DE3810686A1 - Verfahren zur thermischen verarbeitung nichtkompostierbarer haushaltsabfaelle und anlage zu dessen durchfuehrung - Google Patents
Verfahren zur thermischen verarbeitung nichtkompostierbarer haushaltsabfaelle und anlage zu dessen durchfuehrungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur
thermischen Verarbeitung nichtkompostierbarer Haushaltsab
fälle und eine Anlage zu dessen Durchführung.
Sie kann bei der industriellen Verarbeitung nicht
kompostierbarer Haushaltsabfälle zu Harz und Gas eingesetzt
werden, die als Brennstoff, fester, kohlenstoffhaltiger
Rückstand und als Eisenschrott im Hüttenwesen verwendet
werden.
Die Verarbeitung von Haushaltsabfällen in zwei Stadien
stellt z. Z. den Höchststand dar, bei der im ersten Stadium
die Kompostierung der Abfälle in biothermischen Trommeln
und im zweiten Stadium die thermische Verarbeitung der nicht
kompostierbaren Haushaltsabfälle (Papier, Leder, Gewebe,
Plast usw.) vorgenommen wird. Als Methoden der thermischen
Verarbeitung dieser Haushaltsabfälle ist das Verbrennen
und die Pyrolyse bekannt. Je nach den Verarbeitungsbedin
gungen und der Zusammensetzung der Abfälle kommt dieses
oder jenes Verarbeitungsverfahren zum Einsatz, der Pyro
lyse wird jedoch eine größere Perspektive zugesprochen.
Es ist ein Verfahren zur thermischen Verarbeitung (Pyro
lyse) nichtkompostierbarer Haushaltsabfälle bekannt, das in
einer Anlage vom horizontalen Typ durchgeführt wird, in der
die Pyrolyse der Abfälle in einer um ihre Längsachse rotier
enden, geneigten Trommel vorgenommen wird (FR, B, 23 66 354).
Das Erhitzen der Abfälle geschieht indirekt, ohne unmit
telbaren Kontakt der Rauchgase mit den zu pyrolysierenden
Abfällen, wobei als Brennstoff ein Teil des bei der Verar
beitung der Abfälle entstehenden Gases verwendet wird. Das
übrige Gas und die bei der Verarbeitung entstehenden flüs
sigen organischen Stoffe werden aufgefangen und anderweits
verwendet.
Das Verfahren wird in einer Anlage durchgeführt, die
eine Vorrichtung zum Eintragen der Abfälle, eine Trommel
für die Pyrolyse, die in einem unbeweglichen Gehäuse unter
gebracht ist, in dem die Trommel durch die durch das Gehäu
se strömenden Rauchgase erhitzt wird, eine Vorrichtung zum
Austragen der Abfälle und getrennte Systeme zum Herauslei
ten und zum Verwerten der Pyrolysegase enthält. Das Ver
fahren ist durch einen hohen Heizwert des anfallenden Pyro
lysegases gekennzeichnet, daß zusätzlich entwässert werden
kann.
Hierbei ist jedoch ein erhöhter Brennstoffverbrauch
infolge der indirekten Beheizung trotz der Verwendung der
Gase aus der Pyrolysetrommel als Brennstoff bemerkenswert.
Deshalb können dieses Verfahren und diese Vorrichtung in
Hochleistungsanlagen zur Verarbeitung von Haushaltsabfäl
len nicht verwendet werden.
Eine Weiterentwicklung in bezug auf ein rationelles
Erhitzen der Abfälle stellt ein Verarbeitungsprozeß dar, in
dem die Rauchgase unmittelbar mit den sich durch eine sich
um ihre Längsachse drehende Trommel bewegenden Abfällen in
Kontakt treten (US, A, 45 22 703). Die Rauchgase und die Ab
fälle bewegen sich im Gegenstrom, und die Abgase werden
nachgebrannt. Bei ihrer Bewegung durch die Trommel werden
die Abfälle zuerst getrocknet, dann der Pyrolyse unterwor
fen und schließlich verbrannt. In dieser Anlage ist die Trom
mel für die thermische Zersetzung der Abfälle in Austragrich
tung geneigt und befindet sich zwischen zwei stationären
Endkammern. In einer der Endkammern befindet sich ein Bren
ner und in der zweiten Endkammer ein Mittel für die Zufüh
rung der Abfälle. Die Anlage besitzt einen stationären Be
hälter zum Nachbrennen der Abgase, der über der Trommel
liegt und mit einem zusätzlichen Brenner, einem Mittel zum
Entfernen der Gase und einer Vorrichtung zum Austragen der
verarbeiteten Abfälle versehen ist.
Das Verfahren und die Anlage sind einfach und zuver
lässig im Betrieb. Bei dieser Technologie ist jedoch das
Problem der Verwertung der Abgase auf Grund ihres niedrigen
Heizwerts nicht gelöst. Außerdem werden im Betriebszustand
der Anlage "Verbrennung der Abfälle", nützliche organische
Stoffe vernichtet.
