NL1024313C2

NL1024313C2 - Thermal treatment of waste to produce fuel or road construction material, by heating it to temperature higher than its combustion temperature inside closed space

Info

Publication number: NL1024313C2
Application number: NL1024313A
Authority: NL
Inventors: Willem Elsinga
Original assignee: Orgaworld B V
Priority date: 2003-09-17
Filing date: 2003-09-17
Publication date: 2005-03-18

Abstract

The waste is heated to a temperature greater than its combustion temperature inside a closed space and then maintained at this temperature before being cooled. The waste is heated to a temperature of 240-300[deg]C and cooled using water. The waste comprises household refuse or an organic wet fraction from a composting installation.

Description

* !*!

Korte aanduiding: Werkwijze voor het thermisch behandelen van afval.Brief indication: Process for the thermal treatment of waste.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het thermisch behandelen van afval, alsmede op de toepassing van 5 aldus verkregen thermisch behandeld afval.The present invention relates to a method for thermally treating waste, as well as to the use of thermally treated waste thus obtained.

In Nederland wordt dagelijks een grote hoeveelheid huishoudelijk afval geproduceerd. Dit huishoudelijk afval werd in het verleden zonder enige behandeling naar een vuilstortplaats afgevoerd. Vanwege de grote hoeveelheden afval die ontstaan heeft men naar een 10 oplossing gezocht om het volume van het afval, dat gestort dient te worden, te reduceren. Als mogelijke oplossing wordt huishoudelijk afval eerst gemalen en vervolgens gezeefd waarbij een zogenaamde natte fractie en een droge fractie ontstaan. De droge fractie, die als hoog calorisch wordt aangeduld, wordt vervolgens in een verbrandingsoven verder verwerkt 15 waarbij energie wordt vrijgemaakt. De natte fractie, die als laag calorisch wordt aangeduid, wordt volgens de gebruikelijke wijze gestort of aan een composterlngshandeling onderworpen. Deze natte fractie omvat een groot aantal bestanddelen, zoals metalen, puinmateriaal, hout, GFT-afval, papier, vezelachtig materiaal en kunststoffen, waarbij 20 kunststoffen ongeveer 30% van de totale natte fractie uitmaken. Deze natte fractie zou geschikt zijn als biomassa mits de fractie kunststoffen een waarde lager dan 3% bezit.A large amount of household waste is produced in the Netherlands every day. In the past, this household waste was taken to a landfill without any treatment. Because of the large amounts of waste that have been generated, a solution has been sought to reduce the volume of waste that needs to be dumped. As a possible solution, household waste is first ground and then sieved, resulting in a so-called wet fraction and a dry fraction. The dry fraction, which is considered high calorific, is then further processed in a incinerator, releasing energy. The wet fraction, referred to as low calorific, is dumped in the usual manner or subjected to a composting operation. This wet fraction comprises a large number of components, such as metals, rubble material, wood, organic waste, paper, fibrous material and plastics, with plastics making up about 30% of the total wet fraction. This wet fraction would be suitable as biomass provided that the fraction of plastics has a value lower than 3%.

Het doel van de onderhavige uitvinding is het zodanig behandelen van afval dat de hoeveelheid te storten materiaal tot een 25 minimum wordt beperkt.The object of the present invention is to treat waste in such a way that the amount of material to be dumped is kept to a minimum.

Een ander doel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een werkwijze voor het thermisch behandelen van afval waarmee een product wordt verkregen dat voor productie van elektriciteit kan worden ingezet.Another object of the present invention is to provide a method for thermally treating waste with which a product is obtained that can be used for the production of electricity.

