DE4241283B4 - Verfahren zur Verwertung von festen feinkörnigen, pastösen und flüssigen Rest- und Abfallstoffen im Vergasungsprozeß - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Verwertung von festen feinkörnigen, pastösen und flüssigen Rest- und Abfallstoffen im Vergasungsprozess, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
a) Herstellung eines Slurryproduktes aus pastösen (1) und flüssigen (2) Rest- und Abfallstoffen in einem Rührbehälter (3),
b) Herstellung eines Slurryproduktes aus festen feinkörnigen (4) und flüssigen (2) Rest- und Abfallstoffen in einer Mischvorrichtung (6),
c) Herstellung eines Slurryproduktes aus festen feinkörnigen (4), pastösen (1) und flüssigen (2) Rest- und Abfallstoffen in einem Rührbehälter (7),
d) Einzelne Zuführung der Slurryprodukte über einen (8) oder mehrere Brenner (8, 9) oder gemeinsame Zuführung der Slurryprodukte über einen (8) oder mehrere Brenner (8, 9) in den Vergasungsreaktor (10).
e) Umwandlung der organischen Inhaltsstoffe der Rest- und Abfallstoffe mit Vergasungsmittel (11, 12) zu überwiegend Kohlenmonoxid und Wasserstoff,
f) Einschmelzung der mineralischen Bestandteile der festen feinkörnigen, pastösen und flüssigen Rest- und Abfallstoffe durch Partialoxidation der organischen Bestandteile bei Temperaturen von 1300...
a) Herstellung eines Slurryproduktes aus pastösen (1) und flüssigen (2) Rest- und Abfallstoffen in einem Rührbehälter (3),
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c) Herstellung eines Slurryproduktes aus festen feinkörnigen (4), pastösen (1) und flüssigen (2) Rest- und Abfallstoffen in einem Rührbehälter (7),
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e) Umwandlung der organischen Inhaltsstoffe der Rest- und Abfallstoffe mit Vergasungsmittel (11, 12) zu überwiegend Kohlenmonoxid und Wasserstoff,
f) Einschmelzung der mineralischen Bestandteile der festen feinkörnigen, pastösen und flüssigen Rest- und Abfallstoffe durch Partialoxidation der organischen Bestandteile bei Temperaturen von 1300...
Description
- Als Sonderabfälle gelten unter anderem Abfälle aus gewerblichen und sonstigen Unternehmen und öffentlichen Einrichtungen, die nach Art, Beschaffenheit oder Menge in besonderem Maße gesundheits-, luft- oder wassergefährdend sind. Schwerpunktmäßig entstehen Sonderabfälle in der chemischen Industrie, in der metallverarbeitenden Industrie sowie in der Energie- und Abfallwirtschaft. In der chemischen Industrie fallen vor allem schwefelhaltige, kohlenwasserstoffhaltige sowie halogenierte Abfälle an. Aus der metallverarbeitenden Industrie stammen unter anderem Ölemulsionen, Lackschlämme und Galvanikabfälle. in thermischen Abfallverwertungsanlagen wie Verbrennung und Pyrolyse fallen zum Teil belastete Reststoffe und im Bereich der Wärmenutzung und der Gasreinigung Flug- und Filterstäube an, deren Entsorgung große Probleme bereitet. Insbesondere die Kontamination dieser Stäube mit organischen Schadstoffen wie Dioxine und Furane sowie mit Schwermetallen bedingt im Falle der Deponierung hohe Umweltauflagen.
- Gegenwärtig werden für diese und ähnliche Sonderabfälle Lösungen vorgeschlagen, durch Einbindung in tonhaltige Materialien
DE 39 18 259 C1 ,DE 37 13 482 A1 ,DE 39 19 011 A1 oder nachDE 35 02 215 A1 schwermetallhaltige Rückstände zu festen deponiefähigen Produkten zu verarbeiten, die dann teilweise mit einem sehr hohen Kostenaufwand in Untertagedeponien abgelagert werden. - Alternative Lösungen sehen Einschmelzlösungen vor. Solche Lösungen werden in
DE 39 39 344 A1 ,DE 32 06 984 A1 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 2 67 880 A3 - Bekannt ist weiterhin ein Verfahren zur simultanen Entsorgung von festen und flüssigen Abfallstoffen im Vergasungsprozess, wobei flüssige und feste Abfallstoffe gleichzeitig bei > 50 °C oberhalb der Schmelztemperatur der in den festen Abfallstoffen enthaltenen mineralischen Bestandteilen vergast werden. Nachteilig ist bei diesem Verfahren, dass eine variable Fahrweise des Reaktors je nach Angebot an Entsorgungsprodukten schwer durchführbar ist.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gleichzeitige Verwertung bzw. umweltschonende Entsorgung von festen feinkörnigen, pastösen und flüssigen Rest- und Abfallstoffen zu gewährleisten.