Es ist ein Verfahren zur thermischen Verarbeitung (Py
rolyse) bekannt, bei dem die Abgase unmittelbar mit den Ab
fällen in Kontakt treten (Fr., B., 20 98 378). Das Verfahren
umfaßt das Zerkleinern der Abfälle, deren Trocknung im Strom
der Rauchgase, die thermische Zersetzung der Abfälle durch
die Rauchgase, die sich im Gegenstrom bewegen, und die Ab
leitung der entstehenden Gase zur Naßreinigung und der festen
Pyrolyseprodukte zur Kühlung und Magnetscheidung. Das Ver
fahren wird in einer Anlage durchgeführt, die eine Vorrich
tung zum Zerkleinern der Abfälle, eine drehbar um ihre
Längsachse angeordnete und in Austragrichtung geneigte Trom
mel zur thermischen Zersetzung der Abfälle und zwei mit der
Trommel verbundene stationäre Endkammern enthält. Durch die
erste Kammer erfolgt die Beschickung der erwähnten Trommel
mit den Abfällen und die Ableitung der bei der thermischen
Zersetzung anfallenden Gase durch eine Rohrleitung in eine
Vorrichtung zum Abkühlen dieser Gase. Durch die zweite, mit
einer Feuerungsanlage ausgerüsteten Kammer erfolgt das Aus
tragen der entstehenden festen Stoffe. Die Anlage enthält
auch einen Magnetscheider, der mit dieser Kammer und einer
Vorrichtung zum Auffangen der festen Stoffe verbunden ist.
In der Anlage befindet sich ein Apparat zur Naßreinigung
der Gase nach der thermischen Zersetzung, der mit der Vor
richtung zum Abkühlen der Gase verbunden ist.
Dieses Verfahren ist durch einen äußerst wirkungsvollen
Wärmehaushalt der im Gegenstromprinzip verlaufenden Pyrolyse
und durch die Gewinnung nutzbarer Pyrolyseprodukte (fester
Stoffe und Harze) gekennzeichnet, die eine weite wirtschaft
liche Verwendung finden können. Die Durchführung des Trock
nens und der Pyrolyse in einer Trommel führt jedoch zur Ge
winnung eines Gases mit niedrigem Heizwert, das erhebliche
Mengen Feuchtigkeit und Rauchgase enthält.
Außerdem wird beim Trocknen durch das Erhitzen der Rauch
gase und des sich entwickelnden Dampfes bis auf Temperaturen,
die wesentlich höher liegen als die optimalen Temperatur
werte, Brennstoff unrationell verbraucht.
Das führt zu erhöhtem Brennstoffverbrauch, da Ballast
stoffe (Wasserdampf und Rauchgase, die bei der Trocknung
entstehen) erhitzt werden müssen. Andererseits wird durch
das Zusammenlegen der Trocknung und der Pyrolyse der Abfälle
in einer Trommel die Regulierung der Temperaturführung er
schwert, wodurch der vorgesehene Ablauf der thermischen Ver
arbeitung gefährdet wird und sich die Zusammensetzung der
anfallenden Stoffe ändern kann.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
ein Verfahren zur thermischen Verarbeitung nichtkompostier
barer Haushaltsabfälle zu schaffen, das die Verwertung der
anfallenden Stoffe ermöglicht sowie eine Anlage für die
Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen, die eine Erhöhung der Produkti
vität des Prozesses bei minimalem Wärmeverbrauch und eine
Verwertung der anfallenden Stoffe gewährleistet.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein Verfahren
zur thermischen Verarbeitung nichtkompostierbarer Haushaltsab
fälle angeboten wird, das das Zerkleinern der Abfälle, de
ren Trocknen im Strom von Rauchgasen, die thermische Zerset
zung der Abfälle durch Rauchgase bei deren Bewegung im Ge
genstrom und das Abführen der entstehenden Gase zur Naß
reinigung und der festen Produkte zur Magnetscheidung ein
schließt, in dem gemäß der Erfindung das bei der Bewegung
der Abfälle und der Rauchgase im Gleichstrom durchgeführte
Trocknen und die thermische Zersetzung der Abfälle getrennt
vorgenommen werden bei Aufrechterhaltung eines Temperatur
gefälles entlang des Stroms im Stadium der Trocknung von 5
bis 10 K/m K = Wärmedurchgangszahl und im Stadium der thermischen Zersetzung von
10 bis 20 K/m, die Gase nach der thermischen Zersetzung ei
ner wenigstens in zwei Stadien durchgeführten Naßreinigung
unterworfen werden, wobei im zweiten Stadium harzhaltige
Verbindungen abgeschieden werden, wonach man die gereinigten
Gase in zwei Ströme teilt und als Brennstoff verwertet, wo
bei ein Strom zum Stadium der Trocknung und der zweite zum
Stadium der thermischen Zersetzung geleitet wird.
Die Durchführung des Verfahrens nach dieser Technologie
der Verarbeitung von Abfällen ermöglicht
- - eine Stabilisierung des Verarbeitungsprozesses und ei ne Erhöhung seiner Leistung;
- - die Gewinnung von Pyrolysegas mit erhöhtem Heizwert, das als Brennstoff verwendet wird;
- - eine Senkung des Brennstoffverbrauchs;
- - die Umwandlung der organischen Komponenten in den Abfällen in solche ökonomisch nutzbringende Stoffe, wie den Feststoff der thermischen Zersetzung, Harz und Phenolwas ser und somit die Realisierung einer abfallfreien Technolo gie.
Zur Gewährleistung einer stabilen Temperaturführung ist
es vorteilhaft, die Trocknung und die thermische Zersetzung
bei einer Geschwindigkeit der Rauchgase von 0,1 bis 1,5 m/s
vorzunehmen.
