DE2751007C2 - Verfahren zur Hochtemperaturbehandlung von durch Pyrolyse von Müll erhaltenen Schwelgasen - Google Patents

Verfahren zur Hochtemperaturbehandlung von durch Pyrolyse von Müll erhaltenen Schwelgasen

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DE2751007C2
DE2751007C2 DE19772751007 DE2751007A DE2751007C2 DE 2751007 C2 DE2751007 C2 DE 2751007C2 DE 19772751007 DE19772751007 DE 19772751007 DE 2751007 A DE2751007 A DE 2751007A DE 2751007 C2 DE2751007 C2 DE 2751007C2
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    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
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    • C10B53/00—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Hochtemperaturbehandlung von durch Pyrolyse von Müll aller Art in einem Drehrohrofen unter weitgehendem Luftabschluß erzeugten Schwelgasen bei einer Temperatur zwischen 1000 und 1250°C zwecks Crackung der in den Schwelgasen enthaltenen langkettigen organischen Bestandteile.
Bei einem bekannten Verfahren zur Hochtemperaturbehandlung von durch Pyrolyse von Müll in einem Drehrohrofen erzeugten Schwelgasen (DE-AS 32 504) werden die Schwelgase durch eine von glutheißem Schwelkoks und gegebenenfalls anderen Kohlcnstoffträgcm gebildete Reaktionszonc hindurchgesaugt. Dabei wird eine Umwandlung und Aufspaltung der in den Schwelgasen enthaltenen 1-euchtigkeit ir ho· hwertige Brenngase (Wassergas-Reaktion) angestrebt.
Der wesentliche Nachteil dieses bekannten Verfahrens besteht in der beträchtlichen Gefahr einer Verschlackung des Kohlenstoffbettes (mit allen dadurch bedingten betrieblichen Nachteilen). Um dieser Gefahr nach Möglichkeit zu begegnen, muß bei dem bekannten Verfahren weitgehend aschearme Kohle eingesetzt werden, was die Betriebskosten beträchtlich vergrößert Bei einem anderen bekannten Verfahren (DE-OS
ίο 25 06 491) zur Hochtemperaturbehandlung ve η durch Pyrolyse von Altreifen erzeugten Schwelgasen findet als Crackraum eine mit Stückkoks beschickte übliche Kokerei-Horizontalkammer Verwendung. Auch hier ergeben sich durch das benutzte Koksbett die vorstehend aufgezeigter.· Nachteile.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung dieser Mängel ein Verfahren zur Hochtemperaturbehandlung von durch Pyrolyse von Müll erzeugten Schwelgasen zu entwickeln, das sich durch einen einfachen, störungsfreien Betrieb auszeichnet und ein von langkettigen organischen Bestandteilen freies Pyrolysegas mit hohem Heizwert liefert
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß die Hochtemperaturbehandlung der Schwelgase in einem von den Schwelgasen frei durchströmten, indirekt beheizten rohrförmigen Reaktor erfolgt dessen Wand aus 60 bis 80% Siliciumcarbid und 10 bis 30% Aluminiumoxyd beruht
Indem bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Kohlenstoffbett bei der Hochtemperaturbehandlung
der Schwelgase vermieden wird, entfallen alle mit der
Gefahr der Verschlackung eines solchen Bettes
verbundenen Gefahren.
Auf der anderen Seite erwies sich die Materialwahl
für den bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Reaktor als außerordentlich schwierig. Die erfindungsgemäße Lösung konnte erst nach umfangreichen, von zahlreichen Fehlschlägen begleiteten Versuchen gefunden werden. Die schließlich getroffene
Materialwahl erklärt sich aus folgenden Überlegungen: Der Werkstoff für die Wand des Reaktors muß für die vorgesehene indirekte Beheizung einen hohen Wärmedurchgang besitzen, ferner eine hohe Temperatur-Wechselbeständigkeit (im Hinblick auf ein betrieblich bedingtes, häufiges Anfahren und Abstellen der Anlage). Weiterhin ist eine große Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit erforderlich, um dem erodierenden und korrodierenden Einfluß der mit Feststoffpartikeln und anorganischen Schadstoffen angereicher-
ten Schwelgase standzuhalten. Überraschenderweise stellte sich nun heraus, daß das verwendete Siliciumcarbid nur einen sehr geringen Gehalt von Aluminiumoxyd (A^Oj) aufweisen darf, da Aluminiumoxyd bei hohen Temperaturen die Blausäurebildung aus Methan und Ammoniak katalytisch begünstigt (beide Verbindungen sind in den Schwelgasen enthalten).
