DE2147897A1

DE2147897A1 - Verfahren und Anlage zur Mullbe seitigung

Info

Publication number: DE2147897A1
Application number: DE19712147897
Authority: DE
Inventors: Etienne La Varenne Füret (Frank reich) P
Original assignee: Societe dEtudes Techniques et dEntrepnses Generales (SODETEG), Le Plessis Robinson (Frankreich)
Priority date: 1970-09-25
Filing date: 1971-09-24
Publication date: 1972-03-30
Also published as: DE2147897B2; IT943620B; GB1338130A; BE772440A; JPS4832376A; NL7112546A

Description

2H7897

ng. D!_P>. osc. pvbl

DiET-JCH LEWiHSKY 24

PAT£.\T.tfj;VALT
8 MBnchen2l - Gotthardstr. 81

Telefon 56 17 62

6746 - V

Societe d^TEtudes Techniques et d'Entreprises Generales (SODETEG), Le Plessis-Robinson, 9, Avenue Reaumur (Frankreich)

„Verfahren und Anlage zur Müllbeseitigung"

Prioritäten vom 25. September 1970 und 27. August 1971 aus den französischen Patentanmeldungen Nr. 70/34 798 und 71/31 184

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und ' eine Anlage zur Müllbeseitigung, durch dessen Zerstörung ohne schädliche Auswirkungen, insbesondere inbezug auf die Verunreinigung der Atmosphäre oder der Gewässer durch Staubpartikel bzw. chemische Stoffe, die durch die vorgenommene zerstörende Behandlung freiwerden.

Die Abfallstoffe fallen im allgemeinen in Form eines ' Gemisches aus fermentierbaren und nicht fermentierbaren Produktenι an, zu denen gleichermaßen auch die Haushaltsabfalle gehören. Der Beseitigung dieser Abfälle kommt insbesondere in der Nähe großer ι Ballungszentren eine besondere Bedeutung zu, in deren Einzugsbereich bei der Veraschung dieser Abfälle generell jegliche Verschmutzung der Luft, der Gewässer oder des Bodens zu vermeiden ist. In Nähe dieser Zentren ist es schwierig, wenn nicht sogar ' ausgeschlossen, ein Terrain zu finden um z.B. öffentliche Schuttabladeplätze zu schaffen. Die Müllkompostierung stößt ebenfalls auf Schwierigkeiten, wenn insbesondere die Abfälle einen befträchtlichen Anteil von nicht fermentierbaren Produkten aufweisen.

209814/1065

Was die Veraschung anlangt, so besitzt diese den Nachteil, eine Luftverunreinigung zu bewirken, die noch durch das Freiwerden von korrosiven Gasen, Stickstoffen usw. wie das schwefelhaltige Gas oder die Chlorwasserstoffsäure in der Atmosphäre verstärkt wird.

Darüber hinaus umfassen die Haushaltsabfälle häufig zwischen 2 5 und 30% nicht brennbarer Stoffe, die auf die eine oder andere Weise beseitigt werden müssen.

Davon abgesehen, daß die Veraschung zur Verunreinigung der Atmosphäre beiträgt, ist bei dieser eine große Menge Luft erforderlich, um die Verbrennungsgase abzuschwächen und abzukühlen. Starke Fällungseinrichtungen reichen hier nicht aus, um die aus der Verbrennung hervorgehenden Feststoffe und anderen Partikel zu vermindern. Darüber hinaus sind diese Anlagen kostspielig und gegenüber Korrosion empfindlich, insbesondere wenn es sich um die von der schwefelhaltigen Säure und die im Wasserdampf enthaltene Chlorwasserstoffsäure hervorgerufenen handelt.

Der ständig wachsende Einsatz von Kunststoffen, der sich auch in den Haushaltsabfällen zeigt, erhöht noch die Entwicklung und das Freiwerden von Chlorwasserstoffsäure in der Atmosphäre. So läßt beispielsweise ein Kilogramm PVC-Plastikmaterial annähernd 500 Gramm gasförmige Chlorwasserstoffsäure entstehen. Angesichts der schwerwiegenden Korrοsionsproblerne, die an den verwendeten Heizungsrohren auftreten,ist die Ausbeute an Wärmeeinheiten zur Dampf- bzw. Elektrizitätserzeugung bestenfalls dann lohnend, wenn es sich um sehr große Verbrennungseinheiten handelt.

In der Zielsetzung der Erfindung liegt demnach

die Schaffung eines neuen Verfahrens zur Müllbeseitigung, insbesondere der der Haushaltsabfalle, daß einerseits darin besteht, das Müllvolumen in der Form zu reduzieren, daß die Abfälle anschließend in verhältnismäßig einfacher Form vernichtet werden können. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß · das Müllvolumen zusammen mit anderen Stoffen zu Blöcken gepreßt wird, die sich für eine spätere Vernichtung in Anlagen eignen, die ein Freiwerden von schädlichen Gasen in die Atmosphäre und ■ damit eine Verunreinigung der Umgebung solcher Anlagen

2098U/1066

vermeiden. Allgemein ausgedrückt werden erfindungsgemäß die Abfälle ihrem Volumen nach verkleinert, um die Form von Kuben anzunehmen, die eine Seitenlänge von 30 cm oder darunter besitzen. Demgegenüber können jedoch auch Kuben größerer Abmessungen vorgesehen werden. Diese Abfallelemente verkleinerten Volumens werden nunmehr völlig von einem porösen, vorzugsweise keramischen Material umgeben. Andererseits können jedoch auch perforierte Metallplatten, solche aus gesintertem Stahl oder Behältnisse aus porösem, feuerfestem Material oder andere verwendet werden, wobei die Poren dieser Materialien in der Weise bemessen sind, daß zwar die Gase entweichen können, die festen Partikel jedoch zurückgehalten werden. Die auf diese Weise vorbehandelten Abfälle werden anschließend z.B. in einem Kanal- oder Tunnelofen verbrannt.