Es ist vorteilhaft, die thermische Zersetzung der Ab
fälle bis zur Entstehung eines Feststoffes mit einem Gehalt
an flüchtigen Bestandteilen von 10 bis 15 Masse% durchzuführen,
der ein wertvoller Rohstoff für das Eisenhüttenwesen ist.
Für eine wirkungsvolle Reinigung der Gase nach der ther
mischen Zersetzung und das Abscheiden wertvoller Stoffe ist
es angebracht, die Naßreinigung bei der Abkühlung im ersten
Stadium bis auf 100 bis 110°C zur Absonderung eines aus
Staub und schweren Harzverbindungen bestehenden Gemisches
und im zweiten Stadium bis auf 20 bis 30°C zur Absonderung
leichter harzhaltiger Verbindungen vorzunehmen.
Zur Verminderung des bei der thermischen Zersetzung des
Gases entstehenden Temperaturgefälles im Stadium der ther
mischen Verarbeitung und Verwertung ist es erwünscht, daß
das Massenverhältnis der zum Trocknen und der zur thermischen
Zersetzung geleiteten Ströme dieses Gases 1 bis 3 zu 1 ent
sprechend beträgt.
Zur maximalen Gewinnung von Eisenschrott als einem wert
vollen Rohstoff für die Metallurgie bei minimalen Energie
verbrauch werden die festen Stoffe nach der thermischen Zer
setzung einer Magnetscheidung bei einer magnetischen Feldstär
ke von 50 bis 60 kA/m unterworfen.
Es wird ebenfalls eine Anlage für die Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens vorgeschlagen, die eine Vorrichtung
zum Zerkleinern und Zuführen der Abfälle, eine drehbar um
ihre Längsachse angeordnete und in Austragrichtung geneigte
Trommel zur thermischen Zersetzung der Abfälle, zwei mit der
Trommel verbundene, stationäre Endkammern, von denen durch
die erste die Abfälle in die erwähnte Trommel geleitet und
die bei der thermischen Zersetzung entstehenden Gase abge
leitet und durch die zweite, mit einer Feuerungsanlage aus
gerüstete Kammer die entstehenden festen Stoffe ausgetra
gen werden, einen mit dieser Kammer und einer Vorrichtung
zum Auffangen der festen Stoffe verbundenen Magnetscheider
und einen Apparat zur Naßreinigung der Gase nach der ther
mischen Zersetzung, der mit der ersten Kammer durch eine
Rohrleitung zum Abführen dieser Gase verbunden ist, enthält
und in der gemäß der Erfindung eine mit der Vorrichtung zum
Zuführen der Abfälle verbundene um ihre Längsachse drehbare
Trockentrommel vorgesehen ist, die in Austrag
richtung der Abfälle geneigt ist, über der Trommel zur
thermischen Zersetzung der Abfälle angeordnet und mit dieser
durch eine mit einem Ventilsystem zum Überleiten der Abfälle
ausgerüsteten Rohrleitung und mit einer Vorrichtung zum
Reinigen der Abgase verbunden ist, während der Apparat zur
Naßreinigung der Gase nach der thermischen Zersetzung wenig
stens mit einem zusätzlichen Apparat zur Naßreinigung ver
bunden ist, der die Abscheidung harzhaltiger Verbindungen
ermöglicht und am Ausgang eine Rohrleitung für das gereinig
te Gas hat, die sich in zwei Zuleitungsrohre verzweigt, von
denen ein Rohr mit der Feuerungsanlage der zweiten Kammer
und das andere mit der Trockentrommel über eine zusätzliche
Feuerungsanlage verbunden ist.
Diese wechselseitige Verbindung der Vorrichtungen
untereinander in der erfindungsgemäßen Anlage und das Vor
handensein von Trommeln für die getrennte Durchführung des
Trocknens und der thermischen Zersetzung der Abfälle ermög
licht eine Intensivierung des Prozesses mit einer Erhöhung
der Leistung um 15 bis 20%, eine Verwertung der festen Stof
fe der thermischen Zersetzung und der nutzbaren harzhalti
gen Stoffe und die Rekuperation der gereinigten Gase als
Brennstoff im Stadium des Trocknens und der thermischen
Verarbeitung der Abfälle.
Zum Mitteln der chemischen Zusammensetzung des bei der
thermischen Zersetzung der Abfälle freiwerdenden Gases und
zur Stabilisierung des Brennprozesses des Gases ist es
vorteilhaft, auf dem Abschnitt der Rohrleitung zwischen dem
zusätzlichen Apparat zur Naßreinigung der Gase und der Rohr
verzweigung einen Gasbehälter aufzustellen.
Zum Zweck der Optimierung der Temperaturführung beim
Trocknen und bei der thermischen Zersetzung der Abfälle und
des gefahrlosen Betriebs der Anlage ist es vorteilhaft, je
des Zuleitungsrohr mit Sicherheits- und Regulierelementen
zu versehen.
Für die Optimierung des Betriebs der Feuerungsanlagen,
die eine äußerst vorteilhafte Temperaturführung der Ver
arbeitung der Abfälle gewährleisten, ist es vorteilhaft, daß
die Vorrichtung zur Reinigung der nach der Trocknung ent
weichenden Gase über ein Rohrleitungssystem mit den erwähn
ten Feuerungsanlagen verbunden ist.
