DE3513485C2

DE3513485C2 -

Info

Publication number: DE3513485C2
Application number: DE3513485A
Authority: DE
Inventors: Wilfried Dipl.-Ing. 4722 Ennigerloh De Kreft
Original assignee: Krupp Polysius AG
Current assignee: ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Priority date: 1985-04-16
Filing date: 1985-04-16
Publication date: 1988-04-14
Also published as: DE3513485A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren (entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1) sowie eine Anlage zur Herstellung von Leichtbetonzuschlag aus Müll und Ton.

In neuerer Zeit wurden Bemühungen unternommen, die Herstellung von Leichtbetonzuschlag (Blähton) mit der Müllverbrennung im Drehrohrofen zu koppeln. Bei diesem Verbundverfahren werden aus Müll, Ton und Wasser Pellets hergestellt, die bei einem zur Zeit in Diskussion befindlichen Projekt unmittelbar der durch einen Drehrohrofen gebildeten Blähzone aufgegeben werden.

Ein derartiges Konzept ist jedoch mit verschiedenen Nachteilen behaftet. Um einen ausreichenden Bläheffekt zu erzielen, muß der die Blähzone bildende Drehrohrofen im Gleichstrom beheizt werden. Dadurch werden jedoch die feuchten Pellets beim Eintritt in die Blähzone einem so hohen Temperaturgradienten ausgesetzt, daß sie im allgemeinen bereits bei der ersten Berührung mit den heißen Gasen platzen.

Versucht man andererseits zur Vermeidung dieses Nachteiles, die feuchten Pellets zunächst zu trocknen und vorzuwärmen, ehe sie der Blähzone aufgegeben werden, so treten wegen des in die Pellets eingebundenen Mülls erhebliche Geruchsprobleme auf.

Bei einem bekannten Verfahren entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1 (DD-PS 1 53 361) wird demgemäß die Trocknung und Vorwärmung der Formlinge, beispielsweise Pellets, in der Vorwärmzone nur bis zu einer maximalen Temperatur von 200°C vorgenommen, um zu vermeiden, daß umweltbelastende gasförmige Stoffe freigesetzt werden. Die nur mäßig vorgewärmten Formlinge gelangen dann in einen Drehrohrofen, der vom auslaufseitigen Ende her beheizt, somit im Gegenstrom betrieben wird. Erst in diesem Drehrohrofen werden die Formlinge soweit erhitzt, daß schädliche gasförmige Verbindungen abgespalten werden.

Dieses bekannte Verfahren ist mit einem wesentlichen Nachteil behaftet. Da die Formlinge nur bis auf eine Temperatur zwischen 100 und 250°C getrocknet und vorgewärmt werden können (um eine Freisetzung umweltbelastender gasförmiger Verbindungen im Vorwärmprozeß zu vermeiden), besitzen die vorgewärmten Pellets bei Einführung in den Hochtemperatur-Reaktor nur eine ganz geringe Festigkeit. Um ein Zerfallen der vorgewärmten Pellets in der ersten Zone des Hochtemperatur-Reaktors zu vermeiden, muß der den Hochtemperatur-Reaktor bildende Drehrohrofen im Gegenstrom betrieben werden. Ein solcher Gegenstrombetrieb ermöglicht jedoch keinen ausreichenden Bläheffekt.

Die Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so auszubilden, daß - unter gleichzeitiger Vermeidung von Geruchsproblemen und unter Erzielung eines wärmetechnisch günstigen Wirkungsgrades - ein hoher Bläheffekt erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Im Unterschied zu dem aus der DD-PS 1 53 361 bekannten Verfahren werden bei der erfindungsgemäßen Lösung die Pellets in den Vorwärmzone mittels einer ersten Teilmenge der heißen Abgase der Blähzone auf eine Temperatur zwischen 500 und 900°C, vorzugsweise zwischen 650 und 750°C, vorgewärmt. Auf diese Weise erreicht man eine so hohe Festigkeit der vorgewärmten Pellets, daß die Erhitzung der Pellets in der Blähzone im Gleichstrom erfolgen kann, was eine unerläßliche Voraussetzung für die Erzielung eines guten Bläheffektes ist.

Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehene starke Vorwärmung der Pellets (auf eine Temperatur zwischen 500 und 900°C) hat andererseits zur Folge, daß die Abgase der Vorwärmzone umweltbelastende Geruchsbestandteile enthalten. Erfindungsgemäß werden daher die Abgase der Vorwärmzone durch Mischung mit einer zweiten Teilmenge der heißen Abgase der Blähzone auf eine zum Desodorieren der Abgase der Vorwärmzone ausreichende Temperatur erhitzt. Wie Versuche zeigten, zersetzen sich nämlich nahezu alle bei der Müllverbrennung entstehenden Geruchsstoffe bei einer Temperatur von etwa 800°C. Erhitzt man daher die Abgase der Vorwärmzone mittels der zweiten Teilmenge der heißen Abgase der Blähzone auf eine Mischtemperatur von mindestens 800°C, so werden störende Geruchsprobleme vermieden. Die Mischgase können dann ohne weiteres einer wärmetechnischen Verwertung, beispielsweise einem zur Dampferzeugung dienenden Abhitzekessel, zugeführt werden.

Wie Versuche zeigten und wie noch an einem Beispiel erläutert wird, zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren durch einen guten wärmetechnischen Wirkungsgrad aus.

Eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in der Zeichnung schematisch veranschaulicht.

Die Anlage enthält eine (nicht dargestellte) Einrichtung zur Herstellung von Pellets aus Müll, Ton und Wasser, einen die Vorwärmzone bildenden Vorwärmofen 1, einen die Blähzone bildenden Drehrohrofen 2 und einen Kühler 3. Eine Gasweiche 4 dient zur Aufteilung der Abgase des Drehrohrofens 2. Angedeutet ist ferner ein Wärmeverbraucher 5, beispielsweise ein Abhitzekessel.

Die Führung der Gase ist in voll ausgezogenen Linien veranschaulicht, die des Gutes in gestrichelten Linien.

Die aus Müll, Ton und Wasser hergestellten feuchten Pellets werden bei 6 mit Raumtemperatur (z. B. 20°C) im Vorwärmofen 1 aufgegeben und in diesem getrocknet und beispielsweise auf eine Temperatur von 700°C erhitzt. Sie gelangen dann (Pfeil 7) in den Drehrohrofen 2, in dem sie auf eine Temperatur von beispielsweise 1200°C erhitzt und gebläht werden. Die erhitzten Pellets gelangen dann (Pfeil 8) in den Kühler 3, den sie mit einer Temperatur von beispielsweise 100°C verlassen (Pfeil 9).

Die Beheizung des Drehrohrofens 2 erfolgt mit Erdgas als Primärbrennstoff (Pfeil 10). Die dem Kühler 3 zugeführte Kühlluft (Pfeil 11) verläßt als Heißluft (Pfeil 12) den Kühler 3 und dient als vorerhitzte Verbrennungsluft für die Verbrennung des Erdgases.

Die Abgase des Drehrohrofens 2 (Pfeil 13) verlassen diesen mit einer Temperatur von etwa 1200°C. Eine erste Teilmenge (Pfeil 14) wird dem Vorwärmofen 1 zugeführt, der im Gegenstrom von den heißen Gasen durchströmt wird, während der Drehrohrofen 2 im Gleichstrom betrieben wird. Eine zweite Teilmenge (Pfeil 15) der heißen Abgase des Drehrohrofens 2 vereinigt sich mit den Abgasen (Pfeil 16) des Vorwärmofens 1, die eine Temperatur von etwa 300°C aufweisen. Die dem Wärmeverbraucher 5 zugeführten Mischgase (Pfeil 17) erhalten auf diese Weise beispielsweise eine Mischtemperatur von 835°C.

Bei den vorstehend genannten Temperaturwerten sind folgende Daten zugrunde gelegt:
Aus dem Drehrohrofen 2 austretende Gasmenge4,14 m_n³/kg Fertiggut Dem Vorwärmofen 1 zugeführte erste Teilmenge1,31 m_n³/kg Fertiggut Zweite Teilmenge der Abgase des Drehrohrofens2,83 m_n³/kg Fertiggut Abgasmenge des Vorwärmofens1,93 m_n³/kg Fertiggut Dem Wärmeverbraucher zugeführte Mischgasmenge4,76 m_n³/kg Fertiggut

Für das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich damit beispielsweise folgende Wärmebilanz aufstellen:

kJ/kg Fertiggut

Wärmeeinnahmen:
Müll6109 Erdgas3080 Summe9189

Wärmeausgaben:
Q theor. (für Tonzersetzung) 318 Q H₂O 855 Q Strahlung und Konvektion1039 Q Kühlverluste 503 Q Staub 63 Q Abgasverluste6411 Summe9189

Der Wärmeverbrauch (pro kg Fertiggut) ist außerordentlich niedrig. Etwa 66% der für die Blähtonerzeugung erforderlichen Wärmeenergie kann aus der Müllverbrennung gedeckt werden.

