EP0262291A1 - Vorrichtung zur Pyrolyse von Abfallstoffen - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a device for pyrolysis of waste materials, in particular contaminated sites, with an indirectly heated pyrolysis reactor, from which a pyrolysis gas line is led to a combustion chamber.
- a device of the type specified at the outset is described, for example, in AT-PS 3 46 997. From this document, however, it does not appear that the use of the pyrolysis gases in a conventional gas burner or in an internal combustion engine because of the composition of the pyrolysis gases and various admixtures contained in them are problematic in practice.
- a self-sufficient pyrolysis system ie a system that is equipped with the necessary units for cleaning and using the pyrolysis gases, therefore requires a high investment.
- Such an effort is not always economically justifiable, especially if the amount of the materials to be disposed of - as is often the case with contaminated sites - is limited so that the system can only be used for a limited period of time.
- the invention has for its object to reduce the investment in a device of the type mentioned in the beginning and in particular to save the effort for cleaning the pyrolysis gases.
- the solution according to claim 1 is particularly simple and cheap.
- the solution according to claim 2 is intended for special cases in which the pyrolysis gas has more thermally stable substances, e.g. Dioxin, can contain, especially for the pyrolysis of PCB-containing residues from transformer oils.
- Dioxin e.g. Dioxin
- the feature of claim 3 also allows the use of the residual heat contained in the exhaust gases from the heating of the pyrolysis reactor.
- the feature of claim 4 enables economically viable pyrolysis treatment of special wastes even if they can only be eliminated in a limited amount.
- the feature of claim 5 enables the saving of additional fuel for the pyrolysis treatment. This is particularly important if the material to be pyrolytically treated has only a low energy potential.
- FIGS. 1 and 2 each show a process diagram to illustrate the invention.
- FIG. 1 - separated by a dashed line 1 - a conventional waste incineration system is shown, consisting essentially of a furnace 2, a steam boiler 3, a flue gas cleaning system 4, a suction 5 and a chimney 6.
- the arrows drawn between the individual units represent symbolic represents the flue gas duct.
- the invention is not tied to a specific system. It can be designed, for example, as roller grate or moving grate firing for the combustion of domestic and commercial waste or as a rotary kiln with or without an afterburner chamber for the combustion of industrial or special waste.
- a pyrolysis reactor 7 is set up, preferably an indirectly heated rotary kiln, with feed lines 8 for fuel and combustion air.
- the rotary kiln 7 is fed with waste material via a feed device 9, e.g. with oil-soaked soil. Solid residues are discharged via a discharge device 10.
- the pyrolysis gas is passed through a pipeline 11, which is well insulated to avoid condensation and is as short as possible, into the furnace 2 and burned there in a burner, not shown, which serves as a support burner for waste incineration.
- the flue gas from the burner mixes with the flue gas from the refuse furnace and contributes to heating the steam boiler 3.
- the exhaust gas from the heating of the pyrolysis reactor 7 is introduced into the steam boiler 3 via an exhaust gas line 12 in the corresponding temperature zone, where it largely emits its heat content and mixes with the rest of the exhaust gas stream.
- the entire flue gas is freed from solid and gaseous admixtures in the flue gas cleaning system 4 and is released into the open via the suction 5 through the chimney 6.
- the plant illustrated in FIG. 2 is intended in particular for the disposal of waste materials which may contain harmful, thermally more stable substances, such as chlorinated biphenyls. It differs from the system according to FIG. 1 in that the pyrolysis gas is fed via a line 13 to a combustion chamber 14 which is separate from the furnace 2 and there at one temperature is burned separately above 1200 ° C. The high combustion temperature ensures that the harmful substances are safely decomposed. In the furnace 2, the usual flue gas temperature level of 800 to 900 ° C can be maintained. The flue gas produced in the combustion chamber 14 is introduced via a line 15 into the flue gas duct of the furnace 2 before entering the steam boiler 3.