Im folgenden werden konkrete Durchführungsbeispiele des
erfindungsgemäßen Verfahrens zur thermischen Verarbeitung
von Abfällen beschrieben.
Zerkleinerte Haushaltsabfälle werden in eine Trocken
drehtrommel geschüttet und im Strom von Rauchgasen getrock
net, die sich mit einer Geschwindigkeit von 0,1 m/s bewegen
und eine Temperatur von 450°C am Eingang haben. Das Tempe
raturgefälle hält man bei 10 K/m. Die Rauchgase werden nach
dem Trocknen einer Trocken- und Naßreinigung unterzogen. Die
Abfälle gelangen nach dem Trocknen in eine Drehtrommel zur
thermischen Zersetzung, wo sie einer Pyrolyse durch Rauchgase
unterworfen werden, die sich mit einer Geschwindigkeit von
0,1 m/s im Gegenstrom bewegen, bis zur Entstehung fester
Stoffe mit einem Gehalt an flüchtigen Bestandteilen von 12
Masse%. Die Temperatur der Rauchgase am Eingang in die Trom
mel beträgt 800°C, das Temperaturgefälle entlang des Stroms
20 K/m. Die bei der Pyrolyse entstehenden festen Stoffe
werden aus der Trommel ausgetragen, abgekühlt, zur Magnet
scheidung bei einer magnetischen Feldstärke von 50 kA/m ge
bracht und dann zum Verbraucher geleitet. Die bei der Pyroly
se entstehenden Gase kommen zur Naßreinigung, die in zwei
Stadien vorgenommen wird. Im ersten Stadium werden die Gase
von Staub und schweren harzhaltigen Verbindungen gereinigt,
wobei sie bis auf 100°C abgekühlt werden. Im zweiten Sta
dium entweichen leichte harzhaltige Verbindungen in Form
einer wäßrigen Emulsion bei der Abkühlung der Gase bis auf
30°C. Die gereinigten Gase teilt man in zwei Ströme, die
als Brennstoff für das Trocknen und für die Pyrolyse an die ent
sprechenden Stellen geleitet werden, wobei ihr Massenver
hältnis 1 zu 1 beträgt.
Zerkleinerte Haushaltsabfälle werden in eine Trocken
drehtrommel geschüttet und im Strom von Rauchgasen getrock
net, die sich mit einer Geschwindigkeit von 1,5 m/s bewegen
und eine Temperatur von 280°C am Eingang haben. Das Tempe
raturgefälle hält man bei 5 K/m. Die Rauchgase werden nach
dem Trocknen einer Trocken- und Naßreinigung unterzogen. Die
Abfälle gelangen nach dem Trocknen in eine Drehtrommel zur
thermischen Zersetzung, wo sie einer Pyrolyse durch Rauchgase
unterworfen werden, die sich mit einer Geschwindigkeit von
1,5 m/s im Gegenstrom bewegen, bis zur Entstehung fester
Stoffe mit einem Gehalt an flüchtigen Bestandteilen von 15
Masse%. Die Temperatur der Rauchgase am Eingang in die Trom
mel beträgt 750°C, das Temperaturgefälle entlang des Stroms
10 K/m. Die bei der Pyrolyse entstehenden festen Stoffe wer
den aus der Trommel ausgetragen, abgekühlt, zur Magnet
scheidung bei einer magnetischen Feldstärke von 60 kA/m gebracht
und dann zum Verbraucher geleitet. Die bei der Pyrolyse ent
stehenden Gase kommen zur Naßreinigung, die in drei Stadien
vorgenommen wird. Im ersten Stadium werden die Gase von
Staub und schweren harzhaltigen Verbindungen gereinigt, wobei
sie bis auf 110°C abgekühlt werden. Im zweiten und dritten
Stadium entweichen leichte harzhaltige Verbindungen in Form
einer wäßrigen Emulsion bei der Abkühlung der Gase bis auf
80 und 20°C entsprechend. Die gereinigten Gase teilt man in
zwei Ströme, die als Brennstoff für das Trocknen und für die Pyro
lyse an die entsprechenden Stellen geleitet werden, wobei
ihr Massenverhältnis 2 zu 1 beträgt.
Zerkleinerte Haushaltsabfälle werden in eine Trocken
drehtrommel geschüttet und im Strom von Rauchgasen getrock
net, die sich mit einer Geschwindigkeit von 1,0 m/s bewegen
und eine Temperatur von 350°C am Eingang haben. Das Tempe
raturgefälle hält man bei 7 K/m. Die Rauchgase werden nach
dem Trocknen einer Trocken- und Naßreinigung unterzogen.
Die Abfälle gelangen nach dem Trocknen in eine Drehtrommel
zur thermischen Zersetzung, wo sie einer Pyrolyse durch
Rauchgase unterworfen werden, die sich mit einer Geschwin
digkeit von 1,0 m/s im Gegenstrom bewegen, bis zur Entste
hung fester Stoffe mit einem Gehalt an flüchtigen Bestand
teilen von 10 Masse%. Die Temperatur der Rauchgase am Ein
gang in die Trommel beträgt 960°C, das Temperaturgefälle
entlang des Stroms 15 K/m. Die bei der Pyrolyse entstehen
den festen Stoffe werden aus der Trommel ausgetragen, abge
kühlt, zur Magnetscheidung bei einer magnetischen Feldstär
ke von 56 kA/m gebracht und dann zum Verbraucher geleitet.
