EP0509134A2 - Verfahren und Anlage zum thermischen Aufbereiten von mit organischen Komponenten verunreinigten Abfällen, insbesondere von Metallschrott - Google Patents

Verfahren und Anlage zum thermischen Aufbereiten von mit organischen Komponenten verunreinigten Abfällen, insbesondere von Metallschrott Download PDF

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    • C10J2300/1823—Recycle loops, e.g. gas, solids, heating medium, water for synthesis gas

Definitions

  • the invention relates to a method for the thermal treatment of waste contaminated with organic components. First and foremost, it is about the processing of metal scrap, namely the scrap that accumulates in a car shredder, in particular also aluminum scrap that is contaminated by the organic plastics used in automobile construction.
  • DE 36 35 068 C2 discloses a method for the thermal disposal of material contaminated with pollutants. Earth, waste, hazardous waste and sewage sludge are mentioned as examples of goods to be disposed of.
  • all volatile substances in the well are converted into gas and / or vapor form and separated from the solid disposal products, the volatile substances resulting from the degassing process being separated from the solid degassing products before they are used to burn the solid degassing products at the high-temperature stage are fed, passed over a fixed coke bed operated at temperatures of about 1200 ° C reducing with exclusion of air and then further cleaned.
  • the use in the treatment of metal scrap in particular is not mentioned in the known method.
  • a high-temperature gasification stage is also known as a single system. However, a high proportion of free primary energy is required.
  • the invention is based on the object of specifying a method or a system for the thermal treatment of waste contaminated with organic components, in which, in addition to the reusable substances, waste materials to be disposed of with as little energy expenditure as possible are generated with as little effort as possible.
  • the pyrolysis gas produced in the smoldering stage is cleaned in the subsequent high-temperature gasification stage and converted to the marketable products heating gas and glazed slag.
  • the supply of primary energy to the high-temperature gasification stage is minimized by the supply of the pyrolysis gas produced in the carbonization stage and, depending on the proportion of organic substances, can even go to zero.
  • the heating gas obtained in the high-temperature gasification stage is freed of undesired components in a gas cleaning system before it is used for energy purposes.
  • a denitrification system and a dioxyn filter can then be dispensed with under certain circumstances. If a gas cleaning system is arranged, the gas is of course returned to the carbonization stage after the gas has been cleaned.
  • the invention also relates to a plant for carrying out the method described in claims 2 to 5.
  • the above statements relating to a method apply mutatis mutandis.
  • the scrap 1 contaminated with organic components is fed to a pre-comminution system 2 and comminuted there to piece sizes of a maximum of 5 cm. Larger pieces can be returned to the entrance of the pre-shredding unit 2.
  • the shredded scrap is then fed to a carbonization stage 3, which is operated at a temperature of approximately 550 ° to 600 ° C.
  • the level 3 is possibly Energy 21 and air or oxygen 22 supplied.
  • the solids 5 are separated from the pyrolysis gas 4 by pyrolysis.
  • the solids 5 are then separated into reusable metal 7 and pyrolysis coke 8 in a mechanical processing stage 6.
  • the cleaned metal 7 can be fed to a smelter as pure scrap.
  • the pyrolysis coke 8 comes into a high-temperature gasification stage 14.
  • the pyrolysis gas 4 also comes from the carbonization stage 3.
  • the high-temperature gasification stage 14 also has supply lines for energy 23 and an oxidizing agent 9, e.g. Air or oxygen, and possibly also for coke 10.
  • the pyrolysis gas 4 is supplied via a burner.
  • the treatment in the high-temperature gasification stage 14 takes place at a temperature of approx. 1600 ° C.
  • a glazed building material 19 and energy 20 are obtained, which can be given to consumers.
  • the heating gas 11 obtained in the high-temperature gasification stage 14 is fed to a gas cleaning system 13, where it is freed of undesirable additions, for example of HCl, HF, dust and dust constituents.
  • the gas purified in this way is then used for energetic purposes 12, e.g. in the form of a boiler.
  • a portion 17 of the cleaned gas is returned to carbonization stage 3 and minimizes the supply of primary energy.
  • the energy obtained in the energetic use 12 is given to the consumer together with the energy 20 obtained in the high-temperature gasification stage.
  • a flue gas desulfurization system 16 is connected downstream of the energetic use 12, but this only happens as required.
  • the flue gas desulfurization system 16 can also be supplied with the flue gas 18 obtained in the carbonization stage 3. After desulfurization, the flue gas 24 goes into the atmosphere, optionally with the interposition of further filters.
  • the invention has been explained above on the basis of the processing of metal scrap. However, the invention can also be used in the treatment of other waste, domestic waste and special waste.

