EP0124827B1 - Verfahren zum Verbrennen von Müll - Google Patents

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EP0124827B1
EP0124827B1 EP84104645A EP84104645A EP0124827B1 EP 0124827 B1 EP0124827 B1 EP 0124827B1 EP 84104645 A EP84104645 A EP 84104645A EP 84104645 A EP84104645 A EP 84104645A EP 0124827 B1 EP0124827 B1 EP 0124827B1
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refuse
burned
waste
burning
fuels
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Gerhard Dipl.-Ing. Emmerichs
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EMMERICHS, GERHARD
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Emmerichs Gerhard Dipl-Ing
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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L9/00Treating solid fuels to improve their combustion
    • C10L9/10Treating solid fuels to improve their combustion by using additives
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/02Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment

Definitions

  • the invention relates to a method for incinerating waste.
  • it relates to a method of burning. of garbage, in which one can largely avoid pollution by chlorine-containing and sulfuric acid exhaust gases by suitable selection of certain additives, without expensive and complex devices for gas scrubbing or exhaust gas filter systems being required.
  • the combustion gases generally contain contaminants from the waste and the combustion-promoting fuels, such as coal or heavy oil, in particular harmful SO 2 .
  • the combustion exhaust gas released into the atmosphere is distributed in the atmosphere and is absorbed by rain and returns to the surface of the earth as so-called acid rain.
  • the damage caused by the so-called "acid rain”, especially the gradual death of the forests, is immeasurable. That is why there are legal regulations that determine the permissible pollutant emissions from waste incineration plants.
  • the object of the invention is to demonstrate a waste incineration process in which the generation of gaseous pollutants during combustion is largely suppressed. Associated with this task is to modify the garbage to be incinerated by means of suitable additives in such a way that the development of gaseous pollutants in the combustion chamber and the emission of pollutant-containing emissions to the atmosphere are prevented while maintaining certain combustion conditions.
  • the invention is based on the consideration that the development of the pollutants inevitably arising in waste incineration plants is suppressed already in statu nascendi. Because the additives prevent the formation of the pollutants under the conditions prevailing in the combustion chamber and they accumulate in harmless form in the slag, complex gas washing and dedusting systems can be dispensed with.
  • the residue products from the sugar industry can be used individually or in combination.
  • Component ii) increases the crystallization of the slag and component iii) contributes to the combustion.
  • the ratio of calcareous aggregate (component a)) to the residue product from the sugar industry (component b)) - depending on the type of waste composition - can vary in a relatively wide range. It is generally about 30 to 70% by weight of component a) and 70 to 30% by weight of component b) and preferably about 45% by weight of component a) and about 55% by weight of the compo nente b).
  • these are added in amounts of 5 to 15, preferably about 6 to 8%, based on the weight of the waste.
  • the additives are expediently fed into the refuse funnel when the waste is fed.
  • the giant-shaped aggregate is applied to the rubbish by inflation, whereby a good and thorough and uniform mixing or wetting of the rubbish surface with the aggregate is important.
  • the mixing can be carried out in conventional mixing plants, e.g. B. done in tumble mixers. Conventional concrete mixers are quite suitable for this.
  • the temperature in the combustion or combustion chamber In order to prevent the generation of harmful exhaust gases in the combustion chamber, it is necessary to monitor the temperature in the combustion or combustion chamber closely. This temperature must be between 850 and 950 ° C to avoid thermal dissociation after chemical setting.
  • the combustion is preferably carried out at about 900.degree.
  • the process according to the invention which consists on the one hand in the selection of the additives to be added to the combustion waste and on the other hand in the exact maintenance of the exact temperature in the combustion chamber, not only effectively reduces the pollutant emissions considerably, but also gives a slag which is problem-free in terms of waste water technology.
  • the slag crystallizes as a result of the addition. It contains chemical compounds of sulfur as well as the heavy metals in bound form. The slag can be deposited easily. However, it can also be used in road construction or in the construction industry if it is appropriately refurbished.
