DE2513767A1 - Verfahren zur behandlung organischer abfallmaterialien und dabei erhaltene produkte - Google Patents
Verfahren zur behandlung organischer abfallmaterialien und dabei erhaltene produkteInfo
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Description
Verfahren zur Behandlung organischer Abfallmaterialien und
dabei erhaltene Produkte
Die Erfindung betrifft die Behandlung von festen organischen Abfallmaterialien und insbesondere die Umwandlung des brennbaren
Anteils der festen organischen Abfallmaterialien in einen nützlichen Brennstoff oder ein nützliches Brennmaterial,
Genauer betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Verspröden des festen organischen Abfallanteils eines festen Abfallmaterials.
Die Beseitigung fester organischer Abfälle stellt wegen der wachsenden Bevölkerungszunahme, der Konzentration der Bevölkerung
in den Städten und den Vorstädten und der steigenden
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Anzahl von Industriebetrieben, bei denen feste organische Abfälle
anfallen, ein zunehmend größeres Problem dar. Ein großer Anteil dieses organischen Abfalls ist brennbar und besteht aus
Materialien wie Papier, Textilien, Leder, Kautschuk, Gartenabfällen, Holz, Holzabfällen und Rinden, Müll und einigen Arten
von Kunststoffen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist darauf gerichtet, diesen brennbaren Anteil der festen organischen Abfälle
zu einem feinverteilten Produkt umzuwandeln, das als Brennstoff oder als Brennstoffzusatz verwendet werden kann.
Da es zunehmend schwieriger wird, feste Abfälle in der bisherigen Weise zu beseitigen durch Ablagern in Deponien und Aufschüttungen,
ist ein kritisches Bedürfnis für andere Techniken zur Beseitigung fester Abfälle erwachsen, wobei solche Techniken
notwendigerweise solche sein müssen, die keine Umweltverschmutzungsprobleme
verursachen und von denen jene bevorzugt sind, bei denen keine übermäßigen Energiemengen benötigt werden. Das Verfahren
ist jedoch noch erwünschter, wenn das Endprodukt oder die Endprodukte des Abfallbeseitigungsverfahrens ihrerseits verwendbar sind.
Im allgemeinen können die in jüngster Zeit zur Beseitigung fester Abfälle vorgeschlagenen Verfahren als Verfahren zur Verminderung
des Volumens, zur Umwandlung oder zur Rückgewinnung klassifiziert werden. Obwohl gewisse Fortschritte bei der Verminderung
des Volumens (Verdichtung) erreicht worden sind, zeigt jede der angewandten Methoden (Pressen, Verbrennen etc.) den
Verfahren eigene Nachteile, wie die Schwierigkeiten bei der Beseitigung des verdichteten Materials, die Kontrolle der Umweltverschutzung
und dergleichen. Die Umwandlung wird ganz allgemein als die chemische oder biochemische Umformung des Abfallmaterials
zu einem nützlichen Produkt bezeichnet. Die angewandten Methoden umfassen die Pyrolyse (zerstörende Destillation oder
Zersetzung bei erhöhten Temperaturen, beispielsweise bei 399 — 871°C (750-160O0F)) in Abwesenheit von Luft oder anderen reaktiven
oder oxidierenden Gasen), die Kompostierung (aerobe Um-
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Wandlung von Celluloseabfallen m5t Hilfe von aeroben Bakterien
zu inerten, humusartigen Materialien), die Hydrierung, die nasse Oxidation, die Hydrolyse, den anaeroben Abbau, die biologische
Zersetzung und dergleichen.
Die Rückgewinnung besteht darin, aus dem festen Abfall Materialien
wie Glas, Kunststoffe, Metalle, Papier, Textilien und dergleichen zu gewinnen und in irgendeiner Form einer Wiederverwendung
zuzuführen. Jedoch sind außer gewissen Arten von Papier, Kunststoffen und Textilien andere brennbare Bestandteile der festen
organischen Abfälle, die einen Wärmewert oder Heizwert besitzen, nicht zurückgewonnen worden. Erst in jüngster Zeit ist
ein ernsthafter Versuch unternommen worden, dieses brennbare Ma-^
terial in eine Form zu überführen, in der es als Brennstoff verwendet
werden kann.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, die
brennbare Fraktion oder den brennbaren Anteil fester organischer Abfälle unter Anwendung einer relativ geringen Energiemenge und
unter Verwendung bekannter Vorrichtungsbestandteile zu behandeln und einen feinverteilten, relativ dichten Brennstoff oder Brennstoffzusatz
zu bilden. Das dabei anfallende Produkt ist ein feinverteiltes Material, das als Brennstoff oder Brennstoffzusatz
bzw. Brennstoffergänzung in bestehenden Verbrennungsvorrichtungen eingesetzt werden kann, ohne daß eine wesentliche Modifizierung
notwendig ist. Dieses Produkt behält im wesentlichen das gesamte Trockengewicht und den Wärmeinhalt des ursprünglichen
festen organischen Abfallmaterials, aus dem es hergestellt ist, bei.
Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, ein Verfahren zur Behandlung des brennbaren Anteils fester organischer Abfälle anzugeben,
mit dem die festen organischen Abfälle versprödet und zu einem Brennstoff oder einem Brennstoffzusatz verarbeitet werden
können, wobei relativ wenig Energie notwendig ist, so daß das Verfahren als Nettoergebnis einen Energiegewinn in Form eines
wärmeliefernden Brennstoffs ermöglicht.
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Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines Verfahrens zur Zerstörung der Fasereigenschaften des festen organischen
Abfalls, um seine Schüttdichte zu steigern und seine Handhabungseigenschaften zu verbessern. Weiterhin ist die Erfindung
auf ein Verfahren gerichtet, das keine wesentliche Pyrolyse, Zersetzung oder chemische Umwandlung umfaßt und daher keine
Umweltverschmutzungsprobleme aufwirft, und das in zur Verfügung stehenden Vorrichtungsbestandteilen durchgeführt und ohne
weiteres auf Bedingungen, die innerhalb eines gegebenen Bereiches vorliegen, angepaßt werden kann und ein Brennstoffprodukt
liefert, das für den Bereich, in dem es gebildet wird oder verwendet werden soll, am besten geeignet ist.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, die Trennung der organischen und der anorganischen Bestandteile des festen
Abfalls durch selektive Versprödung des organischen Anteils zu erleichtern.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines einzigartigen Brennstoffs oder BrennstoffZusatzes, der aus dem
brennbaren Anteil fester organischer Abfälle gebildet wird und der in stark verdichteter Form vorliegt und im wesentlichen das
gesamte Trockengewicht und den Wärmewert des organischen Materials beibehält, aus dem er gebildet worden ist, und der ohne
Zersetzung gelagert und gehandhabt werden kann, der zu Pellets verarbeitet oder unter Druck verdichtet werden kann und der mit
gasförmigen, flüssigen oder festen Kohlenwasserstoffbrennstoffen
vor oder während der Verbrennung vermischt werden kann.
Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zum Verspröden des festen organischen Abfallanteils eines festen Abfallmaterials,
das dadurch gekennzeichnet ist, daß man den organischen Abfallanteil
mit Mineralsäure bei erhöhter Temperatur behandelt und solche Behandlungsbedingungen anwendet, daß ohne wesentliche
Pyrolyse, ohne wesentliche Zersetzung und ohne wesentliche Abnahme des Trockengewichts des festen Abfallanteils ein sprödes
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Material gebildet wird, das ohne weiteres zu einer feinverteilten
Form zerkleinert werden kann.
Kurz gesagt, besteht das erfindungsgemäße Verfahren darin,
einen brennbaren, festen organischen Abfall mit Mineralsäure zu behandeln und unter solchen Bedingungen auf eine erhöhte Temperatur
zu erhitzen, daß ein sprödes Material gebildet wird, das ohne weiteres in eine feinverteilte Form zerkleinert werden kann,
ohne daß bei der Behandlung irgendeine wesentliche Pyrolyse, Zersetzung oder ein Verlust des Trockengewichts des organischen Abfalls
erfolgt. Das Verfahren kann auch folgende Schritte umfassen: vor dem Verspröden das Trennen der organischen von den anorganischen
Anteilen, eine erste grobe Zerkleinerung und das Vortrocknen und nach dem Verspröden das Vermählen, das Abtrennen
des Brennstoffprodukts von den anorganischen Materialien, das
Verarbeiten zu Pellets und das Vermischen mit anderen Brennstoffen.
Das gebildete Brennstoffprodukt ist dadurch gekennzeichnet, daß
es ein Wärmeenergie enthaltendes, brennbares organisches Material in spröder Form ist, das auf Trockenbasis im wesentlichen
das gleiche Gewicht besitzt wie der feste Abfall, aus dem es hergestellt worden ist, jedoch eine wesentlich größere Dichte
als das feste Ausgangsabfallmaterial aufweist. Das Produkt zeichnet sich weiter dadurch aus, daß es in feinverteilter Form oder
in Form von Pellets oder in Form einer Mischung mit anderen Brennstoffen in verschiedenartiger Form als Brennstoff verwendet werden
kann.
Weitere Ausführungsformen, Gegenstände und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, den Beispielen
und den Zeichnungen, die ein Fließdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens umfassen, das verschiedene Ausführungsformen
und Modifizierungen erläutert.
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In der folgenden Beschreibung der Erfindung wird der Ausdruck "brennbarer Anteil von festen organischen Abfällen" dazu verwendet,
ganz allgemein die Materialien zu bezeichnen, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Bildung des einzigartigen
erfindungsgemäßen Produkts verwendet werden. Dieser Ausdruck umfaßt sämtliche Materialien organischen Ursprungs, die, wenn
sie in Gegenwart von Sauerstoff verbrannt werden. Wärmeenergie liefern. Der Ausdruck schließt, ohne darauf beschränkt zu sein,
Papiere, Pappen, Textilien, Holz, Holzabfälle einschließlich Rinde, landwirtschaftliche Abfälle einschließlich Bagasse und
dergleichen, Nahrungsmittelabfälle, Gartenabfälle, Kautschuk und gewisse Formen von Kunststoffen ein.
Aus der folgenden Tabelle I ist ersichtlich, daß diese Materialien
den größten Teil der sogenannten städtischen Abfälle (Hausmüll) stellen.
Tabelle I
Zusammensetzung eines typischen festen städtischen Abfalls
Bestandteil | Gew.-%, Trockenbasis | Brennbarer organi scher Anteil |
Papier und Pappe | Gesamter Abfall |
52.9 |
Gartenabfälle | 40.0 | 15.5 |
Nahrungsmittelabfälle | 12.0 | 12.1 |
Holz | 9.3 | 10.9 |
Textilien | 8.4 | 3.2 |
Kunststoffe | 2.5 | 3.2 |
Kautschuk | 2.5 | 1.4 |
Leder | 1.1 | 0.8 |
Glas | 0.6 | |
Metall | 10.3 | |
Schmutz | 7.1 | |
5.3 |
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Somit kann im wesentlichen das gesamte organische Material von festen Abfällen, z. B. von festen städtischen Abfällen, bei dem
erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt und zu einem Brennstoff umgewandelt werden. Diese festen Abfälle besitzen typischerweise
einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 18 %, wobei diese Feuchtigkeit fast vollständig in dem brennbaren organischen Anteil vorliegt.
