DE3440612A1

DE3440612A1 - Verfahren zum herstellen brikettierter brennstoffelemente aus organische bestandteile enthaltenden abfallprodukten

Info

Publication number: DE3440612A1
Application number: DE19843440612
Authority: DE
Inventors: Wolfgang 2800 Bremen Klunker
Original assignee: ERZEUGUNG und ZUM VERTRIEB UMW
Current assignee: ERZEUGUNG und ZUM VERTRIEB UMW
Priority date: 1984-11-07
Filing date: 1984-11-07
Publication date: 1986-05-07

Description

Gesellschaft zur Erzeugung und zum Vertrieb umweltfreundlicher Festbrennstoffe aus Biomasse und Abfällen mbH, Senator-Fritze-Straße 1, 2800 Bremen 1

Verfahren zum Herstellen brikettierter Brennstoffelemente aus organische Bestandteile enthaltenden Abfallprodukten

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von brikettierten Brennstoffelementen, die aus organische "Bestandteile"enthaltenden Abfallprodukten, also insbesondere Müll und hier wieder insbesondere Hausmüll, wenigstens einem organischen Stoff mit einem höheren Heizwert (als der Müll od. dgl.) , insbesondere Kohle pnd mindestens einem Schadstoff-Bindemittel, insbesondere Kalk (CaO), bestehen und unter Druckbeaufschlagung bei einer über der Umgebungstemperatur liegenden Betriebstemperatur hergestellt werden.

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Das Problem einer sinnvollen Müllverwertung besteht bekanntlich seit eh und je, und zwar insbesondere in größeren Städten, Gemeinden od.dgl., in denen tagtäglich eine ganz erhebliche Müllmenge anfällt, die insbesondere aus Hausmüll, aber auch aus sog. Industriemüll besteht.

Man hat sich diesem Problem über lange Zeit zunächst lediglich mit Blick auf eine Müllvernichtung, d.h. letztlich eine Reduzierung des anfallenden Müllvolumens angenommen, wofür unterschiedlichste Methoden bekanntgeworden sind. Eine wesentliche Methode bestand und besteht in der einfachen Verbrennung von Müll, wobei man zunächst die hiermit verbundenen Umweltgefahren nicht erkannt hat und - nachdem man sie erkannt hatte - diese bisher noch immer kaum in befriedigender Weise beherrscht, da Müll bekanntlich eine Vielzahl von Schadstoffen enthält, bzw. da bei einer Verbrennung derartige Schadstoffe entstehen, die letztlich nicht nur zu Erscheinungen wie dem sog. sauren Regen beitragen, sondern sogar zu höchst giftigen Verbrennungsprodukten wie insbesondere Dioxin führen können, wie zwischenzeitlich verläßlich festgestellt worden ist.

Eine andere Verwertungsmöglichkeit von Müll wurde beispielsweise darin gesehen, diesen paketartig zu verpressen und

hiermit Bauelemente zu gewinnen, die beispielsweise für eine Uferbefestigung od.dgl. - teilweise mit großem Erfolg eingesetzt worden sind.

Insbesondere seit der sog. ersten Ölkrise - und verstärkt seit der sog. zweiten Ölkrise - hat man bzgl. des ständig in großen Mengen anfallenden Mülls aber auch - abgesehen von auf bestimmte im Müll enthaltene Materialien gerichtete Rückgewinnungsgedanken - z.T. völlig andere Überlegungen angestellt. Hierzu gehört in erster Linie die Ausnutzung der im (erhebliche organische Bestandteile enthaltenden) »

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Müll vorhandenen potentiellen Wärmeinhaltes. Dabei hat man alsbald erkannt, daß eine (reine) Verbrennung von Hausmüll od.dgl. für Feuerungszwecke nicht zu befriedigenden Ergebnissen führt, weil der Heizwert von Müll in aller Regel hierfür zu niedrig ist. Man ist dabei aber alsbald zu der Erkenntnis gekommen, daß eine Zumischung eines einen höheren Heizwert aufweisenden organischen Stoffes zum Müll und eine anschließende Aufbereitung durch Druckbeaufschlagung und/oder Temperaturbeaufschlagung zu brikettierten Brennstoffelementen führt, die zumindest industriemäßig als Brennstoff durchaus verwandt werden können. Hierzu wird lediglich beispielhaft auf die US-PS 4 372 749 verwiesen.

