WO2013079065A2

WO2013079065A2 - Gewinnen von wertstoffen aus schlamm

Info

Publication number: WO2013079065A2
Application number: PCT/DE2012/200080
Authority: WO
Inventors: Erhard Rieder; Albert WURST; Kai JÄNNSCH
Original assignee: Dürr Systems GmbH
Priority date: 2011-12-01
Filing date: 2012-11-30
Publication date: 2013-06-06
Also published as: DE112012005027A5; WO2013079065A3

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anlage (10) für das Gewinnen, insbesondere das Rückgewinnen von Wertstoffen aus Schlamm (15). In der Anlage (10) gibt es eine Trocknungs- und Verdampfungsstufe (12), in der dem Schlamm (15) wasser- und kohlenwasserstoffhaltige Bestandteile entzogen werden. Die Trocknungs- und Verdampfungsstufe (12) ist mit einer Heizeinrichtung (14) verbunden. In der Heizeinrichtung (14) werden die dem ölhaltigen Schlamm (15) entzogenen kohlenwasserstoffhaltigen Bestandteile in einer exothermen chemischen Reaktion unter Abgabe von Reaktionswärme chemisch umgesetzt.

Description

Gewinnen von Wertstoffen aus Schlamm Beschreibung

Die Erfindung betrifft das Gewinnen, insbesondere Rückgewinnen von Wertstoffen aus Schlamm in einer Anlage.

Rohöl wird in der Erdölwirtschaft in großen Tanks gelagert. Im Laufe der Zeit bilden sich am Boden dieser Tanks ölhaltige Schlämme in Form von Schichten aus anorganischen Bestandteilen, wie Sand, Rost und Schwermetallen sowie schweren Kohlenwasserstoffen. Diese Schlämme reduzieren das Nutzvolumen der Tanks. Vor Sicherheitsinspektionen und Wartungsarbeiten müssen solche Tanks entleert und von ölhaltigen Schlämmen gereinigt wer- den. Ölhaltige Schlämme enthalten zum einen wertvolles Restöl, zum anderen jedoch auch Sand und andere Stoffe.

Die ölhaltigen Schlämme, die in Öltanks ausgebildet werden, müssen regelmäßig entsorgt werden. Für die Entsorgung ist es bekannt, diese Schlämme bei hohen Temperaturen in sogenannten Drehrohröfen zu verbrennen. Es wird jedoch auch vorgeschlagen, aus solchen ölhaltigen Schlämmen wertvolle Wertstoffe zu gewinnen. Für das Gewinnen solcher Wertstoffe werden mechanische Trennverfahren vorgeschlagen, z.B. das Zentrifugieren, um die ölhaltigen Schlämme damit in ihre unterschiedlichen Bestandteile zu zerle- gen. Solche Trennverfahren sind jedoch sehr energieintensiv und deshalb teuer.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anlage für das Gewinnen von Wertstoffen aus insbesondere ölhaltigem Schlamm bereitzustellen, die energiesparend und deshalb kostengünstig betrieben werden kann, sowie ein Verfahren zu schaffen, mit dem sich insbesondere ölhaltigem Schlamm energiesparend und kostengünstig Wertstoffe entziehen lassen. Diese Aufgabe wird durch eine Anlage der eingangs genannten Art gelöst, die eine Trocknungs- und Verdampfungsstufe aufweist, in der dem Schlamm wasser- und kohlenwasserstoffhaltige Bestandteile entzogen werden. Die Trocknungs- und Verdampfungsstufe ist mit einer Heizeinrichtung verbun- den, in der dem Schlamm entzogene kohlenwasserstoffhaltige Bestandteile in einer exothermen chemischen Reaktion unter Abgabe von Reaktionswärme chemisch umgesetzt werden. Diese Reaktionswärme wird dann zur Aufheizung eines Wärmeträgers verwendet, über den dem Schlamm wenigstens ein Teil der Reaktionswärme zugeführt wird.

Eine Idee der Erfindung ist es somit, durch prozessinterne Rückgewinnung von Wärme und Brennstoff den zum Betreiben einer Anlage für das Gewinnen von Wertstoffen aus Schlamm erforderlichen Primärenergiebedarf zu verringern oder gar auf null abzusenken. Es sei dabei bemerkt, dass dieser Schlamm nicht zwingend Wasser oder Öl enthalten muss. Eine Idee der Erfindung ist es auch, aus ölhaltigem Schlamm das darin enthaltene Öl wenigstens teilweise zurückzugewinnen. Weil die erfindungsgemäße Anlage ermöglicht, das Öl aus ölhaltigen Schlämmen nahezu vollständig abzusondern, können mit der Anlage insbesondere im Wesentlichen ölfreie Feststoffe aus Ölschlamm gewonnen werden, die sich unkritisch lagern lassen.

In der Heizeinrichtung werden die dem ölhaltigen Schlamm entzogenen kohlenwasserstoffhaltige Bestandteile unter Erzeugen von Abgasen umgesetzt. Dabei wird bei der erfindungsgemäßen Anlage der Wärmeträger bevorzugt in einem Kreislauf durch einen Wärmetauscher geführt, in dem den Abgasen Wärme entzogen und auf den Wärmeträger übertragen wird. Vorteilhafterweise wird ein Teil der Abgase durch einen Dampferzeuger geleitet, um z.B. für Dampfstrahl-Vakuumpumpen erforderlichen Dampf zu erzeugen. Die Abgase der Heizeinrichtung können nach einem Durchtreten des Wärmetau- schers durch eine sogenannte ORC-Einheit (Organic Rankine Cycle) geführt werden, die den Abgasen Restwärme entzieht und in elektrische Energie verwandelt. Eine solche ORC-Einheit enthält einen Arbeitsmittelkreislauf, der einem Dampfkreislauf ähnlich ist, der aber mit organischen Medien, z.B. mit Butan, Toluol, Silikonöl oder auch Ammoniak ausgebildet ist. In der ORC- Einheit wird das Arbeitsmittel in den Kreislauf über eine Pumpe mit Druck beaufschlagt, in einem Verdampfer anschließend erwärmt und dabei verdampft bzw. überhitzt. Dieses Arbeitsmittel ist in der Regel ein Kältemittel. Von dort wird das Arbeitsmittel zu einer Dampfturbine geleitet. Es wird hier unter Erzeugung von mechanischer Energie auf einen niedrigen Druck entspannt und nachfolgend kondensiert. Das kondensierte Arbeitsmittel wird dann in dem Kreislauf wieder dem Verdampfer zugeführt, wo es von neuem erwärmt wird und wieder verdampft. Die Abgase der Heizeinrichtung können insbesondere vor oder nach einem Durchtreten des Wärmetauschers auch durch ein Turbinensystem geführt werden, das eine Gasturbine enthält. Indem diese Gasturbine mit einem Generator gekoppelt ist, wird das Erzeugen von elektrischer Energie ermöglicht.