Die Nahrungsmittelabfälle können ölige oder fettige Materialien in Form von Fleischfett, ölen etc. enthalten. Die Anwesenheit
solcher Materialien führt bei den Mengen, in denen sie normalerweise in typischen festen städtischen Abfällen vorliegen,
bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht zu Schwierigkeiten.
Da etwa die Hälfte der festen organischen Abfälle, die in einem städtischen Bereich anfallen, Papier umfassen und da dieser Papierbestandteil
üblicherweise in Form einer Mischung aus Zeitungspapier und Wellpappe vorliegt, ist es möglich, eine Mischung
aus diesen Papierarten als ein Modell zur Bestimmung der Parameter der Behandlungsstufe zu verwenden. Jedoch umfassen
die angegebenen Beispiele auch die Behandlung typischer Nahrungsmittelabfälle, landwirtschaftlicher Abfälle und Gartenabfälle
sowie die Ergebnisse der Behandlung eines echten festen städtischen Abfalls, die mit Hilfe einer halbtechnischen Anlage
erzielt wurden.
Die beigefügten Zeichnungen dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung.
Die Fig. 1 gibt in Form eines Fließschemas die verschiedenen Ausfuhrungsformen und Modifizierungen des erfindungsgemäßen
Verfahrens zusammen mit möglichen zusätzlichen Schritten (die mit einem Sternchen + bezeichnet sind) wieder.
Die Fig. 2 zeigt mit Hilfe von Kurven die synergistische Wirkung einer Mischung aus Chlorwasserstoffsäure und Schwefel-
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säure auf die Energie, die erforderlich ist, ein ver.sprödetes
Material auf eine gewünschte Teilchengröße zu zerkleinern.
Die hierin verwendeten Ausdrücke "saurer Reaktionsteilnehmer", "Säure" und "Säuren" werden austauschbar zur Bezeichnung einer
einzigen Säure oder einer Säuremischung verwendet. Wenn ein Gewicht oder eine "Menge" einer Säure oder einer Säuremischung angegeben
ist, stehen die Zahlenwerte für den Säurereaktionsteilnehmer
als solchen, selbst wenn er in Form einer Lösung vorliegt.
Wenn das Verfahren, wie es in der Zeichnung wiedergegeben ist, von einem gemischten festen Abfall, z. B. einem festen städtischen
Müll ausgeht, ist es im allgemeinen von Vorteil, zunächst eine erste Zerkleinerung des Matex-ials zu bewirken, was beispielsweise
durch Zerreißen des Materials bewirkt werden kann. Diese Vorstufe kann in geeigneter Weise in Vorrichtungen wie
Schlegelmühlen, Hammermühlen, Shreddern, Scheren, Käfigzerkleinerungsvorrichtungen,
Schnitzelvorrichtungen, Schneidevorrichtungen, Scheibenmühlen, Mahleinrichtungen, Fräsen, Raspelmühlen
und dergleichen bewirkt werden.
Die physikalische Abtrennung des organischen brennbaren Anteils von dem gemischten Abfall kann mit Hilfe einer oder mehrerer
der verschiedenen bekannten Methoden erfolgen, einschließlich der Trennungsverfahren, die auf Unterschieden von physikalischen
Eigenschaften beruhen, wie der Größe, der Form, der Dichte, der Sprödheit, der Elastizität, des Farbreflexionsvermögens, des
magnetischen Verhaltens, der elektrischen Leitfähigkeit, der Absorption elektromagnetischer Strahlung und der Radioaktivität.
Methoden und Vorrichtungen, die diese Eigenschaften zum Aussortieren von nicht organischen Materialien, wie Glas, Metalle,
Schmutz und dergleichen aufweisen, sind bekannt und in der Literatur beschrieben (vgl. beispielsweise "Solid Waste Treatment
Technology" von Alex Hershaft in Environmental Science & Technology, Vol. 6, No. 5 (1972), Seiten 412-421).
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Die Trennung des organischen Anteils von dem anorganischen Anteil kann soweit aufgeschoben werden, bis das versprödete Material
vermählen ist, so daß es möglich wird, den pulverförmigen organischen Anteil ohne weiteres von dem anorganischen Anteil
abzutrennen. In gewissen Fällen können die den anorganischen Anteil stellenden Stücke des Abfalls als Mahlmedium oder als Teil
des Mahlmediums verwendet werden.
Es liegt natürlich im Rahmen der Erfindung, von einem festen organischen
Abfallmaterial auszugehen, das nicht sortiert oder von anderen Abfallmaterialien abgetrennt werden muß. In diesen Fällen
kann es erwünscht oder notwendig sein, eine Zerkleinerungsstufe
unter Anwendung einer aus der obigen Liste ausgewählten geeigneten Vorrichtung durchzuführen. So können beispielsweise
Hammermühlen, Shredder oder Mahlwerke dazu verwendet werden, Materialien wie Papier, Holz, Textilien oder Nahrungsabfälle
auf den gewünschten Zerkleinerungsgrad zu bringen. In ähnlicher Weise kann es wünschenswert sein, die Teilchengröße des brennbaren
organischen Anteils von gemischten Abfällen nach der Abtrennung dieses Anteils von der Abfallmischung weiter zu zerkleinern.
Die tatsächliche Größe der Abfallmaterialfragmente, die der
Versprödungsbehandlung unterworfen werden, hängt von der Art des organischen Materials sowie der Art und Weise der Versprödungsbehandlung
und der dabei verwendeten Vorrichtung ab. So ist es beispielsweise im allgemeinen bevorzugt, den Abfall auf
eine Teilchengröße zu bringen, die eine leichte Handhabung in der bei dem Verfahren verwendeten Vorrichtung ermöglicht.
Die Versprödungsbehandlung, die im folgenden detaillierter beschrieben
werden wird, umfaßt das Behandeln des organischen Abfallmaterials mit Mineralsäure in einem bestimmten Temperaturbereich
während einer Zeit, die für eine Versprödung ausreicht. Wie bereits angegeben, können die anorganischen Abfälle
entweder vor oder nach dem Verspröden von den organischen Abfällen abgetrennt werden.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich,-die Abfallmaterialien
zu behandeln, ohne die darin vorhandene Feuchtigkeit zu entfernen. Ein Vortrocknen kann jedoch erwünscht sein,
um eine direkte Abführung der in dieser Weise beseitigten Wasserdämpfe in die Atmosphäre ohne Umweltverschmutzungsprobleme
zu ermöglichen, die dann auftreten könnten, wenn das Trocknen während oder nach der Behandlung mit der Säure durchgeführt
würde.
Wenn das Trocknen vor dem Verspröden in einem getrennten Reaktor durchgeführt werden soll, kann dies in einer Vorrichtung
wie einem direkt oder indirekt geheizten Gleichstrom- oder Gegenstromtrockner erfolgen. Es ist natürlich auch möglich, die
Vortrocknungsstufe mit einem der Zerkleinerungsschritte zu kombinieren,
indem man erhitzte Oberflächen anwendet und/oder in oder durch die Zerkleinerungsvorrichtung ein heißes Gas zirkulieren
läßt. Es ist auch möglich, den Trocknungsschritt mit dem Versprödungsschritt zu kombinieren, insbesondere wenn das Verspröden
durch Erhitzen gefolgt von der Säurebehandlung bewirkt wird. Wenn das Trocknen ein Teil der gesamten Versprödungsmaßnahme
(Erhitzen und Behandeln mit Säure) ist, kann die freigesetzte Feuchtigkeit direkt in die Atmosphäre abgelassen werden,
wenn Sorge dafür getragen wird, daß die Säure zuvor abgetrennt wird. Daher kann es bevorzugt sein, das Vortrocknen, falls dieser
Schritt notwendig ist, vor der Säurebehandlung durchzufüh1-ren.
Alternativ kann ein Säureabsorber verwendet werden. Ein solcher Absorber ist besonders nützlich, wenn Materialien vorhanden
sein können, die eine flüchtige Säure freisetzen können.
Abgesehen von irgendwelchen zu verarbeitenden Kunststoffmaterialien
und Kautschuken und Gummis, besitzen die meisten der erfindungsgemäß behandelten festen organischen Abfälle im allgemeinen
eine Fasernatur ^, aufgrund derer es nicht möglich ist,
die Schüttdichte der festen organischen Abfälle lediglich durch Vermählen ohne die Anwendung übermäßiger Energiemengen zu
steigern. Wenn diese Materialien jedoch erfindungsgemäß durch
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eine Kombinationsbehandlung mit Wärme und Säure versprödet werden,
kann das gebildete spröde Material leicht mit geringem Energieaufwand zu einem Produkt vermählen werden, das eine Schüttdichte
von etwa 0,32 bis 0,48 g/cm (20 bis 30 pounds per cubic foot) aufweist, verglichen mit der Dichte des zerkleinerten unbehandelten
Abfalls, die 0,048 bis 0,096 g/cm (3 bis 6 pounds per cubic foot) beträgt. Diese Schüttdichte des behandelten Materials
kann durch Verdichten unter Druck auf b is zu 1,12 g/cm (70 pounds per cubic foot) gesteigert werden.
Es kann angenommen werden, daß die Versprödung eine gewisse
Depolymerisierung des organischen Materials bewirkt, was sich durch den Verlust der Fasernatur des Materials anzeigt. Die
mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens bewirkte Versprödung umfaßt jedoch keine Pyrolyse, Zersetzung oder Verbrennung
in einem wesentlichen Ausmaß, was durch die Tatsache ersichtlich ist, daß kein merklicher Gewichtsverlust auftritt, keine
signifikante Bildung von identifizierbaren Zersetzungs- oder Abbauprodukten, wie Aceton, Alkoholen und dergleichen, erfolgt
und keine Verbrennungsprodukte, wie Teer, und Verbrennungsgase identifiziert werden können. Weiterhin zeigt sich nach der Versprödung
keine merkliche Veränderung der Kohlenstoff/Wasserstoff/Sauerstoff-Verhältnisse
in dem organischen Material.
Wie aus der beigefügten Fig. 1 ersichtlich ist, sind bei der Durchführung der Versprödungsstufe verschiedene Ausführungsformen und Abänderungen möglich. Bevor diese im Detail diskutiert
werden, seien Betriebsparameter, d. h. Temperaturen, Säurekonzentrationen etc., angegeben, die auf sämtliche Ausführungsformen
und ihre Abänderungen angewandt werden können.
