DE4226015C9 - Process for the disposal of solid and liquid waste materials in the gasification process in fixed-bed pressure gasification - Google Patents
Process for the disposal of solid and liquid waste materials in the gasification process in fixed-bed pressure gasificationInfo
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- DE4226015C9 DE4226015C9 DE19924226015 DE4226015A DE4226015C9 DE 4226015 C9 DE4226015 C9 DE 4226015C9 DE 19924226015 DE19924226015 DE 19924226015 DE 4226015 A DE4226015 A DE 4226015A DE 4226015 C9 DE4226015 C9 DE 4226015C9
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Abstract
Feste und flüssige Abfallstoffe werden über den Prozeß der Festbettdruckvergasung in direkter Verfahrenskopplung mit der Flugstromvergasung oder unter Nutzung von Gas- und Gaskondensataufbereitungsanlagen in Kopplung mit Öl- und Flugstromvergasungsanlagen entsorgt.$A Feste und flüssige Abfallstoffe werden gemeinsam mit stückiger Braunkohle in einem Festbettdruckvergaser mit Hilfe eines sauerstoffhaltigen Vergasungsmittels autotherm vergast.$A Die Braunkohle, die je nach Abfallstoffzusammensetzung einen Anteil am Vergasungsstoff von 20 bis 99% besitzen kann, wird durch entsprechende Prozeßführung im Festbettvergaser bei ca. 750°C in Aktivat überführt. Das Aktivat adsorbiert höher siedende organische Verbindungen, Salz- und Schwermetalldämpfe und führt diese in weiter unten befindliche Zonen des Festbettvergasers mit Temperaturen von > 1200°C. Dabei werden die höher siedenden organischen Schadstoffe zerstört sowie die Salz- und Schwermetalle in die Schlacke eingeschmolzen. Die leichter siedenden Schadstoffbestandteile werden in bekannten Gas- und Gaskondensataufbereitungsanlagen sowie in bekannten Flugstromvergasungsanlagen entsorgt.$A Anwendungsgebiet der Erfindung ist die Druckvergasung. Solid and liquid waste materials are disposed of via the process of fixed-bed pressure gasification in direct process coupling with entrained-flow gasification or by using gas and gas condensate processing systems in conjunction with oil and entrained-flow gasification systems Oxygen-containing gasifying agent is autothermally gasified. $ A The lignite, which, depending on the composition of the waste material, can account for 20 to 99% of the gasifying material, is converted into activated material by appropriate process management in the fixed-bed gasifier at approx. 750 ° C. The activated substance adsorbs higher-boiling organic compounds, salt and heavy metal vapors and leads them to the zones below of the fixed bed gasifier with temperatures of> 1200 ° C. The higher-boiling organic pollutants are destroyed and the salt and heavy metals are melted into the slag. The lower-boiling pollutant components are disposed of in known gas and gas condensate treatment systems and in known entrained flow gasification systems. $ A The field of application of the invention is pressure gasification.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Vergasung und insbesondere auf die Festbettdruckvergasung sowie auf das Gebiet der Entsorgung von Abfallstoffen.The invention relates to the field of gasification and in particular to fixed bed pressure gasification as well as in the field of waste disposal.
Die Festbettvergasung wird mit den unterschiedlichsten Einsatzstoffen, wie Rohbraunkohle, Braunkohlenbriketts, Hartbraunkohle und Steinkohle betrieben. Die Qualität dieser Einsatzstoffe hinsichtlich des Asche- und Wassergehaltes kann in weiten Grenzen schwanken. Der Aufbereitungsaufwand für den Vergasungsstoff ist gering. Diese relativ hohe Anspruchslosigkeit der Festbettdruckvergasung an den Vergasungsstoff und die Möglichkeit einer stofflichen Nutzung der Produkte haben unter anderem auch dazu geführt, AbfallstoffeFixed-bed gasification is carried out with a wide variety of input materials, such as raw lignite, lignite briquettes, Hard lignite and hard coal operated. The quality of these raw materials in terms of ash and The water content can vary within wide limits. The processing effort for the gasification material is small amount. This relatively high level of undemanding of the fixed-bed pressure gasification to the gasification material and the Possibility of a material use of the products have among other things also led to waste materials
10 einzusetzen.10 to be used.
