NL8303004A

NL8303004A - Werkwijze voor het opruimen van huishoudelijke afvalstoffen.

Info

Publication number: NL8303004A
Application number: NL8303004A
Authority: NL
Original assignee: Acphotec N V
Priority date: 1983-08-29
Filing date: 1983-08-29
Publication date: 1985-03-18
Also published as: NO165096C; DK414084D0; ATE33351T1; NO843436L; NO165096B; EP0141439B1; DK164446C; DK164446B; DK414084A; EP0141439A1; DE3470287D1

Description

** * -l «

- 1 -A

Werkwijze voor het opruimen van huishoudelijke afvalstoffen.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het opruimen van huishoudelijke afvalstoffen (hierna ook aangeduid als huisvuil), onder winnen van olie, roet, metalen en keramische (waaronder glasachtige) waardevolle materialen, 5 waarbij huishoudelijke afvalstoffen worden gedroogd en onder nagenoeg anaerobe omstandigheden aan pyrolyse worden onderworpen, bij de pyrolyse gevormde olie en koolstofhoudende materialen worden gewonnen en metalen en keramische materialen door klassificeren worden afgescheiden.

10 In New Scientist van 4 maart 1982 wordt globaal een dergelijke werkwijze beshreven, waarbij uit huisvuil dat tot stukken van gelijkmatige grootte is verdeeld, de anorganische fractie (ijzer en andere metalen, glas, stenen, zand) wordt verwijderd, de overblijvende, in hoofdzaak uit organische 15 bestanddelen bestaande fractie wordt gedroogd en, na afscheiden van vezelig materiaal, in een stikstofatmosfeer (anaerobe omstandigheden) en onder toevoer van een geringe hoeveelheid stoom, aan pyrolyse wordt onderworpen. Na afkoelen van de pyrolyseprodukten levert dit olie met een verbrandingswarmte 20 van de orde van 40000 MJ/t, teer, een gasfractie en water op.

Die werkwijze heeft het voordeel, dat men het huisvuil kwijtraakt, terwijl men naast de anorganische bestanddelen uit het huisvuil (metalen, keramische materialen) ook nog een olie overhoudt die een aanzienlijk hogere waarde heeft dan 25 de, na verwijderen van anorganisch materiaal uit het huisvuil overblijvende, organische huisvuilfractie (upgraded waste) die een gemiddelde verbrandingswarmte heeft van omstreeks 15000 MJ/t.

Om een dergelijke werkwijze in de prak-30 tijk toepasbaar te doen zijn, moet ze goedkoop zijn. Dit betekent 1 ^ V / * A /

' v V T

- 2 - %> f+ dat de verschillende trappen van zo'n werkwijze zo efficiënt mogelijk moeten zijn.

Gevonden werd nu, dat men bij een werkwijze van het hiervoor genoemde type een zo groot mogelijke 5 efficiency bereikt, wanneer de .huishoudelijke afvalstoffen worden vvoorgedroogd

Nen gehomogeniseerd, door ze; onder een druk van tenminste 15 MPa samen te persen en daarbij afgescheiden water af te voeren, vervolgens worden gedroogd , waarbij tevens lucht wordt uitgedre-nagenoeg ven en de'" zo in/anaerobe toestand gebrachte droge huishoudelijke 10 afvalstoffen aan de pyrolyse- worden onderworpen.

Op zichzelf is het wel bekend, om huisvuil onder drukken van tenminste 15 MPa tot blokken te persen, die echter worden gebruikt als constructieelementen bij landwinning uit zee, constructie van kaden en dergelijke; in de Nederlandse 15 octrooiaanvrage 68-02199 wordt bijvoorbeeld een werkwijze voor de vervaardiging van blokken samengeperst huisvuil beschreven, waarbij het huisvuil eerst, onder afscheiding van vocht, hydraulisch wordt samengeperst en de zo gevormde blokken in een tweede bewerking worden omhuld met een laag bekledingsmateriaal 20 dat vocht en luchtondoordringbaar is.

