NO161759B - Fremgangsmaate ved destruksjon av avfall. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte ved destruksjon av husholdnings- og industriavfall under dannelse av en utlutningsbestandig slagg og en gass som i det vesentlige kun inneholder og CO som brennbare bestanddeler .

I dag destrueres ulikt avfall foruten ved deponering så

godt som utelukkende ved fullstendig forbrenning. På grunn av lav varmeverdi og høyt vanninnhold samt en ujevn sammensetning erholdes en relativt lav temperatur i forbrennings-trinnet. Dette medfører ulemper så som at forbrenningen

blir ufullstendig og at tyngre hydrokarboner dannes. Ikke-brennbare bestanddeler mates ut som en aske, i hvilken inneholdte bestanddeler er løste eller ikke i det hele tatt bundet, hvilket gir opphav til deponeringsproblemer i form av støv og ved at skadelige substanser lett kan lutes ut av asken.

Formålet med foreliggende oppfinnelse er å frembringe en fremgangsmåte som eliminerer overnevnte ulemper, som mulig-gjør en miljøvennlig prosess ved å fremstille en fast til-bakeblivende rest, som hovedsaklig ikke inneholder noen frie, forurensende substanser, og en brennbar gass, som hovedsaklig kun inneholder og CO som brennbare bestanddeler .

Dette oppnås ved hjelp av fremgangsmåten i henhold til foreliggende oppfinnelse, hvilken kjennetegnes av følgende: Den ved pyrrolyse av avfallsmaterialet dannede gass innmates i et etterreaksjonskammer under samtidig energitilførsel av en het, plasmageneratoropphetet gass for at i nærvær av vanndamp termisk reformere i gassen inngående hydrokarboner til CO og H2-

Den i sjaktovnen genererte gassen inneholder forurensninger blandt annet i form av tunge hydrokarboner. Ved energi-tilførselen i etterreaksjonskammeret og nærvær av vann som

fordampes fra avfallsmaterialet, spaltes hydrokarbonene termisk til CO og •

I henhold til en utføringsform av oppfinnelsen utnyttes plasmagenerator oppvarmet oksyderende gass, fortrinnsvis luft, for energitilførsel i sjaktovnens nedre del. Heri-gjennom kan temperaturen styres nøyaktig og raskt til ønsk-et nivå alt etter variasjonene i avfallets sammensetning.

I henhold til en annen utføringsform av oppfinnelsen oppvarmes den til etterreaksjonskammeret tilførte hete gassen i en plasmagenerator. Ved å utnytte en plasmagenerator for oppvarming av gassen, kan den hete gassen gis en mye høyere energitetthet og derved blir det tilførte gassvolumet for den nødvendige energimengde forholdsvis meget liten.

I henhold til en annen utføringsform av oppfinnelsen injiseres dessuten finfordelt koks og/eller vanndamp i etter-reaks jonskammeret for å kompensere for et for lavt C- og/eller f^O-innhold.

I henhold til en annen utføringsform av oppfinnelsen underkastes gassen dessuten et katalytisk rensingstrinn for å fjerne eventuelle rester av tyngre hydrokarboner. Herved ledes gassen gjennom et kammer som inneholder en katalysator. Katalysatoren er fortrinnsvis kalk eller dolomit, men også andre katalysatorer er tenkbare, foreksempel nikkel .

Prosessen styres fortrinnsvis slik at temperaturen i fra sjaktovnen utgående gass når opp til høyden 800°C og slik at temperaturen i den fra etterreaksjonskammeret kommende gassblanding når over 1000°c< og fortrinnsvis når opp til ca. 1200 C. Den høye temperaturen i etterreaksjonskammeret gir en vesentlig fullstendig, termisk spaltning av de i gassen forekommende tunge hydrokarboner.

I sjaktens nedre del opprettholdes en temperatur som overstiger slaggens smeltepunkt. Ved slaggens størkning glass-eres i slagget forekommende ikke fordampbare bestanddeler, hvilket siden muliggjør en sikker deponering av slaggen.

