NL2023269B1 - Werkwijze voor het verwerken van een organische bestanddelen bevattend uitgangsmateriaal. - Google Patents

Abstract

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het verwerken van een organische bestanddelen bevattend uitgangsmateriaal, welk uitgangsmateriaal een organisch natte fractie (ONF) omvat, gekenmerkt doordat voornoemde werkwijze de volgende stappen omvat: i) het verschaffen van het uitgangsmateriaal dat organisch natte fractie (ONF) omvat, ii) het verder verwerken van de organisch natte fractie (ONF) in een autoclaaf onder hoge druk en temperatuur, waarbij een of meer productstromen worden verkregen.

Description

Korte aanduiding: -Werkwijze voor het verwerken van een organische bestanddelen bevattend uitgangsmateriaal. Beschrijving De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het verwerken van een organische bestanddelen bevattend uitgangsmateriaal, omvattende huishoudelijk restafval (HHRA of HRA).

In Nederland en Europa ligt een sterke nadruk op het voorkomen van het ontstaan van afval, hergebruik van grondstoffen uit de nog vrijkomende afvalstromen en terugwinning van energie. Door een afvalbeleid gericht op preventie en hergebruik wordt Europa minder afhankelijk van de import van grondstoffen en energie. Tevens vermindert de belasting van het milieu die hiermee samenhangt. Het Nederlandse en Europese beleid is goed afgestemd en geïntegreerd door afstemming van nationale wetgeving op Europese regelgeving.

Inmiddels is in Europa en zeker in Nederland de scheiding van huishoudelijk afval een belangrijk instrument waarbij de verschillende deelstromen uit het afval soms aan de bron maar soms ook door middel van nascheiding apart worden gewonnen en worden hergebruikt. Dit beleid is erg succesvol en leidt tot scheiding en hergebruik van kunststoffen, glas, metalen, papier, groente-, fruit- en tuinafval (GFT), inerte fracties zoals steen en puin en een restfractie die nog moet worden verbrand in een Afval Energie Centrale. Afgezien van de restfractie worden alle andere gescheiden deelstromen hergebruikt. Zo wordt GFT vergist en nagecomposteerd wat resulteert in biogas als hernieuwbare energiebron en in herbruikbare compost. Kunststoffen worden gescheiden en nagesorteerd en weer opgewerkt tot granulaat voor productie van nieuwe kunststof artikelen.

De bestaande technologie voor het droog nascheiden van huishoudelijk restafval (HHRA) is in de jaren ’80 — '90 ontwikkeld als goedkoop alternatief voor verbranden. Met name in Duitsland, maar ook in Nederland hadden afvalverwerkende organisaties nog stortcapaciteit. Door het HHRA droog te zeven, waarbij twee reststromen werden verkregen, namelijk zo'n 60% van een te verbranden fractie (RDF) en zo'n 40% van een te storten fractie, te weten een zogenaamde Organische Natte fractie (ONF), werd bespaard op dure verbrandingscapaciteit.

In de loop der jaren is de doelstelling van het afvalbeleid compleet anders. In een wereld van schaarste aan grondstoffen is het storten verboden en ligt de nadruk op het halen van ambitieuze hergebruiksdoelstellingen. Daar was de droge nascheidingstechniek, zoals hiervoor genoemd, primair niet voor ontwikkeld en daarom hebben diverse afvalverwerkende organisaties dergelijke projecten beëindigd of de technologie omgebouwd en aangepast.

Aldus is er in het Noorden van Nederland een marktpartij die inzamelaar en verwerker van afval is en die de beschikking heeft over een toonaangevende installatie voor het nascheiden van HHRA in droge herbruikbare fracties en in organische natte fractie (ONF). Het bedrijf verzorgt de inzameling voor 19 gemeenten en bijna 7000 bedrijven. Het bedrijf beoogt om uit afval zoveel mogelijk grondstoffen terug te winnen en duurzame energie te produceren. In voornoemde installatie wordt inert materiaal gescheiden. De gezuiverde ONF wordt gebruikt voor de productie van groen gas in een vergistingsinstallatie. De scheiding geschiedt middels een zeeftechniek en vervolgens een nascheiding van inert materiaal uit het ONF.

Een andere commerciële kunststofsorteerinstallatie is tevens aanwezig in het Noorden van Nederland. Voornoemde installatie is ontworpen voor de sortering van kunststoffen, drankenkartons, ferro’s en non-ferro’s uit brongescheiden materiaal. De sortering vindt plaats middels een zakkenscheurder, Imgrabber, ballistische scheider, optische {NIR) scheiders, bovenbandmagneten, Eddy current en handsortering.

