DE2833731C2

DE2833731C2 - Brikett zur Verwendung als Vergasungsausgangsstoff bestehend aus festem Müll, Kohle und einem Bindemittel

Info

Publication number: DE2833731C2
Application number: DE2833731A
Authority: DE
Inventors: Helmut W. Harrison N.Y. Schulz
Original assignee: DYNECOLOGY Inc HARRISON N Y US
Current assignee: DYNECOLOGY Inc HARRISON N Y US
Priority date: 1977-08-01
Filing date: 1978-08-01
Publication date: 1986-07-24
Also published as: GB2005716B; US4152119A; FR2399477B1; DE2833731A1; GB2005716A; FR2399477A1

Description

auf Trockenbasis betragen. Die sollte ausreichen, daß das Brikett im nach unten strömenden Fließbett seinen strukturellen Zusammenhalt behält Das Bindemittel ist besonders nötig beim Kompaktieren von Kohlestaub bei den höheren Kohle/Müll-Verhältnissen. Alle Teile und Prozentangaben beziehen sich im übrigen auf Gewicht, soweit nicht anders angegeben.

Das Trocknen der Rohbriketts erfordert eine erhebliche Verweilzeit im Schachtofen, je nach Größe und Gestalt des Briketts. So wurde in Versuchen gefunden, daß ein Brikett von 76 mm Durchmesser und 76 mm Höhe eine Verweilzeit von 76 Minuten braucht, um von 21°C auf 316°C vorgeheizt und vollkommen getrocknet zu werden. Viel größere Briketts, die zwar vom Gesichtspunkt der Produktionskosten erwünscht wären, wurden eine zusätzliche Verweilzeit und somit eine kostspielige größere Konverterhöhe für angemessenes Vorheizen und Trocknen benötigen. Im allgemeinen ist es vorteilhaft, ein Brikett von solcher Gestalt zu verwenden, daß es kurze Diffusions-vege für Gase und Dampf bietet Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird das Brikett daher in Form von regelmäßigen hohlen Vielecken oder Hohlzylindern extrudiert, die beispielsweise einen Außen-»Durchmesser« von 229 mm und einen Innendurchmesser von 76 mm haben. Ein solcher Hohlzylinder von 229 χ 229 mm hat das 30fache Volumen eines massiven 76 χ 76-mm-Zylinders, jedoch die gleiche Trocknungszeit, da die maximale Weglänge für den diffundierenden Dampf bei beiden Gestalten 38 mm beträgt Zusätzlich bieten Hohlzylinder einen freien Durchgang für die aufsteigenden heißen Vergasungsund Pyrolyseprodukte. Andere Formen mit ausgedehnter Oberfläche, wie Berl-Sätiel, w&den den gleichen Zweck erfüllen.

Die Hohlbriketts bieten ungewöLaliche Wärme-Übertragungsvorteile. AtIe Brikettypen können nicht nur mit Kokskohlen, sondern auch mit Anthrazitkohlen, nicht kokenden, bituminösen Kohlen, sub-bituminösen Kohlen und Ligniten (Braunkohlen) hergestellt werden.

Die extrudierten Körper, Briketts oder Pellets sind besonders zusammengesetzt, geformt und hergestellt, um die funktionellen und Betriebsbedingungen als Beschickungsmaterial zu erfüllen, welche die Leistung des in der US-PS 4052 173 beschriebenen neuartigen Vergasungsverfahrens verbessern. Diese neuartigen Briketts enthalten in einer bevorzugten Ausführungsform erstklassige bituminöse Kokskohle der östlichen USA als wesentlichen und vorzugsweisen Hauptbestandteil, ein Bindemittel und einen luftklassierten festen Stadtmüll oder äquivalentes Material, welches eine cellulosehaltige einschließende Matrix liefert, um ausgeschwitzte oder kondensierte Teere und Öle zu absorbieren und zurückzuhalten, bis diese zu nicht kondensierbaren, gasförmigen Produkten gekrackt und hydroformiert sind. Das erhaltene gasförmige Produkt hat nur 5 bis 10% des Volumens üblicher Verbrennungsprodukte von äquivalentem Energiegehalt, so daß es kostengünstig durch Waschen von möglicherweise luftverschmutzenden Bestandteilen befreit werden kann. Das gasförmige Produkt hat einen Heizwert von 2937 bis 3916 kcal/m³ und brennt mit der gleichen Flammentemperatur wie Erdgas. Das sind sehr brauchbare Heizwerte. Das Gasprodukt kann auf bekannte Weise in Gas von Pipeline-Qualität umgewandelt werden. Die Bemischung von 1 Teil Kohle pro Teil festem Stadtmüll liefert ein Gas mit dem vier- bis fünffachen Energieäquivalent als das von festem Stadimüll allein erhältliche, wobei eine bisher als unbefriedigend angesehene Kohle, nämlich Kokskohle, verwendet wird. Das Verfahren verwandelt also ein Uniweltverschmutzungsproblem in eine Energiequelle und verbessert die Verwendbarkeit der großen Reserven an Eastern Kokskohle.

