DE69912809T2 - Müllverbrennung mit geschlossenem kreislauf - Google Patents

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Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Diese Erfindung bezieht sich auf die Verbrennung von organischem Abfallmaterial und insbesondere auf einen geschlossenen Verbrennungskreislauf von Abfallmaterial unter Verwendung von konzentriertem Sauerstoff.
  • Abfallmaterialien wie z. B. kommunaler fester Müll, Abwasseraufbereitungsschlamm und Papierfabrikschlamm werden oft durch Verbrennung behandelt. Solche Abfallmaterialien enthalten organische verbrennbare Stoffe und anorganische Metalloxide. Die organischen verbrennbaren Stoffe liefern typischerweise genügend thermische Energie während der Verbrennung, um die hohen Verbrennungskammertemperaturen ohne Bedarf an zusätzlichem Brennstoff aufrecht zu erhalten. Der anorganische Anteil des Abfallmaterials ist durch das Vorhandensein von etwas Siliziumdioxid (SiO2) und anderen glasbildenden Metalloxiden gekennzeichnet. Wenn eine Verschlackungsverbrennungsvorrichtung wie ein Drehofen oder Zyklonofen zur Verbrennung verwendet wird, kann der anorganische Anteil des Abfallmaterials eine Temperatur erreichen, die hoch genug zum Schmelzen ist. Das entstandene geschmolzene Material wird aus der Verbrennungskammer als Schlacke angelassen.
  • Herkömmliche Abfallverbrennungsöfen, die zur Verbrennung von organischem Abfallmaterial ausgelegt sind, verwenden Luft als Oxidationsmittelquelle. Da beinahe vier Fünftel der Luft inerte Gase sind (hauptsächlich Stickstoff) liefert der Hauptanteil der Luft keinen Nutzen für den Verbrennungsprozess. Tatsäch lich führt das inerte Gas zu mehreren deutlichen Nachteilen. Ein erster Nachteil ist, dass die Flammentemperatur der Verbrennung erniedrigt wird, was es erschwert, die nötigen Temperaturen zum Schmelzen der anorganischen Metalloxide im Abfallmaterial aufrecht zu erhalten. Zweitens werden die Abgase aus der Müllverbrennung mit beträchtlichen Mengen an Stickstoff kontaminiert, woraus ein großes Abgasvolumen resultiert, das vor der Abgabe in die Atmosphäre eine weitere Behandlung erfordert.
  • Es wurde vorgeschlagen, die unerwünschten Auswirkungen des Stickstoffs bei der Verbrennung von Sondermüll durch Einführen von konzentriertem Sauerstoff zusammen mit wiederaufbereiteten Abgasen in die Verbrennungskammer zu reduzieren, siehe U.S. Patent 5,309,850, erteilt am 10. Mai 1994 an Downs, et al.
  • Die WO 94/24484 offenbart ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • US 5,134,944 offenbart Verfahren und Mittel zur Abfallrohstoffausnutzung, einschließlich Kohlendioxidrückgewinnung.
  • US 5,445,088 offenbart ein Verfahren zur Entsorgung von kommunalem Müll und Sondermüll einschließlich Kohlendioxidverflüssigung.
