DE4107046A1 - Method for using organic wastes contg. macromolecules - Google Patents

Method for using organic wastes contg. macromolecules

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    • Y02P20/143—Feedstock the feedstock being recycled material, e.g. plastics

Abstract

(+21.9.90,6.12.90(2), 21.9.90,19.12.90, 6.3.91-DE-029880,038896/7, 029879,040672,107046). Macromolecules contg. organic -wastes are utilised by decomposing by warming to more than 150 deg.C, pref. under pressure or by shearing to liq. and gaseous components which can then be utilised. An appts. for carrying out the process comprises a melt vessel with a grate and a collecting vessel underneath for collecting the melt. It also has a pump and a means to treat the liq. and gaseous components further, pref. a mixing chamber.

Description

In den Patentanmeldungen P 40 17 089.24, P 40 38 897.2, P 40 38 894.4 sind Verfahren be­ schrieben worden, in denen Kunststoffabfälle durch Aufschmelzen und Vergasen in Kesseln oder Extrudern in Stoffe umgewandelt werden, die zur Erzeugung von Synthesegas, Reduktionsgas, als Brennstoff oder dergleichen verwendet werden. Es ist auch möglich Wachse zu erzeugen und diese dementsprechend weiterzuverwenden.In the patent applications P 40 17 089.24, P 40 38 897.2, P 40 38 894.4, processes are have been written in which plastic waste by melting and gasification in boilers or Extruders are converted into substances that are used to generate synthesis gas, reducing gas, can be used as fuel or the like. It is also possible to produce waxes and to continue to use them accordingly.

Bei diesen Verfahren und Vorrichtungen ist davon ausgegangen worden, daß es sich um größere Mengen von Abfällen handelt und daß diese Stoffe in Anlagen der chemischen oder metallurgi­ schen Industrie weiterverwendet werden.These methods and devices have been believed to be larger Amounts of waste and that these substances in chemical or metallurgical plants industry can continue to be used.

Es gibt jedoch viele Fälle, wo der Anfall derartiger organischer Abfälle, vorzugsweise Kunststoff­ abfälle, klein oder ihr Transport in große zentrale Anlagen unwirtschaftlich ist. Häufig werden bis­ her solche Abfälle irgendwo unsachgemäß deponiert oder gar weggeworfen und damit die Natur auf lange Zeit verschandelt, da sie unter den üblichen Umweltbedingungen nur sehr langsam zerfallen.However, there are many cases where such organic waste, preferably plastic, is generated waste, small or their transportation to large central plants is uneconomical. Frequently until Such waste is improperly deposited somewhere or even thrown away, and with it nature long time since it is very slow under normal environmental conditions disintegrate.

Hier nun soll das neuartige Verfahren dadurch Abhilfe schaffen, daß Verfahren und Vorrichtungen vorgeschlagen werden, mit denen sich auch kleine Mengen an organischen Abfällen, insbeson­ dere Kunststoffabfälle, sinnvoll und ökonomisch verwerten lassen.Here, the novel method is intended to remedy the fact that methods and devices be proposed with which even small amounts of organic waste, in particular have plastic waste recycled sensibly and economically.

Das Verfahren besteht im wesentlichen aus folgenden Schritten:
Die Abfälle werden auf unter 100, vorzugsweise unter 50 mm, zerkleinert. Anschließend werden die Abfälle nach einem bekannten Schwerkraft-Trennverfahren, das kann Trennung mit Wind, in ruhendem oder strömendem Wasser oder dgl. sein, in Fraktionen unter­ schiedlichen spezifischen Gewichts aufgeteilt.The process essentially consists of the following steps:
The waste is reduced to less than 100 mm, preferably less than 50 mm. Then the wastes are divided into fractions under different specific weights by a known gravity separation method, which can be separation with wind, in still or flowing water or the like.

Je nach Zusammensetzung der Abfälle können mehrere verschiedene Fraktionen gewonnen wer­ den; solche die enthalten:
Metalle, Glas, Steine,
PVC, PTFE, gefüllte Kunststoffe und andere Kunststoffe mit spezifischen Gewichten
von über 1 g/cm3,
ungefüllte Polyolefine.Depending on the composition of the waste, several different fractions can be obtained; those that contain:
Metals, glass, stones,
PVC, PTFE, filled plastics and other plastics with specific weights
over 1 g / cm 3 ,
unfilled polyolefins.