I henhold til ytterligere en annen utføringsform av oppfinnelsen gjennomføres også en rensing med hensyn til i gassen forekommende klorforbindelser, ved at gassen etter avkjøling gjennom varmeutveksling ledes gjennom et kammer som inneholder brent kalk. Den brente kalken kan herved med fordel hentes fra et tidligere katalytisk rensingstrinn, i hvilket kalksten/dolomit kalsineres på grunn av gassens høye inngangstemperatur.

Ytterligere fordeler og kjennetegn ved oppfinnelsen vil fremgå av den nedenfor følgende detaljerte beskrivelse i tilslutning til vedlagte tegning, på hvilken Fig 1 viser et skjematisk bilde av en anordning for gjenn-omføring av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen og Fig. 2 viser en anordning for katalytisk spaltning av tunge hydrokarboner og fjerning av klorforbindelser fra den ved avfallspyrolysen genererte gassen.

Avfallsmaterialet mates inn i en med 1 betegnet sjaktovn gjennom en egnet sluseanordning 2. Energi og oksydasjons-middel tilføres i sjaktovnens nedre del, på den viste ut-føringsformen ved hjelp av en eller flere anordninger 3, 4 for tilførsel av het luft. Disse anordninger kan foreksempel utgjøres av plasmageneratorer. Den ved pyrolysen genererte gassen trekkes ut via et ringbelte 5 som på den viste utføringsformen er slik anordnet at gassen trekkes ut under nivået for avfallsmaterialets 6 overflate 7 i sjakt-

ovnen.

Den slik genererte gassen innledes deretter i et ytter-reaksjonskammer 8. Energi tilføres ved hjelp av en het gass, som i den viste foretrukne utføringsformen oppvarmes i en plasmagenerator 9. Herved kan gassen helt eller delvis ledes gjennom plasmageneratoren. Videre kan ved behov finfordelt koks og/eller vanndamp tilføres gjennom lanser 10 i tilslutning til innførselsanordningen 11 for den plasmagenerator oppvarmede gassen. I etterreaksjonskammeret oppnås en termisk spaltning av i gassen forekommende forurensninger i form av hovedsaklig tyngre hydrokarboner.

Etter denne termiske spaltning kan gassen underkastes ytterligere rensing i en anordning 12 hvilken kun skjematisk er antydet på tegningen i form av et tomt kammer. Slik kan det i det nevnte kammer injiseres finfordelt kalk for katalytisk spaltning av eventuelt i gassen tilbake-blivende tunge hydrokarboner. Alternativt kan gassen ledes gjennom en felning av stikkeformig kalk eller en annen katalysator for spaltningsprosessen.

Deretter kan gassen underkastes klorrensingstrinnet, se nærmere beskrivelse i tilslutning til fig. 2, og deretter i et avsluttende trinn befris fra kvikksølv utkondensering av dette.

Gassrensingsutrustningen i henhold til fig. 2 omfatter en første sjakt 13 som inneholder en kalkstens- eller dolo-mitfylning 14, hvilken innmates i sjakten gjennom en gasstett sluseanordning 15. Gassen fra etterreaksjonskammeret mates inn etter en eventuell varmeutveksling gjennom en gassinnførselsanordning 16 ved sjaktens bunn og trekkes deretter ut etter passasje gjennom fylning gjennom et gass-utløp 17 ved sjaktens topp. I sjaktens bunn er anordnet et utmatningsbord eller tilsvarende for utmatning av helt eller delvis kalsinert kalksten gjennom en gasstett sluseanordning 18.

Den utmatede helt eller delvis kalsinerte kalksten transporteres deretter på transportbånd eller lignende på figur-en antydet med ledninger 19, til en annen med 20 betegnet sjakt gjennom en gasstett sluseanordning 21 under dannelse av en fylning 22.

Den fra sjakten 13 utmatede gassen mates gjennom en ledning 23 til en varmeveksler 24 og varmeveksles fortrinnsvis med luft, hvorigjennom gassens fysiske varme kan tas vare på for å utnyttes ved tidligere prosesstrinn eller for andre formål. Gassen ledes deretter gjennom ledninger 25 til en nedre gassinnførselsanordning 26 i den andre sjakten og ledes gjennom fylningen 22 for siden å trekkes ut gjennom et ved sjaktens 20 topp liggende gassutløp 27. I sjaktens bunn er det anordnet et utmatningsbord eller lignende for utmatning av de ved klorrensingen dannede produkter gjennom en gasstett sluseanordning 28.