  • Die vorliegende Erfindung verwendet ebenfalls konzentrierten Sauerstoff in einem geschlossenen Kreislauf, um nicht gefährlichen Abfall zu behandeln und um Abfallsmaterialien in nutzbringende Endprodukte umzuwandeln.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Behandlung von organischem Abfallmaterial bereitgestellt, das durch einen hohen Aschegehalt und einen Brennwert von etwa 1 bis 21 MJ/kg (500 bis etwa 9.000 Btus pro lb) gekennzeichnet ist, umfassend: Einführen des Abfallmaterials in eine Verschlackungs-Verbrennungsvorrichtung; Verbrennen des Abfallmaterials in der Verbrennungsvorrichtung zur Erzeugung einer Schlacke aus geschmolzener anorganischer Asche und Abgasen; Entfernen der Schlacke aus der Verbrennungsvorrichtung; Entfernen der Abgase aus der Verbrennungsvorrichtung; anschließend Behandeln der Abgase zur Entfernung eines wesentlichen Anteils von teilchenförmigen Bestandteilen aus den Abgasen; Aufteilen der behandelten Abgase in mehr als einen Teil; und Einleiten eines ersten Teils der behandelten Abgase und von konzentriertem Sauerstoffgas in die Verbrennungsvorrichtung in einem Verhältnis, dass sich in den eingeleiteten Gasen eine vereinigte Sauerstoffkonzentration von mindestens 30 Vol.-% ergibt, dadurch gekennzeichnet, dass während der Behandlung der Abgase die Abgase getrocknet werden.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird weiterhin eine Vorrichtung zur Behandlung organischen Abfallmaterials bereitgestellt, das durch einen hohen Aschegehalt und einen Brennwert von etwa 1 bis 21 MJ/kg (500 bis etwa 9.000 Btus pro lb) gekennzeichnet ist, wobei die Vorrichtung folgendes umfasst: Verschlackungsverbrennungsvorrichtung zum Verbrennen des organischen Abfallmaterials unter Bildung einer Schlacke aus geschmolzener, anorganischer Asche und Abgasen; Kühler in Fluidverbindung mit der Verbrennungsvorrichtung, wobei der Kühler die Abgase aus der Verbrennungsvorrichtung aufnimmt und die Abgase kühlt; Kondensatorkühler in Fluidverbindung mit dem Kühler, wobei der Kondensatorkühler die abgekühlten Abgase aus dem Kühler aufnimmt und die abgekühlten Abgase trocknet; Kondensatorkühler- Gasauslassleitung in Fluidverbindung mit dem Kondensatorkühler; Abgas-Rückführleitung in Fluidverbindung mit der Kondensatorkühler-Gasauslassleitung und der Verbrennungsvorrichtung, wobei die Abgas-Rückführleitung einen ersten Teil der abgekühlten und getrockneten Abgase aus der Kondensatorkühler-Gasauslassleitung aufnimmt; einen Sauerstoffsensor, der in der Abgas-Rückführleitung angebracht ist; und eine Quelle für konzentriertes Sauerstoffgas in Fluidverbindung mit der Abgas-Rückführleitung, um konzentrierten Sauerstoff dem ersten Teil der abgekühlten und getrockneten Abgase zuzusetzen und ein Gasgemisch zu erzeugen, wobei das Gasgemisch der Verbrennungsvorrichtung durch die Abgas-Rückführleitung zugeführt wird, wobei die Quelle für konzentriertes Sauerstoffgas ein auf den Sauerstoffsensor reagierendes Ventil umfasst, wobei das Ventil zur Regelung eines Stroms von konzentriertem Sauerstoffgas in Reaktion auf den Sauerstoffsensor in der Weise geeignet ist, dass das Gasgemisch eine Sauerstoffkonzentration von mindestens 30 Vol.-% aufweist.
  • In der hier oben beschriebenen Ausführungsform wird das nicht-gefahrvolle organische Abfallmaterial in eine Verschlackungs-Verbrennungsvorrichtung eingebracht, in der es verbrannt wird. Die Verbrennung erzeugt Abgase und eine Schlacke von geschmolzener, anorganischer Asche, die aus der Verbrennungsvorrichtung entfernt wird. Die Abgase werden zur Entfernung eines Hauptanteils der darin enthaltenen teilchenförmigen Bestandteile behandelt. Ein Teil der behandelten Abgase werden mit einer Quelle von konzentriertem Sauerstoff in einem Verhältnis gemischt, dass sich in den gemischten Gasen eine Sauerstoffkonzentration von mindestens 30 Vol.-% ergibt. Die gemischten Gase werden in die Verbrennungsvorrichtung zur Unterstützung der Verbrennung des Abfallmaterials eingebracht.
  • Vorzugsweise beträgt das Verhältnis von Sauerstoff in den gemischten Gasen von etwa 40 Vol.-% bis 50 Vol.-%. Die Abgase können vor dem Mischen mit dem konzentrierten Sauerstoff gekühlt und getrocknet werden.
  • Weiter können bei der hier oben beschriebenen Ausführungsform ein zweiter Anteil der behandelten Abgase zur Entfernung des Kohledioxids behandelt werden. Das entfernte Kohlendioxid wird vorzugsweise in einen flüssigen Zustand überführt.
