DE2609330B2

DE2609330B2 - Verfahren zur Umwandlung von anfänglich wasserhaltigen festen Abfallstoffen in wirtschaftlich nutzbare bzw. umweltunschädliche Produkte und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE2609330B2
Application number: DE2609330A
Authority: DE
Inventors: Anthony J. Parsippany Bonanno; Robert E. Boonton Casparian; Charles Murray Hill Greenfield
Original assignee: Hanover Research Corp
Current assignee: Hanover Research Corp
Priority date: 1975-03-13
Filing date: 1976-03-06
Publication date: 1980-05-08
Also published as: CA1030017A; DE2609330C3; JPS6099398A; MX3566E; US4013516A; GB1516934A; JPS60151396A; IE42503B1; JPS51115067A; DE2609330A1; IE42503L; JPS5730785A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Umwandlung von anfänglich wasserhaltigen festen Abfallstoffen in wirtschaftlich nuttbare bzw. umweltunschädliche Produkte, bei dem der Wassergehalt der Abfallstoffe durch Verdampfung mittels indirekter Wärmezufuhr verringert und danach die Abfallstoffe pyrolytisch in organische Dämpfe und Gase sowie einen festen Rückstand zersetzt werden.

Aus der US-PS 20 56 746 ist ein solches Verfahren bekannt, bei dem eine Holzabfälle enthaltende und mit Kalk neutralisierte Pulpe Vakuumverdampfern zugeführt wird, um die Pulpe /u konzentrieren. Das die Vakuumverdampfer verlassende Material weist einen so großen Wassergehalt auf, daß es fließt bzw. pumpfähig bleibt. Dem fließ- bzw. pumpfähigen Material wird in einem Mischer ein pulverisiertes Füllmaterial zugesetzt, wodurch die Viskosität des Materials auf pastöse Viskosität erhöht wird. Das pastöse Material wird in einer Formpresse geformt und dann in eine Pyrolyseretorte überführt. Das die Retorte verlassende Material wird unter einem Dampfkessel verbrannt und danach gemahlen, wobei durch die erhebliche Oberflächenvergrößerung die etwaig noch vorhandene Wärme schnell an die Umgebung abgegeben wird. Das gelagerte pulverförmige Material kann als pulverisiertes Füllmaterial dem den Vakuumverdampfer verlassenden feuchten Material zugesetzt werden. Es ist davon auszugehen, daß das in dem dem Mischer zugeführten Material enthaltene Wasser auch in dem die Formpresse verlassenden brikettähnlichen Material noch vorhanden ist, so daß erst in der Retorte der wesentliche Teil an Wasser aus dem zu pyrolysierenden Material entfeint wird.

Da somit die Pyrolysierzone nicht nur dem Pyrolysieren der Feststoffe, sondern auch zum Verdampfen des Wassers herangezogen wird, entstehen in ihr relativ große Gasmengcn, die zur größeren Strömungsgeschwindigkeit führen, so daß Festteilchen des Rückstandes mitgerissen werden können. Neben den hiermit verbundenen Problemen des Abtrennens der Feststoffteilchen besteht darüber hinaus die Gefahr, daß bei Einfuhr feuchten Gutes in die Pyrolysierzone die Pyrolysiereinrichlung korrodiert und die Wärmeübertragungsflächen des eingesetzten Reaktors verkrusten, was zu einem erhöhten Wärmebedarf führt. Vorzugsweise erfolgt eine zweistufige Pyrolyse.

Aus der GB-PS 13 83 792 ist ein vergleichbares Verfahren bekannt, bei dem eine Aufschlämmung, wie sie bei dem in der Zellstoffindustrie angewendeten Kraftverfahren anfällt, zunächst in einem Vorwärmer durch Dampf erwärmt wird. Die Aufschlämmung enthält Holzabfallstoffe, insbesondere Holzfaserstoffe wie Lignin, sowie Zellstoff-aufschließende Salze, die üblicherweise im Verfahren zurückgeführt werden. Die auf eiwa 200ⁿC erwänruc Aüfsc

Dampfabführung durch eine Pumpe in eine Pyrolysierzone gedrückt, in der die Holzfaserstoffe und andere organische Substanzen im feuchten Zustand zusammen mit den Salzen verbrannt werden. Nach der britischen Patentschrift soll der Wasserdai.ipfgehalt in der Pyrolysierzone sogar so eingestellt werden, daß der Wasserdampfgehah der Destillationsgase mindestens 10 Mol.-% beträgt. Falls der Wassergehalt der in der Pyrolysierzone eingeführten Abfallstoffe selbst nicht ausreicht, muß Wasser zugesetzt werden.

Aus der DE-OS 2130 476 ist ein Verfahren zur Verwertung von Abfällen durch Verkokung in flüssiger Phase bekannt, bei dem Stadtmüll zerkleinert und mit im Kreislauf geführten Wasser aufgeschlämmt wird und diese Aufschlämmung vor der Verkokung mit Abwasserschlamm vermischt wird. Der Abwasserschlamm kann der aus einem Absetzer herausgeführte Primärschlamm, aber auch der aus einem Absetzer herausgeführte Sekundärschlamm sein, der aus einer Belebtschlammstuffe stammt. Die resultiertende Mischung wird bei hoher Temperatur und einem so hohen Druck verkokt, daß ein Verdampfen des Wassers verhindert wird. Da das Wasser nicht verdampfen kann, liegt zwar gegen Ende der Verkokung ein fließfähiges Gemisch vor, jedoch macht die Hochtemperatur-Hochdruck-Verkokung einen erheblichen apparativen Au^rwand für den Verkokungsreaktor und dem ihm nachges. halteten Abscheider einschließlich diesem nachgeschalteten Druckminderer erforderlich.

Aus dem Aufsatz »Müllentgasung und -vergasung« aus »Aufbereitungstechnik« Nr. 12/1974. S. 041 —696 isl ein Müllpyrolyseverfahren bekannt, bei dem der Müll vorzerkleinert und dann ggf. zusammen mit flüssigen Abfällen in eine Retorte eingeführt wird. Das bei der Pyrolyse anfallende Gas wird über einen Gaswäscher geführt und danach Brennern zur Erwärmung der Retorte zugeführt.