In diesem Tunnelofen sind Temperaturzonen vorgesehen, die in der Form angeordnet sind, daß die Gase, die in bestimmten dieser Zonen auftreten, dort entweichen können. In diesen Zonen können Extraktionsvorrichtungen für diese Gase vorgesehen werden, so daß unter diesen Umständen Chlor, Schwefel und andere Substanzen erfaßt und in der Weise weiterverarbeitet werden können, daß eine Verunreinigung ausgeschlossen ist. Andere, ebenfalls freiwerdende Gase wie z.B. das Methan, Wasserstoff usw. können für den Tunnelofen als Wärmespeicher bzw. -spender ausgenutzt werden.

Gemäß einem Wesenszug der Erfindung können die gepreßten Müllblöcke innig mit keramischen Stoffen gemischt werden, wobei das sich ergebende Gemisch in der Form verbrannt wird, daß eine langsame Pyrolyse der Abfälle innerhalb des keramisierten Produkts eintritt. Während dieses Vorgangs bleibt jedoch das Keramikmaterial ausreichend porös, um ein Austreten der Gase durch die Müllmasse zu gewährleisten.

Gemäß der Erfindung werden die Müllstoffe für die angegebene Behandlung vorbereitet. Zuerst werden diese zusammenge-j

preßt und anschließend völlig mit einem keramischen Material umge-; ben. Die Dichte des sich somit ergebenden Produkts schwankt zwischen 0,5 und 0,8. Die Dichte des als Hüllstoff verwendeten keramischen Materials liegt in der Größenordnung von 1,7. Die Abfall-

209814/1066

2U7897

Stoffe werden unter einem Druck von etwa 70 bis 75 kg/cm gepreßt, um eine Dichte in der Größenordnung von 1,7 bzw. selbst darüber, bis zu 2, zu erreichen, um sich damit der des keramischen Hüllstoffes anzugleichen.

Die zusammengepreßten bzw. zerkleinerten Abfallstoffe werden in der Zerkleinerungsstation mit einem Keramikprodukt gemischt und hydraulisch mit Hilfe von Pumpen bis zur Verarbeitungsstation gefördert, in der sich der Tunnelofen befindet.

Die Erfindung wird anhand der nun folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

- Figuren 1, 2 und 3 - Varianten eines schematischen Funktions-

diagrammes, das die einzelnen Stufen des erfindungsgemäßen Verfahrens aufzeigt;

- Figur 4- - einen Typ des für eine Variante des Verfahrens

einsetzbaren Ofens;

- Figur 5 - eine Variante der Figuren 1,2,3 mit Verwendung

eines vertikal angeordneten Ofens;

- Figur 6 - eine schematische Darstellung eines für den ver

tikal angeordneten Ofen verwendeten Behälters;

- Figur 7 - ein Schema einer Abdeckung zur Trennung zwischen

den Behältern und

- Figur 8 - eine schematische Darstellung einer Behälterfolge

der in Figur 6 gezeigten Art.

Gemäß der Darstellung in Figur 1 werden die fermentierbaren und nicht fermentierbaren Stoffe, aus denen sich das Müllvolumen zusanmensetzt, in einen Müllkanal 10 eingebracht. Die-: se werden anschließend in der Form zerkleinert, daß sie die ent- j sprechenden Abmessungen in einer Hammermühle 11 erhalten, von wo j aus sie zu einem Vibrationssieb 12 mit einer Maschenweite von zumindest 25 mm geführt werden. Die vom Vibrationssieb zurückgehaltenen Stoffe werden, wie schematisch durch die Linie 13 angedeutet

2098U/106S

2H7897

zur Hammermühle 11 zurückbefördert. Durch Prüfungen konnte ermit-j telt werden, daß sich das Verhältnis der Materialhohlräume im somit erhaltenen Produkt in der Größenordnung von 2/1 bewegt, worauf abzuleiten ist, daß sich für ein bestimmtes Volumen ein Hohlraumanteil von 70% ergibt. Die Abfallstoffe, die in Kuben von 25 mm Seitenlänge zerkleinert wurden, werden in einen Behälter 20 befördert. Die Wandungen dieses Behälters 20 bestehen aus einem po-, rösen Material so z.B. aus Isolierziegeln, perforierten Metall- _t platten bzw. Metallfolien wie z.B. Stahlplatten, solchen aus ge- \ sintertem Stahl oder aus Keramik. Die Größen der Poren bzw. der in den Wandungen des Behälters 20 befindlichen öffnungen müssen derart gewählt sein, daß zwar ein Austritt der aus den Müllstoffen freiwerdenden Gase, nicht aber ein solcher der Feststoffe mögflich ist. Die Poren können somit beispielsweise eine Größe von etwa 400 Mikron besitzen. Der Behälter 20 mit seinen porösen Wandungen ist völlig geschlossen, d.h., daß die zerkleinerten Abfallstoffe vom Behälter voll eingeschlossen werden. Dieser Behälter wird nunmehr auf einen Wagen 25 gesetzt und über eine in sich bekannte Vorrichtung in einen Tunnelofen 30 eingebracht.

Der Inhalt des Behälters 20 wird im Tunnelofen 30 einer Pyrolyse ausgesetzt. Die Tunnelöfen des zur Herstellung von Keramikprodukten verwendeten Typs ermöglichen ohne weiteres eine Kontrolle der Temperaturzonen. So kann der Tunnelofen beispielsweise eine erste Zone 31 aufweisen, die ausreichend warm gehalten wird, um Wasser und die im Müll enthaltene Feuchtigkeit zu ver- ; dampfen. Eine in dieser Zone 31 befindliche Saugpumpe 41 gewährleistet in dieser Ebene eine komplette Abführung des hier entstanjdenen Wasserdampfes.

