe entwickelt, z. B. katalytische Crackverfahren mit und ohne Vorschaltanlagen, thermische Konversionsverfahren sowie katalytische wie nichtkatalytische Hydrierverfahren. Beim Cracken bzw. Spalten der höhermolekularen Kohlenwasser­ stoffe in Niedermolekulare bildet sich überschüssiger Kohlenstoff, der sich regelmäßig als Koks niederschlägt. Erfolgt beim thermischen Cracken der notwendige Eintrag der Wärmeenergie über Behälterwände oder dgl., so kommt es regelmäßig zur Bildung von Koks an den Behälterwänden. Der Koks wird bei einem bekannten Verfahren mittels einer Schnecke kontinuierlich abgezogen und fällt als Abfall an. Außerdem sind die Behälterwände regelmäßig ungenügend gekühlt. Bei einem Verfahren werden Wannen diskonti­ nuierlich betrieben, und zwar solange, bis die sich bildende Koksschicht auf dem Behälterboden verglast ist und dann von Hand mechanisch abgereinigt werden kann. Bei den sonst bekannten Verfahren zur Aufheizung von Kohlenwasserstoffen, z. B. in Thermalölerhitzern, ist es unbedingt erforderlich, die Koksbildung im Bereich der Behälterwand zu verhindern, da diese sonst ungenügend gekühlt ist.That is why the most varied of processes for conversion of heavy and residual oils by splitting higher molecular or long chain hydrocarbons developed, e.g. B. catalytic cracking processes with and without Ballasts, thermal conversion processes as well Catalytic and non-catalytic hydrogenation processes. At the Cracking or splitting the higher molecular weight hydrocarbon substances in low molecular weight are formed in excess Carbon that is regularly deposited as coke. When thermal cracking, the necessary entry of Thermal energy via container walls or the like, so it happens regular for the formation of coke on the container walls. The  In a known method, coke is produced using a Snail is continuously removed and accumulates as waste. In addition, the container walls are regularly insufficient chilled. In one process, tubs are discounted operated slowly, and until the forming coke layer is glazed on the bottom of the container and can then be cleaned mechanically by hand. Both otherwise known methods for heating Hydrocarbons, e.g. B. in thermal oil heaters, it is absolutely necessary, the coke formation in the area of To prevent container wall, as this would otherwise be insufficient is cooled.

Ferner kennt man ein Pyrolyseverfahren, welches eine indirekt beheizte Wirbelschicht aus inertem Bettmaterial zur thermischen Crackung von Altöl nutzt. Dazu muß ein Pyrolysegas zur Aufrechterhaltung der Wirbelschicht im Kreislauf gefahren werden. Der Eintrag der Wärmeenergie erfolgt bei kleinen Anlagen nur über die die Wirbelschicht umschließenden Wandflächen, während in größeren Anlagen zusätzliche Heizflächen in die Wirbelschicht eintauchen müssen. Durch Berührung zwischen den Wandflächen und der Wirbelschicht kommt es zu einem hohen Verschleiß.Furthermore, a pyrolysis process is known, which a indirectly heated fluidized bed made of inert bed material used for thermal cracking of used oil. To do this, a Pyrolysis gas to maintain the fluidized bed in the Cycle. The entry of thermal energy in small plants only takes place over the fluidized bed enclosing wall surfaces while in larger facilities Immerse additional heating surfaces in the fluidized bed have to. By contact between the wall surfaces and the Fluidized bed there is a lot of wear.

Ein ferner bekanntes Verfahren nutzt die Reaktivität fein verteilten Natriums, welches in dem Altöl bei Temperaturen von 100 bis 300°C emulgiert wird. Als Rückstand fallen etwa 18% des Ausgangsmaterials als eine stark salzhaltige, hochalkalische teerartige Masse an, die nur mit großem Aufwand umweltfreundlich entsorgt werden kann. Another known method uses the reactivity fine distributed sodium, which is in the waste oil at temperatures is emulsified from 100 to 300 ° C. Fall as a backlog about 18% of the starting material as a highly saline, highly alkaline tar-like mass that only with large Effort can be disposed of in an environmentally friendly manner.  

Das außerdem bekannte Schwefelsäure-Bleicherde-Verfahren zur Aufbereitung von Altölen hat den Nachteil, daß dabei Säureharz und Bodenprodukte anfallen, die nur mit großen Aufwendungen umweltfreundlich entsorgt werden können.The well-known sulfuric acid bleaching earth process for the treatment of waste oils has the disadvantage that Acid resin and soil products accumulate that only with large Expenses can be disposed of in an environmentally friendly manner.

Die Entsorgung fester organischer Abfallstoffe, z. B. Biomasse, erfolgt derzeit durch Verbrennung, z. B. durch Mitverbrennung in Müllverbrennungsanlagen, wobei jedoch eine optimale Ausnutzung des Energieinhaltes der Abfallstoffe vorgesehen ist. Im übrigen wird die Biomasse häufig durch Vergasung verwertet, wobei ein Brenngas entsteht, welches z. B. in Blockheizkräften zur Erzeugung von Elektroenergie und Wärme (Kraft-Wärme-Kopplung) genutzt wird.The disposal of solid organic waste, e.g. B. Biomass is currently made by combustion, e.g. B. by Co-incineration in waste incineration plants, however optimal use of the energy content of the Waste is provided. Otherwise the biomass often recycled by gasification, being a fuel gas arises, which z. B. in block heating for generation of electrical energy and heat (combined heat and power) becomes.