- Die Lösung der Aufgabe erfolgt gemäß der Merkmalskombination des einzigen Patentanspruchs. Dabei werden die zu verwertenden bzw. zu entsorgenden festen feinkörnigen, pastösen und flüssigen Rest- und Abfallstoffe getrennt erfasst und zwischengelagert, wobei die Erzeugung von Slurryprodukten aus festen feinkörnigen und flüssigen Rest- und Abfallstoffen in einer Mischvorrichtung, aus pastösen und flüssigen Rest- und Abfallstoffen in einem Rührbehälter oder aus festen feinkörnigen, pastösen und flüssigen Rest- und Abfallstoffen ebenfalls in einem Rührbehälter erfolgt. Anschließend werden diese in einem Vergasungsreaktor mit Vergasungsmittel zu überwiegend Kohlenmonoxid und Wasserstoff umgesetzt.
- Die Slurryprodukte werden bei der Durchführung des Verfahrens in mindestens 2 Systemen erzeugt und zwischengespeichert und können über einzelne Zuführungen über einen oder mehrere Brenner oder über eine gemeinsame Zuführung über einen oder mehrere Brenner in den Vergasungsreaktor eingebracht werden.
- Bei der Durchführung des Verfahrens werden die organischen Bestandteile und Schadstoffe der Einsatzprodukte zu niedermolekularen verwertbaren Strukturen wie CO und H2 umgewandelt und anorganische und mineralische Bestandteile und Schadstoffe überwiegend durch Erzeugung von Reaktionstemperaturen im Bereich von 1300 – 2000 °C durch Partialoxidation der organischen Bestandteile in eine verwertbare nichteluierbare Schlacke umgewandelt.
- Die bei dem vorgeschlagenen Verfahren einsetzbaren festen feinkörnigen Stoffe können beispielsweise Kunststoffe, Klärschlämme, Filterstäube, Gummimehl, die pastösen Einsatzstoffe können beispielsweise Teer-, Öl-, Farb-, Lackschlämme und die flüssigen Einsatzstoffe können beispielsweise belastetes Altöl und Lösungsmittelgemische sein. Bei der Durchführung des Verfahrens wird eine vollständige umweltschonende Umwandlung von belasteten Einsatzstoffen in verwertbare Produkte bewirkt. Die organischen Bestandteile werden zu Nutzgas mit überwiegend CO und H2 umgewandelt. Schwefelanteile werden im Verfahren zu H2S reduziert und in der nachfolgenden Gasaufbereitung zu Reinstschwefel umgewandelt. Die mineralischen Bestandteile ergeben mit dem Hauptanteil der Schwermetalle eine nichteluierbare, in der Bauindustrie einsetzbare Schlacke. Das erzeugte Synthesegas kann zur Herstellung von chemischen Grundprodukten wie Methanol genutzt werden.
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert.