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Abstract

Es wird ein Verfahren und eine Anlage angegeben, bei dem bzw. bei der durch Hintereinanderschaltung einer Verschwelungsstufe und einer Hochtemperaturvergasungsstufe unter möglichst geringem Energieaufwand mit organischen Komponenten verschmutzte Abfälle, insbesondere Metallschrott, in wiederverwendbare Stoffe und in mit geringem Aufwand zu entsorgende Abfallstoffe umgesetzt werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum thermischen Aufbereiten von mit organischen Komponenten verunreinigten Abfällen. In erster Linie geht es dabei um die Aufbereitung von Metallschrott, und zwar um den in einer Autoschredderanlage anfallenden Schrott, insbesondere auch um Aluminiumschrott, der durch die beim Autobau verwendeten organischen Kunststoffe verunreinigt ist.
  • Aus der DE 36 35 068 C2 ist ein Verfahren zur thermischen Entsorgung von mit Schadstoffen kontaminiertem Gut bekannt. Als Beispiele für zu entsorgende Güter sind Erde, Müll, Sonderabfall und Klärschlamm genannt. Bei dem bekannten Verfahren werden alle im Gut befindlichen verflüchtigbaren Stoffe in Gas- und/oder in Dampfform überführt und von den festen Entsorgungsprodukten getrennt, wobei die beim Entgasungsprozeß anfallenden, von den festen Entgasungsprodukten getrennten flüchtigen Stoffe, bevor sie zur Verbrennung der festen Entgasungsprodukte der Hochtemperaturstufe zugeführt werden, über ein bei Temperaturen von etwa 1200°C reduzierend unter Luftabschluß betriebenes festes Koksbett geleitet und anschließend weitergereinigt werden. Die Verwendung bei der Aufbereitung insbesondere von Metallschrott ist bei dem bekannten Verfahren nicht erwähnt.
  • Als Einzelsystem ist auch eine Hochtemperaturvergasungsstufe bekannt. Dabei wird aber ein hoher Anteil von freier Primärenergie benötigt.
  • An sich bekannt sind auch Verschwelungsstufen. Dabei ist aber die Reinigung des Pyrolysegases und des Abwassers problematisch, und außerdem muß der Pyrolysekoks aufwendig entsorgt werden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bzw. eine Anlage zum thermischen Aufbereiten von mit organischen Komponenten verunreinigten Abfällen anzugeben, bei dem bzw. bei der mit möglichst geringem Energieaufwand neben den wiederverwendbaren Stoffen nur mit möglichst geringem Aufwand zu entsorgende Abfallstoffe anfallen.
  • Die Lösung dieser Aufgabe wird mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen erreicht.
  • Aus dem im Anspruch 1 beschriebenen System werden nach außen abgegeben:
    Aus der der Verschwelungsstufe nachgeordneten mechanischen Aufbereitung gereinigtes Gut, das z.B. in Form von reinem Schrott zum Schmelzwerk abgegeben wird;
    aus der Hochtemperaturvergasungsstufe verglaster Baustoff und Verbraucherenergie;
    am Ende des Systems Rauchgas.
  • Das in der Verschwelungsstufe anfallende Pyrolysegas wird in der nachfolgenden Hochtemperaturvergasungsstufe gereinigt und zu den vermarktbaren Produkten Heizgas und verglaste Schlacke umgesetzt. Die Zufuhr von Primärenergie zur Hochtemperaturvergasungsstufe wird durch die Zufuhr des in der Verschwelungsstufe anfallenden Pyrolysegases minimiert und kann in Abhängigkeit von dem Anteil an organischen Stoffen sogar gegen Null gehen.
  • Außerdem wird das Einschleusen in die Hochtemperaturvergasungsstufe vereinfacht, weil an festen Bestandteilen nur noch Pyrolysekoks zugeführt wird.
  • Insgesamt wird mit dem beanspruchten Verfahren mit der Anordnung und funktionellen Verbindung von teilweise an sich bekannten Einzelstufen ein besonders vorteilhaftes Gesamtergebnis erreicht.
  • Vorteilhafte weitere Ausbildungen des Verfahrens nach Anspruch 1 sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 5.
