DE3937331A1 - Verfahren zum pyrolysieren oder einaeschern von abfallstoffen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Pyrolysieren oder Ein­ äschern von Abfallstoffen, insbesondere von Haus- oder Industrie­ müll, Rest- Alt- oder toxischen Stoffen, oder zur Pyrolysierung von Holzsägemehl, durch Induktion, Lichtbogen oder Mikrowellen.

Bei Müllmasse, Rest-, Alt- oder toxischen Stoffen soll durch eine Pyrolyse oder Einäscherung das Volumen des jeweiligen Pyrolyse­ gutes reduziert werden bis auf schadstoffarme, verkohlte Rück­ stände oder Asche, bei Flüssigkeiten durch Verdampfung. Mit der Pyrolyse von Holzsägemehl soll Räucherrauch erzeugt wer­ den, der zum Konservieren und Aromatisieren von beispielsweise Wurst, Schinken, Käse, Fisch angewendet wird.

Um dabei die Entstehung von Schadstoffen im Rauchgas und in den Rückständen weitgehend zu vermeiden, soll die Pyrolysetemperatur bei Müllmasse maximal 500°C betragen. Bei toxischen Stoffen kann die Temperatur zur Einäscherung auf über 3000°C erhöht werden. Bei Holzsägemehl soll die Pyrolysetemperatur 400°C nicht über­ steigen, weil darüber cancerogene Schadstoffe im Räucherrauch freigesetzt werden, die am Räuchergut kondensieren.

Zur Vermeidung exothermer Reaktionen erfolgt dies in geschlos­ senen Behältnissen unter Verhinderung einer Frischluftzufuhr zum Pyrolyseort. Der Rauchtransport erfolgt durch den Schubeffekt der rauchförmigen Expansion.

Bekannt, aktuell und umstritten sind herkömmliche Lösungen zur Müllverbrennung oder -pyrolyse, trotz vieler Anwendungsvariationen.

Als besonders nachteilig ist dabei anzusehen, daß zur Erzeugung der erforderlichen Verbrennungs- oder Pyrolysewärme zusätzlich eine Brennstoffverheizung stattfindet, die zusätzlich schadstoff­ reichen Abrauch in die Atmosphäre emittiert und schadstoffbela­ stete Rückstände produziert, wie auch verseuchte Filter und -stäube, zu der Schadstoffbelastung der eigentlichen Müllverbrennung. An­ lagen und Investitionen in großen Dimensionen sind zur Rauchgas­ reinigung erforderlich. Eine durch elektrische Widerstandsheizung impulsierte Pyrolyseanlage ist durch den niederen Wirkungsgrad und problembelastete Installierung des Heizelements, reparaturan­ fällig und kostenintensiv.

Bekannt zur Räucherraucherzeugung sind herkömmliche Glimm-, Reib- und Dampfraucherzeuger.

Nachteilig ist, daß bei allen Einrichtungen Frisch- oder Preß­ luft zum Pyrolyseort geführt wird, zum Glimmeffekt oder Rauchtrans­ port, was, trotz technisch aufwendigen Dosiervorrichtungen, unwill­ kürlich zu exothermen Reaktionen der Pyrolysetemperatur führt und damit zur Entstehung cancerogener Substanzen. Dazu wird der Räu­ cherrauch durch aufgewirbelte Asche- und Rußpartikel verunreinigt.

Bei einem bekannten Verfahren zur Räucherraucherzeugung (DOS DE 38 07 890 A1) wird eine Pyrolyseplatte durch Induktion beheizt, auf und über die chargenweise Sägemehl gefördert wird.

Nachteilig dabei ist die aufwendige Technik mit leicht verhar­ zenden, bewegten Teilen, die unvorteilhaft im Pyrolysebereich an­ geordnet sind. Die Pyrolyseplatte hat nur einen unterseitigen Heizeffekt auf das Räuchermaterial.

Ebenfalls bekannt ist eine Räucherraucherzeugung mittels Mikro­ wellen (DOS DE 38 18 010 A1).