Naast voornoemde droge nascheidingstechnieken zijn er ook natte nascheidingstechnieken voor de markt ontwikkeld. Aldus is er sinds 2006 een natte nascheidingstechniek van HHRA waarbij enzymen worden ingezet. Deze technologie is ontwikkeld met het oog op de bio-based economy en voortgekomen uit alcohol- productie op basis van vezelrijke bijproducten. De focus van deze natte nascheidingstechniek is gericht op een optimale scheiding en biogasproductie met een volledig afwijkend concept ten opzichte van de droge nascheiding. Een hoeveelheid van bijvoorbeeld 1 ton HHRA wordt gemengd met ongeveer 2 ton warm water tot een mengsel dat onder geschikte condities onder inwerking van bacteriën en enzymen het organisch materiaal en papier oplost. Dit ‘oplos- en wasproces’ leidt tot optimaal scheiden van organisch en papier van de (gewassen) kunststoffen, metalen en inert.

Een methode voor het verwerken van afvalstromen is onder meer bekend uit de Europese octrooipublicatie EP 2 782 651. Volgens de daaruit bekende methode wordt het uitgangsmateriaal eerst verkleind, waarna aan het verkleinde materiaal een zout wordt toegevoegd. Vervolgens wordt het materiaal geroerd waarbij men stelt dat het materiaal niet een slurry of een deel van een slurry is. Tijdens voornoemde behandeling is het wenselijk dat het materiaal onder toevoeging van stoom wordt verwarmd, waarbij als specifiek zout aluminiumsulfaat wordt toegepast.

Uit de Internationale aanvrage WO 2006/006606 is een methode voor het produceren van brandstof bekend, waarbij afval met hoog watergehalte, bijvoorbeeld organisch afval, dierlijke uitwerpselen, visafval, kan worden behandeld binnen een korte cyclustijd om een omzetting in een vorm geschikt voor gebruik als brandstof realiseren. De methode omvat het injecteren van hogedrukstoom in een van een roerdermechanisme voorzien vat met afval waarin een druk heerst van ten minste 1,96 MPa en ook temperatuurverhoging daarvan. De injectie van hogedrukstoom wordt beëindigd wanneer de temperatuur van het materiaaldeel in een onderste deel van het vat overeenkomt met de temperatuur van de vrijgekomen zone in een bovenste gedeelte daarvan.

De Internationale aanvraag WO 2015/097254 openbaart een methode voor de continue thermische hydrolyse van slib, welke methode omvat ten minste: a. een stap van destructurering van het slib; b. een stap van thermische hydrolyse van het aldus gedestructureerde slib in een thermische hydrolysereactor; en c. een stap van het afkoelen van het gehydrolyseerde slib. Volgens WO 2015/097254 omvat de stap van destructurering een stap van het introduceren van het te behandelen slib in een dynamische menger en het vervolgens verhitten van het slib in de dynamische menger.

De Koreaanse publicatie KR 101348489 openbaart een methode voor het behandelen van slib onder toepassing van een hoogfrequente dielectrische verwarming.

Verder is uit de Internationale aanvrage WO 2013/171248 een methode voor het scheiden van cellulose-kunstofmengproducten bekend, waarbij het cellulose-kunststofmengproduct met water wordt gemengd en vervolgens in een roerderautoclaaf wordt overgebracht. Het in de autoclaaf aanwezige materiaal wordt onder voortdurend roeren met een roerdergetal van 50 tot 350 omwentelingen per minuut, op een temperatuur van 150 °C tot 250 °C en bij een druk van 1,2 tot 3,0 MPa behandeld.

Onder handhaving van voornoemde condities gedurende een periode van 0,3 tot 6 uren wordt de in het uitgangsmateriaal aanwezige cellulose gehydrolyseerd waarbij de kunststoffen tot kogelvormige pakketten agglomereren.

De uit Internationale aanvrage WO 2013/171248 bekende methode kent als voorwaarde dat aan het uitgangsmateriaal water moet worden toegevoegd.

Het toevoegen van een aanvullende hoeveelheid water heeft echter tot gevolg dat de energiebehoefte van het proces toeneemt.

Bovendien zal het met voornoemde methode verkregen eindproduct een grote hoeveelheid water bevatten, hetgeen ongewenst is.