  • Ebenfalls wird gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ein Teil der Wärme aus den Abgasen zu den gemischten Gasen übergeleitet, bevor die gemischten Gase in die Verbrennungsvorrichtung eingeleitet werden.
  • Die entstandenen Produkte dieses Verfahrens der Erfindung sind von Nutzen. Das verflüssigte Kohlendioxid kann vermarktet und als Produkt verwendet werden. Das so produzierte Kohlendioxid könnte das Kohlendioxid, das gegenwärtig unter Verwendung von natürlichem Gas oder aus natürlichen Quellen hergestellt wird, ersetzen und dabei natürliche Rohstoffquellen erhalten. Die anorganischen Produkte im Abfallmaterial werden in ein hochinertes Granulat vitrifiziert, das als Baumaterial verwendet werden kann. Herkömmliche Müllverbrennungsanlagen erzeugen allgemein Asche, die deponiert werden muss. Mit der Ausnahme einer kleinen Menge nicht-kondensierbaren Gases am Ende des Kohlendioxid-Wiederaufbereitungssystems gibt es keine Emissionen in die Luft und negative Umwelteinflüsse sind unbedeutend im Vergleich zu konventionellen Verbrennungsverfahren, die beträchtliche Emissionen haben.
  • Die vorstehenden und andere Gegenstände und Vorteile der Erfindung werden im folgenden in der genauen Beschreibung ersichtlich werden. In der Beschrei bung wird auf die beigefügte Abbildung verwiesen, die eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht.
  • Kurze Beschreibung der Abbildung
  • 1 ist ein schematisches Diagramm der Vorrichtung zur Ausführung der Erfindung.
  • Genaue Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
  • Unter Bezugnahme auf 1 wird trockenes Abfallmaterial (mit einem Feuchtigkeitsgehalt, der niedrig genug ist, um gute Verbrennung zu unterhalten) über Leitung 7 in den Mischapparat 9 eingebracht. Für manche Abfallmaterialien kann es nötig sein, entweder Flußmittel oder glasbildende Stoffe (wie z. B. SiO2) oder beides zugegeben, um den Schmelzpunkt zu optimieren und um eine gute Qualität der erzeugten Glasschlacke sicher zu stellen. Das Flußmittel wird über Leitung 8 in die Mischapparatur 9 eingebracht. Das gemischte Material wird über Leitung 10 in die Verbrennungskammer 11 eingeführt.
  • Das Abfallmaterial kann aus Papierfabrikschlamm, kommunalem Wasseraufbereitungsschlamm, kommunalem festen Müll oder ähnlichen Materialien bestehen. Das Abfallmaterial ist durch einen niedrigeren Brennwert als herkömmliche Brennstoffe und durch einen höheren Aschegehalt als konventionelle feste Brennstoffe, wie z. B. Kohle, gekennzeichnet. Der Brennwert wird im Bereich zwischen 1 und 21 MJ/kg (500 Btu/lb bis 9.000 Btu/lb) liegen. Der Aschegehalt wird typischerweise im Bereich von 5% bis 65% liegen. Die Verbrennungskammer 10 ist eine feuerfest ausgekleidete Kammer. Die Verbrennungskammer ist dazu ausgelegt, guten Kontakt zwischen dem Abfallmaterial und der Gas quelle zu fördern. Die Verbrennungskammer kann eine wassergekühlte Verbrennungskammer sein, ein Zyklonofen oder ein Drehofen. Die durchschnittliche Betriebstemperatur der Verbrennungskammer wird normalerweise im Bereich von 1.400°C (2.500°F) bis 1.900°C (3.500°F) liegen. Die Betriebstemperatur im Innern der Verbrennungskammer 11 wird heiß genug sein, um die anorganische Asche im Abfallmaterial zum Schmelzen in einen flüssigen Zustand zu bringen. Die geschmolzene anorganische Asche wird durch den Boden der Verbrennungskammer 11 durch eine Leitung 12 abgeführt, wo die Schlacke abgeschreckt wird. Die verbrauchten Verbrennungsabgase verlassen die Verbrennungskammer durch eine Leitung 13 mit einer Temperatur von 1.400°C (2.500°F) bis 1.900°C (3.500°F) und treten in eine Mischkammer 14 ein. Die heißen Abgase werden mit gekühlten, wiederaufbereiteten Gasen gemischt, die von Leitung 33 einströmen. Der Fluss des gekühlten wiederaufbereiteten Gases wird auf eine Temperatur von 400°C (750°F) bis 800°C (1.400°F) erniedrigt, um die Gastemperatur, die die Mischapparatur 14 über eine Leitung 15 verlässt, zu kontrollieren. Bei einem alternativen Aufbau könnte die Mischkammer 14 durch einen Dampfkessel ersetzt werden.