  • So wird in vorteilhafter Weise das in der Hochtemperaturvergasungsstufe anfallende Heizgas in einer Gasreinigungsanlage von unerwünschten Komponenten befreit, bevor es einer energetischen Verwendung zugeführt wird. Auf eine Entstickungsanlage, wie auch auf einen Dioxynfilter kann dann unter Umständen verzichtet werden. Bei Anordnung einer Gasreinigungsanlage erfolgt selbstverständlich die Rückführung des Gases in die Verschwelungsstufe nach dem Reinigen des Gases.
  • Die Erfindung betrifft auch eine Anlage zum Durchführen des in den Ansprüchen 2 bis 5 beschriebenen Verfahrens. Für die in den Ansprüchen 6 bis 8 beschriebene Anlage gelten sinngemäß die vorstehenden, sich auf ein Verfahren beziehenden Ausführungen.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der einzigen Zeichnungsfigur schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert, wobei es beim Ausführungsbeispiel um das Aufbereiten von Metallschrott geht.
  • Der mit organischen Komponenten verunreinigte Schrott 1 wird einer Vorzerkleinerungsanlage 2 zugeführt und dort auf Stückgrößen von maximal 5 cm zerkleinert. Größere Stücke können noch einmal in den Zugang der Vorzerkleinerungsanlage 2 zurückgeführt werden.
  • Der zerkleinerte Schrott wird dann einer Verschwelungsstufe 3 zugeführt, die mit einer Temperatur von ca. 550° bis 600°C betrieben wird. Der Verschwelungsstufe 3 wird gegebenenfalls Energie 21 und Luft bzw. Sauerstoff 22 zugeführt. In der Verschwelungsstufe 3 werden durch Pyrolyse die Feststoffe 5 vom Pyrolysegas 4 getrennt.
  • Die Feststoffe 5 werden anschließend in einer mechanischen Aufbereitungsstufe 6 in wiederverwendbares Metall 7 und Pyrolysekoks 8 getrennt.
  • Das gereinigte Metall 7 kann als Reinschrott einem Schmelzwerk zugeführt werden.
  • Der Pyrolysekoks 8 kommt in eine Hochtemperaturvergasungsstufe 14. Dorthin gelangt aus der Verschwelungsstufe 3 auch das Pyrolysegas 4. Weiter hat die Hochtemperaturvergasungsstufe 14 auch Zufuhrleitungen für Energie 23 und ein Oxidationsmittel 9, z.B. Luft bzw. Sauerstoff, und gegebenenfalls auch für Hüttenkoks 10.
  • Ein Großteil des Energiebedarfs oder im Idealfall der gesamte Energiebedarf sind durch das Pyrolysegas gedeckt. Der Deckungsfaktor hängt ab vom Anteil der organischen Stoffe. Über Schleusen muß der Hochtemperaturvergasungsstufe nur der Pyrolysekoks 8 zugeführt werden. Die Zuführung des Pyrolysegases 4 erfolgt über einen Brenner.
  • Die Behandlung in der Hochtemperaturvergasungsstufe 14 erfolgt bei einer Temperatur von ca. 1600°C. Dabei werden ein verglaster Baustoff 19 und Energie 20 gewonnen, die an Verbraucher abgegeben werden können.
  • Das in der Hochtemperaturvergasungsstufe 14 anfallende Heizgas 11 wird einer Gasreinigungsanlage 13 zugeführt, wo es von unerwünschten Beimengungen z.B. von HCl, HF, Staub und Staubinhaltsstoffen befreit wird.
  • Das so gereinigte Gas wird anschließend einer energetischen Verwendung 12, z.B. in Form eines Heizkessels, zugeführt. Ein Teil 17 des gereinigten Gases wird zur Verschwelungsstufe 3 zurückgeführt und minimiert die Zufuhr von Primärenergie.
  • Die in der energetischen Verwendung 12 gewonnene Energie wird zusammen mit der in der Hochtemperaturvergasungsstufe gewonnenen Energie 20 an Verbraucher abgegeben.
  • Der energetischen Verwendung 12 ist eine Rauchgasentschwefelungsanlage 16 nachgeschaltet, was aber nur bedarfsweise geschieht. Der Rauchgasentschwefelungsanlage 16 kann auch das in der Verschwelungsstufe 3 anfallende Rauchgas 18 zugeführt werden. Nach der Entschwefelung geht das Rauchgas 24 gegebenenfalls unter Zwischenschaltung weiterer Filter in die Atmosphäre.
  • Vorstehend ist die Erfindung anhand der Aufbereitung von Metallschrott erläutert worden. Die Erfindung kann aber auch bei der Aufbereitung sonstiger Abfälle, von Hausmüll und Sondermüll eingesetzt werden.