Um die Schadstoffe aus den Abgasen zu entfernen, ist es von Vorteil, wenn die Abgase durch eine Reinigungseinrichtung geführt werden. Die Energie der Abgase der Heizeinrichtung lässt sich besonders effizient nutzen, indem die Abgase in einer Gasturbine unter Zugabe von weiteren Brenngasen nachverbrannt werden. Mit dieser Gasturbine kann dann mechanische Energie erzeugt werden, die sich bei Bedarf z.B. mittels eines Generators auch in elektrische Energie verwandeln lässt. Von Vorteil ist es insbesondere, auch die Abgase der Gasturbine wenigstens teilweise dem Wärmetauscher zuzu- führen, damit diese darin auf den Wärmeträger übertragen wird.

Darüber hinaus ist es auch möglich, die dem Schlamm in der Trocknungsund Verdampfungsstufe entzogenen kohlenwasserstoffhaltigen Bestandteile in dem Brennraum eines Hubkolben-Motors, in der Brennkammer einer Gas- turbine oder in einem Verdampfer eines gegebenenfalls weiteren ORC- Systems zu verbrennen. Eine erfindungsgemäße Anlage enthält eine Saugein chtung, mit der die dem Schlamm entzogenen wasser- und kohlenwasserstoffhaltige Bestandteile aus der Trocknungs- und Verdampfungsstufe unter Erzeugung eines Un- terdrucks angesaugt und der Heizeinrichtung für das chemische Umsetzen, insbesondere das Verbrennen zugeführt werden. Von Vorteil ist es, wenn die Saugeinhchtung eine Pumpeneinrichtung mit einer Kondensat- Abscheideeinrichtung aufweist und eine zu der Pumpeneinrichtung parallel angeordnete Kondensationseinheit mit einem Kondensatsammler umfasst. Die Pumpeneinrichtung und die Kondensationseinheit ist dabei jeweils mit der Heizeinrichtung durch eine Leitung verbunden, durch welche der Heizeinrichtung gas- und/oder dampfförmige, dem Schlamm entzogene kohlenwasserstoffhaltige Bestandteile zugeführt werden können. Dabei ist auch die Kondensat-Abscheideeinrichtung und der Kondensatsammler jeweils mit der Heizeinrichtung über eine Leitung verbunden, die für das Zuführen von dem Schlamm entzogenen kohlenwasserstoffhaltigen Bestandteilen an die Heizeinrichtung dient. Die Pumpeneinrichtung enthält besonders bevorzugt wenigstens eine Saugpumpe, insbesondere eine (gegebenenfalls mehrstufig ausgeführte) Strahlpumpe, bevorzugt eine Dampfstrahl-Vakuumpumpe.

Indem der Unterdruck in der Trocknungs- und Verdampfungsstufe mit einer Saugeinhchtung erzeugt wird, die eine Pumpeneinrichtung und ein dazu parallel angeordnetes Saugsystem mit einer Kondensationseinheit enthält, deren Funktionsprinzip von dem Funktionsprinzip der Kondensationseinheit verschieden ist, wird eine hohe Zuverlässigkeit der Anlage gewährleistet. Gleichzeitig wird hierdurch der Aufwand für das Filtern von mit der Trocknungs- und Verdampfungsstufe erzeugten wasser- und ölhaltigen Dämpfen minimiert. Das ermöglicht es, dass die erfindungsgemäße Anlage mit großen Reinigungsintervallen betrieben werden kann und die Standzeiten der Anlage relativ hoch sind. Mit der Kondensationseinheit werden die dem Schlamm entzogenen wasser- und kohlenwasserstoffhaltige Bestandteile vorteilhafter Weise durch ein Partikelfilter angesaugt. Die Pumpeneinrichtung und die Kondensationseinheit führen diese kohlenwasserstoffhaltigen Bestandteile möglichst durch vonei- nander getrennte Leitungen in die Heizeinrichtung.

Von Vorteil ist es, wenn die Saugeinrichtung die dem Schlamm entzogenen wasser- und kohlenwasserstoffhaltigen Bestandteile durch einen Zyklon- Abscheider ansaugt, der die darin mitgeführten Feststoffe abtrennt.

Eine Idee der Erfindung ist es, die Pumpeinrichtung mit wenigstens einer ersten Strahlpumpe, insbesondere mit einer Dampfstrahl-Vakuumpumpe und optional auch mit einer zweiten Strahlpumpe, insbesondere einer Dampfstrahl-Vakuumpumpe auszubilden. Die wenigstens eine erste Dampfstrahl- Vakuumpumpe hat eine Doppelwirkung. Sie dient auch für das adiabatische Entspannen von dem Schlamm in der Behandlungszone entzogenen kohlenwasserstoffhaltigen Bestandteilen, die langkettig sind, so dass diese hierdurch kondensieren können, ohne durch eine Kondensationseinheit mit Kühlschlangen geleitet zu werden. Bei langkettigen Kohlenwasserstoffen handelt es sich insbesondere auch um Teerstoffe, die eine Kondensationseinheit mit Kühlschlangen verkleben können, so dass diese schon nach einer kurzen Betriebsdauer nicht mehr vollumfänglich funktionsfähig ist und gereinigt werden muss. Die erste Da mpfstra hl -Vakuum pumpe hat dabei vorzugsweise einen saugseitigen Anschluss, der mit der Trocknungs- und Ver- dampfungsstufe verbunden ist, die dem ölhaltigen Schlamm entzogene wasser- und kohlenwasserstoffhaltige Bestandteile ggf. einer zweiten Einrichtung für das Abscheiden von Kondensat zuführt. Die wenigstens eine zweite Dampfstrahl-Vakuumpumpe fördert durch ihren saugseitigen Anschluss aus der Einrichtung für das Abscheiden von Kondensat gas- und/oder dampfför- mige kohlenwasserstoffhaltige Bestandteile des in der Trocknungs- und Verdampfungsstufe angeordneten Schlamms in die Heizeinrichtung. Es sei bemerkt, dass die Kondensationseinheit auch saugseitig vor der ersten Da mpfstra hl -Vakuum pumpe angeordnet werden kann. Durch diese Anordnung lässt sich die für den Betrieb der Dampfstrahl-Vakuumpumpe erfor- derliche Dampfmenge deutlich reduzieren. Die Kondensation in der Kondensationseinheit erfolgt dabei bevorzugt auf einem variablen Temperaturniveau, das zwischen 100° C und 350° C liegt und das damit ermöglicht, die langket- tigen Kohlenwasserstoffe gezielt zu kondensieren und eine Verschmutzung der Kondensationseinheit zu verhindern.

