DE2242012A1 - Verfahren und vorrichtung zur gemeinsamen entsorgung von industrie- haushaltsmuell und klaerschlamm - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur gemeinsamen entsorgung von industrie- haushaltsmuell und klaerschlamm

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Description

Mannesmann Aktiengesellschaft, 4 Düsseldorf r Mannesmannufer
"Verfahren und Vorrichtung zur gemeinsamen Entsorgung von Industrie- Haushaltsmüll und Klärschlamm"
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur gemeinsamen Entsorgung von aus Industriemüll, und Haushaltsmüll bestehenden Abfällen und von bei der Abwasseraufbereitung anfallendem Klärschlamm, wobei der Industriemull durch eine indirekte Erhitzung bei hohen Temperaturen pyrolytisch zu Koks abgebaut, der Klärschlamm mit dem Koks vermischt und mittels diesem filtriert wird, wodurch das Koks-Schlamm-Gemisch entwässert wird und in üblicher Weise umweltunschädlich verbrannt werden kann.
Die Entsorgung, das heißt die Beseitigung und die die Umwelt nicht schädigende Vernichtung von Abfällen aller Arten ist bekanntlich mit erheblichen Problemen verbunden, die besonders in stark industrialisierten Gebieten anzutreffen sind. Vor allem bereitet die Entsorgung von sogenanntem Problemmüll, das
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ist Müll, v/elcher einen überwiegenden Anteil an organischen Substanzen, vor allem Kunststoffen, aufweist, große Schwierigkeiten, die vor allem bei dem in der Industrie anfallenden Müll ("Industriemüll") auftreten. Dieser Problemmüll kann zwar nach Absonderung der naßchemisch zu behandelnden Anteile verbrannt werden, ,jedoch entstehen hierbei bekanntlich erhebliche Mengen an umweltschädlichen Rauchgasen, zu deren Reinigung große Aufwendungen notwendig sind.
Beträchtliche Schwierigkeiten bereitet auch die Entsorgung des bei der Aufbereitung von Abwässern, insbesondere von Industrie- und Stadtabwasser, entstehenden Klärschlammes. Dieser kann zwar ebenfalls verbrannt werden, ,jedoch ist dessen für die Verbrennung notwendige Entwässerung ,je nach seiner chemischen Zusammensetzung schwierig und aufwendig.
Es ist ein Verfahren bekannt, bei welchem zerkleinerter Müll in einer senkrechten, von außen indirekt beheizten Retorte bei hohen Temperaturen pyrolytisch zu Koks abgebaut wird. Das hierbei entstehende Gas wird unten aus der Retorte abgezogen und nach einer Wäsche, bei der CO2, HCL, HpS und NH, entfernt werden, als Brenngas zur Beheizung der Retorte verwendet. Gemäß der Offenlegungsschrift 2 118 850 wird der Müll-Koks mit neutralisiertem Abwasserschlamm vermischt, wobei von dem Gemisch das V/asser weitgehend abfiltriert wird. Die Mischung wird weiter in einem Drehofen behandelt, der durch Einführen von heißer Luft erwärmt wird, um das Wasser zu verdampfen. Das den Drehofen verlassende Endprodukt soll als Düngemittel verwendet werden.
Dieses Verfahren ist mit dem Nachteil verbunden, daß die Müllverkokung in der Retorte eine weitgehende Zerkleinerung des Mülls bedingt und daß die Durchsatzmenge verhältnismäßig gering ist. Eine Leistungserhöhung durch eine Vergrößerung des Retortenquerschnittes ist aus thermischen Gründen nicht möglich, weil dadurch ein gleichmäßiges Verkoken infolge des inneren
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Wärmegefälles nicht gegeben wäre.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der erwähnten Nachteile ein Verfahren zu schaffen, welches ermöglicht, den schwierig zu behandelnden Industriemüll ("Problemmüll") gemeinsam mit Haushaltsmüll und Abwasserschlamm in wirtschaftlicher Weise und im großtechnischen Umfang ohne umweltschädigende -Einflüsse zu beseitigen«, Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß von den in Problem- und problemlosen Müll klassierten Abfällen der·Problemmüll kontinuierlich öinem Verkokungsofen zugeführt, hierin während der indirekten Erhitzung ständig unter Luftabschluß umgewälzt und ausgetragen wird, daß vor dem Vermischen des ausgetragenen Kokses mit dem Klärschlamm dieser gegebenenfalls angesäuert, auf eine Temperatur von etwa 60 bis 80 C schwach erwärmt und dann vorzugsweise mit Kalk neutralisiert wird, und daß das Koks-Schlamm-Gemisch zusammen mit dem Haushaltsmüll verbrannt wird. Dafür ist es zweckmäßig, das Koks-Schlamm-Gemisch durch eine Filtration vor dem Verbrennen auf einen Festgehalt von mindestens 30 % zu entwässern.