  • Das Abgas von Leitung 15 strömt in einen Gas/Gas-Wärmetauscher 16 ein, wo die Wärme des Abgases in ein regeneriertes und wiederaufbereitetes Verbrennungsgas überführt wird. Der Wärmetauscher 16 ist wünschenswert, aber wahlweise in Abhängigkeit von den Betriebsparametern des Systems. Das Abgas gelangt durch Leitung 17 zu einem Dampfkessel oder Wassererhitzer 18, in dem zusätzliche Kühlung des Abgases stattfindet. Brauchwasser wird in den Kessel 18 durch eine Leitung 19 eingelassen und der Dampf strömt durch eine Leitung 20 aus. Das kalte Verbrennungsgas verlässt den Dampfkessel 18 durch eine Leitung 21 und passiert einen Partikelfilter 22, wo feine teilchenförmige Bestandteile abgefangen und aus dem System durch eine Leitung 23 entfernt werden. Die partikelfreien Abgase verlassen den Filter durch eine Leitung 24 und kommen in einen Wasserdampfkondensor 25. Kaltes, zirkulierendes Wasser tritt durch eine Leitung 26 ein und durch eine Leitung 27 aus. Ein Hauptanteil des Wasserdampfes kondensiert aus dem Abgasdampf aus und wird durch eine Leitung 28 abgelassen. Der Dampfkondensor 25 wird bevorzugterweise aus einem korrosionsresistenten Material erstellt. Der Dampfkondensor wird auch weitere teilchenförmige Bestandteile, die nicht in Partikelfilter 22 abgefangen wurden, entfernen.
  • Nachdem das meiste des Wasserdampfs entfernt wurde, strömt das Abgas durch eine Leitung 29 aus. An diesem Punkt des Verfahrens ist das meiste (75 Vol.-% bis 95 Vol.-%) des Verfahrensgasstroms Kohlendioxid (CO2), einhergehend mit kleinen Mengen von Stickstoff (N2), Sauerstoff (O2) und Wasserdampf (H2O). Der Verfahrensgasstrom kann auch Spurenmengen von Stickstoffdioxid (NO2), Schwefeldioxid (SO2), flüchtigen organischen Verbindungen (HxCy), Chlorwasserstoff (HCl), Kohlenmonoxid (CO) und teilchenförmiges Material enthalten.
  • Ein erster Anteil des Gasstroms wird in den Verbrennungskreislauf durch eine Leitung 31 rückgeführt, wobei der Rest des Gasstromes wird durch eine Leitung 30 zum weiteren Prozessieren gelangt. Die Massendurchsatzrate von Kohlendioxid durch Leitung 30 ist gleich der Menge an Kohlendioxid, die während der Verbrennungsphase des Prozesses unter Gleichgewichtsbedingungen gebildet wird. Der erste Anteil des Gasstromes, der rückgeführt werden soll, passiert ein Gebläse 32, das den nötigen Strömungsdruck bereitstellt, um Druckverluste zu beheben, wenn das Gas im geschlossenen Kreislauf strömt. Der Gasstrom verlässt das Gebläse 32 und teilt sich in Leitungen 33 und 34 auf. Der Gasstrom in Leitung 34 mischt sich mit konzentriertem Sauerstoff aus einer Leitung 40, der aus einer Quelle 38 stammt. Die Sauerstoffkonzentration in Leitung 40 wird normalerweise im Bereich von 90 Vol.-% bis 95 Vol.-% liegen. Die Leitung 35 nimmt den gemischten Gasstrom aus den Leitungen 34 und 40 auf. Die gemischten Gase sind jetzt regeneriert und enthalten genügend Sauerstoffkonzentration für die Verbrennung. Typische Sauerstoffkonzentrationen im regenerierten Gasstrom können im Bereich von 30 Vol.-% bis 80 Vol.-% liegen, mit Optimumkonzentrationen von 40 Vol.-% bis 55 Vol.-%. Die gewünschte Sauerstoffkonzentration im regenerierten Gasstrom wird auf Basis der Aufrechterhaltung der optimalen Verbrennungstemperaturen und Verbrennungsleistung in der Verbrennungskammer 11 ausgewählt. Die gewüschte Sauerstoffkonzentration kann je nach Abfallbrennstoff, Verbrennungstechnologie, und anderen Betriebsfaktoren variieren. Die Menge an Sauerstoff im gemischten Gasstrom wird durch einen Sauerstoffsensor 57 gemessen und durch ein Ventil 58 in der Leitung 40 kontrolliert.