Gassen som ledes inn i bunnen av den første sjakten skal utvise en temperatur som overstiger ca. 800°C. Ved disse temperaturer kalsineres kalksten under dannelse av CaO + CC>2. Gassens innhold av tunge hydrogenkarboner, samt tjærer eller lignende spaltes ved hjelp av F^O og/eller CC>2 med CaO som katalysator. Kalkstenskvaliteten velges avhengig av den rådende gasstemperaturen, ettersom ulike typer av kalksten kalsineres ved ulike temperaturer. I dette første trinn fungerer kalken således kun som katalysator ved spaltningen og påvirkes ikke av gassens kjemiske sammensetning. Den utmatede kalsinerte kalkstenen er også i stykkeform, men er nå meget porøs.

Når tjærene eller de tunge hydrokarbonene i gassen er fjernet kan gassen uten problem varmeveksles. Fortrinnsvis varmeveksles gassen med kald luft og den varme luften kan siden utnyttes ved et eller flere av de forutgående prosesstrinn.

Den kalsinerte kalkstenen transporteres videre til den andre sjakten og danner i denne en fylling, som utnyttes for rensing av gassen fra inneholdte klorforbindelser og/eller klor. Herved skjer foreksempel reaksjonene CaO + 2HC1 under dannelse av CaCl^- Denne omsetning bør skje under smeltepunktet for CaC^ i foreliggende form.

Den utgående gassen er dermed befridd fra hydrogenkarbon-forbindelser og klorforbindelser og etter en eventuell utkondensering av kvikksølv kommer gassen kun å inneholde Co og som brennbare bestanddeler, og etter en forbrenning kan gassen som da kun inneholder CO^, H_0 °<3 N2

slippes ut i atmosfæren.

Ved å utnytte fremgangsmåten i henhold til foreliggende oppfinnelse kan således alle de skadelige, miljøfarlige emner, som normalt forårsaker store problemer ved konven-sjonelle, i dag benyttede prosesser tas hånd om og om-dannes til ufarlige og eventuelt også anvendbare produkter så som CaC^.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte ved detruksjon av avfall under dannelse av en utlutningsbestandig slag og en gass som kun inneholder H2 og CO som brennbare bestanddeler, hvor hvilket avfalls-material innmates fra toppen av en sjaktovn under samtidig energi tilførsel ved hjelp av varm oksyderende gass ved sjaktovnens bunn, og hvor flytende slag utmates fra i sjaktovnens bund og dannet gass inneholdende bl.a. tyngre hydrokarboner avdras fra sjaktens øvre del, karakterisert ved at den ved pyrrolyse av avfallsmaterialet dannede gass innmates i et etter.reak-sjonskammer under samtidig energitilførsel av en het, plasmageneratoropphetet gass for at i nærvær av vanndamp termisk reformere i gassen inngående hydrokarboner til CO og H2.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den i etterreaksjonskammeret tilførte hete gass består av luft, resirkulert gass eller nitrogengass.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 til 2, karakterisert ved at vanndamp injiseres i etterreaksj onskammeret.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1 til 3, karakterisert ved at finfordelt koks injiseres i etterreaksjonskammeret.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1 til 4, karakterisert ved at gassen fra etterreaksjonskammeret i et ytterligere trinn underkastes katalytisk rensing.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert ved at gassen ledes gjennom en felling av stykkeformig kalk.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert ved at pulverformig kalk injiseres i gassen.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 1 til 7, karakterisert ved at i gassen eventuelt forekommende klorforbindelser spaltes ved at gassen ledes gjennom et kammer inneholdende en fylling av brent kalk.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 6 og 8, karakterisert ved at det med spaltingen utnyttes ved katalytisk spaltning dannet brent kalk.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 1 til 9, karakterisert ved at den i etterreaksjonskammeret tilførte energimengde styres slik at den i etterreaksjonskammeret genererte gassblanding utviser en temperatur som overstiger ca. 1000°C.