Dem Beschickungsmaterial kann Dolomit zugesetzt werden, um mit bestimmten möglichen, die Umwelt verunreinigenden Bestandteilen, die in der Kohle oder dem Müll enthalten sind, z. B. Schwefelverbinduugen, zu reagieren und sie damit zu beseitigen. Die Dolomit-Menge hängt von der Schwefelmenge ab. Im allgemeinen wird der Dolomit in stöchiometrisch äquivalenter Menge zum Schwefelgehalt der Kohle eingesetzt Der Dolomit kann entweder durch Beimischung im Brikett oder getrennt als ein Beschickungsmaterial eingesetzt werden.

Die Briketts müssen so zusammengesetzt, gestaltet und hergestellt sein, daß sie bestimmten Bedingungen entsprechen. Bei der Verwendung im Simplex-Verfahren müssen die Rohbriketts ihre mechanische Festigkeit behalten und gleichzeitig in der Vorheiz- und Trocknungszone des Konverters eine wirksame Trocknung ermöglichen. Diese Bedingungen werden entweder durch Anwendung eines genügend hohen Preßdrucks ohne Bindemittel oder durch Zusatz eines billigen Bindemittels zur Mischung und Anwendung eines niedrigen Preßdrucks erfüllt Der Zerkleinerungsgrad des festen organischen Abfallmaterials hat auch einen unmittelbaren Einfluß auf die strukturelle Festigkeit des Briketts. Im allgemeinen ist die Festigkeit des grünen oder getrockneten Briketts um so größer, je feiner das Material zerkleinert wurde.

In der Praxis sollte das Verhältnis von Brikett-Durchmesser zur Teilchengröße des zerkleinerten Stadtmülls 6 bis 8 betragen. So kann man ein 305-mm-Brikett mit Abfallmaterial von 38 mm in der längeren Abmessung herstellen, während 51-mm-Briketts aus Abfallmaterial, das auf 6,4 mm Teilchengröße zerkleinert wurde, hergestellt werden sollten.

Das Brikett muß im Simplex-Verfahren auch eine angemessene strukturelle Unversehrtheit neigen, nachdem es die Pyrolyse- und Verkokungszone durchlaufen hat, so daß das durchgehend verkokte Brikett durch das Gewicht der darüber befindlichen Beschickung nicht zerdrückt oder übermäßig zu Feinkorn abgerieben wird, während es zur Teilverbrennungszone absinkt Es wurde gefunden, daß die Festigkeit des verkokten Briketts von der Menge der in der Mischung vorhandenen Kohle abhängt Hohe Verhältnisse von Kohle zu festem organischem Abfall, z. B. festem Stadtmüll, führen zu festeren verkokten Briketts als niedrige Verhältnisse. Wie oben erwähnt, wurde als praktische Grenze gefunden, daß Kohle/Müll-Verhältnisse unter 1 :2 zu Briketts mit ungenügender Druckfestigkeit oder Abriebfestigkeit führen.

Andererseits wurde gefunden, daß Kokskohle/Müli-Verhältnisse von über etwa 5 :2 (oder in einigen Fällen 3:1) keinen ausreichenden Schutz gegen unerwünschte Agglomeration der Charge bieten, wenn diese in die Pyrolyse- und Verkokungszone gelangt. Der Kohlegehalt wirkt aiso wie ein teerähnliches Bindemittel, das dem verkokten Brikett die gewünschten Struktureigenschaften eines Petroleumkoks verleiht, der dem Abrieb einer nach unten sinkenden Hochofenbeschickung widersteht. Das vorhandene cellulosehaltige Abfallmaterial wirkt als ein absorbierendes »Löschblatt«-Material, das die ausgeschwitzten oder kondensierten Teere und öle aufnimmt und zurückhält, bis sie bei den höheren

Temperaturen der Pyrolyse- und Verkokungszone pyrolysiert werden.