  • a mixture of 90% by weight of domestic waste and 10% by weight of industrial waste (the industrial waste containing 30% by weight of plastics, including PVC) was continuously extracted with 10% by weight of additives in the hopper in front of the firebox

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbrennen von Müll. Sie betrifft insbesondere ein Verfahren zum Verbrennen. von Müll, bei dem man durch geeignete Auswahl von bestimmten Zuschlagsstoffen eine Umweltverschmutzung durch chlorhaltige und schwefelsaure Abgase weitgehend vermeiden kann, ohne daß teure und aufwendige Vorrichtungen für eine Gaswäsche oder Abgasfilteranlagen erforderlich sind.
  • Müll, d. h. sowohl Hausmüll als auch Industriemüll wird in großem Maße verbrannt. Dabei wird die Wärmeenergie des Mülls genutzt und es bleibt im wesentlichen eine Schlacke übrig, die man in geeigneten Deponien unterbringt.
  • Von ausschlaggebender Bedeutung beim Betrieb einer Müllverbrennungsanlage sind die mit den Verbrennungsgasen an die Umwelt abgegebenen Emissionswerte. Die Verbrennungsgase enthalten in der Regel aus dem Müll und den die Verbrennung fördernden Brennstoffen, wie Kohle oder Schweröl stammende Verunreinigungen, insbesondere schädliches S02. Das in die Atmosphäre abgegebene Verbrennungsabgas verteilt sich in der Atmosphäre und wird durch Regen aufgenommen und kommt als sogenannter « Saurer Regen auf die Erdoberfläche zurück. Der Schaden, der durch den sogenannten « Sauren Regen » erfolgt, insbesondere das allmähliche Absterben der Wälder, ist unermeßlich. Deshalb bestehen gesetzliche Vorschriften, durch welche die zulässigen Schadstoffemissionen von Müllverbrennungsanlagen festgelegt sind.
  • Für Müllverbrennungsanlagen ist es ebenso bekannt wie für Großfeuerungsanlagen, daß man die Verbrennungsabgase, bevor sie and die Atmosphäre abgegeben werden, reinigt. Diese Abgase, die neben S02, Chlor- und Fluorwasserstoffemissionen als Hauptbestandteile enthalten, müssen, bevor sie an die Atmosphäre abgegeben werden, durch entsprechende Einrichtungen gereinigt werden (siehe, z. B., die DE-A-2 918 580). Während ältere Müllverbrennungsanlagen keinerlei Vorkehr für die Reinigung der Abgase enthielten, sind in jüngerer Zeit erstellte Müllverbrennungsanlagen mit entsprechenden Gaswäschern und Staubfiltern ausgerüstet. Die Wirksamkeit einer Gaswäsche ist jedoch noch nicht voll befriedigend, und um den gesetzlichen Anforderungen entsprechend niedrige Schadstoffemissionswerte zu erzielen, müssen gewaltige Investitionen vorgenommen werden. Ältere Müllverbrennungsanlagen müssen nachträgtlich mit entsprechenden Reinigungsvorrichtungen ausgerüstet werden.
  • Es wäre sehr vorteilhaft, wenn man die Schadstoffemissionen von Müllverbrennungsanlagen durch geeignete Maßnahmen von vornherein so niedrig halten könnte, daß aufwendige Gaswaschanlagen vermieden werden können.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Müllverbrennung aufzuzeigen, bei dem man schon das Entstehen der gasförmigen Schadstoffe während der Verbrennung weitgehend unterdrückt. Verbunden mit dieser Aufgabe ist es, den zu verbrennenden Müll durch geeignete Zuschläge so zu modifizieren, daß bei Einhaltung gewisser Verbrennungsbedingungen die Entwicklung von gasförmigen Schadstoffen im Verbrennungsraum und die Abgabe von schadstoffhaltigen Emissionen an die Atmosphäre unterbunden wird.
  • Diese Aufgabe wird durch das Verfahren der Erfindung gelöst.
  • Der Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, daß die Entwicklung der in Müllverbrennungsanlagen zwangsläufig entstehenden Schadstoffe schon im statu nascendi unterdrückt. Dadurch, daß man durch die Zusatzstoffe unter den Bedingungen, die im Verbrennungsraum vorherrschen, das Entstehen der Schadstoffe verhindert und diese in unschädlicher Form in der Schlacke gebunden anfallen, können aufwendige Gaswasch- und auch Entstaubungsanlagen entfallen.