Die sich im Behälter 20 befindenden trockenen Ab-ί fallstoffe werden nunmehr nach und nach in verschiedene, ihren ! Werten nach steigende Temperaturzonen befördert. Die Temperatur der Zone 32 ist hierbei derart bemessen, daß diese innerhalb der ι ■ Müllmasse ein Freiwerden von Chlor bzw. gasförmiger Chlorwasserstoffsäure zur Folge haben kann. Handelt es sich um Haushaltsabfälle, so rührt in diesem Falle der größte Teil dieser Substanzen

2098U/1066 ""

2H7897

von PVC-Plastikmaterialien her. Wie die Zone 31 ist auch die Zone 32 mit Ventilatoren ausgerüstet, die die in dieser Zone anfallenden Gase absaugen können. Selbstverständlich muß es sich bei diesen Ventilatoren um Typen handeln, die gegenüber den Wirkungen der angesaugten, korrosiven Gase sowie gegenüber Wärme unempfindlich sind. Hierzu können beispielsweise wassergekühlte und aus hochtemperaturfester Legierung hergestellte Ventilatoren verwendet werden. Bei außerordentlich hohen Temperaturen können Einspritzsysteme zur Gasabführung eingesetzt werden. Die Gase werden mit Hilfe von Pumpen 42 zu einem chemischen Reaktor 52 gepumpt, wo . diese mit anderen Substanzen reagieren, um sich chemisch zu neutralisieren. Im Reaktor 52 können dem jeweiligen Fall entsprechend chemische Produkte reiner Form gewonnen werden, die sich für einen Vertrieb eignen. :

Bevor die Abfallstoffe in die mit porösen Wandungen ausgerüsteten Behälter gelangen, können diese darüber hinaus mit Substanzen vermengt werden, die mit den Gasen zum Zeitpunkt ihres Freiwerdens reagieren.

Den jeweiligen Erfordernissen entsprechend kann

im Innern des Tunnelofens eine träge, eine oxydierende bzw. eine reduzierende Atmosphäre herrschen, wobei es insbesondere bei einer, reduzierenden Atmosphäre ermöglicht wird, daß der größte Teil des j k in den Abfallstoffen enthaltenen Kohlenstoffes in letzteren ein- ^l ) geschlossen bleibt. Darüber hinaus ist ein Auffangen brennbarer ■ Gase hohen Heizwertes und ihre spätere Verbrennung je nach der Atmosphäre des Tunnelofens möglich, woraus sich eine beträchtliche Einsparung an Heizkraftstoff ergibt. Weiterhin kann durch die Möglichkeit der Temperaturüberwachung in einem Tunnelofen der Vor-j schub des Trägerfahrzeuges bzw. des Behälters innerhalb des Ofens | programmiert und somit die Pyrolyse der Abfallstoffe stufenweise entsprechend der Art der erzeugten Gase gelenkt werden.

Die Temperatur steigt in der- Zone 33 weiterhin an. in der der schwefelhaltige Wasserstoff und andere schwefelhaltige Gase freiwerden, die vom Ventilator 43 abgesaugt und zum chemischen Reaktor 53 geleitet werden.

2098U/1085

Weitere, ihren Werten nach ansteigende Temperaturzonen können innerhalb des Tunnelofens vorgesehen werden, wobei die Gase, deren Verdampfungspunkt sich innerhalb dieser Zonen befindet, dort freiwerden und wie vorher beschrieben abgesaugt werden können.

Die Temperatur der Abfallstoffe nimmt in der Zone 34 weiterhin zu und erreicht hier annähernd einen Wert zwischen 800 und 1300⁰C. Bei diesen Temperaturwerten tritt die Pyrolyse ein und der Wasserstoff, das Methan und andere Kohlenwasserstoffe können freiwerden. Die Bedingungen für eine einwandfreie Pyrolyse werden in dieser Zone erfüllt, da die Wärme außerhalb des Behälters und im Innern des Tunnelofens erzeugt wird. Als Ergebnis der Pyrolyse ergibt sich im Innern des mit porösen Wandungen ausgerüsteten Behälters ein Oberdruck in der Form, daß sämtliche Gase nach außen ausströmen. Durch die Porosität des Behälters treten die Gase durch dessen Wandungen, wobei jedoch die festen Restpartikel zurückgehalten werden und die Zerstörung der Abfallstoffe bis zu ihrer Verkohlung vollständig und ohne verunreinigende Nebenwirkungen erfolgt. Der Behälter arbeitet somit als geschlosse-■ ne Retorte. Die Brandzone 34 ist ebenfalls mit Ansaugpumpen und Einspritzsystemen ausgerüstet, um die Gase mit hoher Heizleistung, die dort freiwerden könnten, abzusaugen und diese einer Wiederverwendung als Brennstoffe für den Tunnelofen zuzuführen. Nach Durchlauf der Brandzonen des Tunnelofens werden die Abfallstoffe in \ ihrem Behälter, ohne Spuren von Wasserdampf und chemischen Pro- ' dukten und völlig pyrolysiert, aus dem Tunnelofen herausgenommen.

Luft bzw. eine reduzierende Atmosphäre wird in

Nähe des Ausgangs des Tunnelofens gebracht und durch einen Druckventilator 48 in diesen Ofen gebracht. Außerhalb des Ofens und nach ihrer Abkühlung können die verbrannten Reststoffe in Behalte!

21 verladen und durch Kippen des Behälters 20 auf ein Förderband

22 gebracht werden, !fet dieser Behälter geleert, so wird dieser auf einen anderen Wagen 25 unter dem Vibrationssieb 12 gebracht, von wo aus dieser wiederum mit einer neuen Ladung in den Tunnelofen transportiert werden kann.