Ein anderer unerwarteter Vorteil der Briketts ist, daß sie einen reaktionsfähigeren festen Reaktionspartner liefern als der aus der gleichen Kohle gebildete Koks. So wurde durch Versuche gefunden (vgl. Beispiel 4), daß ein verkoktes Brikett, das Kohle und Müll im Verhältnis 1:1 enthielt, die 2j5fache Reaktionsfähigkeit eines 100%igen Kohlebriketts aus dem gleichen Kohletyp zeigte, wenn mit Dampf bei einer Temperatur von 1316°C umgesetzt wurde. Ähnlich wurde gefunden, daß ein verkoktes Simplex-Brikett der Zusammensetzung 3 -. 2 (Kohle/Müll) die 2,8fache Reaktionsfähigkeit eines 100%igen Kohlebriketts der gleichen Kohle bei der Umsetzung mit Kohlendioxid bei einer Temperatur von 1482° C zeigte (Beispiel 5). Die Bedeutung dieser überraschenden Tatsache ist, daß ein einziger Simplex-Konverter von 12,2 m Durchmesser die gleiche Produktionskapazität wie 26 konventionelle Lurgi-Vergaser haben würde.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung anhand von praktischen Äusführungsformen. Teile und Prozente beziehen sich auf Gewicht, soweit nicht anders angegeben.

Beispiel 1

25

100 Teile einer Pittsburgh Seam Kokskohle, welche feuchtigkeitsfrei die folgenden Analysenwerte zeigte: flüchtige Stoffe 38,6%; fixierter Kohlenstoff 54,2%; Asche 7,2%; und die folgenden Elementaranalysenwerte: C: 76,4%; H: 5,2%; 0:7,7%; N: 1,5% und S: 2,0%, werden gebrochen, so daß sie durch ein 4,7-mm-(4 mesh)-Sieb gehen, und zu 50 Teilen eines vom Bureau of Mines of College Park, Maryland, erhaltenen luftklassierten festen Stadtmülls ergeben. Die verschiedenen, typischerweise gewonnenen Fraktionen desselben sind im erzeugten Gewichtsverhältnis kombiniert und liefern die folgende Analyse: Aluminium 0,5%; Leder und Kautschuk 13%; Kunststoffe 7,5%; Textilien 4,6%; Well- pappe 4,7%; Papierprodukte 70,5%; Hofmüll 6,7%; Abfallfett und Schmutz 4,2%.

Dieser feste Stadtmüll wird auf kleiner als 6,35 mm zerkleinert und der gebrochenen Kohle in einem Zementmischer beigemischt Drei Gewichtsteile eines Li- gninderivats werden in Form eine,- von der Papierpulpindustrie stammenden Schwarzlauge mit 483% Feststoffgehalt zugesetzt Nach gründlichem Mischen wird die Mischung zur Herstellung von zylindrischen Briketts mit 824 mm Durchmesser χ 76,2 mm Höhe unter Verwendung einer hydraulischen Presse und einer zylindrischen Form von 203,2 ran Höhe verwendet Es wurde ein Kompaktierungsdruck von 176 kg/cm² und eine Preßzeit von 2 Minuten angewandt Der Feuchtigkeitsgehalt der grünen oder Rohbriketts wird durch 24 Stun- den Trocknen in einem Ofen bei 121°C bestimmt und beträgt demnach 15,2%. Bei der Prüfung auf Druckfestigkeit verformt sich das Rohbrikett ohne Bruch unter einer axialen Druckbelastung von 6804 kg. Das getrocknete Brikett verformt sich bei dem gleichen unbegrenz- ten Belastungstest ebenfalls ohne Bruch zu einem Pfannenkuchen. Nach vollständiger Verkokung des Briketts in einem Stickstoffstrom bei einer Temperatur von 1093⁰C während 45 Minuten widersteht das verkokte Brikett einer Druckbelastung von 134 kg oder 2,52 kg/ cm², bevor es in drei Stücke zerbricht. Das Brikett wurde durch Umsetzung mit Sauerstoff und Dampf bei 1649° C vollständig vergast und hinterließ die Kohlenasche und die aus dem festen Müll stammenden, nicht reagierenden Stoffe in Form einer geschmolzenen Schlacke.

