EP0257018A2 - Verfahren zur thermischen Verwertung von Abfällen und/oder Abfallbrennstoffen - Google Patents

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EP0257018A2
EP0257018A2 EP87890191A EP87890191A EP0257018A2 EP 0257018 A2 EP0257018 A2 EP 0257018A2 EP 87890191 A EP87890191 A EP 87890191A EP 87890191 A EP87890191 A EP 87890191A EP 0257018 A2 EP0257018 A2 EP 0257018A2
Authority
EP
European Patent Office
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gasification reactor
gasification
waste
gases
carburetor
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP87890191A
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English (en)
French (fr)
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EP0257018A3 (de
Inventor
Reinhart Dipl.-Ing. Hanke
Walter Dipl.-Ing. Dr. Lugscheider
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voestalpine AG
Original Assignee
Voestalpine AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Voestalpine AG filed Critical Voestalpine AG
Publication of EP0257018A2 publication Critical patent/EP0257018A2/de
Publication of EP0257018A3 publication Critical patent/EP0257018A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/44—Details; Accessories
    • F23G5/46—Recuperation of heat
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B53/00—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/02—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment
    • F23G5/027—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment pyrolising or gasifying stage
    • F23G5/0276—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment pyrolising or gasifying stage using direct heating

Definitions

  • the invention relates to a method for the thermal utilization of waste and / or waste fuels by gasification and subsequent combustion of the gases formed.
  • Gasification reactors with which residues containing heavy metals, for example in the chemical industry, can also be processed can be found, for example, in AT-PS 379 618.
  • this known gasification reactor heavy metal-containing waste is added to a secondary gas reaction zone and in this way it is achieved that such waste can be discharged together with the slag after the slag bath has solidified.
  • gasification at such high temperatures is not economical.
  • plastic waste and heavy metal-containing waste that can be decomposed at a much lower temperature, it could be sensibly processed even at a lower temperature.
  • the invention now aims to make better use of the flue gases withdrawn from a combustion chamber for energy generation and to create an economical method which a number of wastes that are not easy to dispose of, such as waste containing heavy metals or plastics, can be thermally recycled.
  • the invention essentially consists in that the waste and / or waste fuels are fed to a gasification reactor which is directly heated with gas and / or oil, that the gases withdrawn from the gasification reactor are fed to a combustion chamber for energy, in particular steam generation, and in that some of the flue gases from the combustion chamber are returned to the gasification reactor under pressure.
  • the process according to the invention is therefore advantageously carried out in such a way that the temperature in the gasification reactor is kept between 500 and 1200 ° C., preferably between 700 and 1200 ° C., with the fact that the flue gases of the combustion chamber are returned to the gasification reactor under pressure, the regulation of the gasification behavior and also the setting of the gasification zone can be ensured in a simple manner by recirculating the flue gases in the gasification reactor in at least two different zones.
  • a recirculation of the flue gas close to the task of the waste or waste fuels can be used to pre-dry and preheat this waste, whereby the desired moisture content of the waste or waste fuels can also be returned by means of a corresponding steam return to such a medium-temperature gasification reactor can be influenced, which in turn can improve the gasification behavior.
  • the height of the gasification zone can be shifted to such an extent that the gasification zone is set immediately adjacent to the outlets for the lean gases which are provided separately.
  • the method according to the invention can be carried out in such a way that loose fuel is supplied compressed to the gasification reactor via a feed screw, alternatively lumpy fuels can be supplied to the gasification reactor as bulk material or fuel compressed into bales can be supplied via a push-in device.
  • the pressure of the flue gases required for the recirculation in different levels of the medium-temperature gasifier can be achieved in a simple manner by using the flue gases under the pressure of the induced draft fan for the pre-drying of fuels for the gasifier.
  • the flue gases are advantageously returned to the carburetor via an adjustable throttle element for setting the reducing environment and the CO2 supply in the gasifier.
  • the flue gases are used to preheat the carburetor when starting, which means that starting a parked carburetor can be significantly accelerated.
  • a known high-temperature gasification reactor such as, for example, a reactor according to AT-PS 379 618, can generally also be provided in order to process or dispose of waste of a different type and to be processed at a higher temperature.
  • a flue gas recirculation for preheating when starting is also advantageous in such devices, but the recirculation of flue gases is not readily possible with a high-temperature gasifier, since this recirculation could lead to a lowering of the required high temperatures in consideration of the Boudouard balance.