Daarnaast is het eindproduct van voornoemde methode één grote kunststofbol, welke kunststofbol het nadeel heeft dat die lastig uit de autoclaaf is te verwijderen.

Dit betekent dat de autoclaaf moet worden voorzien van een grote losopening om te voorkomen dat de autoclaaf verstopt raakt tijdens het lossen.

Voor een hogedrukautoclaaf heeft dit tot gevolg dat er een dure en technisch complexe voorziening moet worden getroffen, hetgeen in de praktijk ongewenst is.

Bovendien zijn dergelijke kunststofbollen na de methode zeer heet, waarbij tevens sprake is van een zeer langzame afkoeling.

De Amerikaanse publicatie US 2009/0283397 heeft betrekking op een systeem voor het hydrolyseren van organisch afval onder roeren van het afval bij hoge temperatuur en druk en het thermisch ontbinden of carboniseren van het afval in een dubbelwandige drukvaste houder, waarbij het hydrolyseren van de afvalstoffen in de houder plaatsvindt bij een temperatuur van 230 °C of hoger en een druk van 3 MPa.

De Japanse publicatie JP 2007-112880 heeft betrekking een methode voor het produceren van een brandstof, bestaande uit het smelten en hydrolyseren van kunststoffen bevattend afval in water met een druk van 1,55 MPa of meer en een temperatuur van 200 °C of meer, waarbij het afval samen met het water in een reactor terwijl in de reactor wordt geroerd.

De Internationale aanvrage WO 2012/144792 heeft betrekking op een inwendige drukreactor voor het onder toepassing van plasma-ionen ontleden van een organische stof, omvattende roermiddelen en middelen voor het verschaffen van verzadigde stoom van 200 tot 260 °C met een druk van 15 tot 50 atmosfeer in de reactor.

De Britse publicatie GB 2 475 951 heeft betrekking op een methode voor het verwerken van afval, omvattende het verschaffen van afval, het toevoeren van het afval aan een eerste afvalverwerkingseenheid, het toepassen van warmte en/of druk en/of vocht op het afval in de eerste afvalverwerkingseenheid, het 5 afvoeren van het afval van de eerste afvalverwerkingseenheid naar een tweede afvalverwerkingseenheid, het leiden van een gasstroom over het afval in de tweede afvalverwerkingseenheid en/of het verwarmen van het afval in de tweede afvalverwerkingseenheid door warmte gegenereerd uit een externe bron en/of van een proces dat plaatsvindt in het afval.

Het is aldus bekend om volgens een droge nascheidingstechniek huishoudelijk restafval (HHRA of HRA) te behandelen door middel van een zeefhandeling waarbij het huishoudelijk restafval (HHRA of HRA) wordt gescheiden in ongeveer 60% droge fractie en ongeveer 40% organische natte fractie. In bepaalde industriële processen wordt de droge fractie al dan niet verder gescheiden in kunststoffen, metalen, inerte materialen, drankkartons en een te verbranden restfractie. De organische natte fractie (ONF) wordt vaak verbrand omdat er bij een vergisting daarvan problemen worden ondervonden. Voorbeelden van dergelijke problemen zijn: steekvaste massa waaruit probleemstoffen voorafgaande aan het vergisten moeilijk zijn af te scheiden en daardoor gaan drijven of bezinken in de vergistingsinstallatie. Andere problemen die bij het vergisten van organische natte fractie (ONF) optreden zijn te wijten aan de samenstelling van ONF. In ONF zit ongeveer 70% organisch materiaal, te weten keukenafval, papier en tuinafval, waarvan ongeveer 1/3 deel papier is. Een nadeel van papier is dat het een lange vergistingstijd heeft. Daarnaast hebben de in ONF aanwezige kunststoffen de neiging om te gaan drijven, hetgeen ook nadelig bij het vergisten is omdat de bovenzijde van de vergister wordt gevuld met een drijflaag. Verder hebben de in ONF aanwezige inerte materialen, zoals glas/steen, die voor ongeveer 20% in ONF aanwezig zijn, de neiging om te gaan bezinken in de vergister, hetgeen ook nadelig is. Aldus levert het vergisten van organische natte fractie (ONF) een aantal nadelen op.

Het doel van de onderhavige uitvinding is derhalve het verschaffen van een werkwijze voor het verwerken van een organische bestanddelen bevattend uitgangsmateriaal, omvattende huishoudelijk restafval (HHRA of HRA), waarbij een of meer reststromen worden verkregen die op eenvoudige en nuttige wijze kunnen worden hergebruikt.