Eine Idee der Erfindung ist es auch, Wertstoffe aus Schlamm zu gewinnen, insbesondere zurückzugewinnen, indem der Schlamm in einem ersten Schritt bei Atmosphärendruck oder leichtem Unterdruck aufgeheizt wird, um Wasser zu verdampfen, das in dem Schlamm enthalten ist. In einem auf den ersten Schritt folgenden zweiten Schritt wird der aufgeheizte Schlamm dann mit einem Unterdruck beaufschlagt, um in dem Schlamm enthaltene Kohlenwasserstoffe in die Gasphase zu überführen und in einer Brennkammer einer Heizeinrichtung chemisch exotherm umzusetzen. Diese Maßnahme ermöglicht, die Effizienz einer Kondensationseinheit variabel zu gestalten, und hier- durch den Energieeinsatz für das Kühlen eines in einer Kühlschlange der Kondensationseinheit geführten Fluids gering zu halten. Die bei der Umsetzung in der Heizeinrichtung entstehende Reaktionswärme wird dann wenigstens teilweise dem Schlamm zugeführt, um diesen damit aufzuheizen. Die in die Gasphase überführten Kohlenwasserstoffe des Schlammes werden in vorteilhafter Weise durch eine Einrichtung für das Sammeln von Kondensat und eine zu der Einrichtung parallel angeordnete Kondensationseinheit mit einem dazu angeschlossenen Kondensatsammler geleitet. Das ermöglicht es, einem Brenner der Heizeinrichtung flüssige Kohlenwasserstoffe für die Verbrennung zuzuführen und in ein Abgasorgan der Heizeinrichtung gas- und/oder dampfförmige Kohlenwasserstoffe einzuleiten. Indem in einem auf den zweiten Verfahrensschritt folgenden dritten Verfahrensschritt die Zufuhr von in die Gasphase überführten Kohlenwasserstoffen in die Kondensationseinheit unterbunden wird, lässt sich gewährleisten, dass die Kondensationseinheit nicht mit Teerstoffen bzw. langkettigen Kohlenwasserstoffe verschmutzt. Durch diese Maßnahme lässt sich auch erreichen, dass eine der Kondensationseinheit vorgeschaltete Filtereinheit zur Feststoffabscheidung nicht durch Stäube zugesetzt wird, die in der Anlage in einem Betriebszustand auftreten, in dem in der Behandlungszone angeordneten Schlämmen Kohlenwasserstoffe entzogen werden, die langkettig sind. Um in diesem Betriebszustand eine Funktion von Filtereinheiten sicherzustellen, wäre es sonst nämlich erforderlich, für diese eine Filter-Reservefläche vorzusehen oder diese Filtereinheiten mit einer Filter-Reinigungseinrichtung auszurüsten.

Eine Idee der Erfindung besteht insbesondere darin, langkettige Kohlenwasserstoffe aus einer Schlammcharge in der Behandlungszone der Anlage zu kondensieren, um das Überhitzen der Heizeinrichtung durch eine übermäßige Zufuhr von langkettigen Kohlenwasserstoffen in der Gasphase in eine Brennkammer der Heizeinrichtung zu vermeiden. In flüssiger Form sind diese langkettigen Verbindungen als Brennstoff für die Heizeinrichtung der Anlage kurzkettigen Kohlenwasserstoffen zu bevorzugen. Kurzkettige Kohlenwas- serstoffe haben nämlich einen Verkaufswert, der deutlich höher ist als der Verkaufswert von langkettigen Kohlenwasserstoffen. Es ist zu bemerken, dass durch gezieltes Zuschalten der Kondensationseinheit je nach Prozessabschnitt eine Zusammensetzung der kondensierten Kohlenwasserstoffe gezielt beeinflusst bzw. eingestellt werden kann.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in der Zeichnung in schemati- scher Weise dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Es zeigen: eine Anlage für das Gewinnen von Wertstoffen aus ölhaltigem Schlamm mit einer Heizeinrichtung; einen Abschnitt eines Brenners in der Heizeinrichtung; ein an die Heizeinrichtung angeschlossenes Turbinensystem in der Anlage für das Gewinnen von Wertstoffen aus ölhaltigem Schlamm; eine alternative Ausführung für ein an die Heizeinrichtung angeschlossenes Turbinensystem,

Fig. 5 eine Dampfstrahl-Vakuumpumpe in der Anlage; und ein weiteres Turbinensystem für den Anschluss an eine modifizierte Heizeinrichtung in einer Anlage für das Gewinnen von Reststoffen aus ölhaltigem Schlamm.

Die in der Fig. 1 gezeigte Anlage 10 ist für das Rückgewinnen von Wertstof- fen aus ölhaltigem Schlamm ausgelegt. Die Anlage 10 hat eine Trocknungsund Verdampfungsstufe 12. Die Trocknungs- und Verdampfungsstufe 12 enthält einen Reaktorbehälter 1 1 mit einer beheizbaren Behandlungszone 13. In die beheizbare Behandlungszone 13 können durch einen druckdicht verschließbaren Zugang (nicht dargestellt) ölhaltige Schlämme 15 einge- bracht werden. In der Behandlungszone 13 kann ölhaltiger Schlamm 15 mit aufgeheiztem Thermoöl 9 als Wärmeträger erhitzt werden, das in einer Leitung 17 durch den Reaktorbehälter 1 1 geführt wird. Die Behandlungszone 13 in dem Reaktorbehälter 1 1 ist für das Beaufschlagen mit Unterdruck ausgelegt. Der Unterdruck in der Behandlungszone wird mittels einer Saugeinrich- tung 94 eingestellt. Damit ist es möglich, ölhaltige Schlämme 15 in der Behandlungszone 13 bei einem definierten Unterdruck aufzuheizen. Durch das Einstellen des Unterdrucks in der Behandlungszone 13 ist es möglich, die Siedetemperatur von Wasser und Kohlenwasserstoffen in den ölhaltigen Schlämmen zu variieren und insbesondere abzusenken. Die Trocknungsund Behandlungsstufe 12 hat einen Auslass 86, über den Wertstoff 88, wie z.B. Sand, von in der Anlage 10 behandelten ölhaltigen Schlamm 15 einem Behälter 90 zugeführt werden kann. Die Trocknungs- und Verdampfungsstufe 12 hat einen Anschluss 8 für das kontrollierte Zuführen von Stickstoff aus einem Stickstofftank 7 und von Umgebungsluft aus einem Saugkanal 6 in die Behandlungszone 13. Fluid, insbesondere bestehend aus Wasserdampf und/oder Kohlenwasserstoff-Dämpfen kann über Leitungen 54, 60, 62 aus der Behandlungszone 13 abgesaugt werden.

