DE202005010265U1 - CHP system based on waste / biomass with heat coupling, including old landfills - Google Patents

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Abstract

System zur Erzeugung von Energie durch Abfallverwertung unter Einsatz von Blockheizkraftwerken, dadurch gekennzeichnet, dass sich bei einem ersten Verbraucher (V1) eine Abfallverwertungsanlage befindet, die einem ersten Blockheizkraftwerk (B1) zugeordnet ist, mittels dem eine thermische Verwertung des Abfalls stattfindet und ein Sekundärbrennstoff erzeugbar ist, und dass wenigstens ein weiteres Blockheizkraftwerk (B2, B3, B4, ..., Bn) bei einem weiteren Verbraucher (V2, V3, V4, ..., Vn) angeordnet ist, welcher mit dem ersten Verbraucher (V1) in einer logistischen Verbindung steht, über die der Transport des bei dem ersten Verbraucher (V1) erzeugten Sekundärbrennstoffs zu dem Blockheizkraftwerk (B2, B3, B4, ..., Bn) des weiteren Verbrauchers (V2, V3, V4, ..., Vn) durchführbar ist.system for the generation of energy by waste recycling using Blockheizkraftwerken, characterized in that at a first consumer (V1) is a waste recycling plant, the a first cogeneration plant (B1) is assigned, by means of a thermal utilization of the waste takes place and a secondary fuel is producible, and that at least one other cogeneration plant (B2, B3, B4, ..., Bn) in another consumer (V2, V3, V4, ..., Vn), which is connected to the first consumer (V1) is in a logistical connection through which the transport of the the first consumer (V1) generated secondary fuel to the combined heat and power plant (B2, B3, B4, ..., Bn) of the further consumer (V2, V3, V4,. Vn) feasible is.

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Description

Die Erfindung betrifft ein System zur Energieerzeugung durch Abfallverwertung unter Einsatz von Blockheizkraftwerken.The The invention relates to a system for generating energy through waste recycling using cogeneration units.

Es ist allgemein bekannt, zur Erzeugung von Elektroenergie zentrale Großkraftwerke einzusetzen, die in der Regel mit Kohle, Öl, Gas oder Kernkraft betrieben werden. Diese Anlagen haben den Nachteil, dass zum einen ca. 70 % des beim Betrieb dieser Kraftwerke vorhandenen Heizwertes als Abwärme nicht genutzt wird und zum anderen die nur begrenzt vorhandenen Rohstoffe vergeudet werden.It is well known for generating electric power central Large power plants used, which are usually operated with coal, oil, gas or nuclear power become. These systems have the disadvantage that on the one hand about 70 % of the heating value present during operation of these power plants as Do not waste heat and secondly, the limited resources available be wasted.

Bedeutend wirtschaftlicher arbeiten dagegen die ebenfalls bekannten Blockheizkraftwerke. Diese Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlagen, die für Verbraucher sowohl elektrische Energie als auch Wärmeenergie zur Verfügung stellen, werden meist in unmittelbarer Nähe des Verbrauchers eingesetzt und sind auf Grund ihres Wirkungsprinzips energiesparende und damit umweltschonende Energieversorgungssysteme. Prinzipiell besitzen Blockheizkraftwerke eine Antriebsmaschine, beispielsweise einen Verbrennungsmotor, der einen Generator antreibt, von welchem die benötigte elektrische Energie bereitgestellt wird. Die bei diesem Prozess an der Antriebsmaschine anfallende Abwärme wird bei Blockheizkraftwerken als Nutzwärme an die angeschlossenen Verbraucher geliefert. Als Kraftstoffe für diese kompakt ausgeführten Blockheizkraftwerke kommen vorwiegend fossile oder regenerative Brennstoffe wie Heizöl, Pflanzenöl, Biodiesel oder Erdgas bzw. Biogas zum Einsatz.significantly on the other hand, the equally well-known combined heat and power plants are more economical. These combined heat and power plants, the for Consumers both electrical energy and thermal energy to disposal are usually used in the immediate vicinity of the consumer and are due to their principle of action energy-saving and thus environmentally friendly energy supply systems. In principle own Blockheizkraftwerke a prime mover, such as a Internal combustion engine that drives a generator, from which the required electrical Energy is provided. The process involved in this process at the prime mover accumulating waste heat is used in combined heat and power plants as useful heat to the connected Consumers delivered. As fuels for these compact designed cogeneration units come mainly fossil or renewable fuels such as fuel oil, vegetable oil, biodiesel or natural gas or biogas used.