- the pyrolysis gas is fed via a line 13 to a combustion chamber 14 which is separate from the furnace 2 and there at one temperature is burned separately above 1200 ° C.
- the high combustion temperature ensures that the harmful substances are safely decomposed.
- the usual flue gas temperature level of 800 to 900 ° C can be maintained.
- the pyrolysis reactor 7 is heated in the system according to FIG. 2 by means of a partial flow of hot flue gases, which branches off from the flue gas duct via a line 16 before entering the steam boiler 3 and is led to the pyrolysis reactor 7 via a hot gas filter 17.
- the system shown schematically in FIG. 2 corresponds to the system described first. It is of course also possible to heat the pyrolysis reactor with hot flue gas from the waste incineration plant if, as in the embodiment shown in FIG. 1, the pyrolysis gases are burned in the waste incineration plant.
Abstract
Ein Pyrolysereaktor (7) ist mit einer Müllverbrennungsanlage (1) gekoppelt. Die Pyrolysegase gelangen bei einer Variante direkt in die Feuerung (2) der Müllverbrennungsanlage (1) Bei einer anderen Variante werden sie in einer separaten Verbrennungskammer (14) verbrannt, und die entstehenden Rauchgase werden in den Rauchgaskanal der Müllverbrennungsanlage (1) eingespeist. Dadurch werden die bei autarken Pyrolyseanlagen erforderlichen Aggregate für die Reinigung und Nutzung der Pyrolysegase und für die Rauchgasreinigung eingespart
Description
- Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Pyrolyse von Abfallstoffen, insbesondere von Altlasten mit einem indirekt beheizten Pyrolysereaktor, von dem eine Pyrolysegasleitung zu einer Verbrennungskammer geführt ist.
- Mit Hilfe der Pyrolyse ist es möglich, in umweltfreundlicher Weise gewisse problematische Abfallstoffe zu beseitigen. Hierzu gehören insbesondere die sogenannten Altlasten, wie z.B. mit Ölen oder Lösungsmitteln verseuchtes Erdreich, Teerrückstände, Säureharze und dergleichen, aber auch andere spezielle Abfälle, wie Altreifen oder Reste von kunststoffisolierten Kabeln. Als Rückstand fällt ein festes Produkt an, das verwertbare und/oder deponiefähige Bestandteile enthält. Außerdem wird ein brennbares Pyrolysegas gewonnen.
- Eine Vorrichtung der eingangs angegebenen Gattung ist z.B. in der AT-PS 3 46 997 beschrieben. Aus dieser Schrift geht aber nicht hervor, daß die Nutzung der Pyrolysegase in einem üblichen Gasbrenner oder auch in einer Brennkraftmaschine wegen der Zusammensetzung der Pyrolysegase und der in ihnen enthaltenen verschiedenen Beimengungen in der Praxis mit Problemen verbunden ist. Die DE-OS 27 32 418, die DE-OS 24 32 504 und die US-PS 42 06 186, die sich eingehend mit diesen Problemen befassen, lassen erkennen, daß zur Behandlung der Pyrolysegase ein erheblicher Aufwand an peripheren Aggregaten erforderlich ist. In der EP-A1 0 111 081 und der bereits erwähnten AT-PS 3 46 997 wird zwar vorgeschlagen, die Entstehung gewisser gasförmiger Verunreinigungen, wie Halogenwasserstoffe oder Schwefeldioxid, dadurch zu vermeiden, daß vor oder beim Schwelprozeß feinkörniges basisches Material zugesetzt wird. Hierdurch wird zwar der Aufwand für die nachträgliche Beseitigung dieser Schadgase eingespart; andererseits verursacht aber ein stark erhöhter Staubgehalt der Pyrolysegase einen erhöhten Aufwand für die Entstaubung.
- Ein Problem liegt auch darin, daß geeignete Abnehmer für das in schwankender Menge und schwankender Qualität anfallende Pyrolysegas nicht immer vorhanden sind. Die Nutzung in der Pyrolyseanlage selbst setzt entsprechende Einrichtungen voraus.