Da das Verspröde keine Pyrolyse, keinen thermischen Abbau oder keine Verbrennung in merklichem Umfang umfaßt, sollten die bei
der Durchführung dieses Schrittes angewandten Bedingungen so ausgewählt werden, daß verhindert wird, daß solche Reaktionen
in merklichem Ausmaß ablaufen. Obwohl die Temperaturen zwischen
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100 und 288°C (212 bis 55O°F) liegen können, ist es bevorzugt,
bei der Wärmebehandlung Temperaturen anzuwenden, die zwischen etwa 121 und 177°C (250 bis 35O°F) liegen. Die Anwendung von
nicht oberhalb etwa 177°C (35O°F) liegenden Temperaturen ermöglicht
es, heiße Luft als Medium zum Erhitzen des Materials während des Versprödens zu verwenden. Wenn Temperaturen oberhalb
177°C (3500F) angewandt werden, muß Sorge dafür getragen werden,
daß eine Atmosphäre mit vermindertem Sauerstoffgehalt benutzt wird, um eine Verbrennung des organischen Materials zu verhindern.
Somit muß zur Erzielung einer maximalen Ausbeute die Kombination aus Temperatur und Sauerstoffgehalt der umgebenden Atmosphäre
derart eingestellt sein, daß keine merkliche Verbrennung oder Pyrolyse während des Versprödungsvorgangs erfolgt.
Das Erhitzen des organischen Abfallmaterials kann durch direkte
Übertragung der Wärme mit Hilfe eines heißen Gases, z. B. heißen Verbrennungsgasen oder Abgasen oder heißer Luft, auf das Material
erfolgen. Es kann auch durch direkte Wärmeübertragung mit Hilfe eines Wärmeübertragungsfluids im Inneren eines in geeigneter
Weise konstruierten Wärmeaustauschers erreicht werden. Wenn der Versprödungsschritt mit einem Mahlschritt kombiniert
wird, können das Mahlmedium (z. B. Stahlkugeln, Keramikkugeln oder anorganisches Abfallmaterial) oder die Wände der Vorrichtung,
in der das Mahlen erfolgt, erhitzt werden, um als einzige Wärmequelle oder eine der Wärmequellen zu dienen. Es
liegt natürlich im Rahmen der Erfindung, irgendeine geeignete Kombination von direkten und indirekten Heizverfahren anzuwenden.
Die bei dem Versprödungsschritt verwendete Säure sollte eine Mineralsäure (HCl, H3SO4, HNO3 oder H3PO4) oder ein Material
sein, das als Vorläufer einer solchen Mineralsäure bezeichnet werden kann. Unter den Verbindungen, die als Säurevorläufer
angesehen werden können, sind die stark sauren Metallsalze von Mineralsäuren, z. B. ZnCl- oder FeCl3, oder anorganische
saure Gase, z. B. SO3, NO2 oder N„Or, zu nennen.
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Die Säure oder der Säurevorläufer können in Gasform.(beispielsweise
in Form von gasförmigem HCl oder SO.,) oder in flüssiger
Form (z. B.eine verdünnte wäßrige Lösung von H2SO. oder HCl
oder eine alkoholische Lösung von ZnClO verwendet werden. Der Einsatz einer flüchtigen Säure (z. B. einer Säure mit einem
Siedepunkt, der unterhalb der angewandten Tempratur liegt), wie z. B. von gasförmigem HCl, kann bei einem absatzweise geführten
Verfahren und bei jenen Ausführungsformen der Versprödungsstufe Vorteile ergeben, bei denen das Erhitzen vor der
Säurebehandlung erfolgt (I der Fig. 1) oder wo das Erhitzen und die Säurebehandlung gleichzeitig erfolgen (III der Fig. 1). Die
Anwendung einer nicht-flüchtigen Säure (z. B. einer Säure mit
einem Siedepunkt, der oberhalb der verwendeten Temperatur liegt), wie z. B. einer verdünnten wäßrigen H-SO^-Lösung, kann bei einem
kontinuierlichen Verfahren und jener Ausführungsform der Versprödungsstufe Vorteile ergeben, bei der das Erhitzen nach der
Säurebehandlung erfolgt. Somit kann das organische Material im letzteren Fall nach dem Besprühen oder Imprägnieren mit der
Säurelösung auf eine Trockenheit von 50 bis 70 % abgepreßt oder in anderer Weise behandelt werden, um mindestens einen Teil des
im Verlaufe der Säurebehandlung absorbierten Wassers vor dem Erhitzen zu entfernen. Es ist natürlich eine gewisse Energiemenge
für das nachfolgende Trocknen des gebildeten feuchten Materials notwendig.
Wenn eine flüchtige Säure verwendet und über ein Behandlungsgas zugeführt wird, ist die Menge der Restsäure in dem Endprodukt
nicht direkt proportional der Konzentration der Säure in dem Behandlungsgas. Daher ist die Anwendung eines weiten Bereiches
der Konzentration der flüchtigen Säure in dem Behandlungsgas möglich, wobei die optimale Konzentration ohne weiteres im
Einklang mit Betriebsparametern, wie der Temperatur, der Zeit der Behandlung des Abfalls mit dem Gas, die Art und Weise, mit
der die Gase und die Feststoffe in Berührung gebracht werden, den Materialien, aus denen die Behandlungsvorrichtung besteht,
und dergleichen, ermittelt werden kann. Ein Beispiel für solche
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Konzentrationen ist die Anwendung von Luft, die 0,1 bis 5 Vol.-%
HCl enthält, zur Behandlung von Papier. Normalerweise sind die höheren Konzentrationen bevorzugt, da in diesem Fall das Verspröden
im allgemeinen schneller erfolgt.
Bei der Anwendung einer nicht flüchtigen Säure, beispielsweise einer wäßrigen H-SO.-Lösung, ist die Säureaufnahme des organischen
Abfallsproportional der Konzentration der Säure in der Lösung. Es ist daher bei dieser Ausführungsform der Versprödungsstufe
bevorzugt, Säurelösungen zu verwenden, deren Konzentrationen zwischen etwa 0,1 und 5 Gew.-% liegen.
Einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens
zufolge wird als Säurereaktionsteilnehmer eine Kombination aus Chlorwasserstoffsäure und Schwefelsäure verwendet, die getrennt
oder in Form einer gemischten wäßrigen Lösung an irgendeiner geeigneten Stelle des Verfahrens auf das feste Abfallmaterial
aufgesprüht werden. Durch die Anwendung einer Mischung dieser beiden Säuren ist es möglich, die Versprödung des organischen
Anteils des städtischen Mülls zu steigern, wobei die Steigerung direkt in einer deutlichen Verminderung der Energie meßbar
ist, die erforderlich ist, um das versprödete Material auf eine gewünschte Teilchengröße zu zerkleinern. Die Anwendung einer
Mischung aus Chlorwasserstoffsäure und Schwefelsäure zeigt neben
der sehr wichtigen Verminderung der erforderlichen Energie eine Reihe weiterer Vorteile. Von diesen Vorteilen sind eine Verminderung
der Restchloride in dem Produkt, eine Verminderung der Menge des zu handhabenden Säurereaktionsteilnehmers, eine Verminderung
der Kosten des Säurereaktionsteilnehmers und die Fähigkeit, ein Endprodukt zu bilden, das einen Teilchengrößenbereich
aufweist, der unterhalb jenes Bereiches liegt, der bei dem gleichen Energieaufwand durch die ausschließliche Verwendung
von Chlorwasserstoffsäure erreichbar ist, zu nennen.
Obwohl es nicht genau bekannt ist, warum die gleichzeitige Verwendung
von Schwefelsäure und Chlorwasserstoffsäure eine Wirkung
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entfaltet, die als synergistischer Effekt bezeichnet werden kann, scheint es so zu sein, daß die Schwefelsäure die Beweglichkeit der zugesetzten Chlorwasserstoffsäure durch Zersetzen
der gebildeten Chloride steigert, mögliche Chlorid bildende Salze neutralisiert oder eine Korabination dieser beiden Wirkungen
ausübt.
Die Zeitdauer, während der das organische Material der Versprödungsstufe
unterworfen wird, variiert mit der Ausführungsform dieser Maßnahme, der Teilchengröße des behandelten Abfallmaterials
und den Behandlungsbedingungen, d. h. der Temperatur und der Säuremenge (Zeit und Konzentration). Die Zeit muß mindestens
dafür ausreichen, das Material auf die Temperatur zu bringen und eine Versprödung zu bewirken. Wenn normalerweise das
Erhitzen und die Säurebehandlung gleichzeitig erfolgen, beträgt diese Zeit nicht mehr als etwa 30 Minuten, wobei das Verspröden
in lediglich einigen wenigen Minuten, z. B. etwa 5 Minuten, erreicht werden kann, wenn höhere Temperaturen und höhere Säurekonzentrationen
angewandt werden. Für ein organisches Materialeiner gegebenen Teilchengröße und die angewandten Betriebsparametern
ist es ohne weiteres möglich, eine optimale Zeit auszuwählen, in der ein Produkt gebildet wird, das einen gewünschten
Anteil an versprödetem, zerkleinerungsfähigem Material enthält. Somit kann es erwünscht sein, das Verspröden nur soweit durchzuführen,
bis lediglich ein vorherbestimmter Anteil des verarbeiteten Materials den gewünschten Versprödungsgrad erreicht
hat, und den Anteil, der noch nicht in diesem Zustand vorliegt, im Kreislauf zurückzuführen.
Einige der Bestandteile, die den zu behandelnden festen organischen
Abfall ausmachen, können mit Wasser assoziiert sein. Dieses Wasser kann chemisch gebunden oder mechanisch von der organischen
Masse zurückgehalten werden, wobei der Wassergehalt des durch die kombinierte Wärme- und Säure-Behandlung gebildeten versprödeten
Materials nicht mehr als etwa 10 Gew.-% betragen sollte, wobei das versprödete Produkt wegen des leichteren Vermah-
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- 16 lens vorzugsweise so trocken wie möglich sein sollte.
Die Anwendung von Verbrennungsgasen oder Abgasen als Mittel zum direkten Erhitzen des Materials während des Versprödens eröffnet
die Möglichkeit der Einführung von Dampf (Wasserdampf im Gegensatz zu dem mit dem organischen Abfallmaterial verbundenen
Wasser) in die Versprödungsstufe. Es hat sich gezeigt, daß die Anwesenheit von Dampf das Verspröden des organischen
Materials nicht merklich beeinträchtigt.
