DE4326484A1 - Einrichtung zur Abfallentsorgung auf thermischem Wege - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur thermischen Abfallentsorgung
mit einer Presse für den Abfall, mit einem beheizten Entgasungskanal, mit einem
Hochtemperatur-Reaktor, aus dem eine Schmelze und Schwelgase austragbar sind,
mit einer Schockkühleinrichtung und mit einer Reinigungseinrichtung für die
Schwelgase.
Eine solche Einrichtung ist aus der EP-A-0 443 596 bekannt. Danach wird der
Abfall ohne Vorbehandlung und Vorsortierung in einer Presse unter hohem Druck
auf etwa ein Zehntel des ursprünglichen Volumens verdichtet. Der dichte Abfall
ballen gelangt dann in einen indirekt beheizten Entgasungs- oder Schwelkanal. Hier
wird er bei ca. 600°C unter Luftabschluß getrocknet und zu Pyrolyse-Koks ver
schwelt. Die Abfallballen werden unmittelbar anschließend in einem Hochtempera
tur-Reaktor oder -Vergaser unter Zufuhr reinen Sauerstoffs bei etwa 2000°C ver
gast. Bei dieser Temperatur schmelzen mineralische und metallische Bestandteile,
und Kohlenwasserstoff und andere organische Bestandteile zersetzen sich. Die
Schmelze wird abgetrennt. Sie enthält einen glasigen mineralischen Rückstand und
einen hauptsächlich aus Eisen bestehenden metallischen Anteil. Die Schwel- oder
Verbrennungsgase werden von 1200°C schockartig in einer Schockkühleinrichtung
(Quencher) auf eine Temperatur von etwa 90°C abgekühlt. Dadurch soll die Bil
dung von Dioxinen und Furanen verhindert werden. Anschließend durchlaufen die
Verbrennungsgase ein mehrstufiges Reinigungssystem aus Filtern und Wäschern,
bis sie als brennbares Synthesegas in den Prozeß zurückgeführt oder anderweitig,
etwa zur Stromerzeugung, verwendet werden. Das hier angewandte Verfahren ist
auch unter dem Namen "Thermoselect"-Verfahren aus der Presse bekannt gewor
den, beispielsweise aus der "Berliner Morgenpost" vom 6. Juni 1993. Es steht im
Wettbewerb zum Schwelbrenn-Verfahren (EP-C-0 302 310).
Überlegungen haben nun gezeigt, daß bei der bekannten Einrichtung eine Menge
thermische Energie an oder in der Schockkühleinrichtung (Quencher) ungenutzt
verloren geht. Im Sinne einer Verbesserung des bekannten Abfallentsorgungs-Ver
fahrens wäre aber eine Nutzung dieser Energie der Schwelgase dringlich erwünscht.
Darüber hinaus kann die Abfuhr dieser Energie an die Umwelt zu Problemen füh
ren.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs ge
nannten Art derart auszubilden, daß die Energie der Schwelgase genutzt werden
kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Mittel für eine Aus
kopplung der thermischen Energie der Schwelgase
- a) an der Schockkühleinrichtung,
- b) und/oder zwischen dem Hochtemperatur-Reaktor und der Schockkühleinrichtung,
- c) und/oder zwischen dem Hochtemperatur-Reaktor und der Reinigungseinrichtung mit integrierter Schockkühleinrichtung vorgesehen sind.
Die mittels der genannten Mittel ausgekoppelte Energie kann genutzt werden, bei
spielsweise im Abfallentsorgungs-Prozeß selbst. Sie kann beispielsweise zur elek
trischen Energieerzeugung oder zur Beheizung des Entgasungskanals herangezogen
werden.
Bevorzugte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeich
net.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand zweier Figuren
näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Einrichtung zur thermischen Entsorgung von Abfall mit Energieaus
kopplung direkt am Quencher und
Fig. 2 eine Einrichtung zur thermischen Entsorgung von Abfall mit Energieaus
kopplung direkt hinter dem Hochtemperatur-Reaktor sowie mit Energieauskopplung
in einem kombinierten Quencher-Gaswäsche-Teil.
In Fig. 1 ist eine Einrichtung zur thermischen Abfallentsorgung gezeigt. Der Ab
fall A wird dabei über eine Eintragseinrichtung 2 einer Presse 4 zugeführt wo er
unter hohem Druck zu Abfallballen 6 zusammengepreßt wird. Die verdichteten Ab
fallballen 6 gelangen sodann in einen Schwel- oder Entgasungskanal 8. Die Außen
heizung dieses Entgasungskanals 8 ist mit 10 bezeichnet. Vom Entgasungskanal 8
gelangen das Fest- oder Schwelgut F der Abfallpakete 6 und die entstandenen
Schwelgase G in einen direkt nachgeschalteten Hochtemperatur-Reaktor 22. Das
feste Schwelgut F besteht zu einem großen Anteil aus kohlenstoffhaltigen Substan
zen. Dieses Festgut F wird im unteren Teil des Hochtemperatur-Reaktors 22 bei
einer Temperatur von 2000°C vergast. Über einen Eingang 38 wird dazu dem un
teren Teil des Hochtemperatur-Reaktors 22 reiner Sauerstoff O2 zugeleitet. Dies
führt zu einer unterstöchiometrischen Verbrennung oder Vergasung. Die dabei ent
stehende Schmelze im Hochtemperatur-Reaktor 22 ist mit S bezeichnet. Sie kann
über einen Abzug 40 entnommen und in einem Behälter 42 aufgefangen werden.