In DE 197 09 383 A1 und in DE 20 2004 017 725 U1 werden beispielsweise Verfahren und Einrichtungen zur energetischen Nutzung von Biomasse in Energiewandlungsanlagen mit Kraft-Wärme-Kopplung beschrieben, bei denen Biomasse als Primärenergieträger zum Einsatz kommt und die Nutzenergien Wärme und Elektroenergie gleichzeitig als Prozessgrößen aus dem thermodynamischen Kreisprozess ausgekoppelt und bedarfsstrukturgerecht den Verbrauchern bereitgestellt werden sollen.In DE 197 09 383 A1 and in DE 20 2004 017 725 U1 For example, methods and devices for the energetic use of biomass in energy conversion plants with combined heat and power are described, in which biomass is used as a primary energy source and the useful energies of heat and electric energy are simultaneously decoupled as process variables from the thermodynamic cycle and demand structure to the consumers to be provided.

Bekannt sind auch Einrichtungen und Verfahren zur Verwertung von Abfällen, bei denen beispielsweise Hausmüll, gewerblicher Müll, Biomüll etc. in thermischen Verbrennungsanlagen verbrannt wird. Da diese Art der Abfallbeseitigung häufig die vom Gesetzgeber vorgeschriebenen Grenzwerte, insbesondere im Rauchgas, überschreitet, wurden Anlagen entwickelt, die eine Aufbereitung bzw. Trennung des Mülls vorsehen. So wird z. B. in DE 199 09 328 B4 ein entsprechendes Abfallverwertungsverfahren beschrieben, bei dem der Abfall einer Trennung unterzogen wird, wobei als Sekundärrohstoff verwendbare Bestandteile abgetrennt werden und eine verbleibende Fraktion thermisch und biologisch weiterbehandelt wird. Es wird ein lagerbarer Sekundärrohstoff oder ein Brennstoff mit höherem Energiegehalt als die Ausgangsstoffe erzeugt.Also known are facilities and methods for the recovery of waste in which, for example, household waste, commercial waste, organic waste, etc. is incinerated in thermal incinerators. Since this type of waste disposal often exceeds the limits prescribed by law, in particular in flue gas, systems have been developed which provide for treatment or separation of the waste. So z. In DE 199 09 328 B4 describes a corresponding waste recycling method in which the waste is subjected to a separation, wherein as secondary raw material usable components are separated and a remaining fraction is thermally and biologically treated further. A storable secondary raw material or a fuel with a higher energy content than the starting materials is produced.

Derartige Müllverwertungsanlagen besitzen einen material- und kostenaufwendigen Aufbau und die eingesetzten Verfahren verursachen große Kosten. Da diese Anlagen auch aus diesen Gründen nicht flächendeckend eingesetzt werden können, muss der Müll häufig über größere Strecken bis zu seiner Verwertung transportiert werden.such Waste recycling facilities have a material and cost-consuming construction and the used Procedures cause big ones Costs. Because these systems are not comprehensive for these reasons can be used the garbage often over longer distances be transported to its recovery.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine preiswerte und nachhaltige Versorgung mit elektrischer Energie und Wärmeenergie für eine bestimmte Region zu sichern und gleichzeitig eine umweltfreundliche und kostengünstige Lösung für die Abfallverwertung innerhalb dieser Region zu finden.The The object of the invention is an inexpensive and sustainable Supply of electrical energy and heat energy for a given Secure an environmentally friendly and cost-effective waste recycling solution within this region.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des ersten Schutzanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.These Task is with the characterizing features of the first protection claim solved. advantageous versions emerge from the dependent claims.

