NL2000759C2

NL2000759C2 - Samenstel en werkwijze voor het in-situ verwerken van afval.

Info

Publication number: NL2000759C2
Application number: NL2000759A
Authority: NL
Inventors: Antonius Dorotheus Koens
Original assignee: Mpi Man B V
Priority date: 2007-07-18
Filing date: 2007-07-18
Publication date: 2009-01-20
Also published as: HK1142847A1; US20100304356A1; CN101801550A; ATE535322T1; WO2009011588A1; EP2167247A1; CA2693381A1; EP2167247B1

Description

Samenstel en werkwijze voor het in-situ verwerken van afval Achtergrond van de uitvinding 5 De uitvinding heeft betrekking op samenstel en werkwijze voor het in-situ verwerken van afval.

In het bijzonder is het samenstel en werkwijze geschikt voor het saneren van een afval stortplaats of voormalige afvalstortplaats.

Een dergelijke benadering van huidige en voormalige stortplaatsen is tot op 10 heden niet bekend of toegepast.

Vooral voormalig stortplaatsen zijn vaak gelokaliseerd op locaties en plaatsen die voor andere toepassingen als woningbouw, of bedrijventerrein zeer geschikt zijn. Door de aanwezigheid van het afval kan met het terrein echter niets meer worden gedaan.

15

Samenvatting van de uitvinding

De uitvinding heeft tot doel een samenstel en werkwijze te verschaffen voor het 20 weer bruikbaar maken van grondoppervlak dat nu gebruikt wordt of werd als afvalstortplaats.

De uitvinding heeft verder tot doel dat bruikbaar maken te doen op een milieutechnisch verantwoorde wijze, zonder uitstoot van schadelijke stoffen en zonder dat die schadelijke stoffen in het milieu terecht komen.

25 De uitvinding verschaft daartoe een samenstel voor het in situ verwerken van afval, in het bijzonder voor het saneren van een stortplaats, tot een serie uitvoerstromen, omvattende: - een sorteerinrichting voor het aanvoeren en scheiden van een afvalstroom in verschillende deelstromen, waaronder een metaalstroom, een kunststof stroom, een 30 glasstroom, een organische stroom, en een chemisch afval stroom; - een set verwerkingsinrichtingen, waaronder: - een vergistingsinrichting voor het omzetten van de organische stroom in verbrandbare biogassen, voorzien van een vergisterinlaat welke operationeel 2 verbonden is met de sorteerinrichting, een biogasuitlaat welke verbonden is met een biogasbuffer, en een vergisterrestproductuitlaat; - een wervelbedvergasser voor het omzetten van koolstofhoudende materialen in verbrandbare gasvormige producten, omvattende een vergasserinlaat welke 5 operationeel verbonden is met de sorteerinrichting, en een vergasseruitlaat; - een pyrolyseinrichting voor het ontleden van een stroom ontleedbare materialen, zoals de stroom chemisch afval, in koolwaterstoffen en pyrolyse-as, omvattende een pyrolyseinlaat welke operationeel verbonden is met de sorteerinrichting en een pyrolyseuitlaat welke verbonden is met een 10 pyrolysebuffer; - een generator met een daarmee verbonden stoomturbine, operationeel verbonden met een verbrandingskamer voorzien van een brandstofinlaat welke verbonden is met de biogasbuffer, de vergasseruitlaat en de pyrolysebuffer, en - een besturingsinrichting omvattende een meetinrichting voor het meten van de 15 samenstelling van de verschillende afvalstromen uit de sorteerinrichting, waarbij de meetinrichting een weeginrichting omvat voor het wegen van de afvalstroom, de verschillende deelstromen en de reststromen, waarbij de meetinrichting operationeel verbonden is met een computerinrichting en een gegevensopslaginrichting voor het loggen van de meetgegevens van de meetinrichting, een invoerinrichting voor het 20 invoeren van verhouding van gewenste uitvoerstromen uit het samenstel, een eerste regelaar bij de vergisterinlaat, een tweede regelaar bij de vergasserinlaat, en een derde regelaar bij de pyrolyseinlaat, waarbij de computer voorzien is van programmatuur voor het uit de meetgegevens en de verhouding van de gewenste uitvoerstromen berekenen van aan de inrichtingen toe te voeren stromen materiaal, en het besturen van 25 de eerste, tweede en derde regelaar voor het aan de verwerkingsinrichtingen doen toestromen van berekende materiaalstromen.

