DE60013734T2

DE60013734T2 - Vorrichtung zur Behandlung pflanzlicher und tierischer Abfälle durch hydrothermische Reaktion

Info

Publication number: DE60013734T2
Application number: DE60013734T
Authority: DE
Inventors: Makoto Shiki-shi Kobayashi; Fumihiko Yokohama-shi Tamamushi; Sugihiro Niiza-shi Konishi; Kouji Yokohama-shi Takewaki
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1999-11-19
Filing date: 2000-11-15
Publication date: 2005-02-10
Anticipated expiration: 2020-11-16
Also published as: JP2001145860A; EP1101739B1; US6464861B1; SG85735A1; CA2326551C; JP3405295B2; EP1101739A1; DE60013734D1; CA2326551A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Vorrichtung zur Behandlung pflanzlicher und tierischer Abfälle und dabei insbesondere eine derartige Vorrichtung, bei der die Abfälle durch eine hydrothermische Reaktion bei unterkritischen Bedingungen behandelt werden.
Herkömmlicherweise werden pflanzliche und tierische Abfälle, beispielsweise Müll, durch Fahrzeuge eingesammelt und an eine bestimmte Stelle verbracht, um sie sodann in einer Abfallbeseitigungsanlage zu verbrennen, im Erdreich zu vergraben oder einer Rückgewinnung durch Spezialisten zu unterziehen. In den letzten Jahren wurden allerdings unterschiedliche Anlagen zur Müllaufbereitung entwickelt.
So beschreibt beispielsweise die am 15. Dezember 1998 veröffentlichte japanische Patentanmeldung mit der Offenlegungsnummer 10-328699 und dem Titel "SUPERCRITICAL HYDROXYLATION REACTOR" eine Vorrichtung zum Oxidieren und Auflösen wasserhaltiger organischer Abfälle durch eine überkritische Hydroxylierungsreaktion. Im einzelnen wird dabei in mit Sauerstoff versetztem organischem Schlamm ein über dem überkritischen Wasserdruck (22 Mpa) liegender Druck und eine über der überkritischen Temperatur (374°C) liegende Temperatur erzeugt. Der organische Schlamm wird sodann zur Auflösung in einen Reaktor aufgegeben, wobei der mit dem organischen Abfall vermischte Sauerstoff die gelösten Substanzen im Reaktor oxidiert.
Bei dem beschriebenen Auflösungs- und Oxidationsverfahren und der entsprechenden Vorrichtung müssen jedoch extreme Bedingungen vorliegen, wie etwa der überkritische Druck und die überkritische Temperatur, so dass Leitungen und zugehörige Teile leicht korrodieren.
Da das Auflösen und Oxidieren bei einem Druck von mindestens 22 Mpa erfolgen, während gleichzeitig die Oxidation im Reaktor stattfindet, steigt die Temperatur auf etwa 600°C an. Der Reaktor muss daher aus einem Material bestehen, das solch hohen Drücken und Temperaturen standhält. Zudem muss das Material gegenüber der Oxidationsatmosphäre widerstandsfähig sein.
Im übrigen weisen die organischen Abfälle eine hohe Viskosität auf, so dass es schwierig ist, mit Hilfe einer Kolbenpumpe oder ähnlichem kontinuierlich einen Druck von 22 Mpa oder mehr in den Abfällen aufzubauen.
Die EP 0 814 061 A2 offenbart ein Verfahren zum hydrothermalen Erwärmen eines organische Stoffe enthaltenden wässrigen Mediums. In diesem Verfahren wird das wässrige Medium ohne Zugabe eines Oxidationsmittels bei einer ersten, zwischen 200°C und 374°C liegenden Temperatur und bei einem zumindest dem Dampfdruck des wässrigen Mediums bei dieser ersten Temperatur entsprechenden Druck vorbehandelt, wonach das Medium unter Zugabe eines Oxidationsmittels auf eine zweite, zwischen 200°C und 374°C liegende Temperatur erwärmt wird, wobei der Druck zumindest dem Dampfdruck des wässrigen Mediums bei dieser zweiten Temperatur entspricht.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Abfallbehandlungsvorrichtung zu beschreiben, bei der sich die genannten Probleme vermeiden lassen. Insbesondere ist es Ziel der vorliegenden Erfindung, die Auflösungskapazität einer Abfallbehandlungsvorrichtung beizubehalten, ohne dass die Leitungen einer Korrosion unterworfen sind.
Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zur Behandlung pflanzlicher und tierischer Abfälle vorgesehen, welche die folgenden Bestandteile umfasst: eine Herstelleinheit zum Mischen der pflanzlichen und tierischen Abfälle mit Wasser und Chemikalien zur Herstellung eines Ausgangsmaterials (d.h. einer Suspension), eine Druckeinheit zur Erzeugung eines Drucks in der Suspension bis zum Erreichen eines für Wasser unterkritischen Drucks, eine hydrothermische Reaktionseinheit, die die unter Druck stehende Suspension erwärmt und so zur Gewinnung gelöster Abfälle eine hydrothermische Reaktion in einem unterkritischen Zustand auslöst, und eine Oxidationseinheit zum Oxidieren der gelösten Abfälle nach einer Reduzierung des Drucks. Die pflanzlichen und tierischen Abfälle werden bei der vorliegenden Erfindung somit beiden Verfahren unterworfen, d.h. der hydrothermischen Reaktion bei unterkritischen Bedingungen und der Oxidation. Die pflanzlichen und tierischen Abfälle lassen sich somit als Abwasser entsorgen. Außerdem werden keine Dioxine und anderes schädliches Gas erzeugt.
Die hydrothermische Reaktionseinheit kann eine Hydrothermalreaktionsröhre und einen Wärmemediumkreislauf zum Erwärmen der Hydrothermalreaktionsröhre umfassen. Die hydrothermische Reaktionseinheit kann zudem einen Zirkuliermechanismus enthalten, der einen Auslass der Hydrothermalreaktionsröhre mit ei nem Einlass der Hydrothermalreaktionsröhre verbindet und dazu dient, die Suspension zur Hydrothermalreaktionsröhre zu zirkulieren. Die hydrothermische Reaktionseinheit kann darüber hinaus einen Wärmetauscher zum Wärmetausch zwischen der zur Hydrothermalreaktionsröhre geleiteten Suspension und den zur Oxidationseinheit geleiteten gelösten Abfällen enthalten.
Die Druckeinheit kann eine Membranpumpe zur Erzeugung eines Drucks von 6 Mpa oder mehr, d.h. eines für Wasser unterkritischen Drucks, in der Suspension umfassen.
Die Oxidationseinheit kann einen Oxidationsbehälter umfassen, der den von der hydrothermischen Reaktionseinheit kommenden gelösten Abfall aufnimmt, nachdem der Druck im gelösten Abfall herabgesetzt wurde, sowie eine Sauerstoffzuführeinheit zur Zuführung eines Oxidationsmittels, wie etwa Luft oder Sauerstoff, in den Oxidationsbehälter, wodurch im gelösten Abfall enthaltene oder daran gebundene organische Bestandteile, wie etwa Kohlenwasserstoff, im Oxidationsbehälter zur Oxidation abgebaut werden.
Die Oxidationseinheit kann zudem einen stromabwärts vom Oxidationsbehälter angeordneten Gas-Flüssigkeits-Separator zum Trennen des oxidierten Abfalls in einen gasförmigen und einen flüssigen Bestandteil sowie eine Rückführleitung zur Rückführung des flüssigen Bestandteils zum Oxidationsbehälter enthalten.
1 zeigt ein Systemdiagramm einer erfindungsgemäßen Abfallbehandlungsvorrichtung.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert.
Wie sich 1 entnehmen lässt, ist ein Tank 10 zur Aufnahme von Ausgangsmaterial (pflanzlichem und tierischem Abfall) 11, beispielsweise Speiseresten, vorgesehen. Aus einem Wassertank 12 wird Wasser zugeführt und zur hydrothermischen Reaktion mit unterkritischem Wasser eingesetzt (worauf später noch eingegangen wird). Ein Chemikalientank 13 enthält Natriumhydroxid oder ähnliches und liefert dieses an den Tank 10.