In dieser Aufstellung nimmt das spezifische Gewicht von den Metallen zu den Polyolefinen ab. Eine Trennung von halogenhaltigen Kunststoffen, wie PVC, von den anderen Kunststoffen ist vor allem dann notwendig, wenn eine problemlose direkte Verbrennung in einer Verbrennungsanlage oder einer Wärmekraftanlage, z. B. einem Verbrennungsmotor oder einer Gasturbine angestrebt wird.In this list, the specific weight decreases from the metals to the polyolefins. There is a separation of halogen-containing plastics, such as PVC, from the other plastics all necessary if there is a problem-free direct combustion in an incineration plant or a thermal power plant, e.g. B. an internal combustion engine or a gas turbine  becomes.

Das Verfahren wird nun weiterhin anhand der Verwendung von Extrudern beschrieben, es sind je­ doch auch andere geeignete Vorrichtungen, wie Schmelzkessel möglich.The method will now be further described using extruders, they are each but other suitable devices, such as melting kettles, are also possible.

Die organischen Fraktionen, vorzugsweise bestehend aus Kunststoffen, werden einem oder meh­ reren Exrudern, die parallel oder hintereinander geschaltet sein können, zugeführt. Dabei können, soweit die Kunststoffe Halogene, in erster Linie Chlor, wie z. B. bei PVC, enthalten, diese bei verhältnismäßig niedriger Temperatur von ca. 300 Grad in kurzen Verweilzeiten in einer der ersten Stufen der Extrusionsanlage abgespalten werden. Die Kunststoffabfälle werden dann auf höhere Temperaturen von ca. 350 bis 550 Grad erhitzt und dabei unter der Einwirkung der Wärme, eventueller Scherung, eventuell zugeführter Luft oder Wasser bzw. Wasserdampf und eventuell beigemischter oder injizierter Metalloxyde oder anderer, katalytisch die Spaltung der Kunststoffmoleküle beschleunigender Stoffe, in niedermolekulare Moleküle gespalten und hier­ durch verflüssigt oder vergast. Es ist auch möglich, in bekannter Weise die Schmelze in dem oder den Extrudern zu filtern, um feinpulverige Mineralzusätze oder ungeschmolzene Anteile auszusondern.The organic fractions, preferably consisting of plastics, are one or more Other exruder, which can be connected in parallel or in series. Here As far as the plastics halogens, primarily chlorine, such as. B. PVC, contain them at a relatively low temperature of approx. 300 degrees in short dwell times in one of the the first stages of the extrusion system. The plastic waste is then on Higher temperatures of about 350 to 550 degrees heated and under the influence of the Heat, possible shear, possibly supplied air or water or water vapor and any admixed or injected metal oxides or other, catalytically the cleavage of the Plastic molecules of accelerating substances, split into small molecules and here by liquefied or gassed. It is also possible, in a known manner, to melt the or the extruders to filter for finely powdered mineral additives or unmelted parts to discard.

Je nach Zusammensetzung und Konsistenz dieser so aus dem oder den Extrudern schließlich austretenden Molekülbruchstücke können diese nun verbrannt oder, wenn sie ausreichend sauber sind, einer Wärmekraftmaschine z. B. einem Verbrennungsmotor oder einer Gasturbine zugeführt werden. Soweit sie sich bei Raumtemperatur verfestigen, können sie so belassen oder aufgeschäumt in zerteilter Form, allein oder gemischt mit anderen Stoffen, wie z. B. Holz oder Stroh, in loser granulat- oder pulverförmiger Form oder gepreßt als Brikett oder einer anderen Gestalt abtransportiert und/oder direkt verwendet werden.Depending on the composition and consistency of the extruders Escaping molecular fragments can now be burned or if they are sufficiently clean are a heat engine z. B. an internal combustion engine or a gas turbine will. As far as they solidify at room temperature, they can be left as they are or foamed in divided form, alone or mixed with other substances, such as. B. wood or Straw, in loose granular or powder form, or pressed as a briquette or other Shape removed and / or used directly.

Die bei der Verbrennung entstehende Wärme wird zu Heizzwecken, zur Dampferzeugung oder auch für andere Zwecke genutzt.The heat generated during combustion is used for heating purposes, for steam generation or also used for other purposes.