Door de inrichtingen en het continue monitoren van de afvalstroom, die op gang gebracht wordt, kan direct ingespeeld worden op in de afvalstroom aanwezige componenten en stoffen. Vaak blijken de afvalbergen een hoge concentratie te bevatten 30 van relatief kostbare reststoffen. Door de besturingsinrichting is het verder mogelijk de eindproducten zo te sturen dat de financiële opbrengst gemaximaliseerd kan worden. Daarnaast is een continue controle mogelijk van de verwerkte stroom, ook voor een toezichthouder/overheid, die moet toezien op een verantwoorden verwerking.

3

De verwerkingsinrichtingen maken het mogelijk om de verwerkingscapaciteit te variëren en aan te passen aan een situatie, dat wil zeggen onder meer de samenstellingen en hoeveelheden van de diverse stromen, en de gewenste eindproducten of verhouding van eindproducten.

5 Nadere uitvoeringsvormen van het samenstel volgens de uitvinding zijn uitgewerkt in de volgconclusies 2-9.

De volgconclusies 2-8 zien hierbij op onderlinge koppelingen in het samenstel welke het gebruik van producten verkregen in het ene gedeelte van het samenstel als brandstof in een ander gedeelte van het samenstel mogelijk maken, en wel in het 10 bijzonder onder besturing van de besturingsinrichting.

Conclusies 2 en 3 zien hierbij met name op het opwekken van elektriciteit middels die als brandstof bruikbare producten. De elektriciteitsopbrengst is hierbij groter dan de elektriciteitsbehoefte van het samenstel, zodat er ook elektriciteit, veel zelfs, aan het, al dan niet publieke, elektrische net geleverd kan worden.

15 Overeenkomstig conclusie 9 zijn een of meer van de verwerkingsinrichtingen - in het bijzonder alle verwerkingsinrichtingen - , en/of de generatoreenheid en/of de branders opgebouwd uit demonteerbare en opnieuw samenbouwbare modules, welke modules per voertuig, zoals een dieplader of vrachtwagen, over de weg transporteerbaar zijn. Aldus laat het samenstel volgens de uitvinding zich, na in situ 20 gedane werkzaamheden, eenvoudig demonteren, verplaatsen naar een andere locatie, op die andere locatie opbouwen, en op die andere locatie gebruiken voor het aldaar in situ verwerken van afval. Dit is in het bijzonder van groot nut bij het saneren van stortplaatsen.

De uitvinding betreft verder een werkwijze voor het verwerken van afval, in het 25 bijzonder het verwerken of saneren van een stortplaats, omvattende de stappen: het aanvoeren van een afvalstroom uit een afvalstortplaats; het scheiden van de afvalstroom in verschillende stromen herbruikbaar materiaal, zoals glas, metaal en kunststof en een stroom restmateriaal, zoals een stroom organisch materiaal, een stroom koolstof bevattend materiaal, en 30 een stroom chemisch afval; - het meten parameters van de samenstelling van de afvalstroom, van de stromen restmateriaal en van de stromen herbruikbaar materiaal, omvattende de massa; 4 - het invoeren van de gemeten parameters in een besturingsinrichting; - het invoeren van een eindproductvraag of een verhouding van eindproducten in de besturingsinrichting; - het berekenen uit de ingevoerde eindproductvraag dan wel de verhouding van 5 eindproducten en de gemeten parameters van een eerste, tweede en derde stroom restmateriaal; - het door besturingsinrichting besturen van de toevoeren van de eerste stroom restmateriaal naar een biogasinrichting, van het toevoeren van de tweede stroom restmateriaal naar een wervelbedinrichting en van het toevoeren van 10 de derde stroom restmateriaal naar een pyrolyse-inrichting.