Die Anlage 10 enthält eine Heizeinrichtung 14. Die Heizeinrichtung 14 erzeugt Energie für das Verdampfen von Kohlenwasserstoffen in der Trock- nungs- und Verdampfungsstufe 12 der Anlage 10. In der Heizeinrichtung 14 können ölhaltigen Schlämmen 15 entzogene kohlenwasserstoffhaltige Bestandteile durch exotherme chemische Umsetzung mit Frischluft verbrannt werden. Diese kohlenwasserstoffhaltigen Bestandteile können gasförmig oder flüssig sein. Die Heizeinrichtung 14 hat einen Brenner 19, an den ein Abgasorgan angeschlossen ist, und eine mit dem Abgasorgan 5 verbundene Brennkammer 21 . Die Brennkammer 21 wirkt als Abluftreinigungsstufe. Mit dem Brenner 19 wird die Brennkammer 21 auf eine definierte, günstige Reaktionstemperatur T_R für das chemische Umsetzen von Kohlenwasserstoffen aufgeheizt und auf dieser Reaktionstemperatur gehalten. Diese günstige Re- aktionstemperatur T_R liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 500 °C und 1000 °C. Die günstige Reaktionstemperatur T_R hängt von der Art und der Konzentration der Kohlenwasserstoffe ab, die in dem ölhaltigen Schlamm 15 in der Behandlungszone 13 enthalten sind. Die Heizeinrichtung 14 wird über einen Anschluss 23 und einen Anschluss 35 mit Erdgas oder Heizöl gespeist. Das über die Anschlüsse 23, 35 zugeführte Erdgas oder Heizöl wird in dem Brenner 19 mit Frischluft verbrannt, die mit einem Gebläse 25 in einer Leitung 27, 29 geführt wird.

Die Fig. 2 erläutert die Funktion des Brenners 19. Der Brenner 19 ist ein so- genannter Zweistoffbrenner. Der Brenner 19 hat ein Gehäuse 1 10 mit einer Lanze 1 12.

Grundsätzlich kann der Brenner 19 in einer abgewandelten Form auch als ein sogenannter Dreistoff- oder auch Vierstoffbrenner ausgeführt werden. In diesem Fall enthält der Brenner mehrere Lanzen, z.B. eine Hochsieder- Lanze für langkettige Kohlenwasserstoffe der Kettenlänge C36 oder größer, eine Normalsieder-Lanze für Kohlenwasserstoffe einer Kettenlänge, welche die Kettenlänge C36 unterschreitet, eine Heizöl- und/oder Diesel-Lanze sowie eine Erdgaslanze, über die als in die Anlage von außen zugeführter Hilfsstoff in Form von Heizöl bzw. Dieselkraftstoff sowie Erdgas verbrannt werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann der Brenner auch als ein sogenannter Konus-Brenner oder als ein Drall-Brenner mit Drallschaufeln für Zuluft gestaltet sein. Die Lanze 1 12 in dem Brenner 19 enthält eine Leitung 1 14 für das Zuführen von Öl. Sie hat einen Gaskanal 1 16 und eine Einrichtung 1 17 für das Zuführen von Druckluft oder Dampf. Mittels der Druckluft kann das Öl in der Leitung 1 14 durch einen Düsenabschnitt 1 18 zu einem Öl-Luftgemisch zerstäubt werden. Für das Gas aus dem Gaskanal 1 16 gibt es in dem Düsenabschnitt 1 18 Austrittsöffnungen 122. Das aus dem Düsenabschnitt 1 18 austretende Gas und/oder Öl-Luftgemisch kann mit einer Zündeinrichtung 120 entzündet werden. In einem Flammbereich 124 wird dabei eine Brennflamme gebildet, die über eine Frischluftzufuhr mit Frischluft versorgt wird, die entsprechend dem Pfeil 128 zugeführt wird. Die mittels des Brenners 19 erzeugte Brenner- flamme erstreckt sich bis in das Abgasorgan 5 der Heizeinrichtung 14. Es sei bemerkt, dass in der Heizeinrichtung 14 anstelle eines Zweistoffbrenners ein Brenner für das Verbrennen von Öl und ein weiterer Brenner für das Verbrennen von Gas vorgesehen sein kann. Die Heizeinrichtung 14 der in der Fig. 1 gezeigten Anlage 10 ist über eine Leitung 31 mit einem Wärme- tauscher 16 verbunden. Dem Wärmetauscher 16 werden die in der Heizeinrichtung 14 durch Verbrennung erzeugten Abgase bzw. Reingase zugeführt. In dem Wärmetauscher 16 wird die Wärme der Abgase bzw. Reingase auf das Thermoöl 9 übertragen, das in der Leitung 17 in einem Kreislauf geführt ist. Dem Wärmetauscher 16 ist ein optional Wärmetauscher 130 mit einem ebenfalls optionalen Turbinensystem 132 parallel geschaltet, der ein Turbinensystem 132 enthält, das eine Gasturbine aufweist.

Es sei bemerkt, dass in einer modifizierten Ausführungsform der Anlage 10 der Wärmetauscher 130 in den Wärmetauscher 16 integriert sein kann.