Eine Suspensions-Zuführleitung 15 erstreckt sich vom Ausgangsmaterialtank 10 aus, wobei an dieser Material-Zuführleitung 15 eine Druckeinheit 16 vorgesehen ist.
Eine Wasserleitung 18 erstreckt sich vom eine Wasserpumpe 17 umfassenden Wassertank 12 zum Ausgangsmaterialtank 10, so dass Wasser durch die Wasserleitung 18 an den Ausgangsmaterialtank 18 geleitet wird.
In entsprechender Weise erstreckt sich eine Chemikalienleitung 20 vom Chemikalientank 13 zum Ausgangsmaterialtank 10, wobei der Chemikalientank 13 mit einer Zuführpumpe 21 versehen ist, um dem Ausgangsmaterialtank 10 Chemikalien durch die Chemikalienleitung 20 zuzuführen.
Die Druckeinheit 16 umfasst eine Aufgabeeinheit 60, beispielsweise eine Pumpe vom Einwellentyp mit Axialschraube, die mit einem Motor versehen ist und zur kontinuierlichen Zuführung der Suspension vom Ausgangsmaterialtank 10 an nachfolgende Einheiten dient, sowie eine Membranpumpe 61 zum Erzeugen eines unterkritischen Drucks (6 Mpa oder mehr) in der von der Aufgabeeinrichtung 60 kommenden Suspension. Als Pumpe 61 kann auch eine Kolbenpumpe dienen.
Die Membranpumpe 61 weist eine mit an ihrem Ein- und Auslass angeordneten (nicht dargestellten) Absperrventilen ausgestattete und eine sandwichartige Membran 63 enthaltende Zylinderkammer 62 sowie einen Hydraulikantrieb (Motor) 64 auf, der dazu dient, die Membran 63 derart zu betätigen, dass abwechselnd eine Ansaugung und eine Ausstoßung erfolgt.
Der Auslass der Aufgabeeinrichtung 60 steht mit dem Einlass der Membranpumpe 61 über eine Leitung 15a derart in Verbindung, dass die Suspension während des Ansaughubs (Aufgabehub) der Membranpumpe 61 in die Zylinderkammer 62 der Membranpumpe 61 gesaugt wird. Eine Rückführleitung 65 erstreckt sich von der Leitung 15a zum Ausgangsstofftank 10 und dient dazu, die Suspension während des Ausstoßhubs der Membranpumpe 61 wieder an den Tank 10 zurückzuleiten.
An der Suspensionszuführleitung 15 befindet sich ein Wärmetauscher 24 vom Doppelröhrentyp. Nach dem Wärmetauscher 24 ist die Suspensionsleitung 15 an eine Zirkulationsleitung 26 einer Hydrothermalreaktionsröhre 25 angeschlossen.
Die Hydrothermalreaktionsröhre 25 umfasst eine Wärmemedium-Zirkulationsleitung 27, an der eine Pumpe 28 zur Zirkulation des Wärmemediums sowie ein Heizelement 29 zum Erwärmen des Wärmemediums vorgesehen sind.
Der Hydrothermalreaktor 25 weist im übrigen eine Doppelröhrenstruktur auf, wobei die Suspension in einer inneren Röhre 30 und das Wärmemedium zwischen der inneren Röhre 30 und einer äußeren Röhre 32 fließt.
Eine Zirkulationsleitung 26 verbindet den Auslass der inneren Röhre 30 des Hydrothermalreaktors 25 mit deren Einlass. An der Zirkulationsleitung 26 ist eine Zirkulationspumpe 31 vorgesehen. Stromaufwärts von der Zirkulationspumpe 31 zweigt eine Leitung 33a von der Zirkulationsleitung 26 ab, durch die ein Teil der gelösten Stoffe zum Wärmetauscher 24 transportiert wird. Eine Leitung 33 für gelöste Stoffe erstreckt sich vom Wärmetauscher 24 zu einem Oxidationsbehälter 22.
An der Leitung 33 für gelöste Stoffe sind ein Trimmkühler 34 und ein Hilfsdruckregulierventil 35 vorgesehen.