Es wurde bereits darauf hingewiesen, daß die Öff-

209814/1088

2H7897

nungen in den Wandungen des Behälters 20 so klein gehalten sind, daß keine festen Partikel hindurchdringen können. Davon ausgehend, daß der Tunnelofen äLs eine völlig geschlossene Einheit arbeitet, aus der Gase nicht nach außen entweichen können, wobei die jeweiligen Gase bzw. ihr Freiwerden von der Temperatur der einzelnen Tunnelzonen abhängen, kann jedes korrosive bzw. giftige Gas chemisch gesehen einzeln behandelt und verhindert werden, daß sich dieses in die Atmosphäre ausbreitet bzw. daran beteiligt ist, den Verunreinigungsgrad zu erhöhen. Gase, die chemische Substanzen enthalten, die einen, bestimmten Handelswert entweder durch ihre besonderen Eigenschaften oder durch die ihnen eigenen Wärmeeinheiten besitzen, können entweder innerhalb eines Verfahrens des beschriebenen Typs wiederverwendet oder vertrieben werden.

Figur 2 zeigt eine Variante des in Figur 1 dargestellten Verfahrens, dessen Endprodukt in fertige Blöcke gebracht wird. Anstelle von Behältern mit porösen Wandungen wird eine Keramikform 220 zur Aufnahme der zerkleinerten Abfallstoffe verwendet. Die Form 220, die sich vorzugsweise auf einer vibrierenden Auflage 221 befindet, wird mit Keramikmaterial oder insbesondere"-mit Grundstoffen gefüllt, die in der Keramikindustrie Verwendung finden wie z.B. Ton, Bauxite, Dolomite usw.

Die durch diese vorgenannte Mischung hergestellten Blöcke entstehen in bekannter Weise durch Gemisch von Flußmitteln 213 aus 210, Wasser aus dem Behälter 211 und gemahlenem Ton aus 212. Dieses fertige Gemisch wird über ein Ventil 214 zugeleitet. Die Form 220, bei der es sich um eine herkömmliche Keramikform handeln kann, wird Erschütterungen ausgesetzt, die von der Auflage 221 während des Ladevorgangs übermittelt werden. Die Gemischanteile sind dabei in der Form bemessen, daß das Volumen der Hohlräume zwischen den zerkleinerten Abfallstoffen völlig mit der keramisierbaren Materie ausgefüllt wird. Es wurde festgestellt, daß die scheinbare Dichte der zerkleinerten Abfall-, stoffe zwischen 0,5 ohne Belastung und 0,18 unter einer Belastung' von 100 g pro QuadratZentimeter bzw. bei einer Vibration schwanktL Die Dichte von Abfallstoffen, die unter Belastungen von 7 5 kg pro_:

2098U/1065

QuadratZentimeter stehen hat andererseits Werte zwischen 1,7 und 1,8 erreicht. Das Volumen der Hohlräume, das unter normalen Bedingungen immer über 50% liegt, ergibt sich durch das Verhältnis der Dichten und dient als Basis für die Gemische. Infolge des expandierten Charakters der zerkleinerten Abfallstoffe unter Anwesenheit von Luft weisen Gemische dieser Art eine Kontinuität des keramisierbaren Mediums auf.

Der Keramik-Hohlblock wird nach der Ausformung auf einen Wagen 25 bzw. jedes andere geeignete Transportmittel wie z.B. auf ein Förderband gestellt und zum Tunnelofen 30 transportiert, wo dieser die bereits beschriebene und anhand von Fig. dargestellte Behandlung erfährt. Der Tunnelofen ist in die Zonen 31 - 32 - 33 - 34- unterteilt, kann jedoch nach Bedarf auch in weitere Zonen aufgeteilt werden. Durch die Porösiiäfc des Keramikblockes entweichen die Gase und der Block härtet nach und nach aus j wobei durch den Brennvorgang die Abfallstoffe einer Pyrolysebehandlung innerhalb des keramisierten Produkts unterzogen werden. Die hierbei freiwerdenden Gase können nach den einzelnen durchlaufenen Zonen getrennt werden. Somit wird das Wasser bei 31, das Chlor bei 32, der Schwefel hei 33 sowie der Wasserstoff, das Methan und die Kohlenwasserstoffe bei 34- aufgenommen.

Die somit hergestellten Gemische lassen leichte Keramikblöcke entstehen, die ihre Gußform beibehalten haben und deren scheinbare Dichte zwischen 0,8 und 1,1 schwankt. Diese Dich-r

te kann die Hälfte des Wertes der Dichte des Tonmaterials des bei sehr sauerstoffreicher Atmosphäre keramisierbaren Produkts erreichen. Bei reduzierender Atmosphäre bleibt wie bereits erwähnt der größte Teil des in den Abfallstoffen enthaltenen Kohlenstoffs in diesen Stoffen eingeschlossen, wobei sich innerhalb der Produkte I

Kohlenstoff-Zwischenverbindungen (C-C) ergeben und die Dichte der j hergestellten Produkte durch teilweise Beibehaltung der 25% - 30% i Kohlenstoffteile der Abfallstoffe, die zuerst in die Form 220 eingebracht wurden, beträchtlich zunehmen kann.

Die Tunnelofen des zur Zeit für die Keramikherstellung verwendeten Typs können in der Form aufgebaut werden, die Temperatur in den einzelnen Zonen nahezu genau

- 10 -

209814/1065 .

2U7897

- ίο -

überwacht werden kann. Diese Temperatur ist derart zu regeln, daß diese in den Zonen, in denen Gase während der Pyrolyse freiwerden können, in jedem Falle unter der Temperatur der Nullporosität' für das keramisierbae Material bleibt. Während der gesamten Dauer des Pyrolyseprozesses muß das Keramikmaterial seine porösen Eigenschaften beibehalten. Es ist jedoch möglich, daß in Endstadium und nach vollständiger Pyrolyse der Abfallstoffe die Temperatur erhöht wird, um das keramisierbare Material zu schmelzen.