- Eine autarke Pyrolyseanlage, d.h. eine Anlage, die mit den notwendigen Aggregaten für die Reinigung und Nutzung der Pyrolysegase ausgestattet ist, bedingt daher einen hohen Investitionsaufwand. Ein solcher Aufwand ist wirtschaftlich nicht immer vertretbar, vor allem wenn die Menge der zu beseitigenden Stoffe - wie z.B. vielfach bei Altlasten-begrenzt ist, so daß die Anlage nur für einen begrenzten Zeitraum nutzbar ist.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Vorrichtung der eingangs angegebenen Gattung den Investitionsaufwand zu verkleinern und insbesondere den Aufwand für die Reinigung der Pyrolysegase einzusparen.
- Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 oder alternativ durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 2 gelöst.
- Die Lösung gemäß Anspruch 1 ist besonders einfach und billig.
- Die Lösung gemäß Anspruch 2 ist für spezielle Fälle vorgesehen, bei denen das Pyrolysegas thermisch stabilere Substanzen, wie z.B. Dioxin, enthalten kann, insbesondere für die Pyrolyse von PCB-haltigen Rückständen aus Transformatorenölen.
- Beide Lösungen beruhen auf dem gemeinsamen Konzept, das Pyrolysegas ungereinigt zu verbrennen und für die Reinigung des Rauchgases die bei einer Müllverbrennungsanlage ohnehin vorhandenen Aggregate zu nutzen. Dies ist in den meisten praktisch vorkommenden Fällen problemlos möglich, da die Menge der organischen Anteile der durch Pyrolyse zu beseitigenden Sonderabfälle relativ gering ist im Vergleich zur Menge des kommunalen und gewerblichen Mülls, der in einer Müllverbrennungsanlage durchgesetzt wird.
- Das Merkmal des Anspruchs 3 erlaubt auch die Nutzung der in den Abgasen d er Heizung des Pyrolysereaktors enthaltenen Restwärme.
- Durch das Merkmal des Anspruchs 4 wird eine wirtschaftlich tragbare Pyrolysebehandlung von Sonderabfällen auch dann ermöglicht, wenn diese nur in begrenzter Menge zu beseitigen sind.
- Das Merkmal des Anspruchs 5 ermöglicht die Einsparung von Zusatzbrennstoff für die Pyrolysebehandlung. Dies ist insbesondere von Bedeutung, wenn das pyrolytisch zu behandelnde Material nur ein geringes Energiepotential hat.
- Die Figuren 1 und 2 zeigen zur Veranschaulichung der Erfindung je ein Verfahrensschema.
- In Figur 1 ist - durch eine gestrichelte Linie 1 abgetrennt - eine herkömmliche Müllverbrennungsanlage dargestellt, bestehend im wesentlichen aus einer Feuerung 2, einem Dampfkessel 3, einer Rauchgasreinigungsanlage 4, einem Saugzug 5 und einem Schornstein 6. Die zwischen den einzelnen Aggregaten gezeichneten Pfeile stellen symbolisch den Rauchgaskanal dar.
- Bezüglich der Feuerung ist die Erfindung nicht an ein bestimmtes System gebunden. Sie kann z.B. als Walzenrost- oder Vorschubrostfeuerung zur Verbrennung von Hausmüll und Gewerbemüll oder als Drehrohrofen mit oder ohne Nachbrennkammer zur Verbrennung von Industrie- oder Sondermüll ausgebildet sein.