Die Ausbeute der bekannten Verfahren ist jedoch häufig gering. Außerdem fallen regelmäßig Abfallstoffe in erheblichem Umfang an. Diese müssen aufwendig entsorgt werden, z. B. im Wege einer Sondermüllverbrennung. Dieses ist aus Gründen des Umweltschutzes unerwünscht. Schließlich ist der Fremdenergiebedarf der bekannten Verfahren verhältnismäßig hoch und damit verbunden der Wirkungsgrad niedrig. Bei festen Abfallstoffen, wie z. B. Folien oder Holz sind die beschriebenen Verfahren häufig unbrauchbar. Die Vergasungstechnologie hat den Nachteil eines schwierigen Handlings des Produktes, da dieses nicht lagerungsfähig ist. Die Endprodukte sind deshalb für weitere technische Prozesse wenig flexibel einsetzbar. Außerdem genügt die Qualität der Endprodukte nicht immer den Anforderungen. However, the yield of the known processes is frequent low. In addition, waste products fall regularly considerable extent. These have to be disposed of at great expense be, e.g. B. by way of hazardous waste incineration. This is undesirable for environmental reasons. Finally is the external energy requirement of the known methods relatively high and the efficiency associated with it low. With solid waste, such as. B. foils or The processes described are often unusable for wood. The gasification technology has the disadvantage of one difficult handling of the product since this is not is storable. The end products are therefore for other technical processes are not very flexible. In addition, the quality of the end products is not always sufficient the requirements.  

Schließlich ist die Verwendung von Abfallschlacke als Katalysator für die katalytische Konversion von kohlenstoffhaltigen Abfällen bekannt (vgl. DE 196 05 887). Dabei erfolgt zunächst durch mechanische Aufbereitung eine Granulierung der Schlacke. In einem Reaktor, z. B. einem Industrieofen, wird die aufbereitete Abfallmasse über die Schlacke als Katalysator geführt und unter normalem atmosphärischem Druck bei Temperaturen zwischen 400°C und 500°C geschwelt. Die durch den katalytischen Prozeß verbrauchte Schlacke wird durch während der Schwellung angelagerte Zündkeime brennbar und kann bei etwa 2.000°C zu einem chemisch inaktiven Baustoff verschmolzen werden. Zur Verbesserung der Wechselwirkung und der Erhöhung der aktiven Kontaktfläche zwischen dem Katalysator und der zu konvertierenden Schwelmasse ist der Reaktor mit einer Mischvorrichtung versehen. Allerdings geht die verbrauchte Schlacke für den Crackprozeß verloren. Insofern muß der Ofen regelmäßig entleert und anschließend mit frischer Schlacke neu befüllt werden. Dieses ist aufwendig.Finally, the use of waste slag as Catalyst for the catalytic conversion of carbon-containing waste known (see. DE 196 05 887). First, mechanical processing takes place Granulation of the slag. In a reactor, e.g. B. one Industrial furnace, the processed waste mass is over the Slag led as a catalyst and under normal atmospheric pressure at temperatures between 400 ° C and 500 ° C swollen. That through the catalytic process used slag is through during the swelling Accumulated ignition seeds are combustible and can reach around 2,000 ° C be melted into a chemically inactive building material. To improve the interaction and increase the active contact area between the catalyst and the converting smoldering mass is the reactor with a Provide mixing device. However, the used one goes Slag lost for the cracking process. In this respect, the Emptied the oven regularly and then with fresh one Slag to be refilled. This is expensive.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Ausführungsform zu schaffen, welches sich nicht nur durch einen geringen Energiebedarf und eine hohe Ausbeute auszeichnet, sondern bei welchem darüber hinaus keine neuen Abfallstoffe anfallen.The invention has for its object a method of to create the embodiment described above, which not only by a low energy requirement and a high yield, but at what above no new waste is generated.