Dat het gunstig is om huisvuil, dat na drogen moet worden onderworpen aan pyrolyse, vooraf tot blokken te persen, valt aan die Nederlandse octrooiaanvrage 68-02199 echter niet te ontlenen.

25 Bij het samenpersen van het huisvuil volgens de uitvinding wordt het losse materiaal vervormd (kapotgebroken) en zodoende gehomogeniseerd, waarnaast overmaat vocht (huisvuil bevat gemiddeld omstreeks 30% vocht, dat slechts ten dele aan de afvalstoffen is geadsorbeerd) 30 wordt uitgeperst. Het resterende vocht verdeelt zich gelijkmatige door de samengeperste huisvuilmassa, die daardoor door en door gelijkmatige eigenschappen krijgt.

Het bij het samenpersen afgescheiden water bevat in het algemeen een hoog percentage opgeloste 35 stoffen, met name ook organische stoffen en kan geschikt aan een ft 7 ^ ·\ f

W W l»·' Vy -j :J

* - 3 - opzichzelf bekende afvalwater-zuivering worden onderworpen.

De bij het samenpersen van het huisvuil ontstane voorgedroogde en gehomogeniseerde vormstukken (blokken) 5 bevatten nog lucht, die moet worden verwijderd. Met de gebruike lijke wijze van drogen, waarbij een (hete) gasstroom over de blokken samengeperst huisvuil wordt geleid, is dat een moeizaam proces.

Volgens de uitvinding werd nu gevonden, 10 dat wanneer men het door samenpersen voorgedroogde huisvuil droogt, door het in een van luchttoevoer afgesloten ruimte bloot te stellen aan elektromagnetische golven met een frequentie tussen 300 MHk en 300 GHz, zowel het vocht als de zuurstof vlot worden uitgedreven en droge vormstukken van huisvuil worden ver-15 kregen, die anaerool^van aard zijn, en bovendien bij de pyrolyse gemakkelijker ontleden.

Bij voorkeur past men bij de werkwijze volgens de uitvinding deze wijze van drogen toe.

Waarom bij deze wijze van drogen het 20 bovengenoemde resultaat optreedt, is niet geheel duidelijk.

Een mogelijke verklaring is, dat de elektro _magnetische golven met een frequentie tussen 300 MHz en 300 GH2 (z.g. microgolven) het,homogeen in de vormstukken van samengeperst huisvuil verdeelde/water verhitten door optredende 25 diëlektrische verliezen (diêlektrische verhitting) waarbij dit water verdampten uit het huisvuil wordt uitgedreven, waarbij het - doordat het homogeen in het huisvuil is verdeeld, de zuurstof overal uit het huisvuil meesleurt, terwijl daarnaast ook in de organische moleculen, met name in de polaire bindingen 30 daarvan, door diëlektrische verliezen veranderingen optreden die het organische materiaal gevoeliger maken voor de bij pyrolyse optredende omstandigheden.

Essentieel voor het genoemde resultaat is wel, dat het huisvuil dat aan de elektromagnetische trillingen 35 wordt blootgesteld, tevoren door samenpersen is voorgedroogd en O 7 « - Λ ξ

V «a» ·** 4/ V

- 4 - gehomogeniseerd.

Het genoemde resultaat is optimaal, wanneer het voorgedroogde huisvuil wordt blootgesteld aan elektromagnetische golven van 800 - 2000 NHz.

5 Geschikte inrichtingen waarmee men het blootstellen aan elektromagnetische straling met een frequentie tussen 300 MHz en 300 GHz, in het bijzonder 800 - 2000 MHz kan bewerkstellingen, zijn zg. magnetronovens en/of ionotronovens.

Bij voorkeur past men volgens de uitvinding 10 twee of meer toe, waar het voorgedroogde huisvuil achtereen volgens doorheen wordt gevoerd, via in- en uitvoersluizen die voorkomen dat de buitenlucht in de ovens komt.

Dit biedt de mogelijkheid om het temperatuurs-verloop in het huisvuil, het vochtgehalte en de anaerobe, 15 zowel als anaerobe conditie van het huisvuil optimaal te regelen voordat het huisvuil naar de pyrolysereactor gaat.