- In unmittelbarer Nähe der Müllverbrennungsanlage 1 ist ein Pyrolysereaktor 7 aufgestellt, vorzugsweise ein indirekt beheizter Drehrohrofen, mit Zuleitungen 8 für Brennstoff und Verbrennungsluft. Der Drehrohrofen 7 wird über eine Aufgabevorrichtung 9 mit Abfallstoff beschickt, z.B. mit öldurchtränktem Erdreich. Über eine Austragvorrichtung 10 werden feste Rückstände ausgetragen. Das Pyrolysegas wird über eine Rohrleitung 11, die zur Vermeidung von Kondensation gut wärmeisoliert und möglichst kurz ist, in die Feuerung 2 geleitet und dort in einem nicht dargestellten Brenner, der als Stützbrenner für die Müllverbrennung dient, verbrannt. Das Rauchgas des Brenners mischt sich mit dem Rauchgas der Müllfeuerung und trägt zur Beheizung des Dampfkessels 3 bei. Das Abgas der Heizung des Pyrolysereaktors 7 wird über eine Abgasleitung 12 in der entsprechenden Temperaturzone in den Dampfkessel 3 eingeleitet, wo es seinen Wärmeinhalt weitgehend abgibt und sich mit dem übrigen Abgasstrom mischt. Das gesamte Rauchgas wird in der Rauchgasreinigungsanlage 4 von festen und gasförmigen Beimischungen befreit und gelangt über den Saugzug 5 durch den Schornstein 6 ins Freie.
- Die in Figur 2 veranschaulichte Anlage ist insbesondere für die Beseitigung von Abfallstoffen vorgesehen, die schädliche, thermisch stabilere Stoffe, wie z.B. chlorierte Biphenyle, enthalten können. Sie unterscheidet sich von der Anlage gemäß Figur 1 dadurch, daß über eine Leitung 13 das Pyrolysegas einer von der Feuerung 2 getrennten Verbrennungskammer 14 zugeführt wird und dort bei einer Temperatur über 1200 °C separat verbrannt wird. Durch die hohe Verbrennungstemperatur wird eine sichere Zersetzung der schädlichen Stoffe erreicht. In der Feuerung 2 kann das bei der Müllverbrennung übliche Rauchgasstemperaturniveau von 800 bis 900 °C beibehalten werden. Das in der Brennkammer 14 entstehende Rauchgas wird über eine Leitung 15 vor dem Eintritt in den Dampfkessel 3 in den Rauchgaskanal der Feuerung 2 eingeleitet.
- Die Beheizung des Pyrolysereaktors 7 erfolgt bei der Anlage gemäß Fig. 2 mittels eines Teilstroms heißer Rauchgase, der vor dem Eintritt in den Dampfkessel 3 über eine Leitung 16 vom Rauchgaskanal abgezweigt und über ein Heißgasfilter 17 zum Pyrolysereaktor 7 geführt ist.
- Ansonsten stimmt die in Figur 2 schematisch dargestellte Anlage mit der zuerst beschriebenen Anlage überein. Die Beheizung des Pyrolysereaktors mit heißem Rauchgas der Müllverbrennungsanlage ist natürlich auch möglich, wenn-wie bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel-die Pyrolysegase in der Müllfeuerung verbrannt werden.
Claims (5)
1. Vorrichtung zur Pyrolyse von Abfallstoffen, i nsbesondere von Altlasten, mit einem indirekt beheizten Pyrolysereaktor, von dem eine Pyrolysegasleitung zu einer Verbrennungskammer geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungskammer die Feuerung (2) einer Müllverbrennungsanlage (1) ist.
2. Vorrichtung zur Pyrolyse von Abfallstoffen, insbesondere von Altlasten, mit einem indirekt beheizten Pyrolysereaktor, von dem eine Pyrolysegasleitung zu einer Verbrennungskammer geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine von einer separaten Verbrennungskammer (14) für die Pyrolysegase ausgehende Abgasleitung (15) in den Rauchgaskanal der Feuerung (2) einer Müllverbrennungsanlage (1) mündet.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine von der Heizung des Pyrolysereaktors (7) ausgehende, innerhalb eines nachgeschalteten Dampfkessels (3) in den Rauchgaskanal mündende Abgasleitung (12).
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Pyrolysereaktor (7) fahrbar ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine vom Rauchgaskanal abgezweigte Leitung (16) zum Pyrolysereaktor (7) geführt ist.
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