Zur Zerlegung und gleichzeitigen Oxidierung der gelösten Stoffe ist der Oxidationsbehälter 22 mit einer Oxidationsmittel-Zuführleitung 36 verbunden. Eine Leitung 72 erstreckt sich vom Oxidationsbehälter 22 zu einem Gas-Flüssigkeits-Separator 23. Vom Boden des Gas-Flüssigkeits-Separators 23 aus erstreckt sich eine Flüssigkeits-Ablassleitung 37 zum Oxidationsbehälter 22, durch die ein Teil der oxidierten gelösten Stoffe an den Oxidationsbehälter 22 zurückgelangt. An der Flüssigkeits-Ablassleitung 37 ist für diese Rückleitung eine Pumpe 40 vorgesehen.
Von der Flüssigkeits-Ablassleitung 37 zweigt eine Leitung 41 ab, die sich zum Flüssigkeitsentsorgungstank 14 erstreckt und dazu dient, Flüssigkeit nach der Behandlung zum Flüssigkeitstank 14 zurückzuführen. An dieser Zweigleitung 41 sind ein Trimmkühler 42 und ein Hilfsdruckregulierventil 43 vorgesehen.
Der Gas-Flüssigkeits-Separator 23 weist zudem eine Gasablassleitung 50 auf, an der ein Kondensator 38 und ein Hilfsdruckregulierventil 52 vorgesehen sind. Vom Kondensator 38 zum Gas-Flüssigkeits-Separator 23 erstreckt sich eine Leitung 53 zur Rückführung von beim Kondensieren im Kondensator 38 anfallender Flüssigkeit zum Gas-Flüssigkeits-Separator 23.
Ein Flüssigkeitsbehandlungstank 14 umfasst eine Leitung 44, die sich von seinem oberen Ende wegerstreckt und dazu dient, gelöstes/oxidiertes Gas abzuleiten, sowie eine weitere Leitung 45, die sich von seinem unteren Ende aus erstreckt und zum Ablassen von Flüssigkeit dient. Die Ablassleitung 44 für gelöstes Gas umfasst eine Geruchstilgungsvorrichtung 46, die beispielsweise Aktivkohle enthält. Die Flüssigkeits-Ablassleitung 45 umfasst eine Zweigleitung 47 mit einer Pumpe 48, durch die ein Teil des Abwassers, falls nötig, wieder an den Ausgangsstofftank 10 zurückgeleitet wird.
Im Ausgangsstofftank 10 erzeugtes Gas wird über eine Leitung 49 der Abgasleitung 44 zugeführt.
Den Trimmkühlern 34 und 42 sowie dem Kondensator 38 wird kaltes Wasser "w" aus jeweiligen (nicht dargestellten) Kühltürmen zugeführt. Nachdem das Wasser "w" im Kühlverfahren in den Trimmkühlern 34 und 42 sowie im Kondensator 38 verwendet wurde, gelangt es wieder in die Kühltürme und wird luftgekühlt. Daraufhin wird das Wasser "w" wieder den Trimmkühlern und dem Kondensator zugeführt.
Im folgenden wird die Operation der dargestellten Abfallbehandlungsvorrichtung beschrieben.
Dabei werden zuerst die Ausgangsmaterialien (pflanzlicher und tierischer Abfall) 11 und vom Wassertank 12 kommendes und durch die Leitung 18 geleitetes Wasser in den Tank 10 eingefüllt. Die Chemikalien werden vom Chemikalientank 13 über die Leitung 20 in den Tank 10 aufgegeben. Auf diese Weise wird im Tank 10 die Suspension hergestellt. Sodann wird die Suspension durch die Pumpe 16 zur Zuführleitung 15 transportiert und an den Hydrothermalreaktor 25 geliefert. Die Suspension wird im Hydrothermalreaktor 25 gelöst. Zwischen zum Wärmetauscher 24 transportierten gelösten Stoffen und der im Wärmetauscher 24 befindlichen Suspension erfolgt ein Wärmeaustausch, ehe die Suspension in den Hydrothermalreaktor 25 gelangt.