30 Een ander doel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een werkwijze voor het thermisch behandelen van afval 1024313-Another object of the present invention is to provide a method for thermally treating waste 1024313-

ι II

I 2 II 2 I

I waarin de fractie kunststoffen tot een geringe waarde wordt teruggebracht II in which the plastic fraction is reduced to a low value I

I zodat een breed spectrum van nuttige toepassingen van het eindproduct II such that a broad spectrum of useful applications of the end product

I beschikbaar komt. II becomes available. I

I De werkwijze zoals vermeld in de aanhef wordt volgens de IThe method as stated in the preamble is according to I

I 5 onderhavige uitvinding gekenmerkt doordat het afval tot boven de IThe present invention is characterized in that the waste exceeds I

I ontbrand!ngstemperatuur hiervan in een gesloten ruimte wordt verwarmd, op IThe ignition temperature thereof is heated in a closed room, at I

I deze temperatuur wordt gehandhaafd en aansluitend wordt afgekoeld. IThis temperature is maintained and subsequently cooled. I

I De onderhavige werkwijze berust op het principe van het IThe present method is based on the principle of the I

I verhogen van de temperatuur tot boven de ontbrandingstemperatuur, ook wel IRaising the temperature above the ignition temperature, also called I

I 10 torrefactie genoemd, waardoor het aldus thermisch behandelde product ICalled torrefaction, whereby the product thus thermally treated I

I gedeeltelijk zal carboniseren en waarbij tevens de lichte II will partially carbonize and also the light I

I koolwaterstoffen uit het product zullen ontgassen. II hydrocarbons from the product will degass. I

I Het is gewenst dat het verwarmen tot een temperatuur in het IIt is desirable that the heating to a temperature in the I

I gebied van 240-300 'C plaatsvindt, waarbij vanwege dit relatief lage II region of 240-300 ° C, whereby due to this relatively low I

I 15 temperatuurniveau ongeveer 90% van de oorspronkelijke energie-inhoud ITemperature level approximately 90% of the original energy content I

I behouden blijft. Tevens wordt een stabiel vochtpercentage bereikt van II is retained. A stable moisture percentage of I is also achieved

I ongeveer 5% en wordt het product ook nog hydrofoob, hetgeen de opslag II approximately 5% and the product also becomes hydrophobic, which is the storage I

I hiervan vergemakkelijkt. II facilitated this. I

I Het verdient de voorkeur dat het afval· voordat verwarming II It is preferable that the waste · before heating I

I 20 tot boven de ontbrandingstemperatuur hiervan plaatsvindt, wordt gedroogd. I20 takes place above the ignition temperature thereof, is dried. I

I Een dergelijke droging is met name gewenst om de carbon!satlestap ISuch a drying is particularly desirable in order to complete the carbon satlate step

I nagenoeg volledig te kunnen uitvoeren. II can perform almost completely. I

I Tijdens het handhaven van de temperatuur boven de II While maintaining the temperature above I

I ontbrandingstemperatuur zal de structuur van het product zodanig II ignition temperature will change the structure of the product

I 25 veranderen dat een bros karakter wordt verkregen. Uit experimentele II change that a brittle character is obtained. From experimental I

I proeven is gebleken dat hoe hoger de temperatuur 1s, hoe brosser het II tests have shown that the higher the temperature 1s, the brighter the I

I thermisch behandelde product is. Nadat het handhaven van de temperatuur II is a heat-treated product. After maintaining the temperature I

I gedurende een voldoende tijdsperiode is uitgevoerd, dient een afkoel stap II has been carried out for a sufficient period of time, a cooling step I serves

I te worden uitgevoerd, waarbij het afkoel en op twee manieren kan II can be carried out, where it can cool down and in two ways

I 30 plaatsvinden, te weten door middel van stoom of water. Na het beëindigen ITake place, namely by means of steam or water. After finishing I

I van de verwarmingsstap wordt water verneveld dat direct wordt omgezet in II of the heating step water is sprayed which is immediately converted to I

I 1024313- II 1024313-I

’ 1 3 stoom waardoor het thermisch behandelde product langzaam afkoelt. Het is gewenst dat de kern van het aldus thermisch behandelde product lager dan 150 *C is om spontane zelfontbranding door binnentreden van zuurstof te voorkomen."1 3 steam which slowly cools the thermally treated product. It is desirable that the core of the thus thermally treated product be lower than 150 ° C to prevent spontaneous self-ignition due to the entry of oxygen.

