DE2619302B2 - Verfahren zum Vergasen von festen Abfallstoffen - Google Patents

Verfahren zum Vergasen von festen Abfallstoffen

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DE2619302B2 DE2619302A DE2619302A DE2619302B2 DE 2619302 B2 DE2619302 B2 DE 2619302B2 DE 2619302 A DE2619302 A DE 2619302A DE 2619302 A DE2619302 A DE 2619302A DE 2619302 B2 DE2619302 B2 DE 2619302B2
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Description

D =
32 000
fOÖ-Ο8~
entspricht und vorzugsweise zwischen 400 und 800 kg/m3 liegt,
wobei
D = die Dichte der Preßkörper (in kg/m3) und A = die Prozentzahl des anorganischen Anteils in
den Preßkörpern
bedeuten,
und mit einem Verhältnis ihrer Oberfläche zu ihrem Volumen, das größer ist als der Zahlenwert von
R =0,56
0,625,
wobei
R = das Verhältnis von Oberfläche zu, Volumen der
PreßkörperXjM^i (in ^Ii?)
H = die Höhe des Preßkörperbettes im Generator
(inm)
G = die Aufgabemenge der Abfallstoffe pro Tag
und Generatorquerschnittsfläche (in t/Tag m2)
bedeuten,
eingesetzt werden.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vergasen von festen Abfallstoffen, insbesondere Müll, zur Erzeugung eines nutzbaren Gases und biologisch inaktiver fester Rückstände, bei dem die Abfailstoffe oben in einen Schachtgenerator eingesetzt «erden, ein sauerstoffhaltiges Vergasungsmittel, vorzugsweise ein Vergasungsmittel mit über 40% Sauerstoff im Gcwichtsverhältnis von Sauerstoff zu Abfall zwischen 0,15 und 0,28 zu 1, unten eingespeist, der anorganische Anteil in flüssige Schlacke überführt, das Produktgas oben abgezogen und die Schlacke abgestochen wird.
Bei diesem bekannten Verfahren (DE-OS 22 33 498) werden die Abfailstoffe, einschließlich Metali, Glas usw. über einen mit intermittierend betätigten Schiebern versehenen Aufgabetrichter oder eine Drehschleuse in den Schachtgenerator lose eingegeben.
Bei feinstückigen Abfallstoffen oder nach vorheriger Zerkleinerung der Abfallstoffe zum Abtrennen von Nuizs'offen, wie Eisen, Zinn. Aluminium oder Glas durch magnetische oder elektrische Abtrennung, Luft klassierung oder dergleichen, besteht jedoch die Gefahr, daß sich die Abfallstoffe im Schachtgenerator übermäßig stark verdichten und zusammensetzen. In einem so':hen Fall wird das im Schachtgenerator befindliche Abialibett nicht, wie erwünscht, über den gesamten Querschnitt von hochsteigenden Heißgasen gleichförmig durchströmt. Das Gas konzentriert sich vielmehr
lu auf einige wenige Durchlässe. Diese vergrößern sich allmählich. Es kommt schließlich zur Ausbildung eines großen Kanals, durch den der überwiegende T"·1 Ht Gase hindurchtritt. Die für die Trocknung sowie die Em- und Vergasung zur Verfügung stehende Zeitdauer
υ verkürzt sich; die für den Gas/Feststoff-Kontakt nutzbare Oberfläche wird stark vermindert. Infolgedessen treten die Gase aus dem Schachtgenerato. mit hoher Temperatur aus. Es kommt zu einem geringen thermischen Wirkungsgrad, zu einem Anstieg des Sauerstoffverbrauchs und zu einem Abfall des Heizwertes des Produktgases.
Es sind Verfahren bekannt (DE-OS 24 36 268 sowie »Wasser, Luft, Betrieb«, 1962, Seite 651), bei denen Müll vor dem Vergasen brikettiert wird bzw. der Müll
v> zerkleinert, klassier' sowie von Eisen und anderen metallischen Bestandteilen befreit wird, worauf das Grobgut dem Vergaser direkt zugeht, während das Feingut zuvor noch zusammen mit Klärschlamm und Sulfitablauge gemischt stückig gemacht wird.
jo Des weheren ist es bekannt (DE-OS 25 07 938) den Müll zunächst zu zerkleinern, zu trocknen and mit Altöl zu vermischen, worauf das Gemisch durch Druck oder Druck und Hitze zu Preßlingen verformt wird, die in einen Gasgenerator eingesetzt warden. Nach einem
« anderen Verfahren (DE-PS 6J9 194), ist bekannt,
Feinmüll auf Walzpressen zu Preßlingen mit einem
spezifischen Gewicht von 1,2 bis 1,4, d. h. auf ca. 16% des