Aus der US-PS Si 04 991 ist ein unter Anwendung von öl durchgeführtes Entwässerungsverfahren für wasserhaltige Klärschlamme beschrieben. Das Eingabcmaterial wird mit einem Öl vermischt, um eine Mischung von festen Abfallstoffen, Wasser und öl zu erhalten. Das in der Mischung enthaltene Wasser wird durch Zufuhr von Wärme abgedampft und damit eine konzentrierte, im wesentlichen wassern eic Aufschlämmung der festen Abfallstoffe in öl gewonnen. Danach wird fast das gesamte öl von den Feststoffen durch Zentrifugieren, Pressen oder andere Extraktionsverfahren abgetrennt. Die verbleibenden Feststoffe werden verbrannt. Beim Verbrennen der Feststoffe treten Probleme mit den nach der Verbrennung verbleibenden Feststoffteilchen auf. Aufwendige und damit teure und im Freien aufzustellende Kessel sind erforderlich, um die Asche zu gewinnen und zu handhaben. Enthalten die Feststoffe Salze, so können Krusten auf den Kesselröhren und anderen Bereichen des Kessels auftreten. Es werden daher Kessel sehr komplizierter Bauart verwendet, die eine Verbrennung von schlackenbildenden Salzen ermöglichen. Die Einrichtungen sind nicht nur außergewöhnlich teuer, sondern es können auch Explosionen auftreten, wenn Wasser in der Schlacke eingeschlossen ist.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ausgehend von der US-PS 20 56 746 ein Verfahren anzugeben, bei dem während der Pyrolyse im wesentlichen kein Wasser verdampft wird, ohne daß die Führung des Verfahrens erschwert wird.

wasserhaltigen Konzentrat der festen Abfallstoff^ und einem relativ schwer flüchiigen Öl eine — auch nach dem Entfernen ihres Wassergehaltes — Hieß- und pur.ipfähige Mischung gebildet wird, die vor der pvrolytischen Behandlung einer mindestens einstufigen, im wesentlichen vollständigen Entwässerung durch Verdampfung des Wassergehalts unter indirekter Zufuhr der erforderlichen Verdampfungswurme unterzogen wird.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß das anfänglich wasserhaltige Ausgangsmateri:·! vor der Pyrolyse entwässert werden muß. Die·- wird aiii optimale Weise durch den Einsatz des relativ schwer flüchtigen Öls erreicht. Bei Vcpa cndung eines solchen Ölb ist es möglich, bei der Verfahrensführung einerseits bis zur Pyrolyse Pumpen einzusetzen und andererseits den Wassergehalt der Mischung durch einfaches Abdampfen des Wassi -s zu entfernen. Die indirekie Zufuhr der erforderlichen Verdampfungswärme kann durch Zufuhr von Dumpf erfolgen. Durch das Abdampfen des Wassergehalts läßt sich ein Trockenheitsgrad erreichen, der z. B. mit Filterpressen. Zentrifugen od. dgl. nicht erreichbar wäre.

Als Öle können vorzugsweise Heizöle, wie Heizöl Nr. 2, 4 und 6, Moluröle wie Kurbelgehäuscöl. eingesetzt werden; die Erfindung ist jedoch hierauf nicht beschränkt. Es können auch andere ölartige oder ölige Materialien zum Einsatz kommen, bei denen es sich um organische Abfallstoffe mit einem .Siedebereich von 149"C bis 538°C oder höher oder um Produkte handelt, die gecrackt oder in Verbindungen niedrigeren Molekulargewichts zersetzt werden können, um Öle /u gewinnen, die zur Erhaltung der Fließfähigkeit bei der Entwässerung und weiterhin vorzugsweise /ur Gewinnung von Heizgas und anderen Gasen verwendet werden können. Diese Materialien sollten im wesentlichen solche Eigenschaften zeigen, daß sie als o'ähnlich bezeichnet werden können. Zu solchen Materialien sind auch tierische und pflanzliche Fette, sowie deren Derivate zu rechnen.

Wenn das zu pyrolysierende Material entwässert worden ist, ist die in der Pyrolysierzone auftretende Gaserzeugungsrate und damit die Strömungsgeschwindigkeit der Destilliergase sehr strark herabgesetzt, so daß das Problem der suspendierten Feststoffteilchen im Gasstrom vermieden wird. Aufwendige Einrichtungen zum Abtrennen der Feststoffe aus dem Gasstrom sind nicht mehr erforderlich.

Die Vorentwässerung des zu pyrolysierenden Materials führt aber nicht nur zu einer verminderten Gaserzeugungsrate, sondern es wird gleichfalls die Gefahr der Korrosion im Bereich der Pyrolysezone im Vergleich zum Fall der Pyrolyse feuchter Materialien herabgesetzt. Des weiteren kann die Krustenbildung auf den Wärmeübergangsflächen der Pyrolysezone, sowie auch der zum Verdampfen der freien Feuchtigkeit erforderliche Energiebedarf herabgesetzt werden.

Da die Pyrolyse nicht in einem Hochdruckgefäß durchgeführt werden muß, kann z. B. für die Durchführung der Pyrolyse ein einfacher Drehrohrofen verwendet werden.

Die für die Pyrolyse der entwässerten Feststoffe erforderlichen Wärmen,enge ist relativ gering, da die Feststoffe eine niedrige spezifische Wärme haben und die Verdampfungswärme des Öls und der /ersetzten Substanzen ebenfalls klein ist. Eine gesonderte Wärmequelle kann eingesetzt werden, um die für diese

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stellen, wobei die erforderliche Energie in. Gegenstrom /um Materialfluß innerhalb der Pyrolyse zugeführt wird. Die Wärme des verdampften I lei/öls und der /ersetzten organischen Stoffe ist ziemlich gering und liegt im Bereich von etwa 69,4 bis 93,3 kcal/kg. Dieser Wärmegehalt kann in einem Verbrennungskessel gewonnen werden, der sich auf einem höheren tncrgieniveau befindet als ein mit flüssigem Heizöl gefahrener Kessel.

Vorzugsweise werden jedoch nach der Entwässcrungsstufc die festen Abfallstoffe aus der im wesentlichen wasserfreien Mischung vom öl abgetrennt. Diese Abtrennung erfolgt — wie an sich aus der US-PS 33 04 991 bekannt — gewöhnlich mittels einer Zentrifuge: es kann aber auch die Abtrennung durch eine Sedimentation, Sieben, Filtrieren, Abpressen oder ein anderes geeignetes Trennverfahren erfolgen.

Manchmal erscheint es zweckmäßig, das während der Pyrolysestufe erzeugte dampfförmige öl einer Kondensation zu unterziehen, um es z. B. zu lagern. Dazu kann ein Oberflächenkondensator in der Dampfabführungsleitung der Pyrolysezone angeordnet werden, um das verdampfte Öl zu kondensieren, wenn in der Pyrolysezone eine Temperatur von nicht mehr als 538"C herrscht. Auf diese Weise kann ein Überschuß an Heizstoff anderen zusätzlichen Verwendungszwecken zugeführt werden. Die durch die Kondensation des öldampfes abgegebene Energie kann zum Vorwärmen des der Entwässerungsstufc /ugeführten Materials oder an anderen Stellen nutzbar gemacht werden.

jedoch wird im allgemeinen vorgezogen, die Destillationsgase ohne Kondensation zur Erzeugung von Prozeßcncrgic zu verwenden, d. h. das verdampfte Öl zusammen mit den nicht kondensierbaren Dcstillationsgasen in einem Kessel zu verfeuern, der z. B. Dampf zur Beheizung der Entwässerungsstufe liefert. Wenn durch die Verbrennung mehr Energie geliefert wird als für die Entwässerungsshife erforderlich ist, kann /.. B. der erzeugte Dampf für die Erzeugung elektrischer Energie für den Betrieb weitere,· Anlagen, z. B. der für die Pyrolyse bevorzugt benutzten Drehrohrofen genutzt werden.

