DE4327320C2 - Thermal waste disposal facility - 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.The invention relates to a device for thermal waste disposal with a press for waste, with a heated degassing duct, with a High-temperature reactor from which a melt and carbonization gases can be discharged, with a shock cooling device and with a cleaning device for the Smoldering.
Eine solche Einrichtung ist aus der EP 0 443 596 A1 bekannt. Danach wird der Ab fall ohne Vorbehandlung und Vorsortierung in einer Presse unter hohem Druck auf etwa ein Zehntel des ursprünglichen Volumens verdichtet. Der dichte Abfallballen gelangt dann in einen indirekt beheizten Entgasung- oder Schwelkanal. Hier wird er bei ca. 600°C unter Luftabschluß getrocknet und zu Pyrolyse-Koks und Schwelgas verschwelt. Die Abfallballen werden unmittelbar anschließend in einem Hochtem peratur-Reaktor oder -Vergaser unter Zufuhr reinen Sauerstoffs bei etwa 2000°C vergast. Bei dieser Temperatur schmelzen mineralische und metallische Bestand teile, und Kohlenwasserstoffe und andere organische Bestandteile zersetzen sich. Es entstehen Synthesegase aus dem Feststoff. Die Schmelze wird abgetrennt. Sie ent hält einen glasigen mineralischen Rückstand und einen hauptsächlich aus Eisen be stehenden metallischen Anteil. Die entstandenen Gase werden von 1200°C schock artig in einer Schockkühleinrichtung (Quencher) auf eine Temperatur von etwa 90°C abgekühlt. Dadurch soll die Bildung von Dioxinen und Furanen verhindert werden. Anschließend durchlaufen die abgekühlten Gase ein mehrstufiges Reini gungssystem aus Filtern und Wäschern, bis sie - da brennbar - in den Prozeß zu rückgeführt oder anderweitig, etwa zur Stromerzeugung, verwendet werden. Das hier angewandte Verfahren ist auch unter dem Namen "Thermoselect-Verfahren" aus der Presse bekannt geworden, beispielsweise aus der "Berliner Morgenpost" vom 6. Juni 1993. Es steht in einem gewissen Wettbewerb zum Schwelbrenn-Ver fahren (EP 0 302 310 B1).Such a device is known from EP 0 443 596 A1. Then the Ab without pretreatment and pre-sorting in a press under high pressure compresses about a tenth of the original volume. The dense bale of waste then gets into an indirectly heated degassing or smoldering channel. Here he is dried at approx. 600 ° C in the absence of air and to pyrolysis coke and carbonization gas carbonized. The waste bales are immediately in a high temperature reactor or gasifier with the supply of pure oxygen at about 2000 ° C. gassed. Mineral and metallic components melt at this temperature parts, and hydrocarbons and other organic components decompose. It synthesis gases are formed from the solid. The melt is separated off. You ent keeps a glassy mineral residue and mainly iron standing metallic part. The resulting gases are shocked at 1200 ° C like in a blast chiller (quencher) to a temperature of about Cooled to 90 ° C. This is to prevent the formation of dioxins and furans become. The cooled gases then go through a multi-stage cleaning process filter and scrubber system until - because it is flammable - it enters the process recycled or otherwise used, such as to generate electricity. The process used here is also called "Thermoselect Process" became known from the press, for example from the "Berliner Morgenpost" of June 6, 1993. It is in a certain competition for smoldering Ver drive (EP 0 302 310 B1).
Aus der DE 41 30 416 C1 ist eine Einrichtung zur thermischen Abfallentsorgung mit einem Hochtemperatur-Reaktor, einer Kühleinrichtung und einer Reinigungseinrichtung bekannt. DE 41 30 416 C1 describes a device for thermal waste disposal with a high temperature reactor, a cooling device and one Cleaning device known.
Die DE 41 07 200 A1 offenbart darüber hinaus, entstehende Abgase einer Abhitzedampferzeugung und danach einer Gasreinigung zuzuführen.DE 41 07 200 A1 also discloses the resulting exhaust gases Waste heat generation and then a gas cleaning.