Beispiel 2

Es wurde eine Pittsburgh Seam Kokskohle mit etwa den gleichen Analysenwerten wie die in Beispiel 1 und ein kommerziell verarbeiteter fester Stadtmüll, das Produkt Eco-Fuel 11 der Arthur D. Little, Inc, verwendet, um eine Anzahl von zylindrischen Briketts mit 31,8 mm Durchmesser χ 25,4 mm Höhe unter einem Druck von 126 kg/cm² aus gut gemischten Mischungen herzustellen, welche die folgenden Verhältnisse von gebrochener Kohle zu Eco-Fuel 11 aufwiesen: 100 :0; 75 :25; 66 :33 und 50 :50. Jeder Mischung wurde ein Stärkebindemittel in einer Menge von drei Gewichtsteilen auf Trockenbasis zugesetzt

Die grünen oder Rohbriketts jeder der obigen Zusammensetzungen wurden in Stapeln von jeweils drei Briketts Höhe zusammengestellt ^id in einen Ofen besonderer Bauart gebracht, der die Beobachtung der Briketts durch ein Schauglas ermöglichte, während diese einem Stickstoffstrom von 705⁰C ausgesetzt waren. Thermoelemente waren vorgesehen, um sowohl die Innentpnperatur des Briketts als auch die Temperatur der Gasatmosphäre zu messen.

Sobald die Temperatur der Briketts den Bereich von 482 bis 649°C erreichte, quoll der Stapel der 100%-Kohlebriketts sichtbar auf mehr als das Doppelte seines ursprünglichen Volumens. Seine ursprüngliche geometrische Form wurde durch plastischen Fluß vollkommen verformt, und drei getrennte Briketts verschmolzen zu einem einzigen mißgestalteten Klumpen. Dagegen behielten die drei Stapel der unter Beimischung von festem Müll hergestellten Briketts während der gleichen Behandlung ihre strukturelle Unversehrtheit, und der geringe Schwellungsgrad bedeutete einen Volumenzuwachs von weniger als 10%. Nach dem Abkühlen konnten die Stapel der Briketts mit der Gewichtszusammensetzung 50 :50 und 66 :33 leicht ohne jedes Ankleben voneinander getrennt werden. Der Stapel der Briketts mit der Zusammensetzung 75:25 konnte auch ohne weiteres getrennt werden, zeigte jedoch etwas Haftung an den Grenzflächen der Briketts.

Beispiel 3

Es wurde eine Pittsburgh Seam Kokskohle der gleichen Zusammensetzung wie in Beispiel 1 und zerkleinerter luftklassierter fester Stadtmüll von der gleichen Quelle wie in Beispiel 1 verwendet, um Briketts in der Form eines Hockey Pucks von 503 mm Durchmesser χ 25,4 mm Höhe unter Verwendung einer hydraulischen Presse wie in Beispiel 1 herzustellen. Die hergestellten Mischungen entsprachen Kohle/Müll- Mischungsverhältnissen von 1 :3, 1 :2, 1 :1, 2 :1 und 5 :2. Ein ligninhalt'iges Schwarzlaugen-Bindemittel äquivalent zu 3% auf Trockenbasis wurde in jedem Fall zugesetzt

Die Briketts wurden in den Prüfofen gestellt, getrocknet und bis auf eine schließliche Verkokungstemperatur von 1093⁰C pyrolysiert Die Gesamterhitzungszeit betrug 60 Minuten. Die Strukturfestigkeit der Briketts wurde bestimmt durch die Druckfestigkeit bei einem Drucktest ohne Begrenzung auf einem Instron-Druckprüfer. Die Ergebnisse dieser Prüfungen sind in der folgenden Tabelle angegeben:

Brikettzusammensetzung Verhältnis Kohle/Müll

Druckfestigkeit in 0,0703 kg/cm² Axiale Richtung Brikettzusammensetzung Verhältnis Kohle/Müll

Relative Reaktionsgeschwindigkeit %, C/Minute

1 :3	Beispiel	15:8	4	100	10	F	: 0	Beispie! 6	2,28
1 :2	29:6	66	:33		3,90
1 :1	37:4	50	:50	4,21
2:1	41 :2
5:2	48:7

