DE2550205A1 - Verfahren zur herstellung eines methanreichen gases aus abfallstoffen, insbesondere aus hausmuell - Google Patents
Verfahren zur herstellung eines methanreichen gases aus abfallstoffen, insbesondere aus hausmuellInfo
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Description
"Verfahren zur Herstellung eines methanreichen Gases aus Abfallstoffen, insbesondere aus Hausmüll"
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines methanreichen Gases aus Abfallstoffen, insbesondere
aus Hausmüll, bei dem die gesammelten Abfallstoffe sortiert werden und das Restprodukt vorzugsweise
zerkleinert als Vergasungsstoff einem Generator aufgegeben
wird, dem Sauerstoff im Gemisch mit Wasserdampf als Vergasungsmittel zugeführt und dessen Vergasungsgas ggf. nach Abscheidung.und Rückführung der darin
enthaltenen DDeere und Öle auf die in ihm enthaltenen Komponenten aufbereitet wird.
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Soweit das erfindungsgemäße Verfahren Hausmüll verwendet, kann nach diesem Verfahren auch Industriemüll
verarbeitet werden, soweit er hinsichtlich seiner Zusammensetzung als Hausmüll anzusprechen ist. Die Sortierung des Mülls kann
so durchgeführt werden, daß außer Nichteisenmetallen und Eisen auch Papier, leichte Kunststoffe,
Textilien und sogar Glas nach Farben getrennt gesondert ausgeschieden werden. Diese Stoffe
werden wieder in den Stoffkreislauf zurückgeführt. Der nach dem Sortieren verbleibende
Vergasungsstoff besteht aus organischen und aus Kunststoffen. Vorzugsweise werden diese Stoffe
zerkleinert, um das Stoffgemisch vor seiner Vergasung zu homogenisieren.
Es ist bereits bekannt, Abfallstoffe dadurch zu verwerten, daß man sie als Vergasungsstoff einem
Generator aufgibt, dem Sauerstoff im Gemisch mit Wasserdampf als Vergasungsmittel zugeführt und
dessen Vergasungsgas ggf. nach Abscheidung und Rückführung der darin enthaltenen Teere und öle
auf die in ihm enthaltenen Komponenten aufbereitet wird (DT-OS 2 323 654). Dieses Verfahren hat gegenüber
anderen Müllbeseitigungsverfahren eine Reihe von Vorteilen. Es verwandelt nämlich die Abfallstoffe
in wiederverwertbare Produkte, es beseitigt das Problem der fehlenden Deponien und des Absatzes
von Kompost, der bei der Müllkopostierung anfällt und praktisch nur in Wein- und Gemüseanbaugebieten
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verwertbar ist, das aber nur, wenn die Bleiabfälle im Hausmüll einen bestimmten Grenzwert nicht übersteigen.
Ein solches Verfahren hat überdies den Vorteil, daß es im Gegensatz zur Müllverbrennung die Umwelt nicht belastet,
weil es in einem praktisch geschlossenen Kreislauf abgewickelt werden kann.
Andererseits sind die bislang bekanntgewordenen Vergasungsverfahren
dieser Art unwirtschaftlich. Das ist u.a. darauf zurückzuführen, daß sie zu einer zu hohen CO2-Bildung
führen, weil ein Generator mit zyklischer Arbeitsweise eingesetzt wird. Ein zyklisch unter atmosphärischem
Druck arbeitender Generator bläst und gast in kurzen Intervallen. Außerdem sind die Gase in Aufwärts- und Abwärtsgase
unterteilt. Das Gas steht unter keinem oder nur geringen Druck. Es läßt sich mangels geeigneter Kompressoren
auch bei Einsatz mehrstufiger Kompressoren nicht auf die Drücke bringen, welche zur Erzielung sauberer Fraktionen
in der an die Vergasung anschließenden Gaszerlegung benötigt wurden. Außerdem wäre eine so erhebliche Drucksteigerung
hinter dem Generator auch problematisch. Sie erfordert zusätzliche Kältemaschinen und könnte z.B. zu Störungen
durch Polymerisation von 'Spurenverunreinigungen führen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Mangel des
vorbekannten Verfahrens zu beseitigen und ein reineres Gas herzustellen, das ohne nachträgliche Kouprimierung in saubere
Fraktionen zerlegt werden kann, ohne daß der Aufwand die Wirtschaftlichkeit des Prozesses in Frage stellt.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Abfallstoffe unter Überdruck vergast und das unter dem
Überdruck stehende Vergasungsgas als Heißgas entstaubt zur Erzeugung von Abhitzedampf benutzt und abgekühlt wird, wobei
die anfallenden Kondensate abgeschieden werden, und daß dann das so entstandene und·weiterhin unter Überdruck stehende
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Rohgas von sauren Gaskomponenten gereinigt und aufbereitet
wird.