Een doel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een werkwijze voor het verwerken van een organische bestanddelen bevattend uitgangsmateriaal, omvattende huishoudelijk restafval (HHRA of HRA), waarbij in het bijzonder een organisch natte fractie (ONF) aan een verdere processtap wordt onderworpen ter verkrijging van een of meer reststromen die op eenvoudige en nuttige wijze kunnen worden hergebruikt.

Een doel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een werkwijze voor het verwerken van een organische bestanddelen bevattend uitgangsmateriaal, omvattende huishoudelijk restafval (HHRA of HRA), waarbij de hiervoor geschetste problemen, zoals die optreden bij het vergistingsproces, aanzienlijk worden voorkomen.

Nog een ander doel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een werkwijze voor het verwerken van een organische bestanddelen bevattend uitgangsmateriaal, omvattende huishoudelijk restafval (HHRA of HRA), waarbij een zo energetisch gunstig mogelijke procesvoering wordt toegepast.

De onderhavige uitvinding heeft aldus betrekking op een werkwijze voor het verwerken van een organische bestanddelen bevattend uitgangsmateriaal, welk uitgangsmateriaal een organisch natte fractie (ONF) omvat, gekenmerkt doordat voornoemde werkwijze de volgende stappen omvat: i) het verschaffen van het uitgangsmateriaal dat organisch natte fractie (ONF) omvat, ii) het verder verwerken van de organisch natte fractie (ONF) in een autoclaaf onder hoge druk en temperatuur, waarbij een of meer productstromen worden verkregen.

Onder toepassing van de hiervoor genoemde stappen i) - ii) wordt aan een of meer van voornoemde doelstellingen voldaan.

De onderhavige uitvinders hebben met name geconstateerd dat wanneer in stap ii) een autoclaaf wordt toegepast er in de autoclaaf een dun vloeibare en goed verder verwerkbare slurry ontstaat, welke slurry bijvoorbeeld door middel van een aansluitende vergistingsstap verder kan worden verwerkt.

Uit de dun vloeibare slurry is het bijvoorbeeld mogelijk gebleken om de probleemstoffen voor de vergisting af te scheiden zodat de vergisting zonder die probleemstoffen kan plaatsvinden. Daarnaast hebben de onderhavige uitvinders gevonden dat in stap ii) in de autoclaaf het daarin aanwezige papier grotendeels zal oplossen in de vloeibare fase. Een dergelijk effect zal gunstig uitwerken op een eventuele vergisting van de reststroom uit de autoclaaf. De in de organisch natte fractie (ONF) aanwezige kunststoffen kunnen na stap ii) uit de autoclaaf worden weggenomen en zo mogelijk nuttig worden hergebruikt. In een uitvoeringsvorm van de onderhavige werkwijze wordt in stap i) alleen organisch natte fractie (ONF) verwerkt. In een andere uitvoeringsvorm van de onderhavige werkwijze wordt in stap i) een uitgangsmateriaal verwerkt dat organisch natte fractie (ONF) omvat.

De in de onderhavige werkwijze toe te passen organisch natte fractie (ONF) is in het bijzonder afkomstig van huishoudelijk restafval (HHRA of HRA). Volgens een uitvoeringsvorm is de organisch natte fractie (ONF) verkregen na het onderwerpen van huishoudelijk restafval (HHRA of HRA) aan een of meer zeefhandelingen. Bij het onderwerpen van huishoudelijk restafval (HHRA of HRA) aan een of meer zeefhandelingen wordt naast de organisch natte fractie (ONF) ook een reststroom (refuse-derived fuel, RDF) verkregen.

Onder toepassing van de onderhavige werkwijze is het wenselijk dat de in stap ii) verkregen een of meer productstromen een kunststoffen rijke fractie, een vezelrijke organische fractie en een inerte fractie omvatten, welke een of meer productstromen na stap ii) uit de autoclaaf worden weggenomen, in het bijzonder nadat de temperatuur van de autoclaaf is afgekoeld naar ten hoogste 110 °C.

In een uitvoeringsvorm van de onderhavige werkwijze wordt de in stap ii) verkregen reststroom (refuse-derived fuel, RDF) toegepast als (vervangende) brandstof voor energiecentrales en/of industriële processen. Het is ook mogelijk om de aldus verder verkregen reststroom (refuse-derived fuel, RDF) verder te scheiden in een of meer reststromen, bijvoorbeeld kunststoffen, metalen, inerte materialen en een te verbranden reststroom.