Von Nachteil dabei ist, daß nur extrem trockenes Sägemehl dazu ge­ eignet ist, wie es im Handel nicht geführt wird. Doch auch troc­ kenes Sägemehl wird bei Lagerung in normaler Atmosphäre feuchtig­ keitsbelastet und ist damit ungeeignet.

Die Erfindung hat die Aufgabe, die zuvor genannten Nachteile her­ kömmlicher Lösungen zu beseitigen und auf wirtschaftlicher Basis, mit einfacher Technik, bei jedem Pyrolysegut eine temperaturgere­ gelte Pyrolysierung oder Einäscherung sicherzustellen, bei weit­ gehend ausgeschlossener Schadstoffentstehung und Umweltbelastung.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe damit gelöst, daß Abfallstoffe, auch Flüssigkeiten, mit metallhaltigen Partikeln vermischt werden und als eine mit metallhaltigen Partikeln durchsetzte Masse einer Induktions-, Lichtbogen- oder Mikrowelleneinwirkung ausgesetzt werden, in einem entsprechenden Behältnis, oder daß gasförmige Stoffe durch metallhaltige Partikel geführt werden, die in einer Röhre einer Induktionseinwirkung ausgesetzt sind.

Die metallhaltigen Partikel können granuliertes Metall, dessen ge­ mahlenes Oxidat (Rost) sein oder aus zerkleinertem Erz, mittels Magnetscheider weitgehend bergfrei separierte Eisenpartikel. Letz­ tere eignen sich besonders zur Räucherraucherzeugung, weil sie auch bei Erhitzung geruchlos bleiben.

Die Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere darin, daß ohne äußere thermische Einwirkung und ohne fremde Wärmequelle die zur Pyrolyse oder Einäscherung von Abfallstoffen erforderliche Wärme­ kapazität unmittelbar innen in der Masse der Abfallstoffe erzeugt wird durch die, mit Direkteffekt als selbsttätige Heizelemente und Hitzemedien fungierenden, metallhaltigen Partikel, mit denen die Masse der Abfallstoffe erfindungsgemäß durchsetzt ist und die durch die transitierende Induktions-, Lichtbogen- oder Mikrowellen­ einwirkung temperaturgeregelt kontaktimpulsiert werden. Die metall­ haltigen Partikel sind hitzebeständig bis fast 1500°C und wirken bis zur restlosen Verkohlung oder Einäscherung der Abfallstoffe. Sie können, nach einem Recycling, wiederverwendet werden. Ent­ stehendes Rauchgas gelangt nicht in die Atmosphäre, erzeugt also keine Luftverschmutzung. Außer bei der Räucherraucherzeugung, die schadstoffarm erfolgt und ohne Verschmutzung durch Asche- oder Ruß­ partikel, wird das entstehende Rauchgas aufbereitet und genutzt bei diversen Anwendungen, beispielsweise zum Impuls von Verbren­ nungsmotoren zwecks Stromerzeugung. Besonders vorteilhaft ist auch die Anwendbarkeit der Erfindung bei allen, auch flüssigen oder gas­ förmigen Abfallstoffen, wie auch die Einsatzmöglichkeit diverser Impulsgeber, je nach Erfordernis. Zudem sind, mit unbedeutenden Änderungen, konventionelle Induktions- und Lichtbogenöfen, oder Mikrowellengeräte geeignet zur Durchführung. Das erspart Entwick­ lungskosten und -zeit. Die Anlagen können für diverse Kapazitäten in verschiedenen Dimensionen angelegt werden, für Kleinst- und Großanwender. Sie kann, weil umweltfreundlich, überall betrieben werden, auch nachts mit Nachtstrom.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge­ stellt und wird in folgendem näher beschrieben, sowie auch andere.

In die Mikrowellenkammer (4) eines Mikrowellengerätes (1) mit Ab­ rauchstutzen (6) und Mikrowellenschleuse (5) wird ein dielektri­ scher Sägemehlbehälter (3) eingestellt, gefüllt mit Sägemehl, das anteilmäßig mit 10% metallhaltigen Partikel (2) durchsetzt ist.