	*c u/iitvif»n !**	,,ff L-I

Es wurden eine Pittsburgh Seam Kokskohle und zerkleinerter luftklassierter Stadtmüll der gleichen Quelle und Zusammensetzung wie die im Beispiel 1 verwendet, und unter Zusatz von 3% Klärschlamm-Feststoffen als Bindemittel wurden unter einem Druck von 211 kg/cm² Briketts in Form von Hockey Pucks von 50,8 mm Durchmesser χ 25,4 mm Höhe geformt. Die Briketts wurden mit Kohle/Müll-Verhältnissen von 100:0, 66 :33 und 50 :50 hergestellt und in einem Stickstoffstrom bei 1093⁰C verkokt.

Die verkokten Briketts zeigten nach dem Abkühlen einen guten Strukturzusammenhalt. Sie wurden gewogen, wieder in den Ofen gebracht, in einem Stickstoffstrom auf 1316° C erhitzt und dann bei dieser Temperatur mit Dampf umgesetzt, indem man ein gleiches Volumen Dampf dem vorgeheizten Stickstoffstrom zusetzte. Die relativen Reaktionsgeschwindigkeiten der drei Brikettmischungen mit Dampf wurden aus dem Gewichtsverlust berechnet, den jedes Brikett nach 15 Minuten Behandlung in der gleichen Umgebung aufwies. Die in der folgenden Tabelle aufgeführten Reaktionsgeschwindigkeiten paßten zu den durch gaschromatographische Analyse im Abgasstrom bestimmten Kohlenmonoxid- und Wasserstoffkonzentrationen.

Brikettzusammensetzung Verhältnis Kohie/Müll

Relative Reaktionsgeschwindigkeit %, C/Minute

100: 0
66:33
50:50

2,75 3,41 3,87

Beispiel 5

Vollständig verkokte Briketts der gleichen Abmessungen und Zusammensetzung wie die in Beispiel 4 wurden in einem speziellen Prüfofen, der mit einer elektrischen Lichtbogenheizung versehen war, in einem Stickstoffstrom auf eine Temperatur von 1482° C erhitzt Ein gleiches Volumen von Kohlendioxid wurde dann als Nebenstrom eingeleitet und die Energiezufuhr wurde so geregelt daß die gewünschte Reaktionstemperatur von 1482°C erhalten blieb. Nach 12 Minuten Einwirkung dieses 50-50 N2/CO2-Stroms wurden die Briketts in einem kalten Stickstoffstrom abgeschreckt Die abgekühlten Briketts wurden aus dem Ofen entnommen, und es wurde ihr Gewichtsverlust bestimmt Ausgedrückt als Prozentanteil des durch die Reaktion mit CO₂ verbrauchten Kohlenstoffgehaltes waren die relativen Reaktionsgeschwindigkeiten wie folgt: müll der gleichen ungefähren Zusammensetzung wie in Beispiel 1, 50 Teile einer gebrochenen Pittsburgh Seam Kohle mit 4,6% Schwefelgehalt, 3 Teile gekochtes Stärkebindemittel (Trockenbasis) und 7,2 Teile fein gebrochener Dolomit gut gemischt und die Mischung mit einem Druck von 2!1 kg/cm² *» Brikett"! von 76.2 mm Durchmesser χ 76,2 mm Höhe geformt. Eine Charge von 200 solcher Briketts wurde in einem Versuchs-Schachtofen verarbeitet, indem man der Basis des Vergasers eine Mischung von Sauerstoff und Dampf zuführte, um in der Herdabteilung eine Verschlackungstemperatur aufrechtzuerhalten. Das Produktgas wurde auf schwefelhaltige Verunreinigungen analysiert. Ein ähnlicher Lauf wurde mit einer Brikettcharge ähnlicher Zusammenc ätzung, jedoch ohne die Beimischung von gebrochenem Dolomit, durchgeführt, und dasierhaltene Produktgas wurde wiederum auf schwefelhaltige Verunreinigungen analysiert. Ein Vergleich der Ergebnisse zeigte, daß der Lauf mit dolomitbeisdenen Briketts ein Produktgas erzeugte, das nur 21,2% der schwefelhaltigen Verunreinigung im Vergleich mit dem Produktgas des Vergleichslaufs ohne Dolomitzusatz enthielt.

