DE3402215A1 - Verfahren, anlage und einrichtungen zur gleichzeitigen verwertung von muell und klaerschlamm - Google Patents

Verfahren, anlage und einrichtungen zur gleichzeitigen verwertung von muell und klaerschlamm

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DE3402215A1 DE3402215A DE3402215A DE3402215A1 DE 3402215 A1 DE3402215 A1 DE 3402215A1 DE 3402215 A DE3402215 A DE 3402215A DE 3402215 A DE3402215 A DE 3402215A DE 3402215 A1 DE3402215 A1 DE 3402215A1
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Description

Beschreibung:
Verfahren, Anlage und Einrichtungen zur gleichzeitigen Verwertung von Müll und Klärschlamm.
Die Erfindung betrifft eine gleichzeitige Verwertung von Müll (Siedlungsabfällen) und Klärschlamm, wobei Nichteisen-Sperrmüll und organischer Gewerbemüll nach einer sehr groben Vorzerkleinerung mitverwendet werden kann.
Die gleichzeitige Verwertung von Müll und Klärschlamm ist vor allem in Verbrennungsanlagen bekannt und wird dort in nennenswertem Umfang betrieben. Eine besonders vorteilhafte Anlage dieser Art hat der Feuerung eine Vorzerkleinerung, Mischung und Homogenisierung der Komponenten Rohmüll und (vorentwässerter) Klärschlamm vorgeschaltet. ( Müll und Abfall, Heft 3/83, S. 142 ). Die Erfindung geht von dieser Technik aus.
Nachteilig an der bekannten Technik sind folgende Punkte:
Eine Müllverbrennungsanlage rentiert sich wegen der hohen Investitionskosten erst bei einem Einzugsgebiet von mindestens ca. 300 GOO Einwohnern, ist also im »Vesen tlichen auf Ballungsgebiete beschrankt.
Die ausschließliche thermische Verwertung der Abfälle ist nicht besonders lukrativ.
Die haute erforderliche Rauchgasreinigung macht solche Anlagen in der Investition und im Betrieb wesentlich teurer als früher.
Sogenannte "Recyclinganlagen" zur Sortierung der Abfälle in einzelne "Wertstoffe" (Secundär-Rohstoffe) haben sich nicht bewährt, der Aufwand steht in keinem Verhältnis zum Erlös, die Produkte sind wegen der Kontaminierung mit Schmutz und Mikroorganismen (Bakterien,Keime) kaum verkäuflich.
Die Aufgabe für die Erfindung ist die Herstellung einiger ι η i gut verkäuflicher Produkte aus den eingangs ge- ' nannten Abfällen in einer unkomplizierten, wirtschaftlich arbeitenden Anlage.
Einen //eg hierzu zeigt die Konvertierung von Klärschlamm oder einem Müll-Klärschlamm-Gemisch zu Öl. (Bild der Wissenschaft, Heft 9/81, Seiten 68 bis 77 ). Dieses Verfahren konnte sich jedoch großtechnisch noch nicht durchsetzen, weil Klärschlamm nur bis auf etwa 40 % Trockensubstanz, also 60 % Wassergehalt, mechanisch entwässert werden kann. Die Verdampfung der restlichen Wassermenge verbraucht mehr Energie, als in dem gewonnenen Schwelgas und Pyrolyseöl enthalten ist.
Die Brikettierung von Müll und Klärschlamm erfordert ebenfalls eine erhebliche Wasserverdampfung. Versucht wurde dabei, eine Art biologischer Vor-Trocknung des zerkleinerten Gemisches in einer Rotteanlage. Der Aufwand bisher bekannter Anlagen kann keinesfalls als wirtschaftliches Konzept angesprochen werden. Vor allem sind die Verschleiß-
[^ ω i π ο π
kosten xaKxaxa Zerkleinerungsanlagen und auch bei den Brikettier- bzw. Pelletiermaschinen enorm. Wenn nicht eine energieaufwendige Heiß trocknung über längere Zeitdauer vor der Brikettierung angewendet wird, sind dia Briketts hygienisch nicht einwandfrei. Vor allem zerfallen derartige Briketts unter dem Einfluß von Feuchtigkeit und beginnen ; zu rotten oder zu faulen, z.B. wenn sie im Regen oder bei feuchter Luft transportiert oder gelagert werden.