Schüttrauminhaltes, zu brikettieren. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem
-to Verfahren der eingangs genannten Art eine solche Dichte des Bettes im Schachtgenerator zu gewährleisten, daß das Bett ein poröses Gefüge bildet, das über seinen ganzen Querschnitt von den hochsteigenden Gasen im wesentlichen gleichförmig durchströmt wird
v> und das große Gas/Feststoff-Kontaktflächen bereitstellt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Jie Abfallstoffe, gegebenenfalls nachdem sie in bekannter Weise zerkleinert, von Eisenteilchen befreit
V) und/oder stückig gemacht wurden, als Preßkörper mit einer Dichte, die mindestens dem Zahlenwert von
D =
32 000
100-0,8/1
entspricht und vorzugsweise zwischen 400 und 800 kg/m3 liegt,
wobei
D - die Dichte der Preßkörper (in kg/m3) und
6Ü A - die Prozentzahl des anorganischen Anteiles in den
Preßkörpern
bedeuten,
und mit einem Verhältnis ihrer Oberfläche zu ihrem Volumen, das größer ist als der Zahlenwert von
r =
D °·625
wobti
^'ΛΛ - das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen der *) Preßkörper WHI)K)(Ji (in -
■·./ H = die Höhe des Preßkörperbettes im Generator (in
m)
C = die Aufgabemenge der AbfaHstoffe pro Tag und
Generatorquerschnittsfläche (in t/Tag m2)
bedeuten
in
>o
20
eingesetzt'''"fdti'i.
Als r"ste Abfalivtoffe kommen vorliegend jede Art von Heus- oder Siedlungsmüll sowie beliebiger Sondermüll, wie industrieller Müll, Gewerbemüll oder landwirtschaftliche Abfälle, in Betracht Sie bestehen normalerweise aus variierenden Anteilen an organischem und anorganischem Material, wie Papier, Kunststoffen, Gummi, Holz, Glas, Nahmngsmittelcbfällen, Blättern, Wasser, Blechbüchsen und anderem Metallabfall. Es ist auch möglich, die Ahfallstoffe in bekannter Weise mit Klärschlamm zu mischen.
Die Erfindung beruht auf der Feststellung, daß die Festigkeit der Preßkörper, definiert durch die Dichte und das Oberflächen/Volumen-Verhältnis der Preßkörper, für ein einwandfreies Arbeiten des Schachtgenerators von wesentlicher Bedeutung ist Die Preßkörper müssen hinreichend fest sein, um innerhalb des Schachtgenerators ihren Zusammenhalt zu wahren, während sie sich durch dessen Trocken- und die Ent- und Vergasungszone hindurch nach unten bewegen. Durch das Trocknen steigt die Festigkeit der Preßkörper an. Infolgedessen nimmt deren Festigkeit bei der Abwärtsbewegung durch den Schachtgenerator hindurch zu. Das Vorhandensein derartiger zusammenhängender Preßkörper über dide Höhe des Preßkörperbettes hinweg verhindert daß das Bett eine feste, gasundurchlässige Masse wird. Gleichzeitig ist dafür gesorgt daß sich die Preßkörper gegeneinander bewegen können, während die Abfallstoffe durch die innerhalb des Generators ablaufenden Ver- und Entgasungsvorgänge und Verbrennungsprozesse verbraucht werden. Durch die gegenseitige Bewegung der Preßkörper werden große Kanäle geschlossen, da Preßkörper in derartige Kanäle hineinfallen. Außerdem kommt es zu einer ständigen Umordnung im Bett während die AbfaHstoffe abgebaut werden. Dadurch werden plötzliche größere Instabilitäten vermieden.
Ein Abfallpreßkörper mit zu geringer Dichte hat keine ausreichende Festigkeit und neigt zum Aufbrechen, während er in den Schachtgenerator eingeführt wird Infolgedessen treten dann Schwierigkeiten der gleichen Art auf, wie sie anzutreffen sind, wenn unverdichteter, zerkleinerter Abfall in den Schachtgenerator eingespeist wird.
Wenn die Abfallpreßkörper hinreichend dicht und fest sind, werden die Trocknungs· sowie die Ent- und Vergasungsreaktionen durch die Größe der Wärmeübertragung und die Diffusion innerhalb des Preßkörpers begrenzt Wenn ein Preßkörper ein Qberflächen/VoIumen-Verhältnis hat das kleiner als der vorstehend genannte Zahlenwert ist wird die Energie co der in dem Schachtgenerator hochsteigenden Gase