Wie in der Zeichnung angegeben, kann die Versprödungsstufe in
verschiedenartiger Weise durchgeführt werden. Wenn gemäß den Ausführungsformen I und II das Erhitzen und das Behandeln mit
Säure getrennt erfolgen, kann das Erhitzen in einer Vorrichtung, wie einem direkt oder indirekt geheizten Gleichstromoder
Gegenstrom-Trockner, einer Wirbelschichtvorrichtung, einem Mehretagenröster, einer mehrschichtigen Kocheinrichtung oder
dergleichen, erfolgen. Wenn eine flüchtige Säure, wie gasförmiger Chlorwasserstoff, verwendet wird, kann dieses Material in
irgendeiner geeigneten Gas-Feststoff-Mischeinrichtung, beispielsweise
einem Gleichstrom- oder Gegenstrom-Fließmischer, mit dem erhitzten Material in Berührung gebracht werden. Wenn
eine nicht flüchtige Säure, beispielsweise eine wäßrige Schwefelsäurelösung, verwendet wird, kann dieses Material auf das
über ein Förderband geführte Abfallmaterial aufgesprüht werden oder kann dadurch zugeführt werden, daß man das Abfallmaterial
durch ein Säurebad führt, wobei in diesem Fall die überschüssige Säure mit Hilfe von Abguetschwalzen oder dergleichen
entfernt werden kann.
Wenn das Erhitzen und die Säurebehandlung mit einer flüchtigen Säure gleichzeitig erfolgen sollen, kann diese kombinierte
Maßnahme in einem Trommeltrockner erreicht werden, in den ein Chlorwasserstoffgasstrom eingeführt wird.
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Da es bei einigen der Versprödungsvorrichtungen möglich ist, ein solches Maß von Reibungswirkung auszuüben, daß das versprödete
Material pulverisiert oder vermählen wird, kann die Mahlstufe mit der Versprödungsmaßnahme kombiniert werden, indem man
beispielsweise eine Trommeleinrichtung, beispielsweise eine Kugelmühle,
verwendet.
Wenn das Vermählen als getrennter Schritt durchgeführt werden
soll, kann es in Vorrichtungen, wie Kugelmühlen und Pulverisiereinrichtungen oder zwischen Reibungsoberflächen erfolgen.
Da das organische Material spröde ist, wird bei dem Vermählen, ob dies nun getrennt oder als Teil der Versprödungsstufe durchgeführt
wird, eine relativ geringe Energiemenge benötigt, verglichen mit der Energie, die erforderlich ist, um das unbehandelte,
feste organische Abfallmaterial auf den gleichen Feinheitsgrad zu zerkleinern. Diese Tatsache stellt einen der wesentlichen
energiesparenden Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens dar.
Die Teilchengröße des spröden Brennstoffprodukts kann über
einen relativ großen Bereich variieren und hängt von verschiedenen Faktoren, wie der Art und dem Ausmaß des Vermahlens etc.,
ab. Im allgemeinen dringt der größere Anteil des Materials durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 0,42 mm (40 mesh)
(und besitzt eine Teilchengröße von 0,42 mm oder weniger (0,0165 inch oder weniger), während ein erheblicher Anteil
durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 0,074 mm (2oo mesh) dringt (d. h. eine Größe von etwa 0,074 mm oder weniger
(0,0029 inch oder weniger) besitzt). Die größeren Teilchen, die nicht vollständig versprödet sein können, können im Kreislauf
in die Versprödungsstufe zurückgeführt werden.
Wenn eine Trennung des vermahlenen Produktmaterials notwendig ist, erfolgt dies vorzugsweise durch Windsichtung, obwohl die
Trennung auch durch Sieben erreicht werden kann. Bei dieser gegebenenfalls durchzuführenden Stufe ist es möglich, die nicht
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_ 18 ..
vollständig versprödeten organischen Fragmente als auch die nicht organischen Materialien (z. B. kleine Metall- oder Glasstückchen
etc.) von dem Brennstoffprodukt abzutrennen. Die nicht vollständig versprödeten organischen Fragmente können erneut
in die VersprÖdungsvorrichtung zurückgeführt werden.
Wenn das zu behandelnde Abfallmaterial eine Kombination aus anorganischen und organischen Anteilen darstellt, d. h. wenn
vor der Versprödungsbehandlung eine Trennung dieser Fraktionen nicht oder nur zum Teil durchgeführt wurde, ist es erforderlich,
nach dem Vermählen die nicht versprödeten Anteile abzutrennen. Diese nicht spröden Anteile enthalten die anorganischen
Materialien und können eine gewisse Menge von nicht versprödeten oder teilweise versprödeten organischen Abfällen enthalten.
Die nicht versprödeten oder teilweise versprödeten organischen Materialien können zur Vervollständigung ihrer Behandlung
im Kreislauf in die Versprödungsstufe zurückgeführt und mit Wärme und Säure behandelt werden. Es ist festzuhalten, daß
in dem Fall, da keine Trennung der brennbaren und der nicht brennbaren Anteile des Abfalls vor dem Verspröden erfolgt, mindestens
ein Teil des nicht brennbaren Anteils (d. h. die Metall- und Glasobjekte) als Mahlmedium verwendet werden kann.
Wie in der Fig. 1 gezeigt ist, ist es ferner möglich, das Verspröden
(Erhitzen und Säurebehandlung) und das Vermählen in einem flüssigen Brennstoff, beispielsweise einem Brennöl Nr. 6,
durchzuführen. Diese Modifizierung ist für jene Fälle besonders geeignet, bei denen eine vollständige VersprÖdung erreicht
wird und nach dem Vermählen kein Sortieren oder Klassieren notwendig
ist. Wenn beispielsweise das organische Material im wesentlichen vollständig aus Papier besteht, ist es möglich,
in einem flüssigen Brennstoff eine vollständige VersprÖdung sicherzustellen und das gesamte Produkt auf eine innerhalb des
gewünschten Bereiches liegende Teilchengröße zu vermählen und direkt eine Aufschlämmung des Brennstoffprodukts in dem flüs-
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sigen Brennstoff zu bilden. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß man das Papier in einer Kugelmühle in dem
heißen Brennstofföl vermahlt, das mit Säure versetzt worden ist.
Bei dem nach dem Mahlen und erforderlichenfalls Klassieren anfallenden
Brennstoffprodukt handelt es sich um ein feines pulverförmiges
Material. Wie aus den folgenden Beispielen hervorgeht, behält das Produkt im wesentlichen das gesamte Trockengewicht
des ursprünglichen festen organischen Abfalls bei, aus dem es hergestellt ist, und zeigt im wesentlichen das gleiche
Kohlenstoff/Sauerstoff/Wasserstoff-Verhältnis, das in dem festen,
unbehandelten, organischen Abfall vorlag.Bei der Versprödungsbehandlung
tritt kein oder nur ein geringer Verlust des Wärmewerts auf. Das durch die Behandlung mit Chlorwasserstoff
gebildete versprödete Produkt enthält nurjeine geringe Menge Chloridionen, typischerweise 0,1 bis 0,2 Gew.-%, obwohl es bis
zu 0,6 Gew.-% enthalten kann. Das durch die Verwendung von Schwefelsäure gebildete Produkt enthält Sulfationen in einer
Menge, die im wesentlichen proportional ist der Menge der Säureaufnahme während der Behandlung.
Das Brennstoffprodukt kann in feinverteilter Form als Primärbrennstoff
ohne die Zugabe eines anderen Brennstoffs verbrannt werden. Das Brennstoffprodukt kann auch mit oder ohne Anwendung
eines Bindemittels, wie Wasser, Stärke, Wachs, Mineralöl und dergleichen, in einer Standardpelletpresse zu Pellets
verformt werden. Schließlich kann das Brennstoffprodukt unter
Druck zu einem sehr dichten Material verdichtet werden.
Das erfindungsgemäße Brennstoffprodukt kann auch als Sekundärbrennstoff
dienen und mit gasförmigen, flüssigen oder festen Brennstoffen (dieim folgenden als Primärbrennstoffe bezeichnet
werden) vermischt werden. Dieses Vermischen kann vor oder während des Verbrennens erfolgen. Beispielsweise kann das Produkt
mit Erdgas mitgerissen oder gleichzeitig mit Erdgas über getrennte Zuführungsvorrichtungen in eine Brennkammer eingeführt
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werden. Es kann auch mit Brennstofföl aufgeschlämmt.oder zusammen
damit verbrannt werden und kann physikalisch mit pulverförmiger Kohle vermischt oder zusammen damit verbrannt werden.
Die in der folgenden Tabelle II angegebenen Werte verdeutlichen den Effekt eines erfindungsgemäß aus Papier bereiteten
Brennstoffprodukts zu Brennöl Nr. 6.
Festes Brenn stoff produkt |
Brenn öl kcal (BTU) |
Festes Brenn stof f produkt kcal (BTU) |
kcal/kg Gesamt- |
kcal/kg bezogen auf |
|
100 | - | 2017 (8000) |
brenn- stoff (BTU/lb) |
1 kg (Ib) Brennöl |
|
— | 4938 (19588) |
— | 4453 (8000) |
||
Tabelle II | 15 | 4198 (16650) |
303 (1200) |
10886 (19588) |
|
Beitrag der Wärmemenge der Brennstoff- Zusammensetzung zugeführt durch |
20 | 3950 (15670) |
403 (1600) |
11025 (17850) |
11554 (20788) |
Brenn öl |
9597 (17270) |
11777 (21188) |
|||
- | |||||
100 | |||||
85 | |||||
60 |
Diese Werte verdeutlichen, daß das Brennstoffprodukt dem
Brennöl einen Wärmewert zuführt. Im Fall einer solchen Mischung trägt jeder Brennstoffbestandteil seinen Wärmewert in einem
Verhältnis bei, das seinem Gewichtsanteil direkt proportional ist.
Das erfindungsgemäße Brennstoffprodukt kann auch zu anderen Brennstoffen als den sogenannten fossilen Brennstoffen zugesetzt
werden. Diese anderen Brennstoffe schließen in nicht einschränkender Weise brennbare Kohlenwasserstoffabfalle, Abfallbrennstoffe,
Abfallösungsmittel (die gegebenenfalls Wasser enthalten können), Abwasserschlämme und dergleichen ein. Die Menge,
in der das Brennstoffprodukt zu einem fossilen Brennstoff
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oder einem anderen Brennstoff zugesetzt wird, hängt von dem gewünschten
Wärmewert des gemischten Brennstoffs ab, einer Eigenschaft, die ohne weiteres mit Hilfe bekannter Verfahren bestimmt
werden kann.
Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung
.
Als Modell für ein festes organisches Abfallmaterial wird Zeitungspapier
verwendet, und die Versprodungsstufe wird in einem Rohrreaktor aus rostfreiem Stahl mit einem Innendurchmesser von
6,03 cm (2 3/8 inches) und einer Länge von 48,3 cm (19 inches) durchgeführt. Man behandelt 10 g des in dem Rohr vorliegenden
Zeitungspapiers mit Chlorwasserstoffgas enthaltender heißer Luft, die mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 1 Liter pro
Minute durch das Rohr zirkuliert.
