WO1997046830A1 - Verfahren zur erzeugung von überhitztem dampf durch thermische behandlung von abfällen - Google Patents

Verfahren zur erzeugung von überhitztem dampf durch thermische behandlung von abfällen Download PDF

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WO1997046830A1
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Werner Schumacher
Achim Busch
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Definitions

  • the invention relates to a method for generating superheated steam by thermal treatment of waste with the release of heat, in particular by burning the waste, in which at least saturated or wet steam is generated in a boiler of a thermal treatment system and this is superheated in a gas-fired superheater .
  • Biogas is understood to mean the gas generated during the bacterial decomposition of organic substances (biomass) and consisting mainly of methane and carbon dioxide
  • Organic waste materials such as organic household waste, grass, manure, liquid manure, slaughterhouse waste, straw and in particular clear sludge are preferably used to produce biogas.
  • the exhaust gas from the biogas-fired superheater can be fed to the thermal treatment system and / or to an exhaust gas cleaning system connected downstream of the thermal treatment system.
  • the exhaust gas from the biogas-fired superheater can also be subjected to a heat exchange with air and the heated air can be fed to the thermal treatment system and / or the biogas-fired superheater and / or the biogas production system
  • the saturated or wet steam generated in the thermal treatment system is already overheated there and the final superheating takes place to the desired temperature in the biogas-fired superheater.
  • the preheating takes place at a temperature which is still permissible with regard to corrosion.
  • thermal waste treatment plant is intended to include both waste incineration plants and waste gasification plants, such as. B. include welding torches or Thermoselect systems.
  • waste 2 is burned with the supply of air 3.
  • a feed water preheater 4 an evaporator 5 and a preheater 6, pre-heated steam 8 is generated from the feed water 7 supplied.
  • the preheated steam 8 is fed to a superheater 9, which is fired with biogas 10 while supplying air 3.
  • the biogas is generated in a fermentation plant 12 charged with biomass 11.
  • air is also understood to mean air enriched with oxygen up to higher percentages.
  • the exhaust gas 13 of the waste incineration plant 1 is fed to an exhaust gas purification plant 14 and is discharged from there via a chimney, not shown.
  • the figure shows schematically that the exhaust gas 15 can be fed directly to the waste incineration system (15a), can be introduced into the exhaust gas purification system 14 (15b) and / or can first be subjected to a heat exchange with air (15c), which then can be supplied as combustion air 3 to the waste incineration plant and / or the superheater 9. It is also possible to heat air 16 and use it for the indirect heating of the biomass in the fermentation plant 12. In the figure, the heat exchangers 17 for air heating are connected in series. A parallel connection is also possible. After the heat exchange, the exhaust gas can also be discharged to the combustion system 1 and / or to the flue gas cleaning system 14. When assigning a fermentation plant 12 to the waste incineration plant 1, it is also possible to also introduce the residues 18 remaining in the fermentation plant 12 into the waste incineration plant 1, so that only residues 19 are to be deducted from this.