Enthalten die Produkte Schadstoffe, die beim Verbrennen frei werden, dann wird eine Gasreini­ gung vorgesehen. Vorzugsweise wird hierzu eine Gaswäsche herangezogen, die mit Alkali- und/oder Erdalkaliverbindungen arbeitet. Stehen nur Erdalkalien zu Verfügung, dann werden diese direkt in die heißen Verbrennungsgase oder bereits vorher zur Abspaltung des CO2 zuge­ geben. Dadurch wird gleichzeitig auch die Anlage, insbesondere ein eventuell vorhandener Ab­ hitzekessel vor Korrosion geschützt. Die in einer eventuellen ersten Extruderstufe abgespaltenen Halogene werden abgesaugt und ebenfalls der Rauchgasreinigung zu ihrer Neutralisation zuge­ geben. In Gegenden, wo Alkali und Erdalkali enthaltende Abwässer problemlos in Gewässer ein­ geleitet werden können, wie in Brackwässer oder in das Meer, braucht keine weitere Aufbereitung des Waschwassers zu erfolgen.If the products contain pollutants that are released during combustion, gas cleaning is provided. A gas scrubbing which works with alkali and / or alkaline earth compounds is preferably used for this purpose. If only alkaline earths are available, then these are added directly to the hot combustion gases or previously to remove the CO 2 . This also protects the system, especially any existing boiler from corrosion. The halogens split off in a possible first extruder stage are suctioned off and also added to the flue gas cleaning for their neutralization. In areas where waste water containing alkali and alkaline earth can be easily discharged into bodies of water, such as brackish water or the sea, no further treatment of the wash water is required.

In Fig. 1 wird ein Stammbaum des Verfahrensablaufes mit seinen möglichen, vorangehend be­ schriebenen Varianten vorgestellt.In Fig. 1, a family tree of the procedure is presented with its possible, previously described variants.

Claims (23)