Der grundsätzliche Nachteil der Festbettdruckvergasung besteht darin, daß im Rohgas Staub, höher- und niedrigsiedende Kohlenwasserstoffe und wasserlösliche organische und anorganische Verbindungen enthalten sind und aufwendige Nebenanlagen zur Gewinnung und Verwertung einzelner Produkte sowie zur Vermeidung von Umweltgefährdungen erforderlich sind.The basic disadvantage of fixed-bed pressure gasification is that dust, higher and higher in the raw gas Contain low-boiling hydrocarbons and water-soluble organic and inorganic compounds are and complex ancillary systems for the extraction and recycling of individual products as well as for avoidance environmental hazards are required.
Nach DD-PS 2 59 875 ist ein Vorschlag bekannt geworden, nach welchem zur Vermeidung von Abprodukten die Brennstoffschütthöhe im Festbettdruckvergaser extrem abgesenkt wird und durch die dadurch erreichten Temperaturen im Gasraum von ca. 10000C die im Rohgas enthaltenen Teere, öle und Staubpartikel im Gasraum in Rohgas umgewandelt werden sollen. Dieses Verfahren ist sicherheitstechnisch nicht beherrschbar, da durch die extrem niedrige Festbettschüttung Sauerstoffdurchbrüche provoziert werden, die in nachgeschalteten AnIagen zu Gasexplosionen führen können. Bekannt ist weiterhin ein Vorschlag nach DD-PS 43 253, bei dem die im Gas enthaltenen flüssigen und festen Bestandteile beim Verlassen des Gaserzeugers autooxydativ unter Zuführung von Vergasungsmitteln in Gas umgewandelt werden sollen. Dieses Verfahren ist wirtschaftlich nicht sinnvoll, da ein Teil des erzeugten Gases verbrannt wird. Ein sicherer definierter Umsatz der flüssigen und festen Bestandteile ist bei der Durchführung dieses Verfahrens nicht garantiert. Da der Vorschlag weiterhin keine sichere nacharbeitbare Lehre beinhaltet, ist bei dem dargestellten Verfahren mit Gasexplosionen zu rechnen.According to DD-PS 2 59 875 a proposal has become known, according to which the fuel bed height in the fixed bed pressure gasifier is extremely reduced to avoid waste products and the tars, oils and dust particles contained in the crude gas in the gas space of about 1000 ° C. Gas space to be converted into raw gas. This process cannot be controlled from a safety point of view, as the extremely low fixed bed provokes oxygen breakthroughs, which can lead to gas explosions in downstream systems. Also known is a proposal according to DD-PS 43 253, in which the liquid and solid constituents contained in the gas are to be converted auto-oxidatively into gas when leaving the gas generator with the addition of gasifying agents. This process does not make economic sense because part of the gas produced is burned. A reliably defined conversion of the liquid and solid components is not guaranteed when carrying out this process. Since the proposal still does not contain any reliable teaching that can be reworked, gas explosions are to be expected with the method presented.
In der DD-PS 1 50 475 ist eine Lösung aufgezeigt, nach der unter Einsatz eines Hydrierkatalysators bei einer Nachvergasung von Festbettdruckvergasungsrohgas höhere Kohlenwasserstoffe durch Hydrocracken umgesetzt werden sollen. Dieses Verfahren weist den Nachteil auf, daß die Eintrittstemperatur des Rohgases im Nachvergaser auf die Arbeitstemperatur des Katalysators eingestellt werden muß. Dies ist bei Einsatz von Braunkohle im Vergasungsprozeß nur mit komplizierter Steuer- und Verfahrenstechnik realisierbar. Ein weiterer Nachteil des Verfahrens ist die rasche Verschmutzung des Katalysators mit Kohlenstaub- und Ascheteilchen, welche mit dem Rohgas mitgeführt werden und die damit entstehenden hohen Betriebskosten. Weiterhin sind in den DE-OS 25 32 197 und 25 32 198 Vorschläge aufgezeigt, zur Nachvergasung von Kohlenwasserstoffen aus Festbettdruckvergasungsrohgas dieses bei Zugabe von Sauerstoff in einen Nachvergaser, welcher ein Festbett aus inertem oder Katalysatormaterial enthält, einzuleiten, wodurch infolge von Temperaturerhöhungen Vergasungs- und Crackreaktionen eintreten sollen.In DD-PS 1 50 475 a solution is shown, according to which using a hydrogenation catalyst in a Post-gasification of fixed-bed pressure gasification raw gas, higher hydrocarbons converted by hydrocracking should be. This method has the disadvantage that the inlet temperature of the raw gas in the Post-carburetor must be adjusted to the working temperature of the catalyst. This is when using Lignite in the gasification process can only be realized with complicated control and process engineering. Another The disadvantage of the process is the rapid contamination of the catalyst with coal dust and ash particles, which are carried along with the raw gas and the resulting high operating costs. Furthermore, in the DE-OS 25 32 197 and 25 32 198 suggested proposals for post-gasification of hydrocarbons Fixed-bed pressure gasification raw gas this with the addition of oxygen in a post-gasifier, which is a fixed bed made of inert or catalyst material, which, as a result of temperature increases, result in gasification and cracking reactions should occur.