Het moge duidelijk zijn dat de verschillende aspecten genoemd in deze octrooiaanvrage gecombineerd kunnen worden en elk afzonderlijk in aanmerking kunnen komen voor een afgesplitste octrooiaanvrage.

15 Korte beschrijving van de figuren

In de bijgevoegde figuren zijn diverse uitvoeringsvormen van een samenstel en werkwijze volgens de uitvinding weergegeven waarin getoond wordt in:

Fig. 1 een schema van de verschillende verwerkingsinrichtingen en stromen 20 daartussen; fig. 2 het schema van figuur 1 met een besturingsinrichting en de aansturing. Beschrijving van uitvoeringsvormen 25 Figuur 1 toont een uitvoeringsvorm van een samenstel voor het in situ verwerken van afVal dan wel voor het saneren van een vuilstortplaats volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding. De stortplaats of de afvalstroom wordt op gang gebracht door middel van bijvoorbeeld een graafinrichting of andere voorzieningen die een afvalberg afgraven en omzetten in een stroom materiaal die aan een sorteerinrichting 1 wordt 30 toegevoerd.

De sorteerinrichting 1 kan samengesteld zijn uit één of meer van de volgende aan elkaar geschakelde componenten, zoals bijvoorbeeld een of meer: Rotamill graafinrichting(en); shovel(s); laadschop(pen); dumpertruck(s), zoals van het type 5

Volvo BM; transportbanden; Powerscreen GAOF-zeef(/zeven); trilgoot/(goten), bijvoorbeeld een of meer achthoekige trommelzeven, een of meer ronde trommelzeven, één of meer vlakke trilzeven; magneetscheider(s); windschifter(s); luchtstraalscheider(s) (ook wel airjets genoemd); lage druk koudwasser(s); lage druk 5 warmwasser(s); hoge druk stoomwasser(s); hoge druk pulswasser(s); alkalische wasinrichting(en); zure wasinrichting(en); neutralisatie wasinrichting(en); UV behandelingseenheid(/eenheden); paper-spike(s) (een standaard component verkrijgbaar bij ondermeer de firma Bollegraaf te Appingerdam, Nederland); ultrasoon reinigingseenheid(/eenheden); LI-scheider(s) (een speciaal type glas/metaal-scheider); 10 kleurscheiders voor het scheiden van gekleurd glas; CP Unit separators) (een kunststof-scheidingsinrichting); hoge druk watersnijder(s); schreddder(s), zoals snelopende schredder(s) en/of langzaamlopende schredder(s).

Deze componenten scheiden en transporteren de stroom materialen in diverse stromen waaronder bijvoorbeeld een stroom metaalafval, een stroom kunststofafval, 15 een stroom glasafval en een stroom voornamelijk organisch materiaal. De diverse stromen kunnen toegevoerd worden aan verschillende verwerkingsinrichtingen die in figuur 1 weergegeven zijn.

De stroom van hoofdzakelijk organisch materiaal zal meestal toegevoerd worden aan een vergister 5, waar middels aerobe dan wel anaerobe vergisting het organische 20 materiaal omgezet wordt in biogas. De biogasstroom is aangegeven met verwijzingcijfer 6. Deze biogasstroom zal veelal in buffer 7 opgeslagen worden.

Een tweede stroom restmateriaal is een stroom die voor een groot deel bestaat uit koolstof houdende materialen. Deze koolstofhoudende materialen worden geleid over een wervelbed vergasser 8 waar een groot deel van het materiaal wordt omgezet in 25 verbrandbaar gasvormig product, welke stroom gasvormig product aangegeven is met referentiecijfer 18. Dit brandbare gasvormige product wordt toegevoerd aan branders 9. Uit de afgassen van de branders kunnen de vaste deeltjes verwijderd worden voor verwerking tot zuivere stoffen. Verder kunnen de afgassen, in het bijzonder de daarin bevatte warmte, gebruikt worden voor opwekking van elektriciteit.