Zur Bestimmung der Wirksamkeit des Verfahrens wurde ein Standardmahltest
entwickelt und bei sämtlichen folgenden Beispielen angewandt. Bei diesem Test wird eine Farbdose mit einem Fassungsvermögen
von 1,13 1 (one-quart) mit 600 g Quarzkieseln mit einem Durchmesser von etwa 2,54 cm (1 inch) gefüllt und mit dem
gesamten Produkt des Reaktors beschickt und während 10 Minuten mit einem handelsüblichen Farbschüttler geschüttelt. Das gebildete
Pulver wird auf die Anwesenheit nicht vermahlener Flocken untersucht und dann gesiebt, um zu bestimmen, welcher Prozentsatz
durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 0,42 mm (40 mesh) dringt (d. h. eine Teilchengröße von 420«um oder weniger aufweist)
und welcher Prozentsatz durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 0,074 mm (200 mesh) dringt (und eine Teilchengröße
von 74 ,um oder weniger aufweist).
Es werden die Produktausbeute, bezogen auf das Gewicht des ursprünglich
eingesetzten feuchten (normalerweise etwa 6 %), festen organischen Abfallmaterials und die Dichten der nicht
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- 22 verdichteten und verdichteten Produkte ermittelt.
Die in dieser Weise mit Hilfe von Zeitungspapierproben erhaltenen Werte sind in der folgenden Tabelle III zusammengestellt.
Aus Zeitungspapier hergestellter Brennstoff Mahltest (%-Satz des
Dichte
durchdringenden Materials g/cm** (Lbs/ft )
Tempera tur 0C (0F) |
Zeit Min. |
HCl Men- ge+ |
Aus beu te % |
Sieb mit ei ner Maschen weite von 0,42 mm (40 mesh) |
Sieb mit ei ner Maschen weite von 0,074 mm (200 mesh) |
Nicht ver dich tet |
Ver dich tet |
149-177 (300-350) |
5 | 1.8 | 94 | 99 | 80 | 0,40 (25) |
0,83 (52) |
149-177 (300-350) |
10 | 3.6 | 91 | 98 | 50 | 0,42 (26) |
0,88 (55) |
177-204 (350-400) |
5 | 1.8 | 94 | 98 | 70 | 0,40 (25) |
0,87 (54) |
177-204 (350-400) |
10 | 3.6 | 86 | 98 | 75 | 0,45 (28 |
0,80 (50) |
Gesamtmenge der durch den Reaktor geführten Chlorwasserstoff s-äure, bezogen auf das Gewicht der Probe.
Da die Ausbeute-werte auf ein Zeitungspapier bezogen sind, das einen in Gleichgewicht mit der Atmosphäre stehenden Feuchtigkeitsgehalt
(etwa 5 bis 6 %) aufweist, ist zu ersehen, daß wenn der Feuchtigkeitsgehalt zu den Ausbeutezahlen addiert wird,
Ausbeuten von bis zu etwa 99 % erreicht wurden.
Die Säurebehandlung dieses Beispiels besteht darin, Stücke (mit den Abmessungen von etwa 2,54 χ 10,2 cm (1 χ 4 inches))
aus Wellpappe in einer verdünnten wäßrigen Schwefelsäurelösung
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einzuweichen. Anschließend an einen 2-minütigen Einweichvorgang werden die Wellpappenstücke entnommen, und das überschüssige
Wasser wird durch Verpressen zwischen zwei Fließblättern abgepreßt. Dann werden die Proben während 10 Minuten in Luft auf
177°C (35O°F) erhitzt, bevor sie dem in Beispiel 1 beschriebenen Standardmahltest unterworfen werden. Die Ergebnisse zweier
Proben sind in der folgenden Tabelle IV zusammengestellt.
Aus Wellpappe hergestellter Brennstoff
Mahltest
ρ , H3SO4- % des durch das Sieb dringenden Materials
M M+ Maschenweite 0,42 mm Maschenweite 0,074 mm
Nr. Menge (40 mesh) (200 mesh)
1 1.4 80 55
2 2.5 99 62
Aufnahme in Gew.-%.
Es wird eine Mischung aus etwa 75 Gew.-% Zeitungspapier und
25 % Wellpappe als Modell eines organischen Abfalls eingesetzt und wegen der verwendeten Vorrichtung zu Stücken mit den Abmessungen
von 1,9 χ 1,9 cm (3/4 χ 3/4 inch) zerschnitten. Es wird eine Kugelmühle, die mit unterschiedlichen Mahlmedien gefüllt
ist, auf 2O4°C (400°F) erhitzt, bevor 10 g des Papierabfalls eingeführt werden. Während der Untersuchung wird Chlorwasserstoffgas
mit variierender Säuremenge in die Kugelmühle eingeführt. In der folgenden Tabelle V sind die Werte von fünf Ansätzen
angegeben, bei denen unterschiedliche Säuremengen, Mahlmedien und Mahlzeiten angewandt wurden.
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cn ο co oo
ο ca
CO
Typ | Schütt dichte |
Einhei ten pro |
Tabelle V | Zeit in |
% des durch das Materials |
Brennstoff | 10 | Dichte , g/cm3 (Lbs/ft ) |
Ver dichtet |
|
Keramik kugeln 1,9 cm (3/4") |
g/cm3 (Lbs/ftJ) |
kg (pro Ib) |
Aus der Papiermischung bereiteter Mahltest |
Min. | Sieb dringenden | 50 | Nicht ver dichtet |
0,67 (42) |
||
Mahlmedium | dto. | 1,67 (104) |
99 (45) |
Gesamte HCl- |
15 | Maschenweite Maschenweite 0,42 mm 0,074 mm (40 mesh) (200 mesh) |
60 | 0,34 (21) |
0,79 (49) |
|
Stahl kugeln 0,95 cm (3/8") |
1,67 (104) |
99 (45) |
Menge | 30 | 82 | 70 | 0,38 (24) |
1,14 (71) |
||
dto. | 5,0 (312) |
278 (126) |
5.5 | 15 | 97 | 15 | 0,48 (30) |
1,07 (67) |
||
Anorga nisches Abfall material |
5,0 (312) |
278 (126) |
11.0 | 30 | 92 | 0,45 (28) |
- | |||
0,99 (62) |
5.5 | 15 | 98 | - | ||||||
11.0 | 55 | |||||||||
5.5 |
Statt Zeitungspapier und Wellpappe werden andere Papierarten in dem in Beispiel 1 beschriebenen Laboratoriumsreaktor während
4 Minuten verarbeitet, wobei heiße Luft mit einer Temperatur von 191°C (375°F) und HCl in einer Menge von 1,5 %, bezogen auf
das Gewicht des Papiers, angewandt werden. Die Papierproben besitzen einen im Gleichgewicht mit der Atmosphäre stehenden
Feuchtigkeitsgehalt. Die in der folgenden Tabelle VI angegebenen Zahlenwerte verdeutlichen die Anwendbarkeit des erfindungsgemäßen
Verfahrens auf diese stark unterschiedlichen Papierarten.
Papierart
Tabelle VI
Brennstoff aus Papierabfällen
Brennstoff aus Papierabfällen
Mahltest
Dicke Aus- %-Satz des durch das Sieb mit mm beute einer Maschenweite von 0,42 mm
(inch) % (40 mesh) dringenden Materials
Seifenschach- 0,74 tel (schwerer (0,029) Karton
Milchbehälter (mit Polyäthylen beschich- 0,4 6 tetes ge- (0,018) bleichtes
Kraftpapier)
Kraftpapier)
Bierträger 0,41 (schweres (0,016) Kraftpapier)
Zeitschriften- 0,10 glanzpapier (0,004) (freie Blätter)
Zeitschriftenglanzpapier 0,051 (Holzschliff- (0,002) grundlage)
Büropapier 0,076
(0,003)
98
35-70
99
100
Papierart
Mahltest
Dicke - Aus- %-Satz de3 durch das Sieb mit mm beute einer Maschenweite von 0,42 nun
(inch) % (40 mesh) dringenden Materials
Lebensmitte 1-tüten
(leichtes Kraftpapier)
(leichtes Kraftpapier)
Mit Folie ausgekleidete Papierfrucht
saftdos en
0,118 (0,007)
0,76 (0,030)
20-40
Es werden verschiedene Produkte, die in festem Stadtmüll vorliegen
können, in dem Laboratoriumsreaktor (wie in Beispiel 1) behandelt, indem man Luft mit einer Temperatur von 191°C
(375°F), die 2,25 Vol.-% HCl enthält, während 5 1/2 Minuten mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 1 Liter pro Minute zirkulieren
läßt. Da für ein erfolgreiches Vermählen ein Feuchtigkeitsgehalt- von weniger als etwa 10 Gew.-% erforderlich ist, werden
die für Haushaltsmüll und -abfalle repräsentativen Produkte dieses Beispiels bei 1O4°C (22O°F) auf einen Feuchtigkeitsgehalt
von im wesentlichen 0 % vorgetrocknet, wonach man sie vor dem Verspröden den Gleichgewichtsfeuchtigkeitsgehalt (5 bis
10 Gew.-%) annehmen läßt. Diese Materialien werden erfolgreich zu einem Produkt verarbeitet, wie es die Werte der folgenden
Tabelle VII erkennen lassen.
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Brennstoff aus verschiedenen organischen Abfällen
Mahltest
Ausbeute %-Satz des durch ein
Material % Sieb mit einer Maschen
weite von 0,42 nun (40 mesh) dringenden Materials
99 99 70 100 95 80 95 95
Blätter und Fichtennadeln | 90 |
Reisig (Immergrün) | 91 |
Zerkleinerte Zweige | |
Apfelkerne | 80 |
Bananenschalen | 80 |
Schinkenscheiben | 96 |
Zitrusschalen | 93 |
Me lonenrinden | 92 |
25 % Rindfleischabfälle) 75 % Zeitungspapier )
89
Eine Probe aus zerkleinertem, festem Stadtmüll wird in einen Rotationstrockner (0,61 m χ 3,05 m (21 χ 10')) eingeführt, der
mit heißem Abgas betrieben wird, das mit einer Temperatur von etwa 316°C (600°F) in den Trockner eingeführt wird. Die Probe
wird zunächst getrocknet und auf 149°C (3000F) (im Inneren des
Trockners gemessen) erhitzt, wonach Chlorwasserstoffgas mit
einer Konzentration von etwa 1 Vol.-% dem Abgas zugesetzt wird, das zum Heizen des Reaktors verwendet wird. Die Zugabe des sauren
Gases wird während etwa 20 Minuten fortgesetzt. Es ist zu beobachten, daß die mechanische Reibungswirkung in dem Rotationstrockner dazu ausreicht, einen wesentlichen Anteil der organischen
Fraktion zu kleinen Flocken zu pulverisieren. Die in der folgenden Tabelle VIII angegebenen Zahlenwerte verdeutlichen
die Ergebnisse, die man nach dem Vermählen der aus dem Trockner entnommenen schweren Materialien ermittelt.