Besser sind Briketts, die aus zerkleinertem Müll und zerkleinerter Kohle hergestellt werden. (Müll und Abfall Heft 12/83 Seiten 308 und 309.) Dieses Verfahren erfordert aber eine gesonderte Kohlemahlanlege , die nur bei hoher Durchsatzleistung, z.B. für ein mit Kohlenstaub befauerte.s Kohlekraftwerk, rentabel ist. Außerdem kann bei diesem Verfahren Klärschlamm nicht oder nicht in nennenswertem Umfang mitverwendet Werden. Auch hierbei treten sehr hohe Kosten, vor allem Verschleißkosten, bei der Müll-Feinzerkleinerung auf.
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Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1, eine Anlage gemäß Anspruch 2 und Einrichtungen gemäß der Ansprüche 3 und 4 .
Ein hochwertiges, nicht aus undefinierbaren Gemischen aus Aliphaten, Aromaten, Teer etc. bestehendes Pyrolyseöl ist ein gut vermarktbares Produkt, sei es als gut und bei geringem Volumenaufwand lagerfähiger Brennstoff, der vor allem in den Wintermonaten eingesetzt werden kann während eine Müllverbrennungsanlage die Wärme-Energie ( bei der einzig wirtschaftlichen Kra f t-VVä rme-Koppelung) im Sommer nutzlos "verpulvert", als Treibstoff für Schwerölmotore oder als Chemierohstoff.
Hygienische und gut lagerfähige Brenn-ßriketts sind ebenfalls gut verkäuflich, wie die Herstellung von Müll-Kohle-Briketes zeigt. Statt Kohle wird hier das Abfallprodukt Schwelkoks verwendet (das im übrigen bei den bekannten Müll-Pyrolyse-Anlagen nicht verwertet wird!) und eine Kohlemahlanlage erübrigt sich, da der Schwelkoks nach der Verschwelung eines in einer Kugelmühle aufbereiteten Müll-Klärschlamm-Gemisches feinkörnig anfällt. Die vor allem mit Keimen und Bakterien behafteten Küchenabfälle werden bei einem Siebdurchgang von ca 200 mm in die Verschwelung (zusammen mit Klärschlamm) geleitet, also η i c h t brikettiert, der zur Brikettierung gelangende Siebüberlauf hat außerdem eine wesentLich geringere Feuchtigkeit. Durch die Mischung mit dem heißen Schwelkoks wird die für eine Brikettierung schädliche Feuchtigkeit verdampft und Mikroorganismen werden abgetötet, sodaß ein hygienischer, nicht mehr rottender oder faulender Brikett-Brennstoff entsteht, ähnlich dem aus einem Müll-Kohle-Gemisch. Die hohen Verschleißkosten bekannter Brikettieranlagen werden durch den Einsatz auch einer Kugelmühle zur Zerkleinerung des Siebüberlaufs und ggf. zusätzlicher Biomasse vermieden. Neben Öl und hochwertigen Briketts sind allenfalls Eisenschrott und in Ballen gepreßte Plasticfolien gut verkäufliche Produkte, vor allem wenn der Blechdosenschrott in sauber kompaktierten, kleinen Klümpchen hinter einer Kugelmühle anfällt.
COPY
Vergleichbare Anlagen betreiben einen viel höheren Aufwand zur Vorsortierung mit Sieben und Windsich tem, der Einsatz einee einzigen Trommelsiebes mit einer einzigen, sehr großen Siebdurchgangsfraktion zur Vorabseparierung des Mülls ist ein weiterer wesentLicher Vorteil des Verfahrens.