Die Fig. 3 zeigt das Turbinensystem 132. Das Turbinensystem 132 enthält eine Gasturbine 134. Die Gasturbine 134 hat ein als Entspanner wirkendes Turbinenrad 136 und enthält ein Turbinenrad 138, das als Verdichter fungiert. Mit dem Turbinenrad 138 wird Umgebungsluft angesaugt und verdichtet. Die mit dem Turbinenrad 138 angesaugte und verdichtete Luft gelangt in einen Rekuperator 140. In dem Rekuperator 140 wird die verdichtete Luft mit der Restwärme von Luft vorgewärmt, die in dem Turbinenrad 136 entspannt wird. Die vorgewärmte Luft wird dann durch den Wärmetauscher 130 geführt und dort auf z.B. 850° C erwärmt, um dann in dem Turbinenrad 136 entspannt zu werden. Die dabei freigesetzte Energie wird dabei auf das Turbinenrad 138 und einen mit dem Turbinenrad 136 gekoppelten elektrischen Generator 142 als kinetische Energie übertragen. Mit dem Generator 142 kann auf diese Weise elektrische Energie erzeugt werden. Von dem Wärmetauscher 16 werden die Abgase optional zu einer ORC- Einheit 20 geleitet. Den Abgasen wird hier sogenannte Restwärme entzogen, um diese in elektrische Energie zu wandeln. Nach dem Durchtreten der ORC-Einheit 20 gelangen die Abgase bei Bedarf durch eine als Rauchgaswäsche 22 ausgeführte Einrichtung für das Entfernen von Schadstoffen über ein Gebläse 33 durch einen Kamin 145 ins Freie. Es sei bemerkt, dass das Gebläse 33 im Grundsatz auch zwischen der ORC-Einheit 20 und dem Rauchgaswäscher 22 angeordnet werden kann.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Gebläse 33 dem Wärmetauscher 16 nachgeschaltet. Es sei jedoch bemerkt, dass auf entsprechende Gebläse in der Anlage bei einem ausreichenden Vordruck verzichtet werden kann.

Die als Rauchgaswäscher 22 ausgeführte Einrichtung für das Entfernen von Schadstoffen kann basierend auf dem Prinzip der Trockensorption insbeson- dere wasserfrei ausgeführt werden. Prinzipiell nutzbare Abgasreinigungsanlagen zur Abtrennung von kohlenwasserstoffhaltigen, insbesondere flüssigen Schadstoffen aus Abluft sind z.B. in der WO 2010/069407 A1 oder der WO 2009/026986 beschrieben, auf die insoweit Bezug genommen wird. Bei einer alternativen Ausführung der Anlage 10 kann vorgesehen sein, mit der Energie, die bei der exothermen chemischen Umsetzung der kohlenwasserstoffhaltigen Bestandteile in der Heizeinrichtung 14 aus den ölhaltigen Schlämmen freigesetzt wird, mittels eines Dampfkessels (nicht gezeigt) Dampf zu erzeugen, mit dem zum einen die Trocknungs- und Verdamp- fungsstufe 12 der Anlage 10 beheizt wird, und zum anderen in einer mit einem elektrischen Generator gekoppelten Dampfturbine z.B. elektrischer Strom erzeugt wird. In einer solchen alternativ ausgeführten Anlage ist es dann wegen einer sehr geringen Restwärme von Abluft aus der Heizeinrichtung 14 nicht zwingend sinnvoll, die Restwärme der Abluft in einer ORC- Einheit in mechanische bzw. elektrische Energie umzuwandeln. Darüber hinaus ist es möglich, die verdichtete Luft wie in der Fig. 4 gezeigt, in einem Turbinensystem 232, das eine Gasturbine 234 enthält, anstatt durch einen Wärmetauscher direkt durch die Brennkammer 21 der Heizeinrichtung 14 in der Anlage 10 zu leiten. Funktional einander entsprechende Baugrup- pen in der Fig. 3 und der Fig. 4 sind in der Fig. 4 deshalb mit in Bezug auf die Fig. 3 um die Zahl 100 erhöhten Bezugszeichen kenntlich gemacht.

Für das Einstellen des Drucks in der Behandlungszone 13 der Trocknungsund Verdampfungsstufe 12 enthält die Saugeinrichtung 94 in der Anlage 10 zum einen eine Pumpeneinrichtung 24. Die Pumpeneinrichtung 24 ist über eine Leitung 54, 60 mit der Trocknungs- und Verdampfungsstufe 12 verbunden. Die Pumpeneinrichtung 24 umfasst eine erste Dampfstrahl- Vakuumpumpe 26 und hat optional eine zweite Dampfstrahl-Vakuumpumpe 28. Die Dampfstrahl-Vakuumpumpe 26 hat einen saugseitigen Anschluss 30, der zu der Trocknungs- und/oder Verdampfungsstufe 12 weist. Die erste Dampfstrahl-Vakuumpumpe 26 ist mit einem pumpenseitigen Anschluss 32 ausgebildet. Der pumpenseitige Anschluss 32 ist optional mit einer Einrichtung 34 für das Abscheiden von Kondensat verbunden. Dort wird Kondensat 36 gesammelt, das sich durch Abkühlen von mit der Dampfstrahl- Vakuumpumpe 26 aus der Behandlungszone 13 abgesaugten wasser- und kohlenwasserstoffhaltigen Bestandteilen bildet. Um zu gewährleisten, dass das gesammelte Kondensat eine gute Fließfähigkeit hat, enthält die Einrichtung 34 ein Heizsystem 152. Das Heizsystem wird vorzugsweise mit dem Thermoöl betrieben, auf das in dem Wärmetauscher 16 Wärme übertragen wird.

Die Einrichtung 34 für das Abscheiden von Kondensat hat einen Anschluss 38, der über eine bei Bedarf vorsehbare Kondensationseinheit 154 mit dem saugseitigen Anschluss 40 der optionalen zweiten Dampfstrahl- Vakuumpumpe 28 verbunden ist. Die Kondensationseinheit 154 hat eine Kühlschlange 156 sowie eine Kühleinrichtung 158 mit einem Gebläse 160 für eine Luftkühlung. Alternativ hierzu ist es auch möglich, die Kondensationseinheit 154 als sogenannten Mischkühler auszuführen, wobei in dem Mischkühler warmes Fluid aus Leitung 62 mit kühlerem Kondensat vermischt und vorzugsweise kondensiert wird. Die Kondensationseinheit 154 ist für das Kondensieren von langkettigen Kohlenwasserstoffen ausgelegt.

In einer alternativen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Pumpe 26 zwischen der Kondensationseinheit 154 und der zweiten Pumpe 28 angeordnet, so dass dann beide Pumpen 26, 28 in Reihe geschaltet sind. In ei- nem weiteren alternativen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Pumpe 26 zwischen der Einrichtung 34 und der Kondensationseinheit 154 angeordnet. In einem davon verschiedenen weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Pumpen 26, 28 in Reihe geschaltet und in der Leitung positioniert, welche den Anschluss 38 der Einrichtung 34 für das Abscheiden von Kondensat mit der Kondensationseinheit 154 verbindet.