Für dieses Verfahren ist kennzeichnend» daß der gegebenenfalls vorher z.B. unter Zusatz von Bindemitteln, wie Kohlenstaub,
Mineralölrückständen o.dgl. brikettierte Müll, der dadurch geruchsfrei oder doch geruchsarm geworden ist und ·
sich deswegen auch Über größere Entfernaangen transportieren
läßt, als Vergasungsstoff dem unter erheblichem Druck
(ca. 20 bar) stehenden Generator über ©ine Schleuse zugeführt wird. Kontinuierlich werden dem Generator vorzugsweise
Sauerstoff, Dampf und ggf. auch zusätzliche Brennstoffe in der Reaktionszone zugegeben, die eine Temperatur von 1000 K
- 1500 K aufweist. Die dabei entstehende Asche wird über eine Schleuse periodisch abgezogen.
Die gasförmigen Produkte des Reaktors werden nach Passieren eines Heißgasentstaubers oder einer Hexßwasserstufe dem Abhitzekessel
zugeführt. Der hierbei entstehende Dampf hat vorzugsweise einen Druck von 6-8 bar und ist überhitzt. Dieser
Dampf wird z.T. über eine Wärmepumpe (20 bar) dem Reaktor als Vergasungsgas wieder zugeführt.
Die Abkühlung des Gases erfolgt hinter dem Abhitzkessel, vorzugsweise
indirekt auf 290-300 K. Die hierbei anfallenden Kondensate bestehen zu einem Teil aus Gaswasser und zum anderen
Teil aus den erwähnten Teeren und Ölen, deren Mengenanteil sich nach der Müllzusammensetzung richtet. Kohlenwasserstoffe
werden mechanisch von dem Gaswasser getrennt und vorzugsweise im Bereich der Schwelzone des Generators
in diesen eingeführt und dort gekrackt.
Dadurch, daß man das unter hohem Druck entstehende und daher methanreichere Gas bis zu seiner Zerlegung auf dem hohen
Druck hält, unter dem es im Generator steht, erhält man reine,dh.
höherwertigere Komponenten bei der Gaszerlegung und braucht
den hierzu erforderlichen Druck nicht zn erzeugen. Daß der
Generator selbst unter höherem Druck steht und daher auch der Sauerstoff unter entsprechendem Druck eingeblasen werden
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muß, stellt keinen Nachteil dar, weil der Sauerstoff durch
seine Erzeugung schon unter dem erforderlichen Druck steht.
Die Einzelheiten, weiteren Merkmale und andere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
eines beispielsweisen VerfahrensStammbaums anhand der Zeichnung.
Der aufbereitete Müll wird bei 1 dem mit 2 bezeichneten Generator periodisch über eine nicht gezeichnete Schleuse
aufgegeben. Luft gelangt über eine Leitung 3 in eine
Luftzerlegung 4, die ihren Sauerstoff bei 5 abgibt, der bei 6 in die Reaktionszone des Generators 2 gelangt.
Die Achse wird bei 7 aus dem Generator abgezogen und getrennt aus dem Prozeß abgeführt. Das Generatorgas
gelangt über eine Leitung 8 über einen nicht gezeichneten Heißgasentstauber oder eine Heißwasserstufe bei 9 in
einen Abhitzekessel, aus dem Dampf bei 10 abgezogen werden kann. Das Gas wird dann in einen Kühler 11 geführt, der
zur Abscheidung von Gaswasser, Teeren und Ölen bei führt. Das so gewonnene und bei 13 abgezogene Rohgas
hat eine Temperatur von ca. 290 - 300 K und gelangt in eine Gasreinigungsstufe, wo es zunächst: von sauren
Komponenten und den bis 190 K siedenden Kohlenwasserstoff und anderen Verunreinigungen befreit wird.
Diese Reinigungsstufe ist in sich mehrstufig in einen Kältekreislauf geschaltet, so daß zunächst Wasser und
höher siedende Kohlenwasserstoffe sowie Chloride, Blausäure
und Ammoniak im Temperaturbereich, um 278 K auskondensieren. Insoweit kann man von einer Vorkühlung
sprechen. Diese Vorkühlung ist bei 14 dargestellt.