Voor het uitvoeren van een optimale thermische drukhydrolyse verdient het de voorkeur dat de in de autoclaaf in stap ii) toegepaste procescondities een temperatuur van ten minste 200 °C en een druk van ten minste 20 bar, gedurende een tijdsperiode van ten minste 0,1 uur, omvatten.

Om te voorkomen dat volgens stap ii) de vorming van een grote kunststofbal in de autoclaaf plaatsvindt, verdient het de voorkeur dat de autoclaaf in het inwendige daarvan is voorzien van een roerderwerk. Een dergelijk roerderwerk is in het bijzonder voorzien van een of meer elementen die langs de binnenwand van de autoclaaf ronddraaien. Een dergelijk roerderwerk onderscheidt zich van een centraal gepositioneerde kleine mengschroef met hoog toerental, omdat een roerderwerk wordt toegepast waarbij sprake is van bijvoorbeeld lange gebogen en/of onder een hoek met de horizontaal opgestelde armen. Dergelijke, lange gebogen armen worden met een laag toerental aangestuurd, waarbij de gebogen armen langs de wanden van de autoclaaf worden verplaatst, waarmee een goede inwendige menging van de autoclaaf tot stand wordt gebracht.

Onder de term “langs de wanden van de autoclaaf” dient te worden verstaan dat de afstand tussen het uiteinde van het roerderwerk en de wand van de autoclaaf ten hoogste 10 cm, bij voorkeur ten hoogste 5 cm, met name bij voorkeur ten hoogste 1 cm bedraagt. Een dergelijk roerderwerk kan in een bijzondere uitvoeringsvorm naast de hiervoor gebogen armen ook een of meer aanvullende elementen omvatten die een grotere dan de hiervoor genoemde afstand tot de binnenwand van de autoclaaf bezitten.

De uitvinders hebben geconstateerd dat onder toepassing van een dergelijk roerderwerk een meervoud van kleine kunststofagglomeraten ontstaat, waarna de inhoud van de autoclaaf volgens gunstige wijze eenvoudig kan worden gelost. Indien daarentegen een centraal gepositioneerd klein roerderwerk wordt toegepast, dan is er sprake van een centrale vortex, maar in de onderhavige werkwijze wordt die centrale vortex vermeden, hetgeen tot gevolg heeft dat de vorming van een grote kunststofbal wordt voorkomen. Onder toepassing van een dergelijk roerderwerk ontstaat volgens de onderhavige werkwijze aldus in de autoclaaf een veelvoud aan kleine kunststofagglomeraten. Dergelijke kleine kunststofagglomeraten kunnen volgens eenvoudige wijze na afloop van de onderhavige werkwijze uit de autoclaaf worden weggenomen.

Het in de onderhavige uitvinding bij voorkeur toegepaste roerderwerk heeft als gunstig effect dat het met de langs de wand werkende armen het materiaal in de autoclaaf goed kan mengen. Het materiaal wordt door de roerarmen als het ware omgeschept. Dit type roerderwerk werkt ook goed als de inhoud van de reactor tijdens de standtijd verandert in een vloeistof met een hogere viscositeit. Andere roerderwerken, zoals schroefvormig centraal opgestelde roerderwerken (zogenaamde ‘mariene impellers met axiale flow’) met hoog toerental, kunnen deze functie niet vervullen. Dergelijk roerderwerken zouden binnen enkele seconden in een loze ruimte draaien waar het materiaal weggeslagen is en het materiaal zou op deze manier niet gemengd worden.

Door het mengen zorgt het in de onderhavige uitvinding bij voorkeur toegepaste roerderwerk tijdens het toevoegen van stoom voor een snelle en homogene verwarming omdat de stoom overal door het materiaal wordt verdeeld. Dit is wenselijk om een gelijkmatige warmtebehandeling te waarborgen en een gelijkmatige behandeling van de hele inhoud te verkrijgen. Daarmee wordt ook voorkomen dat bepaalde delen van de inhoud als het ware worden overbehandeld. De werkwijze volgens de onderhavige uitvinding leidt bij het vergisten van de resulterende slurry in een nageschakelde vergister tot een sterke verhoging van de gasopbrengst, maar bij een overbehandeling loopt de gasopbrengst weer terug omdat is gebleken dat het materiaal dan weer moeilijker omzetbaar wordt voor bacteriën in een nageschakelde vergister. De onderhavige werkwijze wordt verder gekenmerkt doordat in stap ii) een druk van ten minste 30 bar, bij voorkeur ten minste 35 bar, met name bij voorkeur in het gebied van 40-45 bar, wordt toegepast. Een dergelijke druk heeft tot gevolg dat de in de autoclaaf plaatsvindende reacties gunstig en snel verlopen.