Ganz entscheidend für das erfindungsgemäße Verfahren ist jedoch die wirtschaftliche Wasserverdampfung aus dem Müll-Klärschlamm-Gemisch durch die kombinierte Nutzung der bei einem Rottevorgang entstehenden Wärme mit starker Belüftung und zusätzlicher Sonnenwärme. Im Freien liße sich eine "Luft-Sonnen-Trocknung" praktisch nicht durchführen, weil es nicht immer Windstill ist. Die kombinierte Rotte-Luft-Solartrocknung in einer verglasten oder mit glasklarer Folie abgedeckten Halle wie etwa in einem Gewächshaus ist deshalb die wirtschaftlichste Trockenmethode für das Zerkleinsrungs-Mischgut aus Müll und Klärschlamm vor einer Verschwelung.
Ein zusätzlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß für den Anlagenbetreiber keine Reste anfallen, die deponiert werden müssen 1 Für die Beseitigung der Asche aus den Brennbriketts hat der Betreiber der Feuerungsanlage zu sorgen, das ist ein ganz normaler Vorgang. Durch die Mischung von Schwelkoks (mit allen Inertbestandteilen aus Müll und Klärschlamm außer Eisen) mit Biomasse, die, - wie bei Holzverfeuarung bekannt. einen sehr geringen Ascheanteil hat, liegt der Gesamt-Aschegehalt in der Größenordnung von Braunkohlebriketts. Auch der Heizwert dürfte mit Braunkohlebriketts vergleichbar sein.
Ein weiterV\ Vor teil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß Überschüsse aus zerkleinerterß iomasse zu Platten, vor allem Holzwerkstoff-Bauplatten mit mineralischen Bindemitteln, verarbeitet werden können. Während sonstige Holzwerks to ffplatten, z.B. Spanplatten oder zementgebundene "Duripaneel"-Platten von einem immer noch relativ teuren Holz-Ausgangsmaterial hergestellt werden, das als Rohstoff auch mit der Papier- und Zellstoff Industrie konkurriert, werden bei der Erfindung
nur Abfälle verwertet. Λ
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Die Figuren erläutern die Erfindung näher.
Fig. 1 zeigt ein Kästchenschema der Anlage Fig. 2 zeigt einen schema tischen Querschnitt durch eine Rotte-Luft-Solar-Trocknungsanlage
Fig. 3 zeigt schematisch den Längsschnitt durch eine derartige Anlage anderer Bauart.
Nach dem Schema der Fig. 1 trennt das Trommelsieb 1 den eingegebenen Rohmüll in den Siebdurchgang bei ca 200 mm Sieblochung = Fraktion I und den Siebüberlauf = Fraktion II. In der Kugelmühle 2 wird die Fraktion I zusammen mit Klärschlamm 3 aus einem Dosierbunker 4 zerkleinert, gemischt und homogenisiert'. Ein Überband-Magnetscheider 5 hebt die zu sauberen Klümpchen kompaktierten Eisenteile aus dem Zerkleinerungs-Mischgut. In der Rotte-Luft-Solat-Trocknungsanlage 6 wird dem Zerkleinerungs-Mischgut der größte Teil des Wassers entzogen. Gleichzeitig dient diese Anlage als Puffer bzw. Vorratsbehälter anstelle eines Dosierbunkers *
vor dem Schwelreaktor 7 «Das heiße Schwelgas gelangt in dia '
Kondensationsanlage 8 , in der es in Wasser, 9 , Öl IO - |
und unkondensierbares Gas 11 getrennt wird. Das Gas 11 <"!
wird Brennern 12. zur Beheizung des Schwelreaktors 7 züge- 1
führt. Als fester Rückstand verläßt den SchweIreaktor 7 '
heißer Schwelkoks 13 ♦
Die Fraktion II (Siebüberlauf) wird mittels Trommel-Magnet- f
scheider 14 vom Eisen befreit. Eine Folientrannanlage 15 η
kann anschließend, falls gewünscht, die Pias tiefolien aus- "\
lesen. Der organische Rest dieser Fraktion II wird in einer .,.'-Kugelmühle 16 ggf· zusammen mit Abfällen aus Biomasse 17 ·
zerkleinert. Das Zerkleinerungsgut 18 wird zumindest teilweise mit dem Schwelkoks 13 gemischt und in der Brikettpresse 19 zu Brenn-Briketts verarbeitet. Ein Teil des Zerkleinerungsgutes 18 kann auch zu Holzwerkstoffplattan 20 verarbeitet werden.