In den [-"allen, in denen in den ursprünglich eingesetzten wasserhaltigen Feststoffen ausreichend Energie vorhanden ist, um die Entwässerungsstufc und ggf. andere Einrichtungen zu betreiben, ist in weiterer Ausbildung des Verfahrens vorgesehen, daß in einer ersten Pyrolysestufc in einem Temperaturbereich von etwa 177ⁿC bis 371°C das an den Feststoffen vorhandene Öl verdampft wird, und die in der ersten Pyrolysestufc gebildeten Feststoffe in einer zweiten Pyrolysestufc bei einer Temperatur von etwa 371°C bis 1204"C zersetzt werden. Wenn diese Bedingungen eingehalten werden, kann das Öl, das zum Erhalten der Fließ- und Pumpfähigkeit eingesetzt worden ist, in seiner ursprünglichen Form in der ersten Pyrolysestufe durch thermische Destillation des Öls zurückgewonnen werden. Das verdampfte öl kann nach der Kondensation zur Vorwärmung der Einspeisung verwendet werden oder zur Deckung des Wärmebedarfs an anderer Stelle dienen. Die zweite Stufe der Pyrolyse kann dann dazu dienen, das gesamte verbliebene Öl zu verdampfen und die ölfreien organischen Feststoffe zu zersetzen. Wenn in der ersten Pyrolysestufe ein Teil der Feststoffe zersetzt wird, um eine wäßrige Phase mit einem Material mit im wesentlichen hohem biologischen oder chemischen Sauerstoffbedarf zu bilden, so können die Komponenten beim Kondensieren von der ölphase getrennt werden. Falls erforderlich, kann etwas zusätzliches Wasser eingebracht werden, um diese Verunreinigungen aus dem Öl für die Fließ- und Pumpfähigkeit !lerauszuwaschen und damit die Menge

■Ί an dcstillationsfähigen, wasserlöslichen organischen Verbindungen zu vermindern. Ebenfalls kann die organische wasserreiche Phase gesondert durcn Behandlung mit Kohlenstoff oder auf andere Weise gereinigt und direkt in der Kesselfeuerung verbrannt

κι werden.

Vorstehend wurden für die Abtrennung der festen Abfallstoffc aus der im wesentlichen wasserfreien Mischung von Öl nach der Entwässerungsstufc im wesentlichen nur mechanische Trennverfahren angege-

r> ben. In einigen Fällen kann es aber von Vorteil sein, das gesamte öl direkt aus der aus der Entwässerungsstufe austretenden Mischung aus öl und Feststoffen abzudampfen. Das kann von besonderem Wert sein, wenn ein Cracken der höhermolckularen Rückstandsmateria-

>o lien in Kohlenstoff und öl niedrigen Molekulargewichts gewünscht wird, wie es z. B. in der Erdölindustrie praktiziert wird, wo Abfallöl und feste Stoffe enthallende wäßrige Emulsionen Probleme aufwerfen. Derartige Emulsionen können mit Belebtschlamm- und Luftflotationskonzentraten vermischt und durch Verdampfung entwässert werden. Die schwer siedenden öle und die trockenen festen Abfallstoffe mit ihrem Gehalt an Tonen und Katalysatoren können pyrolysiert werden, um einen Rückstand aus verkohlten Produkten und

j» Asche sowie ein Destillat gecrackter öle zu gewinnen, das wiederum dazu dienen kann, um den ölvorrat für den Aufbau der fließ- und pumpfähigen Mischung /u ergänzen.

U. U. ist es auch zweckmäßig, die entwässerte

i) pumpfähige Mischung nach dem Verlassen der Entwässerungsstufc zu erwärmen. Dies geschieht gewöhnlich dadurch, daß indirekt mit heißen Gasen oder direkt durch Strahlungswärme geheizt wird.

Im folgenden sollen verschiedene spezielle Möglichem keiten der Nutzbarmachung des erfindungsgemäßen Verfahrens angegeben werden.

Bearbeitung von Abfällen aus der Zellstoffindustrie

Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens

v, auf den Rückstand des Kraft-Verfahrens in der Zellstoffindustrie wird im Gegensatz zu dem Verfahren gemäß der GB-PS 13 83 792 der Rückstand in Form der schwarzen Flüssigkeit im wesentlichen bis zu 99% Trockenheit entwässert, wobei im Vergleich zu den

-,(i bekannten Techniken Energie eingespart wird. Das Material wird dann zentrifugiert, um den Ölgehalt zu vermindern und danach pyrolysiert, um das Lignin und die anderen organischen Substanzen zu Heizgasen und anderen Gasen umzusetzen. Salze und verkohlte Produkte bilden den Rückstand, der dann mit Wasser behandelt werden kann, um die im Rückfluß des Kraft-Verfahrens geführten anorganischen Salzlösungen zu erhalten. Der als Rückstand anfallende Kohlenstoff kann nach geeigneter Aktivierung zur

bo Reinigung von Abwässern in der Zellstoffindustrie eingesetzt werden. Der feuchte Kohlenstoff, der die absorbierten organischen Substanzen enthält, kann in jedem beliebigen Entwässerungssystem erneut getrocknet und als Heizstoff Einsatz finden.

^b Verarbeitung von Abwasserschlamm

Abwasserschlämme aus städtischen oder industriellen Abwässern können ebenfalls nach dem erfindungsgemä-

Ben Verfahren behandelt werden. Nach der Entwässerung wird der Schlamm zentrifugiert, bis er etwa 30 bis 40% Öl und/oder Fett enthält. Bei einer mehrfach wirkenden Entwässerungsstufe kann der Dampfbedarf für die Verdampfung des Wassers bereits aus Mischungen erzeugt werden, die nur etwa 15 bis 20% öl und/oder Fett enthalten. Daher kann der Überschuß an öl zur Erzeugung der Pump- und Fließfähigkeit verwendet werden.

Bei Einsatz von zwei Pyrolysestufen dient die erste ι ο Stufe dem thermischen Abdestillieren des an den entwässerten Feststoffen haftenden Überschußöls, das nicht für die Gewinnung der für die Entwässerungsstufe erforderlichen Energie nötig ist, jedoch häufig zur Energiegewinnung einsetzbar ist. Das abdestilüerte öl !5 wird anschließend kondensiert und als Teil des Öls für die Fließ- und Pumpfähigkeit zum Einsatz gebracht. In der zweiten Pyrolysestufe fallen Öldämpfe und Gase an, die die für die Entwässerung durch Verdampfung, sowie alle Hilfssysteme erforderliche Gesamtenergie liefern.