  • Das regenerierte Gas in der Leitung 35 strömt in den Gas/Gas-Wärmetauscher 16, wo es aus dem Abgas Wärme erhält. Eine höhere Temperatur im regenerierten Gas wird den Verbrennungsvorgang verstärken. Die Temperatur des regenerierten Gases wird normalerweise im Bereich von 200°C (400°F) bis 650°C (1.200°F) liegen. Das erhitzte regenerierte Gas strömt in eine Leitung 36, in welcher es zu der Verbrennungskammer 11 gelangt.
  • Der konzentrierte Sauerstoff wird in einer Lufttrennungsanlage 38 generiert, die Luft durch Leitung 37 aufnimmt und Sauerstoff (O2) von Stickstoff (N2) trennt. Der Sauerstoff wird durch Leitung 40 abgeführt, während der Stickstoff durch die Leitung 39 zurück in die Atmosphäre entlüftet wird. Die Technik der Lufttrennung ist bekannt. Die Lufttrennung kann durch eine Anzahl von Verfahren, wie Vakuumdruck-Wechsel-Absorption oder Tiefstemperaturlufttrennung er reicht werden. Jedes dieser Verfahren kann eine entsprechende Versorgung mit konzentriertem Sauerstoff bereitstellen.
  • Unter speziellen Umständen, wenn die Rückgewinnung von Kohlendioxid nicht erwünscht ist, wird ein zweiter Anteil des Abgases aus Leitung 30 direkt in die Atmosphäre abgegeben oder durch einen Nachfilter (nicht gezeigt) geführt und danach in die Atmosphäre abgegeben.
  • Wenn Kohlendioxid wiedergewonnen werden soll, gelangt das überschüssige Gas in Leitung 30 zu einem Gasreinigungssystem 41. Das Vorhandensein einer Anzahl von Spurengasen könnte die Produktqualität und Absatzfähigkeit beeinflussen. Die Spurengase können Stickstoffdioxid (NO2), Schwefeldioxid (SO2), Chlorwasserstoff (HCl), Kohlenwasserstoffgase (HxCy) und Kohlemonoxid (CO) sein. Das Vorhandensein und die Konzentration von verschiedenen Verbindungen wird eine Funktion des verbrauchten Abfallbrennstoffs und der Betriebsparameter der Verbrennungsanlage sein. In Praxis würde das System 41 aus mehreren Stufen bestehen und würde wahrscheinlich folgendes einschließen, aber nicht notwendigerweise darauf beschränkt sein: Wärmetauscher zur Veränderung der Gastemperatur, Gaserhitzer, Katalysatorlbette (zum Reduzieren der Spurengase, wie z. B. NO2, CO, HxCy in N2, H2O und CO2), Gaswäscher (zur direkten Entfernung von HCl oder SO2 unter Verwendung von Reagenzien), Entfeuchten oder Trockenmitteltrockner (zur Entfernung von Wasserdampf) und Nachfilter (zur Entfernung von jedwelchen feinen, teilchenförmigen Bestandteilen). Der Ablauf und die Auswahl der verschiedenen Abtrennungsvorrichtungen ist in der Technik bekannt und wird mit den Anfangskonzentrationen der Spurengase und den gewünschten Endproduktspezifikationen variieren.