30 Een andere stroom restmateriaal wordt voor verwerking toegevoerd aan een pyrolyse inrichting 10 waar materiaal met koolstof omgezet kan worden in olieachtige producten welke stroom aangegeven is met referentiecijfer 11 en welke stroom olieachtig materiaal opgeslagen wordt in buffer 12.

6

Zoals middels pijlen 14 en 15 is aangegeven is in buffer 12 opgeslagen olieachtig materiaal weer bruikbaar als brandstof voor de wervelbedvergasser 8 en/of de branders 9. Zoals middels pijlen 16 en 17 is aangegeven, zijn verder ook de in buffer 7 opgeslagen biogassen weer bruikbaar als brandstof voor de wervelbedvergasser 8 en/of 5 de branders 9. Of er inhoud van een - en zo ja welke - en/of beide van deze buffers als brandstof voor de wervelbedvergasser 8 en/of de branders 9 gebruikt wordt, zal afhankelijk zijn van de aanwezigheid en de samenstelling van de inhoud van de buffers. Ook vermenging van brandstof uit de ene buffer 7 met brandstof uit de andere buffer 12 is denkbaar. De hierna nog te bespreken besturingsinrichting 40 is middels 10 meetinrichtingen 41-53 en regelaars 60-72 in staat om dit aan te sturen.

De stroom herbruikbare materialen, waaronder een metaalstroom en een glasafvalstroom worden verder gescheiden en kunnen aangeboden worden als gepelleteerd materiaal voor hergebruik. Het kunststof of hoofdzakelijk kunststof bevattende materiaal kan ofwel toegevoerd worden aan de wervelbedvergasser, ofwel 15 aan de pyrolische inrichting, ofwel kan gesorteerd en verschroot worden en als grondstof worden aangevoerd en aangeboden aan producenten. Deze stroom is weergegeven met referentiecijfer 13.

Het samenstel is verder voorzien van een generatoreenheid 22. Deze generatoreenheid omvat een elektriciteitsgenerator en een verbrandingskamer. De 20 verbrandingskamer kan deel uitmaken van een inwendige verbrandingsmotor, doch overeenkomstig de uitvinding is deze in het bijzonder operationeel verbonden met een stoomturbinesysteem, hetgeen in de tekening is aangeduid als STEG (= SToom Elektriciteit Generator). De generatoreenheid 22 wordt gevoed met brandstof verkregen elders in het samenstel. Daartoe is de generatoreenheid via leiding 19 aangesloten op de 25 biogasbuffer 7, via leiding 21 op de brandereenheid 9, en via leiding 20 op de pyrolysebuffer 12. Middels regelaars 70, 71 en 72 is de hierna te bespreken besturingsinrichting 40 in staat de brandstofstromen door de leidingen 19, 20, 21 te regelen.

In figuur 2 is de schematische weergave van figuur 1 aangevuld met een 30 besturingsinrichting 40. De besturingsinrichting 40 is operationeel verbonden met meetinrichtingen 41-53. Deze meetinrichtingen zullen in de meeste gevallen weeginrichtingen omvatten. Deze weeginrichtingen maken het onder meer mogelijk een massaboekhouding te voeren van de verschillende stromen.

7

De besturingsinrichting 40 is verder verbonden met regelaars 60-72 om de stromen naar de verschillende inrichtingen te regelen. Deze regelaars kunnen bijvoorbeeld schuiven zijn die stromen verdelen, of actuatoren die transportbanden verplaatsen of verdraaien en daardoor de stroom materiaal van richting doen 5 veranderen, waardoor deze de stroom materiaal bijvoorbeeld van de vergistingsinrichting geheel of gedeeltelijk naar de wervelbedvergasser doet gaan, of kleppen die het volumedebiet door een leiding regelen.