Die bei der Pyrolyse entstehenden Gase kommen zur Naßreini
gung, die in zwei Stadien vorgenommen wird. Im ersten Stadi
um werden die Gase von Staub und schweren harzhaltigen Ver
bindungen gereinigt, wobei sie bis auf 105°C abgekühlt wer
den. Im zweiten Stadium entweichen leichte harzhaltige Ver
bindungen in Form einer wäßrigen Emulsion bei der Abkühlung
der Gase bis auf 30°C. Die gereinigten Gase teilt man in
zwei Ströme, die als Brennstoff für das Trocknen und für die
Pyrolyse an die entsprechenden Stellen geleitet werden, wo
bei ihr Massenverhältnis 3 zu 1 beträgt.
Zerkleinerte Haushaltsabfälle werden in eine Trocken
drehtrommel geschüttet und im Strom von Rauchgasen getrock
net, die sich mit einer Geschwindigkeit von 0,5 m/s bewegen
und eine Temperatur von 380°C am Eingang haben. Das Tempe
raturgefälle hält man bei 8 K/m. Die Rauchgase werden nach
dem Trocknen einer Trocken- und Naßreinigung unterzogen. Die
Abfälle gelangen nach dem Trocknen in eine Drehtrommel zur
thermischen Zersetzung, wo sie einer Pyrolyse durch Rauchgase
unterworfen werden, die sich mit einer Geschwindigkeit von
0,5 m/s im Gegenstrom bewegen, bis zur Entstehung fester
Stoffe mit einem Gehalt an flüchtigen Bestandteilen von 12
Masse%. Die Temperatur der Rauchgase am Eingang in die
Trommel beträgt 800°C, das Temperaturgefälle entlang des
Stroms 14 K/m. Die bei der Pyrolyse entstehenden festen
Stoffe werden aus der Trommel ausgetragen, abgekühlt, zur
Magnetscheidung bei einer magnetischen Feldstärke von
56 kA/m gebracht und dann zum Verbraucher geleitet. Die bei
der Pyrolyse entstehenden Gase kommen zur Naßreinigung, die
in zwei Stadien vorgenommen wird. Im ersten Stadium werden
die Gase von Staub und schweren harzhaltigen Verbindungen
gereinigt, wobei sie bis auf 105°C abgekühlt werden. Im zwei
ten Stadium entweichen leichte harzhaltige Verbindungen in
Form einer wäßrigen Emulsion bei der Abkühlung der Gase bis
auf 25°C. Die gereinigten Gase teilt man in zwei Ströme, die
als Brennstoff für das Trocknen und die Pyrolyse an die ent
sprechenden Stellen geleitet werden, wobei ihr Massenver
hältnis 2 zu 1 beträgt.
Die in den Beispielen angeführten Kennwerte der Reali
sierung des erfindungsgemäßen Verfahrens gewährleisten hohe
technisch-ökonomische Kennziffern dieses Verfahrens, die
wesentlich über analogen Kennziffern des Verfahrens nach FR,
A, 20 98 378 liegen. Folgende Tabelle enthält diese Kennzif
fern:
Im folgenden wird die Erfindung durch eine ausführliche
Beschreibung der Anlage zur Durchführung des erfindungsge
mäßen Verfahrens zur thermischen Verarbeitung von Abfällen
mit Hinweis auf eine Zeichnung, auf der sche
matisch eine Anlage zur thermischen Verarbeitung von Abfäl
len abgebildet ist, erläutert.
Die in der Zeichnung abgebildete erfindungsgemäße An
lage zur thermischen Verarbeitung nichtkompostierbarer Ab
fälle enthält eine Trockentrommel 1, die zwischen zwei stati
onären Endkammern 2, 3 liegt und mit Hilfe der Kammer 2 mit
einer Vorrichtung 4 zum Zerkleinern und Zuführen der Abfäl
le und mit Hilfe der Kammer 3 über eine Rohrleitung 5 und
eine stationäre Endkammer 6 mit einer unter ihr gelegenen
Trommel 7 für die thermische Zersetzung der Abfälle verbun
den ist. Die Rohrleitung 5 ist mit einem aus Ventilen 8 be
stehenden System zum Überleiten der Abfälle ausgerüstet.
Die Trommeln 1, 7 sind in Austragrichtung geneigt und wer
den durch entsprechende Antriebe 9, 10 einer bekannten Kon
struktion um ihre Längsachsen gedreht. Die Trommel 7 ist auch
mit einer stationären Endkammer 11 verbunden, die mit einem
Magnetscheider 12 und einer Vorrichtung zum Auffangen der
festen Stoffe verbunden ist, die aus einem Brechwerk 13 und
einem Sammelbunker 14 besteht. Die Endkammern 2 und 11 haben
Feuerungsanlagen 15 und 16. Die Endkammer 3 der Trommel 1
ist mit einer Vorrichtung zur Trocken- und Naßreinigung der
nach dem Trocknen entweichenden Gase verbunden, die aus einem
Zyklon 17 und einem Waschturm 18 besteht, die zweckmäßi
gerweise mit Hilfe von Rohrleitungen 19, 20 mit den Feuerungs
anlagen 15, 16 zur teilweisen Ableitung der entstehenden
Feuchtigkeit zum Zweck der Gewährleistung
ihres optimalen Betriebs und der Schaffung einer abfall
freien Technologie verbunden werden.