Die spezifische Zusammensetzung des keramisier-

baren Materials ist ohne weiteres zu bestimmen, wobei-jegliches keramisierbare Material bekannter Art verwendet werden kann. Ausgeschlossen hiervon sind lediglich keramisierbare Stoffe mit sehr niedrigem Schmelzpunkt.

Durch Einsatz eines Tunnelofens können ohne weiteres die Stufen bestimmt werden, bei denen die einzelnen Gase freiwerden, deren Auswertung bzw. Abführung in der bereits beschriebenen Form erfolgt.

Die Keramxkumhüllung der Abfallstoffe wirkt als

Filter gegenüber den Gasen, die während des Zerfalls der Abfallstoffe durch die Pyrolyse freiwerden. Unter diesen Voraussetzungen entweichen die Gase aus der Form 220 und durchdringen die Keramikmasse am Außenrand der Abfallstoffe, wobei diese frei von jeglichen Feststoffen sind. Alle über die Ventilatoren bzw. Pumpen 42, 43, 44 aus dem Tunnelofen geförderten Gase sind rein und frei von Feststoffen. Demzufolge sind diese bei einem minimalen Wartungsaufwand der benötigten Einrichtung wiederverwendbar, ohne daß hierbei Festteilchen in die Atmosphäre entweichen können.

Die nicht brennbaren bzw. nicht in der Pyrolyse

erfaßbaren Substanzen bleiben in den keramisierten Produkten eingeschlossen, wobei außerhalb des Keramikproduktes selbst keine ₍ Nebenprodukte entstehen. :

Das Gemisch zwischen Abfallstoffen und kerami-

sierbaren Produkten kann darüber hinaus nach jeder in der Keramikindustrie bekannten Art hergestellt werden.

- 11 - l 209814/1065

- ii -

So z.B. als trockene, weiche oder fließende Paste, wobei insbesondere die Entlüftung genau zu überwachen ist. Für diese Technik eignet sich insbesondere das Fließverfahren, wobei die Dichte der Gußmasse nahezu der der zerkleinerten Abfallstoffe gleichzusetzen ist, d.h. zwischen 1,7 und 1,8 liegt. Durch Vibration der Formenkann ohne weiteres ein optimales Verhältnis der Abfallstoffe in zerkleinerter Form gegenüber einer bestimmten Keramikpaste erreicht werden. Durch die Oberfläche des keramisierten Produkts ergibt sich darüber hinaus ein gleichmäßiges Keramikfilter.

In der Praxis wird man bestrebt sein, auf Keramikstoffe zurückzugreifen, die in unmittelbarer Nähe der Müllverbrennungsanlage verfügbar sind. Es handelt sich hierbei in den meisten Fällen um Tonarten gewöhnlicher Schichtung, die im allgemeinen immer flußfähig sind. Das Keramikprodukt, das sich aus einer etwa annähernd gleichen Menge von zerstörten Abfallstoffen ergibt, kann beispielsweise die Form eines Blocks 15 20 - 40 besitzen. Figur 3 zeigt eine erfindungsgemäße Variante bei der die Abfallstoffe ausgesiebt werden, um magnetische und vorverdichtete Substanzen auszuscheiden. Die vom Graben 10 angelieferten Abfallstoffe werden nach Durchlaufen eines Mahlwerks 11 und eines Siebes 12 einer Extraktionsvorrichtung für Magnetmaterial zugeführt, z.B. mittels Durchlaufen eines starken Magnetfeldes, das in den Figuren 2 und 3 schematisch bei IU bezeichnet ist. Andere Metalle bzw. Substanzen eines bestimmten Handelswerteskönnen somit vor der Pyrolyse in der Station It abgezweigt bzw. durch irgendeine andere Extrakt ions vorrichtung bzw. nach irgendeinem anderen bekannten Verfahren erfaßt werden. Die Abfallstoffe werden in einen Trichter gefüllt, der an seinem unteren Teil einen Förderkolben 16 aufweist, der die Abfallstoffe verkleinert und zusammenpreßt. Die Rohabfälle können ebenfalls direkt in den Trichter 15 oder in eine Trennvorrichtung Ik (wie schematisch durch die Verbindung 18 dargestellt) eingebracht werden, wobei die Förderleistung von der Leistung und Kapazität des Förderkolbens 16 abhängt. Die

9 Druckkraft kann beispielsweise zwischen 60 und 80 kg/cm betragen.

- 12 -

2098U/1065

Die Dichte des Abfallblocks 17 liegt hierbei in der Größenordnung zwischen 1,7 und 1,9. Das Volumen des Blocks 17 beträgt etwa einen halben Kubikmeter. Die Kammer, in der der Förderkolben 16 die zerkleinerten Abfallstoffe zusammenpreßt, kann entweder mit Stahlblech, Stahlgitter oder einem anderen Element ausgekleidet sein oder aher mit Stahlbändern bestückt sein, mit denen der Block der Abfallstoffe 17 umgeben wird, um ein elastisches Rückkehren dieser Abfallstoffe nach dem Nachlassen der Druckkräfte zu verhindern.

Der Block 17 wird nunmehr auf Zwischenlagen 19

innerhalb einer Form 320·abgesetzt, in die keramisierbare Stoffe in der Form eingebracht werden, daß ein Gemisch der Abfallstoffe mit diesen keramisierbaren Substanzen hergestellt werden und eine keramisierbare Umhüllung um den Abfallblock 17 hergestellt werden kann. Die Stärke der Umhüllung kann im Regelfall 5 cm oder selbst weniger betragen. Nach Ausbrennen im Tunnelofen 30 kann die Grösse des erhaltenen Materialblocks leicht über der des zusammengepreßten Abfallstoff-Blockes liegen. Die über 214 eingebrachten keramisierbaren Stoffe dringen in die Hohlräume innerhalb des Blockes der Abfallstoffe ein und zwar unterstützt durch die Vibrationsbewegungen, denen die Form ausgesetzt wird. Bei den Mengen der über 2IU eingebrachten keramisierbaren Substanzen kann es sich entweder um die in der Beschreibung der Figuren 1 und 2 erwähnten oder um hiervon abweichende Mengen handeln.