5 In de onderhavige werkwijze verdient het de voorkeur dat het thermisch behandelde product aan een nabehandeling wordt onderworpen, waarbij in het bijzonder de nabehandeling een of meer van de volgende stappen omvat, te weten zeven, malen en persen. Als geschikte nabehandeling kan het zeven van het thermisch behandelde product worden 10 genoemd waarbij een grove en een fijne fractie wordt verkregen, welke fijne fractie eventueel verder wordt verwerkt tot briketten. Indien het thermisch behandelde product onderhevig is aan sterke klontvorming, dan is het gewenst dat het thermisch behandelde product eerst wordt vermalen waarna het zeven plaatsvindt. Om een optimale opbrengst van de fijne 15 fractie te verkrijgen is het gewenst dat de zeefhandeling nauwkeurig wordt uitgevoerd, zodat de grove fractie nagenoeg geen fijne fractie meer in zich heeft, welke fijne fractie nuttig wordt hergebruikt. De grove fractie wordt hoofdzakelijk gestort en omvat bijvoorbeeld glas, ijzer, kunststof en stenen.In the present method, it is preferable for the thermally treated product to be subjected to an after-treatment, in particular the after-treatment comprising one or more of the following steps, namely sieving, grinding and pressing. As a suitable after-treatment, the sieving of the thermally treated product can be mentioned, whereby a coarse and a fine fraction is obtained, which fine fraction is optionally further processed into briquettes. If the thermally treated product is subject to strong lump formation, then it is desirable that the thermally treated product is first ground after which the sieving takes place. In order to obtain an optimum yield of the fine fraction, it is desirable that the screening operation be carried out accurately, so that the coarse fraction virtually no longer contains any fine fraction, which fine fraction is usefully reused. The coarse fraction is mainly dumped and includes, for example, glass, iron, plastic and stones.

20 Als het thermisch te behandelen afval kan huishoudelijk afval of een fractie daarvan worden genoemd, waarbij in het bijzonder de organische natte fractie van een composteringsinstallatle als afval wordt toegepast, welke organische natte fractie voorheen naar een vuilstortplaats werd afgevoerd. Onder toepassing van de onderhavige 25 werkwijze is nu een werkwijze ontwikkeld die voorziet in een nuttig hergebruik van de organische natte fractie waardoor tevens een geringere hoeveelheid dient te worden gestort, hetgeen wezenlijk lagere stortkosten met zich meebrengt.As the waste heat to be treated, there may be mentioned domestic waste or a fraction thereof, wherein in particular the organic wet fraction of a composting installation is used as waste, which organic wet fraction was previously discharged to a landfill. Using the present method, a method has now been developed which provides for a useful reuse of the organic wet fraction, whereby a smaller amount must also be deposited, which entails substantially lower landfill costs.

Het volgens de onderhavige werkwijze verkregen, thermisch 30 behandelde product 1s geschikt om als poeder in de kolenverbranding te worden toegepast. Daarnaast kan de aldus verkregen grove fractie in de 1024313“The thermally treated product obtained according to the present method is suitable for use as a powder in coal combustion. In addition, the coarse fraction thus obtained can be added to the 1024313 "

I 1 4 II 1 4 I

I 4 II 4 I

I wegenbouw worden verwerkt. II road construction are processed. I

I De onderhavige uitvinding zal hierna aan de hand van een IThe present invention will be explained below with reference to an I

I voorbeeld worden toegei1cht, waarbij echter dient te worden opgemerkt dat II will be exemplified, but it should be noted that I

I het voorbeeld slechts illustratief voor de uitvinding is en niet als IThe example is merely illustrative of the invention and not as I

I 5 beperkend dient te worden opgevat. II 5 is to be understood as limiting. I

I Voorbeeld. IExample. I

I Een hoeveelheid van 45 kg gecomposteerde organische natte II A quantity of 45 kg of composted organic wet I

I fractie werd in een korf overgebracht, welke korf in een cilindrische II fraction was transferred to a hive, which hive into a cylindrical I

I buis werd gebracht, waarna de buis in een batchinstallatie werd II tube was introduced, after which the tube was placed in a batch installation

I 10 geïnstalleerd. De batchinstallatie werd tot een temperatuur van ongeveer II 10 installed. The batch installation was up to a temperature of approximately I

I 265 ‘C verwarmd, waarna deze temperatuur gedurende 30 minuten werd II 265 ° C, after which this temperature was raised for 30 minutes