Het moge duidelijk zijn dat de bovenstaande beschrijving is opgenomen om de werking van voorkeursuitvoeringen van de uitvinding te illustreren, en niet om de 10 reikwijdte van de uitvinding te beperken. Uitgaande van de bovenstaande uiteenzetting zullen voor een vakman vele variaties evident zijn die vallen onder de geest en de reikwijdte van de onderhavige uitvinding

Claims

1. Samenstel voor het in situ verwerken van afval, in het bijzonder voor het saneren van een stortplaats, tot een serie uitvoerstromen, omvattende: - een sorteerinrichting (1) voor het aanvoeren en scheiden van een afvalstroom in verschillende deelstromen, waaronder een metaalstroom, een kunststof-stroom, een glasstroom, een organische stroom, en een chemisch afval stroom; 10. een set verwerkingsinrichtingen, waaronder: - een vergistingsinrichting (5) voor het omzetten van de organische stroom in verbrandbare biogassen, voorzien van een vergisterinlaat welke operationeel verbonden is met de sorteerinrichting (1), een biogasuitlaat (6) welke verbonden is met een biogasbuffer (7), en een vergisterrestproductuitlaat; 15. een wervelbedvergasser (8) voor het omzetten van koolstofhoudende materialen in verbrandbare gasvormige producten, omvattende een vergasserinlaat welke operationeel verbonden is met de sorteerinrichting (1), en een vergasseruitlaat (18); - een pyrolyseinrichting (10) voor het ontleden van een stroom ontleedbare 20 materialen, zoals de stroom chemisch afval, in koolwaterstoffen en pyrolyse-as, omvattende een pyrolyseinlaat welke operationeel verbonden is met de sorteerinrichting en een pyrolyseuitlaat (11) welke verbonden is met een pyrolysebuffer (12); - een besturingsinrichting (40) omvattende een meetinrichting (41-53) voor het meten 25 van de samenstelling van de verschillende afvalstromen uit de sorteerinrichting, waarbij de meetinrichting een weeginrichting omvat voor het wegen van de afvalstroom, de verschillende deelstromen en de reststromen, waarbij de meetinrichting operationeel verbonden is met een computerinrichting en een gegevensopslaginrichting voor het loggen van de meetgegevens van de meetinrichting (41-53), een invoerinrichting voor 30 het invoeren van verhouding van gewenste uitvoerstromen uit het samenstel, een eerste regelaar (60) bij de vergisterinlaat, een tweede regelaar (61) bij de vergasserinlaat, en een derde regelaar (63) bij de pyrolyseinlaat, waarbij de computer voorzien is van programmatuur voor het uit de meetgegevens en de verhouding van de gewenste uitvoerstromen berekenen van aan de inrichtingen toe te voeren stromen materiaal, en het besturen van de eerste (60), tweede (61) en derde (63) regelaar voor het aan de verwerkingsinrichtingen (5, 8, 10) doen toestromen van berekende materiaalstromen.

2. Samenstel volgens conclusie 1, waarbij het samenstel verder omvat een generatoreenheid (22) voorzien van elektriciteitsgenerator, een van een brandstofinlaat voorziene verbrandingskamer en bijvoorkeur een stoomturbine operationeel verbonden met de electriciteitsgenerator en de verbrandingskamer, waarbij de brandstofinlaat van de verbrandingskamer is aangesloten op de biogasbuffer (7) en/of de vergasseruitlaat 10 (21) en/of de pyrolysebuffer (12).

3. Samenstel volgens conclusie 2, waarbij de besturingsinrichting (40) werkzaam is verbonden met regelaars (70, 71, 72) voor het besturen van de brandstofstroom respectievelijk vanaf de biogasbuffer (7) naar de verbrandingskamer en/of vanaf de 15 vergasseruitlaat (21) naar de verbrandingskamer en/of vanaf de pyrolysebuffer (12) naar de verbrandingskamer.