Die erfindungsgemäße Hochtemperaturbehandlung der Schwelgase führt zu einem Pyrolysegas, das von langkettigen organischen Bestandteilen weitestgehend frei ist, so daß eine Nachwäsche zu einem Waschwasser führt, das allenfalls Spuren organischer Stoffe enthält.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil tbs erfindungsgemäßen Verfahrens besteht in der hohen Gasausbeute mit einem relativ hohen Heizwert des Pyrolysegases.
h) Dieser hohe Heizwert wird vor allein auch durch die indirekte Beheizung des Reaktors begünstigt, die vorteilhaft nach dem Anfahren des Reaktors mit gereinigtem Pyrolysegas erfolgt.
Die Wand des Reaktors besteht zweckmäßig aus einem Siliciumcarbid-ZAluminiumoxya-Stein, dessen Dichte zwischen 1,7 und 2,1 kg/l, vorzugsweise zwischen 1,8 und 2,0 kg/l, beträgt.
Die Wand des Reaktors kann dabei vorteilhaft einen Schutzanstrich aus Wasserglas erhalten.
Die Verweilzeit der Schwelgase im Reaktor wird erfindungsgeiiiäß innerhalb eines Bereiches von 0,05 und 1,5 s so groß gewählt, daß alle in den Schwelgasen vorhandenen langkettigen organischen Verbindungen möglichst vollständig in Wasserstoff, Kohlenstoff und evtl. Methan aufgespalten werden.
Die Schwelgase des Drehrohrofens werden vor Eintritt in den Reaktor zunächst entstaubt; die aus dem Reaktor austretenden Gase durchsetzen erst einen Wärmetauscher und werden dann einer Gaswäsche unterworfen.
Die Verschwelung des Mülls im Drehrohrofen erfolgt zweckmäßig bei einer Temperatur zwischen 450 und 650° C, vorzugsweise zwischen 500 und 600° C.
Die Erfindung sei im folgenden anhand eines in der Zeichnung schematisch veranschaulichten Ausführungsbcispieies näher erläutert.
Die Anlage enthält einen indirekt beheizten Dr«.,irohrofen 1, einen Entstaubungszyklon 2, einen indirekt beheizten Reaktor 3, einen Wärmetauscher 4 und eine Gaswascheinrichtung 5.
Der Müll wird bei 6 aufgegeben. Der im Drehrohrofen 1 anfallende Schwelkoks (Pyrolyseschlacke) wird bei 7 abgezogen, die Schwelgase bei 8. In den Reaktor 3 treten die Schwelgase oben (bei 9) ein und unten (bei 10) aus. Die Beheizung des Reaktors 3 erfolgt beispielsweise durch gereinigtes Pyrolysegas, das den äußeren Mantel 3a des Reaktors 3 von unten nach oben durchströmt (Pfeil 11). Im Wärmetauscher 4 wird das Pyrolysegas abgekühlt und in der Gaswascheinrichtung 5 einer Nachwäsche unterzogen. Das Waschwasser wird bei 12 abgezogen; das gereinigte Pyrolysegas wird über ein Gebläse 13 abgeführt und zum Teil zur Beheizung der Reaktoren zurückgeführt.
Der Drehrohrofen 1 besitzt zweckmäßig ein Durchmesser-Längen Verhältnis von 1 :6 bis 1:10 und wird bei etwa 500 bis 600°C unter größtmöglichem Ausschluß von Luft betrieben.
Bei einem Durchsatz von ca. 300 kg Müll/h im Drehrohrofen ist für die Crackung organischer Bestandteile im entstandenen Schwelgas eine Cracksäule im Reaktor 3 ausreichend. Diese Säule besteht beispielsweise aus einzelnen Keramikröhren (Außendurchmesser 440, Innendurchmesser 400 mm), die mit einem Spezialkitt miteinander verbunden sind. Die Höhe der Cracksäule beträgt insgesamt ca. 6,6 m.