In dem oberen Teil des Hochtemperatur-Reaktors 22 erfahren die Schwelgase G
eine Durchmischung. Auch hier erfolgt durch Sauerstoffzugabe eine unterstöchio
metrische Verbrennung.
Die dem Gasabzug 44 des Hochtemperatur-Reaktors 22 entnommenen Schwelgase
G werden in einen Quencher oder eine Schockkühleinrichtung 46 mit Energieaus
kopplung eingeleitet, wo sie beispielsweise auf eine Temperatur von 90°C abge
kühlt werden. Dieser Schockkühleinrichtung 46 ist ein Reinigungssystem 48 nach
geschaltet. Ein Sauggebläse 50 sorgt für eine ausreichende Strömungsgeschwindig
keit der Schwelgase G. Nach der Reinigung können die Schwelgase G zur Behei
zung der Außenheizung 10 des Entgasungskanals 8 oder aber zur Energiegewin
nung herangezogen werden.
An der Schockkühleinrichtung 46 sind die Zu- und Ableitung der Quenchflüssigkeit
Q durch Pfeile 52, 54 verdeutlicht. Von besonderer Bedeutung ist nun, daß die
Schockkühleinrichtung 46 einen Kühlmantel 56 aufweist, an dessen Eingang 58 ein
Kühlmittel K eingeleitet und an dessen Ausgang 60 das aufgeheizte Kühlmittel K
abgenommen und einer (nicht näher gezeigten) Verwertung zugeführt wird. Der
Kühlmantel 56 wirkt somit als Wärmetauscher zur Auskopplung der thermischen
Energie der Schwelgase G.
In Fig. 2 ist eine alternative Ausführungsform für die Energieauskopplung im Be
reich der Quencheinrichtung dargestellt. Zunächst einmal ist vorgesehen, daß zwi
schen dem Ausgang 44 des Hochtemperatur-Reaktors 22 und der Schockkühlein
richtung 46 ein Abhitzekessel 62 mit beispielsweise drei Wärmetauschern 64 an
geordnet ist. Die Wärmetauscher 64 dienen auch hier zur thermischen Energieaus
kopplung. Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, daß die Schockkühlein
richtung 46 in eine Reinigungseinrichtung 48 integriert und daß in diese Kombina
tion ein Wärmetauscher 66 zur Energieauskopplung einbezogen ist. Die Quench
flüssigkeit Q wird hier durch zwei parallel geschaltete Quencher 70, 72 geleitet, die
für die Schwelgase G in Serie geschaltet sind. Der Quenchkreislauf ist durch Ein
trittspfeile 74 und Austrittspfeile 76 verdeutlicht. Im Quench-Flüssigkeits-Kreislauf
liegen hier noch eine Pumpeinrichtung 78 und ein Abscheidebecken 80. Über den
Wärmetauscher 66 wird hier ebenfalls thermische Energie ausgekoppelt. Diese
kann, wie bereits dargelegt, für den Abfall-Entsorgungsprozeß selbst genutzt wer
den. Sie kann auch einer anderen Verwertung zugeführt werden.
Claims (6)
1. Einrichtung zur thermischen Abfallentsorgung mit einer Presse (4) für den Abfall
(A), mit einem beheizten Entgasungskanal (8), mit einem Hochtemperatur-Reaktor
(22), aus dem eine Schmelze (S) und Schwelgase (G) austragbar sind, mit einer
Schockkühleinrichtung (46) und mit einer Reinigungseinrichtung (48) für die
Schwelgase (G), dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (56; 62, 64,
66) für eine Auskopplung der thermischen Energie der Schwelgase (G)
- a) an der Schockkühleinrichtung (46)
- b) und/oder zwischen dem Hochtemperatur-Reaktor (22) und der Schockkühlein richtung (46)
- c) und/oder zwischen dem Hochtemperatur-Reaktor (22) und der Reinigungsein richtung (48) mit integrierter Schockkühleinrichtung (46) vorgesehen sind.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Schockkühleinrichtung (46) einen Kühlmantel (56) aufweist, der von einem Kühl
mittel (K) durchströmbar ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen dem Hochtemperatur-Reaktor (22) und der Schockkühleinrichtung
(46) ein Abhitzekessel (62) mit Wärmetauscher (64) angeordnet ist.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Reinigungseinrichtung (48) mit integrierter Schockkühlein
richtung (46) an einen Wärmetauscher (66) angeschlossen ist.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Reinigungseinrichtung (48) mit integrierter Schockkühlein
richtung (46) zwei bezüglich der Schwelgase (G) in Reihe geschaltete Quencher
(70, 72) umfaßt.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in
den Quenchmittelkreislauf ein Abscheidebecken (80) eingeschaltet ist.
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