Das bei der Verkokung gebildete Abgas, in welchem neben Wasserstoff, Kohlenoxyd und einigen Kohlenwasserstoffen, Schwefelwasserstoff und Salzsäure, beispielsweise aus PVC-Abfällen, enthalten sind, muß durch Waschen gereinigt werden. Dabei entsteht einerseits eine wässrige Salzsäure und andererseits je nach dem Reinigungsverfahren Schwefelwasserstoff oder Schwefel, die in bekannter Weise zu Schwefelsäure verarbeitet werden können. Auch kann Schwefel zu SO9 verbrannt r und dieses für die Entgiftung von
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chromhaltigen Schlämmen und Wässern verwendet werden. Nach der Reinigung wird das Koksgas für die. indirekte Beheizung des Verkokungsofens verwendet.
Der bei der erfindungsgemäßen Vergasung entstehende Koks ist ein vorzügliches Filterhilfsmittel für die Entwässerung von
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Klärschlämmen. Seine Zumischung zum zweckmäßig voreingedickten Klärschlamm mit etwa If % Trockensubstanz ermöglicht es, diesen mit einer einfachen /,bsetzvorrichtung und einer nachgeschalteten, kontinuierlich arbeitenden Zentrifuge, soweit zu entwässern, daß er selbstgängig verbrannt werden kann.
Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dient gemäß den weiteren Merkmalen ein Verkokungsofen, der in Form eines um seine waagerechte oder schwach geneigte Längsachse drehbar angeordneten Drehrohrofens mit säurefester Innenauskleidung ausgebildet ist, dessen Stirnseiten bis auf die Müllzuführungs- und Koksaustragsöffnung verschlossen sind und der mit einer indirekten Beheizungseinrichtung ausgerüstet ist. Zur indirekten Beheizung sind in der Innenauskleidung des Ofens Heizkanäle zum Durchleiten von Brenngas angeordnet. Für die Zufuhr des bei der Verkokung entstehenden und gereinigten Abgases sind die Heizkanäle mit einem oder mehreren Anschlüssen versehen. Außerdem weisen sie entsprechende Abführungen für das verbrannte Rauchgas auf.
Die Erfindung ist anhand des in den Zeichnungen dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Gesamtübersicht des Verfahrens, Fig. 2 einen Querschnitt durch den Verkokungsofen, Fig. 3 einen Längsschnitt durch den Verkokungsofen, Fig. 4 einige Beispiele für die Anordnung der Heizkanäle .
Der sogenannte Problemmüll (Industriemüll) wird mittels des mit einem GichtVerschluß verschlossenen Einfülltrichters 1, dem um seine geneigte Achse langsam rotierenden indirekt beheizten Drehrohrofen 2 kontinuierlich zugeführt (Fig. 1).
Eine Zerkleinerung des Mülls ist hierfür nicht erforderlich. In-
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-infolge des ständigen Umwälzens wird der Müll bei der Verkokung in einen verhältnismäßig feinkörnigen Koks überführt, der am anderen Ende des. Ofens kontinuierlich ausgetragen, in der Wassertasse (Figur 3) gelöscht und der Magnetscheidung 3a zugeführt wird, wo eisenhaltige Bestandteile entfernt werden. Das Koksgas wird aus dem Gasraum 4, in den das Austragsende des Drehrohrofens mündet, abgezogen und der Gasreinigungsanlage zugeführt. Diese kann beispielsweise bestehen:
Aus einem Teerabscheider 5, einem Naßwäscher 6 und der Entschwefelungsanlage, beispielsweise einem Stretford-System mit einem Düsenwäscher 7, einem Hordenwäscher 8 und dem Oxydeur 9. Das gereinigte Gas, im Naßwäscher von HCL, im Düsen- und-Hordenwäscher von HpS befreit, gelangt gemäß dem Pfeil 10 zum Drehrohrofen für dessen indirekte Beheizung zurück. Die Entschwefelungslösung nach Stretford wird im Oxydeuer 9 vom Schwefel befreit. Der Schwefel wird ausgetragen. Die verbrannten Rauchgase von der- Trommelbeheizung werden zur Abwärmeverwertung dem Dampferzeuger 11 und von hier dem Kamin 12 zugeführt.