Dieses Verfahren ist dahingehend von Nachteil, daß hier eine Steuerung der Rohgaszusammensetzung sowie der Rohgasmenge im Nachvergaser nicht möglich ist und die Festbettschüttung im Nachvergaser durch Verschmutzung infolge von Staub- und Ascheeintrag zur Leistungseinsenkung bzw. zur Abstellung des Vergasungs-This method is disadvantageous in that it is a control of the raw gas composition as well the amount of raw gas in the post-gasifier is not possible and the fixed bed in the post-gasifier is due to contamination due to the entry of dust and ash to lower performance or to shut down the gasification
40 prozesses führen kann.40 process can lead.
Für Abfälle mit organischen Schadstoffen, wie Dioxine und Furane, sowie mit Schwermetallen werden Lösungen vorgeschlagen, durch Einbindung in tonhaltige Materialien (DE-PS 39 18 259, DE-PS 37 13 482, DE-PS 39 19 011 oder DE-PS 35 02 215) schwermetallhaltige Rückstände zu festen deponiefähigen Produkten zu verarbeiten, die dann teilweise mit einem sehr hohen Kostenaufwand in Untertagedeponien abgelagert werden.For waste with organic pollutants such as dioxins and furans, as well as with heavy metals Solutions proposed by incorporation in clay-containing materials (DE-PS 39 18 259, DE-PS 37 13 482, DE-PS 39 19 011 or DE-PS 35 02 215) heavy metal-containing residues to solid landfill products process, some of which are then deposited in underground landfills at a very high cost.
Alternative Lösungen sehen Einschmelzlösungen vor. Solche Lösungen werden in DE-PS 39 39 344, DE-PS
32 06 984 beschrieben. Diese Anlagen benötigen einen sehr hohen Energieaufwand. Sie befinden sich gegenwärtig
überwiegend im Stadium von Labor- und Pilotanlagen und bedürfen für die Überführung in die Praxis noch
eines erheblichen Entwicklungs- und Zeitaufwandes.
Aus der Vergasungstechnik ist ein Vorschlag aus DD-PS 2 67 880 bekannt, nach dem ein aschehaltiger
flüssiger Brennstoff separat und unabhängig von einem Brenner, der mit einem staubförmigen Brennstoff
beaufschlagt wird, mit Wasserdampf über eine Zuführungsleitung dem Reaktionsraum zugeführt wird und der
benötigte Sauerstoff für die autotherme Partialoxydation des aschehaltigen flüssigen Brennstoffes über denAlternative solutions provide meltdown solutions. Such solutions are described in DE-PS 39 39 344, DE-PS 32 06 984. These systems require a very high amount of energy. At the moment they are predominantly in the laboratory and pilot plant stage and still require a considerable amount of development and time to be implemented in practice.
From the gasification technology a proposal from DD-PS 2 67 880 is known, according to which an ash-containing liquid fuel is supplied separately and independently of a burner to which a dusty fuel is applied with steam via a supply line to the reaction chamber and the required oxygen for the autothermal partial oxidation of the ash-containing liquid fuel over the
Kohlestaubbrenner dem Vergasungsreaktor zugeführt wird.Coal dust burner is fed to the gasification reactor.
Die Vergasung von flüssigen Rückständen erfordert nach diesem Verfahren einen hohen Einsatz von Kohlestaub, dessen Verwendung zu hohen Gasgestehungskosten führt Die Einsatzmenge von flüssigen Rückständen ist mengenmäßig bei diesem Verfahren sehr begrenzt.The gasification of liquid residues requires a high use of coal dust according to this process, the use of which leads to high gas production costs. The amount of liquid residues used is very limited in terms of quantity in this process.