Fig. 2 zeigt ein Beispiel für eine vorteilhafte Rotte-Luft-Solar-Trockenanlage· Über der dachförmigen, luftdurchlässigen Stützkonstruktion 21 ist mit etwa gleichem ■. Böschungswinkel .22 das Schüttgut 23 aufgetragen. Über dem
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"Dachfirst" 24 dar Stützkonstruktion 21 ist die Aufgabevorrichtung 25 angeordnet, beispielsweise ein Förderband mit in Längsrichtung wandernder Abwurfeinrichtung. Über dem Schüttgut 23 ist z.B. entsprechend dem Böschungswinkel 22 die Zelthalle 26 aus transparenter Folie angeordnet. Unter dem Schüttgut 23 außerhalb der Stützkonstruktion 21 sind Entnahmevorrichtungen 27 , z.B. Stachelwalzen oder Förderschnecken angeordnet. Das Schutt- ■ gut 23 kann im unteren Bereich der Böschung durch Leitoder Begrenzungswände 28 über den entnahmevorrichtungen gehalten werden.
Fig. 3 zeigt unter einem flachen, transparenten (Zelt- ) Dach 29 eine stufenförmige Förder- und Umwälzeinrichtung 30 . Intermittierend schwenkbare Hubplattsn 31 haben und fördern bei intensiver Durchlüftung das Schüttgut 23 jeweils in die nächste Stufe und zuletzt in die Austragvorrichtung 32, z.B. eine Förderschnecke.
Die Ausführung der Rotte-Luft-Solar-Trockenanlage beschränkt sich nicht auf diese beiden dargestellten Beispiele.
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- Leerseite

Claims (2)

  1. Pe tor Voelskow \^1 7S69 HuLzinshaus 15
    Anm.Nr. 10 33 999 21.017 IS Ö4- '
    Patentansprüche:
    Verfahren, Anlage und Einrichtungen zur gleichzeitigen Verwertung von Müll und Klärschlamm unter Verwendung eines Trommalsiebes zur Vorklassierung des Mülls in eine Fraktion I kleiner ca. 200 mm (Siebdurchgang) und sins Fraktion II größer ca. 200 mm (Siebüberlauf), wobei die Fraktion I in einer Kugelmühle zusammen mit.Klärschlamm zerkleinert, gemischt und homogenisiert wird und nach einer Magneiaus-•Bcheidung der Eissnteile aerob gerottet und dann vers :hwel t {entgast, pvrolysiert,) wird wahrend die Fraktion II feinzerkleinert und brikettiert wird Qj-Vennzeichns t durch folgende Verfahreneschritte:
    a) .
    das Mahl-Mischgut aus (Müll-) Fraktion I und Klärschlamm wird hinter der Kugelmühle und äs® Magnetscheider einsr kombinierten Rotte - Luft - Sonnenvvä rme -- Tr;.;·;, k ρ υ.Tg jf.ter- :'.cgen,
    die anschließende Varschwelung findet bei einsr einstellbaren, im gesamten Verschwelungsreaktor sshr gleichmäßigen Temperatur statt mit einer maximalen Tempera turabweichung von 20 °, vorzugsweise 5 bis 10 ° ,
    nach der Kondensation des heißen Schwelgases in wäßrige Bestandteils, flüssige Kohlenwasserstoffe und nicht kondensierbares, kaltes Schwelgas wird dieses kalte Schwelgas zur Beheizung des Verschwelungsreaktors verbrannt,
    die (Müll-) Fraktion II wird nach einer Eisenabscheidung und ggf. Abtrennung von Kunstotoff-Folien ebenfalls in einer Kugelmühle zerkleinert, wobei ev. Abfälle von Biomas3e (Holzabfälla, Rinde, Stroh etc.) vor der Zerkleinerung zugesetzt werden,
    BAD ORIGIf
    e)
    das Zerkleinerungsgut aus 1 d) wird gemeinsam mit dem Schwelkoks aus 1 b) zumindest teilweise zu Briketts verpreßt wobei die Mischung des heißen Schwelkokses mit dem Zerkleinerungsgut eine Trocknung und Hygienisierung des Zerkleinerungsgutes bewirkt,
    f)
    der ev. Überschuß de9 Zerkleinerungsgutes aus 1 d) wird
    vorzugsweise zu Holzwerkstoffplatten verarbeitet, wobei in erster Linie an hydraulische Bindemittel ( Gips, Zement, Puzzolan, Sorelzement...) für die Plattenfabrikation - "" gedacht wird.