Wenn die in der ersten Pyrolysestufe entstandenen öle eine destillierbare wasserlösliche Fraktion mit chemischem oder biologischem Sauerstoffbedarf enthalten, kann sie entweder mit Wasser aus der öligen Phase ausgewaschen oder als wäßrige Schicht abgetrennt werden. Diese wäßrige Schicht kann mit Kohlenstoff behandelt oder in der Kesselfeuerung verwendet werden.

Die Energie, die in der Pyrolysestufe zur thermischen Erhitzung der trockenen organischen Feststoffe und der Öle nötig ist, bildet nur einen kleinen Teil der für die Entwässerungs- und Hilfssysteme erforderliche Energie. Die anfallende anorganische Asche, die im wesentlichen unlösliche, mit Kohlenstoffmaterial vereinigte Materialien enthält, kann als Ölstoff im Straßenbau Einsatz js finden.

Wenn es gewünscht wird, die gesamte Energie auszunutzen, so kann eine alternative Verfahrensweise darin bestehen, die als Pyrolyserückstand anfallenden verkohlten Produkte zu verbrennen. Das kann in einem Temperaturbereich von etwa 649" C bis 1204" C unler Verwendung von Dampf und kontrollierten Mengen Luft erfolgen, um Energie für die endotherme Reaktion des Dampfes und des Kohlenstoffes zur Verfügung zu stellen und um daraus Heizgas zu gewinnen. Diese Heizgase werden dann mit den ursprünglich bei der Pyrolyse anfallenden Destillationsgasen und Dämpfen vereinigt. Die Vorrichtung zum Verbrennen der bei der Pyrolyse anfallenden verkohlten Produkte kann der Vorrichtung für die Pyrolyse selbst ähnlich sein.

Bei der Verarbeitung der Abwässer kann auch Aktivkohle als Nebenprodukt erzeugt werden. Die Aktivkohle kann dann zur Ausschließung jeglichen biologischen oder chemischen Sauerstoffbedarfs des Destillates dienen oder zur Behandlung anderer Abwasser dienen, die einer Kohlenstoffbehandlung zugänglich sind. Z. B. kann das Verdampfungskondensat der Abwasser der pharmazeutischen Industrie organische Säuren enthalten, während das Verdampfungskondensat der Abwässerschlämme gewöhnlich flüchtige, organische Substanzen enthält, die sich oft durch Kohlenstoffbehandlung entfernen lassen. Das Material wird im feuchten Zustand von Kohlenstoff absorbiert und kann dann in den Prozeß zurückgeführt werden, wo es getrocknet und pyrolysiert wird, um die am Kohlenstoff absorbierten organischen Verbindungen zu verbrennen. Selbst wenn etwas von den an den chemischen oder biologischen Sauerstoffbedarf zeigenden Verbindungen erneut destilliert wird, kann dieses Destillat ohne weiteres in hochkonzentrierter Form isoliert und den Heizgasen für den Verbrennungsvorgang zugeführt werden.

Die Pyrolysetemperatur liegt in einem Bereich von 371-1204°C, wobei der Bereich von 427-982°C bevorzugt wird.

Verarbeitung von Färbereiabwässern

Färbereiabwässer, die organische Stoffe und Salze verschiedener Art bei einer Feststoffkonzentration von 2—4% enthalten, werden nach dem erfindungsgemäßen Verfahren entwässert. Als Salze finden sich in erster Linie Natriumchlorid und Natriumsulfat.

Als öl kann Heizöl eingesetzt werden. Nach der Entwässerungsstufe verbleibt eine trockene Aufschlämmung von Salzen und organischen Färbereiabfallstoffen in dem Heizöl. Die entwässerten, in öl suspendierten Feststoffe werden so weit zentrifugiert, daß der ölanteil 20% ausmacht. Das Material wird dann pyrolysiert und auf etwa 538° C erhitzt. Die Dämpfe der organischen Farbstoffe und des Öls werden destilliert und einer Kesselfeuerung zugeführt, mit deren Hilfe der Dampf für die Entwässerungsstufe erzeugt wird. Die organischen, trockenen, festen Abfallstoffe belaufen sich auf etwa 90 kg/Std., während die anorganischen Salze zu etwa 453 kg/Std. anfallen. Bei Vorschaltung einer vierfach wirkenden Verdampfungsstufe soll eine Entwässerungsgeschwindigkeit von 18 000 kg/Std. Wasser erreicht werden. Das z.T. an den entwässerten Feststoffen verbleibende öl wird pyrolysiert, um einen Teil des für den Betrieb der Entwässerungsstufe erforderlichen Dampfes bereitzustellen. Außer durch die Destiallations-Öle kann der Entwässerungsstufe ein Teil der erforderlichen Wärme durch die in ihren Dämpfen und Gasen thermisch zersetzten organischen festen Färbereiabfallstoffe zugeführt werden. Zusätzlich kann Heizenergie erforderlich sein, um die für die vielfach wirkende Verdampfungsstufe erforderliche Verdampfungswärme bereitzustellen.

In der Pyrolysierzone fallen ein verkohltes Produkt und anorganische Salze an, die mit einer gesteuerten Wassermenge ausgewaschen werden, um eine nicht gesättigte Lösung an den löslichen anorganischen Salzen zu erzeugen, wie z. B. eine Natriumchlorid- und Natriumsulfatlösung. Diese Salzlösung kann dann in der vielfach wirkenden Verdampfungsstufe eingedampft werden. Da hier keine krustenaufbauenden Verbindungen vorliegen, braucht in dieser Verfahrensstufe kein öl beigefügt werden. Die Konzentration der Salzmischung kann erhöht werden, um ein auskristallisiertes Salz mit Hilfe einer üblichen Verdampfungseinrichtung zu gewinnen. Diese Salze können für erneuten Einsatz bei Färbungsschritten zurückgeführt werden. Um sicherzustellen, daß keine unlöslichen anorganischen Substanzen vorhanden sind, wird die Lösung vorzugsweise über Aktivkohle gefiltert, die z. B. aus dem in der Pyrolysezone anfallenden verkohlten Produkt hergestellt sein kann. Mittels der Aktivkohle wird der größere Teil der löslichen Schwermetalle entfernt Der Kohlenstoff und die unlöslichen Salze können dann in einem Verdampfersystem getrocknet werden. Die anfallende Mischung kann bei der Herstellung von Straßenbelägen verwendet werden. Falls der Rückstand der anorganischen Salze wertvolle unlösliche Schwermetalle enthält, können diese durch Verbrennung des Kohlenstoffs zurückgewonnen werden. Auf diese Weise läßt sich

auch der Heizwert des Kohlenstoffes wieder nutzbar machen.