Von der Magnetscheidung 3a gelangt der Müllkoks in den Mischer 13» wo er mit dem Klärschlamm, der in dem Wärmetauscher 14 schwach erwärmt und von hier dem Mischer 13 kontinuierlich zugeführt wird, unter Rühren vermischt wird. Zur Ansäuerung des Klärschlammes wird diesem ein Teil der in dem Naßwäscher 6 ausgeschiedenen Salzsäure zugeführt. Dem Mischer 13 wird ferner aus dem Behälter 15 Kalkmilch für die Neutralisation des Klärschlammes zugegeben, welche.einen weiteren Teil der Salzsäure aus dem Naßwäscher 6 erhalte Das Koks-Schlamm-Gemisch gelangt dann kontinuierlich aus dem Mischer 13 in die nachgeschaltete Absetzvorrichtung 16. Das Koks-Schlamm-Gemisch wird aus der Absetzvorrichtung 16 der Zentrifuge 18 zugeführt. Nach der hierin erfolgten Entwässerung gelangt das Gemischt zu der Aufgabevorrichtung 19 eines Drehtrommelofens 20, in dem es zusammen mit
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Haushaltsmüll ("problemloser" Müll) unter Luftzutritt in üblicher Weise verbrannt wird. Hierfür wird ein Teil des gereinigten Verkokungsofensgases verwendet, das dem Verbrennungsofen 20 von der Gasreinigungsanlage 5, 6» 7, θ zugeleitet wird gemäß Pfeil 21. Das überstehende Wasser aus der Absetzvorrichtung 16 sowie das Filtrat aus der Zentrifuge werden dem Filter 17 zugeführt, das mit dem Verkokungsrückstand aus dem Verkokungsofen als Filtersubstanz beschickt wird. Das Abwasser verläßt das Filter in einem Zustand, der es erlaubt, es unmittelbar einem Vorfluter zuzuleiten. Nach Erschöpfung der Filtersubstanz wird diese der Zentrifuge 18 zugegeben.
Die aus dem Verbrennungsofen 20 ausgetragene Asche gelangt über den Magnetscheider 22 zur Ablagerung, während das verbrannte Rauchgas aus der dem Ofen nachgeschalteten Nachbrennkammer 23 über einen Dampferzeuger 24 und einer Entstaubungsanlage 25 dem Kamin 12 zugeführt wird. Der Staub aus der Anlage 25 wird dem Verbrennungsprodukt des Ofens 20 zugeschlagen.
Der in der Abbildung 2 dargestellte Verkokungsofen besteht aus dem um seine geneigte Längsachse drehbar angeordneten Drehrohrofen 2, dessen Stirnseiten 26, 27 bis auf die Müllzuführungsöffnung 28 und die Koksaustragsöffnung 29 verschlossen sind. Für sein indirekte Beheizung dienen die innerhalb der säurefesten Innenauskleidung 30 angeordneten Heizkanäle 31, die mit Anschlüssen 32 für die Zufuhr des gereinigten Abgases aus dem Drehrohrofen und mit den Rauchgasabführungen 33 ausgerüstet sind.