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Behandlung von Stadtmüll
Vermahlenes Material
Mahltest
%-Satz des durch das Sieb dringenden Materials
Maschenweite
0,42 mm • (40 mesh)
Maschenweite 0,074 mm (200 mesh)
Große Wellpappenstücke
Gemischter organischer Abfall
75
30
60
Man behandelt 10 g frisches Zeitungspapier in dem in Beispiel 1 beschriebenen Laboratoriumsreaktor mit Chlorwasserstoffgas.
Die HCl-Menge beträgt 3,6 % (Gesamtmenge des durch den Reaktor geführten Chlorwasserstoffs, bezogen auf das Gewicht der Probe),
während eine Versprödungszeit von 10 Minuten und eine Temperatur
von 149 bis 163°C (300 bis 325°F) angewandt werden. Das in einer Ausbeute von 92 Gew.-% erhaltene Produkt wird dem in Beispiel
1 beschriebenen Mahltest unterzogen, wobei sich zeigt, daß 98 % des gebildeten pulverförmigen, spröden Materials durch
ein Sieb mit einer Maschenweite von 0,42 mm (40 mesh) dringen, während 60 % dieses Materials von einem Sieb mit einer Maschenweite von 0,074 mm (200 mesh) nicht zurückgehalten werden.
Das Produkt und eine Kontrollprobe des ursprünglichen frischen Zeitungspapiers werden mit Hilfe von mikroanalytischen Standardverfahren
analysiert, um den Prozentsatz an vorhandenem Kohlenstoff, Wasserstoff, Chlor und Sauerstoff zu bestimmen. Es zeigt
sich, daß die Kontrollprobe einen Feuchtigkeitsgehalt von 5,8 Gew.-% besitzt, während das versprödete Produkt einen Feuchtigkeitsgehalt
von 1,7 % aufweist. Die Ergebnisse dieser Analysen sind in der folgenden Tabelle IX zusammengestellt.
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Kohlenstoff | 48. | 54 |
Wasserstoff | 6. | 45 |
Chlor | 0. | 04 |
Sauerstoff | 45 | .03 |
Elementaranalyse, Gew.-% (Trockenbasis, Durchschnittswert von zwei Proben)
48.04 6.04 0.30
45.62
Diese Zahlenwerte zeigen, daß durch das Verspröden keine merkliche
Veränderung des Kohlenstoff/Wasserstoff/Sauerstoff-Verhältnisses
herbeigeführt wird. Sie zeigen ferner, daß keine merkliche Zersetzung oder Pyrolyse erfolgt ist. Die Chloraufnahme
beträgt etwa 0,26 Gew.-%.
Da das realistischste Maß für den erreichten Grad der Versprödung die Energie ist, die zum Vermählen eines versprödeten Produktes
auf eine bestimmte Teilchengröße erforderlich ist, wird diese Bestimmung dazu verwendet, die Wirkung des Zusatzes von
Schwefelsäure zu Chlorwasserstoffsäure zu bestimmen. Bei diesen
Untersuchungen werden andere Faktoren, von denen bekannt ist, daß sie die Versprödung beeinflussen, wie die Temperatur
und der Feuchtigkeitsgehalt, konstant gehalten. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Form von Kurven in der Fig. 2 wiedergegeben.
Es werden Proben eines teilweise vorgetrockneten (z. B. auf einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 6 %), festen Stadtabfallmaterials
zunächst mit Chlorwasserstoffsäuremengen, die 3 Gew.-%,
1 Gew.-% und 0,4 Gew.-%, bezogen auf das Abfallmaterial, entsprechen,
behandelt und auf 149°C (300°F) erhitzt. Anschließend nach diesen Säurebehandlungen wird die Energie, ausgedrückt
5fl98£1
als kWh/t des unbehandelten Abfalls (Trockenbasis), -bestimmt,
die erforderlich ist, um das säurebehandelte Material auf eine solche Teilchengröße zu vermählen, daß etwa 75 bis 80 % des
vermahlenen Materials durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 0,84 mm (20 mesh) dringen. Für die mit 3 %, 1 % bzw. 0,4 % HCl
behandelten Materialien betragen diese Energiewerte 4,3, 26 bzw. 100 kWh/t. Wenn als Versprödungsmittel dem Abfallmaterial eine
Säuremenge zugeführt wird, die aus einer Kombination von 0,5 % Schwefelsäure und 0,4 % HCl (bezogen auf das Gewicht des festen
Abfallmaterials nach dem Trocknen) umfaßt, benötigt das gebildete versprödete Produkt zur Erzielung der gewünschten Teilchengröße
lediglich 6,5 bis 7 kWh/t, was einer Verringerung der notwendigen Energie um einen Faktor von etwa 15 gegenüber dem Fall
entspricht, bei dem lediglich 0,4 % HCl verwendet wurde, und einem Faktor von etwa 4 entspricht, wenn ein Vergleich gegenüber
etwa der gleichen Säuremenge durchgeführt wird. In ähnlicher Weise kann man mit einer Kombination aus etwa 1 Gew.-%
HCl und etwa 0,5 % H3SO4 ein Brennstoffprodukt herstellen, das
im wesentlichen den gleichen Grad der Versprödung zeigt, den man erreicht, wenn man ausschließlich 3 Gew.-% HCl einsetzt.
Obwohl H?SO.-Mengen von mehr als 0,5 Gew.-%, bezogen auf das
organische Abfallmaterial, verwendet werden können, scheint es, daß Mengen oberhalb etwa 1 bis 1,5 % keine zusätzlichen Vorteile
ergeben. Weiterhin ist es im allgemeinen bevorzugt, eine minimale Menge HCl, d. h. bis zu etwa 0,5 bis 2 Gew.-%,zu verwenden,
um die Menge der Restchloride auf einem Minimum zu halten und die Kosten des Endprodukts zu vermindern. Daher
stellt eine Mischung aus HCl und H2SO4, die ein HC1/H2SO4-Gewichtsverhältnis
zwischen etwa 1/10 bis etwa 4/1 aufweist, einen bevorzugten Säurereaktionsteilnehmer dar, wobei die Gesamtmenge
der Säure etwa 5 Gew.-% des zu behandelnden Abfallmaterials nicht übersteigen sollte. Es ist festzuhalten, daß
die Bezeichnungen HCl und H3SO4 sich auf die tatsächlichen
Reaktionsteilnehmer beziehen, die aus Gründen der Bequemlichkeit und der gleichmäßigen Verteilung in Form mehr oder weniger
stark verdünnter Lösungen zugeführt werden.
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Die optimalen Säureverhältnisse und -mengen variieren mit der Zusammensetzung des zu behandelnden festen Abfalls. Im allgemeinen
wird die Energieeinsparung gegen die Kosten der zugesetzten Säuren ausgeglichen, und die Mengen der Restchloride
werden über die zuzusetzende Gesamtsäure und das HCl/H-SO.-Verhältnis
bestimmt. Für irgendeine bestimmte feste Abfallzusammensetzung können Kurven derart, wie sie in der Fig. 2 wiedergegeben
sind, ohne weiteres ermittelt werden, so daß die optimalen Säureverhältnisse und -mengen bestimmt werden können.
Es ist somit ersichtlich, daß das erfindungsgemäße Verfahren
die Herstellung eines nützlichen Brennstoffs aus festen organischen Abfällen ermöglicht. Durch Verspröden der organischen
Abfälle vor der Zerkleinerung wird die Energiemenge, die zur Bildung eines nutzbaren Materials notwendig ist, erheblich vermindert
gegenüber der Menge, die erforderlich wäre, wenn das Material nicht versprödet würde. Der in dieser Weise gebildete
Brennstoff kann in verschiedenartiger Weise verwendet werden.
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Claims (64)
- PATENTANSPRÜCHEVerfahren zum Verspröden des festen organischen Abfallanteils eines festen Abfallmaterials, dadurch gekennzeichnet, daß man den organischen Abfallanteil mit Mineralsäure bei erhöhter Temperatur behandelt und solche Behandlungsbedingungen anwendet,daß ohne wesentliche Pyrolyse, ohne wesentliche Zersetzung und ohne wesentliche Abnahme des Trockengewichts des festen Abfallanteils ein sprödes Material gebildet wird, das ohne weiteres zu einer feinverteilten Form zerkleinert werden kann.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß als Abfall fester Stadtmüll eingesetzt wird.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß ein Holzabfälle enthaltender, fester Abfall eingesetzt wird.
- 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein fester Abfall eingesetzt wird, der landwirtschaftliche Abfallprodukte enthält.
- 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Behandlung bei einer Temperatur zwischen etwa 100 und etwa 288°C erfolgt.
- 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Behandlung bei einer Temperatur zwischen etwa 121°C und etwa 177°C erfolgt.509841/0333
- 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Behandlung darin besteht, daß man den Abfall zunächst mit einer Säure behandelt und dann auf erhöhte Temperatur erhitzt.
- 8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Behandlung darin besteht, daß man den Abfall gleichzeitig mit der Säure behandelt und auf eine erhöhte Temperatur erhitzt.
- 9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Behandlung darin besteht, da,ß man den Abfall zunächst auf die erhöhte Temperatur erhitzt und dann sofort mit der Säure behandelt.
- 10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Säure in Form eines Gases zugeführt wird.
- 11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß als Säure HCl-Gas verwendet wird.
- 12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Säure in Form einer Lösung verwendet wird.
- 13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß als Säure H2SO. eingesetzt wird und als Lösung eine wäßrige Lösung verwendet wird.
- 14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß als Säure eine Mischung aus mindestens zwei Mineralsäuren eingesetzt wird./. 1
- 15. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch. gekennzeichnet / daß als Säure eine Mischung aus Chlorwasserstoffsäure und Schwefelsäure verwendet wird.
- 16. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Menge der mit der Chlorwasserstoff säure verwendeten Schwefelsäure so groß ist, daß eine wesentliche Verminderung der Energie zur Zerkleinerung des versprödeten Materials auf einen gewünschten Teilchengrößenbereich verglichen mit der Energie erreicht wird, die dann erforderlich ist, wenn lediglich Chlorwasserstoffsäure in einer Menge verwendet wird, die der Gesamtmenge der gemischten Säure entspricht.
- 17. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein Chlorwasserstoffsäure/Schwefelsäure-Gewichtsverhältnis ν on etwa 1/10 bis etwa 4/1 angewandt wird.
- 18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet , daß die gesamte Menge der zugeführten Säure etwa 5 Gew.-% des behandelten organischen Abfallanteils nicht übersteigt.
- 19. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung bei erhöhter Temperatur darin besteht, daß man den Abfall mit einem heißen Gas in Berührung bringt.
- 20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet , daß man als heißes Gas Verbrennungsgase verwendet.
- 21. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß man als heißes Gas Luft verwendet.S09841/0333
- 22. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch ge-kennzeichnet , daß ein heißes Gas verwendet wird, das die Mineralsäure in Dampfform enthält.