Diese Aufgabe wird im Rahmen der Erfindung gelöst durch ein Verfahren zur Aufbereitung von flüssigen und/oder festen organischen Abfallstoffen in flüssige Brennstoffe, insbesondere Diesel, Heizöl oder dgl., wonach die ggf. vorbehandelten Abfallstoffe in einer kontinuierlich arbeitenden Mischvorrichtung mit einem festen, erhitzten Inertmaterial gemischt und durch thermisches Cracken höhermolekularer bzw. langkettiger Kohlenwasserstoffe oder Kohlenwasserstoffverbindungen in Brennstofffraktionen und weitere Spaltfraktionen gespalten werden und wobei die Brennstofffraktionen anschließend von den weiteren Spaltfraktionen getrennt und als Endprodukt bzw. Brennstoff gelagert oder weiterverarbeitet werden. - Der erfindungsgemäße Prozeß ist überwiegend ein thermischer Prozeß, bei dem der Erdmaterial eine katalytische Wirkung zukommt. Die katalytische Wirkung bedeutet in diesem Zusammenhang, daß die ablaufende chemische Umwandlung der Kohlenwasserstoffe oder Kohlenwasserstoffverbindungen in Brennstofffraktionen und weitere Spaltfraktionen besonders schnell in einen Gleichgewichtszustand überführt wird. Bei dem festen und vorzugsweise körnigen Inertmaterial kann es sich beispielsweise um Sand, insbesondere Quarzsand oder um Schlacke handeln. Inertmaterial bedeutet in diesem Zusammenhang, daß bei dem Mischvorgang zwischen dem Inertmaterial und den Abfallstoffen bzw. -produkten keinerlei chemische Reaktion stattfindet und folglich auch das Inertmaterial während des Prozesses nicht verbraucht wird. Das gilt sowohl für den Prozeß der thermischen Crackung als auch für den Prozeß der Regenerierung des Katalysators im Rahmen einer Wirbelschichtverbrennung. Die Eintrittstemperatur des Inertmaterials beträgt 300°C bis 800°C, vorzugsweise zwischen 450°C und 650°C. - 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 zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere durch seine kontinuierliche Arbeitsweise aus, denn sowohl die Abfallstoffe bzw. die höhermolekularen Kohlenwasserstoffe als auch das Inertmaterial durchlaufen gemeinsam kontinuierlich die Mischvorrichtung. Nach der Spaltung der Kohlenwasserstoffverbindungen in Brennstofffraktionen, wie z. B. Dieselfraktionen, und weitere Spaltfraktionen, wie z. B. Spaltgase, Leichtsieder oder dgl., erfolgt eine Trennung dieser Fraktionen, so daß die Dieselfraktionen anschließend als ein Endprodukt zur Verfügung stehen, welches sich ggf. hervorragend zwischenlagern läßt, um dann anschließend beispielsweise zur Erzeugung von elektrischer oder thermischer Energie genutzt zu werden.This object is achieved in the context of the invention by a Process for the preparation of liquid and / or solid organic waste into liquid fuels, especially diesel, heating oil or the like, according to which the pretreated waste in a continuous  working mixing device with a solid, heated Inert material mixed and by thermal cracking higher molecular or long chain hydrocarbons or Hydrocarbon compounds in fuel fractions and further fission fractions are split and where the Fuel fractions then from the others Fission fractions separated and as the end product or fuel stored or further processed. - The The process according to the invention is predominantly a thermal one Process in which the earth's material has a catalytic effect comes to. The catalytic effect means in this Context that the ongoing chemical transformation of the Hydrocarbons or hydrocarbon compounds in Fuel fractions and other fission fractions in particular is quickly brought into a state of equilibrium. At it can be the solid and preferably granular inert material for example sand, in particular quartz sand or Act slag. Inert material means in this Connection that in the mixing process between the Inert material and the waste materials or products no chemical reaction takes place and consequently also the inert material is not consumed during the process becomes. This applies to both the process of thermal Cracking as well as for the process of regeneration of the Catalyst in a fluidized bed combustion. The The inlet temperature of the inert material is 300 ° C to 800 ° C, preferably between 450 ° C and 650 ° C. - By the large surface of the heated inert material takes place excellent heat input into the organic to be split Material. The inert material is also characterized its catalytic effect that the cracking process  advantageously influenced. It stands out inventive method in particular by its continuous way of working because both the Waste or the higher molecular weight hydrocarbons as well as pass through the inert material together continuously the mixing device. After splitting the Hydrocarbon compounds in fuel fractions, such as e.g. B. diesel fractions, and further fission fractions, such as e.g. B. fission gases, low boilers or the like Separation of these fractions so that the diesel fractions then be available as an end product, which can be stored very well if necessary, in order to then then for example to generate electrical or thermal energy.

Nach bevorzugter Ausführungsform erfolgt das thermische Cracken in einer Mischschnecke. Durch die Verwendung einer Mischschnecke lassen sich unterschiedlichste organische Abfallstoffe, nämlich sowohl flüssige als auch feste Abfallstoffe, konvertieren. Bei der Aufbereitung von festen Abfallstoffen werden diese zunächst zerkleinert, gereinigt, getrocknet und ggf. von metallischen Abfällen befreit. Anschließend werden sie der Mischvorrichtung zum thermischen Cracken der Kohlenwasserstoffe zugeführt. Insbesondere flüssige Abfallstoffe werden im Zuge der Vorbehandlung nach ggf. erfolgter Filtration zunächst von Wasser, Leichtsiedern und ggf. in den Abfallstoffen vorhandenen Brennstofffraktionen, insbesondere Diesel­ fraktionen, getrennt. Das Wasser wird gereinigt und kann in prozeßeigenen Verbrennungsanlagen entsorgt werden. Die Leichtsieder werden thermisch z. B. in einer Brennkammer verwertet und die bereits im Zuge der Vorbehandlung abgetrennten Dieselfraktionen unmittelbar dem Endprodukt zugeordnet. Gleichzeitig kann im Rahmen der Vorbehandlung eine Einbindung evtl. vorhandener Chlorbestandteile, z. B. durch Zugabe von Natronlauge, vorgenommen werden. Die Trennung im Zuge der Vorbehandlung erfolgt bevorzugt durch Destillation in einer ersten Destillationskolonne, wobei der die zu spaltenden Kohlenwasserstoffe enthaltende Destillationsrückstand zum Cracken der Mischvorrichtung zugeführt wird.According to a preferred embodiment, the thermal takes place Cracking in a mixing screw. By using a Mixing screw can be a wide variety of organic Waste materials, namely both liquid and solid Waste, convert. When processing solid Waste materials are first crushed, cleaned, dried and, if necessary, freed from metallic waste. Then they become the mixing device thermal cracking of the hydrocarbons supplied. In particular, liquid waste is generated in the course of Pretreatment after filtration, if necessary, first of Water, low boilers and possibly in the waste materials existing fuel fractions, especially diesel fractions, separated. The water is cleaned and can in in-house incineration plants. The Low boilers are thermally z. B. in a combustion chamber  recycled and already in the course of pretreatment separated diesel fractions directly to the end product assigned. At the same time, as part of the pretreatment an integration of any existing chlorine components, e.g. B. by adding sodium hydroxide solution. The Separation in the course of the pretreatment is preferably carried out by Distillation in a first distillation column, where the one containing the hydrocarbons to be split Distillation residue for cracking the mixer is fed.