  • Die gereinigten Gase verlassen System 41 durch eine Leitung 42 und gelangen zu einem Kompressor 43. Der Gasdruck am Einlass zum Kompressor ist bei oder unter 1,0 Atmosphären (14,7 psia). Um die passenden Bedingungen bereitzustellen, um die Kohlendioxidverflüssigung zu ermöglichen, komprimiert der Kompressor 43 das Gas auf einen Druck von 20 bis 65 Atmosphären. Das komprimierte Gas wird durch eine Leitung 46 abgeführt. Der Kompressor wird mit Wasser aus einer Leitung 44 gekühlt, und das erhitzte Wasser fließt über eine Leitung 45 ab.
  • Das komprimierte Gas wird in einen Wärmetauscher 48 geleitet, wo das Gas indirekt mit einem Kühlmittel, das durch eine Leitung 47 zugeführt wird, gekühlt wird. Die Temperatur des Kühlmittels wird typischerweise im Bereich von 0°C (30°F) bis –30°C (–30°F) liegen, abhängig von dem Anfangs-Gaskompressorbetriebsdruck und der gewünschten Kohlendioxid-Abtrennleistung. Ein Anteil des Kohlendioxids wird von einem Gas in eine Flüssigkeit überführt und durch eine Leitung 49 abgelassen. Stickstoff und Sauerstoff, einhergehend mit einigem Kohlendioxid, das nicht im ersten Schritt verflüssigt wurde, wird durch eine Leitung 50 abgeführt und kommt in einen Wärmetauscher 52. Kühlmittel aus einer Leitung 51, das typischerweise im Bereich zwischen –20°C (0°F) und –50°C (–55°F) liegen würde, kann die Abgase noch weiter kühlen und zusätzliches Kohlendioxid verflüssigen. Das zusätzliche Kohlendioxid wird durch eine Leitung 53 abgeleitet und mit dem in Leitung 49 in einer Leitung 55 vereinigt. Mit dem Kohlendioxid aus Leitung 55 kann wie mit einem konventionellen flüssigen Kohlendioxidprodukt umgegangen werden. Der Gasausstoß wird durch eine Leitung 54 herausgelassen und wird hauptsächlich aus Stickstoff und Sauerstoff, einhergehend mit einem kleinen Prozentsatz von nicht verflüssigtem Kohlendioxid bestehen.
  • Die zweite Stufe der Trennung (Wärmetauscher 52) ist wahlweise, und deren Notwendigkeit basiert auf der erwünschten Kohlendioxid-Auffangleistung. Wenn die zweite Stufe der Trennung nicht angewendet wird, wird Leitung 50 direkt in die Atmosphäre entlüftet.
  • Statt den konzentrierten Sauerstoff aus Quelle 38 mit dem rückgeführten Gas aus Leitung 34 zu mischen, kann der Sauerstoff direkt in die Verbrennungskammer 11 durch eine Leitung 59 eingeführt werden. Die Sauerstoffkonzentration der Gase, die in die Kammer 11 geleitet werden, sollten auf der gleichen Höhe, wie oben bezüglich des gereinigten Gasstromes diskutiert wurde, gehalten werden.
  • Zusätzliche Brennstoffe, wie Erdgas, Propan, mineralisches Öl, Holz und Kohle können in die Verbrennungskammer 11 durch eine Leitung 60 eingebracht werden, um die Temperaturen aufrecht zu erhalten, die zum Schmelzen des anorganischen Materials nötig sind.

Claims (19)

  1. Verfahren zur Behandlung eines organischen Abfallmaterials, das durch einen hohen Aschegehalt und einen Wärmewert von etwa 1 bis 21 MJ/kg (500 bis etwa 9000 Btus pro lb) gekennzeichnet ist, umfassend: das Einführen des Abfallmaterials in eine Verschlackungs-Verbrennungsvorrichtung (11); das Verbrennen des Abfallmaterials in der Verbrennungsvorrichtung (11) zur Erzeugung einer Schlacke aus geschmolzener anorganischer Asche und Abgasen; das Entfernen der Schlacke aus der Verbrennungsvorrichtung (11); das Entfernen der Abgase aus der Verbrennungsvorrichtung (11); anschließend das Behandeln der Abgase zur Entfernung eines wesentlichen Anteils an teilchenförmigen Bestandteilen aus den Abgasen; das Aufteilen der behandelten Abgase in mehr als einen Teil; und das Einleiten eines ersten Teils der behandelten Abgase und von konzentriertem Sauerstoffgas in die Verbrennungsvorrichtung (11) in einem Verhältnis, dass sich in den eingeleiteten Gasen eine vereinigte Sauerstoffkonzentration von mindestens 30 Vol.-% ergibt, dadurch gekennzeichnet, dass während der Behandlung der Abgase die Abgase getrocknet werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teil der behandelten Abgase und das konzentrierte Sauerstoffgas miteinander unter Bildung von Mischgasen vermischt werden, bevor sie in die Verbrennungsvorrichtung (11) eingeleitet werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 in Verbindung mit der Stufe der Behandlung eines zweiten Teils der behandelten Abgase, um Kohlendioxid aus dem zweiten Teil der behandelten Abgase zu gewinnen.
