DE2723567B2 - Verfahren zum Ent- und Vergasen von Abfall in nutzbares Gas und biologisch inaktive feste Rückstände - Google Patents

Description

und daß

b) der Sauersioffeinsatz (in t Sauerstoff/t Abfall) für dei¹ belassenen Halbkoks innerhalb des durch die Gleichung

gegebenen Zahlenwertes gehalten wird, wobei

R = Sauersioffverbrauch (t Sauerstoff/t Abfall).

C = entfernter Halbkoks (kg Halbkoks/t Abfall),

Y = Gew.-% Kohlenstoff im Halbkoks, und B = ein Faktor zwischen 0.15 und 0,28

bedeuten.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ent- und Vergasen von Abfall, insbesondere Müll, zur Erzeugung eines nutzbaren. CO- und Hj-ieichen Gases und biologisch inaktiver fester Rückstände, bei dem

Abfall oben in einen Schachtgenerator eingebraehl wird, ein sauerstoffhaltiges Vergasungsmittel unten eingeleitet wird,

das organische Ma'.erial durch Partialoxidation zu einem Produktgas und einem festen Produkt abgebaut wird, wobei Halbkoks gebildet wird,

das anorganische Material in flüssigen Zustand überführt wird,

das Produkigas oben abgeführt wird, und

das flüssige Material unten abgestochen wird.

Hei einem bekannten Verfahren dieser Art (US-PS 29 298) muß das Vergasungsmittel einen Sauerstoff gehalt von mindestens 40 Vol.% haben; (Ins Gewichts wrhälmis von Si uersloff /u '\hf.ill soll dalu-i auf elu.i X = kg Kohlenstoff in I t Abfall, und

Y — Gew.-% Kohlenstoff im Halbkoks bedeuten.

und daß

b) der Sauerstoffeinsatz (in t Sauerstoff/t Abfall) für den belassenen Halbkoks innerhalb des durch die Gleichung

K= ß-o.ooooos f CY';

gegebenen Z&nlenwertes gehalten wird, wobei

Sauersioffverbrauch (ι Sauerstoff/t Abfall),

R =

C =

Y =

B =

entfernter Halbkoks (kg Halbkoks/t Aufall), Gew.% Kohlenstoff im Halbkoks, und
ein Faktor zwischen 0,15 und 0,28

bedeuten.

Es ist zwar an sich bekannt, von Gasgeneratoren Koks abzuziehen (AT-PS 1 08 912). Dabei ist zwar nicht von Abfall als Brennstoff die Rede, auch ist kein bestimmter Asche- und Schlackeaustrag angesprochen, jedoch soll dies bei solchen Verehren vorgenommen werden, die zumindest zeitweise Koks im Überschuß erzeugen.

Bei dem vorliegenden Verfahren hängt der Sauerstoffeinsatz von der Menge des entfernten Halbkokses ab. Die beiliegende grafische Darstellung zeigt den Bereich des Sauerstoffeinsatzes oder -Verbrauchs als Funktion der Halbkoksentfernung. Es isi zu erkennen, daß ohne Entfernung von Halbkoks das Verhältnis von Sauerstoff zu Abfall den bekannten Wert von 0,15 : 1 bis 0,28 : 1 t Sauersioff/t Abfall hat. Durch das Entfernen von Halbkoks wird der Sauerstoffverbraiich wesentlich vermindert. Wenn beispielsweise eine Halbkoksentfernung derart erfolgt, daß die Menge des in dem Halbkoks abgeführten Kohlenstoffes 75 kg/t Abfall beträgt, wird der Bereich des Sauerstoffverbrauchs auf 0,09 : 1 bis 0.22 : I t Sauerstoff/t Abfall vermindert. Der entfernte Halbkoks kann beispielsweise als Reduktionsmittel oder Brennstoff benutzt werden.

Es muß aber sichergestellt sein, daß ausreichend brennbare Stoffe (in erster L.inie llalbkoks, CO, H.>) im Generator verbleiben, um den Wärmebedarf des Verfahrens durch Oxidation der brennbaren Stoffe zu decken. Dieser Wärmebedarf basiert auf dem Erfordernis, das anorganische Material (/. B. Metall und Glas) zu schmelzen oder in flüssigen Zustand zu versetzen, den organischen Anteil des Abfalls /u vergasen, das Wasser zu \ crilampicn iiiul den Wärmeverlust des Generator¹·.

durch Abstrahlung sowie den Verlust an fühlbarer Wärme im abgehenden Gas und dem abgestochenen flüssigen Material zu kompensieren.

Das Entfernen des Halbkokses kann auf beliebige Weise erfolgen. Beispielsweise kann dafür gesorgt werden, daß der Halbkoks von dem Produktgas mitgerissen, nach außen geführt und anschließend von dem Gas mit Hilfe eines Wasserskrubbers oder anderer bekannter Feststoff-Gas-Trennverfahren abgetrennt wird. Der üalbkoks besteht in erster Linie aus Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff und Asche. Seine genaue Zusammensetzung hängt von den Arbeitsbedingungen im Generator, der Stelle der Halbkoksentfernung und ähnlichen Faktoren ab. Die Hauptkomponenle ist Kohlenstoff.