  • the gases leaving the gasification reactor are at the temperature set in the gasification reactor and such a temperature can subsequently lead to undesirably high combustion temperatures in the combustion chamber. It is therefore advantageous to proceed in such a way that the combustible gases drawn off from the carburetor are conducted via heat exchangers of the boiler of the steam generation, as a result of which the weak gases can be pre-cooled while simultaneously using their sensible heat.
  • the lean gases leaving the carburetor can be fed to a gas conditioning stage of conventional design to improve their combustion behavior.
  • the recycling of flue gases can also be advantageous in the context of such a downstream gas conditioning stage and is particularly suitable for preheating and / or adjusting the CO2 supply in the gas conditioning stage.
  • Another control option in the context of medium-temperature gasification is that part of the steam generated is returned to the gasification reactor.
  • the predrying can directly create a corresponding steam atmosphere with the hot flue gases, which facilitates the drying of such waste fuels.
  • the steam return to the gasifier can be carried out together with the flue gases or adjacent to the flue gases, as a result of which the position of the gasification zone within the gasification reactor can also be adjusted.
  • FIG. 1 shows a schematic block circuit diagram of a device for the thermal utilization of waste or waste fuels, in which a medium-temperature gasification is provided in addition to high-temperature gasification
  • 2 shows a schematic representation of a device according to FIG. 1 which only has a medium-temperature gasification
  • FIG. 3 shows a modified embodiment in which only high-pressure gasification is provided, the low gases of which, however, are conducted via a gas conditioner supplied with flue gases.
  • the supply lines for materials to be recycled are indicated schematically.
  • Solid fuel or waste fuel is added via a line 1 and additional fuels, in particular gas or oil, are supplied for auxiliary firing via a line 2.
  • additional fuels are a medium-temperature gasification reactor 3, a high-temperature gasification reactor 4 and the combustion chamber 5 supplied for energy generation, in particular for steam generation in the boiler 6.
  • the waste fuels must first be gasified and for this purpose the feed line 1 only opens to the medium-temperature gasification or the high-temperature gasification.
  • Problem wastes such as special waste, heavy metal-containing wastes or plastic wastes, can be fed to the high-temperature gasification 4 or the medium-temperature gasification 3 via the line 7 indicated by dashed lines, depending on the nature of these wastes.
  • the combustion air is introduced via a line system 8 and is made available to the two gasification reactors as well as to the combustion chamber 5.
  • the combustion air can be preheated via a heat exchanger 9 in the smoke outlet after a possibly provided flue gas scrubbing 10, for which purpose a heat exchanger bypass 11 is provided.
  • the high-temperature gasification 4 is designed in a known manner and the liquid slag can be drawn off via a slag discharge 12.
  • the low-temperature gas leaving the high-temperature gasification passes via a line 13 into a gas conditioning stage 14, which can contain, for example, a coke bed.
  • the fumes extracted from the combustion chamber 5 are drawn off via an induced draft fan 15 and in this way pressurized.
  • the pressurized warm flue gas leaving the boiler can be returned via line 16 to the medium-temperature gasifier 3, the return within this reactor being able to take place at several levels in order to adjust the gasification behavior.
  • the lean gas leaving the medium-temperature gasifier either passes directly into the combustion chamber via a line 17 5 or via the branch line 18 and via the gas conditioning stage 14 into the combustion chamber 5.
  • the steam of this boiler 6 can be used for energy generation.
  • a portion of this steam returns via line 20 to medium-temperature gasification 3 or to high-temperature gasification 4.
  • high-temperature gasification 4 such steam will generally be necessary.
  • the return of steam is particularly suitable for better adjustment of the gasification behavior and to adjust the moisture content of the waste used.
  • Ash is discharged from the medium temperature gasification stage 3 via the ash discharge 21.
  • the conventional flue gas scrubber 10 can be equipped with feed water lines 22 and return lines 23.
  • the medium-temperature gasification reactor can be fired in a simple manner with gas and / or oil, with the gasification of solid fuels or waste taking place in the temperature range between 500 and 1200 ° C. and preferably between 700 and 1200 ° C.
  • the flue gas recirculation takes place with the overpressure of the induced draft fan and enables the fuel to dry and create additional control options by influencing the reducing mileus and the temperature profile in the reactor.