Auch weitere für die Beurteilung in Betracht gezogene Patente auf dem Gebiet der Festbettdruckvergasung, wie DE 26 19 302, DE 33 42 383 und DE 33 27 203. die für die Einschmelzung der anorganischen Schadstoffe einen flüssigen Schlackeabzug vorschlagen, zeigen keine Lösung für die Verhinderung einer Schwermetall-Also other patents considered for the assessment in the field of fixed-bed pressure gasification, such as DE 26 19 302, DE 33 42 383 and DE 33 27 203. those for melting down the inorganic pollutants suggest a liquid slag discharge, show no solution for the prevention of a heavy metal
6o dampfaufnahme des Rohgases.6o vapor absorption of the raw gas.
Ziel und Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Verfahren zur Entsorgung von festen und flüssigen Abfallstoffen derart weiterzubilden, daß eine verbesserte Beseitigung anorganischer Schadstoffe oder auch höher siedender organischer Schadstoffe mit hohem Wirkungsgrad erreichbar wird.The aim and object of the invention is the method for the disposal of solid and liquid To develop waste materials in such a way that an improved elimination of inorganic pollutants or else higher-boiling organic pollutants can be achieved with a high degree of efficiency.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Dabei werden einem Festbettdruckvergaser 1 bis 80% Abfallstoffe und gleichzeitig 20 bis 99% stückige Braunkohle zugeführt. Der Anteil der zugeführten Braunkohle wird den Schadstoffanteilen sowie dem Heizwert der Abfallstoffe angepaßt. Er wird proportional zum Salz-, Schwermetall-, Dioxin- und Furangehalt und umgekehrt proportional zum Heizwert der Abfallstoffe eingestellt Im Festbettdruckvergaser wird durch die Bildung eines definierten Tempe-According to the invention, the object is achieved by the features of claim 1. This will be a Fixed bed pressure gasifier 1 to 80% waste materials and at the same time 20 to 99% lumpy brown coal fed. the The proportion of lignite supplied is adapted to the proportion of pollutants and the calorific value of the waste materials. It is proportional to the salt, heavy metal, dioxin and furan content and inversely proportional to the The calorific value of the waste materials is set In the fixed-bed pressure gasifier, a defined temperature is
raturprofils in der Schüttung die Braunkohle bei 300 bis 800°C und Verweilzeiten von > 1 h in ein Aktivat mit einer spezifischen Oberfläche von ca. 400 m2/g umgesetzt, welches die mit dem Vergasungsgas aus den Abfallstoffen stammenden Schwermetall-, Salz-, Dioxin- und Furandämpfe adsorbiert und in tiefere Zonen der Schüttung mit Temperaturen von ca. 1200° C transportiert. Bei diesen Temperaturen werden die organischen Schadstoffverbindungen zerstört und die anorganischen Verbindungen überwiegend in die entstehende Schlacke eingebunden.temperature profile in the bed converts the lignite at 300 to 800 ° C and residence times of> 1 h into an active substance with a specific surface area of approx. 400 m 2 / g, which contains the heavy metal, salt, Dioxin and furan vapors are adsorbed and transported to deeper zones of the bed with temperatures of approx. 1200 ° C. At these temperatures, the organic pollutant compounds are destroyed and the inorganic compounds are mainly incorporated into the slag that is produced.
Die Einstellung des o. g. Temperaturprofils, der maximalen Temperatur in der Schüttung und der Verweilzeit der Braunkohle bei Temperaturen von 300 bis 800°C zur Aktivatbildung wird bei einem Festbettdruckvergaser mit einem Volumen von ca. 80 m3 wie folgt vorgenommen:The setting of the above-mentioned temperature profile, the maximum temperature in the bed and the residence time of the lignite at temperatures of 300 to 800 ° C for activation is carried out in a fixed-bed pressure gasifier with a volume of approx. 80 m 3 as follows:
— Die Verweilzeit der Braunkohle von > 1 h in einem Temperaturbereich von 300 bis 800°C wird durch Einstellung einer Sauerstoffbelastung von ca. 3400 m3 CVh erreicht. Niedrigere Sauerstoffbelastungen bewirken höhere Verweilzeiten.- The lignite residence time of> 1 h in a temperature range of 300 to 800 ° C is achieved by setting an oxygen load of approx. 3400 m 3 CVh. Lower oxygen loads result in longer residence times.