Die Endkammer 6 der Trommel 7 ist in Reihe durch Rohr
leitungen mit Apparaten 21, 22 zur Naßreinigung der Gase nach
der thermischen Zersetzung der Abfälle verbunden.
Der Apparat 21 dient dem Entfernen von Staub und schwe
ren harzhaltigen Verbindungen aus den Gasen und der Apparat
22 - der Absonderung leichter harzhaltiger Verbindungen, wo
bei jeder Apparat mit eigenen Absetzbecken 23, 24 entspre
chend ausgerüstet ist. Der Apparat 22 hat am Ausgang eine
Rohrleitung 25 für gereinigtes Gas, die sich in zwei Zulei
tungsrohre 26 und 27 verzweigt, durch die das Gas als Brenn
stoff zu den Feuerungsanlagen 15, 16 entsprechend geleitet
wird. Es ist zweckmäßig, auf einem Abschnitt der Rohrlei
tung 25 einen Gasbehälter 28 anzubringen und jedes Zulei
tungsrohr 26, 27 mit Sicherungs- und Regulierelementen 29,
30 entsprechend zu versehen.
Als Magnetscheider 12, Brechwerk 13, Waschturm 18 und
Gasbehälter 28 werden Vorrichtungen einer bekannten Kon
struktion verwendet (siehe Kasatkin A. G. "Die wichtigsten
Prozesse und Apparate der chemischen Technologie", 1980,
Verlag "Khimÿa" (Moskau), S. 722, 250, 233).
Die Vorrichtung funktioniert folgendermaßen.
Nichtkompostierbare Haushaltsabfälle werden mit Hilfe
der Vorrichtung 4 durch die Endkammer 2 ins Innere der Troc
kendrehtrommel 1 gebracht. Die gleichmäßige Bewegung der Ab
fälle in der Trommel 1 in Richtung zur Endkammer 3 wird durch
die Neigung der Trommel 1 in Austragrichtung bewirkt. Zum
Zweck der Trocknung der Abfälle wird in der Feuerungsanla
ge 15 ein Heizgas verbrannt, wobei die entstehenden Rauchga
se durch die Endkammer 2 in die Trommel 1 im Gleichstrom mit
den Abfällen geleitet werden. Das Gleichstromprinzip bei der
Zuführung der Rauchgase und der Abfälle gewährleistet die ra
tionellste Ausnutzung der Wärme der Rauchgase, wobei die noch
nicht erwärmten, feuchten Abfälle die höchste Wärmebelastung
auszuhalten haben, weshalb es nicht zur Entzündung der Ab
fälle bei der Anfangstemperatur der Rauchgase kommt. Beim
Trocknen der Abfälle wird ein Temperaturgefälle entlang des
Stroms der Rauchgase von 5 bis 10 K/m aufrechterhalten, wo
durch ein gleichmäßiges Trocknen der Abfälle auf der Länge
der Trommel 1 ohne Entstehung von Zonen, in denen es zur
thermischen Zersetzung oder zur Entzündung der Abfälle kommt,
gewährleistet wird.
Zur Gewährleistung des angegebenen Temperaturgefälles
muß die Geschwindigkeit der Rauchgase in Grenzen von 0,1 bis
1,5 m/s gehalten werden, was durch den erheblichen Einfluß
dieses Faktors auf eine wirkungsvolle Wärmedurchgangszahl
beim Übergang der Wärme von den Rauchgasen zu den Abfällen
begründet ist. Die getrockneten Abfälle gelangen durch die
Endkammer 3 mit Hilfe der Rohrleitung 5 unter Verwendung des
aus Ventilen 8 bestehenden Systems durch die Endkammer 6
in die Drehtrommel 7 zur thermischen Zersetzung der Abfäl
le.
Infolge der Neigung der Trommel 7 bewegen sich die Ab
fälle in Richtung zur Endkammer 11 hin. In der Feuerungsan
lage 10 brennt Gas, und die entstehenden Rauchgase gelangen
im Gegenstrom durch die Endkammer 11 zu den sich fortbewe
genden Abfällen. Infolge der Wärmeübertragung von den Rauch
gasen zu den Abfällen kommt es zur thermischen Zersetzung
der Abfälle. Dabei wird ein Temperaturgefälle entlang des
Stroms von 10 bis 20 K/m aufrechterhalten. Die Größe dieses
Temperaturgefälles gewährleistet eine gleichmäßige und sta
bile thermische Zersetzung der Abfälle bei maximaler Pro
duktivität des Prozesses unter den gegebenen Bedingungen.