Het verdient verder de voorkeur dat in stap ii) een temperatuur van ten minste 220 °C, bij voorkeur ten minste 250 °C wordt toegepast. Een dergelijke temperatuur is met name gunstig om het organisch bestanddelen bevattende uitgangsmateriaal om te zetten in een of meer reststromen, waarbij in het bijzonder reststromen worden verkregen die niet als één grote klont in de autoclaaf worden gevormd. Een dergelijke temperatuur is bijvoorbeeld realiseerbaar door de injectie van stoom in de autoclaaf. Door de hoge temperatuur verloopt het onderhavige proces veel sneller en wordt de cyclustijd van een charge korter en stijgt de capaciteit van de installatie.

Voor het tot stand brengen van een goede menging in de autoclaaf is het wenselijk dat in stap ii) een roerdergetal van 10-40, bij voorkeur 20-40, in het bijzonder 10-30 omwentelingen per minuut wordt toegepast. Onder toepassing van een dergelijk roerdergetal hebben de onderhavige uitvinders geconstateerd dat de inhoud van de autoclaaf als het ware wordt omgeschept. Aldus ontstaat niet één vortex maar een ander stromingsbeeld waardoor de vorming van één groot agglomeraat wordt voorkomen en een veelvoud aan kleine agglomeraten ontstaat. De vorming van dergelijke kleine agglomeraten heeft tot gevolg dat die eenvoudig met de slurry uit de autoclaaf zijn af te voeren, waardoor de autoclaaf van een kleine afvoeropening kan zijn voorzien. Een dergelijke kleine afvoeropening is bij een hogedrukautoclaaf technisch en eenvoudig te realiseren. Bovendien heeft een dergelijk roerdergetal met name bij het opstarten van de onderhavige werkwijze tot gevolg dat de temperatuur gelijkmatig over de inhoud van de autoclaaf wordt verdeeld, waarbij de vorming van zogenaamde “cold en hot spots” wordt voorkomen. De toepassing van een dergelijk roerdergetal voorkomt dat een grote vortex wordt gevormd waarin zich een grote bol plastic zou vormen. Door het lage toerental wordt bevorderd dat zich overal in het materiaal kleine agglomeraten vormen zodat de reactor met een kleine losopening kan worden uitgevoerd en verstoppingen met grote stukken plastic worden voorkomen. De kleine agglomeraten hebben tevens het voordeel dat ze veel gemakkelijker afkoelen en gewassen en gedroogd kunnen worden dan grote stukken plastic met een warme kern en ingesloten vuil.

Het verdient de voorkeur dat stap ii) ten hoogste 1 uur, bij voorkeur ten hoogste 0,3 uur wordt uitgevoerd. De toepassing van de hiervoor genoemde procescondities verschaffen de mogelijkheid een dergelijke korte cyclustijd toe te passen.

Onder toepassing van de hiervoor genoemde procescondities hebben de onderhavige uitvinders geconstateerd dat een snelle hydrolysatie van de cellulosebestanddelen plaatsvindt, waardoor een relatief korte verblijftijd in de autoclaaf mogelijk is. Omdat de verblijftijd in de autoclaaf aanzienlijk korter is dan bijvoorbeeld in de hiervoor besproken Internationale aanvrage WO 2013/171248, zal ook de capaciteit van de autoclaaf worden verhoogd onder handhaving van de beoogde functionaliteit.

Onder toepassing van de onderhavige werkwijze is het tevens gebleken dat de daarmee verkregen reststromen gunstig kunnen worden hergebruikt.

De onderhavige werkwijze is in het bijzonder geschikt wanneer in stap i) andere restfracties uit HHRA, ONF-digestaat of restfracties uit andere productieprocessen, die zowel organische bestanddelen als kunststoffen en eventueel inerte fracties bevatten, worden toegepast.

De onderhavige uitvinders hebben geconstateerd dat het toepassen van bepaalde mengsels, bij voorbeeld verschillende fracties uit huishoudelijk restafval (HHRA of HRA), kan leiden tot een bepaald gedrag van de kunststoffen waardoor zich kleine kunststofbolletjes vormen. Een voordeel is dat de reactor met een kleine losopening kan worden uitgevoerd en dat er geen verstoppingen optreden tijdens het lossen.