  • Als Zuschlagsstoffe werden gemäß der Erfindung folgende Komponenten verwendet:
    • 1. Spezialkalk T aus der chemischen Industrie. Dieser Spezialkalk enthält im wesentlichen Calciumcarbonat (etwa 85 %) sowie 9 bis 11 % hexagonalen Kohlenstoff. Ein solcher Graphit- und kalkhaltiger Spezialkalk fällt z. B. bei der Kalkstickstoffherstellung in großen Mengen an und mußte bisher auf die Halde geworfen werden (Komponente a)).
    • 2. Als zweite Komponente (Komponente b)) kommen Rückstandsprodukte aus der Zuckerindustrie zur Verwendung, nämlich
      • i) sirupartige Melasse,
      • ii) Festsubstanz aus der-Rübenreinigung sowie
      • iii) Carboschlamm aus der Zuckerfertigung.
  • Die aus der Zuckerindustrie stammenden Rückstandsprodukte können einzeln oder in Kombination eingesetzt werden. Die Komponente ii) erhöht die Kristallisation der Schlacke und die Komponente iii) trägt zur Verbrennung bei.
  • Auch diese Stoffe, die in der Zuckerindustrie anfallen, galten bisher als Abfallstoffe, die nicht oder nur schlecht verwertbar waren.
  • Es ist es möglich den kalkhaltigen Bestandteil des Zuschlagsstoffs und den Rückstand aus der Zuckerindustrie vorzumischen und dann in geeigneten Mengen dem Verbrennungsmüll zuzuführen, oder aber die Komponenten werden einzeln dem Verbrennungsmüll zugegeben.
  • Das Verhältnis von kalkhaltigem Zuschlagsstoff (Komponente a)) zu dem Rückstandsprodukt aus der Zuckerindustrie (Komponente b)) kann - je nach der Art der Müllzusammensetzung - in verhältnismäßig breitem Umfang variieren. Es liegt im allgemeinen bei etwa 30 bis 70 Gew.% der Komponente a) und 70 bis 30 Gew.% der Komponente b) und vorzugsweise bei etwa 45 Gew.% der Komponente a) und etwa 55 Gew.% der Komponente b).
  • Je nach der Müllbeschaffenheit und auch in Abhängigkeit von der Zusammensetzung des Zuschlagsstoffe werden diese in Mengen von 5 bis 15, vorzugsweise etwa 6 bis 8 %, bezogen auf das Gewicht des Mülls, zugegeben.
  • Die Zuführung des Zuschlagsstoffe erfolgt zweckmäßiger Weise bei der Müllaufgabe in den Mülltrichter. Der rieseiförmige Zuschlagsstoff wird durch Aufblasen auf den Müll aufgebracht, wobei eine gute und gründliche und gleichmäßige Vermischung bzw. Benetzung der Mülloberfläche mit dem Zuschlag wichtig ist.
  • Werden die Zuschlagsstoffe vorher schon miteinander vermischt, so kann das Vermischen in üblichen Mischanlagen, z. B. in Taumelmischern erfolgen. Übliche Betonmischer sind hierfür durchaus geeignet.
  • Die Zuführung kann auch direkt durch eine Betonpumpe in den Müllaufgabetrichter der Verbrennungsanlage erfolgen. Dabei erfolgt durch die Förderbewegung im Mülltrichter eine in den meisten Fällen ausreichende Vermischung mit dem Verbrennungsmüll.
  • Um das Entstehen der schädlichen Abgase schon im Verbrennungsraum zu unterbinden ist es erforderlich, die Temperatur im Verbrennungs- bzw. Feuerungsraum genau zu überwachen. Diese Temperatur muß zwischen 850 und 950°C liegen, um nach der chemischen Abbindung keine thermische Dissoziation zu bekommen. Vorzugsweise wird die Verbrennung bei etwa 900 °C durchgeführt.
