NL1024313C2

NL1024313C2 - Werkwijze voor het thermisch behandelen van afval.

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

Description

* !

Korte aanduiding: Werkwijze voor het thermisch behandelen van afval.

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.

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.

Het doel van de onderhavige uitvinding is het zodanig behandelen van afval dat de hoeveelheid te storten materiaal tot een 25 minimum wordt beperkt.

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.

30 Een ander doel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een werkwijze voor het thermisch behandelen van afval 1024313-

ι I

I 2 I

I waarin de fractie kunststoffen tot een geringe waarde wordt teruggebracht I

I zodat een breed spectrum van nuttige toepassingen van het eindproduct I

I beschikbaar komt. I

I De werkwijze zoals vermeld in de aanhef wordt volgens de I

I 5 onderhavige uitvinding gekenmerkt doordat het afval tot boven de I

I ontbrand!ngstemperatuur hiervan in een gesloten ruimte wordt verwarmd, op I

I deze temperatuur wordt gehandhaafd en aansluitend wordt afgekoeld. I

I De onderhavige werkwijze berust op het principe van het I

I verhogen van de temperatuur tot boven de ontbrandingstemperatuur, ook wel I

I 10 torrefactie genoemd, waardoor het aldus thermisch behandelde product I

I gedeeltelijk zal carboniseren en waarbij tevens de lichte I

I koolwaterstoffen uit het product zullen ontgassen. I

I Het is gewenst dat het verwarmen tot een temperatuur in het I

I gebied van 240-300 'C plaatsvindt, waarbij vanwege dit relatief lage I

I 15 temperatuurniveau ongeveer 90% van de oorspronkelijke energie-inhoud I

I behouden blijft. Tevens wordt een stabiel vochtpercentage bereikt van I

I ongeveer 5% en wordt het product ook nog hydrofoob, hetgeen de opslag I

I hiervan vergemakkelijkt. I

I Het verdient de voorkeur dat het afval· voordat verwarming I

I 20 tot boven de ontbrandingstemperatuur hiervan plaatsvindt, wordt gedroogd. I

I Een dergelijke droging is met name gewenst om de carbon!satlestap I

I nagenoeg volledig te kunnen uitvoeren. I

I Tijdens het handhaven van de temperatuur boven de I

I ontbrandingstemperatuur zal de structuur van het product zodanig I

I 25 veranderen dat een bros karakter wordt verkregen. Uit experimentele I

I proeven is gebleken dat hoe hoger de temperatuur 1s, hoe brosser het I

I thermisch behandelde product is. Nadat het handhaven van de temperatuur I

I gedurende een voldoende tijdsperiode is uitgevoerd, dient een afkoel stap I

I te worden uitgevoerd, waarbij het afkoel en op twee manieren kan I

I 30 plaatsvinden, te weten door middel van stoom of water. Na het beëindigen I

I van de verwarmingsstap wordt water verneveld dat direct wordt omgezet in I

I 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.

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.

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.