Voor het tot stand brengen van een energetisch gunstige werkwijze is het wenselijk dat in stap ii) geen additionele hoeveelheid water wordt toegevoegd aan de autoclaaf. Het in de onderhavige werkwijze bij voorkeur toegepaste roerderwerk maakt het toevoegen van water voor de mengbaarheid van de uitgangsmaterialen en verdeling van warmte in de autoclaaf overbodig. Door geen additionele hoeveelheid water toe te voegen hoeft minder materiaal te worden verwarmd zodat energie wordt bespaard. Tevens wordt een onnodig te zuiveren afvalwaterstroom vermeden.

Het is wenselijk dat op de een of meer reststromen, verkregen na het uitvoeren van stap ii), een scheiding wordt uitgevoerd ter verkrijging van een reststroom rijk aan kunststof en een organische slurry, waarbij voornoemde organische slurry verder aanvullend kan worden gescheiden in een vezelrijke organische fractie en een inerte fractie, omvattende bijvoorbeeld glas/steen en metalen. De vezelrijke organische fractie kan worden toegevoerd aan een vergistingsinstallatie zonder dat daarbij problemen in de vergisting optreden, zoals kunststof drijflagen of bezinking van inerte fractie. Voorafgaand aan de vergisting kan uit de vezelrijke organische fractie desgewenst een vezelfractie worden gewonnen, bijvoorbeeld om daaruit vezels terug te winnen voor de productie van papier en vergelijkbare producten. De afgescheiden inerte fractie kan eveneens worden toegepast als grondstof, bijvoorbeeld als grondstof in de wegenbouw of voor productie van bouwmaterialen.

In de ingesloten figuur 1 is een processchema van de onderhavige werkwijze weergegeven. Huishoudelijk restafval (HHRA of HRA) 1 wordt aangeleverd en in unit 2 gescheiden in RDF 3 en ONF 4. ONF 4 wordt toegevoerd aan autoclaaf 7. In autoclaaf 7 vindt een proces plaats waarbij een fractie kunststoffen 12, een vezelrijke organische fractie 13 en een inerte fractie 14 worden verkregen. Voornoemde fracties kunnen in een uitvoeringsvorm pas na het wegnemen daarvan uit autoclaaf 7 in voornoemde fracties worden gescheiden. Inerte fractie 14 kan worden gescheiden in een fractie glas/steen 16 en metalen 17. De vezelrijke organische fractie 13 kan rechtstreeks aan vergisting 20 worden onderworpen en/of via unit 15 worden gescheiden in een waterige fractie 18 en vezels 19. De waterige fractie 18 kan aan een vergisting 20 worden onderworpen.

RDF 3 kan via unit 6 worden gescheiden in kunststoffen fractie 8, metalen fractie 9, inerte fractie 10 en te verbranden restfractie 11. Aan autoclaaf 7 kan ook een andere reststroom worden toegevoerd, te weten reststroom 5, omvattende andere reststoffen die organische, inerte en/of kunststoffen bevatten.

Dus aan autoclaaf 7 kan een combinatie van ONF 4 en reststroom 5 worden toegevoerd om daarin te worden verwerkt tot een fractie kunststoffen 12, een vezelrijke organische fractie 13 en een inerte fractie 14. De onderhavige uitvinding zal hierna aan de hand van een voorbeeld worden toegelicht, waarbij echter dient te worden opgemerkt dat de onderhavige uitvinding in geen geval tot een dergelijke bijzondere voorbeeld is beperkt.

Voorbeeld Een hoeveelheid van 43 kg ONF werd toegevoerd aan een autoclaaf met een inhoud van 300 liter.

Doormiddel van de injectie van verzadigde hogedruk stoom in de autoclaaf werd de temperatuur verhoogd naar een waarde van ongeveer 250 °C en de druk nam toe naar een waarde van ongeveer 40 bar.

Voornoemde condities werden gedurende een periode van 40 minuten in de autoclaaf gehandhaafd.

Vervolgens werd de autoclaaf gekoeld door het aflaten van stoom.

De output van de autoclaaf kon vervolgens eenvoudig worden gescheiden door afroming van ongeveer 2 kilogram drijvende kunststof agglomeraten, ongeveer 50 liter vezelrijke organische fractie en ongeveer 10 kilogram inert materiaal.