Die Dampfstrahl-Vakuumpumpen 26, 28 haben einen Aufbau, der z.B. in dem online-Technik-Lexikon www.techniklexikon.net näher beschrieben ist. Die Dampfstrahl-Vakuumpumpen 26, 28 werden über eine Treibdampf- Leitung 42 mit Treibdampf gespeist, der z.B. mit einem in der Anlage 10 angeordneten Dampferzeuger 153 aus Speiswasser 155 erzeugt wird, der aus der Heizeinrichtung 14 Wärme erhält. Der pumpenseitige Anschluss 44 der zweiten Da mpfstra hl -Vakuum pumpe 28 ist mit einem Anschluss 44 an der Brennkammer 21 der Heizeinrichtung 14 verbunden.

Die Fig. 5 zeigt den Aufbau der ersten Dampfstrahl-Vakuumpumpe 26. Der saugseitige Anschluss 30 der Dampfstrahl-Vakuumpumpe 26 mündet in einen Mischraum 27. Die Dampfstrahl-Vakuumpumpe 26 enthält eine Treibdüse 29, die vor dem Mischraum 27 angeordnet ist. Die Treibdüse 27 ist mit einem Druckraum 101 verbunden, der einen Anschluss 103 für das Zuführen von mit Druck beaufschlagtem, überhitztem Wasserdampf hat, der bis zu 20 bar oder auch mehr, insbesondere 15 - 60 bar (abolut) betragen kann. Der Mischraum 27 der Dampfstrahl-Vakuumpumpe 26 mündet in eine Staudüse 105, an die sich ein Kompressorraum 107 anschließt. Die Staudüse 105 und der Kompressorraum 107 bilden einen Diffusor, an den sich der pumpensei- tige Anschluss 32 befindet. In dem Diffusor wird das durch die Leitung 54, 60 geführte Fluid adiabatisch entspannt, was die Temperatur des Fluids schlagartig herabsetzt. Das hat zur Folge, dass langkettige Kohlenwasserstoffe aus der Behandlungszone 13, die in diesem Fluid mitgeführt werden, kondensieren. Für das Abführen von Kondensat aus dem Druckraum 101 hat die Dampfstrahl-Vakuumpumpe 26 einen Anschluss 101 . Der Aufbau der zweiten Dampfstrahl-Vakuumpumpe 28 entspricht dem Aufbau der ersten Dampfstrahl-Vakuumpumpe 26.

Die langkettigen Kohlenwasserstoffe werden in der Einrichtung 34 abge- schieden. Es ist günstig, aber nicht zwingend notwendig, wenn in der Einrichtung 34 die langkettigen Kohlenwasserstoffe von kondensiertem Wasser getrennt werden. In der Einrichtung 34 wird das durch adiabatische Entspannung in dem Diffusor der Da mpfstra hl -Vakuum pumpe 26 gebildete Kondensat und das Kondensat aus der Kondensationseinheit 154 aufgenommen. Die Einrichtung 34 ist über eine Leitung 37 mit einem Anschluss 53 an dem Brenner 19 der Heizeinrichtung 14 verbunden. Der Brenner 19 der Heizeinrichtung 14 kann damit auch mit dem in der Einrichtung 34 abgeschiedenen Kondensat gespeist werden. Über die Leitung 46 wird einem Kondensat- Sammelbehälter 48 Ölkondensat 168 zugeführt, das sich in dem Kondensat- sammler 74 gesammelt hat. Wie die Einrichtung 34 enthält auch der Kondensat-Sammelbehälter 48 ein mit dem Thermoöl 9 betriebenes Heizsystem 170, auf das in dem Wärmetauscher 16 Wärme übertragen wird. Alternativ oder zusätzlich hierzu können für Kondensat-Sammelbehälter 48 als Heizsysteme auch beispielsweise elektrische Widerstandsheizungen oder solarthermische Systeme zum Einleiten von Wärme eingesetzt werden. Für das in dem Kondensat-Sammelbehälter 48 gesammelte Kondensat 168 wird damit eine gute Fließfähigkeit gewährleistet.

Im Falle eines erhöhten Wassergehaltes der dort gesammelten Flüssigkeit kann in einer modifizierten Ausführungsform der Anlage 10 das in der Einrichtung 34 gesammelte Kondensat 36 über ein getrenntes Leitungs- bzw. Lanzensystem auch der Brennkammer 21 direkt zugeführt werden.

Der Kondensat-Sammelbehälter 48 ist über eine Leitung 50 mit der Heizein- richtung 14 verbunden. Über den Anschluss 52 kann dem Brenner 19 zur Beheizung der Abluftreinigungsstufe 21 flüssiges Öl zugeführt werden, das aus ölhaltigen Schlämmen 15 der Behandlungszone 13 gewonnen ist. Der Kondensat-Sammelbehälter 48 hat einen Auslass 92. An dem Auslass 92 wird dem ölhaltigen Schlamm 15 der Trocknungs- und Verdampfungsstufe 12 entzogenes Öl als ein Wertstoff bereitgestellt, der aus dem ölhaltigen Schlamm 15 gewonnen ist. Das Funktionsprinzip der Dampfstrahl- Vakuumpumpen 26, 28 gewährleistet, dass diese zuverlässig betrieben werden können, wenn die aus der Trocknungs- und Verdampfungseinrichtung 12 abgesaugten Dämpfe mit Staub befrachtet sind, der in ölhaltigen Schlämmen enthalten ist. In der letzten Phase einer Trocknung ist das erfahrungsgemäß der Fall. Den Dampfstrahl-Vakuumpumpen 26, 28 können optional Filtereinrichtungen nachgeschaltet werden, um die Heizeinrichtung 14 vor Staub zu schützen, damit deren einwandfreie Funktion gewährleistet werden kann. Vor der Saugeinrichtung 94 befindet sich zwischen der Pumpeneinrichtung 24 und dem Anschluss 54 optional ein Zyklon-Abscheider 56. Der Zyklon- Abscheider 56 wirkt als Trennvorrichtung. Die dem Zyklon-Abscheider 56 über den Anschluss 54 der Trocknungs- und Verdampfungsstufe 12 zugeführten wasser- und ölhaltigen Dämpfe werden darin von Feststoffen befreit, welche sich in einem Feststoff-Sammelabschnitt 58 des Zyklon-Abscheiders 56 niederschlagen. ln der Saugeinrichtung 94 werden diese Dämpfe durch einen Leitungsabschnitt 60 mit einer Verzweigung 62, 64 geführt. In den Verzweigungen 62, 64 ist jeweils eine einstellbare Drosselklappe 66, 68 angeordnet. Durch Ein- stellen der Drosselklappen 66, 68 ist es möglich, das Durchtreten von was- ser- und ölhaltigen Dämpfen durch den Verzweigungsabschnitt 62 in die Pumpeneinrichtung 24 und in die Kondensationseinheit 72 mit dem Kondensatsammler 74 definiert einzustellen bzw. komplett umzuschalten. In der Saugeinrichtung 94 ist die Kondensationseinheit 72 mit dem Kondensat- sammler 74 angeordnet. Zwischen der einstellbaren Drosselklappe 68 und der Kondensationseinheit 72 befindet sich eine Filterstufe 76. Die der Kondensationseinheit 72 durch die Filterstufe 76 zugeführten Öldämpfe werden dort zum Teil als Flüssigkeit niedergeschlagen. Zum Teil verbleiben diese Dämpfe in der Gasphase. In der Filterstufe 76 wird der nach dem Zyklon- Abscheider 56 verbleibende Reststaubgehalt weiter reduziert.