Die magnetische Trennvorrichtung 14, bei der es sich um einen starken Elektromagnet handeln kann, isoliert aus der Masse der Abfallstoffe die Eisen-Substanzen, die im Tunnelofen schmelzen würden. Weitere Metalle, die sich in den Abfallstoffen befinden können, sind dort entweder in sehr geringer Menge enthalten oder werden im Mahlwerk 11 in der Form zerkleinert, daß sie keine größeren Teile mehr bilden können, die gegebenenfalls der Weiterverarbeitung im Wege stehen. Andererseits kann auch auf eine magnetische Trennung eisenhaltiger Stoffe verzichtet werden, sofern diese kaum von Interesse ist, da die Keramikwandungen des komprimierten Blockes ausreichend stark bemessen sind.

- 13 -

20981 4/1 065

Figur 4 zeigt eine interessante Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei der die vollständige Ummantelung der Abfallstoffe nicht mit Hilfe einer festen Substanz wie z.B. Keramik, die sich verfestigt bzw. verflüssigt bzw. mit Hilfe eines Behälters aus durchbrochenem Stahl erfolgt, sondern bei der vielmehr ein Tunnelofen vom Typ eines Muffel- bzw. Topfglühofens zum Einsatz gelangt.

Die volle Umhüllung wird hier durch Endsiebe des Ofens einerseits und das Innere des Ofens andererseits bewirkt.

Die Abfallstoffe R, die beispielsweise auf ein

Förderband oder auf Wagen eines beliebigen Typs (schematisch mit 425 bezeichnet) gebracht werden, gelangen in das Innere des Ofens 430, dessen Wände aus Keramikmaterial bestehen. Die somit poröse Auskleidung des Ofens 430 stellt dem Durchfluß der während der Pyrolyse freiwerdenden Gase keinen Widerstand entgegen, wobei andererseits die Teilchen zurückgehalten werden. Dieser Aufbau ist mit einer äußeren, wärmefesten Auskleidung 431 umgeben. Ein Gas, so z.B. die vom Ventilator 48 (Figuren 1-2) eingebrachte Luft kann sich zwischen den Aufbauten 430 und 431 ausbreiten. Diese in der Zone 34 aufgeheizte Atmosphäre wird an den Aufbau 430 weiterübertragen, wo diese den Ausbrennvorgang der Abfallstoffe R bewirkt. Jedes hierbei freiwerdende Gas kann nunmehr in der Form der Beschreibung zu den Figuren 1 und 2 abgeleitet werden. Darüber hinaus ist die Beschreibung der Tunnelöfen 30 generell auf den Ofen 430 anwendbar.

Je nach Beschaffenheit der zugeführten Abfallstoffe kann es sich entweder als schwierig oder unmöglich erweisen ein Messermahlwerk bzw. eine Hammermühle 11 einzusetzen. In ! diesem Falle werden die Abfallstoffe direkt in einen Schlagbrecher 110 entladen, der mit dem Vibrationssieb 12 (Figur 1) oder mit einer magnetischen Trennvorrichtung 14 (Figuren 2 und 3) verbunden ist. Je nach der späteren Verwendung der nach dem Brennvorgang in den Tunnelöfen sich ergebenden Keramikblöcke kann entweder das in Figur 2 oder das in Figur 3 dargestellte Verfahren Anwendung finden.

- 14 -

209814/1085

Claims

2H7897

Dipl.-lng. DIpI. oec. puDi.

DIETRICH LEWINSKY 19

PATENTANWALT *O

PATENTANvVALT
M8nchen2I - Gotthardstr. 81

Telefon 56 17 62

6746 - V

Societe d'Etudes Techniques et d'Entreprises Generales (SODETEG), Le Plessis-Robinson, 9, Avenue Reaumur (Frankreich)

Patentansprüche :

Il .^Verfahren zur Müllbeseitigung, insbesondere von Haushalts-Abfallstoffen durch Zerstörung ohne irgendwelche Verunreinigung der Atmosphäre, der Gewässer und/oder des Bodens in der Umgebung der nach diesem Verfahren arbeitenden Anlage, wobei dieses Verfahren eine Vorbereitungsphase dieser Abfallstoffe mit nachfolgender Ausbrennphase umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfallstoffe mit einem porösen Mataial umgeben werden, das durch seine Poren die sich aus der Masse der Abfallstoffe entwickelnden Gase durchläßt, wobei die Abmessungen dieser Poren derart gehalten sind, daß diese feste Staubpartikel zurückhalten und das Gemisch aus Abfallstoffen und dem porösen Material einem Ausbrennvorgang in einem geschlossenen Raum ausgesetzt wird, der eine ständige Kontrolle der Produkte und Nebenprodukte dieses Ausbrennvorgangs ermöglicht.
2. Verfahren zur Müllbeseitigung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das aus Abfallstoffen und dem porösen Material gebildete Gemisch in der Ausbrennphase und während bestimmter Zeitintervalle nacheinander in Stufen steigenden Temperaturbereichen ausgesetzt wird, wobei jede dieser Zonen entsprechend der Art der in der Masse der Abfallstoffe entstehenden bzw. freiwerdenden Gase gewählt ist. . I
3. Verfahren zur Müllbeseitigung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse der zu verarbeitenden Abfallstoffe in einen Behälter eingebracht wird, der zumindest eine Wandung be·+ sitzt, die aus einem porösen Material besteht.