4. Samenstel volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de biogasbuffer (7) is aangesloten op de brandstoftoevoer van de wervelbedvergasser (8) voor het leveren 20 van brandstof aan de wervelbedvergasser (8) en/of waarbij de pyrolysebuffer (12) is aangesloten op de brandstoftoevoer van de wervelbedvergasser (8) voor het leveren van brandstof aan de wervelbedvergasser (8).

5. Samenstel volgens conclusie 4, waarbij de besturingsinrichting (40) werkzaam 25 is verbonden met regelaars (66, 67) voor het besturen van de brandstofstroom respectievelijk vanaf de biogasbuffer (7) naar de wervelbedvergasser (8) en/of vanaf de pyrolysebuffer (12) naar de wervelbedvergasser (8).

6. Samenstel volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de vergasseruitlaat 30 (18) van de wervelbedvergasser is aangesloten op branders (9) voor verbranding van brandbare bestanddelen in de door de vergasseruitlaat geleide stroom.

7. Samenstel volgens conclusie 6, waarbij de biogasbuffer (7) is aangesloten op de brandstoftoevoer van die branders (9) voor het leveren van brandstof aan die branders (9) en/of waarbij de pyrolysebuffer (12) is aangesloten op de brandstoftoevoer van die verbranders (9) voor het leveren van brandstof aan die 5 verbranders (9).

8. Samenstel volgens conclusie 7, waarbij de besturingsinrichting (40) werkzaam is verbonden met regelaars (65, 68) voor het besturen van de brandstofstroom respectievelijk vanaf het biogasbuffer (7) naar de branders (9) en/of vanaf het 10 pyrolysebuffer (12) naar de branders (9).

9. Samenstel volgens een der voorgaande conclusies, waarbij een of meer van de verwerkingsinrichtingen (5, 8,10), in het bijzonder alle verwerkingsinrichtingen (5, 8, 10), en/of de generatoreenheid (22) en/of de branders (9) zijn opgebouwd uit 15 demonteerbare en opnieuw samenbouwbare modules, welke modules per voertuig, zoals een dieplader of vrachtwagen, over de weg transporteerbaar zijn.

10. Werkwijze voor het verwerken van afval, in het bijzonder het verwerken of saneren van een stortplaats, omvattende de stappen: 20. het aanvoeren van een afvalstroom uit een afvalstortplaats; - het scheiden van de afvalstroom in verschillende stromen herbruikbaar materiaal, zoals glas, metaal en kunststof en een stroom restmateriaal, zoals een stroom organisch materiaal, een stroom koolstof bevattend materiaal, en een stroom chemisch afval; 25. het meten parameters van de samenstelling van de afvalstroom, van de stromen restmateriaal en van de stromen herbmikbaar materiaal, omvattende de massa; het invoeren van de gemeten parameters in een besturingsinrichting; het invoeren van een eindproductvraag of een verhouding van eindproducten 30 in de besturingsinrichting; - het berekenen uit de ingevoerde eindproductvraag dan wel de verhouding van eindproducten en de gemeten parameters van een eerste, tweede en derde stroom restmateriaal; het door de besturingsinrichting besturen van de toevoeren van de eerste stroom restmateriaal naar een biogasinrichting, van het toevoeren van de tweede stroom restmateriaal naar een wervelbedinrichting en van het toevoeren van de derde stroom restmateriaal naar een pyrolyseinrichting 5 stuurt.

11. Inrichting voorzien van een of meer van de in de bijgevoegde beschrijving omschreven en/of in de bijgevoegde tekeningen getoonde kenmerkende maatregelen.

12. Werkwijze omvattend een of meer van de in de bijbehorende beschrijving omschreven en/of in de bijbehorende tekeningen getoonde kenmerkende stappen.