Überlegungen haben nun gezeigt, daß die Gas-Reinigung im genannten Reinigungs system äußerst aufwendig ist. Dies bezieht sich auf die Anschaffung, aber auch auf die laufenden Betriebskosten. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß diese Nachteile weitgehend beseitigt werden können, wenn die im Prozeß entstehenden Gase, das sind die Schwelgase und die Synthesegase, nach Möglichkeit weitestge hend verbrannt werden.Considerations have now shown that gas cleaning in the cleaning mentioned system is extremely complex. This refers to the purchase, but also to the running costs. The invention is based on the knowledge that this Disadvantages can be largely eliminated if the arising in the process As far as possible, gases are the smoldering gases and the synthesis gases be burned.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs ge nannten Art derart auszubilden, daß das Reinigungssystem einen vergleichsweise geringen Aufwand bei Herstellung und Betrieb erfordert.The invention is therefore based on the object, a device of ge mentioned type in such a way that the cleaning system a comparatively requires little effort in production and operation.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dabei werden erfindungsgemäß Mittel vorgesehen, die geeignet sind, die Schwelgase und/oder die Synthesegase vor der Abkühlung in der Kühleinrichtung stöchiometrisch zu verbrennen.This object is achieved with the features of claim 1. According to the invention, means are provided which are suitable for the carbonization gases and / or the synthesis gases before Burn stoichiometrically to cool down in the cooling device.
Bei der stöchiometrischen Verbrennung erfolgt eine Umsetzung der Schwelgase und Synthesegase in Rauchgase, die mit weitgehend konventionellen Verfahren gereinigt werden können.In stoichiometric combustion, the carbonization gases and are converted Synthesis gases in flue gases using largely conventional methods can be cleaned.
Nach einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, daß die genannten Mittel den Hochtemperatur-Reaktor umfassen. Demzufolge kann der Hochtemperatur-Reaktor mit einem Eingang für Luft oder für ein Luft-Sauerstoff-Gemisch versehen sein, wobei dieser Eingang bevorzugt knapp oberhalb des Eintritts des Entsorgungskanals in den Hochtemperatur-Reaktor angeordnet ist.According to a preferred development, it is provided that the means mentioned Include high temperature reactor. As a result, the high temperature reactor be provided with an inlet for air or for an air-oxygen mixture, this entrance preferably just above the entrance of the disposal channel is arranged in the high-temperature reactor.
Von ganz besonderem Vorteil ist es, wenn die bei der Verbrennung der Gase ent stehende Wärme genutzt wird. Gemäß einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist daher vorgesehen, daß als Kühleinrichtung ein Abhitzekessel vorgesehen ist. Der hier entstehende Wasserdampf kann zur Heizung oder Erzeugung elektrischer Ener gie genutzt werden.It is of particular advantage if the ent in the combustion of the gases standing heat is used. According to a particularly preferred development it is therefore provided that a waste heat boiler is provided as the cooling device. The Water vapor generated here can be used to heat or generate electrical energy be used.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand zweier Figuren näher erläutert. Es zeigen:An embodiment of the invention is described below with reference to two figures explained in more detail. Show it:
Fig. 1 eine alternative thermische Abfallentsorgungseinrichtung und Fig. 1 shows an alternative thermal waste disposal facility and
Fig. 2 einen Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Einrichtung mit Schwelgas- und Synthesegas-Verbrennung in einer gesonderten Brennkammer. Fig. 2 shows a section of a device according to the invention with carbonization and synthesis gas combustion in a separate combustion chamber.