— Die maximale Temperatur in der Schüttung wird mit der Wahl des Dampf-Sauerstoffverhältnisses eingestellt. Bei einer Dampf-Sauerstoffeinstellung von 7 kg Dampf/1 m3 i. N. O2 beträgt die maximale Temperatur ca. 1200°G Mit der Absenkung des Dampf-Sauerstoffverhältnisses wird die Maximaltemperatur entsprechend höher.- The maximum temperature in the bed is set with the choice of the steam-oxygen ratio. With a steam oxygen setting of 7 kg steam / 1 m 3 i. N. O2, the maximum temperature is approx. 1200 ° G. As the steam-oxygen ratio is reduced, the maximum temperature is correspondingly higher.
— Die Lage und die Ausbildung der Reaktionszonen, erkennbar am Temperaturprofil der Zonentemperaturmessungen am Umfang des Festbettvergasers in einer oder mehreren Ebenen, wird mittels eines kontinuierlichen Schlackeaustrages unter Beachtung des Verhältnisses der eingefahrenen Mineralstoffmenge zur ausgetragenen Schlackemenge auf dem erforderlichen Niveau gehalten. Bei richtiger Einstellung beträgt der Durchschnittswert der Temperaturebene in Höhe der Drehrostspitze ca. 350°C und in der 22 m höher gelegenen Ebene ca. 450°C. Die Maximaltemperatur sollte aber stets nahe an der Ascheschmelztemperatur liegen. Eine Körnungsanalyse der ausgetragenen Schlacke bestätigt die optimale Maximaltemperatur dann, wenn die Körnung < 5 mm nicht über 40% beträgt.- The location and the formation of the reaction zones, recognizable from the temperature profile of the zone temperature measurements at the periphery of the fixed bed gasifier in one or more levels, is by means of a continuous Slag discharge taking into account the ratio of the amount of minerals introduced to the The amount of slag discharged is kept at the required level. When set correctly, is the average value of the temperature level at the height of the rotating grate tip approx. 350 ° C and 22 m higher located level approx. 450 ° C. The maximum temperature should always be close to the ash melting temperature lie. A grain analysis of the discharged slag confirms the optimal maximum temperature, if the grain size <5 mm is not more than 40%.
Als weitere Kontrollparameter über die Lage und Ausbildung der Reaktionszonen sind der CCh-Gehalt des Vergasungsgases, der <40 Vol.-% betragen sollte, die Rohgasaustrittstemperatur, die Werte zwischen 250 und 350°C haben sollte, die Schlackeaustragstemperatur, die zwischen 250 und 350°C liegen sollte, und der Differenzdruck der Generatorschüttung, der nicht über 10 kPa ansteigen darf, zu nutzen.As a further control parameter over the position and formation of the reaction zones, the CCh content of the Gasification gas, which should be <40% by volume, the raw gas outlet temperature, the values between 250 and Should have 350 ° C, the slag discharge temperature, which should be between 250 and 350 ° C, and the differential pressure the generator fill, which must not rise above 10 kPa.
Eine optimale Fahrweise ist durch eine algorithmische Verknüpfung aller aufgeführten Parameter erreichbar.An optimal driving style can be achieved through an algorithmic linkage of all listed parameters.
Die Zuführung der festen Abfallstoffe erfolgt im Gemisch mit Kohle über eine Schleuse in den Festbettdruckvergaser. Bei kompakter Form sollte die Körnung zwischen 5 bis 100 mm betragen, wobei eine Schüttdichte des Gesamtgemisches von 500 kg/m3 nicht zu unterschreiten ist.The solid waste is fed into the fixed-bed pressure gasifier in a mixture with coal via a lock. In the case of a compact form, the grain size should be between 5 and 100 mm, the bulk density of the total mixture not being below 500 kg / m 3.
Flüssige Abfallstoffe mit einem Feststoffgehalt von 1 bis 40% werden am Oberteil an zentraler Stelle des Festbettdruckvergasers mit einem Anteil von 1 bis 20% am Vergasungsstoffeinsatz direkt in die Schüttung eingeleitet.Liquid waste with a solids content of 1 to 40% is placed in the center of the upper part Fixed bed pressure gasifier with a share of 1 to 20% of the gasification material input directly into the bed initiated.