Erfindungsgemäß befindet sich bei einem ersten Verbraucher eine Abfallverwertungsanlage, die einem ersten Blockheizkraftwerk zugeordnet ist, mittels dem eine thermische Verwertung des Abfalls durchführbar und ein Sekundärbrennstoff erzeugbar ist, und es ist wenigstens ein weiteres Blockheizkraftwerk bei einem weiteren Verbraucher angeordnet, welcher mit dem ersten Verbraucher in einer logistischen Verbindung steht, über die der Transport des bei dem ersten Verbraucher erzeugten Sekundärbrennstoffs zu den weiteren Blockheizkraftwerken durchführbar ist. Bei dem Verbraucher, bei dem die thermische Abfallverwertung stattfindet, ist ein Zwischenlager für Sekundärbrennstoff eingerichtet.According to the invention at a first consumer a waste recycling plant, the associated with a first cogeneration plant, by means of a thermal recovery of the waste feasible and a secondary fuel is producible, and it is at least another cogeneration plant arranged at a further consumer, which with the first Consumers are logistically connected via the the transport of the secondary fuel generated at the first consumer to the other cogeneration units is feasible. At the consumer, where the thermal waste recycling takes place, is an intermediate storage for secondary fuel set up.

Dabei befinden sich die Verbraucher an verschiedenen Standorten innerhalb einer Region. Es unterliegen vor allem Abfallströme von Alt-Deponien oder Biomasse einer thermischen Verwertung.there Consumers are located in different locations within a region. Above all, there are waste streams from old landfills or biomass a thermal utilization.

Der Sekundärbrennstoff ist aus dem Zwischenlager bei dem ersten Verbraucher zu den weiteren Verbrauchern beispielsweise mittels Lastkraftwagen transportierbar.Of the secondary fuel is from the interim storage at the first consumer to the other Consumers, for example, transported by truck.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.The Invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment.

Es zeigt die Figur eine grobschematische Darstellung des erfindungsgemäßen Systems zur Energieerzeugung durch Abfallverwertung.It the figure shows a rough schematic representation of the system according to the invention for energy production through waste recycling.

Bei einem ersten Verbraucher V1, beispielsweise einer Stadt, befindet sich eine an sich bekannte Abfallverwertungsanlage, die einem ersten Blockheizkraftwerk B1 zugeordnet ist. Es werden thermisch verwertbare aktuelle Abfallströme erfasst, insbesondere sollen Bestände von Alt-Deponien einbezogen werden. Auch Biomasse (z. B. Holz in allen Variationen) kommt zur Verwertung.In a first consumer V1, for example, a city, there is a known waste treatment plant, which is associated with a first combined heat and power plant B1. It will be ther collectively usable current waste streams, in particular to include stocks of old landfills. Biomass (eg wood in all variations) is also recycled.

Die Arbeitsweise des Blockheizkraftwerkes B1 findet dabei in bekannter Weise statt.The Operation of the combined heat and power plant B1 takes place in known Way instead.

Weitere Blockheizkraftwerke B2, B3, B4, ..., Bn sind dezentral und räumlich voneinander getrennt bei weiteren Verbrauchern V2, V3, V4, ..., Vn angeordnet. So ist bei Verbraucher V2, beispielsweise einer in einem Gewerbegebiet außerhalb der Stadt (die dem Verbraucher V1 entspricht) befindlichen Ziegelei, ein weiteres Blockheizkraftwerk B2 angeordnet, das der Stromerzeugung dient. Die Abwärme wird für die Tunnelofenbeheizung der Ziegelei genutzt.Further Combined heat and power plants B2, B3, B4, ..., Bn are decentralized and spatially separate separated from other consumers V2, V3, V4, ..., Vn arranged. So is consumer V2, for example, one in a commercial area outside the town (which corresponds to the consumer V1) another combined heat and power plant B2 arranged, which is the power generation serves. The waste heat will for the Tunnel kiln heating used in the brickyard.

Bei einem anderen, sich ebenfalls außerhalb der Stadt befindenden, Verbraucher V3 ist ein Blockheizkraftwerk B3 angeordnet. Dieser Verbraucher V3 kann beispielsweise eine sich in einem zweiten Gewerbegebiet befindende Großverzinkerei sein. Diese benötigt ebenfalls elektrischen Strom und für die Zinkbadaufheizung die Abwärme des Blockheizkraftwerks B3.at another, also outside the city, Consumer V3 is arranged a cogeneration unit B3. This For example, consumer V3 may be located in a second commercial park located large galvanizing be. This needed also electric power and for the Zinkbadaufheizung the waste heat of combined heat and power plant B3.