- Beispiel 1:
- Als Einsatzprodukt wird in einem Vergasungsreaktor
10 als Grundlast ein Altöl2 in einer Menge von 8 t/h über einen Rührbehälter3 eingesetzt. Das Altöl enthält folgende Schadstoffkonzentrationen:PCB 150 mg/kg Cu 2500 mg/kg Ni 2000 mg/kg V 2000 mg/kg - In den Rührbehälter
3 werden gleichzeitig 4 t/h Teerschlamm mit einem Feststoffgehalt von 25 % und einem Gesamtaschegehalt von 10 % gepumpt. Dieses Gemisch wird über einen Rührbehälter7 , der als Vorlagebehälter dient, über den Hauptbrenner8 in den Vergasungsreaktor10 gefördert. Gleichzeitig werden über den Hauptbrenner8 13.000 m3/h Sauerstoff und 4 t/h Vergasungsdampf in den Vergasungsreaktor10 eingebracht. Im Temperaturbereich von 1300 – 2000 °C entsteht aus den organischen Inhaltsstoffen ein Spaltgas16 , welches in einer Menge von 40.000 m3/h nach einer schockartigen Abkühlung auf 195 °C mit Quenchwasser14 zur Gasaufbereitung geleitet wird. Die Zusammensetzung des Spaltgases ergibt sich wie folgt:CO2 6,0 % H2 47,0 % CO 45,7 % CH4 0,3 % N2 1,0 % - Nach einer Konvertierungsstufe und Gasreinigung erfolgt die Umwandlung in Methanol. Die Schwermetalle werden im Vergasungsreaktor in die entstehende Schlacke eingebunden und fallen im Quenchbehälter
15 als nichteluierbares Granulat17 in einer Menge von 0,4 t/h an. Das kohlenwasserstofffreie Rußwasser18 wird in eine einfache Aufbereitung geleitet. - Beispiel 2:
- Neben dem Einsatzprodukt entsprechend Beispiel 1 werden 1 t/h Klärschlamm
4 über ein Silo5 in einer Mischeinrichtung6 mit 3 t/h Altöl2 vermischt und über einen separaten Brenner9 in den Vergasungsreaktor10 eingeleitet. Der Klärschlamm enthält 90 % Feststoff, darin 1000 ng TE Dioxin/kg und 2000 mg Cr/kg. Über den Hauptbrenner werden neben 12 t/h Öl/Teerschlammgemisch zusätzlich 17.000 m3/h Sauerstoff und 5 t/h Vergasungsdampf in den Vergasungsreaktor10 eingeleitet. Im Vergasungsreaktor erfolgt zusätzlich die Umsetzung der Dioxine sowie der organischen Bestandteile des Öl-Klärschlammgemisches zu 51.000 m3 Spaltgas16 pro h, welches dioxinfrei ist. Die Menge des nichteluierbaren Schlackegranulates17 erhöht sich auf 0,7 t/h. -
- 1
- Altöl
- 2
- Teerschlamm
- 3
- Rührbehälter
1 - 4
- Klärschlamm
- 5
- Silo
- 6
- Mischeinrichtung
- 7
- Rührbehälter
2 - 8
- Hauptbrenner
- 9
- Brenner
2 - 10
- Vergasungsreaktor
- 11
- Sauerstoff
- 12
- Dampf
- 13
- Reaktionsraumkontur
- 14
- Quenchwasser
- 15
- Quenchbehälter
- 16
- Spaltgas
- 17
- Schlackegranulat
- 18
- Rußwasser
Claims (1)
- Verfahren zur Verwertung von festen feinkörnigen, pastösen und flüssigen Rest- und Abfallstoffen im Vergasungsprozess, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: a) Herstellung eines Slurryproduktes aus pastösen (
1 ) und flüssigen (2 ) Rest- und Abfallstoffen in einem Rührbehälter (3 ), b) Herstellung eines Slurryproduktes aus festen feinkörnigen (4 ) und flüssigen (2 ) Rest- und Abfallstoffen in einer Mischvorrichtung (6 ), c) Herstellung eines Slurryproduktes aus festen feinkörnigen (4 ), pastösen (1 ) und flüssigen (2 ) Rest- und Abfallstoffen in einem Rührbehälter (7 ), d) Einzelne Zuführung der Slurryprodukte über einen (8 ) oder mehrere Brenner (8 ,9 ) oder gemeinsame Zuführung der Slurryprodukte über einen (8 ) oder mehrere Brenner (8 ,9 ) in den Vergasungsreaktor (10 ). e) Umwandlung der organischen Inhaltsstoffe der Rest- und Abfallstoffe mit Vergasungsmittel (11 ,12 ) zu überwiegend Kohlenmonoxid und Wasserstoff, f) Einschmelzung der mineralischen Bestandteile der festen feinkörnigen, pastösen und flüssigen Rest- und Abfallstoffe durch Partialoxidation der organischen Bestandteile bei Temperaturen von 1300 – 2000 °C, g) Erzeugung und Zwischenspeicherung von Slurryprodukten aus Rest- und Abfallstoffen in mindestens 2 getrennten Systemen.
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| CZ19932088A CZ286729B6 (en) | 1992-12-08 | 1993-10-06 | Process of improving solid, fine-grained, pasty and liquid residual and waste materials of gasification process |
Applications Claiming Priority (1)
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