1. Verfahren zur Verwertung von organischen Abfällen, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfälle zerkleinert, von mitgeführtem Glas, Steinen, Metallen, und dergleichen weitgehend befreit, einer die Makromoleküle abbauenden Behandlung bei höheren Temperaturen, gegebenenfalls zusätzlichem Druck und Scherung unterzogen und anschließend als Wert- oder Brennstoffe in unterschiedlichster Form weiterverwendet werden.1. A process for the recycling of organic waste, characterized in that the waste is crushed, largely freed from entrained glass, stones, metals, and the like, subjected to a macromolecular degradation treatment at higher temperatures, if appropriate additional pressure and shear, and then as a value or fuels can be used in various forms. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerkleinerung auf unter 100 mm große Stücke erfolgt.2. The method according to claim 1, characterized in that the size reduction to less than 100 mm large pieces are done. 3. Verfahren nach Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Trennung der Abfälle in ver­ schiedene Fraktionen mit Hilfe von Schwerkraftverfahren erfolgt.3. The method according to claim 1-2, characterized in that a separation of the waste in ver different fractions with the help of gravity. 4. Verfahren nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß für die Schwerkrafttrennung Wind oder Wasser verwendet wird.4. The method according to claim 1-3, characterized in that for gravity separation wind or water is used. 5. Verfahren nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennung in die Fraktionen Nichtkunststoffe, Kunststoffe mit spezifischen Gewichten über 1 g/cm3 und solche unter 1 g/cm3 erfolgt.5. The method according to claim 1-4, characterized in that the separation into the fractions of non-plastics, plastics with specific weights above 1 g / cm 3 and those below 1 g / cm 3 . 6. Verfahren nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Fraktionen getrennten Be­ handlungen zugeführt werden.6. The method according to claim 1-5, characterized in that the fractions separate Be actions are taken. 7. Verfahren nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß in einer der ersten Stufen der Wärmebehandlung Schadgase abgespalten, abgesaugt und einer Naßwäsche zur Abscheidung zugeführt werden.7. The method according to claim 1-6, characterized in that in one of the first stages Heat treatment split off harmful gases, extracted and a wet wash for separation are fed. 8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Füllstoffe und/oder Treibgas eingearbeitet wird.8. The method according to claim 1 to 7, characterized in that fillers and / or propellant is incorporated. 9. Verfahren nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Verflüssigungs- oder Vergasungsstufe anfallenden Produkte einer Verbrennung zugeführt werden.9. The method according to claim 1-6, characterized in that in the liquefaction or Gasification stage resulting products are fed to a combustion. 10. Verfahren nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Verflüssigungs- oder Vergasungsstufe anfallenden Produkte zur Krafterzeugung verwendet werden. 10. The method according to claim 1-6, characterized in that in the liquefaction or gasification stage products are used to generate power.   11. Verfahren nach Anspruch 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Verflüssigungsstufe anfallenden Produkte durch Abkühlung verfestigen und in zerteilter Form, alleine oder mit anderen Stoffen gemischt werden.11. The method according to claim 1-8, characterized in that in the liquefaction stage Solidify the resulting products by cooling and in divided form, alone or with others Substances are mixed. 12. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die bei der Verbrennung anfallende Wärme genutzt wird.12. The method according to claim 9, characterized in that the incurred during the combustion Heat is used. 13. Verfahren nach Anspruch 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Reinigung der aus dem Ex­ truder austretenden Spaltgase oder der Abgase eine Gasreinigung genutzt wird.13. The method according to claim 1-7, characterized in that for cleaning the ex escaping fission gases or the exhaust gases gas cleaning is used. 14. Verfahren nach Anspruch 13 dadurch gekennzeichnet, daß für die Gasreinigung eine Wasch­ anlage mit einer wässerigen Lösung von Alkali- und/oder Erdalkaliverbindungen verwendet wird.14. The method according to claim 13, characterized in that a wash for gas cleaning system is used with an aqueous solution of alkali and / or alkaline earth compounds. 15. Verfahren nach Anspruch 1.-14, dadurch gekennzeichnet, daß Erdalkalikarbonate den heißen Verbrennungsgasen zur Zersetzung der Carbonate zugegeben werden.15. The method according to claim 1-14, characterized in that alkaline earth carbonates are called Combustion gases are added to decompose the carbonates. 16. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der im Wärmetauscher anfallende Staub in den Rauchgaswäscher eingebracht wird.16. The method according to claim 12, characterized in that the accumulating in the heat exchanger Dust is introduced into the flue gas scrubber. 17. Vorrichtung zur Durchführung des in Anspruch 1 bis 16 beschriebenen Verfahrens, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung aus einer Zerkleinerungs-, einer Schwerkraft-Aufbereitungs­ anlage, einem oder mehreren parallel oder seriell arbeitenden Extrudern, eventuell einer Verbren­ nungasanlage, für die verflüssigten oder vergasten Produkte, die aus dem/den Extrudern austre­ ten, eventuell einem Wärmetauscher und möglicherweise einer Gasreinigungsanlage besteht.17. An apparatus for performing the method described in claims 1 to 16, characterized characterized in that the device consists of a crushing, a gravity processing system, one or more extruders working in parallel or in series, possibly a combustion nung gas plant, for the liquefied or gasified products emerging from the extruder (s) ten, possibly a heat exchanger and possibly a gas cleaning system. 18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle der Verbrennungsan­ lage eine Wärmekraftmaschine eingesetzt wird.18. The apparatus according to claim 17, characterized in that in place of the combustion location a heat engine is used. 19. Vorrichtung nach Anspruch 17 dadurch gekennzeichnet, daß sie dazu geeignet ist, organische Stoffe, wie Holz, Stroh, Textilien, Papier in die Schmelze einzumischen.19. The apparatus according to claim 17, characterized in that it is suitable for organic Mix substances such as wood, straw, textiles, paper into the melt. 20. Vorrichtung zur Durchführung des in Anspruch 1 bis 16 beschriebenen Verfahrens, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verwertung des im Abhitzekessel erzeugten Dampfes eine Wärmekraft­ maschine benutzt wird.20. Device for performing the method described in claims 1 to 16, characterized characterized in that a heat power to utilize the steam generated in the waste heat boiler machine is used. 21. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorrichtung ein Separator zur Abtrennung wertvoller Gase zugeschaltet ist.21. The apparatus according to claim 17, characterized in that the device is a separator  is switched on to separate valuable gases. 22. Vorrichtung nach Anspruch 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit Sensoren den Zustand der End- oder Zwischenprodukte überwacht und danach die Kunststoffaufgabe geregelt oder gesteuert wird.22. The apparatus according to claim 17 to 19, characterized in that it with the sensors The condition of the end or intermediate products is monitored and the plastics task is then regulated or controlled. 23. Vorrichtung nach Anspruch 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß sie geeignet ist, solche Stoffe in das durchgesetzte Produkt zu injizieren und einzumischen, die den Abbau der Moleküle beschleunigen, wie Luft, Wasser und/oder Katalysatoren, wie Metalle und ihre Oxyde, o.a.23. The device according to claim 17 to 19, characterized in that it is suitable, such Inject substances into the enforced product and mix it in, breaking down the molecules accelerate, such as air, water and / or catalysts, such as metals and their oxides, etc.
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