In einem weiteren Gewerbegebiet befindet sich bei einem Verbraucher V4 ein weiteres Blockheizkraftwerk B4, das der Stromerzeugung für eine Kunststoffteileproduktion dient und dessen Abwärme zur Thermalölaufheizung vorgesehen ist. Diese Auflistung ließe sich noch weiter fortführen.In Another business park is located at a consumer V4 another cogeneration plant B4, the power generation for a plastic parts production serves and its waste heat to Thermal oil heating is provided. This list could be continued even further.

Dabei dient der sich vorteilhafter Weise in zentraler Lage zu den anderen Verbrauchern V2, V3, V4 befindliche Verbraucher V1 als Produktionsstandort und als Zwischenlager für Sekundärbrennstoff. Wenn sich dieser Standort in der Nähe einer Mülldeponie befindet, ist die Lösung besonders kostengünstig und umweltfreundlich.there serves the advantage of being in a central location to the others Consumers V2, V3, V4 located consumers V1 as a production site and as an interim storage for Secondary fuel. If This location is nearby a landfill is the solution especially inexpensive and environmentally friendly.

Die Belieferung der anderen Verbraucher V2 bis Vn/Blockheizkraftwerke B2 bis Bn mit Sekundärbrennstoffen erfolgt vom Verbraucher V1 beispielsweise mittels Lastkraftwagen.The Supply of other consumers V2 to Vn / combined heat and power plants B2 to Bn with secondary fuels takes place from the consumer V1, for example by truck.

Somit ist eine Lager- und Lieferlogistik vorgesehen, die eine Belieferung von weiteren regionalen Blockheizkraftwerken mit Sekundärrohstoffen ermöglicht. Durch die Annahme des Abfalls zur Verwertung an dem jeweiligen regionalen Standort kann so genannter Mülltourismus vermieden werden.Consequently is provided a warehouse and delivery logistics, which is a delivery of other regional combined heat and power plants with secondary raw materials allows. By accepting the waste for recovery at the respective regional Location can be so-called waste tourism be avoided.

Dabei erfolgt je nach Bedarf und Situation vor Ort auch eine Stromeinspeisung in das öffentliche Netz. Die anfallende Abwärme wird den jeweiligen Nutzern als Dampf, als Heißluft, zur Zinkbadaufheizung, zur Klimatisierung, zur Trocknung etc. angeboten. Die Verwendung von Sekundärbrennstoff ist preisgünstiger als Kohle, Gas, Heizöl etc.there Depending on the needs and situation on site, a power supply is also provided into the public network. The resulting waste heat is the respective users as steam, as hot air, for Zinkbadaufheizung, for air conditioning, for drying etc. offered. The usage of secondary fuel is cheaper as coal, gas, fuel oil Etc.

Mit dem erfindungsgemäßen System werden vor allem drei große Vorteile erzielt:

  • – Es können erhebliche Einsparungen von Energieimporten mit entsprechendem volkswirtschaftlichen Nutzen und einer nachhaltigen Sicherung der regionalen Betriebsstandorte durch eine Senkung der Wärmebetriebskosten von ca. 50 erzielt werden.
  • – Es wird eine nachhaltige Lösung der bestehenden Abfallproblematik mit dauerhaft geringen Kosten für das Gemeinwesen erreicht.
  • – Es wird eine bessere Luftreinhaltung entsprechend den Auflagen des Gesetzgebers in Verbindung mit der Wärmekopplung erzielt.
Above all, three major advantages are achieved with the system according to the invention:
  • - Significant savings of energy imports with corresponding economic benefits and sustainable protection of regional operations can be achieved by reducing the heat input costs by about 50%.
  • - Achieving a sustainable solution to the existing waste problem with permanently low costs for the community.
  • - A better air pollution control is achieved in accordance with the requirements of the legislature in connection with the heat coupling.

Die hier aufgezeigte erfindungsgemäße Lösung stellt somit eine erfolgreiche Interessenvernetzung „Abfallverwertung-Energieerzeugung-Wärmekopplung" dar.The here indicated solution according to the invention thus a successful networking of interests "waste utilization-energy production-heat coupling" represents.

Mit diesem System zur Erzeugung von Energie durch Abfallverwertung ist eine extrem preiswerte und nachhaltige Versorgung mit Prozessenergie möglich. Es können die Betriebskosten enorm reduziert werden.With This system for generating energy through waste recycling is an extremely inexpensive and sustainable supply of process energy possible. It can the operating costs are reduced enormously.