- 23. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung bei erhöhter Temperatur darin besteht, daß man den Abfall mit einer erhitzten Oberfläche in Berührung bringt.
- 24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet , daß als erhitzte Oberfläche ein Mahlmedium verwendet wird.
- 25. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Behandeln des Abfalls in einem flüssigen Brennstoffmedium erfolgt.
- 26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß als Brennstoffmedium Brennöl verwendet wird.
- 27. Verfahren zur Herstellung eines brennbaren Brennstoffs aus festem Stadtmüll, der einen organischen Abfallanteil und einen anorganischen Abfallanteil enthält, dadurch gekennzeichnet , daß mana) den festen organischen Abfallanteil des festen Stadtmülls mit Mineralsäure bei erhöhter Temperatur unter Bedingungen behandelt, um ohne eine wesentliche Pyrolyse, eine wesentliche Zersetzung oder eine wesentliche Abnahme des Trockengewichts des festen Abfallanteils ein versprödetes Material zu bilden, undb) das erhaltene versprödete Material zu einer feinverteilten Form zerkleinert.509841/0333
- 28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch ge.kennzeichnet , daß man die Teilchengröße der den festen Stadtmüll bildenden Bestandteile vermindert.
- 29. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet , daß man vor der Behandlungsstufe den organischen Abfallanteil von dem Stadtmüll abtrennt.
- 30. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß man den organischen Abfallanteil nach der Behandlung von dem Stadtmüll abtrennt.
- 31. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet , daß man den organischen Abfallanteil vor der Behandlung vortrocknet.
- 32. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß man den Feuchtigkeitsgehalt des versprödeten Materials auf einen Wert von nicht mehr als etwa 10 Gew.-%, bezogen auf das Trockengewicht, vermindert, unmittelbar bevor man das versprödete Material zu einer feinverteilten Form zerkleinert.
- 33. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet , daß man das versprödete Material nach dem Zerkleinern in eine feinverteilte Form klassiert, um nicht versprödete Teilchen des festen organischen Abfalls abzutrennen.
- 34. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet , daß man mindestens einen Teil der nicht versprödeten Teilchen einer zweiten Behandlungsstufe zuführt.5098 41/0 333
- 35. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch ge.kennzeichnet , daß man das versprödete Material durch
Vermählen in eine feinverteilte Form bringt. - 36. Verfahren nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet , daß das Mahlen durch Vermählen mit einem Mahlmedium bewirkt wird.
- 37. Verfahren nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß man als Mahlmedium den anorganischen Abfallanteil verwendet.
- 38. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet , daß man das versprödete Material zu
Pellets verformt. - 39. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß man das versprödete Material verdichtet.
- 40. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß man das versprödete Material in
feinverteilter Form mit einem Primärbrennstoff vermischt. - 41. Verfahren nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß man den Primärbrennstoff in fluider Form einsetzt.
- 42. Verfahren nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet , daß man als Primärbrennstoff in fluider Form eine Flüssigkeit verwendet und das versprödete Material darin aufschlammt.
- 43. Verfahren nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet , daß man als Primärbrennstoff Brennöl
verwendet. - 44. Verfahren nach Anspruch 42, dadurch g e-k e η η zeichnet, daß man als Primärbrennstoff brennbare Kohlenwasserstoffabfälle einsetzt.
- 45. Verfahren nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß man als Primärbrennstoff Abwasserschlamm verwendet.
- 46. Verfahren nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß man als Primärbrennstoff in fluider Form ein Gas einsetzt und das versprödete Material damit mitreißt.
- 47. Verfahren nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß man als Primärbrennstoff einen festen Brennstoff einsetzt.
- 48. Verfahren nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet , daß man als festen Brennstoff pulver-förmige Kohle verwendet.
- 49. Verfahren zur Herstellung eines festen Brennstoffprodukts aus festem organischen Abfall, dadurch gekennzeichnet , daß man den festen organischen Abfall ohne eine Pyrolyse, Zersetzung oder einen Gewichtsverlustzu bewirken versprödet.
- 50. Brennbares Brennstoffmaterial, dadurch gekennzeichnet , daß es in Form eines festen organischen Abfalls in versprödeter Form vorliegt und im wesentlichen die gleichen Kohlenstoff-, Wasserstoff- und Sauerstoff-Verhältnisse und im wesentlichen das gleiche Gewicht auf Trockenbasis aufweist wie der feste Abfall vor dem Verspröden.509841/0333
- 51. Brennbares Brennstoffmaterial, dadurch gekenn zeichnet , daß es in Form eines versprödeten festen organischen Abfalls in feinverteilter Form vorliegt, der im wesentlichen die gleichen Kohlenstoff-, Wasserstoff- und Sauerstoff-Verhältnisse und im wesentlichen das gleiche Gewicht auf Trockenbasis aufweist wie der feste organische Abfall vor dem Verspröden.
- 52. Brennstoffmaterial nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet , daß er eine Dichte von mindestens 0,32 g/cm aufweist.
- 53. Brennstoffmaterial nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet , daß es in Form von Pellets vorliegt.
- 54. Brennstoffmaterial nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet , daß es auf eine Dichte von mindestens 0,64 g/cm verdichtet ist.
- 55. Brennbares Brennstoffmaterial enthaltenda) einen Primärbrennstoff undb) einen mit dem Primärbrennstoff vermischten Sekundärbrennstoff,der dadurch gekennzeichnet ist, daß er in Form eines versprödeten organischen Abfalls in feinverteilter Form vorliegt, der im wesentlichen die gleichen Kohlenstoff-, Wasserstoff- und SauerstoffVerhältnisse und im wesentlichen das gleiche Gewicht auf Trockenbasis besitzt wie der feste organische Abfall vor dem Verspröden.
- 56. Brennstoffmaterial nach Anspruch 55, dadurch gekennzeichnet , daß der Primärbrennstoff in fluider Form vorliegt.509841/0333
- 57. Brennstoffmaterial nach Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet , daß als Primärbrennstoff eine Flüssigkeit vorhanden ist, in der der Sekundärbrennstoff aufgeschlämmt ist.
- 58. Brennstoffmaterial nach Anspruch 57, dadurch gekennzeichnet , daß es als Primärbrennstoff Brennöl enthält.
- 59. Brennstoffmaterial nach Anspruch 57, dadurch gekennzeichnet , daß es als Primärbrennstoff brennbare Kohlenwasserstoffabfalle enthält.
- 60. Brennstoffmaterial nach Anspruch 57, dadurch gekennzeichnet , daß es als Primärbrennstoff Abwasserschlamm enthält.
- 61. Brennstoffmaterial nach Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet , daß es als Primärbrennstoff in fluider Form ein Gas enthält, mit dem der Sekundärbrennstoff mitgerissen wird.
- 62. Brennstoffmaterial nach Anspruch 55, dadurch gekennzeichnet , daß es als Primärbrennstoff einen festen Brennstoff enthält.
- 63. Brennstoffmaterial nach Anspruch 62, dadurch gekennzeichnet , daß es als Primärbrennstoff pulverförmige Kohle enthält.
- 64. Brennbares Brennstoffmaterial erhältlich nach dem Verfahren des Anspruchs 49.509841/0333Leerseite
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---|---|---|---|
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---|---|---|---|
DE2513767A Expired DE2513767C2 (de) | 1974-03-29 | 1975-03-27 | Verfahren zur Verbesserung der Brennstoffeigenschaften des festen organischen Anteils von Abfallmaterial |
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NL (1) | NL7503615A (de) |
SE (1) | SE7503307L (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2950324A1 (de) * | 1979-12-14 | 1981-07-02 | Rolf Dipl.-Ing. 4005 Büderich Berghoff | Verfahren zur herstellung eines festen brennstoffes aus abfaellen, insbesondere aus hausmuell |
EP0077540A1 (de) * | 1981-10-16 | 1983-04-27 | Mannesmann Veba Umwelttechnik Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines Pulvers aus zellulosereichen Stoffen |
DE102007056353A1 (de) | 2007-11-16 | 2009-05-20 | Jürgen Heinrich | Verfahren und Anlage zur Abfallbehandlung |
Families Citing this family (48)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1465869A (en) * | 1975-10-03 | 1977-03-02 | Esmil Envirotech Ltd | Method of incinerating sewage sludges |
US4297322A (en) * | 1977-08-25 | 1981-10-27 | Hsin Liu | Equipment for treating and resource recovery from solid waste |
JPS586137Y2 (ja) * | 1979-02-20 | 1983-02-02 | 松下電子工業株式会社 | マグネトロン装置 |
US4201551A (en) * | 1979-03-09 | 1980-05-06 | Combustion Equipment Associates, Inc. | Embrittlement additive for treating organic materials |
US4265636A (en) * | 1979-07-23 | 1981-05-05 | Occidental Research Corporation | Use of formaldehyde as a chemical embrittling agent for waste |
US4305727A (en) * | 1979-07-30 | 1981-12-15 | Occidental Research Corporation | Use of an organic acid as an embrittling agent for waste |
US4561860A (en) * | 1980-03-24 | 1985-12-31 | The Secretary Of State For The Environment In Her Britannic Majesty's Government Of The United Kingdom Of Great Britain And Northern Ireland | Process and apparatus for production of refuse derived fuel |
FR2577235B1 (fr) * | 1985-02-13 | 1987-02-20 | Omnium Traitement Valorisa | Installation de traitement de dechets solides pour produire un combustible |
US4933086A (en) * | 1989-08-03 | 1990-06-12 | Texaco Inc. | Partial oxidation of sewage sludge |
US4983296A (en) * | 1989-08-03 | 1991-01-08 | Texaco Inc. | Partial oxidation of sewage sludge |