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“

I 1 4 I

I 4 I

I wegenbouw worden verwerkt. I

I De onderhavige uitvinding zal hierna aan de hand van een I

I voorbeeld worden toegei1cht, waarbij echter dient te worden opgemerkt dat I

I het voorbeeld slechts illustratief voor de uitvinding is en niet als I

I 5 beperkend dient te worden opgevat. I

I Voorbeeld. I

I Een hoeveelheid van 45 kg gecomposteerde organische natte I

I fractie werd in een korf overgebracht, welke korf in een cilindrische I

I buis werd gebracht, waarna de buis in een batchinstallatie werd I

I 10 geïnstalleerd. De batchinstallatie werd tot een temperatuur van ongeveer I

I 265 ‘C verwarmd, waarna deze temperatuur gedurende 30 minuten werd I

I gehandhaafd. Aansluitend werd de batchinstallatie afgekoeld tot een I

I temperatuur beneden 150 *C waarna het product uit de installatie werd I

I genomen. Het aldus uitgevoerde proces vereiste een tijd van ongeveer I

I 15 2 uren. Na het openen van de batchinstallatie werd een sterke geur I

waargenomen, welke geur wordt toegeschreven aan de in de organische natte I

fractie aanwezige kunststoffen. Na het thermisch behandelen werd het I

I product gezeefd op 1 cm maaswijdte. De opbrengst aan fijne fractie was I

I enigszins beperkt, hetgeen wordt toegeschreven aan de klontvorming I

I 20 tijdens het thermisch behandelen. De massabalans maakt duidelijk dat het I

I uitgangsmateriaal, te weten een hoeveelheid van 45 kg gecomposteerde I

I organische natte fractie, na de thermische behandeling een product met I

I een hoeveelheid van 29,8 kg verschafte. Dit aldus thermisch behandelde I

I product werd aan voornoemde zeefhandeling onderworpen waarna een fijne I

I 25 fractie van 20,6 kg en een grove fractie van 9,2 kg werd verkregen, welke I

I fijne fractie tot briketten werd geperst. In dit voorbeeld werd slechts I

I de grove functie gestort, hetgeen een aanzienlijke reductie ten opzichte I

I van de bekende stand van de techniek opleverde, in welke situatie de I

I volledige hoeveelheid uitgangsmateriaal van 45 kg werd afgevoerd als I

I 30 stortmateriaal. I

I 1024313-

Claims

1. Werkwijze voor het thermisch behandelen van afval, met het kenmerk, dat het afval tot boven de ontbrandingstemperatuur hiervan in 5 een gesloten ruimte wordt verwarmd, óp deze temperatuur wordt gehandhaafd en aansluitend wordt afgekoeld.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het verwarmen tot een temperatuur in het gebied van 240-300 ’C plaatsvindt.

3. Werkwijze volgens een of meer van de voorafgaande 10 conclusies 1-2, met het kenmerk, dat het afval, voordat verwarming tot boven de ontbrandingstemperatuur hiervan plaatsvindt, wordt gedroogd.

4. Werkwijze volgens een of meer van de voorafgaande conclusies 1-3, met het kenmerk, dat het afkoel en plaatsvindt met behulp van water.

5. Werkwijze volgens een of meer van de voorafgaande conclusies 1-4, met het kenmerk, dat het af koel en tot een temperatuur lager dan 150 "C plaatsvindt waarna het aldus thermisch behandelde product uit de afgesloten ruimte wordt genomen.

6. Werkwijze volgens een of meer van de voorafgaande 20 conclusies 1-5, met het kenmerk, dat het thermisch behandelde product aan een nabehandeling wordt onderworpen.

7. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de nabehandeling een of meer van de volgende stappen omvat, te weten zeven, malen en persen.

8. Werkwijze volgens een of meer van de conclusies 6-7, met het kenmerk, dat de nabehandeling het zeven van het thermisch behandelde product omvat ter verkrijging van een grove en fijne fractie, welke fijne fractie eventueel verder wordt verwerkt tot briketten.

9. Werkwijze volgens een of meer van de conclusies 6-8, met 30 het kenmerk, dat het thermisch behandelde product eerst wordt vermalen waarna het zeven plaatsvindt. 1024313-

10. Werkwijze volgens een of meer van de voorafgaande I conclusies 1-9, met het kenmerk, dat als afval huishoudelijk afval of een I fractie daarvan wordt toegepast. I

11. Werkwijze volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de I 5 organische natte fractie van een composteringsinstallatie als afval wordt I toegepast. I

12. Toepassing van thermisch behandeld afval verkregen volgens I een werkwijze als omschreven in een of meer van de conclusies 1-11 als I brandstof. I

13. Toepassing van thermisch behandeld afval verkregen volgens I een werkwijze als omschreven 1n een of meer van de conclusies 1-11 als I materiaal voor wegenbouw. I

15 I 1024313- I