  2. 2. .
    Anlage zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 bastehend aus folgenden Anlagebausteinsn :
    a)
    einer Entladestelle mit Vorratskapazität für Rohinüll γ
    und dosierter Beschickung eines Trommelsiebes mit einer
    Λ Sieblochung von ca 200 mm φ ,
    b)
    einer Kugelmühle für die Fraktion I (Siebdurchgang) zu sammen mit Klärschlamm, der von einem geeigneten Bunker dosiert zugeführt wird und der vorzugsweise auf 25 bis 40 % Feststoffgehalt vorentwässert ist,
    c)
    einem Magnetscheider, vorzugsweise Überbandmagnetscheider, für das Zerkleinerungs-Mischgut aus 2b),
    d)
    einer Rotte-Luft-Solar-Trockenanlage für das eisenfreie Zerkleinerungs-Mischgut nach 2 c) in einer Halle mit transparenter Abdeckung, z.B. einer wie auch bei Gewächshäusern üblichen Zelthalle und einer Gutbelüftung, die das für den Rotteprozess erforderliche Maß übersteigt,
    e)
    einem Schwelreaktor mit indirekter Beheizung durch einen flüssigen Wärmeträger (Thermo-Öl, Salzschmelze, Metall- *7 schmelze) und einer regelbaren Gasheizung für den
    flüssigen Wärmeträger,
    einer Kondensationsanlage für da9 heiße Schwelgas aus 2 e) t wobei das neben Wasser und Pyrolyseöl anfallende kalte Schwelgas den Gasbrennern zur Beheizung des flüssigen Wärmeträgers nach 2 e) zugeführt wird,
    einem Magnetscheider, vorzugsweise einem mehrfach-Trommel-Magnetscheider, für die Fraktion II (Siebüberlauf) nach 2 a).
    alternativ einer Folientrennanlage für die eisenfreie Fraktion II nach 2 g) ,
    einer Kugelmühle zur Feinzerkleinerung des restlichen Grobgutes aus Fraktion II hinter 2 g) oder 2 h) vorzugsweise unter Zusatz von Biomasse-Abfällen aus Forstwirtschaft, Landwirtschaft, Holz-Papier- oder ZellstoffIndustrie,
    einer Brikettpresse zur Verpressung des Schwelkokses aus dem Schwelreaktor nach 2 e), vorzugsweise gemeinsam mit zumindest einem Teil des Zerkleinerungsgutas aus Biomasse und Siebüberlauf aus der Kugelmühle nach 2 i *
    Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 a) bzw. gemäß Anlage nach Anspruch 2 d) gekennzeichnet durch eine Licht- und Wärmedurchläsaige Halle, z.B. eine Zelthelle (26) mit transparenter Folienbespannung, einer dem Böschungswinkel (22) des Schüttgutes (23) entsprechend geneigten, dachförmigen und luftdurchlässigen Stützkonstruktion (21) , einer Aufgabevorrichtung (25) für das Schüttgut (23) über dem "Dachfirst" (24) der Stützkonstruktion (21) sowie mechanischer Entnahmavorrichtungen (27) außen am Boden der Stützkonstruktion (21) .
    BIO <**"-■
    Einrichtung nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, daß unter einem relativ flachen Hallen- (Zelthallen-} Dach (29) mit licht- und Wärmedurchlässiger Abdeckung eine stufenförmig ausgebildeste und intermittierend arbeitende Förder- und Umwälzeinrichtung (30) angeordnet ist, in der z.B. intermittierend schwenkbare, das Gut (23) jeweils in die nächste Stufe hebende und abwerfende Hubplatten (31) und am Förderende eine Austragvorrichtung (32) vorgesehen sind»
    COPY
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