Beispiel 7

Es wurde ein zerkleinerter luftklassierter Stadtmüll und gebrochene Pittsburgh Seam Kohle der im Beispiel 1 angegebenen Zusammensetzung mit einem Kohle/ Müll-Verhältnis von 3 :2 und 3% eines Abfallölbindemittels (bezogen auf das trockene Gewicht der gesamten Mischung) eingesetzt, um unter einem Druck von 189 kg/cm² ein großes Brikett mit einer Höhe von 228,6 mm, einem Außendurchmesser von 228,6 mm und einem konzentrischen zylindrischen Loch mit einem Durchmesser von 76,2 mm zu formen.

so Dieses Brikett wurde in einen Trockenofen gebracht, der mit einem schwachen Stickstoffstrom gespült und bei einer Temperatur von 316°C gehalten wurde. Aus den gleichen Bestandteilen und mit den gleichen Konzentrationen wie dieses Hohlbrikett wurde ein massives zylindrisches Brikett von 76,2 mm Durchmesser χ 76,2 mm Höhe hergestellt und zur gleichen Zeit in den gleichen Ofen gegeben. Beide Briketts waren mit Chromel-Alumel-Thermoelementen versehen. Im 76,2 mm-Brikett war dieses Thermoelement längs der Achse in 38,1 mm Abstand von jeder Seitenfläche angeordnet Im größeren Hohlbrikett das etwa die 30fache Menge des kleineren massiven Briketts enthielt waren drei Thermoelemente in etwa 38,1 mm radialem Abstand von der Peripherie und in Winkelabständen von etwa 120° eingesetzt die jeweils 50,8 mm, 1143 mm und 177,8 mm von der Unterseite endeten. Eine Aufzeichnung der Zeit-Temperatur-Profile zeigte ausgeprägte Trocknungsstufen, während der die Temperatur bei et-

wa 100⁰C blieb. Die Länge der Trocknungsstufe des kleinen massiven Briketts betrug 46 Minuten, während die des großen hohlen Briketts 49 Minuten betrug.

Beispiele

Es wurden zerkleinerter luftklassierter fester Stadtmüll und gebrochene Pittsburgh Seam Kokskohle von den gleichen Quellen und mit der gleichen Zusammensetzung wie im Beispiel 1 verwendet. Zylindrische Briketts von 57,1 mm Durchmesser χ 50,8 mm Höhe wurden unter Zusatz einer kleinen Menge Wasser und Anwendung eines Preßdrucks von 4060 kg/cm² mit Kohle/ Müll-Verhältnissen von 1:1,2:1 und 3 :1 hergestellt. Alle drei Brikettmischungen zeigten befriedigende strukturelle Unversehrtheit sowohl im »grünen« Rohzustand (mit einem Feuchtigkeitsgehalt von ca. 13%) und nach Trocknen in einem Ofen bei 121⁰C während 24 Stunden. Nach Verkoken in einem Stickstoffstrom bei 1038⁰C zerbrachen die Briketts unter Drucklasten von 2,73, 1,96 und 1,40 kg/cm² in absteigender Folge des Kohlegehalts.

Beispiel 9

25

Es wurden 50 Teile einer Western Kohle aus Rosebud County, Montana, mit der folgenden ungefähren Analyse: Feuchtigkeit 20,8%; flüchtige Bestandteile 30,6%; fixierter Kohlenstoff 41,2%; Asche 7,4% und der folgenden Elementaranalyse (auf trockener Basis): Wasser- stoff 4,5%; Kohlenstoff 68,7%; Sauerstoff 15,7%; Stickstoff 0,9%; Schwefel 0,9% sowie 50 Teile grob gemahlener Holzpulpe und vier Teile Abfall-Kurbelgehäuseö! eingesetzt, um unter einem Druck von 224 kg/cm² massive Briketts von 82,5 mm Durchmesser und 76,2 mm Höhe zu formen. 180 der getrockneten Briketts wurden geviertelt, indem man sie in beiden Richtungen mit einer Bandsäge halbierte, und in einen Schachtofen von 3,05 m Höhe mit einem Querschnitt von 522,6 cm² gegeben. Die Säule der Briketts wurde von einem Zirconoxidgitter nahe der Basis des Ofens gehalten. Eine elektrische Lichtbogenfackel wurde benutzt, um die untere Schicht der Brikettcharge in einem Stickstoffstrom auf 538° C zu erhitzen. Dann wurden der Basis des Schachtofens getrennte Ströme von 50% Sauerstoff in Stickstoff und Dampf zugeführt, und man ließ die Temperatur in der Teilverbrennungszone bei gelöschter Lichtbogenfackel auf 1593°C ansteigen. Der Lauf wurde 85 Minuten fortgesetzt, und während dieser Zeit wurden 75% der Charge verbraucht Im Verlauf dieses Chargenlau- so fes wurde kein Anzeichen von Agglomerierung (Zusammenbacken, Brückenbildung oder Kanalbildung) beobachtet Eine etwa nach der halben Laufzeit des Versuches genommene Gasprobe zeigte die folgenden Analysenwerte: CO: 42,5%; H₂:37,6%; CO₂:12%;CH₄:5,7%; C_xH/ 1,5%; H₂S: 0,4%. Diese Analysenwerte sind ausgedrückt auf einer stickstoff- und feuchtigkeitsfreien Basis.