- 6-
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In einer mechanischen Trennstufe wird die wässrige Phase von den Kohlenwasserstoffen abgetrennt. Das
Abwasser geht gemeinsam mit dem bei 12 abgeführten Gaswasser zur Gaswasseraufbereitung. Die Kohlenwasserstoffe
- im wesentlichen Rohbenzol - können hydrierend raffiniert werden und stehen als Verkaufsprodukte unmittelbar zur Verfügung.
Die Vorkühlung erfolgt in umschaltbaren Gegenströmern mit den abgetrennten Komponenten aus der nachfolgend
beschriebenen Gasreinigungsstufe 15. Zmn Auftauen werden die Gegenströmer mit Rohgas beaufschlagt, was
jedoch in dem Verfahrensstammbaum nicht gesondert dargestellt ist. Die verdampften Komponenten gehen in
Restgas bzw. ins Schleusengas der Druckvergasungsanlage.
Das getrocknete Rohgas wird bei 15 zunächst mit Methanol bei 223 K und danach bei 16 mit Azeton
bei 190 K zur Abtrennung des Schwefelwasserstoffes bzw. nachfolgend des Kohlendioxyds gewaschen. Das
Methanol nimmt den noch im Gas enthaltenen Wasserdampf auf sowie ca. 99 % des Schwefelwasserstoffes
und alle organischen Schwefelverbindungen.
Das beladene Methanol wird in einer Stripkolonne in an sich bekannter Weise thermisch regeneriert. Die
Entspannungsgase gehen in das bereits erwähnte Schleusengas, der entbundene Schwefelwasserstoff
kann auf Schwefel in einer Clausanlage oder zu Schwefelsäure in einer Naßkatalyse umgearbeitet
werden.
— 7 —
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Der andere Waschkreislauf mit Azeton bei 16 trennt den Rest des Schwefelwasserstoffs und des Kohlendioxyds
bei 190 K ab. Im Azeton ist das Kohlendioxyd als Schnee suspendiert. Zur Regeneration wird zunächst
der Schnee abfiltriert und in bekannter Weise über die Vorkühler verdampft, danach erfolgt thermisch
die Restentbindung von COp, HpS und sonstigen
Komponenten aus dem Azeton in einer Stripkolonne. Das verdampfte trockene Kohlendioxyd kann über Aktivkohle
feinentschwefelt und beispielsweise als Trockeneis verarbeitet werden.
Zur Kälteleistung in den Waschkreisläufen wird ein Teilstrom flüssigen Stickstoffes bei 17 aus der
Luftzerlegung 4 herangezogen.
Aus der Gasreinigung tritt das Reingas mit etwa 190 K in die Gaszerlegung ein. Ein Gegenströmer 18 , der mit
flüssigem Stickstoff (77 K) aus 17 beaufschlagt ist, kühlt das Reingas auf ca. 100 K ab, wobei sich
Methan verflüssigt. Diese Gas-Flüssigkeitsmischung wird im Mittelteil 19 einer Fraktionierkolonne aufgegeben.
Das Sumpfprodukt ist flüssiges Methan und fällt bei 20 an. Das verflüssigte Methan wird von einer Pumpe
bis 40 bar zu einem Verdampfer geführt, der in den Stickstoffkreislauf eingebunden ist. Das verdampfte
Methan kann unter 40 bar direkt einem Erdgasnetz zugeführt werden.
Auf den Oberteil der Kohlenmonoxyd-Fraktionierkolonne gelangt das Kohlenoxyd-Wasserstoffgemisch in die
Wasserstofftrennsäule 23. ^m Oberteil 24 der Säule
ist ein Kondensator vorgesehen, in welchem flüssiger
- 8 709820/0472
- Jg -
/O
Stickstoff aus 17 bei 25 unter ca. 90 tigern Vakuum siedet (65 K). Kohlenoxyd, wird verflüssigt und aus
dem Sumpf des Oberteils abgezogen. Der Wasserstoff geht bei 22 über Kopf mit ca. 99 %iger Reinheit ab.
Kohlenoxyd flüssig wird auf 100 bar gefördert, gibt seinen Kglteinhalt beispielsweise an den Stickstoffkreislauf
ab und steht für die Frischgaseinstellung, beispielsweise einer Methanolerzeugung zur Verfügung.