Wiedergewinnung von Filterhilfsstoffen und Katalysatoren

Feuchte, anorganische Filterhilfsstoffe werden bei ihrem Einsatz oft in großem Ausmaß mit organischen Stoffen verunreinigt. Die Filterhilfsmittel werden nach dem erfindungsgemäßen Verfahren entwässert und danach wird das Material nach dem Abzentrifugieren der Hauptmenge des für die Pump- und Fließfähigkeit zugesetzten Öls pyrolysiert. Wenn die Pyrolysestufe bei Temperaturen im Bereich von 649—76O⁰C oder unterhalb des Schmelzpunktes des Filterhilfsstoffes abläuft, kann der erwärmte Filter-Hüfsstoff wiederverwendet werden. Der anorganische Filterhilfsstoff wird mit Verkohlungsprodukten gemischt und kann dann als solches verwendet werden. Es ist aber auch möglich, daß eine Mischung, bestehend aus Dampf und Luft auf das Verkohlungsprodukt zur Einwirkung gebracht wird, um unter Freisetzung von Heizgasen ein anorganisches Material zu gewinnen. Falls dabei Agglomerationen auftreten, kann der Filterhilfsstoff vermählen werden, um seine ursprünglichen Filtereigenschaften wieder zu erzielen.

In entsprechender Weise können auch verbrauchte feuchte Katalysatoren nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wieder aktiviert werden.

Entwässerung von Feinkohle

Feinkohle und andere Produkte, deren Wassergehalt durch Zentrifugieren kaum verringert werden kann, können nach dem erfindungsgemäßen Verfahren entwässert werden. Nach der Entwässerungsstufe vorhandene, im wesentlichen wasserfreie, ölhaltige Feinkohle, kann zu Heizgas, anderen Gasen, Verkohlungsprodukten und Asche pyrolysiert werden. Hierbei handelt es sich um eine wertvolle Hilfsenergiequelle, die bisher wirtschaftlich nicht ausgenutzt worden ist.

Die vorstehenden Verfahrensbeispiele zeigen, daß nach dem erfindungsgemäßen Verfahren die Abfallstoffe behandelt werden können, die sonst schwierig zu handhaben sind. Dabei ist klargeworden, daß der Heizwert der Abfallstoffe ausgenutzt werden kann, so daß bei Führung des Verfahrens die Betriebskosten niedrig werden können.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Sie geht dabei von einer Vorrichtung gemäß der US-PS 20 56 746 mit einem Verdampfer, einem Verbrennungskessel, einer Mischeinrichtung und einer Pyrolyseeinrichtung aus.

Erfir.dungsgemtß ist vorgesehen, daß eine ölzumischeinrichtung dem Verdampfer vorgeschaltet ist und der Verdampfer mit dem Verbrennungskessel für die Zufuhr von Dampf als indirektem Heizmittel verbunden ist.

Weitere Unteransprüche betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Zwei Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens sollen nun anhand der Figuren genauer beschrieben werden.

F i g. 1 zeigt ein Fließschema einer ersten Ausführungsform der Vorrichtung unter Verwendung einer einstufigen Pyrolyseeinrichtung und

F i g. 2 zeigt ein Fließschema einer Vorrichtung unter Verwendung einer zweistufigen Pyrolyseeinrichtung.

Nach dem Fließschema nach der F i g. 1 treten organische und anorganische Abfallstoffe über eine Leitung 1 in einen Zerkleinerer 2 ein. Über eine Leitung 3 strömen die Feststoffteilchen in einer begrenzten maximalen Größe enthaltenden Abfallstoffe von dem Zerkleinerer 2 in einen Mischbehälter 4 ein. Heißes öl 5 oder Fett wird über eine Leitung 5 dem Mischbehälter 4 zugeführt, um eine pumpfähige Flüssig/Fest-Mischung zu erhalten, die auch nach der Verdampfung des Wassers in diesem Zustand verbleibt. Die Mischung wird in dem Mischbehälter 4 durch die Rührvorrichtung

H) 6 aufgerührt und dann durch eine Pumpe 7 von dem Mischbehälter 4 abgezogen.

Die Pumpe 7 überführt die Mischung aus organischen Abfallstoffen und zugemischtem öl über eine Leitung 8 zum oberen Teil eines einstufigen oder einfach

ι' wirkenden Verdampfers 9, bei dem es sich beispielsweise um einen Verdampfer mit fallendem Film handeln kann und der von einer Kesselfeuerung 11 über eine Leitung 10 mit Dampf versorgt wird. Dieser Dampf kann eine Temperatur von etwa U 5,5° C bis etwa 132,2°C aufweisen. Nachdem der Dampf zu Wasser kondensiert worden ist, verläßt er den Verdampfer über die Leitung 12, um zur Kesselfeuerung zurückzugelangen, wobei er von einer Speisepumpe 13 gefördert wird. Innerhalb des Verdampfers 9 wird das Wasser von der Mischung aus Abfallstoffen und öl unter einem Druck abgedampft, der in einem Bereich von etwa 10,16 cm bis 30,48 cm Hg_ai,j liegt. Das Wasser aus der Mischung aus Abfallstoffen und Öl verläßt die Dampfkammer 14 des Verdampfers in Form von überhitztem Dampf und strömt durch eine Leitung 15 in einen barometrischen Kondensator 16 (vorzugsweise ein Oberflächenkondensator), in dem mittels eines Ejektors 17 (vorzugsweise eine mechanische Vakuumpumpe), dem Dampf über eine Leitung 18 zugeleitet wird, ein Vakuum aufrecht

« erhalten wird.

Der in den Kondensator 16 durch die Leitung 15 eintretende überhitzte Dampf wird mit Kühlwasser, das in den Kondensator 16 über eine Leitung 19 eintritt, vermischt und kondensiert. Der anfallende Strom aus ziemlich warmem Wasser wird über eine Leitung 20 in den Ausgußraum 21 des Kondensators abgeleitet. Der Ausgußraum 21 des Kondensators 16 nimmt gleichfalls den Dampf und die nicht kondensierbaren Gase auf, die den Ejektor 17 über die Leitung 22 verlassen, und das Wasser in dem Ausgußraum 21 dient zur Kondensation dieses Dampfes, wobei die nicht kondensierbaren Bestandteile an und aus der Wasseroberfläche entweichen. Wasser wird kontinuierlich über eine Leitung 23 aus dem Ausgußraum 21 des Kondensators 16 abgezogen und kann in der Abfallbehandlungsanlage wiederverwendet werden. In einer alternativen Anordnung könnten die den Ejektor 17 verlassenden Dämpfe und nicht kondensierbaren Anteile durch die Brennerdüsen der Kesselfeuerung 11 geleitet und zur Zerstäubung flüssigen Brennstoffs verwendet werden. Die nicht kondensierbaren, oft riechenden und zumindest zumi Teil entflammbaren Verbindungen würden bei ihrer Teilnahme an dem in der Verbrennungseinrichtung ablaufenden Verbrennungsprozeß selbst einen Heizwert beisteuern.