Nach dem Cracken der höhermolekularen Kohlenwasserstoffe in der Mischvorrichtung erfolgt die Trennung der Brenn­ stofffraktionen von den weiteren Spaltfraktionen, z. B. den Spaltgasen und/oder Leichtsiedern, durch Destillation in einer zweiten Destillationskolonne, wobei der Destillationsrückstand ggf. erneut der Mischvorrichtung zum Cracken zugeführt wird. Die Anteile der jeweils entstehenden Fraktionen sind von der Temperatur, der Verweilzeit, der Vermischung und der katalytischen Wirkung des Inertmaterials abhängig. Bezogen auf den wasserfreien Einsatzstoff in die erste Stufe, werden Produktausbeuten von 60 bis 80% erzielt. Dabei ist das Produkt über einen längeren Zeitraum lagerstabil.After cracking the higher molecular weight hydrocarbons into the mixing device separates the fuel material fractions from the further cleavage fractions, e.g. B. the Fission gases and / or low boilers, by distillation in a second distillation column, the Distillation residue if necessary again to the mixing device Cracking is fed. The proportions of each resulting fractions are of the temperature that Residence time, mixing and catalytic action of the inert material. Based on the anhydrous Input material in the first stage, product yields achieved from 60 to 80%. The product is about one long shelf life.

Das durch das Cracken mit Koksrückständen versehene feste Inertmaterial wird in einer Verbrennungseinrichtung, vorzugsweise in einer Wirbelschichteinrichtung bei Verbrennungstemperaturen von 800°C bis 1.000°C, vorzugsweise 850°C bis 950°C von den Koksrückständen gereinigt. Anschließend wird das gereinigte Inertmaterial ggf. gekühlt und der Mischvorrichtung erneut zugeführt. Folglich zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren durch einen verhältnismäßig geringen Verbrauch des Inertmaterials aus, da gleichsam ein Kreislauf verwirklicht ist. Bei der Reinigung des Inertmaterials in der Verbrennungseinrichtung entstehende Rauchgase werden in einer Rauchgasbehand­ lungsanlage gereinigt und ggf. über einen Kamin abgeführt. Zur Einbindung von Schwefel kann sowohl in der Mischeinrichtung als auch in der Verbrennungseinrichtung z. B. Kalk zugegeben werden. - Im übrigen kommt es beim Cracken nicht nur zu einer Anlagerung von Koks an das Inertmaterial, sondern gleichzeitig auch zur Abscheidung der in den Abfallstoffen vorhandenen Asche. Sowohl im Koks und vor allem in der Asche können sich Schadstoffe, die in den Abfallstoffen vorhanden sind (z. B. Schwermetalle, Schwefel usw.) anreichern. Diese Schadstoffe werden dann im Verbrennungsprozeß (Regenerierung des Inertmaterials), z. B. über eine Rauchgasreinigungsanlage aus dem Prozeß ausgeschleust.The solid coke residue from cracking Inert material is in a combustion device, preferably in a fluidized bed device Combustion temperatures from 800 ° C to 1,000 ° C, preferably 850 ° C to 950 ° C from the coke residues cleaned. Then the cleaned inert material  cooled if necessary and fed to the mixing device again. Consequently, the method according to the invention is characterized a relatively low consumption of the inert material because a cycle is realized, as it were. In the Cleaning the inert material in the incinerator The resulting flue gases are treated in a flue gas treatment cleaning system and possibly discharged through a chimney. For the incorporation of sulfur can both in the Mixing device as well as in the combustion device e.g. B. Lime can be added. - Incidentally, it happens at Cracking doesn't just cause coke to attach to that Inert material, but also for separation the ash present in the waste. Both in the coke and especially in the ashes there can be pollutants in the waste materials are present (e.g. heavy metals, Sulfur, etc.). These pollutants are then in the Combustion process (regeneration of inert material), e.g. B. via a flue gas cleaning system from the process diverted.

Schließlich ist vorgesehen, daß die in der ersten und/oder zweiten Destillationskolonne gewonnenen Spaltgase und/oder Leichtsieder in der Verbrennungseinrichtung oder in einer externen Brennkammer verbrannt werden, wobei die bei der Verbrennung entstehende Wärmeenergie dem Aufbereitungs­ verfahren, z. B. den Destillationskolonnen oder der Mischschnecke zugeführt wird. Auf diese Weise ist der Bedarf an Fremdenergie sehr gering und der Wirkungsgrad folglich besonders hoch. Außerdem fallen praktisch keine neuen Abfallstoffe an. Finally, it is provided that the first and / or second distillation column obtained fission gases and / or Low boilers in the incinerator or in one external combustion chamber are burned, the at Combustion generated heat energy to the preparation procedure, e.g. B. the distillation columns or Mixing screw is fed. In this way it is The need for external energy is very low and the efficiency consequently particularly high. In addition, practically none fall new waste materials.  