Die Kondensationseinheit 72 hat einen Anschluss 78, der durch eine Leitung 80 mit einem Anschluss 82 mit der Heizeinrichtung 14 verbunden ist. In der Saugeinrichtung 94 gibt es eine in der Leitung 80 angeordnete Pumpeinrich- tung 83 und ein Ventil 84. Durch die Leitung 80 kann das Abgasorgan 5 in der Heizeinrichtung 14 mit Gasen und Dämpfen aus der Verdampfungsstufe 12 gespeist werden, die etwa Atmosphärendruck haben und deren Temperatur ungefähr der Raumtemperatur entspricht. In einer modifizierten Ausführungsform der Anlage 10 kann vorgesehen sein, die Gase und Dämpfe aus der Kondensationseinheit 72 auch dem Brenner 19 zuzuführen. Diese Maßnahme ermöglicht, die Größe der Brennkammer 21 vergleichsweise gering zu halten. Insbesondere kann auf diese Weise erreicht werden, dass die Brennkammer 21 nicht mit zusätzlicher Frischluft über die Leitung 27 beaufschlagt werden muss. In der Kondensationseinheit 72 wird mittels eines Unterdrucks bewirkt, dass die Siede- bzw. Kondensationstemperatur der Kohlenwasserstoffkomponente des der Kondensationseinheit 72 zugeführten fluiden Mediums abnimmt. Eine Kondensation von Kohlenwasserstoffen findet hier bereits bei einer Kon- densationstemperatur T_K statt, wobei gilt:

T_K * 30 °C

oder

T_K nicht viel größer als 30 °C.

Für das Gewährleisten der Kondensationstemperatur T_K kann die Kondensationseinheit 72 z.B. auch ein Wasserkühlregister enthalten, das z.B. mit einem Rückkühler verbunden ist und in einem Kreislauf betrieben wird. In einer abgewandelten Ausführungsform der Anlage 10 kann auch vorgesehen sein, mit dem kurzkettige Kohlenwasserstoffe enthaltenden Fluid, das in den Leitungen 80, 81 bereitgestellt wird, ein Turbinensystem 332 zu betreiben, das an die Brennkammer 321 einer modifizierten Heizeinrichtung 314 angeschlossen ist, die ein Abgasorgan 305 enthält und einen Brenner 319 hat. Hier wird das die kurzkettigen Kohlenwasserstoffe enthaltende Fluid 335 gegebenenfalls mit zusätzlicher Frischluft 337 dem als Verdichter wirkenden Turbinenrad 338 einer Gasturbine 334 zugeführt. Das als Entspanner wirkende Turbinenrad 336 ist an die Brennkammer 321 angeschlossen, die das dem Turbinenrad 338 zugeführte Fluid durch einen Rekuperator 340 erhält. Um eine exotherme Reaktion der Kohlenwasserstoffe in der Brennkammer 321 zu gewährleisten, enthält diese Leitbleche 344, die dazu dienen, die Verweilzeit des in die Brennkammer 321 geleiteten Fluids in der Brennkammer 321 zu erhöhen. Die Trocknungs- und Verdampfungsstufe 12 in der Anlage 10 wird sowohl als Vakuumtrockner für Wasser (H₂O) als auch als Verdampfer für Kohlenwas- serstoffe (HC) eingesetzt werden. Um aus ölhaltigen Schlämmen Wertstoffe zu gewinnen, wird die Anlage 10 in einem sogenannten Batch-Modus betrieben. Das Behandeln einer Charge erfolgt dabei in drei unterschiedlichen Verfahrensschritten, die aufeinanderfolgend nacheinander durchgeführt werden.

In einem auf das Verdampfen des Wassers folgenden zweiten Verfahrensschritt wird mittels der Pumpeinrichtung 83 in der Behandlungszone 13 ein Unterdruck P erzeugt, der in einer Größenordnung von P « 50 Millibar Absolutdruck liegt. Die Drosselklappe 66 ist auch hier geschlossen. Die Charge in der Behandlungszone 13 wird dabei auf eine Temperatur in den Bereich von 200 °C bis 400 °C erhitzt. Das bewirkt, dass die in dem ölhaltigen Schlamm der Charge enthaltenen Kohlenwasserstoffe mit Kohlenstoffketten einer Länge bis C36, insbesondere zwischen C22 und C36 verdampfen. In dem zweiten Verfahrensschritt werden der Brenner 19 und das Abgasorgan 5 über die Leitungen 27, 29 mit Frischluft versorgt. In dem zweiten Verfahrensschritt werden auch verstärkt Partikel in Form von Stäuben aus der Behandlungszone 13 ausgetragen. Diese aus der Behandlungszone 13 ausgetragenen Partikel können zu Ablagerungen und Verstopfungen in einer Kondensationseinheit wie der Kondensationseinheit 72 führen. Ein Zyklon- Abscheider 56 und ein Filter 76 in der Anlage 10 können hier gewährleisten, dass die Partikel in Form von Stäuben aus der Behandlungszone 13 der Trocknungs- und Verdampfungsstufe 12 auch bei einer geöffneten Drossel 68 die Funktionalität der Kondensationseinheit 72 nicht beeinträchtigen. Die- se Partikel werden in dem Zyklon-Abscheider 56 und dem Filter 76 nämlich weitestgehend zurückgehalten.