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Abstract

Bei einem Verfahren zur Erzeugung von überhitztem Dampf (9) durch thermische Behandlung (1) von Abfällen unter Freisetzung von Wärme, insbesondere durch Verbrennung der Abfälle, bei dem in einem Kessel einer thermischen Behandlungsanlage zumindest Satt- oder Naßdampf (4, 5) erzeugt und dieser in einem mit Gas fremdgefeuerten Überhitzer (9) überhitzt wird, ist zur Vermeidung des Einsatzes eines fossilen Brennstoffes vorgesehen, daß der Überhitzer (9) mit Biogas (10) gefeuert wird, das in einer mit Biomasse (11) beschickten Biogaserzeugungsanlage (12) erzeugt wird.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Erzeugung von überhitztem Dampf durch thermische Behandlung von Abfällen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von überhitztem Dampf durch thermische Behandlung von Abfällen unter Freisetzung von Wärme, insbesondere durch Verbrennung der Abfälle, bei dem in einem Kessel einer thermischen Behandlungsanlage zumindest Satt- oder Naßdampf erzeugt und dieser in einem mit Gas fremdgefeuerten Überhitzer überhitzt wird.
Ein solches Verfahren ist aus der EP 593 999 A1 bekannt. Es wird dort erläutert, daß bei der thermischen Behandlung von Abfällen Abgase entstehen, die bei höheren Temperaturen die Heizflächen im Kessel der thermischen Behandlungsanlage zerstören können. Insbesondere wird auf die Hochtemperaturchlorkorrosion und -sulfatkorrosion verwiesen, die bei Temperaturen von 370 - 400 °C verstärkt einsetzen. Zur Endüberhitzung auf eine höhere Temperatur, von z. B. oberhalb 500 °C, wird daher der Dampf aus dem Kessel der thermischen Behandlungsanlage herausgeführt und in den mit Gas fremdgefeuerten externen Überhitzer überführt. Als Brennstoff wird in der EP 593 999 A1 Erdgas eingesetzt. Damit wird bei dem bekannten Verfahren als Brennstoff für den Überhitzer ein wertvoller fossiler Brennstoff verbraucht.
Weiterhin ist es bekannt, mit Biogas in einem Blockheizkraftwerk (BHKW) elektrische und thermische Energie zu erzeugen. Bei einem Gesamtentsorgungskomplex ist dann aber neben einer thermischen Abfallbehandlungsanlage noch ein BHKW mit seinen spezifischen Einrichtungen erforderlich. Weiterhin ist bereits vorgeschlagen worden, aus Abfallbiomasse erzeugtes Biogas in dem Kessel einer Abfallverbrennungsanlage mitzuverbrennen Wegen der dabei erzielten Temperaturen erfolgt die Verbrennung des Biogases mit einem an seinem Energieinhalt gemessenen geringeren Wirkungsgrad
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren der gattungsgemaßeπ Art anzugeben, bei dem der Einsatz eines fossilen Brennstoffes vermieden wird
Diese Aufgabe wird dadurch gelost, daß der Überhitzer mit Biogas gefeuert wird, das in einer mit Biomasse beschickten Biogaserzeugungsanlage erzeugt
Damit kann der Einsatz des fossilen Brennstoffes vermieden werden und gleichzeitig das Biogas mit höherem Wirkungsgrad und ohne zusätzliche Anlagentechnik verwertet werden
Unter Biogas wird das bei der bakteriellen Zersetzung organischer Stoffe (Biomasse) entstehende und vorwiegend aus Methan und Kohlendioxid bestehende Gas verstanden
Vorzugsweise werden organische Abfallstoffe wie organische Hausabfälle, Gras, Stalldung, Jauche, Schlachtabfalle, Stroh und insbesondere Klarschlamm zur Biogaserzeugung herangezogen.
Dabei ist es zweckmäßig, daß die Reststoffe der Biogasanlage der thermischen Behandlungsanlage zugeführt werden
Weiterhin ist es von Vorteil, daß das Abgas des biogasgefeuerten Überhitzers der thermischen Behandlungsanlage und/oder einer der thermischen Behandiungsanlage abgasseitig nachgeschalteten Abgasreinigungsanlage zugeführt werden kann.
Auch kann das Abgas des biogasgefeuerten Überhitzers einem Warmetausch mit Luft unterzogen werden und die erwärmte Luft der thermischen Behandlungsanlage und/oder dem biogasgefeuerten Überhitzer und/oder der Biogaserzeugungsanlage zugeführt werden Schließlich ist es möglich, daß der in der thermischen Behandlungsanlage erzeugte Satt- oder Naßdampf bereits dort vorüberhitzt wird und die Endüberhitzung auf die gewünschte Temperatur in dem biogasgefeuerten Überhitzer stattfindet. Die Vorüberhitzung erfolgt aber bei einer noch hinsichtlich der Korrosion zulässigen Temperatur.
Der Ausdruck "Thermische Abfallbehandlungsanlage" soll sowohl Abfallverbrennungsanlagen als auch Abfallvergasungsanlagen, wie z. B. Schweibrennanlagen oder Thermoselect-Anlagen umfassen.
Das erfindungsgemäße Verfahren soll nun anhand der beigefügten Figur näher erläutert werden.
In einer Abfallverbrennungsanlage 1 wird Abfall 2 unter Zufuhr von Luft 3 verbrannt. In der Abfallverbrennungsanlage wird, wie dies schematisch durch einen Speisewasservorwärmer 4, einen Verdampfer 5 und einen Vorüberhitzer 6 dargestellt ist, aus zugeführtem Speisewasser 7 vorüberhitzter Dampf 8 erzeugt. Der vorüberhitzte Dampf 8 wird einem Überhitzer 9 zugeleitet, der mit Biogas 10 unter Zufuhr von Luft 3 gefeuert wird. Das Biogas wird in einer mit Biomasse 11 beschickten Vergärungsanlage 12 erzeugt. Unter "Luft" wird in der Beschreibung und in den Ansprüchen auch mit Sauerstoff bis zu höheren Prozentsätzen angereicherte Luft verstanden.
Das Abgas 13 der Abfallverbrennungsanlage 1 wird einer Abgasreinigungs¬ anlage 14 zugeführt und von dort über einen nicht gezeigten Kamin abgeleitet.
In der Figur ist schematisch dargestellt, daß das Abgas 15 direkt der Abfallver¬ brennungsanlage zugeführt werden kann (15a), in die Abgasreinigungsanlage 14 eingeleitet werden kann (15b) und/oder zunächst einem Wärmetausch mit Luft unterzogen werden kann (15c), die dann als Verbrennungsluft 3 der Abfallverbrennungsanlage und/oder dem Überhitzer 9 zugeführt werden kann. Auch ist es möglich, Luft 16 zu erwärmen und diese für die indirekte Erwärmung der Biomasse in der Vergärungsanlage 12 einzusetzen. In der Figur sind die Wärmetauscher 17 für die Lufterwärmung hintereinander geschaltet. Eine Parallelschaltung ist auch möglich. Nach dem Wärmetausch kann das Abgas ebenfalls zur Verbrennungsanlage 1 und/oder zur Rauchgasreinigungsanlage 14 abgeführt werden. Bei der Zuordnung einer Vergärungsanlage 12 zu der Abfallverbrennungs¬ anlage 1 ist es auch möglich, die bei der Vergärung in der Vergarungsanlage 12 verbleibenden Reststoffe 18 ebenfalls in die Abfallverbrennungsanlage 1 einzubringen, so daß nur aus dieser Reststoffe 19 abzuziehen sind.
(Hierzu 1 Blatt Zeichnungen)