Als Abfallstoffe können Shredderleichtgut, Kunststoffabfälle, Textilabfälle, Autoreifenschnitzel, Papier und Holzabfälle, beladener Aktivkoks, kontaminierte Erden, Klär- und Lackschlämme sowie feststoffhaltige Öl-Teer-Gemische verarbeitet werden.Shredder light goods, plastic waste, textile waste, car tire chips, paper and Wood waste, loaded activated coke, contaminated earth, sewage and paint sludge as well as oil-tar mixtures containing solids are processed.
Die Abführung der Schlacke aus dem Festbettdruckvergaser erfolgt mit Hilfe eines Drehrostes kontinuierlich über eine Schleuse. Die Schlacke besitzt keine umweltaktiven Schadstoffe. Sie kann in der Baustoffindustrie verwendet oder deponiert werden.The slag is removed continuously from the fixed-bed pressure gasifier with the help of a rotating grate over a lock. The slag has no environmentally active pollutants. It can be used in the building materials industry used or deposited.
Das den Festbettdruckvergaser verlassende Rohgas ist noch mit Schadstoffbestandteilen, die infolge ihres tiefliegenden Siedepunktes nicht in untere Zonen der Schüttung mit hoher Temperatur transportiert und dort zerstört oder unschädlich gemacht werden konnten, beladen. Es wird in Gas- und Gaskondensataufbereitungsanlagen und/oder in Flugstromvergasungsanlagen entsorgt.The raw gas leaving the fixed bed pressure gasifier is still with pollutant components, which as a result of their low boiling point is not transported to the lower zones of the bed with high temperature and there could be destroyed or rendered harmless. It is used in gas and gas condensate treatment plants and / or disposed of in entrained flow gasification plants.
Der Vorteil des Verfahrens besteht insbesondere darin, daß Schadstoffdämpfe von dem im Festbettdruckvergaser aus der Kohle erzeugten Aktivat adsorbiert und in Zonen höherer Temperatur mitgeführt und dort unschädlich gemacht werden können sowie in der Erzeugung eines für die o. g. Zwecke nutzbaren Aktivates im gleichen Reaktor, in dem auch die Entsorgung der Abfallstoffe stattfindet.The advantage of the method is in particular that pollutant vapors from the fixed bed pressure gasifier Activates generated from the coal are adsorbed and carried along in zones of higher temperature and there can be made harmless as well as in the production of a for the o. g. Purposes of usable activates in the same reactor in which the waste is disposed of.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden Text näher beschrieben.An embodiment of the invention is shown in the drawing and will be described in more detail in the following text described.
In einem Festbettdruckvergaser 1, der unter einem Druck von 25 bar betrieben wird, werden stündlich ca. 10,5 t Abfall eingebracht.In a fixed-bed pressure gasifier 1, which is operated under a pressure of 25 bar, approx. 10.5 t of waste brought in.
Die Komponenten des Abfalls sind in nachstehender Zusammenstellung fixiert:The components of the waste are set out as follows:
ρ π>ρ π>
(2) 3 t/h kontaminierte(2) 3 t / h contaminated
ErdeEarth
(3) 2 t/h Shredder-(3) 2 t / h shredder
leichtgutlight weight
(4) 2 t/h kontaminierte(4) 2 t / h contaminated
HolzabfälleWood waste
(5) 0,5 t/h Autoreifen(5) 0.5 t / h car tires
schnitze]carve]
(6) 2 t/h Klärschlamm(6) 2 t / h sewage sludge
(40 % TS)(40% DM)
(7) 1 t/h Teerölfest-(7) 1 t / h tar oil resistant
stoffgenumaterial genu
650 0C Siede
punktHeavy metals
650 0 C boiling
Point
10 mm
Anteil Massen-
str.Grit
10 mm
Proportion of mass
st.
dichte -
400 kg/rn
Dichte Massen
str.Schütt
density -
400 kg / mn
Dense masses
st.
10,5 t/h Abfall10.5 t / h waste
40 830 g/h 80,2x10 MJ/h 2,71 t/h40 830 g / h 80.2x10 MJ / h 2.71 t / h
4,5 t/h4.5 t / h
D" fsD "fs
O WO W
nenten mit einer Schüttdichte < 400 kg/m3 <50°/o bzw. Gesamtschüttdichte > 500 kg/m3 im Vergasungsstoff, wird der Kohlebedarf ermittelt.nants with a bulk density <400 kg / m 3 <50% or total bulk density> 500 kg / m 3 in the gasification material, the coal requirement is determined.