  • Durch das erfindungsgemäße Verfahren, das einerseits in der Auswahl der dem Verbrennungsmüll zuzusetzenden Zuschläge und andererseits in der genauen Einhaltung der genauen Temperatur im Verbrennungsraum besteht, wird nicht nur wirksam die Schadstoffemission erheblich vermindert, sondern man erhält auch eine Schlacke, die abwassertechnisch problemlos ist. Durch den Zuschlag fällt die Schlacke kristallisiert an. Sie enthält eingeschlossen chemische Verbindungen des Schwefels sowie auch die Schwermetalle in gebundener Form. Die Schlacke kann problemlos deponiert werden. Sie ist aber auch bei entsprechender Aufarbeitung im Straßenbau oder in der Bauindustrie verwertbar.
  • Erfindungsgemäß werden u. a. die folgenden Vorteile erzielt :
    • 1. Die Schadstoffemission von Müllverbrennungsanlagen kann erheblich vermindert werden.
    • 2. Die als Zuschläge verwendeten Komponenten sind Abfallprodukte der Industrie und können einer sinnvollen Verwendung zugeführt werden.
    • 3. Die Korrosion in der Verbrennungsanlagen kann erheblich vermindert werden.
    • 4. Teure Gaswaschanlagen und andere Gasreinigungsvorrichtungen können vermieden werden oder deren Einsatz kann zusätzlich für eine weitere Verminderung der Schadstoffe erfolgen.
    • 5. Die Verbrennungsschlacke läßt sich gefahrlos deponieren oder kann nach entsprechender Verarbeitung im Straßenbau oder in der Bauindustrie verwendet werden.
    Beispiel
  • Ein Gemisch aus 90 Gew.% Hausmüll und 10 Gew.% Industriemüll (wobei der Industriemüll einen Anteil von 30 Gew.% Kunststoffen, einschließlich PVC enthielt) wurde kontinuierlich im Einfülltrichter vor dem Feuerraum mit 10 Gew.% Zuschlagsstoffen aus
  • 45 Gew.% Spezialkalk T (85 % Calciumcarbonat und 10% hexagonaler Kohlenstoff)
  • 35 Gew.% Carboschlamm
  • 15 Gew.% Festsubstanz aus der Rübenreinigung
  • 5 Gew.% Melasse
    vermischt. Zusammen mit einem Schweröl wurde das Gemisch im Feuerraum der Verbrennungsanlage verbrannt, wobei die Temperatur auf 850 °C eingestellt wurde. Ohne Zugabe der Zuschlagsstoffe ergab sich beim Verbrennen des Mülls eine Anfangsemission of 1 700 mg CI/m3 und 400 mg SO2/M 3. Nach mehrstündigem konstantem Betrieb ergab sich bereits nach ca. einer Stunde eine Verringerung der Emissionswerte um 80 bis 90 %. Die Emissionswerte stellten sich auf 180 bis 230 mg CI/m3 und 75 mg SOim3 ein. Die Schlacke zeigte beim Abkühlen eine kristalline Struktur. Alle Schwermetalle sind der Schlacke eingebaut und die Eluate sind abwassertechnisch problemlos.

Claims (6)

1. Verfahren zum Verbrennen von Müll, bei dem man Haus- und/oder Industriemüll unter Zusatz von die Verbrennung fördernden Brennstoffen verbrennt, dadurch gekennzeichnet, daß man zusätzlich vor dem Einführen des zu verbrennenden Mülls und der die Verbrennung fördernden Brennstoffe dem Müll
a) Spezialkalk T, enthaltend Calciumcarbonat und hexagonalen Kohlenstoff sowie
b) Rückstandsprodukte aus der Zuckerindustrie, ausgewählt aus
i) sirupartiger Melasse,
ii) Festsubstanz aus der Rübenreinigung sowie
iii) Carboschlamm aus der Zuckerfertigung zusetzt, und daß man die Temperatur im Verbrennungsraum auf 850 bis 950 °C hält.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Komponente a) zur Komponente b) 30 : 70 bis 70 : 30 beträgt.
3. Verfahren gemäß den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten a) und b) insgesamt in Mengen von 5 bis 15, vorzugsweise 6 bis 8 %, bezogen auf das Gewicht des Mülls, zugegeben werden.
4. Verfahren gemäß den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten a) und b) in vorgemischter Form dem Verbrennungsmüll zugegeben werden.
5. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Komponenten a) und b) getrennt in den Verbrennungsmüll einmischt.
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