Der gasförmige Wasserstoff gibt in dem Gegenströmer 18 vor dem Wasserstoffzerlegerteil der Trennsäule seine
Kälte zu einem Teil und weiterhin an den Stickstoffkreislauf zu einem anderen Teil ab. Diese Kreisläufe
sind der besseren Übersicht halber nicht dargestellt. Mit 18 bar kann der Wasserstoff zur Kompression für die
beispielsweise angeführte Methanol-Frischgasherstellung bereitgestellt werden.
Das Verfahren hat den Vorteil, daß es zu einem hohen Anteil von CH^, d.h. Methan führt, das sich in Erdgasnetzen
unmittelbar verwenden läßt. Da es in einem Druckgasgenerator durchgeführt wird, arbeitet es im wesentlichen
kontinuierlich und das Gas bringt daher den erforderlichen Druck mit.Das Verfahren ist u.a. deswegen
besonders wirtschaftlich. Diese Wirtschaftlichkeit läßt sich weiter dadurch steigern, daß die Luftzerlegung, die
zur Sauerstofferzeugung erforderlich ist, in das Gesamtverfahren integriert wird, was aber der besseren Übersicht
halber nicht dargestellt ist. Die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens beruht ferner auf der Möglichkeit,
das Vergasungsgas in Komponenten mit großer Reinheit zu zerlegen.
Patentansprüche
709820/0472 . 9 _
Claims (5)
- - tf -PatentansprücheVerfahren zur Herstellung eines methanreichen ν / Gases aus Abfallstoffen, insbesondere aus Hausmüll, bei dem die gesamten Abfallstoffe sortiert werden und das Restprodukt vorzugsweise zerkleinert als Vergasungsstoff einem Generator aufgegeben wird, dem Sauerstoff im Gemisch mit Wasserdampf als Vergasungsmittel zugeführt und dessen Vergasungsgas ggf. nach Abscheidung und Rückführung der darin enthaltenen Teere und Öle auf die in ihm enthaltenen Komponenten aufbereitet wird ,dadurch gekennzeichnet, daß die Abfallstoffe unter Überdruck vergast und das unter dem Überdruck stehende Vergasungsgas als Heißgas entstaubt zur Erzeugung von Abhitzedampf benutzt und abgekühlt wird, wobei die anfallenden Kondensate abgeschieden werden, und daß dann das so entstandene und weiterhin unter Überdruck stehende Rohgas von sauren Gaskomponenten gereinigt und aufbereitet wird.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , daß der hergestellte Abhitzedampf überhitzt ist und einen Druck von ca. 6-8 bar aufweist.- 10 -709820/0472-JO-
- 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abhitzedampf einem Gaserzeuger zugeführt wird.
- 4. Verfahren nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas auf 290 - 300 K abgekühlt wird.
- 5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas bei 223 K auf E2S und CO2 aufbereitet sowie als Eeingas der Gaszerlegung zugeführt wird.709820/0472
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19752550205 DE2550205A1 (de) | 1975-11-08 | 1975-11-08 | Verfahren zur herstellung eines methanreichen gases aus abfallstoffen, insbesondere aus hausmuell |
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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ID=5961253
Family Applications (1)
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| DE3121206A1 (de) * | 1980-05-29 | 1982-02-04 | Union Carbide Corp., 10017 New York, N.Y. | Verfahren zum beseitigen von festem abfall |
| WO2008064661A2 (de) * | 2006-11-28 | 2008-06-05 | Hermann Berthold | Verfahren und anlage zur nutzenergieerzeugung durch müllvergasung |
| DE102009007880A1 (de) | 2009-02-06 | 2010-08-12 | Eta Ag Engineering | Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von chlorhaltigem Rohgas aus Vergasungsanlagen |
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|---|---|---|---|---|
| US3687646A (en) * | 1970-12-21 | 1972-08-29 | Texaco Development Corp | Sewage disposal process |
| US3779725A (en) * | 1971-12-06 | 1973-12-18 | Air Prod & Chem | Coal gassification |
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1976
- 1976-03-24 JP JP51032375A patent/JPS5258701A/ja active Pending
- 1976-10-13 NL NL7611298A patent/NL7611298A/xx not_active Application Discontinuation
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| WO2008064661A3 (de) * | 2006-11-28 | 2008-09-25 | Hermann Berthold | Verfahren und anlage zur nutzenergieerzeugung durch müllvergasung |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2330759B1 (de) | 1982-09-24 |
| FR2330759A1 (fr) | 1977-06-03 |
| NL7611298A (nl) | 1977-05-10 |
| JPS5258701A (en) | 1977-05-14 |
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