  4. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Stufe der Behandlung der Abgase das Abkühlen der Abgase umfasst.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Abgase durch Vermischen eines dritten Teils der behandelten Abgase mit den aus der Verbrennungsvorrichtung (11) entfernten Abgasen gekühlt werden.
  6. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Anteil an Sauerstoff in den gemischten Gasen etwa 40 bis etwa 55 Vol.-% beträgt.
  7. Verfahren nach Anspruch 4 in Verbindung mit der Stufe der Übertragung eines Teils der Wärme aus den aus der Verbrennungsvorrichtung (11) entfernten Abgasen auf die gemischten Gase, bevor die gemischten Gase in die Verbrennungsvorrichtung (11) eingeleitet werden.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, wobei vor der Einleitung in die Verbrennungsvorrichtung (11) ein Flussmittel mit dem Abfallmaterial vermischt wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 1, wobei vor der Einleitung in die Verbrennungsvorrichtung (11) ein glasbildendes Mineral mit den Abfallmaterialien vermischt wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 1, wobei neben dem Abfallmaterial zusätzlicher Brennstoff in die Verbrennungsvorrichtung (11) eingeleitet wird.
  11. Vorrichtung zur Behandlung eines organischen Abfallmaterials, das durch einen hohen Aschegehalt und einen Wärmewert von etwa 1 bis 21 MJ/kg (500 bis etwa 9000 Btu pro lb) gekennzeichnet ist, wobei die Vorrichtung folgendes umfasst: eine Verschlackungs-Verbrennungsvorrichtung (11) zum Verbrennen des organischen Abfallmaterials unter Bildung einer Schlacke aus geschmolzener anorganischer Asche und Abgasen; einen Kühler (18) in Fluidverbindung mit der Verbrennungsvorrichtung (11), wobei der Kühler (18) die Abgase aus der Verbrennungsvorrichtung (11) aufnimmt und die Abgase kühlt; ein Kondensatorkühler (25) in Fluidverbindung mit dem Kühler (18), wobei der Kondensatorkühler die abgekühlten Abgase aus dem Kühler (18) aufnimmt und die abgekühlten Abgase trocknet; eine Kondensatorkühler-Gasauslassleitung (29) in Fluidverbindung mit dem Kondensatorkühler (25); eine Abgas-Rückführleitung (35) in Fluidverbindung mit der Kondensatorkühler-Gasauslassleitung (29) und der Verbrennungsvorrichtung (11), wobei die Abgas-Rückführleitung (35) einen ersten Teil der abgekühlten und getrockneten Abgase aus der Kondensatorkühler-Gasauslassleitung (29) aufnimmt; einen Sauerstoffsensor (57), der in der Abgas-Rückführleitung (35) angebracht ist; und eine Quelle für konzentriertes Sauerstoffgas in Fluidverbindung mit der Abgas-Rückführleitung (35), um konzentriertten Sauerstoff dem ersten Teil der abgekühlten und getrockneten Abgase zuzusetzen und ein Gasgemisch zu erzeugen, wobei das Gasgemisch der Verbrennungsvorrichtung (11) durch die Abgas-Rückführleitung (35) zugeführt wird, wobei die Quelle für konzentriertes Sauerstoffgas ein auf den Sauerstoffsensor (57) reagierendes Ventil (58) umfasst, wobei das Ventil zur Regelung eines Stroms von konzentriertem Sauerstoffgas in Reaktion auf den Sauerstoffsensor (57) in der Weise geeignet ist, dass das Gasgemisch eine Sauerstoffkonzentration von mindestens 30 Vol.-% aufweist.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Quelle für konzentriertes Sauerstoffgas folgendes umfasst: einen Luftseparator (38) zum Abtrennen von konzentriertem Sauerstoffgas aus eingespeister Umgebungsluft.