Im angegebenen Ausführungsbeispiel bei einem Schwermetallmengenstrom von 40 830 g/h entsteht ein Kohlebedarf (40 830 g/h SchwermVh : 5 g SchwermVkg Braunkohle) von 8,166 t/h. Bei diesem Kohleanteil sind die weiteren Grenzwerte (Heizwert, Körnung < 10 mm und Schüttdichte <400 kg/m3) alle eingehalten. Eine Kornponentenveränderung ist nicht erforderlich. Die Vergasungsstoffmenge je Stunde, die dem Festbettdruckvergaser 1 zugeführt wird, beträgt damit 10,5 t Abfall 4 + 8,166 t Braunkohle 8 = 18,666 t. Die für die Vergasung notwendige Sauerstoffmenge beträgt 0,0083 m3 i. N. O2/MJ Wärmeinhalt des Vergasungsstoffes. Hieraus resultiert eine Sauerstoffmenge vonIn the exemplary embodiment given, with a heavy metal flow rate of 40 830 g / h, there is a coal requirement (40 830 g / h SchwermVh: 5 g SchwermVkg brown coal) of 8.166 t / h. With this proportion of coal, the other limit values (calorific value, grain size <10 mm and bulk density <400 kg / m 3 ) are all complied with. A component change is not required. The amount of gasification substance per hour that is fed to the fixed-bed pressure gasifier 1 is thus 10.5 t of waste 4 + 8.166 t of brown coal 8 = 18.666 t. The amount of oxygen required for gasification is 0.0083 m 3 i. N. O 2 / MJ heat content of the gasification substance. This results in an amount of oxygen of
10 (80,2 χ 103 MJ/h + 16,8 χ 103 MJ/h χ 8,166 t/h) χ 0,0083 m3 LN7MJ = 1800 m3 LNVh. 10 (80.2 χ 10 3 MJ / h + 16.8 χ 10 3 MJ / h χ 8.166 t / h) χ 0.0083 m 3 LN7MJ = 1800 m 3 LNVh.
Die sich bei dieser Einstellung ergebende Verweilzeit zur Aktivierung der Braunkohle errechnet sich wie folgt:The dwell time for activating the lignite resulting from this setting is calculated as follows:
Reaktorschüttvolumen χ Anteile zwischen 300 und 500 "CReactor bulk volume χ proportions between 300 and 500 "C
Vergasungsstoffmengenstrom/Schüttdichte des VergasungsstoffesGasification material flow rate / bulk density of the gasification material
20 8O ™3 * Q-7 320 8 O ™ 3 * Q- 7 3
18,666 kg/h/700 kg/m18.666 kg / h / 700 kg / m
= 2 1 h= 2 1 h
Mit 2,1 h ist die Aktivierungszeit ausreichend.The activation time is sufficient at 2.1 hours.
Die Sauerstoffmenge wird im Gemisch 10 mit 12,6 t Dampf pro Stunde über den Drehrost 9 in den Festbettvergaser eingeleitet. Das somit eingestellte Dampf-Sauerstoff-Verhältnis von 7 kg Dampf/m3 i.N. O2 bewirkt im Festbettvergaser in der Oxydationszone eine Temperatur von 12000C. Es entsteht ein Schlackegranulat 12, in welchem die Schwermetalle eingeschmolzen sind, in einer Gesamtmenge von 4 t/h, welches kontinuierlich über den Drehrost 9 unter Beachtung des Verhältnisses der eingefahrenen Mineralstoffmenge zur ausgetragenen Schlackemenge (Verh.= l,2 : 1) ausgeschleust und einer Verwertung zugeführt wird. Mittels der Temperaturmessungen 11 am Reaktorumfang erfolgt die Kontrolle der Zonenniveaus, die für die Aktivatbildung maßgeblich sind.The amount of oxygen in the mixture 10 is introduced into the fixed bed gasifier via the rotating grate 9 at 12.6 t of steam per hour. The steam-oxygen ratio of 7 kg steam / m 3 iN O2 set in this way causes a temperature of 1200 0 C in the fixed bed gasifier in the oxidation zone. h, which is continuously discharged via the rotating grate 9, taking into account the ratio of the amount of mineral substances taken in to the amount of slag discharged (ratio = 1.2: 1) and fed to recycling. By means of the temperature measurements 11 on the circumference of the reactor, the zone levels which are decisive for the formation of the activation are controlled.