Der Strom der feuchten Mischung aus organischen Abfallstoffen und öl zum Verdampfer 9 wird direkt durch ein Reglerventii 24 in der Leitung 8 an der Austrittsseite der Pumpe 7 gesteuert Die öffnung dieses Reglerventils 24 wird wiederum durch einen Fühler 25 geregelt, der das Flüssigkeitsniveau im Sumpf des Verdampfers erfaßt, d.h. der Pegel der nahezu vollständig entwässerten Mischung aus organischen

festen Abfallstoffen und öl. Ein übermäßig hoher Pegel führt dazu, daß das Reglerventil 24 geschlossen wird, wodurch folglich die Zufuhr der feuchten Mischung in den Verdampfer 9 verringert wird, wohingegen ein übermäßig niedriges Niveau bewirkt, daß sich das Reglerventii 24 weiter öffnet mit der Folge, daß der Zustrom ansteigt. Trockene Mischung wird kontinuierlich von dem Boden des Verdampfers 9 über eine Leitung 26 mittels einer Pumpe 27 abgezogen und zu einer Zentrifuge 28 weitergeleitet. Der Strom der πι trockenen Mischung aus organischen festen Abfallstoffen, öl und Spuren an Wasser zur Zentrifuge 28 wird direkt mittels eines Reglerventils 29 in der Leitung 26 an der Austrittsseite der Pumpe 27 gesteuert. Der Auslaß dieses Reglerveniils 25 wird wiederum durch einen Flüssigkeitsfühler 30 im Sumpf des Verdampfers 9 gesteuert. Zumindest ein überaus hoher Feuchtigkeitsgehalt der Aufschlämmung im Verdampfersumpf führt dazu, daß sich dieses Reglerventil teilweise schließt, so daß folglich ein verminderter Strom an trockener Mischung den Verdampfer 9 verläßt. Die übliche Zusammensetzung von trockenen Aufschlämmungen, die den Verdampfer 9 über die Leitung 26 verlassen, liegt bei etwa 1% Wasser, näherungsweise 15% Feststoffen (nicht Fetten) und als Rest Flüssigkeit (Fette oder öle).

Die Zentrifuge 28 trennt die Aufschlämmung in zwei Ströme aus entwässerten festen organischen Abfallstoffen und Öl. Einer dieser Ströme, der aus relativ reinem öl besteht, wird abgeführt und über eine Leitung 31 einem ölbehälter 32 zugefürt. Dieses öl wird vom Behälter 32 über die Leitung 5 mittels einer Pumpe 33 dem Mischbehälter 4 wieder zugeführt. Sollte das System mehr öl liefern als für die Mischung im Mischbehälter 4 erforderlich ist, so kann dieser v> Überschuß an öl vom Behälter 32 über eine Leitung 34, die ein Schließventil 35 aufweist, abgeführt werden. Der andere Strom aus der Zentrifuge enthält im wesentlichen die gesamten organischen festen Abfallstoffe, jedoch noch etwa 30 bis 40 Gewichtsprozent öl. Dieser w Strom wird abgezogen und über eine Leitung 36 einer mechanischen Presse 37 zugeführt, die derartig konstruiert und angeordnet ist, daß die Flüssig/Fest-Mischung weitgehend in ihre flüssigen und festen Komponenten auftrennbar ist. 4 '·

Die Zeichnungen zeigen andeutungsweise eine Preßvorrichtung nach der Art einer Austauschpresse oder eines Flüssig/Fest-Separators, denen Trommel-, Schnecken- und Seiherpressen zuzuordnen sind, wie sie in der US-PS 11 35 309 von E. T. Meakin (Ausgabetag: >o 13.4.1915) beschrieben werden; es kann aber auch eine Presse beliebiger anderer Art eingesetzt werden. Im allgemeinen wird man natürlich die Zentrifuge 28 als eine Flüssig/Fest-Trennpresse ansehen, in der die Drucke oder Trennkräfte eher dynamisch als statisch hervorgerufen werden. Es ist möglich, daß gewisse entwässerte Konzentrate fester Abfallstoffe am Auslaß des Verdampfersumpfes anstehen, die in wirtschaftlicher und geeigneter Weise in ihre nicht öligen Feststoffe und flüssige öle durch nur eine mechanische Einrichtung auftrennbar sind, z. B. durch eine Zentrifuge allein oder durch eine Trommelpresse allein.

Zwei Materialströme verlassen die Presse 37, möglicherweise diskontinuierlich, was von der Art der Presse abhängt Bei dem einen Strom handelt es sich um b5 einen ölstrom, der von der Presse 37 über eine Leitung 38 mittels einer Pumpe 39 abgezogen wird und der aus dem öl besteht das aus dem Strom des im wesentlichen wasserfreien, jedoch ölhaltigen Materials abgepreßt und vorher der Presse über die Leitung 36 von der Zentrifuge 28 zugeführt wurde. Wie die F i g. 1 zeigt, ist die Leitung 38 mit der Leitung 26 verbunden, so daß das über die Leitung 38 abströmende öl mit der entwässerten Aufschlämmung aus Öl und organischen festen Abfallstoffen, die vom Verdampfer 9 der Zentrifuge 28 zufließen, gemischt wird und damit die Fließfähigkeit erhöht. Dies ist jedoch nicht die einzige Möglichkeit, nach der das aus der Presse 37 stammende öl gehandhabt werden kann. Dieses öl kann beispielsweise direkt dem der Zentrifuge nachgeschaltelen Ölbehälter 32 zugeführt werden, um dann unmittelbar in den Mischbehälter 4 zurückzufließen.

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ursprünglich öl enthalten, bestimmen die Betriebsbedingungen der Presse 37, ob ein Reinöl von dem System erzeugt wird oder nicht, das über die Leitung 34 oder über eine weitere Leitung abgezogen werden kann. Das Abpressen bis zu dem Punkt, in dem der ölgehalt der organischen festen Abfallstoffe dem der eingespeisten gleich ist, führt dazu, daß das System ohne zusätzliches Ol bzw. Fett betrieben werden kann, mit Ausnahme der Mengen, die für die Inbetriebnahme nötig sind, aber auch ohne die Möglichkeit, irgendein ölprodukt zu bilden und abzuziehen. Das Abpressen der organischen festen Abfallstoffe bis auf einen ölgehalt, der über dem ursprünglichen ölgehalt der über die Leitung 1 in das System eingespeisten organischen festen Abfallstoffe liegt, schließt nicht nur die Möglichkeit der Gewinnung eines Öls aus, sondern es erfordert ferner, daß das System kontinuierlich mit Frischöl bzw. Frischfetten beschickt wird.