DE4238935C2 (de) * | 1992-11-19 | 1996-02-15 | Noell En Und Entsorgungstechni | Verfahren zur Überführung von organisches Material und Kunststoffe enthaltenden Abfallstoffen in ein pulverförmiges Zwischenprodukt und seine Verwendung |
US5387267A (en) * | 1993-08-25 | 1995-02-07 | Modular Energy Corporation | Process and apparatus for treating heterogeneous waste to provide a homogeneous fuel |
US6375691B1 (en) | 1998-04-30 | 2002-04-23 | Pirelli Ambiente S.P.A. | Fuel composition which combusts instantaneously, method and plant therefor |
DE19853151C2 (de) * | 1998-11-18 | 2003-04-03 | Ver Verwertung Und Entsorgung | Verfahren zur Herstellung von Brennstoff aus Hausmüll |
US7252691B2 (en) * | 2001-03-06 | 2007-08-07 | John Philipson | Conversion of municipal solid waste to high fuel value |
GB2395478B (en) * | 2002-11-22 | 2005-07-06 | Finch Ltd | Disposal of sewage by combustion in an engine |
US6818027B2 (en) * | 2003-02-06 | 2004-11-16 | Ecoem, L.L.C. | Organically clean biomass fuel |
US7344622B2 (en) * | 2003-04-08 | 2008-03-18 | Grispin Charles W | Pyrolytic process and apparatus for producing enhanced amounts of aromatic compounds |
US20050166812A1 (en) * | 2003-11-13 | 2005-08-04 | Horizon Fuel And Financial Management, Llp | MSW processing vessel |
US20060112749A1 (en) * | 2003-11-13 | 2006-06-01 | Noll Anthony P | Soil amendment product and method of processing |
US7967877B2 (en) * | 2003-11-13 | 2011-06-28 | Biomass Worldwide Group Limited | Biomass energy product and processing method |
MX2007004519A (es) * | 2004-10-13 | 2007-08-20 | Charlie Holding Intellectual P | Proceso y aparato pirolitico para producir cantidades mejoradas de compuestos aromaticos. |
US7745208B2 (en) * | 2006-02-15 | 2010-06-29 | Noll Anthony P | Angled reaction vessel |
US8728802B2 (en) * | 2006-02-15 | 2014-05-20 | Biomass Worldwide Group Limited | Angled reaction vessel |
JP2007238871A (ja) * | 2006-03-10 | 2007-09-20 | Taiheiyo Cement Corp | 木質燃料の製造方法 |
US7815876B2 (en) * | 2006-11-03 | 2010-10-19 | Olson David A | Reactor pump for catalyzed hydrolytic splitting of cellulose |
US7815741B2 (en) | 2006-11-03 | 2010-10-19 | Olson David A | Reactor pump for catalyzed hydrolytic splitting of cellulose |
MX2010014187A (es) | 2008-06-26 | 2011-03-29 | Casella Waste Systems Inc Star | Materia prima para combustible diseñado útil para desplazamiento de carbón en plantas encendidas con carbón. |
CN102076832A (zh) * | 2008-06-26 | 2011-05-25 | 凯斯勒废物系统公司 | 工程燃料原料 |
US8444721B2 (en) | 2008-06-26 | 2013-05-21 | Re Community Energy, Llc | Engineered fuel feed stock |
US20110197496A1 (en) * | 2008-06-30 | 2011-08-18 | Kior, Inc. | Producing fuel and specialty chemicals from glyceride containing biomass |
WO2010002792A2 (en) | 2008-06-30 | 2010-01-07 | Kior, Inc. | Co-processing solid biomass in a conventional petroleum refining process unit |
JP2012512270A (ja) | 2008-12-15 | 2012-05-31 | ジルカ バイオマス フュールズ エルエルシー | ペレット又はブリケットの製造方法 |
US8524959B1 (en) | 2009-02-18 | 2013-09-03 | Kior, Inc. | Biomass catalytic conversion process and apparatus for use therein |
US8558043B2 (en) * | 2009-03-04 | 2013-10-15 | Kior, Inc. | Modular biomass treatment unit |
JP2012525507A (ja) | 2009-04-30 | 2012-10-22 | イヴ リサーチ インコーポレイテッド | コート紙製品をリサイクルするためのプロセスおよび装置 |
WO2010124381A1 (en) * | 2009-04-30 | 2010-11-04 | Evegenetics Canada Inc. | Preparation of biofuels and other useful products such as 5-(hydroxymethyl)-furfural |
EP3568451A4 (de) * | 2009-05-22 | 2019-11-20 | KiOR, Inc. | Verarbeitung von biomasse mit einer wasserstoffquelle |
US8623634B2 (en) * | 2009-06-23 | 2014-01-07 | Kior, Inc. | Growing aquatic biomass, and producing biomass feedstock and biocrude therefrom |
JP2013515136A (ja) | 2009-12-22 | 2013-05-02 | リ コミュニティー エナジー,エルエルシー. | 吸着剤含有人工燃料供給原料 |
US8057641B2 (en) | 2010-07-19 | 2011-11-15 | Kior Inc. | Method and apparatus for pyrolysis of a biomass |
US8772556B2 (en) | 2010-09-22 | 2014-07-08 | Kior, Inc. | Bio-oil production with optimal byproduct processing |
US9017428B2 (en) | 2010-11-16 | 2015-04-28 | Kior, Inc. | Two-stage reactor and process for conversion of solid biomass material |
US8951311B2 (en) * | 2011-02-17 | 2015-02-10 | U.S. Department Of Energy | Method and system for controlling a gasification or partial oxidation process |
PL2807238T3 (pl) | 2012-01-26 | 2018-12-31 | Accordant Energy, Llc | Łagodzenie szkodliwych emisji spalania przy użyciu paliw surowcowych zawierających sorbent |
EP2930227B1 (de) | 2014-04-07 | 2016-12-07 | Subcoal International B.V. | Verfahren zum Befeuern eines Industrieofen mit Kohle oder Koks zusammen mit sekundärem Brennstoff |
CN107415092A (zh) * | 2017-07-24 | 2017-12-01 | 张文彬 | 利用回收热塑性塑料加工塑料粉末和球型颗粒的方法 |
CN112207115B (zh) * | 2020-09-22 | 2022-04-08 | 武汉科技大学 | 一种利用热烟气低温热解脱氯提质耦合水泥窑协同处置医疗废物的工艺 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE165420C (de) * | 1904-06-15 | |||
DE144629C (de) * | ||||
GB370481A (en) * | 1931-01-01 | 1932-04-01 | Gottfried Rausch | Improvements in and relating to automatic dough dividing and kneading machines |
CH172514A (fr) * | 1932-11-24 | 1934-10-15 | Pirelli | Boîte pour filtres des masques antigaz. |
CH214114A (de) * | 1938-12-08 | 1941-04-15 | Biesel Peter | Steinkohle-Aufbereitungs-Verfahren. |
CH221012A (de) * | 1938-12-08 | 1942-05-15 | Herbst Walter | Verfahren zur Herstellung von Cellulosemehlen. |
AT188317B (de) * | 1953-06-13 | 1957-01-10 | Kloeckner Humboldt Deutz Ag | Verfahren zum Brikettieren von Braunkohle od. ähnl. Brennstoffen |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2242822A (en) * | 1938-06-18 | 1941-05-20 | Pennsylvania Res Corp | Treatment of coal |
US2397859A (en) * | 1943-03-20 | 1946-04-02 | Atlantic Refining Co | Liquid fuel and method of producing same |
US2423913A (en) * | 1943-11-10 | 1947-07-15 | Sun Oil Co | Composite fuel and method of preparation |
US3436312A (en) * | 1962-08-29 | 1969-04-01 | Emilia Robertson | Carbonization of bagasse |
US3830636A (en) * | 1970-02-26 | 1974-08-20 | Black Clawson Fibreclaim Inc | Fuel by-products of municipal refuse |
-
1974
- 1974-03-29 US US05/456,338 patent/US3961913A/en not_active Expired - Lifetime
-
1975
- 1975-03-13 CA CA221,985A patent/CA1061113A/en not_active Expired
- 1975-03-20 GB GB11631/75A patent/GB1497612A/en not_active Expired
- 1975-03-21 SE SE7503307A patent/SE7503307L/xx unknown
- 1975-03-24 FR FR7509164A patent/FR2265457B1/fr not_active Expired
- 1975-03-25 DD DD185013A patent/DD121132A5/xx unknown
- 1975-03-25 BE BE154750A patent/BE827163A/xx unknown
- 1975-03-26 AR AR258162A patent/AR217614A1/es active
- 1975-03-26 NL NL7503615A patent/NL7503615A/xx not_active Application Discontinuation
- 1975-03-26 JP JP50035684A patent/JPS6010076B2/ja not_active Expired
- 1975-03-27 HU HU75CO00000319A patent/HU172463B/hu unknown
- 1975-03-27 DE DE2513767A patent/DE2513767C2/de not_active Expired
- 1975-03-28 IT IT48837/75A patent/IT1032497B/it active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE144629C (de) * | ||||
DE165420C (de) * | 1904-06-15 | |||
GB370481A (en) * | 1931-01-01 | 1932-04-01 | Gottfried Rausch | Improvements in and relating to automatic dough dividing and kneading machines |
CH172514A (fr) * | 1932-11-24 | 1934-10-15 | Pirelli | Boîte pour filtres des masques antigaz. |
CH214114A (de) * | 1938-12-08 | 1941-04-15 | Biesel Peter | Steinkohle-Aufbereitungs-Verfahren. |
CH221012A (de) * | 1938-12-08 | 1942-05-15 | Herbst Walter | Verfahren zur Herstellung von Cellulosemehlen. |
AT188317B (de) * | 1953-06-13 | 1957-01-10 | Kloeckner Humboldt Deutz Ag | Verfahren zum Brikettieren von Braunkohle od. ähnl. Brennstoffen |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
"Wasser, Luft, Betrieb", 1973, Seiten 295, 300 * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2950324A1 (de) * | 1979-12-14 | 1981-07-02 | Rolf Dipl.-Ing. 4005 Büderich Berghoff | Verfahren zur herstellung eines festen brennstoffes aus abfaellen, insbesondere aus hausmuell |
EP0077540A1 (de) * | 1981-10-16 | 1983-04-27 | Mannesmann Veba Umwelttechnik Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines Pulvers aus zellulosereichen Stoffen |
DE102007056353A1 (de) | 2007-11-16 | 2009-05-20 | Jürgen Heinrich | Verfahren und Anlage zur Abfallbehandlung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2265457B1 (de) | 1978-09-22 |
AR217614A1 (es) | 1980-04-15 |
CA1061113A (en) | 1979-08-28 |
JPS511365A (en) | 1976-01-08 |
FR2265457A1 (de) | 1975-10-24 |
IT1032497B (it) | 1979-05-30 |
SE7503307L (sv) | 1975-11-28 |
US3961913A (en) | 1976-06-08 |
NL7503615A (nl) | 1975-10-01 |
DE2513767C2 (de) | 1983-01-20 |
HU172463B (hu) | 1978-09-28 |
JPS6010076B2 (ja) | 1985-03-14 |
BE827163A (fr) | 1975-07-16 |
DD121132A5 (de) | 1976-07-12 |
GB1497612A (en) | 1978-01-12 |
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Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2513767C2 (de) | Verfahren zur Verbesserung der Brennstoffeigenschaften des festen organischen Anteils von Abfallmaterial | |
US4008053A (en) | Process for treating organic wastes | |
DE2658778A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines brennstoffes | |
DE102007062811A1 (de) | Aus Biomasse hergestellter Werk- und/oder Brennstoff | |
DE2223841A1 (de) | Verfahren und Anordnung zur Gewinnung verwertbarer Stoffe aus festem Muell | |
DE2616725A1 (de) | Verfahren und einrichtung zum herstellen von briketts | |
DE2148766A1 (de) | Verfahren zum Verarbeiten von Hausmuell und eine Presseinrichtung zum Durchfuehren des Verfahrens | |
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Legal Events
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Q176 | The application caused the suspense of an application |
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