Außerdem ist Gegenstand der Erfindung eine Anlage zur Aufbereitung von flüssigen und/oder festen organischen Abfallstoffen in flüssige Brennstoffe, insbesondere Diesel, Heizöl oder dgl. Dazu wird auf die Figurenbeschreibung verwiesen.The invention also relates to a system for Preparation of liquid and / or solid organic Waste materials in liquid fuels, especially diesel, Heating oil or the like. This is based on the description of the figures referred.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer 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 Aufbereitung von im wesentlichen flüssigen Abfallstoffen in schematischer Darstellung und Fig. 1 shows a plant according to the invention for the processing of essentially liquid waste materials in a schematic representation and

Fig. 2 eine Anlage zur Aufbereitung von im wesentlichen festen Abfallstoffen in schematischer Darstellung. Fig. 2 shows a plant for the treatment of essentially solid waste materials in a schematic representation.

In der Fig. 1 ist eine Anlage zur Aufbereitung von im wesentlichen flüssigen organischen Abfallstoffen in flüssige Brennstoffe, insbesondere Diesel, dargestellt. Die Anlage weist eine Sammeleinrichtung bzw. einen Sammeltank 1 für die aufzubereitenden Abfallstoffe, eine Vorbehand­ lungseinrichtung 2 zur Vorbehandlung der Abfallstoffe, eine kontinuierlich arbeitende Mischvorrichtung 3 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 Kohlenwasser­ stoffverbindungen in Brennstofffraktionen und weitere Spaltfraktionen gespalten werden. Zum Trennen der Brennstofffraktionen von den weiteren Spaltfraktionen ist eine Trennvorrichtung 4 vorgesehen. Die Mischvorrichtung ist als Mischschnecke 3 ausgebildet. Die Vorbehandlungseinrichtung 2 weist eine erste Destillations­ kolonne 5 zum Trennen von Wasser, Leichtsiedern und in den Abfallstoffen vorhandenen Brennstofffraktionen auf. Die der Mischvorrichtung nachgeschaltete Trennvorrichtung 4 weist eine zweite Destillationskolonne 6 zum Trennen der Brennstofffraktionen von den weiteren Spaltfraktionen, z. B. Spaltgasen und Leichtsiedern, auf. Der Destillationsrückstand ist dabei der Mischvorrichtung 3 erneut zuführbar. Schließlich ist eine Verbrennungs­ einrichtung 7 zum Reinigen der durch das Cracken mit Koksrückständen versehene feste Inertmaterial vorgesehen. Dabei ist die Verbrennungseinrichtung 7 als Wirbel­ schichteinrichtung ausgeführt. Das in der Wirbel­ schichteinrichtung 7 von den Koksrückständen gereinigte Inertmaterial ist der Mischvorrichtung 3 erneut zuführbar, so daß das Inertmaterial gleichsam im Kreislauf geführt ist.In the FIG. 1 is a plant for the preparation of substantially liquid organic wastes into liquid fuels, in particular diesel, is shown. The system has a collecting device or a collecting tank 1 for the waste materials to be processed, a pretreatment device 2 for pretreating the waste materials, a continuously operating mixing device 3 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 4 is provided for separating the fuel fractions from the further gap fractions. The mixing device is designed as a mixing screw 3 . The pretreatment device 2 has a first distillation column 5 for separating water, low boilers and fuel fractions present in the waste materials. The separating device 4 downstream of the mixing device has a second distillation column 6 for separating the fuel fractions from the further cracking fractions, e.g. B. fission gases and low boilers. The distillation residue can be fed to the mixing device 3 again. Finally, a combustion device 7 is provided for cleaning the solid inert material provided by the cracking with coke residues. The combustion device 7 is designed as a fluidized bed device. In the fluidized bed device 7 from the coke residues cleaned inert material can be fed to the mixing device 3 again, so that the inert material is, as it were, in a cycle.

Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand der Fig. 1 näher erläutert. Die flüssigen organischen Abfallstoffe (z. B. Altöl und Teere) werden aus einem Vorlagetank dem Sammeltank zugeführt. Die Abfallstoffe A werden filtriert und in der ersten Destillationskolonne 5 von Wasser W1, Leichtsiedern L1 und in den Abfallstoffen vorhandenen Diesel- bzw. Heizölfraktionen D1 getrennt. Der Destillationsrückstand bzw. das Sumpfprodukt S dieser ersten Destillationskolonne 5 enthält die zu crackenden langkettigen Kohlenwasserstoffe und bildet das Ausgangs­ produkt für den anschließenden Crackprozeß. Der Destillationsrückstand S wird der kontinuierlich arbeitenden Mischschnecke 3 zugeführt und darin mit dem festen, erhitzten Inertmaterial I gemischt. Dabei werden die höhermolekularen Kohlenwasserstoffe bzw. Kohlenwasser­ stoffverbindungen 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 3 werden die Brennstofffraktionen und die weiteren Spaltfraktionen über einen Reformer 8 der zweiten Destillationskolonne zugeführt. In dieser zweiten Destillationskolonne 6 erfolgt die Trennung der Brennstoff- bzw. Dieselfraktionen D2 von den weiteren Spaltfraktionen, insbesondere Spaltgasen bzw. Wasser W2 und Leichtsiedern L2. Die im Zuge der Destillation gewonnenen Dieselfraktionen D2 werden in einem Kondensator 9 verflüssigt und als Endprodukt bzw. Brennstoff einem Zwischenlagertank 10 zugeführt. In diesen Zwischenlagertank werden auch die ggf. bereits in der ersten Destillationskolonne 5 gewonnenen Dieselfraktionen D1, die ebenfalls in einem Kondensator 11 verflüssigt werden, gesammelt. Die sowohl in der ersten Destillationskolonne S als auch in der zweiten Destillationskolonne 6 gewonnenen Leichtsieder L1, L2 werden ebenfalls in Wärmetauschern gekühlt oder in Kondensatoren 12, 13 verflüssigt und in einem Leichtsiedertank 14 als Leichtfraktionen gesammelt. Anschließend können sie in der Wirbelschichteinrichtung 7 thermisch verwertet werden. Darauf wird später noch näher eingegangen. Das in der ersten Destillationskolonne 5 und der zweiten Destillationskolonne 6 gewonnene Wasser W1, W2 wird wahlweise über Kondensatoren 15, 16 den Destillations­ kolonnen 5, 6 zugeführt oder in einem Wassertank 17 gesammelt. Außerdem kann nach erfolgter Reinigung des Wassers eine Entsorgung in der Verbrennungseinrichtung 7 erfolgen. Es versteht sich, daß die Wärmetauscher, bzw. Kondensatoren 9, 11, 12, 13, 15, 16 jeweils an einen Kühlwasserkreislauf K angeschlossen sind.The method according to the invention is explained in more detail below with reference to FIG. 1. The liquid organic waste materials (e.g. waste oil and tars) are fed from a storage tank to the collection tank. The waste materials A are filtered and separated in the first distillation column 5 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 5 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 3 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 3 to the second distillation column via a reformer 8 . In this second distillation column 6 , the fuel or diesel fractions D 2 are separated from the further cracked fractions, in particular cracked gases or water W 2 and low boilers L 2 . The diesel fractions D 2 obtained in the course of the distillation are liquefied in a condenser 9 and fed to an intermediate storage tank 10 as the end product or fuel. The diesel fractions D 1 which may have already been obtained in the first distillation column 5 and which are likewise liquefied in a condenser 11 are also collected in this intermediate storage tank. The low boilers L 1 , L 2 obtained both in the first distillation column S and in the second distillation column 6 are likewise cooled in heat exchangers or liquefied in condensers 12 , 13 and collected in a low boiler 14 as light fractions. They can then be thermally utilized in the fluidized bed device 7 . This will be discussed in more detail later. The water W 1 , W 2 obtained in the first distillation column 5 and the second distillation column 6 is optionally fed to the distillation columns 5 , 6 via condensers 15 , 16 or collected in a water tank 17 . In addition, after the water has been cleaned, it can be disposed of in the combustion device 7 . It is understood that the heat exchangers or condensers 9 , 11 , 12 , 13 , 15 , 16 are each connected to a cooling water circuit K.

Im Zuge des thermischen Crackens in der Mischschnecke 3 bilden sich Koksrückstände auf dem Inertmaterial I. Das mit den Koksrückständen versehene Inertmaterial I wird kontinuierlich aus der Mischschnecke 3 abgezogen und der Verbrennungseinrichtung 7 zugeführt. In dieser Ver­ brennungseinrichtung 7, 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 3 zugeführt. Dazu ist ein geeigneter Schneckenförderer 18 zwischen Verbrennungs­ einrichtung 7 und Mischschnecke 3 angeordnet. Die im Zuge der Reinigung des Inertmaterials I in der Verbrennungs­ einrichtung 7 entstehende Rauchgase R werden in einer Rauchgasbehandlungsanlage bzw. Entstaubungsanlage 19 gereinigt. Die gereinigten Rauchgase werden dann über einen Kamin 20 abgeführt. Der im Zuge der Entstaubung entstehende Staub wird in einer entsprechenden Sammelvorrichtung 21 gesammelt. Über ein Kalksilo 22 kann der Entstaubungsanlage Kalk zur Einbindung von Schwefel zugegeben werden. In the course of the thermal cracking in the mixing screw 3 , coke residues form on the inert material I. The inert material I provided with the coke residues is continuously withdrawn from the mixing screw 3 and fed to the combustion device 7 . In this combustion device 7 , 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 back to the mixing screw 3 at a temperature between 450 ° C. and 650 ° C. For this purpose, a suitable screw conveyor 18 is arranged between the combustion device 7 and the mixing screw 3 . The flue gases R arising in the course of the cleaning of the inert material I in the combustion device 7 are cleaned in a flue gas treatment system or dedusting system 19 . The cleaned flue gases are then discharged through a chimney 20 . The dust generated in the course of dedusting is collected in a corresponding collecting device 21 . A lime silo 22 can be used to add lime to the dedusting system to incorporate sulfur.