I gehandhaafd. Aansluitend werd de batchinstallatie afgekoeld tot een II maintained. The batch installation was then cooled to an I

I temperatuur beneden 150 *C waarna het product uit de installatie werd ITemperature below 150 * C after which the product was removed from the installation

I genomen. Het aldus uitgevoerde proces vereiste een tijd van ongeveer II taken. The process thus carried out required a time of approximately 1

I 15 2 uren. Na het openen van de batchinstallatie werd een sterke geur II 15 2 hours. After opening the batch installation, a strong odor became I

waargenomen, welke geur wordt toegeschreven aan de in de organische natte Iobserved, which odor is attributed to the in the organic wet I

fractie aanwezige kunststoffen. Na het thermisch behandelen werd het Ifraction of plastics present. After the thermal treatment, the I

I product gezeefd op 1 cm maaswijdte. De opbrengst aan fijne fractie was II product sieved at 1 cm mesh size. The yield of fine fraction was I

I enigszins beperkt, hetgeen wordt toegeschreven aan de klontvorming II somewhat limited, which is attributed to the lump formation I

I 20 tijdens het thermisch behandelen. De massabalans maakt duidelijk dat het IDuring the thermal treatment. The mass balance makes it clear that the I

I uitgangsmateriaal, te weten een hoeveelheid van 45 kg gecomposteerde II starting material, namely an amount of 45 kg of composted I

I organische natte fractie, na de thermische behandeling een product met II organic wet fraction, a product with I after thermal treatment

I een hoeveelheid van 29,8 kg verschafte. Dit aldus thermisch behandelde II provided an amount of 29.8 kg. This thus thermally treated I

I product werd aan voornoemde zeefhandeling onderworpen waarna een fijne II product was subjected to the aforementioned screening operation, after which a fine I

I 25 fractie van 20,6 kg en een grove fractie van 9,2 kg werd verkregen, welke IA fraction of 20.6 kg and a coarse fraction of 9.2 kg were obtained, which I

I fijne fractie tot briketten werd geperst. In dit voorbeeld werd slechts IA fine fraction was pressed into briquettes. In this example, only I

I de grove functie gestort, hetgeen een aanzienlijke reductie ten opzichte II the coarse function, which is a considerable reduction compared to I

I van de bekende stand van de techniek opleverde, in welke situatie de II of the prior art, in which situation the I

I volledige hoeveelheid uitgangsmateriaal van 45 kg werd afgevoerd als II complete amount of starting material of 45 kg was discharged as I

I 30 stortmateriaal. II 30 dump material. I

I 1024313-I 1024313-

Claims

Process for the thermal treatment of waste, characterized in that the waste is heated above its ignition temperature in a closed space, maintained at this temperature and subsequently cooled.

Method according to claim 1, characterized in that the heating takes place to a temperature in the range of 240-300 ° C.

3. Method according to one or more of the preceding claims 1-2, characterized in that the waste is dried before heating to above its ignition temperature.

Method according to one or more of the preceding claims 1-3, characterized in that the cooling takes place with the aid of water.

Method according to one or more of the preceding claims 1-4, characterized in that the cooling takes place and to a temperature below 150 ° C, after which the product thus thermally treated is taken out of the sealed space.

6. Method according to one or more of the preceding claims 1-5, characterized in that the thermally treated product is subjected to a post-treatment.

Method according to claim 6, characterized in that the after-treatment comprises one or more of the following steps, namely sieving, grinding and pressing.

Method according to one or more of claims 6 to 7, characterized in that the after-treatment comprises sieving the heat-treated product to obtain a coarse and fine fraction, which fine fraction is optionally further processed into briquettes.

9. Method according to one or more of claims 6-8, characterized in that the thermally treated product is first ground after which the sieving takes place. 1024313-

Method according to one or more of the preceding claims 1-9, characterized in that domestic waste or a fraction thereof is used as waste. I

11. Method according to claim 10, characterized in that the organic wet fraction of a composting plant is used as waste. I

Use of thermally treated waste obtained according to I a method as defined in one or more of claims 1-11 as I fuel. I

Use of thermally treated waste obtained according to a method as defined in one or more of claims 1 to 11 as a material for road construction. I

1024313-1