Der andere die Presse 37 verlassende Materialstrom — ein Strom aus trockenen organischen Abfallfeststoffen — wird mittels eines dosierenden Schneckenförderers 50 abgezogen. Die Feststoffe werden über ein rotierendes Sperrventil 51, das als rotierende Schleuse den Luftzutritt ausschließt, einer rotierenden Pyrolyseeinrichtung 52 zugeführt, die bei einer Temperatur von 37TC bis 538°C betrieben wird. Durch eine Verbrennungskammer 53, die an der Außenseite der Pyrolyseeinrichtung 52 angeordnet ist, wird diese Temperatur durch indirekte Beheizung aufrecht erhalten. Durch die rotierende Bewegung der Pyrolyseeinrichtung 52 werden die trockenen organischen Abfallfeststoffe langsam zum Auslaß dieser Einrichtung hinbewegt während sie zur gleichen Zeit auf der Oberfläche der Pyrolyseeinrichtung 52 erhitzt werden. Durch die Aufrechterhaltung der Rotationsgeschwindigkeit, der Produkttemperatur und der Neigung des inneren Förderbandes der Pyrolyseeinrichtung 52 wird die horizontale Bewegung der Feststoffe in Richtung des Auslasses der Pyrolyseeinrichtung erreicht Während dieser Zeit und bei dieser Temperatur wird die Hauptmenge der in die Pyrolyseeinrichtung eingebrachten organischen Stoffe thermisch destilliert und/oder thermisch zersetzt Der Rückstand aus verkohlten Produkten und anorganischen Asche wird von der Pyrolyseeinrichtung 52 mittels eines dosierenden Förderers 54 abgeführt der gleichfalls so ausgestaltet ist daß er als Luftverschluß wirksam ist Häufig wird der Rückstand vor seinem Austreten durch Sprühwasser gekühlt oder durch Luft indem gewisse Abschnitte in der Pyrolyseeinrichtung 52 unbeheizt bleiben.

Die bei der vorliegenden Erfindung verwendbare Pyrolyseeinrichtung kann vom Typ des Drehrohrofens oder des rotierenden Herdofens iGefäßofeni sein, bei

dem das Material auf einem rotierenden keramischen Herd im wesentlichen einen vollständigen Kreis durchläuft und dabei Sirahlungshitze einer Verbrennungsflamme von etwa 538° C bis 982° C ausgesetzt ist. Wenn die Verbrennungsgase mit den Heizgasen vermischt werden, so kann in der Kesselfeuerung Wärme wiedergewonnen werden. Eine Vielzahl von verschiedenen Pyrolyseeinrichtungen unterschiedlichsten Typs kann bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden. Häufig kann die Dampf/Luft-Mischung, die zur Verbrennung des normalerweise in den verkohlten Produkten vorhandenen gebundenen Kohlenstoffs dient, in der gleichen Vorrichtung zum Einsatz kommen (wie auch in dem rotierenden Herd), um dadurch einen möglichst großen Heizeffekt mit einem Minimum an zusätzlichem Kapitalaufwand zu erreichen.

Um die Betriebstemperatur in der Pyrolyseeinrichtung 52 aufrecht zu erhalten, wird die Wärme indirekt zugeführt, indem Luft oder Sauerstoff über eine Zuführung 55 und ein Heizstoff über eine Zuführung 56 in die Kammer 53 eingespeist werden. Die Einspeisungsgeschwindigkeit und die Verhältnisse der jeweiligen Komponenten werden zusammen mit der Pyrolysetemperatur kontrolliert, um eine wirksame Pyrolyse des Materials sicherzustellen. Die gekühlten ausströmenden Verbrennungsgase, die während des Beheizens der Pyrolyseeinrichtung 52 gebildet worden sind, strömen durch einen Schornstein 57 ab. Die Wärme kann auch in dem Luftvorerhitzer einer Kesselfeuerung oder direkt in einer Kesselfeuerung nutzbar gemacht werden.

Der verdampfte bzw. vergaste Brennstoff der Pyrolyse und/oder der thermischen Destillation wird über eine Leitung 57 von der Pyrolyseeinrichtung 52 abgeleitet und zusammen mit Luft oder Sauerstoff in der Kesselfeuerung 11 einer Verbrennung unterworfen, die sonst mit Brennstoff über die Leitung 48 beschickt wird.

Übliche Vorsichtsmaßnahmen werden ergriffen, um das Zurückströmen von Sauerstoff in die Pyrolyseeinrichtung 52 zu verhindern, was sonst den Verlust an Heizstoff verursachen würde.

Die Verbrennung in der Kesselfeuerung 11 führt zu einem Dampf, der die Energie für den Entwässerungsprozeß in dem Verdampfer 9 liefert und der dem Verdampfer 9 von der Kesselfeuerung 11 über die Leitung 10 zugeführt wird. Die Kesselasche wird über eine Leitung 49 abgezogen.

Zum anderen kann, sofern die Art und die Aufbereitung des eingesetzten Materials es erlaubt, der organische feste Abfallstoff direkt von der Zentrifuge 28 mittels des dosierenden Schneckenförderers 50 in die Pyrolyseeinrichtung 52 eingebracht werden. Diese alternative Verfahrensweise ermöglicht es, von der Verwendung der Presse 37 Abstand zu nehmen, wenn das öl im flüssigen Zustand nicht abgeführt werden soll.

Wenn gewünscht, kann die Pyrolyse auch zweistufig durchgeführt werden. Bei dieser vorteilhaften Verfahrensführung, die sich aus Fig. 2 ergibt, sind die folgenden Verfahrensmaßnahmen die gleichen wie beim einstufigen Pyrolyseverfahren: Fließfähigmachung, Verdampfung, Zentrifugieren und Pressen. Die in den Fig. 1 und 2 übereinstimmenden Teile sind identisch numeriert. Nach dem Verfahren gemäß F i g. 2 werden gepreßte entwässerte oganische Feststoffe von der Presse 37 mittels des dosierenden Schneckenförderers 50 abgezogen. Das rotierende Ventil 51, das als rotierende Schleuse den Luftzutritt ausschließt, speist die Feststoffe in die rotierende Pyrolyseeinrichtung 52 ein. die indirekt durch die Verbrennungskammer 5:

beheizt wird, der Sauerstoff oder Luft über di< Zuführung 55 und Heizstoff über die Zuführung 51 zugeleitet werden. Die Temperatur in der erster Pyrolyseeinrichtung 52 wird zwischen 177⁰C und 316°C gehalten. Die gekühlten Verbrennungsgase diesel indirekten Beheizung werden durch den Schornstein 5/ abgeleitet

Das thermisch destillierte öl (Verflüssigungsöl) wire

ίο von der Pyrolyseeinrichtung 52 über eine Dampfleituni 70 abgeführt. Das verdampfte Öl, das bei den· Entwässerungsverfahren mittels öl als Verflüssigungsö verwendet wird, wird durch einen Oberflächenkondensator 71 geleitet, in dem es durch Kühlwassei kondensiert wird, das durch eine Leitung 72 eintritt unc durch eine Leitung 73 austritt. Das kondensierte ö fließt durch eine Leitung 74 in einen Aufbewahrungsbe hälter 75 ein. Gasförmige Produkte, die in deiT Oberflächenkondensator 71 nicht kondensiert wurden werden durch eine einseitig wirkende Strömungsleitung 78 entfernt und zur Bereitstellung von Heizenergie eingesetzt, z. B. in der zweiten Pyrolyseeinrichtung 83 oder in der Kesselfeuerung 11. Der Aufbewahrungsbehälier 75 stellt bei der Rückführung des kondensierten Öls einen Zwischenbehälter dar. Wenn Frischöl bei der Entwässerungsstufe benötigt wird, kann dieses Öl aus dem Aufbewahrungsbehälter 75 über eine Leitung 76 abgenommen werden und mittels einer Pumpe 77 wieder der Entwässerungsstufe zugeführt werden.