Im Verlaufe der Entwicklung ist dann weiterhin erkannt worden, daß es zur Erzielung befriedigender Ergebnisse nicht allein auf eine Heizwerterhöhxing ankommen kann, sondern daß darüber hinaus auch z.B. Zusatzstoffe zweckmäßig sind, um zu verkehrsfähigen Brennstoffelementen brikettierter .Art zu kommen. Als bevorzugter Zusatzstoff sei hier Kalk genannt, wie er beispielsweise bei dem sog. Simplex-Verfahren Verwendung findet und in der Literatur auch vielfach beschrieben ist (s.a. u.a. FR-A-2 389 477).

Weiterhin hat man erkannt, daß es nicht lediglich darauf ankommen kann, eine Mischung aus Müll und beispielsweise Kohle und beispielsweise Kalk überhaupt nur einer Druckbeaufschlagung zu unterwerfen, sondern daß eine solche Druckbeaufschlagung auch bestimmter Intensität sein muß. Hierzu wird beispielhaft auf die FR-A-2 389 477 bzw. die FR-A-994 789 verwiesen.

Im Verlaufe der Entwicklung ist dann weiterhin erkannt worden, daß es auch nicht allein auf die Herstellung verkehrsfähiger

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BOEHMERT& BOEHMERT 3ΛΛΠ6 1 ?

brikettierter Brennstoffelemente der hier in Rede stehenden Art mit einem wirtschaftlich noch interessanten Heizwert ankommen kann, sondern daß man darüber hinaus auch das Problem der Schadstoffbindung im Auge haben muß. In diesem Zusammenhang sei auf die DE-OS 33 29 771 verwiesen, welche sich mit der Bindung mit Schadstoffen bei der Herstellung von Briketts aus organischen Produkten oder Abfallprodukten befaßt, und die darauf abstellt, daß es bei Zugabe anorganischer Verbindungen wie CaO, MgO, MgCO , Al₃O₃ od.dgl. zu einer chemischen Bindung von Schadstoffen bei der Herstellung der brikettierten Brennstoffelemente kommen kann.

Es hat sich gezeigt, daß es zwecks Vermeidung einer beachtlichen Schadstoffemission nicht allein darauf ankommt, nur überhaupt einen Anteil der im Müll enthaltenen Schadstoffe bzw. der bei der Verbrennung ggf. entstehenden Schadstoffe zu binden, sondern daß hierfür ganz bestimmte Kriterien zu erfüllen sind. Ist nämlich der Schadstoff-Bindemittel-Überschuß - also im allgemeinen die Menge des zugesetzten Kalks - zu gering, so kommt es zwar zu einer teilweisen Schadstoffbindung, doch ist diese noch in höchstem Maße unbefriedigend.

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BOEHMERT & BOEBMERT. 3 A 4 0 6 1

Der vorliegenden Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Gattung anzugeben, mit dem sicherzustellen ist, daß es zu einer praktisch vollständigen Schadstoffbindung bzw. zumindest zu einer ganz erheblichen Verbesserung der Schadstoffbindung bei den hier in Rede stehenden brikettierten Brennstoffelementen kommt.

Die Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß der (MoI-)Überschuß des Schadstoffbindemittels, im allgemeinen also des Kalks, das Vierbis Achtfache des im Brennstoff enthaltenen Cl bzw. der bei der Verbrennung maximal freisetzbaren HCl bzw. H₂SO₄ beträgt.

Überraschenderweise ist nämlich nicht nur festgestellt worden, daß bei einer insbesondere beachtlich niedrigeren Relation noch eine ganz erhebliche Schadstoffemission erfolgt, sondern es wurde darüber hinaus auch festgestellt, daß eine Steigerung des zuzusetzenden Schadstoffbindemittels (z.B. Kalk) praktisch keine beachtliche Verbesserung mehr bewirkt. Bei einer erfindungsgemäßen Herstellung der hier in Rede stehenden Brennstoffelemente kommt es überraschenderweise zu einer Schadstoffbindung zwischen 96,5 und mehr als 99% (!),-so daß man praktisch davon sprechen kann, daß keine irgendwie beachtliche Schadstoffemission mehr erfolgt, wenn erfindungsgemäß gearbeitet wird.