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 11, ferner umfassend: einen Teilchenfilter (22) in Fluidverbindung mit dem Kühler (18) und dem Kondensatorkühler (25), wobei der Teilchenfilter (22) die abgekühlten Abgase aus dem Kühler (18) aufnimmt und teilchenförmige Bestandteile aus den abgekühlten Abgasen entfernt, bevor die abgekühlten Abgase in den Kondensatorkühler (25) gelangen.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 11, ferner umfassend: ein Gebläse (32) in der Abgas-Rückführleitung (35) zur Erhöhung des Drucks, um einen Strom des ersten Teils von gekühlten und getrockneten Abgasen zu bilden.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 11, ferner umfassend: einen Gaswärmetauscher (16) mit einem ersten Abschnitt in Fluidverbindung mit der Verbrennungsvorrichtung (11) und dem Kühler (18) und einem zweiten Abschnitt in Fluidverbindung mit der Abgas-Rückführleitung (35) und der Verbrennungsvorrichtung (11), wobei der Gaswärmetauscher (16) Wärme von den Abgasen aus der Verbrennungsvorrichtung (11) auf das Gasgemisch in der Abgas-Rückführleitung (35) überträgt.
  16. Vorrichtung nach Anspruch 15, ferner umfassend: einen Gasmischer (14) in Fluidverbindung mit der Verbrennungsvorrichtung (11) und dem ersten Abschnitt des Wärmetauschers (16) und in Fluidverbindung mit der Abgas-Rückführleitung (35), wobei der Gasmischer (14) die aus der Verbrennungsvorrichtung (11) aufgenommenen Abgase mit einer Menge des ersten Teils von gekühlten und getrockneten Abgasen, die aus der Abgas-Rückführleitung (35) aufgenommen worden sind, vermischt.
  17. Vorrichtung nach Anspruch 11, ferner umfassend: eine Abgas-Rückführleitung (30) in Fluidverbindung mit der Kondensatorkühler-Gasauslassleitung (29) zur Aufnahme eines zweiten Teils von gekühlten und getrockneten Abgasen aus der Kondensatorkühler-Gasauslassleitung (29); und ein Kohlendioxid-Entfernungssystem in Fluidverbindung mit der Abgas-Rückführleitung (30), wobei das Kohlendioxid-Entfernungssystem den zweiten Teil von abgekühlten und getrockneten Abgasen aus der Abgas- Rückführleitung (30) aufnimmt und Kohlendioxid aus dem zweiten Teil von abgekühlten und getrockneten Abgasen gewinnt.
  18. Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei das Kohlendioxid-Entfernungssystem folgendes umfasst: einen Kompressor (43) in Fluidverbindung mit der Abgas-Gewinnungsleitung (30) zum Komprimieren des zweiten Teils von abgekühlten und getrockneten Abgasen, die aus der Abgas-Gewinnungsleitung (30) aufgenommen worden sind; und einen Rückgewinnungswärmetauscher (48) in Fluidverbindung mit dem Kompressor (43), wobei der Rückgewinnungswärmetauscher (48) den komprimierten zweiten Teil der abgekühlten und getrockneten Abgase aus dem Kompressor (43) aufnimmt und flüssiges Kohlendioxid aus dem komprimierten zweiten Teil von gekühlten und getrockneten Abgasen gewinnt.
  19. Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei das Kohlendioxid-Entfernungssystem ferner folgendes umfasst: eine Gasreinigungsvorrichtung (41) in Fluidverbindung mit der Abgas-Gewinnungsleitung (30) und dem Kompressor (43), wobei die Gasreinigungsvorrichtung den zweiten Teil von abgekühlten und getrockneten Abgasen aus der Abgas-Gewinnungsleitung (30) aufnimmt und Spurengase aus dem zweiten Teil von abgekühlten und getrockneten Abgasen entfernt, bevor der zweite Teil von gekühlten und getrockneten Abgasen in den Kompressor gelangt.
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