jo Die von öl befreiten Feststoffe, die die erste Pyrolyseeinrichtung 52 verlassen, werden über ein Dosierventil 80. eine Fördereinrichtung 81 und ein dosierendes Einspeiseventil 82 der zweiten Pyrolyseeinrichtung 83 zugeführt, die gleichfalls mittels einer Verbrennungskammer 84 indirekt beheizt wird, der der zur Verbrennung erforderliche Heizstoff über eine Leitung 86 und die Verbrennungsluft über eine Leitung 85 zugeleitet werden. Die gekühlten Verbrennungsgase strömen über einen Schornstein 89 aus der Verbrennungskammer 84. Die Pyrolysetemperaturen innerhalb der Pyrolyseeinrichtung 83 werden zwischen 427°C und 649°C gehalten. Nach Abschluß der Pyrolyse werden verkohlte Produkte und Asche aus der Pyrolyseeinrichtung 83 über ein dosierendes Ventil 87 und über ein luftdicht abgeschlossenes Förderorgan 88 entfernt.

Die während der Pyrolyse entstandenen organischen Gase und Dämpfe werden über eine Dampfleitung 93 von der Pyrolyseeinrichtung 83 abgezogen. Sie werden mit den nicht kondensierten Gasen aus der ersten Pyrolyseeinrichtung 52 in einer Leitung 96 vermischt und in die Kesselfeuerung 11 eingespeist, um die

Dampfenergie zu erzeugen, die den mittels öi ablaufenden Entwässerungsprozeß betreibt.

Wie aus F i g. 2 hervorgeht, verläßt der Dampf die Kesselfeuerung 11 über die Leitung 10, um im Verdampfer 9 wirksam zu werden.

Nach dem Gesagten wird deutlich, daß die vorliegende Erfindung Möäglichkeiten einer besonders wirksamen pyrolytischen Behandlung von organischen Abfall-

bo stoffen erschließt, wobei organische Dämpfe und Gase von den Abfallstoffen entfernt und als Heizstoff innerhalb des Systems verwendet werden, während im System rückgeführte Öle zum Einsatz kommen, um das Material in einem fließfähigen Zustand zu halten. Die Verwirklichung dieser beiden Merkmale führt zu einer besonders wirksamen und praktikablen Verfahrensweise. Durch die zusätzliche Verwendung der bei der Pyrolyse anfallenden verkohlten Produkte und Asche

als Endprodukte der eingesetzten organischen Abfallstoffe wird ein weiterer Vorteil erzielt. Des weiteren werden die in die Luft abgelassenen Dämpfe und deren Anteil an suspendierten Teilchen auf einem Minimum gehalten, was auf die Pyrolyse zurückzuführen ist, in der das Material thermisch destilliert und zersetzt wird.

Zur Vereinfachung wurde vorstehend lediglich ein einstufiger Verdampfer näher beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist allerdings nicht auf die Verwendung

von einstufigen oder einfach-wirkenden Verdampfern beschränkt. Vielmehr können beliebige, für das Verdampfungstrocknen geeignete Vorrichtungen zum Einsatz kommen. Beispiele für andere Verdampfereinrichtungen, die mit Erfolg eingesetzt werden können, werden in der US-PS 26 317 (Reissue) und in der US-PS 33 23 575 beschrieben. Dabei handelt es sich u. a. um vielfach-wirkende Rückflußverdampfer bzw. solche, die nach dem entgegengesetzten Prinzip arbeiten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Umwandlung von anfänglich wasserhaltigen festen Abfallstoffen in wirtschaftlich nutzbare bzw. umweltunschädliche Produkte, bei ' dem der Wassergehalt der Abfallstoffe durch Verdampfung mittels indirekter Wärmezufuhr verringert und danach die Abfallsloffe pyrolytisch in organische Dämpfe und Gase sowie einen festen Rückstand zersetzt werden, dadurch gekenn- κι zeichnet, daß aus einem wasserhaltigen Konzentrat der festen Abfallstoffe und einem relativ schwer flüchtigen öl eine — auch nach dem Entfernen ihres Wassergehaltes — fließ- und pumpfähige Mischung gebildet wird, die vor der pyrolytischen Behandlung ü einer mindestens einstufige.i, im wesentlichen vollständigen Entwässerung durch Verdampfung des Wassergehaltes unter indirekter Zufuhr der erforderlichen Verdampfungswärme unterzogen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- -><> zeichnet, daß nach der Entwässerungsstufe die festen Abfallstoffe aus der im wesentlichen wasserfreien Mischung vom Öl abgetrennt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das während der Pyrolyse -~> erzeugte dampfförmige Öl einer Kondensation unterzogen wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einer ersten Pyrolysestufc in einem Temperaturbereich κι von etwa 177"C—371"C das an den Feststoffen vorhandene öl verdampft wird und die in der ersten l'yrolysestufe gebildeten Feststoffe in einer zweiten Pyrolysestufe bei einer Temperatur von etwa

37!"C- 1204"C zersetzt werden. ι·

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Abfallsloffe Abfallöl enthalten und in einer wäßrigen Emulsion vorliegen, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Emulsion mit Belebtschlamm- und Luftflotationskonzentratcn ··< > vermischt und die erhaltene Mischung durch Verdampfung entwässert wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die verkohlten Produkte zur Herstellung von Aktivkohle f' aktiviert und die Aktivkohle und die Rückstandsasche zur Reinigung des Kondensats des im Laufe der Entwässerungsstufe freigesetzten Wasserdampfes verwendet werden.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden *><i Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die bei der Pyrolyse entstehenden Destillationsgase zur Erzeugung von Prozeßenergie verwendet werden.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche I bis 7 zur Verarbeitung v< von pumpfähigen Aufschlämmungen fester Abfallstoffe mit einem Verdampfer, einem Verbrennungskessel, einer Mischeinrichtung und einer Pyrolyseeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß eine ölzumischeinrichtung (4) dem Verdampfer (9) w) vorgeschaltet ist und der Verdampfer (9) mit dem Vcrbrennungskessel (II) für die Zufuhr von Dampf als indirektem Heizmittel verbunden ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem Verdampfer (9) eine Einrichtung h^r> (28, 37) zum Trennen der aus dem Verdampfer kommenden Aufschlämmung in ihre flüssigen und festen Bestandteile nachgeschaitet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Trenneinrichtung (28) über Ölrückflußleitungen (31, 5) mit der Ölzumischeinrichtung (4) verbunden ist.

11. Vorrichtung nach einem der Anspruches bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Pyrolyseeinrichlung (52) über Fördereinrichtungen (80, 81, 82) für die festen Rückstände eine zweite Pyrolyseeinrichtung (83) nachgeschaltet ist.