Claims (18)

CONCLUSIES

1. Werkwijze voor het verwerken van een organische bestanddelen bevattend uitgangsmateriaal, welk uitgangsmateriaal een organisch natte fractie (ONF) omvat, met het kenmerk, dat voornoemde werkwijze de volgende stappen omvat: i) het verschaffen van het uitgangsmateriaal dat organisch natte fractie (ONF) omvat, ii) het verder verwerken van de organisch natte fractie (ONF) in een autoclaaf onder hoge druk en temperatuur, waarbij een of meer productstromen worden verkregen.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de organisch natte fractie (ONF) afkomstig is van huishoudelijk restafval (HHRA of HRA).

3. Werkwijze volgens een of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de organisch natte fractie (ONF) is verkregen na het onderwerpen van huishoudelijk restafval (HHRA of HRA) aan een of meer zeefhandelingen.

4. Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat bij het onderwerpen van huishoudelijk restafval (HHRA of HRA) aan een of meer zeefhandelingen naast de organisch natte fractie (ONF) een reststroom (refuse- derived fuel, RDF) wordt verkregen.

5. Werkwijze volgens een of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de in stap ii) verkregen een of meer productstromen een kunststoffen rijke fractie, een vezelrijke organische fractie en een inerte fractie omvatten, welke een of meer productstromen na stap ij) uit de autoclaaf worden weggenomen, in het bijzonder nadat de temperatuur van de autoclaaf is afgekoeld naar ten hoogste 110 °C.

6. Werkwijze volgens een of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de in de autoclaaf in stap ii) toegepaste procescondities een temperatuur van ten minste 200 °C en een druk van ten minste 20 bar, gedurende een tijdsperiode van ten minste 0,1 uur, omvatten.

7. Werkwijze volgens een of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de autoclaaf in het inwendige daarvan is voorzien van een roerderwerk.

8. Werkwijze volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat in stap ii) het roerderwerk met een roerdergetal in het gebied van 5-50 omwentelingen per minuut wordt aangestuurd.

9. Werkwijze volgens een of meer van de conclusies 7-8, met het kenmerk, dat in stap ii) een autoclaaf wordt toegepast waarvan het roerderwerk is voorzien van een of meer elementen die langs de binnenwand van de autoclaaf ronddraaien, waarbij de afstand tussen het uiteinde van voornoemde een of meer elementen en voornoemde binnenwand bij voorkeur ten hoogste 10 cm, met name ten hoogste 5 cm, in het bijzonder ten hoogste 1 cm bedraagt.

10. Werkwijze volgens een of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat in stap ii) een druk van ten minste 30 bar, bij voorkeur ten minste 35 bar, met name bij voorkeur in het gebied van 40-45 bar, wordt toegepast.

11. Werkwijze volgens een of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat in stap ii) een temperatuur van ten minste 220 °C, bij voorkeur ten minste 250 °C wordt toegepast.

12. Werkwijze volgens een of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat in stap ii) een roerdergetal van 10-40, bij voorkeur 20-40, met name bij voorkeur 10-30, omwentelingen per minuut wordt toegepast.

13. Werkwijze volgens een of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat stap ii) wordt uitgevoerd gedurende ten hoogste 1 uur, bij voorkeur ten hoogste 0,3 uur.

14. Werkwijze volgens een of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat in stap i) andere restfracties uit HHRA, ONF-digestaat of restfracties uit andere productieprocessen, die zowel organische bestanddelen als kunststoffen en eventueel inerte fracties bevatten, worden toegepast.

15. Werkwijze volgens een of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat in stap ii) geen additionele hoeveelheid water wordt toegevoegd aan de autoclaaf.

16. Werkwijze volgens een of meer van de conclusies 5-15, met het kenmerk, dat de na stap ii) verkregen vezelrijke organische fractie verder wordt verwerkt in een vergistingsinstallatie.

17. Werkwijze volgens conclusies 18, met het kenmerk, dat de na stap ii) verkregen vezelrijke organische fractie wordt gescheiden in een vezelrijke fractie en een waterige fractie, waarbij in het bijzonder de waterige fractie aan de vergistingsinstallatie wordt toegevoerd en waarbij in het bijzonder de vezelrijke fractie wordt toegepast als grondstof voor vezel houdende producten, zoals papier.

18. Werkwijze volgens een of meer van de voorgaande conclusies 5-17, met het kenmerk, dat van voornoemde kunststoffen rijke fractie de kunststoffen worden hiervan worden afgescheiden en opgewerkt tot een materiaalstroom die geschikt is om te worden hergebruikt.