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Claims

1 2 rialien in einer Konzentration von 2 bis 6 Gew.-%, bezo- Patentansprüche: gen auf die Trockenbasis, eingesetzt wird. Zur Herstellung der Briketts sind keine kostspieligen

1. Brikett zur Verwendung als Vergasungsaus- Bindemittel und Hartpech erforderlich, sondern es wergangsstoff zur Umwandlung in ein Gas mit hohem s den nur Stoffe verwendet, die in anderen Industriezwei-Wasserstoff- und Kohlenmonoxidgehalt, bestehend gen als Abfallstoffe anfallen. Ferner ist neben der aus einer gut vermengten Mischung aus festem Druckbehandlung keine Wärmebehandlung erforder-Müü, Kohle und einem Bindemittel, die unter ho- lieh, so daß der Energiebedarf zur Herstellung gering ist hem Druck verdichtet wird, dadurch gekenn- Die Wahl der Materialien und deren Anteile ergeben zeichnet, daß der Müll organischer Müll in io bei der Verbrennung ein Gas mit hohem Wasserstoff-Form von Stadtmüll, landwirtschaftlichen Abfällen, und Kohlenmonoxidgehalt, das industriell weiter ver-Lebensmittelabfällen, Papierabfällen, zerkleinertem wertbar ist

Holz, Holzabfällen und anderen cellulosereichen Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in

Materialien, daß die Kohle Kokskohle in einem den Unteransprüchen angegeben.

Gewichtsverhältnis von 0,5 bis 3 Teilen pro Teil 15 Die extrudierten Körper, Briketts oder Pellets, kön-

des festen organischen Mülls und daß das Binde- nen einen kreisförmigen oder regelmäßig oder unregel-

mtttel Wasser, Klärschlamm, ligninhaltige Ablau- mäßig vieleckigen Querschnitt aufweisen, und ihr

gen, Teerölkondensate, Restmelassen oder andere Durchmesser kann zwischen 2,54 und 32 5 cm liegen,

stärkehaltige Abfallmaterialien in einer Konzentra- Briketts ähnlicher Größe können beispielsweise in

tion von 2 bis 6 Gew.-%, bezogen auf die Trocken- 20 Form von Sätteln, Kissen, Hohlzylindern oder Ringen

basis, ist gestampft oder gepreßt sein. Es wurde gefunden, daß

2. Brikett nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich- ein Preßdruck über 70 kg/cm² beim Formen der genet, daß der feste organische Müll mehr als formten Gegenstände gute Ergebnisse liefert Vorzugs-50 Gew.-% celluloses Material aufweist weise liegt der Druck im Bereich von 140 bis 703 kg/

3. Brikett nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge- 25 cm². Die obere Grenze des Drucks ist nicht kritisch, kennzeichnet, daß die Formdnrckkraft wenigstens Praktisch wird er gewöhnlich 352 kg/cm² nicht überstei-70 kg/cm² beträgt gen. Wenn eine Extrudiervorrichtung benutzt wird, ist

4. Brikett nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da- sie vorzugsweise mit einem Verschluß oder Abschneidurch gekennzeichnet, daß die geometrische Form der ausgerüstet, der abwechselnde Verdichtungs- und ein zylindrisches Pellet ein kissenförmiges Brikett, 30 Auspreßzyklen des Kolbens oder der Strangpresse erein geripptes Extrudat oder ein gelochter fester möglicht, um eine Regelung des erforderlichen Kom-Körper ist paktierungsdrucks zu ermöglichen.