Claims (8)

  1. Verfahren zum thermischen Aufbereiten von mit organischen Komponenten verunreinigten Abfällen, insbesondere von Metallschrott, mit folgenden Verfahrensschritten:
    1) der Schrott wird auf Stückgrößen von maximal 5 cm zerkleinert;
    2) in einer mit etwa 550° bis 600°C betriebenen Verschwelungsstufe (3) erfolgt die Trennung in Feststoffe (5) und Pyrolysegas (4);
    3) die Feststoffe (5) werden in einer mechanischen Aufbereitungsstufe (6) in reines Metall (7) und Pyrolysekoks (8) getrennt;
    4) der Pyrolysekoks (8) wird zusammen mit dem in der Verschwelungsstufe (3) anfallenden Pyrolysegas (4) in einer Hochtemperaturvergasungsstufe (14) unter Zufuhr eines Oxidationsmittels (9) und gegebenenfalls von Hüttenkoks (10) zu einem von organischen Stoffen freien Heizgas (11) umgesetzt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochtemperaturvergasungsstufe (14) mit einer Temperatur von etwa 1600°C betrieben wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizgas (11) vor seiner energetischen Verwendung (12) in einer Gasreinigungsanlage (13) von unerwünschten Komponenten, z.B. von HCl, HF sowie von Staub befreit wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des in der Gasreinigungsanlage (13) gereinigten Gases (17) in die Verschwelungsstufe (3) zurückgeführt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das bei der energetischen Verwendung (12) anfallende Rauchgas (15) gegebenenfalls gemeinsam mit dem Rauchgas (18) aus der Verschwelungsstufe (3) in einer Entschwefelungsanlage (16) entschwefelt wird.
  6. Anlage zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1 mit folgenden hintereinandergeschalteten Aufbereitungsstufen:
    1) eine Vorzerkleinerungsanlage (2);
    2) eine mit einer Temperatur von ca. 550° bis 600°C betriebene Verschwelungsstufe (3), welche Zuführleitungen für von außen zugeführte Energie (21), für Luft bzw. Sauerstoff (22) und für ein aus dem System zurückgeführtes Gas (17) aufweist;
    3) eine Hochtemperaturvergasungsstufe (14), die mit ca. 1600°C betrieben wird und Zuführleitungen für Energie (23), für ein Oxidationsmittel (9) und für den Pyrolysekoks (8) aufweist.
  7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochtemperaturvergasungsstufe (14) eine Gasreinigungsanlage (13) und ein Heizkessel (12) nachgeschaltet sind.
  8. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem Heizkessel (12) eine Rauchgasentschwefelungsanlage (16) nachgeschaltet ist.
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