Um die erfindungsgemäße Arbeitsweise sicherzustellen, ist weiterhin bevorzugt vorgesehen, daß die bei der Verbrennung der Brennelemente maximal freisetzbare HCl und/ oder H2S0^-Menge durch vorherige Analyse bestimmt wird, und daß der Schadstoff-Bindemittel-Überschuß aufgrund dieser Ergebnisse mengenmäßig

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festgelegt und entsprechend chargiert wird.

Bei der erfindungsgemäßen Arbeitsweise kommt es mithin praktisch nicht mehr zu der bekanntlich äußerst schädlichen HCl- und/oder H₂SO₄-EmXSSiOn. Da aufgrund der erfindungsgemäßen Arbeitsweise - wie ausgeführt - praktisch eine vollständige Bindung des im Brenngut vorhandenen Chlors in völlig unschädlichen Substanzen erfolgt (CaO + 2HCl = CaCl₂ + H2O), ist in dem bei der Verbrennung entstehenden Rauchgas mithin praktisch auch kein freies Chlor mehr vorhanden, welches zu radikalischen Chlorierungsreaktionen führen könnte, so daß aufgrund der erfindungsgemäßen Verfahrensweise u.a. auch praktisch sichergestellt ist, daß es nicht aufgrund derartiger radikalischer Chlorierungen zu einer Dioxin-Bildung kommen kann, also zu einem Material, welches spätestens eit der sog. Seveso-Katastrophe allgemein unter dem Begriff TCDD bekannt ist. Diese These, die unabhängig von dem erfindungsgemäßen Verfahren - bei der klassischen Müllverbrennung von einschlägiger Stelle aufgestellt worden und von der einschlägigen Fachwelt zunächst erheblich bezweifelt worden ist, hat sich im Rahmen der zur Verifizierung der Erfindung erfolgten Versuche zwischenzeitlich dahingehend bestätigt, daß bei erfindungsgemäß hergestellten Brennstoffelementen nicht nur praktisch kein freies Chlor, genauer gesagt keine freie HCl, im Rauchgas vorhanden ist, sondern daß auch kein Dioxin im Rauchgas nachzuweisen ist, welches anderenfalls bisher in einem nicht unbeachtlichen Umfange nachweisbar ist.

Weiterhin kommt es bei nicht frei werdendem Chlor bzw. HCl bezüglich der im Müll stets vorhandenen Metalle (nachstehend kurz mit "Me" bezeichnet) bzw. Metalloxide auch nicht zur Bildung von Metallchloriden (MeCl₂), die anderenfalls aufgrund der Reaktion

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MeO + 2 HCl = MeCl₂ + H₂O

entstehen und bekanntlich leichter flüchtig sind als entsprechende Metalloxide.

Auch eine Zersetzung gebildeter Fluoride mit einer Bildung von Fluorwasserstoff nach der Reaktion

NaF + HCl = NaCl + HF

findet bei stabiler Chlorbindung in den Brennstoffelementen nicht statt, wobei darauf hinzuweisen ist, daß HF bekanntlich etwa zwei bis drei Größenordnungen giftiger bzw. schädlicher ist als die schon außerordentlich schädliche HCl. - ' ......

Nicht zuletzt sei noch angemerkt, daß die bisher auftretenden starken Korrosionserscheinungen insbesondere der Kessel nicht mehr auftreten, die bisher ganz erhebliche Kosten verursachten.

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Claims

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GX 1225
2. November 1984

Ansprüche

1. Verfahren zum Herstellen von brikettierten Brennstoffelementen, die aus organische Bestandteile enthaltenden Abfallprodukten, also insbesondere Müll und hier wieder insbesondere Hausmüll, wenigstens einem organischen Stoff mit einem höheren Heizwert (als der Müll od.dgl.), insbesondere Kohle, und mindestens einem Schadstoff-Bindemittel, insbesondere Kalk (CaO) bestehen und unter ..., Druckbeaufschlagung bei einer über der Umgebungstemperatur liegenden Betriebstemperatur hergestellt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der (Mol)Überschuß des Schadstoff-Bindemittels das Vier- bis Achtfache des im Brennstoff enthaltenen Cl bzw. der bei der Verbrennung maximal freisetzbaren HCl bzw. H-SO, beträgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

die bei der Verbrennung der Brennelemente maximal frei

zusetzende HCl- und/oder H-SQ.-Menge durch (vorherige) Analyse bestimmt wird; und daß der Schadstoff-Bindemittel-Überschuß aufgrund der ermittelten Schadstoffmenge(n) eingestellt wird .

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