Opgemerkt wordt, dat het opzichzelf bekend is (zie Amerikaans octrooischrift 3.843.457 en Amerikaans octrooischrift 118.282) om huisvuil te pyroliseren onder invloed 20 van elektromagnetische golven met een frequentie tussen 300 MHz en 300 GHz. De trillingen bewerkstellingen daarbij een volledige ontleding van de organische bestanddelen van het huisvuil onder vorming van olie en koolstofhoudende (teerachtige) materialen.

25 Van toepassing van dergelijke trillingen om huisvuil te drogen voordat het wordt gepyroliseerd is daarbij geen sprake en dat men dergelijke trillingen moét toepassen op huisvuil dat, door samenpersen is voorgedroogd en gehomogeniseerd en dat men zo op eenvoudige wijze bereikt, 30 dat het huisvuil wordt gedroogd en in nagenoeg anaerobe toestand wordt gebracht, valt aan die octrooischriften niet te ontlenen.

Alvorens het huisvuil aan de elektromagnetische trillingen met een frequentie van 300 MHz-300 GHz, p J o 7 η η & - 5 - « φ in het bijzonder 8ÖQ-2ÖÖOMBzwordt blootgesteld, verdient het aanbeveling het huisvuil voor te verwarmen door middel van contact met een warm fluidum. Bij het blootstellen aan elektromagnetische trillingen met een frequentie van 300 MHz tot 5 300 GHz vindt namelijk verhitting plaats in de stukken samen geperst huisvuil, waardoor de temperatuur vooral binnenin die stukken huisvuil oploopt. Bij voorverwarmen, met een warm fluidum vindt de verwarming van buiten naar binnen plaats. Door beide wijzen van verwarmen toe te passen, bereikt men dat de 10 stukken huisvuil een zeer gelijkmatige temperatuur krijgen, wat het drogen en uitdrijven van zuurstof ten goede komt.

Bij voorkeur vindt dit voorverwarmen plaats met de warmte die bij het samenpersen van het huisvuil werd ontwikkeld. Op die wijze is voor het voorverwarmen geen 15 extra energie nodig.

nagenoeg

Het droge, in/anaerobe toestand gebrachte, huisvuil wordt vervolgens in een pyrolyseoven van een gebruikelijke constructie gebracht, waarin het door een aantal buizen wordt gevoerd, die van buiten af. worden verhit, bijvoorbeeld 20 door middel van hete gassen, of door stralingsverhitting, waarbij de temperatuur van het huisvuil, die in de magnetronen/of f ionotron 'ovens op ca 120 - 200°C komt, stijgt tot 350 - 600°C. Bij die temperatuur ontleden de organische bestanddelen onder vorming van een gas- of dampstroom, die wordt afgevoerd en gecondenseerd, 25 waarbij een oliefase ontstaat met daarin gedispergeerd zwaardere koolstofhoudende bestanddelen.

Door de oliefase enige tijd met rust te laten, bijvoorkeur ten minste 12h, scheiden de zware koolstofhoudende bestanddelen zich af en worden als een afzonderlijke 30 produkt gewonnen.

Het huisvuil dat aan de behandeling volgens de uitvinding wordt onderworpen kan, zoals opzichzelf gebruikelijk is, te voren van de anorganische fase worden bevrijd

Bij de werkwijze volgens de uitvinding verdient 35 het echter de voorkeur, om het voordrogen en homogeniseren door η ~ n r. & w - - 6 - samenpersen, het drogen, eventueel het voorverwarraen van het voeren samengeperste huisvuil en de pyrolyse uit""te /met volledig, j niet in fracties gescheiden,huisvuil. De anorganische fase die dan mede de opeenvolgende bewerkingstrappen doorloopt en met name 5 de metaalbestanddelen in het huisvuil, fungeren dan als een warmtegeleider, die bijdraagt tot een gelijkmatige verhitting .. van het huisvuil. De metalen leveren in de pyrolyse-reactor een vast residu en de keramische bestanddelen (glas) vormen een smelt die bij afkoelen stolt en uiteenvalt tot een korrelige 10 massa. De metalen en de korrelige keramische massa kunnen veel gemakkelijker worden afgescheiden uit het residu van de pyrolyse-reactor, dan uit het uitgangshuisvuil.