  • solid fuels can be supplied by feed screws in the case of loose fuels and in the case of briquetted or lumpy fuels by a feed device for bulk material.
  • Fuel pressed into bales, in particular fuel from waste, can be introduced by means of an insertion device.
  • the high-temperature gasification can be carried out according to known methods, and the gas conditioning, the firing and the flue gas scrubbing can also be carried out using known methods.
  • the fuel By returning the flue gas to the boiler and from the pressure side of the induced draft fan, the fuel can be predried and the reducing mileage and the CO2 supply in the medium-temperature gasification can be regulated.
  • the preheating of the gas conditioning is primarily important when starting up the plant, since the temperature of the lean gases leaving the gasification reactor is consequently sufficiently high.
  • Lean gas from different gasification systems can be produced in the same furnace with additional fuels.
  • the combustion chamber 5 can thus be designed universally and only a steam generating boiler 6 is required.
  • the lean gas lines of the two carburettors can be switched on and off as required and fed to the furnace with or without gas conditioning.
  • the boiler output can be kept independent of the connection of the carburetor, which ensures a continuous energy supply.
  • Problem wastes such as liquid, pasteuse, solid wastes, some with high heavy metal contents, as well as temperature-resistant organic substances can optionally be processed in high-temperature gasification.
  • Fuel from garbage bales from a waste treatment facility can be used in medium-temperature gasification. It is also possible to introduce dewatered sewage sludge into the medium-temperature gasification without any problems, in which case the flue gas recirculation is particularly advantageous for predrying.
  • the medium temperature gasification can work continuously or discontinuously.
  • FIG. 2 In the construction of the system according to FIG. 2, only a medium-temperature gasifier 3 is provided, the rest of the reference numerals from FIG. 1 being retained. In the embodiment according to FIG. 2, the optional supply of waste that is difficult to dispose of has not been drawn in, but can easily be provided in addition.
  • the embodiment according to FIG. 2 also differs from FIG. 1 in that the flue gas recirculation is only carried out to the medium-temperature gasification reactor, but not to the gas conditioning 4.
  • the gas conditioning 14 is thus used directly, just like the heat exchanger 19, for cooling the lean gas withdrawn via the line 17 before this lean gas is fed to the combustion chamber 5.
  • gas conditioning 14 is not required in all cases, so that this measure is optional.
  • Hazardous waste such as that generated in the chemical industry or in hospitals, can of course only be partially processed in medium-temperature gasifiers and will continue to be largely disposed of only using high-temperature gasifiers, especially at temperatures above 1400 ° C.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur thermischen Verwertung von Abfällen und/oder Abfallbrennstoffen durch Vergasen und nachfolgende Verbrennung der gebildeten Gase. Hiebei werden Abfälle und/oder Abfallbrennstoffe einem mit Gas und/oder Öl direkt beheizten Vergasungsreaktor (3,4) zugeführt. Einem der Vergasungsreaktoren (3), welcher bei Temperaturen zwischen 500 und 1200°C, vorzugsweise bei Temperaturen zwischen 700 und 1200°C betrieben wird, wird ein Teil der Rauchgase aus der nachfolgenden Brennkammer (5) unter Druck rückgeführt.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur thermischen Verwertung von Abfällen und/oder Abfallbrennstoffen durch Vergasen und nachfolgende Verbrennung der gebildeten Gase.
  • Vergasungsreaktoren, mit welchen schwermetallhältige Rück­stände, beispielsweise der chemischen Industrie mitverar­beitet werden können, sind beispielsweise der AT-PS 379 618 zu entnehmen. Bei diesem bekannten Vergasungsreaktor wird einer Sekundärgasreaktionszone schwermetallhaltiger Abfall zugesetzt und auf diese Weise erreicht, daß derartige Abfälle gemeinsam mit der Schlacke nach der Erstarrung des Schlackenbades ausgebracht werden können. Bei derartigen Reaktoren ist es somit erforderlich mit relativ hoher Temperatur zu arbeiten, um ein flüssiges Schlackenbad sicher­zustellen und für eine Reihe von in der Entsorgung problematischen Abfällen ist die Vergasung bei derartig hohen Temperaturen nicht wirtschaftlich. Insbesondere für Kunst­stoffabfälle und bei wesentlich tieferer Temperatur zersetz­bare schwermetallhältige Abfälle, könnten durchaus sinnvoll auch bei niedrigerer Temperatur verarbeitet werden. Bei den bekannten Vergasungsreaktoren fallen sogenannte Schwachgase an, welche einen Heizwert aufweisen, der es ermöglicht, diese Gase zumindest gemeinsam mit einer Stützfeuerung zu ver­brennen. Die in der nachfolgenden Verbrennung zum Zwecke der Energieerzeugung anfallenden Rauchgase können bei derartigen Hochtemperaturvergasern nicht unmittelbar genutzt werden, so daß wertvolle in den Rauchgasen enthaltene Energie verloren geht.