Um die im Zuge der Verbrennung in der Verbrennungseinrichtung 7 freiwerdende Wärmeenergie effizient zu nutzen, wird mit den heißen Rauchgasen R das Wärmeträgeröl T eines Wärmeträgerölkreislaufs erhitzt. Dazu ist ein Wärmeträgerölerhitzer 23 vorgesehen. Mit dem auf diese Weise erhitzten Wärmeträgeröl T lassen sich dann in den Destillationskolonnen 5, 6 angeordnete Verdampfer 24, 25 versorgen. Außerdem erfolgt mit dem Wärmeträgeröl T eine Beheizung des Sammeltanks 1, bevor das abgekühlte Wärmeträgeröl T dann einem Wärmeträgeröltank 26 und anschließend erneut dem Wärmeträgerölerhitzer 23 zugeführt wird.In order to efficiently use the thermal energy released in the course of the combustion in the combustion device 7 , the heat transfer oil T of a heat transfer oil circuit is heated with the hot flue gases R. A heat transfer oil heater 23 is provided for this. The heat transfer oil T heated in this way can then be used to supply evaporators 24 , 25 arranged in the distillation columns 5 , 6 . In addition, the heat transfer oil T heats the collecting tank 1 before the cooled heat transfer oil T is then fed to a heat transfer oil tank 26 and then again to the heat transfer oil heater 23 .

Im übrigen ist erkennbar, daß ein Teil der gewonnenen Dieselfraktionen D1, D2 unmittelbar in einem Brenner 27 verwertet wird, welcher der Verbrennungseinrichtung 7 angehört.In addition, it can be seen that part of the diesel fractions D 1 , D 2 obtained is directly used in a burner 27 which belongs to the combustion device 7 .

In der Fig. 2 ist in analoger Weise eine Anlage zur Aufbereitung von im wesentlichen festen Abfallstoffen F, wie z. B. Kunststoffolien, dargestellt. Die Folien F werden zunächst in einem Schredder 28 zerkleinert und unter Zugabe von Wasser gereinigt und von insbesondere metallischen Abfällen M befreit. Nach erfolgter Trocknung werden die Abfallstoffe dann der ersten Destillationskolonne 5 zur Vorbehandlung zugeführt. Die weitere Behandlung erfolgt identisch wie bei der Aufbereitung der im wesentlichen flüssigen Abfallstoffe. Insofern wird auf die Ausführungen zu Fig. 1 verwiesen.In Fig. 2 is a plant for the treatment of essentially solid waste materials F, such as. B. plastic films shown. The foils F are first crushed in a shredder 28 and cleaned with the addition of water and freed of, in particular, metallic waste M. After drying, the waste materials are then fed to the first distillation column 5 for pretreatment. The further treatment is identical to the treatment of the essentially liquid waste. In this respect, reference is made to the comments on FIG. 1.

Claims (16)