2098U/1065

2U7897
·_ • _
4. Verfahren zur Müllbeseitigung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem porösen Material entweder um
ein keramisches Material oder um ein Gemisch aus Grundstoffen
handelt, die in der Keramikindustrie verwendet werden.
5. Verfahren zur Müllbeseitigung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Material entweder aus perforierten
Metallplatten oder aus Platten aus gesintertem Stahl besteht.
6. Verfahren zur Müllbeseitigung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfallstoffe in einen geschlossenen Raum
eingebracht werden, in dem sie mit keramisierbarem Material
gemischt werden, wodurch nach dem Ausbrennvorgang ein fester
Keramikblock entsteht, der diese Abfallstoffe einschließt, wobei die Porosität des Blockes so gewählt ist, daß in seinem
Innern entstehende Gase frei entweichen können.
7. Verfahren zur Müllbeseitigung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die scheinbare Dichte des Keramikblocks mit der
der Abfallstoffe übereinstimmt.
8. Verfahren zur Müllbeseitigung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausbrennvorgang der Abfallstoffe und des umgebenden Materials bei einer Temperatur erfolgt, bei der die
Pyrolyse dieser Abfallstoffe eintritt.
9. Verfahren zur Müllbeseitigung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur von 800⁰C bis 1300⁰C reicht.
10. Verfahren zur Müllbeseitigung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfallstoffe bis zu einer Dichte in der
Größenordnung von 1,8 zusammengepreßt werden.
11. Verfahren zur Müllbeseitigung nach einem der Ansprüche 1 oder
2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausbrennvorgang des aus den Abfallstoffen und dem umgebenden, porösen Material bestehenden Gemisches in verschiedenen Temperaturstufen erfolgt, wobei innerhalb des Raumes, in dem dieser Ausbrennvorgang stattfindet,· Vorrichtungen zur Abführung und Aufnahme der nach und nach : in den einzelnen Temperaturstufen freiwerdenden Gases vorgesehen sind.

2098U/106S

2U7897
12. Verfahren zur Müllbeseitigung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß das freiwerdende Chlor und die freiwerdenden schwefelhaltigen Gase chemisch aufbereitet werden, um nicht schädliche, stabile Zusammensetzungen zu erhalten.
13. Verfahren zur Müllbeseitigung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfallstoffe in Elemente zerteilt werden, die einen Rauminhalt von etwa einem Kubikzentimeter aufweisen.
lh. Verfahren zur Müllbeseitigung nach einem der Ansprüche 4 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß während des Ausbrennvorgangs Methan, Wasserstoff und Kohlenwasserstoffgase aufgefangen werden, wobei die Temperatur in dieser Verarbeitungsstufe so gewählt ist, daß sich in der Masse der Abfallstoffe C-C-Verbindungen in den Gemischen bilden.
15. Verfahren zur Müllbeseitigung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Atmosphäre der Kammer, in der der Ausbrennvorgang des Gemisches von Abfallstoffen und keramisierbaren Materialien stattfindet, entweder um eine träge, eine oxydierende oder um eine reduzierende Atmosphäre handelt.
16. Verfahren zur Müllbeseitigung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das aus Abfallstoffen und keramisierbaren Materialien bestehende Gemisch automatisch in die Kammer befördert wird, in der der Ausbrennvorgang bei den einzelnen Temperaturbereichen nach und nach erfolgt.
17. Verfahren zur Müllbeseitigung nach einem der Ansprüche 2, oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausbrennvorgang des Gemisches aus Abfallstoffen und keramisierbaren Materialien durch ein Programm überwacht wird.
18. Verfahren zur Müllbeseitigung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die vorher verdichteten Abfallstoffe in eine Form eingebracht werden, deren Abmessungen leicht über ' denen der Masse der Abfallstoffe liegen, wobei der in der Form herrschende, freie Raum von keramisierbaren Stoffen in der Form ausgefüllt wird, daß diese Stoffe einerseits in die

-H-

20981A/1065

2H7897

- r- U

Hohlräume in der Masse der Abfallstoffe eindringen und andererseits diese Masse völlig umgeben.
19. Verfahren zur Müllbeseitigung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch der Abfallstoffe und des porösen Umhüllungsmaterials unabhängig vom Ausbrennvorgang erfolgt und der Transport dieses Gemisches von der Mischstation zur Ausbrennkammer entweder mit Hilfe von Wagen, durch ein Transportband oder in Leitungen vorgenommen wird.
20. Verfahren zur Müllbeseitigung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfallstoffe vor ihrer Weiterverarbeitung von eventuell vorhandenen magnetischen Materialien befreit werden.
21. Verfahren zur Müllbeseitigung nach einem der Ansprüche 1 oder, 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausbrennvorgang der Ab.fallstoffe in einem Tunnelofen erfolgt.
22. Verfahren zur Müllbeseitigung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem verwendeten Tunnelofen um den Typ eines Muffelofens handelt.
23. Anlage zur Müllbeseitigung nach dem durch die Ansprüche 1 bis 22 beschriebenen Verfahren, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorbehandlung der Abfallstoffe darin besteht, daß diese einen Lagergraben (10) zu einem Mahlwerk (11) durchlaufen, das ein Vibrationssieb (12) speist, das sich wiederum in einen Behälter (20) entlädt, dem darüberhinaus das keramisierbare Material zugeführt wird, wobei die Einheit anschließend einem Ofen vom Typ eines Tunnelofens (30) zugeführt wird, in dem der

Ausbrennvorgang des Gemisches stattfindet. j
24·. Anlage zur Müllbeseitigung nach Anspruch 23, dadurch gekenn-

zeichnet, daß je nach der Art der zu verarbeitenden Abfallstoffe diese direkt einem Schlagbrecher (110) zugeführt werden, der den Behälter (20) speist.
25. Anlage zur Müllbeseitigung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (20), der einerseits die Abfall-