  • Die Erfindung zielt nun darauf ab, die aus einer Brennkammer einer Energieerzeugung abgezogenen Rauchgase besser auszu­nutzen und ein wirtschaftliches Verfahren zu schaffen, bei welchem eine Reihe von nicht leicht zu entsorgenden Abfällen, wie insbesondere schwermetallhältige oder kunststoffhältige Abfälle thermisch verwertet werden können. Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die Erfindung im wesentlichen darin, daß die Abfälle und/oder Abfallbrennstoffe einem mit Gas und/oder Öl direkt beheizten Vergasungsreaktor zugeführt werden, daß die aus dem Vergasungsreaktor abgezogenen Gase einer Brennkammer zur Energie- insbesondere Dampferzeugung, zugeführt werden und daß ein Teil der Rauchgase aus der Brennkammer unter Druck dem Vergasungsreaktor rückgeführt werden. Dadurch, daß die Rauchgase der Brennkammer dem Vergasungsreaktor rückge­führt werden, läßt sich insbesondere bei einer Verfahrens­führung bei welcher die Temperatur gegenüber einer Hoch­temperaturvergasung wesentlich geringer ist, eine weitgehende Regelung und Steuerung des Vergasungsverhaltens erzielen. Die Rückführung von Rauchgasen führt auf Grund der in der Gas­phase ablaufenden Reaktionsgleichgewichte zwischen CO und CO₂ zu einer Verringerung der Temperatur im Vergaser, wobei allerdings andererseits der Vorteil erreicht wird, daß ein reduzierendes Mileu im Vergaser eingestellt werden kann und das CO-Angebot im Vergaser einer Regelung unterzogen werden kann. Mit Vorteil wird das erfindungsgemäße Verfahren demnach so durchgeführt, daß die Temperatur im Vergasungsreaktor zwischen 500 und 1200°C vorzugsweise zwischen 700 und 1200°C gehalten wird, wobei dadurch, daß die Rauchgase der Brenn­kammer dem Vergasungsreaktor unter Druck rückgeführt werden, die Regelung des Vergasungsverhaltens und auch der Ein­stellung der Vergasungszone in einfacher Weise dadurch sichergestellt werden kann, daß die Rauchgase im Vergasungs­reaktor in wenigstens zwei voneinander verschiedenen Zonen rückgeführt werden. Eine Rückführung des Rauchgases nahe der Aufgabe der Abfälle bzw. Abfallbrennstoffe kann hiebei dazu herangezogen werden, diese Abfälle vorzutrocknen und vor­zuwärmen, wobei durch eine entsprechende Dampfrückführung in einen derartigen Mitteltemperaturvergasungsreaktor auch die gewünschte Feuchtigkeit der Abfälle bzw. Abfallbrennstoffe beeinflußt werden kann, wodurch wiederum das Vergasungsver­halten verbessert werden kann. Durch gleichzeitige Rück­führung des Rauchgases am Aufgabeende und nahe den Brennern läßt sich die Höhe der Vergasungszone soweit verlagern, daß die Vergasungszone unmittelbar benachbart den aparativ vorgesehenen Auslässen für die Schwachgase eingestellt wird.
  • In besonders einfacher Weise kann das erfindungsgemäße Verfahren so durchgeführt werden, daß dem Vergasungsreaktor loser Brennstoff über eine Beschickungsschnecke verdichtet zugeführt wird, wobei alternativ dem Vergasungsreaktor stückige Brennstoffe als Schüttgut zugeführt oder zu Ballen gepreßter Brennstoff über eine Einstoßvorrichtung zugeführt werden kann.
  • Der für die Rückführung in verschiedenen Ebenen des Mittel­temperaturvergasers erforderliche Druck der Rauchgase kann in einfacher Weise dadurch erreicht werden, daß die Rauchgase unter dem Druck des Saugzuggebläses zur Vortrocknung von Brennstoffen für den Vergaser verwendet werden.