Am unteren Säulenende des Reaktors 3 ist ein Brenner angebracht, der beim Anfahren der Anlage mit Erdgas, anschließend mit gereinigtem Pyrolysegas
ίο betrieben wird. Die Säule steht in einem ausgemauerten Ofenraum mit 470 mm Durchmesser.
Die Wand der vom Pyrolysegas durchströmten Cracksäule des Reaktors besteht aus Siliciumcarbid-/ Aluminiumoxyd-Steinen mit einem SiC-Anteil von ca.
60% und einem Aluminiumoxyd-Anteil von 30%. Dieser Bereich ist ferner mit einem Schutzanstrich aus Wasserglas versehen.
Das mit dieser Anlage gewonnene Reingas hat, je nach Anteil organischer Bestandteile im Müll, folgende Trockengas-Zusammensetzung:
Wasserstoff "".-50%
Kühlen rnönöxyd 25 — Ή5%
Stickstoff bis zu 5%
Kohlendioxyd bis zu 4%
Methan 5-12%
Restkchlen Wasserstoffe bis zu 0,5%
Sauerstoff maximal 1%
Es versteht sich, daß die oben zur Auslegung eines Reaktors gemachten Angaben nur als Beirpielswerte zu verstehen sind, die ja nach Müllart und Durchsatz konstruktiven Abwandlungen unterliegen.
Wie sich bei den der Erfindung zugrunde liegenden Versuchen herausstellte, findet bei den Temperaturen der Hochtemperatur-Crackung (oberhalb 1000"C) zwischen dem im Pyrolysegas enthaltenem Wasserdampf und dem unmittelbar bei der Crackung sich bildenden Kohlenstoff die Wassergasreaktion statt
W (C + H2O- Co + H2),
die einerseits zur zumindest leilweisen Umsetzung des entstehenden Kohlenstoffs führt und andererseits durch die dabei entstehenden Gase eine Vergrößerung der •ι-5 anfallenden Gasmenge ergibt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Hochtemperaturbehandlung von durch Pyrolyse von Müll aller Art in einem Drehrohrofen unter weitgehendem Luftabschluß erzeugten Schwelgasen bei einer Temperatur zwischen 1000 und 12500C zwecks Crackung der in den Schwelgasen enthaltenen langkettigen organischen Bestandteile, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochtemperaturbehandlung der Schwelgase in einem von den Schwelgasen frei durchströmten, indirekt beheizten rohrförmigen Reaktor erfolgt, dessen Wand aus 60 bis 80% Siliciumcarbid und 10 bis 30% Aluminiumoxyd besteht
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochtemperaturbehandlung in einem Reaktor erfolgt, dessen Wand aus einem Siliciumcarbid-/Aluminiumoxyd-Stein besteht, dessen Dichte zwischen 1,7 und 2,1 kg pro Liter beträgt
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichte zwischen 1.8 und 2,0 kg pro Liter beträgt
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die indirekte Beheizung des Reaktors nach dem Anfahren mit gereinigtem Pyrolysegas erfolgt
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Verweilzeit der Schwelgase im Reaktor innerhalb eine» Bereiches von 0,05 bis 1,5 s so groß gewählt wird, daß alle in den Schwelgasen vorhandenen !angkettigen organischen Verbindungen möglichst vollständig in Wasserstoff, Kohlenstoff und evtl. Methan aufgespalten werden.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Wand d s Reaktors einen Schutzanstrich aus Wasserglas aufweist.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Schwelgase des Drehrohrofens vor Eintritt in den Reaktor zunächst entstaubt werden und die aus dem Reaktor austretenden Gase erst einen Wärmetauscher durchsetzen und dann einer Gaswäsche unterworfen werden.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschwelung des Mülls im Drehrohrofen bei einer Temperatur zwischen 450 und 6500C, vorzugsweise zwischen 500 und 6000C, erfolgt.
DE19772751007 1977-11-15 1977-11-15 Verfahren zur Hochtemperaturbehandlung von durch Pyrolyse von Müll erhaltenen Schwelgasen Expired DE2751007C2 (de)

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