Es ist angebracht, den genannten Wert des Temperaturgefäl
les bei einer Geschwindigkeit der Rauchgase von 0,1 bis 1,5 m/s
aufrechtzuerhalten. Die thermische Zersetzung der Abfälle
führt man bis zur Bildung fester Stoffe mit einem Gehalt an
flüchtigen Bestandteilen von 10 bis 15 Masse% durch. Bei
diesem Gehalt an flüchtigen Bestandteilen wird die Vollen
dung der thermischen Zersetzung der Abfälle im gesamten Vo
lumen gewährleistet und ein Produkt gewonnen, das einen wert
vollen Rohstoff für das Eisenhüttenwesen darstellt. Zur Er
höhung der Wirksamkeit der Pyrolyse darf der Gehalt an Sau
erstoff in den Rauchgasen nicht mehr als 0,2 bis 1,0 Masse%
betragen. Der feste Stoff wird aus der Trommel 7 durch die
Endkammer 11 ausgetragen und abgekühlt, und er gelangt dann
zum Magnetscheider 12. Die magnetische Behandlung des Stof
fes erfolgt zweckmäßigerweise bei einer magnetischen Feld
stärke von 50 bis 60 kA/m, wodurch praktisch der Eisenschrott
vollständig verwertet wird.
Neben der thermischen Zersetzung der Abfälle ist in
der Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfah
rens die Verwertung von Stoffen vorgesehen, die während der
Trocknung und der thermischen Zersetzung abgeschieden wer
den. Die Abgase gelangen aus der Trockentrommel durch die
Endkammer 3 und eine Rohrleitung in die Vorrichtung zur Rei
nigung der Gase, die aus einem Zyklon 17 und einem Wasch
turm 18 besteht, die hintereinander aufgestellt sind, wonach
sie durch einen Schornstein entweichen. Das im Waschturm 18
kondensierte Wasser wird teilweise verwendet, indem es durch
die Rohrleitungen 19 und 20 zum Kühlen der Feuerungsanlagen
15, 16 geleitet und teilweise zum Auffüllen des Umlaufwassers
in den Apparaten 21 und 22 benutzt wird.
Nach der thermischen Zersetzung der Abfälle gelangen
die Gase aus der Trommel 7 durch die Endkammer 6 und Rohr
leitungen in die in Reihe aufgestellten Apparate (Waschtür
me) 21, 22 zur Naßreinigung des Gases, von denen jeder
ein eigenes Absetzbecken 23, 24 hat.
Im Waschturm 21 erfolgt die Naßreinigung des Gases von
Staub bei der Abkühlung des Gases bis auf 100 bis 110°C,
wobei zusammen mit dem Staub aus den Gasen schwere harzhal
tige Verbindungen entfernt werden, die ein mechanisches Ge
misch bilden. Im Waschturm 22 wird das Gas bis auf 20 bis
30°C abgekühlt, wobei leichte harzhaltige Verbindungen abge
sondert werden, die praktisch keinen Staub enthalten.
Die angegebene Temperaturführung bei der Abkühlung des
Gases in den Waschtürmen beruht auf den Eigenschaften harz
haltiger Verbindungen, bei der Abkühlung zu kondensieren.
Die Trennung der anfallenden Stoffe in schwere und leich
te harzhaltige Verbindungen ermöglicht es, zielgerichteter
die genannten Stoffe in der Industrie zu verwenden. Das in
den Absetzbecken 23, 24 entstehende Phenolwasser wird beim
Erreichen einer bestimmten Phenolkonzentration erneuert und
für praktische Zwecke verwendet. Zum Auffüllen des Umlauf
wassers kann das bei der Reinigung der aus der Trockentrom
mel 1 kommenden Abgase im Waschturm 18 anfallende Wasser
verwendet werden. Das in den Waschtürmen 21, 22 gereinigte
Gas gelangt durch die Rohrleitung 25 in den Gasbehälter 28 zum
Mitteln und zum Ansammeln, und durch die mit Sicherungs-
und Regulierelementen 29, 30 versehenen Rohrleitungen 26,
27 wird das gereinigte Gas dann zum Verbrennen in die Feue
rungsanlagen 15, 16 geleitet.
Zur Gewährleistung eines rationellen Wärmehaushalts
beträgt das Massenverhältnis der in die Feuerungsanlagen
15 und 16 geleiteten Ströme (Trockenstrom zu Zersetzungsstrom) 1 bis 3 : 1. Dieses Verhältnis
ist dadurch begründet, daß in der Feuerungsanlage 16 der
Trommel 7 zur thermischen Zersetzung das Gas nur zum Ver
dünnen des Brennstoffstroms verwendet wird, während das
übrige Gas zum Zweck des Trocknens der Abfälle in der Feue
rungsanlage 15 verbrannt wird.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung gewährleistet die
Realisierung des Verfahrens zur thermischen Verarbeitung
von Abfällen durch Pyrolyse und Verbrennen.