  • Um die Lage der Vergasungszone und ein dem jeweiligen Abfall bzw. Abfallbrennstoff angepaßtes Vergasungsverhalten einzu­stellen, werden mit Vorteil die Rauchgase über ein einstell­bares Drosselorgan dem Vergaser zur Einstellung des re­duzierenden Milieus und des CO₂-Angebotes im Vergaser rück­geführt.
  • Für den Betrieb einer derartigen Anlage ist von vorteil, wenn kontinuierlich Energie zur Verfügung gestellt werden kann. Da nicht immer Problemabfälle, welche sich bei Mitteltemperatur­vergasung in verwertbare Gase umsetzen lassen, vorliegen, ist es mit Vorteil die Anlage so weit flexibel auszubilden, daß sie auch ohne vorgeschaltete Vergaser betrieben werden kann. Sobald ein Vergaser aber abgeschaltet ist bereitet das Anfahren derartiger Vergaser in der Regel Schwierigkeiten.
  • Mit Vorteil wird daher im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens so vorgegangen, daß die Rauchgase zur Vorwärmung des Vergasers beim Anfahren eingesetzt werden, wodurch das Anfahren eines abgestellten Vergasers wesentlich beschleunigt werden kann.
  • Neben einem derartigen Mitteltemperaturvergasungsreaktor kann in der Regel auch ein bekannter Hochtemperaturvergasungs­reaktor wie beispielsweise ein Reaktor gemäß der AT-PS 379 618 vorgesehen sein, um anders geartete und bei höherer Temperatur aufzuarbeitende Abfälle zu verarbeiten bzw. zu entsorgen. Auch bei derartigen Einrichtungen ist eine Rauchgasrückführung zur Vorwärmung beim Anfahren vorteilhaft, wobei jedoch bei einem Hochtemperaturvergaser die Rückführung von Rauchgasen nicht ohne weiteres möglich ist, da diese Rückführung mit Rücksicht auf das Boudouard-Gleichgewicht zu einer Absenkung der erforderlichen hohen Temperaturen führen könnte.
  • Die den Vergasungsreaktor verlassenden Gase befinden sich auf der im Vergasungsreaktor eingestellten Temperatur und eine derartige Temperatur kann in der Folge in der Brennkammer zu unerwünscht hohen Verbrennungstemperaturen führen. Mit Vorteil wird daher so vorgegangen, daß die aus dem Vergaser abgezogenen brennbaren Gase über Wärmetauscher des Kessels der Dampferzeugung geführt werden, wodurch eine Vorabkühlung der Schwachgase unter gleichzeitiger Ausnutzung ihrer fühl­baren Wärme erfolgen kann. Die den Vergaser verlassenden Schwachgase können zur Verbesserung ihres Verbrennungsver­haltens einer Gaskonditionierungsstufe konventioneller Bauart zugeführt werden. Auch im Rahmen einer derartigen nachge­schalteten Gaskonditionierungsstufe kann die Rückführung von Rauchgasen vorteilhaft sein und ist insbesondere zur Vor­wärmung und/oder Einstellung des CO₂-Angebotes in der Gaskonditionierungsstufe geeignet.
  • Eine weitere Regelungsmöglichkeit im Rahmen der Mitteltem­peraturvergasung besteht darin, daß eine Teilmenge des erzeugten Dampfes dem Vergasungsreaktor rückgeführt wird. Um die Vortrocknung des dem Vergasungsreaktor zugeführten Brennstoffes, insbesondere der Abfallbrennstoffe bzw. der Abfälle zu verbessern, kann die Einstellung einer bestimmten Feuchtigkeit dieser Abfallbrennstoffe bzw. Abfälle von Vorteil sein. Bei hinreichend feuchten Brennstoffen kann durch die Vortrocknung unmittelbar mit den heißen Rauchgasen eine entsprechende Dampfatmosphäre, welche das Trocknen derartiger Abfallbrennstoffe erleichtert, geschaffen werden. Zusätzlich kann die Dampfrückführung zum Vergaser gemeinsam mit den Rauchgasen oder den Rauchgasen benachbart vorgenommen werden, wodurch gleichzeitig auch die Lage der Vergasungszone innerhalb des Vergasungsreaktors eingestellt werden kann.
  • Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher er­läutert. In dieser zeigen Fig.1 eine schematische Block­schaltskizze einer Einrichtung zur thermischen Verwertung von Abfällen bzw. Abfallbrennstoffen bei welcher neben einer Hochtemperaturvergasung eine Mitteltemperaturvergasung vorgesehen ist; Fig.2 eine schematische Darstellung einer Einrichtung nach Fig.1 welche lediglich eine Mittel­temperaturvergasung aufweist und Fig. 3 eine abgewandelte Ausbildung bei welcher ausschließlich eine Hochdruckvergasung vorgesehen ist deren Schwachgase jedoch über einen mit Rauchgasen versorgten Gaskonditionierer geführt werden.
  • In Fig.1 sind die Zuführungsleitungen für zu verwertende Materialien schematisch angedeutet. Über eine Leitung 1 wird fester Brennstoff bzw. Abfallbrennstoff zugesetzt und über eine Leitung 2 werden zusätzliche Brennstoffe insbesondere Gas- oder Öl zur Stützfeuerung zugeführt. Diese zusätzlichen Brennstoffe werden einem Mitteltemperaturvergasungsreaktor 3 einem Hochtemperaturvergasungsreaktor 4 und der Brennkammer 5 für die Energieerzeugung insbesondere für die Dampferzeugung im Kessel 6 zugeführt. Die Abfallbrennstoffe müssen zunächst vergast werden und zu diesem Zweck mündet die Zuführungs­leitung 1 nur an die Mitteltemperaturvergasung oder die Hochtemperaturvergasung. Problemabfälle, wie beispielsweise Sondermüll, schwermetallhältige Abfälle oder Kunststoff­abfälle können über die strichliert angedeutete Leitung 7 wahlweise der Hochtemperaturvergasung 4 oder der Mittel­temperaturvergasung 3 je nach Beschaffenheit dieser Abfälle zugeführt werden.
  • Die Verbrennungsluft wird über ein Leitungssystem 8 einge­führt und wird den beiden Vergasungsreaktoren ebenso wie der Brennkammer 5 zur Verfügung gestellt. Die Verbrennungsluft kann über einen Wärmetauscher 9 in der Rauchableitung nach einer gegebenenfalls vorgesehenen Rauchgaswäsche 10 vorge­wärmt werden, wofür eine Wärmeaustauscherbypass 11 vorgesehen ist.
  • Die Hochtemperaturvergasung 4 ist in bekannter Weise ausge­bildet und die flüssige Schlacke kann über einen Schlacken­austrag 12 abgezogen werden. Das die Hochtemperaturvergasung verlassende Schwachgas gelangt über eine Leitung 13 in eine Gaskonditionierungsstufe 14, welche beispielsweise ein Koksbett enthalten kann.
  • Die aus der Brennkammer 5 abgezogenen Rauchgase werden über einen Saugzugventilator 15 abgezogen und auf diese Weise unter Druck gesetzt. Das unter Druck stehende den Kessel verlassende, warme Rauchgas kann über die Leitung 16 dem Mitteltemperaturvergaser 3 rückgeführt werden, wobei die Rückführung innerhalb dieses Reaktors in mehreren Ebenen erfolgen kann um das Vergasungsverhalten einzustellen. Das die Mitteltemperaturvergaser verlassende Schwachgas gelangt über eine Leitung 17 entweder unmittelbar in die Brennkammer 5 oder über die Zweigleitung 18 und über die Gas­konditionierungsstufe 14 in die Brennkammer 5.
  • Die Schwachgase der Hochtemperaturvergasung 4 bzw. der Mitteltemperaturvergasung 3, welche über die Leitungen 13 bzw. 17 abgezogen werden, können erforderlichenfalls über einen Wärmetauscher 19 abgekühlt werden, welcher mit dem Mantel des Kessels 6, in welchem Dampf erzeugt wird, ver­bunden wird. Der Dampf dieses Kessels 6 kann zur Energie­erzeugung weiterverwendet werden. Eine Teilmenge dieses Dampfes gelangt über die Leitung 20 zurück zur Mittel­temperaturvergasung 3 bzw. zur Hochtemperaturvergasung 4. In der Hochtemperaturvergasung 4 wird derartiger Dampf in der Regel erforderlich sein, in der Mitteltemperaturvergasung 3 eignet sich die Rückführung von Dampf vor allen Dingen zur besseren Einstellung des Vergasungsverhaltens und zur An­passung des Feuchtigkeitsgehaltes des eingesetzten Abfalles. Aus der Mitteltemperaturvergasungsstufe 3 wird Asche über den Aschenaustrag 21 ausgetragen.