In Fig. 1 ist eine alternative Einrichtung zur thermischen Abfallentsorgung gezeigt. Der Abfall A wird dabei über eine Eintragseinrichtung 2 einer Presse 4 zugeführt, wo er unter hohem Druck zu Abfallballen 6 zusammengepreßt wird. Die verdichteten Abfallballen 6 gelangen sodann in einen Schwel- oder Entgasungskanal 8. Die Außenheizung dieses Entgasungskanals 8 ist mit 10 bezeichnet. Hier wird Wärmeenergie E zugeführt. Vom Entgasungskanal 8 gelangen das Fest- oder Schwelgut F der Abfallballen 6 und die entstandenen Schwelgase G in den Eintritt eines direkt nachgeschalteten Hochtemperatur-Reaktors 22. Das feste Schwelgut F besteht zu einem Anteil aus kohlenstoffhaltigen Substanzen. Dieses Festgut F wird im unteren Teil des Hochtemperatur-Reaktors 22 bei einer Temperatur von etwa 1600°C bis 2000°C vergast. Es entstehen Synthesegase P. Über einen Eingang 38 wird dazu dem unteren Teil des Hochtemperatur-Reaktors 22 reiner Sauerstoff O2 zugeleitet. Dies führt zu einer unterstöchiometrischen Verbrennung oder Vergasung. Die dabei ebenfalls entstehende Schmelze im Hochtemperatur-Reaktor 22 ist mit S bezeichnet. Sie kann über einen Abzug 40 entnommen und in einem Behälter 42 aufgefangen werden.An alternative device for thermal waste disposal is shown in FIG . The waste A is fed via an entry device 2 to a press 4 , where it is compressed under high pressure into waste bales 6 . The compressed waste bales 6 then enter a smoldering or degassing channel 8 . The external heating of this degassing duct 8 is designated 10. Here thermal energy E is supplied. From the degassing channel 8 , the solid or smoldering material F of the waste bales 6 and the smoldering gases G formed enter the inlet of a directly connected high-temperature reactor 22 . The solid smoldering material F consists partly of carbon-containing substances. This solid material F is gasified in the lower part of the high-temperature reactor 22 at a temperature of approximately 1600 ° C. to 2000 ° C. Synthesis gases P are produced. Pure oxygen O 2 is fed to the lower part of the high-temperature reactor 22 via an inlet 38 . This leads to substoichiometric combustion or gasification. The melt which also forms in the high-temperature reactor 22 is denoted by S. It can be removed via a trigger 40 and collected in a container 42 .
Im oberen Teil des Hochtemperatur-Reaktors 22 erfahren die Schwelgase G und die Synthesegase P eine stöchiometrische Verbrennung, so daß ausgebrannte Gase oder Rauchgase R entstehen. Die Temperatur beträgt hier etwa 1200°C. Die vollständige Verbrennung wird bewirkt durch die Zugabe von Luft L oder - wie gezeigt - durch die Zugabe eines Luft-Sauerstoff-Gemisches L, O2. Hierzu ist knapp oberhalb des Eintritts des Entgasungskanals 8 in den Hochtemperatur-Reaktor 22 ein Eingang 43 angeordnet.In the upper part of the high-temperature reactor 22 , the carbonization gases G and the synthesis gases P undergo stoichiometric combustion, so that burnt-out gases or flue gases R are produced. The temperature here is around 1200 ° C. The complete combustion is effected by the addition of air L or - as shown - by the addition of an air-oxygen mixture L, O 2 . For this purpose, an inlet 43 is arranged just above the entry of the degassing channel 8 into the high-temperature reactor 22 .
Die dem Gasabzug 44 entnommenen Rauchgase R werden in einen Abhitzekessel 46 geleitet, der die Funktion einer Kühleinrichtung ausübt. Die hier ausgekoppelte Wärmeenergie E wird einer Nutzung zugeführt. Der Abhitzekessel 46 kann dazu über einen Wasser-Dampf-Kreislauf an eine Turbine angeschlossen sein. Die Wärmeenergie E kann auch zum Heizen der Heizung 10 dienen. Dem Abhitzekessel 46 ist ein Reinigungssystem 48 nachgeschaltet. Ein Sauggebläse 50 sorgt für eine aus reichende Strömungsgeschwindigkeit der Rauchgase R.The smoke gases R removed from the gas outlet 44 are passed into a waste heat boiler 46 , which performs the function of a cooling device. The thermal energy E extracted here is used. For this purpose, the waste heat boiler 46 can be connected to a turbine via a water-steam circuit. The thermal energy E can also be used to heat the heater 10 . A cleaning system 48 is connected downstream of the waste heat boiler 46 . A suction fan 50 ensures a sufficient flow rate of the smoke gases R.