De uitvinding heeft ook betrekking op een inrichting voor het opruimen van huishoudelijke afvalstoffen, omvattende een pers voor het tot blokken samenpersen van huishoudelijke afvalstoffen, gevolgd door een droger en een pyrolyseoven.

Bij voorkeur bestaat de droger van een dergelijke inrichting uit een of meer magnetron- en/of ionotronovens, die elektromagnetische trillingen opwekken van 300 MHz tot 300 GHz in het bijzonder van 800 tot 2000 MHz.

Ό tr f\ 7 Λ Λ /, • : ' , ‘ ’ - 4» ' j J i

Claims

1. Werkwijze voor het opruimen van huishoudelijke afvalstoffen, onder winnen van olie, roet, metalen en keramische (waaronder glasachtige) waardevolle materialen, waarbij huishoudelijke afvalstoffen worden gedroogd en onder nagenoeg 5 anaerobe omstandigheden aan pyrolyse worden onderworpen, bij de pyrolyse gevormde olie en koolstofhoudende materialen worden gewonnen en metalen en keramische materialen door klassificeren worden afgescheiden, met het kenmerk, dat de huishoudelijke afvalstoffen worden voorgedroogd en gehomogeniseerd, door ze 10 onder een druk van tenminste 15 MPa samen te persen en daarbij afgescheiden water af te voeren, vervolgens wordt gedroogd, waarbij tevens lucht wordt uitgedreven en de zo in nagenoeg anaerobe toestand gebrachte droge huishoudelijke afvalstoffen aan de pyrolyse worden onderworpen. 15

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de door samenpersen voorgedroogde huishoudelijke afvalstoffen worden gedroogd, door ze in een van luchttoevoer afgesloten ruimte bloot te stellen aan elektromagnetische golven met een 20 frequentie tussen 300 MHz en 300 GHz.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de voorgedroogde huishoudelijke afvalstoffen worden blootgesteld aan elektromagnetische golven van 25 800 - 2000 MHz. 1 2 Werkwijze volgens conclusie 1 of 3, met het kenmerk, dat de voorgedroogde huishoudelijke afvalstoffen door twee of meer magnetron- en/of ionotronovens worden 30 gevoerd. 2 Werkwijze volgens één der voorgaande ^ Λ Λ λ j >» '»> j ζ, ij - 8 - conclusies, met het kenmerk, dat de door samenpersen voorgedroogde en gehomogeniseerde huishoudelijke afvalstoffen worden voorverwarmd, voordat ze wordt gedroogd.

6. Werkwijze volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat het voorverwarmen plaatsvindt, met de warmte die bij het samenpersen van het huisvuil wordt ontwikkeld.

7. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, 10 dat de warmte wordt overgedragen door middel van de hydraulische olie die bij het samenpersen van de huishoudelijke afvalstoffen door de warmteontwikkeling wordt verhit.

8. Werkwijze volgens één der voorgaande 15 conclusies, met het kenmerk, dat men het voordrogen en homo geniseren door samenpersen, het drogen, eventueel het voorverwarmen van de samengeperste huishoudelijke afvalstoffen en de pyrolyse uitvoert met volledig, niet gesorteerd huisvuil en uit het residu van de pyrolyse-reactie metalen en glasachtige 20 en/of cementachtige materialen wint.

9. Inrichting voor het opruimen van huishoudelijke afvalstoffen., gekenmerkt, door een pers voor het tot blokken samenpersen van huishoudelijke afvalstoffen, gevolgd door een 25 droger en een pyrolyseoven.

10. Inrichting volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat de droger bestaat uit één of meer magnetron- en/of ionotronovens, die elektromagnetische tril-30 lingen opwekken van 300 MHz tot 300 GHz.

11. Inrichting volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de magnetron- en/of ionotronovens trillingen opwekken van 800 tot 2000 MHz. 8 ’ . · V / v- 0 4