Im Hydrothermalreaktor 25 wird das in der Suspension enthaltene Wasser derart unterkritischen Bedingungen bei hohem Druck und hoher Temperatur (250°C und 6 Mpa) unterworfen, dass die organischen Stoffe im pflanzlichen und tierischen Abfall zu Kohlenwasserstoff etc. aufgelöst werden. Bei dieser hydrothermischen Reaktion wird die Suspension wiederholt durch die Leitung 26 zirkuliert, um eine gewisse Fließgeschwindigkeit (Bewegungsgeschwindigkeit) der Suspension sicherzustellen, wodurch der Wärmeaustausch zwischen der Suspension und dem Wärmemedium im Hydrothermalreaktor 25 verbessert und eine Karbonisation in den Leitungen verhindert wird. Die flüssigen Chemikalien, wie Natriumhydroxid, erleichtern das Auflösen der Suspension.
Die Menge der in der Leitung 26 zirkulierten Stoffe kann durch den Innendurchmesser der inneren Röhre 30 bestimmt bzw. begrenzt werden, wobei die Fließgeschwindigkeit der Suspension in der inneren Röhre 30 bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel 2 bis 3 m/sek. beträgt.
Die gelösten Stoffe werden, wie bereits erwähnt, über die Leitung 33a in den Wärmetauscher 24 abgelassen. Nach dem Erwärmen neu angekommener Suspension im Wärmetauscher 24 werden die gelösten Stoffe im Trimmkühler 34 gekühlt und ihr Druck wird im Hilfsdruckregulierventil 35 reduziert. Daraufhin werden die gelösten Stoffe an den Oxidationsbehälter 22 geleitet, wobei brennbare Stoffe und verbleibender Kohlenwasserstoff, der nicht im Hydrothermalreaktor 25 einer Reaktion unterzogen wurde, zur Oxidation verbrannt werden. Die sich ergebenden Stoffe werden an den Gas-Flüssigkeits-Separator 23 geleitet, wobei ein Teil dieser Stoffe an den Oxidationsbehälter 22 zurückgeleitet wird, um die Fließgeschwindigkeit (Bewegungsgeschwindigkeit) im Oxidationsbehälter aufrechtzuerhalten.
Da die Wärme der vom Hydrothermalreaktor 25 abgegebenen Stoffe zum Erwärmen der Suspension im Wärmetauscher 24 eingesetzt wird (Wärmerückgewinnung), ist die Suspension bereits in einem bestimmten Umfang erwärmt, wenn sie in den Hydrothermalreaktor 25 gelangt, so dass das Wärmemedium-Heizelement 29 nicht so viel Wärme erzeugen muss.
Vom Gas-Flüssigkeits-Separator 23 gelangt die Flüssigkeit in die Leitung 41. Sie wird sodann im Trimmkühler 42 abgekühlt und ihr Druck fällt im Hilfsdruckregulierventil 43 auf Atmosphärendruck. Die Flüssigkeit wird daraufhin in den Tank 14 entsorgt. Das Gas hingegen wird durch die Leitung 50 zum Kondensator 38 ge führt. Die bei der Kondensation kondensierte Flüssigkeit wird an den Gas-Flüssigkeits-Separator 23 zurückgeleitet, während der Gasbestandteil zur Druckreduzierung in das Hilfsdruckregulierventil 52 gelangt. Der Gasbestandteil gelangt sodann in den Tank 14.
Der Gasbestandteil im Tank 14 wird über die Leitung 44 der Geruchstilgungsvorrichtung 46 zugeführt, während der Flüssigbestandteil in die Abwasserleitung 45 abgeleitet wird.
Wie sich aus der obigen Beschreibung ergibt, werden bei der vorliegenden Erfindung im Vergleich mit der herkömmlichen Anordnung, bei der ein überkritischer Druck/eine überkritische Temperatur vorliegen, eine gemäßigte Temperatur und ein gemäßigter Druck bei der Reaktion eingesetzt. Dementsprechend ist die Suspensions-Auflösungsfähigkeit in einem gewissen Umfang reduziert, d.h. die Möglichkeit, den CSB (chemischen Sauerstoffbedarf) zu verringern, ist beeinträchtigt, wobei es jedoch möglich ist, das Problem einer Korrosion der Leitungen zu verringern bzw. ganz zu lösen. Zwar ist die Auflösungskapazität des Hydrothermalreaktors selbst geringer; die Oxidation wird jedoch im Oxidationsbehälter 22 nach der hydrothermischen Reaktion durchführt, so dass insgesamt eine ausreichende Auflösung erreicht wird.