Neben einer nachhaltigen Lösung des Abfallproblems, das insbesondere auch Alt-Deponien einbezieht, konnte auch eine Immissionsreduzierung um mindestens 50% gegenüber der Verwendung von Erdgas erzielt werden. Auch die Anzahl von Strom-Überlandleitungen konnte stark verringert werden.Next a sustainable solution The waste problem, which includes in particular old landfills, could also be a Immission reduction by at least 50% compared to the use of natural gas be achieved. The number of power transmission lines was also strong be reduced.

Es könnten auch vorhandene Heizkraftwerke von Industrie und Gewerbe auf Kraft-Wärme-Kopplung unter Nutzung von Sekundärbrennstoff umgerüstet werden.It could also existing combined heat and power plants of industry and commerce on combined heat and power using of secondary fuel converted become.

Das gleiche trifft auf die Heizanlagen öffentlicher Gebäude und Einrichtungen zu.The same applies to the heating systems of public buildings and Facilities too.

Claims (5)

System zur Erzeugung von Energie durch Abfallverwertung unter Einsatz von Blockheizkraftwerken, dadurch gekennzeichnet, dass sich bei einem ersten Verbraucher (V1) eine Abfallverwertungsanlage befindet, die einem ersten Blockheizkraftwerk (B1) zugeordnet ist, mittels dem eine thermische Verwertung des Abfalls stattfindet und ein Sekundärbrennstoff erzeugbar ist, und dass wenigstens ein weiteres Blockheizkraftwerk (B2, B3, B4, ..., Bn) bei einem weiteren Verbraucher (V2, V3, V4, ..., Vn) angeordnet ist, welcher mit dem ersten Verbraucher (V1) in einer logistischen Verbindung steht, über die der Transport des bei dem ersten Verbraucher (V1) erzeugten Sekundärbrennstoffs zu dem Blockheizkraftwerk (B2, B3, B4, ..., Bn) des weiteren Verbrauchers (V2, V3, V4, ..., Vn) durchführbar ist.System for generating energy by waste utilization using cogeneration units, characterized in that at a first consumer (V1) is a waste recycling plant, which is associated with a first combined heat and power plant (B1), takes place by means of which a thermal utilization of the waste and a secondary fuel can be generated is, and that at least one further combined heat and power plant (B2, B3, B4, ..., Bn) at a further consumer (V2, V3, V4, ..., Vn) is arranged, which with the first consumer (V1) in is a logistical connection, via which the transport of the secondary fuel generated at the first consumer (V1) to the block heater Power plant (B2, B3, B4, ..., Bn) of further consumer (V2, V3, V4, ..., Vn) is feasible. System zur Erzeugung von Energie durch Abfallverwertung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Verbraucher (V1), bei dem die thermische Abfallverwertung stattfindet, ein Zwischenlager für Sekundärbrennstoff eingerichtet ist.System for generating energy through waste recycling according to claim 1, characterized in that the consumer (V1), where thermal waste recycling takes place, an intermediate storage facility for secondary fuel is set up. System zur Erzeugung von Energie durch Abfallverwertung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Verbraucher (V1, V2, V3, V4, ..., Vn) an verschiedenen Standorten innerhalb einer Region befinden.System for generating energy through waste recycling according to claim 1 or 2, characterized in that the consumers (V1, V2, V3, V4, ..., Vn) at different locations within one Located in the region. System zur Erzeugung von Energie durch Abfallverwertung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Abfallströme von Alt-Deponien oder Biomasse einer thermischen Verwertung unterliegen.System for generating energy through waste recycling according to one of the claims 1 to 3, characterized in that waste streams from waste landfills or biomass of a thermal Recovery. System zur Erzeugung von Energie durch Abfallverwertung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sekundärbrennstoff aus dem Zwischenlager bei dem Verbraucher (V1) zu dem weiteren Verbraucher (V2, V3, V4, ..., Vn) mittels Lastkraftwagen transportierbar ist.System for generating energy through waste recycling according to one of the claims 1 to 4, characterized in that the secondary fuel from the intermediate storage at the consumer (V1) to the further consumer (V2, V3, V4, ..., Vn) can be transported by truck.
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