20 98 U/ 10-6 5 -

2H7897

Stoffe und andererseits die keramisierbaren Materialien zugeführt bekommt, auf einen vibrierenden Sockel (221) montiert ist.
26. Anlage zur Müllbeseitigung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß diese mit einer magnetischen Trennvorrichtung (I¹O in der Art eines Elektromagneten ausgerüstet ist, um die eisenhaltigen Partikel aus der Masse der Abfallstoffe zu entfernen.
27. Anlage zur Müllbeseitigung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung aus Abfallstoffen und keramisierbaren Materialien in Formen ausgeführt wird.
28. Anlage zur Müllbeseitigung nach einem der Ansprüche 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbehandelten Abfallstoffe und/oder die keramisierbaren Rohstoffe zu einem Trichter (15) befördert werden, der mit einem Förderkolben (16) ausgerüstet ist, durch dessen Kompression das Gemisch aus Abfallstoffen und keramisierbaren Materialien in die Form eines Blockes mit bestimmten Abmessungen gebracht wird.
29. Anlage zur Müllbeseitigung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß diese einen Tunnelofen (30) besitzt, in den das Gemisch in der Form, in dem es sich befindet, - Behälter, Form usw. - gebracht wird, wobei dieser Tunnelofen (30) aufeinanderfolgende, steigende Temperaturzonen aufweist, in denen die diesen Temperaturen entsprechenden Gase aus der Masse der Abfallstoffe und keramisierbaren Materialien freiwerden können, wobei in jeder dieser Zonen Vorrichtungen zur Entnahme dieser Gase vorgesehen sind und hierbei eine entsprechende Behandlung im Hinblick auf die Vermeidung einer Verunreinigung vorgenommen wird.
30. Anlage zur Müllbeseitigung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß der Ofen (30) eine Temperaturzone besitzt, in der sich eine langsam ablaufende Pyrolyse der Abfallstoffe innerhalb der sie umgebenden keramisierbaren Materialien voll-* zieht.

- 6 - j

2098U/10SS

2U7897

- sr -
31. Anlage zur Müllbeseitigung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß der Ofen (30) hinter der Zone, in der sich die Pyrolyse der Abfallstoffe vollzieht, eine weitere Zone von Temperaturwerten besitzt, die höher liegen und in der die Schmelzphase der keramisierbaren Materialien abläuft.
32. Anlage zur Müllbeseitigung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet , daß diese mit einem Tunnelofen vom Typ eines Muffelofens (30) ausgerüstet ist, der durch eine erste Ummantelung aus Keramikmaterial und mit einer zweiten dichten Ummantelung gebildet bzw. versehen ist, wobei die Abfallstoffe ohne Mischung mit keramisierbaren Materialien in den Ofen eingebracht werden.
33. Anlage zur Müllbeseitigung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei diesem Ofen (30) um einen vertikal stehenden Ofen handelt, dessen Auskleidung einen zylinderförmigen bzw. polygonalen Querschnitt aufweist, die gleichzeitig als Brennkammer und als Führungskanal für die mit Abfallstoffen beladenen Behälter dient, die diesen Ofen von oben nach unten zu durchlaufen.
34. Anlage nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß der vertikal stehende Ofen an seinem oberen Teil eine Beschickungsstation (504) aufweist, über die die mit Abfallstoffen beladenen und für die Pyrolyse bestimmten Behälter (514) in den Ofen (505) eingebracht werden, daß ferner dieser Ofen (505) an seinem unteren Teil eine sogenannte Ausfuhrstation (507) besitzt, durch die die Behälter nach der im Ofen vorgesehenen Behandlung nacheinander entleert werden.
35. Anlage nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Ummantelung des vertikal stehenden Ofens (505) den hier eingeführten und mit Abfallstoffen beladenen Behältern als Führung dient, wobei diese, übereinandergeschichtet, durch ihre Schwerkraft im Ofen von oben nach unten bewegt werden und während ihrer Bewegung innerhalb des Ofens der Pyrolyse ausgesetzt sind.

— V —

2098U/ 1065
36. Anlage nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß der Ofen Behältern zugeordnet ist, die den gleichen Querschnitt wie die als Führung dienende Auskleidung des Ofens aufweisen, wobei die Form so gehalten ist, daß sich die einzelnen Behälter aneinanderschieben können, um eine abgeschlossene Einheit zu bilden.
37. Anlage nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Behälter einen oberen Teil besitzt, dessen Form so gewählt ist, daß dieser auf den unteren Teil des darüber befindlichen Behälters paßt, wobe'i eine dünne und mit Führungs- und Halterippen ausgerüstete Platte und ein Boden vorgesehen ist, der mit einer GasdurchführungsÖffnung versehen ist und daß dieser Boden auf den oberen Teil des darunter befindlichen Behälters paßt.
38. Anlage nach einem der Ansprüche 36 oder 37, dadurch gekennzeichnet, daß bestimmte Behälter mit einem Trenndeckel (522) aus einem hochtemperaturfesten Material ausgerüstet sind und ein ringförmiges Seitenteil mit porösen Elementen vorgesehen ί ist, das die Pyrolysegase entweichen läßt.
39. Anlage nach einem der Ansprüche 33, 34- oder 35, dadurch gekennzeichnet, daß der vertikal stehende Ofen an seinem unteren Teil mit Anheiz- und Zusatzbrennern (506) ausgerüstet istf

10. Anlage nach einem der Ansprüche 33, 34- oder 35, dadurch gekennzeichnet, daß der vertikal stehende Ofen mit einem Rauchabzug (513) ausgerüstet ist.

4-1. Anlage nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Auskleidung des Ofens mit Einspritzvorrichtungen für die Verbrennungsluft ausgerüstet ist, die sich im wesentlichen oberhalb der Pyrolysezone befinden.

■+2. Anlage nach einem der Ansprüche 33 oder 35, dadurch gekennzeichnet, daß ein ringförmiger freier Raum zwischen der Auskleidung des vertikal stehenden Ofens und den durchlaufenden Behältern vorhanden ist und sich in diesem Raum die Pyrolysegasflamme bildet und sich die Rauchabströmzone befindet.

209 8 U/ 1065