Nach Fig. 2 erfolgt erfindungsgemäß das Ausbrennen oder die stöchiometrische Verbrennung der Schwelgase G und der Synthesegase P nicht im Hochtemperatur- Reaktor 22 selbst, sondern in einer gesonderten nachgeschalteten Brennkammer 55, die relativ klein ausgeführt sein kann. Diese Brennkammer 55 ist hier direkt zwi schen den Gasabzug 44 und den Abhitzekessel 46 geschaltet. Sie wird mit Luft L betrieben, die einem Eingang 58 zugeführt wird, und sie gibt Rauchgase R an den Abhitzekessel 46 ab. Am oberen Teil des Hochtemperatur-Reaktors 22 ist hier ein Eingang 57 für reinen Sauerstoff O2 vorgesehen. Unter Umständen kann aber auf diesen Eingang 57 verzichtet werden, da die Sauerstoff-Zufuhr über den Eingang 38 zur unterstöchiometrischen Umsetzung der Schwelgase G ausreicht. Das Gemisch aus verbleibenden Schwelgasen G und Synthesegasen P wird dem Eingang der Brennkammer 55 zugeleitet. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel wird den bei der stöchiometrischen Verbrennung entstehenden Rauchgasen R Wärmeenergie E in einem Abhitzekessel 46 entzogen und anschließend genutzt, beispielsweise in einer Turbine oder zur Beheizung des Entgasungskanals 8.According to FIG. 2, the burnout or the stoichiometric combustion of the carbonization gases G and the synthesis gases P does not take place in the high-temperature reactor 22 itself, but in a separate downstream combustion chamber 55 , which can be made relatively small. This combustion chamber 55 is here directly between the gas outlet 44 and the waste heat boiler 46 . It is operated with air L, which is fed to an inlet 58 , and it emits flue gases R to the waste heat boiler 46 . At the upper part of the high-temperature reactor 22 , an inlet 57 for pure oxygen O 2 is provided here. Under certain circumstances, however, this input 57 can be dispensed with, since the oxygen supply via the input 38 is sufficient for the substoichiometric conversion of the carbonization gases G. The mixture of remaining carbonization gases G and synthesis gases P is fed to the entrance of the combustion chamber 55 . In this exemplary embodiment, too, thermal energy E is extracted from the flue gases R generated in the stoichiometric combustion in a waste heat boiler 46 and then used, for example in a turbine or for heating the degassing duct 8 .
Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß infolge der vollständigen Verbrennung der Schwelgase G und Synthesegase P die Reinigungseinrichtung 48 nur für (wenig beladene) Rauchgase R und damit vergleichsweise wenig aufwendig auszulegen ist. Außerdem entfallen Probleme mit der Entsorgung für die bei der üblichen Schwelgas-Reinigung anfallenden Substanzen. Zudem kann die erhaltene Wärmeenergie E einer Nutzung zugeführt werden. Der Energiegehalt des Abfalls A trägt somit zur Reduzierung der Abfallbeseitigungskosten bei.The advantage of the invention is that as a result of the complete combustion of the carbonization gases G and synthesis gases P, the cleaning device 48 can only be designed for (less loaded) flue gases R and therefore comparatively little effort. In addition, there are no problems with the disposal of the substances resulting from the usual carbonization cleaning. In addition, the thermal energy E obtained can be used. The energy content of waste A thus contributes to reducing waste disposal costs.
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| DE4326484A1 (en) * | 1993-08-06 | 1994-03-31 | Siemens Ag | Thermal waste disposal system allows thermal energy recovery from carbonisation gas - including appts. to extract thermal energy at shock cooling unit, between reactor and cooling unit, and between cooling unit and cleaning unit |
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1993
- 1993-08-13 DE DE4327320A patent/DE4327320C2/en not_active Expired - Fee Related
-
1994
- 1994-06-23 CH CH198094A patent/CH686310A5/en not_active IP Right Cessation
- 1994-08-05 IT ITMI941717A patent/IT1274596B/en active IP Right Grant
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ITMI941717A1 (en) | 1996-02-05 |
| ITMI941717A0 (en) | 1994-08-05 |
| CH686310A5 (en) | 1996-02-29 |
| IT1274596B (en) | 1997-07-18 |
| DE4327320A1 (en) | 1994-03-31 |
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