Die Öffnung des Sägemehlbehälters (3) mündet abgedichtet in den Abrauchstutzen (4). Nach Aktivierung des Magnetstroms erfolgt unmit­ telbar die Pyrolyse und Räucherraucherzeugung und zwar im äußeren Bereich beginnend, bewirkt durch die, durch Mikrowelleneinwirkung sofort erhitzten, metallhaltigen Partikel. Durch ihr verkleinertes Volumen rutschen die verkohlten Rückstände nach unten in sich zu­ sammen mit den anteiligen metallhaltigen Partikeln, so daß sich die Mikrowelleneinwirkung ungehindert bis zur Mitte der Sägemehlmasse fortsetzt. Die Pyrolysetemperatur wird durch Intervallschaltung oder thermostatisch geregelt. Der im Sägemehl vorhandene Sauer­ stoff reicht aus zur Pyrolyse, ohne Frischluftzufuhr. Den Rauch­ transport bewirkt der Expansionsschub, durch den Abrauchstutzen (6) bis zum Anwendungsort. Eine Verschmutzung des Räucherrauchs kann dabei nicht entstehen. Bei einer vorgegebenen Pyrolysetempe­ ratur von maximal 400°C ist der Räucherrauch schadstoffarm.

Zur Pyrolyse mittels Induktionseinwirkung werden die Abfallstoffe, eventuell grob zerkleinert und vorgetrocknet, mit metallhaltigen Partikeln vermischt in einen konventionellen Induktionsofen ein­ gefüllt. Dieser ist mit einem Deckel hermetisch verschließbar und mit einem Abführrohr für das entstehende Rauchgas versehen. Eine Verpuffung des Rauchgases im Induktionsofen ist auch bei Funken­ bildung unmöglich, weil es kaum Sauerstoff beinhaltet. Nach Akti­ vierung der Induktion beginnt unmittelbar die Pyrolyse, bewirkt durch die, durch Induktionseinwirkung erhitzten, metallhaltigen Partikel. Die Regelung der Pyrolysetemperatur erfolgt thermosta­ tisch mit kontaktloser Temperaturmessung.

Flüssige Abfallstoffe, insbesondere Toxide, werden mit den metall­ haltigen Partikeln zu einer breiartigen Masse vermischt und in einem konventionellen Lichtbogenofen bei 3000°C vernichtet. Der Lichtbogen bildet sich zwischen den Elektroden und den metallhal­ tigen Partikeln, die dabei schmelzen.

Gasförmige Abfallstoffe, beispielsweise verbrauchter Räucherrauch, werden durch granulierte, metallhaltige Partikel geführt, die in einer Induktionsröhre einer Induktionseinwirkung ausgesetzt sind. Die Induktionsröhre besteht aus einem hitzebeständigen, dielektri­ schen Rohr mit umschließenden, wassergekühlten Induktionsleitungen. Bei 1200°C entsteht dabei eine Vernichtung der Bestandteile gas­ förmiger Abfallstoffe.

Claims (2)

1. Verfahren zum Pyrolysieren oder Einäschern von Abfallstoffen, insbesondere von Haus- oder Industriemüll, Rest-, Alt- oder to­ xischen Stoffen, oder zur Pyrolysierung von Holzsägemehl, durch Induktion, Lichtbogen oder Mikrowellen, dadurch gekennzeichnet, daß Abfallstoffe, auch Flüssigkeiten, mit metallhaltigen Par­ tikeln vermischt werden und einer Einwirkung ausgesetzt werden, oder daß gasförmige Stoffe durch metallhaltige Partikel geführt werden, die in einer Röhre einer Induktionseinwirkung ausgesetzt sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die metallhaltigen Partikel aus granuliertem Metall, aus dessen gemahlenem Oxidat (Rost) bestehen oder Eisenpartikeln aus zerkleinertem Erz.