40 unzureichend ausgenutzt, so daß die lemperatur des Produktgases ansteigt. Der Sauerstoffverbrauch wird höher; es wird ein Gas mit geringerem Heizwert erzeugt.
Das vorliegende Verfahren läßt sich zufriedenstellend mil jeder beliebigen Form von Abfallstoffen durchführen, solange diese AbfaHstoffe zu Preßkörpern mit der angegebenen Dichte und dem genannten Oberflächen/Volumen-Verhältnis aufbereitet werden können. Vorzugsweise werden die Preßkörper aus Abfallstoffen hergestellt, die, gegebenenfalls nach entsprechender Zerkleinerung, eine größte Abmessung von 10 bis 15 cm haben. Die Zerkleinerung kann mehrstufig durchgeführt werden, um sehr kleine Teilchengrößen zu erreichen. Sie kann sich aber auch auf ein minimales Aufbrechen von Großstrukturen oder auf das öffnen von Kunststoffbeuteln beschränken, um deren Inhalt freizulegen. Für den letztgenannten Zweck kann beispielsweise eine Schlägermühle benutzt werden. Falls die rohen Abfallstcffe von Natur aus hinreichend geringe Größe haben, um unmittelbar zu Preßkörpern verarbeitet werden zu können, kann eine bloße Abtrennung von übermäßig großen Objekten ausreichen. Da.s Hauptkriterium ist die Eignung der Abfallstoffe, zu festen Preßkörpem verdichtet zu werden. Bevorzugt wird ferner der überwiegende Teil, z.B. etwa 95%, der Eisenwerkstoffe aus dem Abfall beseitigt bevor dieser zu den Preßkörpem verdichtet wird. Der bevorzugte Bereich der Preßkörperdichte beträgt 400 bis 800 kg/m*.
Das Produktgas enthält mindestens 50Vol.-% CO und H2 (auf Trockenbasis) und kann entweder als Brenngas oder als Synthesegas für eine chemische Weiterverarbeitung verwendet, beispielsweise in Ammoniak umgewandelt werden
Beispiel
Zylindrische Preßkörper aus Hausmüll mit einer Dichte von 480 bis 640 kg/m3, einem Durchmesser von 33 cm und einer Länge von 123 bis 203 cm, die unter Verwendung von Verdichtungsdrücken von 27 bis 69 bar ausgebildet wurden, wurden in einer mittleren Beschickungsmenge von 91 t/Tag in einen lotrecht stehenden, feuerfest ausgekleideten Schachtgenerator eingegeben, der einen Innendurchmesser von 3 m und eine Gesamtbetthöhe von ungefähr 6 m hatte Das Oberflächen/Volumen-Verhältnis der Preßkörper variierte zwischen 2,2 und 2,8 dmVdnt3. Der Verdichtungsdruck und die Preßkörperlänge schwankten aufgrund von Änderungen des Feuchtigkeitsgehalts des Mülls und Änderungen der Müllzusammensetzung. Stationäre Betriebsbedingungen wurden erhalten, nachdem der Generator ungefähr 24 h arbeitete. Der Generatorbetrieb war gleichmäßig und wirkungsvoll, was an Hand einer gleichbleibenden Produktgasmenge, eines stabilen Druckabfalls am Bett und der niedrigen Temperatur (149 bis 316°C) des den Ofen verlassenden Produktgases zu erkennen war. Die Sauerstoffzufuhr wurde während des Betriebes im Bereich von 0,17 bis 0,221 Sauerscoff/t Müll gehalten.

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Verfahren zum Vergasen von festen Abfallstoffen, insbesondere Müll, zur Erzeugung eines nutzbaren Gases und biologisch rnaktiver fester Rückstände, bei dem die Abfailstoffe oben in einen Schachtgenerator eingesetzt werden, ein sauerstoffhaltiges Vergasungsmittel, vorzugsweise ein Vergasungsmittel mit über 40% Sauerstoff i~: Gewichtsverhältnis von Sauerstoff zu Abfall zwischen 0,15 und 0,28 zu 1, unten eingespeist, der anorganische Anteil in flüssige Schlacke überführt, das Produktgas oben abgezogen und die Schlacke abgestochen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfallstoffe, nachdem sie gegebenenfalls in bekannter Weise zerkleinert und von Eisenteilchen befreit wurden, als Preßkörper mit einer Dichte, die mindestens dem Zahlenwert von
DE2619302A 1976-04-12 1976-04-30 Verfahren zum Vergasen von festen Abfallstoffen Ceased DE2619302B2 (de)

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