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Erzeugung von überhitztem Dampf durch thermische Behandlung von Abfällen unter Freisetzung von Wärme, insbesondere durch Verbrennung der Abfälle, bei dem in einem Kessel einer thermischen Behandlungsanlage zumindest Satt- oder Naßdampf erzeugt und dieser in einem mit Gas fremdgefeuerten Überhitzer überhitzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Überhitzer (9) mit Biogas (10) gefeuert wird, das in einer mit Biomasse (11) beschickten Biogaserzeugungsanlage (12) erzeugt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Reststoffe der Biogasanlage (12) der thermischen Behandlungsanlage (1) zugeführt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß daß das Abgas (15) des biogasgefeuerten Überhitzers (9) der thermischen Behandlungsanlage (1) und/oder einer der thermischen Behandlungsanlage abgasseitig nachgeschalteten Abgasreinigungsanlage (14) zugeführt wird.
4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 -3, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgas (15) des biogasgefeuerten Überhitzers (9) einem Wärmetausch (17) mit Luft unterzogen wird und die erwärmte Luft (3) der thermischen Behandlungsanlage und/oder dem biogasgefeuerten Überhitzer (9) und/oder der Biogaserzeugungsanlage (12) zugeführt wird.
5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 -4, dadurch gekennzeichnet, daß der in der thermischen Behandlungsanlage (1) erzeugte Satt- oder Naßdampf bereits dort vorerhitzt (6) wird und die Endüberhitzung auf die gewünschte Temperatur in dem biogasgefeuerten Überhitzer (9) stattfindet.
PCT/EP1997/002648 1996-05-31 1997-05-23 Verfahren zur erzeugung von überhitztem dampf durch thermische behandlung von abfällen WO1997046830A1 (de)

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