Die Verminderung des notwendigen Sauerstoffeinsatzes dürfte sich damit erklären lassen, daß die mit der Bildung von CO verbundene Oxidation des Halbkokses nicht in gleichem Maße thermisch wirkungsvoll wie konkurrierende Gasverbrennungsreaktionen ist. Dies ergibt sich beispielsweise aus den folgenden Reaktio-

Reaktronswärme
(kj/kg Sauerstoff)

C+ 1/2 Oj-CO
CO+ '/2 O₂-CO:

6 896
17681
14 993

Die Verbrennung von CO zu CO₂ sowie von Hi zu H₂O setzt mehr Wärme je kg an Einsatzsauerstoff frei als das Verbrennen von Kohlenstoff zu CO. Wenn Halbkoks aus dem Generator entfernt wird, reagiert ein größerer Anieil des Sauerstoffs mit dem gasförmigen Brennstoff im Feuerraum des Generators (CO-I-H₂). Dies bewirkt, daß mehr Verbrennungswärme je kg Sauerstoff freigesetzt wird und daß infolgedessen weniger Sauerstoff erforderlich ist. um den Wärmebedarf des Generators zu decken.

Das Entfernen von Halbkoks hat ferner einen günstigen Einfluß auf den spezifischen Heizwert des Produktgases (gemessen in kj/m' für trockenes Gas bei 2PC und Atmosphärendruck). Das Brenngas wird im Generator in der Hauptsache durch Ent- und Vergasung des organischen Abfallanteils und durch Oxidation des Halbk^kses zu Kohlenmonoxid erzeugt. Die Ent- und Vergasungsreaktion setzt ein Brennbas frei, das einen spezifischen Heizwert »on ungefähr 14 600 bis 13 800 kj/m¹ hat. Das durch die Oxidation des Halbkokses gebildete Kohlenmonoxid hat einen spezifischen Heizwen von ungefähr 11 600k|/m^J. Die durch Ent- und Vergasung sowie durch Oxid;.· on des Halbkokses erzeugten Gase vereinigen sich unr verlassen den Generator als Produktgas, dessen spezifischer Heizwert zwischen den Werten für die Gase liegt, die auf jeden der beiden Mechanismen zurückzuführen sind. Durch das Entfernen von Halbkoks aus dem Generator wird die Menge des sonst durch die Halbkoksoxidation erzeugten Gases mit niedrigerem spezifischem Heizwert gegenüber dem durch Ent- und Vergasung erzeugten Gas mit höherem spezifischen Heizwert herabgesetzt.

Claims (1)

1. Patentanspruch;

   Verfahren zum Ent- und Vergasen von Abfall, insbesondere Müll, zur Erzeugung eines nutzbaren, > CO- und Hj-reichen Gases und biologisch inaktiver fester Rückstände, bei dem Abfall oben in einen Schachtgenerator eingebracht wird, ein sauerstoffhaltiges Vergasungsmittel unten eingeleitet wird, das organische Material durch Partialoxidation zu einem in Produktgas und einem festen Produkt abgebaut wird, wobei Halbkoks gebildet wird, das anorganische Material in flüssigen Zustand überführt wird, das' Produktgas oben abgeführt wird, und das flüssige Material unten abgestochen wird, da- π durch gekennzeichnet, daß zwecks Herabsetzens des Sauerstoffeinsatzes ein Teil des Halbkokses aus dem Generator entfernt, aber so viel Halbkoks im Generator belassen wird, daß damit der Wärmebedarf gedeckt wird, und zwar nach den jh Maßgaben, daß

   a) die Menge des entfernten Halbkokses (in kg Halbkoks/t Abfall) kleiner ist, als tier Zahlenwert von 50 X/Y ausmacht, der vorzugsweise zwischen 10 bis 30 AVVIiegt, wobei

   X = kg Kohlenstoff in 1 t Abfall, und
   Y = Gew.-% Kohlenstoff im Halbkoks bedeuten,

   0,15 :1 bis 0,28 :1 gehallen werden. - Pie aus dem Produkigas entfernte Flugasche wird dabei u. a. in den Generator zurückgeführt.

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dieses bekannte Verfahren dahingehend zu verbessern, daß das Verhältnis zwischen eingesetztem Sauerstoff und Abfall vermindert und der spezifische Heizwert des Produktgases gesteigert wird.

   Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwecks Herabsetzens des Sauerstoffeinsatzes ein Teil des Halbkokses aus dem Generator entlernt, aber so viel Halbkoks im Generator belassen wird, daß damit der Wärmebedarf gedeckt wird, und zwar nach den Maßgaben, daß

   a) die Menge des entfernten Halbkokses (in kg Halbkoks/t Abfall) kleiner ist, als der Zahlenwert von 50 X/Y ausmacht, der vorzugsweise zwischen 10bis30A7Vliegt,wobei