  • Die konventionelle Rauchgaswäsche 10 kann mit Speisewasser­leitungen 22 und Rückflußleitungen 23 ausgestattet sein.
  • Die Befeuerung des Mitteltemperaturvergasungsreaktors kann in einfacher Weise mit Gas und/oder Öl vorgenommen werden, wobei die Vergasung von festen Brennstoffen bzw. Abfällen im Temperaturbereich zwischen 500 und 1200°C und bevorzugt zwischen 700 und 1200°C vorgenommen wird.
  • Die Rauchgasrückführung erfolgt mit dem Überdruck des Saugzugventilators und ermöglicht die Trocknung des Brenn­stoffes und die Schaffung einer zusätzlichen Regelungs­möglichkeit durch Beeinflussung des reduzierenden Mileus und des Temperaturprofils im Reaktor.
  • Die Zufuhr von festen Brennstoffen kann in einem derartigen Mitteltemperaturvergaser durch Beschickungsschnecken im Falle von losen Brennstoffen und im Falle von brikettierten oder stückigen Brennstoffen durch eine Aufgabeeinrichtung für Schüttgut vorgenommen werden. Zu Ballen gepreßter Brennstoff, insbesondere Brennstoff aus Müll kann mittels einer Ein­stoßvorrichtung eingebracht werden.
  • Die Hochtemperaturvergasung kann nach bekannten Verfahren vorgenommen werden, wobei auch die Gaskonditionierung die Feuerung und die Rauchgaswäsche durchaus nach bekannten Verfahren ablaufen kann.
  • Durch die Rückführung des Rauchgases nach dem Kessel und von der Druckseite des Saugzugventilators läßt sich eine Vor­trocknung der Brennstoffe erreichen und eine Regelung des reduzierenden Mileus sowie des CO₂-Angebotes in der Mittel­temperaturvergasung erzielen. Die Vorwärmung der Gas­konditionierung ist in erster Linie beim Anfahren der Anlage von Bedeutung, da in der Folge die Temperatur der den Ver­gasungsreaktor verlassenden Schwachgase hinreichend hoch ist.
  • Es kann Schwachgas aus verschiedenen Vergasungssystemen in der gleichen Feuerung mit Zusatzbrennstoffen erfolgen. Die Brennkammer 5 kann somit universell ausgelegt sein und es ist lediglich ein Dampferzeugungskessel 6 erforderlich. Die Schwachgasstränge der beiden Vergaser können bei Bedarf zu- und abgeschaltet werden und mit oder ohne Gaskonditionierung der Feuerung zugeführt werden. Die Kesselleistung kann unabhängig vom Zuschalten der Vergaser gehalten werden, wodurch eine kontinuierliche Energieversorgung sichergestellt ist.
  • Die Anfahrschwierigkeiten von Vergasern bei normalem Kessel­betrieb beim Zuschalten eines Vergasers können dadurch herabgesetzt werden, daß die Vergaser vor Beschickung der Feuerung mit Zusatzbrennstoffen aufgeheizt werden und in der Folge zugeschaltet werden.
  • Problemabfälle, wie beispielsweise füssige, pasteuse, feste und teilweise mit hohen Schwermetallgehalten versehene Abfälle, sowie temperaturbeständige organische Substanzen lassen sich wahlweise auch in der Hochtemperaturvergasung aufarbeiten.
  • Brennstoff aus Müllballen aus einer Müllaufbereitung können ebenso wie stückige oder lose Abfallbrennstoffe in der Mitteltemperaturvergasung eingesetzt werden. Es ist in der Mitteltemperaturvergasung ohne weiteres auch möglich ent­wässerten Klärschlamm einzubringen, wobei gerade in diesen Fällen die Rauchgasrückführung zur Vortrocknung besonders vorteilhaft ist. Die Mitteltemperaturvergasung kann kontinuierlich oder diskontinuierlich arbeiten.