1. Verfahren zur Aufbereitung von flüssigen und/oder festen organischen Abfallstoffen in flüssige Brennstoffe, insbesondere Diesel, Heizöl oder dgl., wonach die ggf. vorbehandelten Abfallstoffe in einer kontinuierlich arbeitenden Mischvorrichtung mit einem festen, erhitzten Inertmaterial gemischt und durch thermisches Cracken höhermolekularer Kohlenwasserstoffe oder Kohlenwasserstoffverbindungen in Brennstofffraktionen und weitere Spaltfraktionen gespalten werden, und wonach die Brennstofffraktionen anschließend von den weiteren Spaltfraktionen getrennt und als Brennstoff gelagert oder weiterverarbeitet werden.1. Process for the preparation of liquid and / or solid organic waste into liquid fuels, especially diesel, heating oil or the like, after which the possibly pretreated waste materials in a continuously operating mixing device with a solid, heated inert material mixed and mixed thermal cracking of high molecular weight hydrocarbons or hydrocarbon compounds in fuel fractions and further fission fractions are split, and then the fuel fractions from the further fission fractions separated and as fuel stored or further processed. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als festes Inertmaterial Sand, insbesondere Quarzsand, oder Schlacke verwendet wird.2. The method according to claim 1, characterized in that as solid inert material sand, in particular quartz sand, or Slag is used. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Inertmaterial Eintrittstemperaturen zwischen 300°C und 800°C, vorzugsweise 450°C bis 650°C aufweist.3. The method according to claim 1 or 2, characterized characterized in that the inert material inlet temperatures between 300 ° C and 800 ° C, preferably 450 ° C to 650 ° C having. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das thermische Cracken in einer Mischschnecke erfolgt.4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that the thermal cracking takes place in a mixing screw. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die im wesentlichen festen Abfallstoffe zerkleinert, gereinigt, getrocknet und ggf. von metallischen Abfällen befreit und anschließend der Mischvorrichtung zugeführt werden.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized characterized in that the essentially solid waste  crushed, cleaned, dried and if necessary by metallic waste and then the Mixing device are supplied. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die im wesentlichen flüssigen Abfallstoffe im Zuge der Vorbehandlung nach ggf. erfolgter Filtration zunächst von Wasser, Leichtsiedern und ggf. in den Abfallstoffen vorhandenen Brennstofffraktionen, insbesondere Dieselfraktionen, getrennt werden.6. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized characterized in that the essentially liquid Waste materials in the course of pretreatment after, if applicable Filtration first of water, low boilers and possibly in the existing fuel fractions, especially diesel fractions. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennung durch Destillation in einer ersten Destillationskolonne erfolgt, wobei der die zu spaltenden Kohlenwasserstoffe enthaltende Destillationsrückstand der Mischvorrichtung zugeführt wird.7. The method according to claim 6, characterized in that separation by distillation in a first Distillation column takes place, the to be split Distillation residue containing hydrocarbons Mixing device is supplied. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennung der Brennstofffraktionen von den weiteren Spaltfraktionen, z. B. Spaltgasen und/oder Leichtsiedern, durch Destillation in einer zweiten Destillationskolonne erfolgt, wobei der Destillations­ rückstand ggf. erneut der Mischvorrichtung zugeführt wird.8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized characterized in that the separation of the fuel fractions of the other fission fractions, e.g. B. fission gases and / or Low boilers, by distillation in a second Distillation column takes place, the distillation residue may be returned to the mixing device. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das durch das Cracken mit Koksrückständen versehene feste Inertmaterial in einer Verbrennungseinrichtung, vorzugsweise in einer Wirbelschichteinrichtung, bei Verbrennungstemperaturen zwischen 800°C und 1.000°C, vorzugsweise 850°C bis 950°C, von den Koksrückständen gereinigt wird und das gereinigte Inertmaterial ggf. gekühlt und der Mischvorrichtung erneut zugeführt wird.9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized characterized by cracking with Solid inert material provided in a coke residue Combustion device, preferably in one Fluid bed device, at combustion temperatures between 800 ° C and 1,000 ° C, preferably 850 ° C to 950 ° C, the coke residue is cleaned and that  cleaned inert material cooled if necessary and the Mixing device is fed again. 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Reinigung des Inertmaterials in der Verbrennungseinrichtung entstehende Rauchgase in einer Rauchgasbehandlungsanlage gereinigt werden.10. The method according to claim 9, characterized in that when cleaning the inert material in the Combustion device creates smoke gases in a Flue gas treatment system can be cleaned. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten und/oder der zweiten Destillationskolonne gewonnene Spaltgase und/oder Leichtsieder in der Verbrennungseinrichtung oder einer Brennkammer verbrannt werden, wobei die bei der Verbrennung entstehende Wärmeenergie dem Aufbereitungsverfahren zugeführt wird.11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized characterized in that in the first and / or the second Distillation column obtained fission gases and / or Low boilers in the incinerator or one Combustion chamber to be burned, the one being burned heat energy generated by the treatment process is fed. 12. Anlage zur Aufbereitung von flüssigen und/oder festen organischen Abfallstoffen in flüssige Brennstoffe, insbesondere Diesel, Heizöl oder dgl., mit zumindest
  • - einer Sammeleinrichtung (1) für die aufzubereitenden Abfallstoffe,
  • - einer Vorbehandlungseinrichtung (2) zur Vorbe­ handlung der Abfallstoffe,
  • - einer kontinuierlich arbeitenden Mischvorrichtung (3) zum Mischen der Abfallstoffe mit einem festen, erhitzten Inertmaterial, z. B. Quarzsand oder Schlacke, wobei durch thermisches Cracken höhermolekulare Kohlenwasserstoffe oder Kohlen­ wasserstoffverbindungen in Brennstofffraktionen und weitere Spaltfraktionen gespalten werden und
  • - einer Trennvorrichtung (4) zum Trennen der Brennstofffraktionen von den weiteren Spalt­ fraktionen.
12. Plant for the treatment of liquid and / or solid organic waste materials in liquid fuels, in particular diesel, heating oil or the like, with at least
  • - a collecting device ( 1 ) for the waste materials to be processed,
  • - a pretreatment device ( 2 ) for pretreating the waste materials,
  • - A continuously operating mixing device ( 3 ) for mixing the waste materials with a solid, heated inert material, for. B. quartz sand or slag, with thermal cracking of higher molecular weight hydrocarbons or carbon compounds in fuel fractions and other fission fractions and
  • - A separation device ( 4 ) for separating the fuel fractions from the further gap fractions.
13. Anlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischvorrichtung als Mischschnecke (3) ausgebildet ist.13. Plant according to claim 12, characterized in that the mixing device is designed as a mixing screw ( 3 ). 14. Anlage nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorbehandlungseinrichtung (2) eine erste Destillationskolonne (5) zum Trennen von Wasser, Leichtsiedern und ggf. in den Abfallstoffen vorhandenen Brennstofffraktionen aufweist.14. Plant according to claim 12 or 13, characterized in that the pretreatment device ( 2 ) has a first distillation column ( 5 ) for separating water, low boilers and any fuel fractions present in the waste materials. 15. Anlage nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennvorrichtung (4) eine zweite Destillationskolonne (6) zum Trennen der Brenn­ stofffraktionen von den weiteren Spaltfraktionen, z. B. Spaltgasen und/oder Leichtsiedern, aufweist, wobei der Destillationsrückstand der Mischvorrichtung (3) zuführbar ist.15. Plant according to one of claims 12 to 14, characterized in that the separating device ( 4 ) has a second distillation column ( 6 ) for separating the fuel fractions from the further cracking fractions, for. B. cracked gases and / or low boilers, wherein the distillation residue of the mixing device ( 3 ) can be fed. 16. Anlage nach einem der Ansprüche 12 bis 15, gekennzeichnet durch eine Reinigungsvorrichtung (7) für das durch das Cracken mit Koksrückständen versehene feste Inertmaterial, wobei die Reinigungseinrichtung vorzugsweise als Verbrennungseinrichtung (7), z. B. als Wirbelschicht­ einrichtung, ausgeführt ist und wobei das gereinigte Inertmaterial der Mischvorrichtung (3) zuführbar ist.16. Plant according to one of claims 12 to 15, characterized by a cleaning device ( 7 ) for the solid inert material provided by cracking with coke residues, the cleaning device preferably as a combustion device ( 7 ), for. B. as a fluidized bed device, and the cleaned inert material of the mixing device ( 3 ) can be fed.
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