Claims

Vorrichtung zur Behandlung pflanzlicher und tierischer Abfälle, enthaltend: eine Herstelleinheit (10) zum Mischen von pflanzlichen und tierischen Abfällen (11) mit Wasser (12) zur Herstellung einer Suspension; eine Druckeinheit (16) zur Erzeugung eines Drucks in der Suspension bis zum Erreichen eines für Wasser unterkritischen Drucks; eine hydrothermische Reaktionseinheit (25), die zur Gewinnung gelöster Abfälle die unter Druck stehende Suspension erwärmt und so eine hydrothermische Reaktion im unterkritischen Zustand auslöst; ein Druckreduktionsmittel (35) zur Reduzierung des Drucks in den gelösten Abfällen; eine Oxidationseinheit (22) zum Oxidieren der gelösten Abfälle nach der Druckreduktion; eine mit der Oxidationseinheit (22) verbundene Oxidationsmittelvorrat-Zuführleitung (36).
Abfallbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Suspensionsherstelleinheit (10) zusätzlich eine Chemikalien-Aufgabeeinheit (13) umfasst, die dazu dient, den Abfällen Chemikalien zuzusetzen und diese mit den Abfällen zu vermischen.
Abfallbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Chemikalien Natriumhydroxid umfassen.
Abfallbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die hydrothermische Reaktionseinheit (25) eine Hydrothermalreaktionsröhre (30, 32) und einen Wärmemedium-Kreislauf (27, 28, 29) zum Erwärmen der Hydrothermalreaktionsröhre mit Hilfe eines Wärmemediums umfasst.
Abfallbehandlungsvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die hydrothermische Reaktionseinheit (25) zusätzlich einen Zirkulationsmechanismus (26, 31) umfasst, der sich von einem Auslass der Hydrothermalreaktionsröhre zu einem Einlass der Hydrothermalreaktionsröhre erstreckt und die Zirkulation der Suspension zur Hydrothermalreaktionsröhre (30) ermöglicht.
Abfallbehandlungsvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die hydrothermische Reaktionseinheit (25) zusätzlich einen Wärmetauscher (24) zum Wärmetausch zwischen der der Hydrothermalreaktionsröhre (30) zuzuführenden Suspension und den der Oxidationseinheit (22) zuzuführenden gelösten Abfällen umfasst.
Abfallbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydrothermalreaktionsröhre (30, 32) eine Doppelröhrenstruktur aufweist, so dass die Suspension in einer inneren Röhre (30) und das Wärmemedium zwischen der inneren Röhre (30) und der äußeren Röhre (32) fließt, und dadurch, dass der Zirkulationsmechanismus eine einen Auslass der inneren Röhre (30) mit einem Einlass der inneren Röhre verbindende Zirkulationsleitung (26) und eine Pumpe (31) umfasst, die eine Zirkulation der Suspension in der Zirkulationsleitung (26) hervorruft.
Abfallbehandlungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckeinheit (16) eine Kolbenpumpe (61) sowie eine Aufgabeeinheit (60) umfasst, die die von der Suspensions-Herstelleinheit (10) kommende Suspension in die Kolbenpumpe (61) presst, und dass die Kolbenpumpe (61) in der Suspension einen Druck von mindestens 6 Mpa, d.h. einen für Wasser unterkritischen Druck, erzeugt.
Abfallbehandlungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckeinheit (16) eine Membranpumpe (61 ), eine Aufgabeeinheit (60) zur Aufgabe der aus der Suspensions-Herstelleinheit (10) kommenden Suspension in die Membranpumpe (61) und eine Rezirkulationsleitung (65) umfasst, die sich von einer Stelle zwischen der Membranpumpe (61) und der Aufgabeeinheit (60) zur Suspensions-Herstelleinheit (10) erstreckt, um bei Erzeugung eines Drucks in der Suspension durch die Membranpumpe einen Teil der Suspension zur Suspensions-Herstelleinheit (10) zurückzuführen.
Abfallbehandlungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zusätzlich ein Hilfsdruckregulierventil (35) umfasst, das zwischen der hydrothermischen Reaktionseinheit (25) und der Oxidationseinheit (22) angeordnet ist und zur Reduktion des Drucks in den gelösten Abfällen dient.
Abfallbehandlungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oxidationseinheit (22, 23) einen Oxidationsbehälter (22) zur Aufnahme der von der hydrothermischen Reaktionseinheit (25) kommenden gelösten Abfälle nach Reduzierung des Drucks in den gelösten Abfällen sowie eine Sauerstoffzuführeinheit (36) umfasst, die zur Aufgabe eines Oxidationsmittels, wie etwa Luft oder Sauerstoff, in den Oxidationsbehälter (22) dient, wodurch brennbare Bestandteile und verbleibende reaktive Substanzen, wie etwa in den gelösten Abfällen vorhandener oder mit diesen verbundener Kohlenwasserstoff, im Oxidationsbehälter (22) zur Oxidation abgebaut werden.
Abfallbehandlungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oxidationseinheit (22, 23) zusätzlich einen Gas-Flüssigkeits-Separator (23), der in Strömungsrichtung nach dem Oxidationsbehälter (22) angeordnet ist und zur Trennung von oxidierten Abfällen in einen gasförmigen Bestandteil und einen flüssigen Bestandteil dient, sowie eine Rückführleitung (37) zur Rückführung des flüssigen Bestandteils zum Oxidationsbehälter (22) umfasst.
Abfallbehandlungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Suspension in der inneren Röhre mit 2 bis 3 m/sek. fließt.
Vorrichtung zur Behandlung von pflanzlichen und tierischen Abfällen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese Vorrichtung zusätzlich die folgenden Bestandteile umfasst: – eine Suspensions-Zuführleitung (15), die sich von der Suspensions-Herstelleinheit (10) aus erstreckt; – eine Hydrothermalreaktionsröhre (25), die am stromabwärts gelegenen Ende der Suspensions-Zuführleitung (15) angeordnet ist und dazu dient, die unter Druck stehende Suspension zu erwärmen, hierdurch eine hydrothermale Reaktion in einem unterkritischen Zustand herbeizuführen und so gelöste Abfälle zu gewinnen; – einen Wärmemedium-Kreislauf (27) zum Aufgeben eines Wärmemediums in die Hydrothermalreaktionsröhre (25); – eine Rezirkulationsleitung (26), die sich von der Hydrothermalreaktionsröhre (25) aus erstreckt und zur Hydrothermalreaktionsröhre zurückführt und mit einer Pumpe (31) zum wiederholten Aufgeben eines Teils der gelösten Abfälle in die Hydrothermalreaktionsröhre (25) ausgestattet ist; – einen Wärmetauscher (24), der an der Suspensions-Zuführleitung (15) vorgesehen ist, dazu dient, einen Wärmetausch zwischen den von der Hydrothermalreaktionsröhre (25) abgegebenen gelösten Abfällen und der zur Hydrothermalreaktionsröhre (25) fließenden Suspension herbeizuführen, und der eine Zweigleitung (33a) aufweist, welche sich von der Rezirkulationsleitung (26) zum Wärmetauscher (24) erstreckt und dazu dient, die verbleibenden gelösten Abfälle dem Wärmetauscher (24) aufzugeben; – einen Oxidationsbehälter (22), der die gelösten Abfälle nach dem Wärmetausch aufnimmt, um die gelösten Abfälle mit einem Oxidiermittel (36) durch Zerlegung der gelösten Abfälle zu oxidieren; – einen Gas-Flüssigkeits-Separator (23), der die aus dem Oxidationsbehälter (22) kommenden oxidierten Abfälle aufnimmt und dazu dient, die oxidierten Abfälle in einen flüssigen und einen gasförmigen Bestandteil zu trennen; – eine Rückführleitung (37), die sich von Gas-Flüssigkeits-Separator (23) aus zum Oxidationsbehälter (22) erstreckt und dazu dient, einen Teil des flüssigen Bestandteils zum Oxidationsbehälter zurückzuleiten; – eine mit einem Flüssigkeitstank (14) ausgestattete Flüssigkeitsrückgewinnungsleitung (41) die von der Rückführleitung (37) abzweigt und zur Aufnahme des verbleibenden flüssigen Bestandteils dient; und – eine Gasrückgewinnungsleitung (50), die sich vom Gas-Flüssigkeits-Separator (23) aus erstreckt und zur Aufnahme des gasförmigen Bestandteils dient.
Abfallbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zusätzlich einen Kondensator (38), der an der Gasrückgewinnungsleitung (50) vorgesehen ist und zur Gewinnung eines zweiten gasförmigen und eines zweiten flüssigen Bestandteils dient, sowie eine zweite Rückführleitung (53) zur Rückführung des zweiten flüssigen Bestandteils zum Gas-Flüssigkeits-Separator (23), eine zweite Gasrückführleitung, die von der Gasrückgewinnungsleitung (50) abzweigt und dazu dient, den zweiten gasförmigen Bestandteil dem Flüssigkeitstank (14) zuzuführen, sowie eine mit einer Geruchstilgungsvorrichtung (46) ausgestattete Leitung (44) für geruchstilgende Mittel umfasst, die vom Flüssigkeitstank (14) zur Atmosphäre führt und dazu dient, den zweiten gasförmigen Bestandteil an die Atmosphäre abzugeben, nachdem dessen Geruch durch ein in der Geruchstilgungsvorrichtung (46) vorhandenes geruchstilgendes Mittel, wie etwa Aktivkohle, neutralisiert wurde.
Abfallbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zusätzlich eine zweite Zweigleitung (41) umfasst, die sich von der Rückführleitung (37) zum Flüssigkeitstank (14) erstreckt und dazu dient, den restlichen flüssigen Bestandteil dem Flüssigkeitstank (14) zuzuführen, wobei der Flüssigkeitstank (14) einen Teil des flüssigen Bestandteils nach au ßen abgibt und den Rest, falls nötig, der Suspensions-Herstelleinheit (10) zuführt.
Abfallbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 14, 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckeinheit (16) eine Kolbenpumpe (61) und eine Aufgabeeinheit (60) umfasst, die beide an der Suspensions-Zuführleitung (15) angeordnet sind und dazu dienen, die von der Suspensions-Herstelleinheit (10) stammende Suspension in die Kolbenpumpe (61) zu pressen, sowie dadurch, dass die Kolbenpumpe (61) in der Suspension einen Druck von mindestens 6 Mpa, d.h. einen für Wasser unterkritischen Druck, erzeugt.
Abfallbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 14, 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckeinheit (16) eine Membranpumpe (61), eine Aufgabeeinheit (60) zum Aufgeben der von der Suspensions-Herstelleinheit (10) stammenden Suspension in die Membranpumpe und eine zweite Rezirkulationsleitung (65) umfasst, die sich von einer Stelle zwischen der Membranpumpe (61) und der Aufgabeeinrichtung (60) aus zur Suspensions-Herstelleinheit (10) erstreckt und dazu dient, während des Druckaufbaus in der Suspension durch die Membranpumpe einen Teil der Suspension zur Suspensions-Herstelleinheit (10) zurückzuführen.
Abfallbehandlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zusätzlich ein Hilfsdruckregulierventil (35) umfasst, das zwischen der Hydrothermalreaktionsröhre (25) und dem Oxidationsbehälter (22) vorgesehen ist und dazu dient, den Druck in den gelösten Abfälle zu reduzieren, ehe die gelösten Abfälle in den Oxidationsbehälter (22) gelangen.
Abfallbehandlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydrothermalreaktionsröhre (30, 32) eine Doppelröhrenstruktur aufweist, wobei die Suspension in einer inneren Röhre (30) und das Wärmemedium zwischen der inneren Röhre (30) und der äußeren Röhre (32) fließt.