  • Bei der Ausbildung der Anlage nach Fig.2 ist lediglich ein Mitteltemperaturvergaser 3 vorgesehen, wobei im übrigen die Bezugszeichen der Fig.1 beibehalten wurden. Bei der Aus­bildung nach Fig.2 wurde die fakultative Zufuhr von schwierig zu entsorgenden Abfällen nicht eingezeichnet, kann jedoch ohne weiteres zusätzlich vorgesehen sein. Die Ausbildung nach Fig.2 unterscheidet sich darüberhinaus dadurch von Fig.1, daß die Rauchgasrückführung lediglich zum Mitteltemperaturver­gasungsreaktor nicht aber zur Gaskonditionierung 4 vorge­nommen wird. Die Gaskonditionierung 14 wird somit unmittelbar ebenso wie der Wärmetauscher 19 zur Abkühlung des über die Leitung 17 abgezogenen Schwachgases herangezogen bevor dieses Schwachgas der Brennkammer 5 zugeleitet wird.
  • Eine Gaskonditionierung 14 ist aber nicht in allen Fällen erforderlich, so daß diese Maßnahme fakultativ ist.
  • Bei der Darstellung nach Fig.3 ist lediglich ein Hochtem­peraturvergasungsreaktor 4 vorgesehen. Die übrigen Bezugs­zeichen der Fig.1 wurden unverändert beibehalten. Bei einer derartigen Hochtemperaturvergasung erfolgt die Rückführung von Rauchgasen nach dem Saugzugventilator 15 lediglich fakultativ zur Gaskonditionierungsstufe 14, wobei diese Rückführungsleitung wiederum mit 16 bezeichnet ist.
  • Sondermüll, wie er beispielsweise in der chemischen Industrie oder in Krankenhäusern anfällt, kann naturgemäß nur teilweise in Mitteltemperaturvergasern verarbeitet werden und wird zum Großteil weiterhin nur unter Verwendung von Hochtempe­raturvergasern, insbesondere bei Temperaturen über 1400°C entsorgt werden.

Claims (13)

1. Verfahren zur thermischen Verwertung von Abfällen und/oder Abfallbrennstoffen durch Vergasen und nachfolgende Ver­brennung der gebildeten Gase, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfälle und/oder Abfallbrennstoffe einem mit Gas und/oder Öl direkt beheizten Vergasungsreaktor (3, 4) zugeführt werden, daß die aus dem Vergasungsreaktor (3, 4) abgezogenen Gase einer Brennkammer (5) zur Energie- insbesondere Dampfer­zeugung, zugeführt werden und daß ein Teil der Rauchgase aus der Brennkammer (5) unter Druck dem Vergasungsreaktor (3) rückgeführt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur im Vergasungsreaktor (3) zwischen 500 und 1200°C vorzugsweise zwischen 700 und 1200°C gehalten wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Vergasungsreaktor (3, 4) loser Brennstoff über eine Beschickungsschnecke verdichtet zugeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekenn­zeichnet, daß dem Vergasungsreaktor (3, 4) stückige Brenn­stoffe als Schüttgut zugeführt werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Vergasungsreaktor (3, 4) zu Ballen gepreßter Brennstoff über eine Einstoßvorrichtung zugeführt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführung des Rauchgases unter Druck in wenigstens zwei Zonen des Vergasungsreaktors (3) vorgenommen wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rauchgase unter dem Druck des Saug­zuggebläses (15) zur Vortrocknung von Brennstoffen für den Vergaser (3) verwendet werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rauchgase über ein einstellbares Drosselorgan dem Vergaser (3) zur Einstellung des re­duzierenden Milieus und des CO₂-Angebotes im Vergaser (3) rückgeführt werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rauchgase zur Vorwärmung des Ver­gasers (3) beim Anfahren eingesetzt werden.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem Vergaser (3, 4) abgezogenen brennbaren Gase über Wärmetauscher (19) des Kessels (6) der Dampferzeugung geführt werden.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Rauchgase einer Gaskonditionierungs­stufe (14) zur Vorwärmung und/oder Einstellung des CO₂-Angebotes zugeführt werden und daß die brennbaren Gase aus dem Vergaser (3, 4) über die Gaskonditionierungsstufe (14) geleitet werden.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Teilmenge des erzeugten Dampfes dem Vergasungsreaktor (3, 4) rückgeführt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Dampfrückführung zum Vergaser (3, 4) gemeinsam mit den Rauchgasen oder den Rauchgasen benachbart vorgenommen wird.
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