DE3810686A1 - Verfahren zur thermischen verarbeitung nichtkompostierbarer haushaltsabfaelle und anlage zu dessen durchfuehrung - Google Patents

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.

Beispiel 1

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.

Beispiel 2

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.

Beispiel 3

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.

Beispiel 4

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:

Tabelle

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.