Fester Stadtmüll enthält normalerweise 25 bis 30% Feuchtigkeit, die teilweise aus Lebensmittelabfällen und

35 Gartenabfällen stammt Beim Pressen dieser Materialien können die ausgepreßten Säfte in der Mischung Bindemitteieigenschaften enthalten, besonders, wenn

Die Erfindung betrifft ein Brikett zur Verwendung als hohe Preßdrücke angewandt werden. Jedoch werden im

Vergasungsausgangsstoff zur Umwandlung in ein Gas allgemeinen vorzugsweise besonders ausgewählte Bin-

mit hohem Wasserstoff- und Kohlenmonoxidgehalt, be- 40 demittel als Zusatzstoffe verwendet um die strukturelle

stehend aus einer gut vermengten Mischung aus festem Festigkeit der getrockneten und pyrolysierten Pellets zu

Müll, Kohle und einem Bindemittel, die unter hohem erhöhen und ihre wirksame Verarbeitung in den unte-

Druck verdichtet wird. ren Vergasungszonen des Schachtofens zu verbessern.

Aus der CH-PS 45 270 ist ein derartiges Brikett be- Solche Bindemittel sind besonders erwünscht wenn sie

kannt bei welchem Steinkohlenklein, Kehricht und 45 gleichzeitig eine Möglichkeit bieten, ohne Umweltver-

Hartpech als Bindemittel verwendet wird. Zur Herstel- schmutzung unangenehme Abfallprodukte, wie entwäs-

lung des Briketts ist dort überhitzter Wasserdampf er- serten Klärschlamm, oder Abwasser der Papierindu-

forderlich, um das Hartpech zu verflüssigen. strie, wie ligninhaltige Schwarzlauge, oder Sulfitablauge

Ein aus der GB-PS 12 86 532 bekanntes Brikett be- zu beseitigen. Besonders entwässerter Klärschlamm

steht aus zerkleinertem und getrocknetem Abfall, pul- 50 und schwarze Ligninlauge haben sich als wirksam er-

verisierter Kohle und einem Bindemittel. Die Bestand- wiesen. So wurde beispielsweise gefunden, daß befriedi-

teile werden nach der Vermischung und Pelletisierung gende Briketts erhalten werden bei Verwendung von 50

einer Wärmebehandlung unterzogen. Teilen einer Pittsburgh Seam Kokskohle, 50 Teilen luft-

Ditse bekannten Briketts sind teuer in der Herstel- klassiertem festem Stadtmüll der Stadt Baltimore und 3

lung und lediglich als Hausbrand geeignet. 55 Teilen Klärschlammfeststoffen von einer Abwasserklär-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Brikett anlage der Stadt New York. Es sei bemerkt, daß das

der anmeldungsgemäßen Gattung anzugeben, das als Verhältnis von 50 :3 repräsentativ für das Verhältnis ist,

Vergasungsausgangsstoff geeignet und wirtschaftlich in welchem MSW und Klärschlamm-Feststoffe in einer

herstellbar ist amerikanischen Stadt anfallen. Andere befriedigende

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, 60 Bindemittel sind Abfallöl, Restmelasse und Abfallströ-

daß als Müll organischer Müll in Form von Stadtmüll, me der Stärkeherstellung. Bei der Verwendung von

landwirtschaftlichen Abfällen, Lebensmittelabfällen, Pa- wäßrigen Bindemitteln bei der Herstellung der Beschik-

pierabfällen, zerkleinertem Holz, Holzabfällen und an- kungsmischung wird überschüssiges Wasser während

deren cellulosereichen Materialien, als Kohle Kokskohle des Extrudier- oder Pelletisiervorgangs ausgepreßt, so

in einem Gewichtsverhältnis von 0,5 bis 3 Teilen pro Teil 65 daß die grünen oder Rohbriketts oder Pellets normaler-

des festen organischen Mülls und als Bindemittel Wasser, weise etwas Restfeuchtigkeit, z. B. 10 bis 20% Feuchtig-

Klärschlamm, ligninhaltige Ablaugen, Terrölkondensa- keitsgehalt beim Verlassen des Extruders oder der Pres-

te, Restmelassen oder andere stärkehaltige Abfallmate- se aufweisen. Die Menge an Bindemittel kann 2 bis 6%