Gemäß der Abbildungen 3 und 4 können die Heizkanäle 31 gebildet sein aus mehreren Schichten keramischen Materials, wobei die äußerste Schicht 1 die Wärmeisolation der Heizkanäle und des Trommelinnenraumes gegenüber dem Stahlmantel der Drehtrommel bewirkt. Hierauf bauen sich im Abstand gemauerte Steine auf, die
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die zweite Schicht bilden. Zwischen den Steinen entsteht ein Hohlraum für die Führung der Brenngase. Die Schicht 3 dient der Abdeckung der so entstandenen Heizungskanäle. Sie kann entweder selbst als mechanisch besonders widerstandsfähige Schicht ausgebildet sein, es kann aber auch noch eine zusätzliche Schicht 4 als Verschleißschicht aufgebracht werden. Die Anordnung der mit Zwischenabständen gemauerten Steine der Schicht 2 kann verschieden erfolgen, wie aus der Abwicklung dieser Schicht (Abb. 4) hervorgeht. So können beispielsweise die Steine versetzt angeordnet werden (Schema 1), sie können Kanäle in Axialrichtung bilden (Schema 2) oder sie können zusammengefaßt das Bild einer archimedischen Schraube bilden (Schema 3)o
Am Eingabeende des Drehrohrofens enden die Kanäle in Öffnungen in der Schicht 1 und dem Stahlmantel des Drehrohres, wodurch die Rauchgase das Heizsystem1 verlassen. Eine Haube an dieser Stelle führt die nach außen tretenden Rauchgase in einen Kamin ab.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der hierfür vorgesehenen Vorrichtung wird folgendes erreicht:
1. Die schwer zu beseitigenden Industrieproblemmülle werden vernichtet, wobei eine deponierbare umweltfreundliche Schlacke und ein Abgas entsteht, welches frei von schädlichen Stoffen, wie Salzsäure und SOpf ist.
2. Mit der gewählten, erfindungsgemäßen Kombination ist es möglich, die nur unter großem Aufwand zu beseitigenden großen Klärschlammmengen zu entwässern und in eine solche Form zu bringen, daß sie mühelos und ohne die Umwelt zu gefährden, verbrannt werden können. Auch hier entsteht wieder eine ohne weiteres deponierbare Schlacke sowie ein Rauchgas, welches keine umweltschädlichen Bestandteile enthält.
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Das entstehende Abwasser wird soweit geklärt, daß es, aufler den zusätzlichen, durch die Neutralisation der Salzsäure gebildeten Salze, ohne weiteres in einen Vorfluter abgelassen werden kann.
- Patentansprüche -
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    1. Verfahren zur gemeinsamen Entsorgung von aus Industriemüll und Haushaltsmüll bestehenden Abfällen und von bei der Abwasseraufbereitung anfallendem Klärschlamm, wobei der Industriemüll durch eine indirekte Erhitzung bei hohen Tenroeraturen pyrolytisch zu Koks abgebaut, der Klärschlamm mit dem Koks vermischt und mittels diesem filtriert wird, worauf das Koks-Schlamm-Gemisch entwässert wird, dadurch gekennzeichnet, daß von den. in Industrie- und Haushaltsmüll klassierten Abfällen der Industriemüll kontinuierlich einem Verkokungsofen zugeführt, hierin während der indirekten Erhitzung ständig unter Luftabschluß umgewälzt und ausgetragen wird, daß vor dem Vermischen des ausgetragenen Kokses mit dem Klärschlamm dieser gegebenenfalls angesäuert, auf eine Temperatur von etwa 60 bis 80 C schwach erwärmt und dann vorzugsweise mit Kalk neutralisiert wird, und daß das Koks-Schlamm-Gemisch zusammen mit dem Haushaltsmüll verbrannt wird.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das filtrierte Koka-Schlamm-Gemisch vor dem Verbrennen auf einen Trockengehalt von mindestens 30 % entwässert wird.
    3ο Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das bei der Verkokung des Industriemülls entstehende Gas nach einer in bekannter Weise erfolgenden Entteerung, Entsäuerung und Entschwefelung dem Verkokungsofen zur indirekten Beheizung zugeführt wird.
    k· Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verkokungsofen in Form eines um seine waagerechte oder schwach/·.geneigte Längsachse drehbar angeordneten Drehrohrofens mit säurefester Innenauskleidung ausgebildet ist, dessen Stirnseiten bis auf
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    die Mullzuffihrunge- und Koksaur-tragsöffnung verschlossen sind und der mit einer indirekten Beheizung.seinrichtung ausgerüstet ist.
    1^o Vorrichtung nach An?nruch h, dadurch gekennzeichnet, daß zur indirekten Beheizung in der Innenauskleidung des Drehrohrofens Heizkanale zum Durchleiten von Brenngas angeordnet sind.
    6. Vorrichtung nach Anspruch "5, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizkanäle mit einem oder mehreren Anschlüssen für die Zufuhr des bei der Verkokung des Industriemülls entstehenden und gereinigten Abgases und mit Rauchgasabführungen versehen sind.
    Dipl.-Ing. H. J. Presting
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