Für den Wärmeverbraucher 5 (beispielsweise einen Dampferzeuger) bleibt hierbei noch ein Energieangebot von 6411 kJ/kg Fertiggut. Wird bei einem Verbundprozeß einmal mehr Dampf benötigt, als der vorgeschaltete Prozeß (Blähtonerzeugung mit Müllverbrennung) Abgasenergie liefert, so kann diese Zusatzernergie durch Erdgaszufeuerung mit einem guten Wirkungsgrad erzeugt werden.

In dem oben angenommenen Beispielsfall kann der Vorwärmofen (Drehrohrofen) beispielsweise lichte Abmessungen von 1,8 ⌀ × 18 m erhalten, der die Blähzone bildende Drehrohrofen Abmessungen von 2,4 ⌀ × 12 m und die den Kühler bildende Kühltrommel Abmessungen von 1,4 ⌀ × 14 m.

In dem angenommenen Beispielsfall entstehen 3,8 · 4 190 000 kJ/h Abgaswärme, die für die Dampferzeugung genutzt werden können.

Im Rahmen der Erfindung sind zahlreiche Abwandlungen möglich. So kann - je nach Verhältnissen - eine unterschiedlich hohe Vorwärmung der Pellets in der Vorwärmzone angebracht sein. Im allgemeinen werden die Pellets in der Vorwärmzone zweckmäßig auf eine Temperatur zwischen 500 und 900°C, vorzugsweise zwischen 650 und 750°C, vorgewärmt.

Die Aufteilung der heißen Abgase der Blähzone auf die erste und zweite Teilmenge erfolgt so, daß durch Mischung der Abgase der Vorwärmzone mit der zweiten Teilmenge der Abgase der Blähzone eine Mischtemperatur entsteht, die mindestens 800°C beträgt.

Als Vorwärmofen für die Trocknung und Vorwärmung der feuchten Pellets kommen die verschiedensten Aggregate in Betracht, insbesondere Drehrohröfen, Wanderrostvorwärmer und Schachtöfen.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Leichtbetonzuschlag aus Müll und Ton, wobei

a) aus Müll, Ton und Wasser Pellets hergestellt werden,
b) die feuchten Pellets zunächst in einer Vorwärmzone getrocknet und vorgewärmt werden,
c) die getrockneten und vorgewärmten Pellets anschließend in einer Blähzone mittels Heißgasen erhitzt werden
d) und wobei heiße Abgase der Blähzone zur Trocknung und Vorwärmung der feuchten Pellets in der Vorwärmzone verwendet werden,

gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

e) die Pellets werden in der Vorwärmzone mittels einer ersten Teilmenge der heißen Abgase der Blähzone auf eine Temperatur zwischen 500 und 900°C, vorzugsweise zwischen 650 und 750°C, vorgewärmt;
f) die Abgase der Vorwärmzone werden durch Mischung mit einer zweiten Teilmenge der heißen Abgase der Blähzone auf eine zum Desodorieren der Abgase der Vorwärmzone ausreichende Temperatur erhitzt;
g) die Trocknung und Vorwärmung der Pellets in der Vorwärmzone mittels der heißen Abgase der Blähzone erfolgt im Gegenstrom;
h) die Erhitzung der Pellets in der Blähzone mittels Heißgasen erfolgt im Gleichstrom:

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beheizung der Blähzone mittels Erdgas, Kohle oder Öl erfolgt, wobei als Verbrennungsluft Abluft einer zur Kühlung der erhitzten Pellets dienenden Kühlzone verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Teilmenge der Abgase der Blähzone so bemessen werden, daß durch Mischung der Abgase der Vorwärmzone mit der zweiten Teilmenge der Abgase der Blähzone eine Mischtemperatur von mindestens 800°C entsteht.

4. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, enthaltend

a) eine Einrichtung zur Herstellung von Pellets aus Müll, Ton und Wasser,
b) einen zur Trocknung und Vorwärmung der Pellets dienenden Vorwärmofen (1),
c) einen die Blähzone bildenden Drehrohrofen (2),
d) einen dem Drehrohrofen nachgeschalteten Kühler (3),

dadurch gekennzeichnet, daß

e) eine Gasweiche (4) vorgesehen ist, über die eine erste Teilmenge der Abgase des Drehrohrofens (2) dem Vorwärmofen (1) und eine zweite Teilmenge einer Mischstelle zugeführt wird, an der diese zweite Teilmenge mit den Abgasen des Vorwärmofens (1) gemischt wird.