Im Festbettdruckvergaser werden die in der kontaminierten Erde enthaltenen Kohlenwasserstoffe abdestilliert, aufgespalten oder vergast. Die Altreifen- und Shredderleichtgutanteile werden zu 40 bis 70% in Gasbestandteile und zu 20 bis 50% zu Kohlenwasserstoffen umgesetzt. 3 bis 12% gehen in Abhängigkeit von der Zusammensetzung in die Asche/Schlackefraktion. Die Restbestandteile werden als Asche/Schlackegemisch über den Drehrost ausgetragen.In the fixed bed pressure gasifier, the hydrocarbons contained in the contaminated soil are distilled off, split up or gassed. 40 to 70% of the scrap tires and light shredders are converted into gas components and 20 to 50% converted to hydrocarbons. 3 to 12% go depending on the Composition in the ash / slag fraction. The remaining constituents are found as an ash / slag mixture discharged via the rotating grate.
Über den Rohgassammeiraum 13 werden 12 600 m3 i. N. trockenes Rohgas und 8400 m3 i. N. Wasserdampf/h mit einer Temperatur von ca. 450° C über die Rohgassammelleitung 14 in Gas-, Gaskondensataufbereitungsanlagen und/oder Flugstromvergasungsanlagen geleitet. Das eingeleitete Rohgas weist folgende Zusammensetzung auf:About the Rohgassammeiraum 13 are 12 600 m 3 i. N. dry raw gas and 8400 m 3 i. N. Water vapor / h at a temperature of approx. 450 ° C passed through the raw gas collecting line 14 in gas, gas condensate processing systems and / or entrained flow gasification systems. The raw gas introduced has the following composition:
CO2 - 33,5%CO 2 - 33.5%
Weiterhin enthält das Rohgas ca. 90 g cyclische und aliphatische Kohlenwasserstoffe/m3 i.N. und 10 g Staub/ m3 i.N, der etwa 20% Aschebestandteile enthält.Furthermore, the raw gas contains approx. 90 g cyclic and aliphatic hydrocarbons / m 3 iN and 10 g dust / m 3 iN, which contains about 20% ash components.
55 Verzeichnis der Bezugszeichen 55 List of Reference Numbers
1 Festbettdruckvergaser1 fixed bed pressure gasifier
2 kontaminierte Erde2 contaminated soil
3 Shredderleichtgut3 Shredder light goods
4 kontaminierte Holzabfälle4 contaminated wood waste
5 Autoreifenschnitzel5 car tire chips
6 Klärschlamm6 sewage sludge
7 Teer-Öl-Feststoff-Gemisch7 tar-oil-solid mixture
8 Braunkohle8 brown coal
9 Drehrost9 rotating grate
10 Vergasungsmittelgemisch10 gasifying agent mixture
11 Schlackegranulat11 slag granulate
12 Rohgassammeiraum12 raw gas collection room
13 Rohgassammelleitung13 Raw gas manifold
Claims (10)
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Prozeßführung des Festbettdruckvergasers in einer solchen Art und Weise vorgenommen wird, daß sowohl vom Temperaturprofil als auch von der Verweilzeit des Vergasungsstoffes und der Zonenausbildung im Festbettdruckvergaser eine aktivierte Braunkohle entsteht, welche Schadstoffe (vorzugsweise PCB und/oder Dioxin sowie Schwermetalle und/ oder Salzdämpfe) adsorbiert, die in Zonen des Festbettvergasers mit Temperaturen von > 12000C transportiert werden, in denen eine Zerstörung organischer Schadstoffe bzw. Einschmelzung anorganischer Schadstoffe in die Schlacketeilchen erfolgt.4. The method according to claim 1, characterized in that different waste materials can be used simultaneously in the fixed-bed pressure gasifier, the mixing ratio of which takes place depending on the pollution, the density and the grain size spectrum of the waste materials.
5. The method according to claim 1 to 4, characterized in that the process control of the fixed-bed pressure gasifier is carried out in such a way that an activated lignite is produced, which pollutants ( preferably PCB and / or dioxin as well as heavy metals and / or salt vapors), which are transported in zones of the fixed bed gasifier with temperatures of> 1200 0 C, in which organic pollutants are destroyed or inorganic pollutants are melted into the slag particles.
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