Claims (11)
1. Verfahren zur thermischen Verarbeitung nichtkompo
stierbarer Haushaltsabfälle, das das Zerkleinern der Abfäl
le, deren Trocknen im Strom von Rauchgasen, die thermische
Zersetzung der Abfälle durch Rauchgase bei deren Bewegung
im Gegenstrom und
- - das Abführen der entstehenden Gase zur Naßreinigung und der festen Bestandteile zur Magnetscheidung einschließt,
dadurch gekennzeichnet, daß
- - das Trocken und die thermische Zersetzung getrennt vor genommen werden;
- - das Trocknen bei der Bewegung der Abfälle und Rauchgase im Gleichstrom bei einem Temperaturgefälle von 5 bis 10 K/m entlang des Stroms vorgenommen wird;
- - bei der thermischen Zersetzung der Abfälle ein Tempe raturgefälle entlang des Rauchgasstroms in Grenzen von 10 bis 20 K/m aufrechterhalten wird;
- - die Gase nach der thermischen Zersetzung einer Naßrei nigung unterworfen werden, die wenigstens in zwei Stadien abläuft, wobei im zweiten Stadium harzhaltige Verbindungen abgeschieden werden;
- - die gereinigten Gase in zwei Ströme geteilt und als Brennstoff verwertet werden, wobei ein Strom zum Trocknungs vorgang und der zweite zum Stadium der thermischen Zerset zung geleitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Trocknen und die thermische Zersetzung bei einer
Geschwindigkeit der Rauchgase von 0,1 bis 1,5 m/s durch
geführt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die thermische Zersetzung der Abfälle bis zur
Bildung fester Stoffe mit einem Gehalt an flüchtigen Be
standteilen von 10 bis 15 Masse% durchgeführt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Naßreinigung der Gase bei deren Abkühlung
im ersten Stadium bis auf 100 bis 110°C und im zweiten Sta
dium bis auf 20 bis 30°C vorgenommen wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Massenverhältnis des Stroms zum Trock
nen und des zur thermischen Zersetzung geleiteten Stroms
1-3 : 1 beträgt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge
kennzeichnet, daß die festen Stoffe nach der thermischen
Zersetzung einer Magnetscheidung bei einer magnetischen
Feldstärke von 50 bis 60 kA/m unterworfen werden.
7. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach An
spruch 1, die eine Vorrichtung (4) zum Zerkleinern und Zu
führen der Abfälle, eine drehbar um ihre Längsachse angeord
nete und in Austragrichtung geneigte Trommel (7) zur thermi
schen Zersetzung der Abfälle, zwei mit der Trommel verbunde
ne, stationäre Endkammer (6, 11) von denen durch die er
ste die Abfälle in die Trommel (7) geleitet und die bei der
thermischen Zersetzung entstehenden Gase abgeleitet und durch
die zweite, mit einer Feuerungsanlage (16) ausgerüstete Kam
mer (11) die entstehenden festen Stoffe ausgetragen werden,
einen mit der Kammer (11) und einer Vorrichtung (13, 14) zum
Auffangen der festen Stoffe verbundenen Magnetscheider (12)
und einen Apparat (21) zur Naßreinigung der Gase nach der
thermischen Zersetzung, der mit der ersten Kammer (6) durch
eine Rohrleitung zum Abführen dieser Gase verbunden ist,
enthält, dadurch gekennzeichnet, daß
- - sie eine mit der Vorrichtung (4) zum Zerkleinern und Zuführen der Abfälle verbundene um ihre Längsachse drehbare Trommel (1) enthält, die in Richtung des Austra gens der Abfälle geneigt ist und über der Trommel (7) zur thermischen Zersetzung der Abfälle angebracht ist;
- - die Trommeln (1, 7) durch eine Rohrleitung (5) mit einander verbunden sind, die mit einem aus Ventilen (8) be stehenden System zum Überleiten der Abfälle ausgerüstet ist;
- - die Trockentrommel (1) mit einer Vorrichtung (17, 18) zur Reinigung der Abgase verbunden ist;
- - der Apparat (21) zur Naßreinigung der Gase nach der ther mischen Zersetzung mit wenigstens einem zusätzlichen Apparat (22) zur Naßreinigung verbunden ist, der das Abscheiden harzhaltiger Verbindungen gewährleistet;
- - der Apparat (22) am Ausgang mit einer Rohrleitung (25) für das gereinigte Gas versehen ist, die sich in zwei Zulei tungsrohre (26, 27) verzweigt,
- - das eine Zuleitungsrohr (27) mit der Feuerungsanlage (16) der zweiten Kammer und das andere Zuleitungsrohr (26) mit der Trockentrom mel (1) über eine zusätzliche Feuerungsanlage (5) verbunden ist.
8. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
auf dem Abschnitt der Rohrleitung (25) zwischen dem zusätzli
chen Apparat (22) zur Naßreinigung der Gase und der Rohrver
zweigung ein Gasbehälter (28) installiert ist.
9. Anlage nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeich
net, daß jedes der Zuleitungsrohre (26, 27) mit Sicherungs-
und Regulierelementen (29, 30) versehen ist.
10. Anlage nach einem der Ansprüche 7-9, dadurch gekennzeichnet, daß
die Vorrichtung (17, 18) zum Reinigen der nach dem Trocknen
abgeleiteten Gase durch ein aus Rohrleitungen (19, 20) be
stehendes System mit den Feuerungsanlagen (15, 16) verbunden
ist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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GB8806594A GB2215716A (en) | 1988-03-19 | 1988-03-19 | Process and apparatus for thermal processing of noncompostable domestic waste. |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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---|---|---|---|
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DE (1) | DE3810686A1 (de) |
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GB (1) | GB2215716A (de) |
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AT407341B (de) * | 1998-06-30 | 2001-02-26 | Knoch Kern & Co | Verfahren und vorrichtung zum entkeimen der abluft von müllagerstätten und/oder sortieranlagen |
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DE2651302C3 (de) * | 1976-05-12 | 1981-07-09 | PLS Gesellschaft für Pyrolyse-Müllverwertungsverfahren mbH, 8000 München | Vorrichtung zur Destillationsgaserzeugung aus Abfall |
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