In einem auf den zweiten Verfahrensschritt folgenden dritten Verfahrensschritt werden dann anschließend die höhermolekularen Kohlenwasserstoffe des ölhaltigen Schlamms in der Behandlungszone 13 bei einem Druck von etwa 50 mbar verdampft. Die Drosselklappe 66 ist hier geöffnet und die Drosselklappe 68 geschlossen. Bei diesen höhermolekularen Kohlenwasserstoffen kann es sich um Kohlenwasserstoffe mit Kohlenstoffketten bis zu der Länge C40 handeln. Diese Kohlenwasserstoffe umfassen z.B. klebrige Paraffine und Teere, die bei Verdampfung zu Ablagerungen in einer Kondensati- onseinheit wie der Kondensationseinheit 72 führen können. Durch das Schließen der steuerbaren Drossel 68 wird in dem dritten Verfahrensschritt 705 eine Zufuhr von kohlenwasserstoffhaltigen Dämpfen aus der Behandlungszone 13 in die Kondensationseinheit 72 deshalb unterbunden. In diesem Fall werden die Öldämpfe der Charge über die Pumpeneinrichtung 24 direkt in die Heizeinrichtung 14 eingespeist.

Der dritte Verfahrensschritt wird solange aufrechterhalten, bis der Ölgehalt bzw. der Gehalt an langkettigen Kohlenwasserstoffen in der Charge unter eine vorgegebene Grenze abgesunken und die Behandlung des ölhaltigen Schlammes in der Charge damit abgeschlossen ist.

Eine Besonderheit der Anlage 10 ist nicht nur, dass das in den ersten beiden vorstehend erläuterten Verfahrensschritten das dem Kondensat- Sammelbehälter 48 zugeführte Öl für das Betreiben der Heizeinrichtung 14 eingesetzt werden kann. Eine Besonderheit der Anlage 10 ist insbesondere, dass dieses Öl als aus dem ölhaltigen Schlamm der Charge gewonnener Wertstoff 36 zur Verfügung steht. Die Erfinder haben herausgefunden, dass je nach Ölgehalt des Ölschlammes die Menge des dem Kondensat- Sammelbehälter 48 in der Anlage 10 angesammelten Öles die für das Be- treiben der Anlage erforderliche Menge, um die Heizeinrichtung 14 zu speisen, bei weitem übersteigen kann.

Es sei bemerkt, dass sich die Wirtschaftlichkeit der Anlage 10 noch steigern lässt, wenn die in der Kondensationseinheit 72 entstehende Kondensations- wärme ebenfalls der ORC-Einheit 20 in der Anlage 10 zugeführt wird, um daraus elektrische Energie zu gewinnen. Zusannnnenfassend sind insbesondere die folgenden bevorzugten Merkmale festzuhalten: Die Erfindung betrifft eine Anlage 10 für das Gewinnen von Wertstoffen aus ölhaltigem Schlamm 15. In der Anlage 10 gibt es eine Trocknungs- und Verdampfungsstufe 12, in der dem ölhaltigem Schlamm 15 wasser- und kohlenwasserstoffhaltige Bestandteile entzogen werden. Die Trocknungs- und Verdampfungsstufe 12 ist mit einer Heizeinrichtung 14 verbunden. In der Heizeinrichtung 14 werden die dem ölhaltigen Schlamm 15 entzogenen kohlenwasserstoffhaltigen Bestandteile in einer exothermen chemischen Reaktion unter Abgabe von Reaktionswärme chemisch umgesetzt. Mit dieser Reaktionswärme kann dann ein Wärmeträger geheizt werden. Der Wärmeträger 9 überträgt die in der Heizeinrichtung 14 erzeugte Verbrennungswärme auf den ölhaltigen Schlamm 15 in der Trocknungsund/oder Verdampfungsstufe 12. Wird als Wärmeträger Dampf eingesetzt, so kann der erzeugte Dampf insbesondere als Treibstrom für in der Anlage 10 angeordnete Dampfstrahl-Vakuumpumpen eingesetzt werden.

Bezugszeichenliste:

Abgasorgan 5, 305

Saugkanal 6

Stickstofftank 7

Wärmeträger, Thermoöl 9

Anlage 10

Reaktorbehälter 11

Verdampfungsstufe 12

Behandlungszone 13

Heizeinrichtung 14, 314

ölhaltiger Schlamm 15

Wärmetauscher 16

Leitung 17, 27, 31, 37, 42, 44, 46,50,60,80,81,82,84

Thermoöl-Kreislauf 18

Brenner 19, 319

ORC-Einheit 20

Brennkammer und Abluftreinigungsstufe 21, 321

Reinigungseinrichtung, Rauchgaswäscher 22

Pumpeneinrichtung 24

Gebläse 25, 33

Dampfstrahl-Vakuumpumpen 26, 28

Mischraum 27

Treibdüse 29

Anschluss 8, 23, 30, 32, 35, 38,

40,44,52,54,82, 103

Einrichtung 34

Kondensat 36, 168

Treibdampf-Leitung 42

Leitung 46 Kondensat-Sammelbehälter 48

Zyklon-Abscheider 56

Feststoff-Sammelabschnitt 58

Drossel 66, 68

Kondensationseinheit 72

Kondensatsammler 74

Filter, Filterstufe 76

Pumpeinrichtung 83

Auslass 86, 92

Wertstoff 88

Behälter 90

Saugeinrichtung 94

Druckraum 101

Staudüse 105

Kompressorraum 107

Gehäuse 1 10

Lanze 1 12

Leitung 1 14

Gaskanal 1 16

Einrichtung für das Zuführen von Druckluft 1 17

Düsenabschnitt 1 18

Zündeinrichtung 120

Flammbereich 124

Frischluftzufuhr 126

Pfeil 128

Turbinensystem 132, 232, 332

Gasturbine 134, 234, 334

Turbinenrad 136, 138, 236, 238, 336, 338

Rekuperator 140, 240, 340

Generator 142, 242, 342

Kamin 145 Heizsystem 152, 170

Dampferzeuger 153

Kondensationseinheit 154

Speisewasser 155

Kühlschlange 156, 162

Kühleinrichtung 158, 164

Gebläse 160, 166

Brennkammer 321

Fluid 335

Frischluft 337

Leitblech 344

Claims

Patentansprüche:

1 . Anlage (10) für das Gewinnen, insbesondere Rückgewinnen von Wertstoffen aus Schlamm (15), mit einer Trocknungs- und/oder Verdampfungsstufe (12) in der einem insbesondere ölhaltigen Schlamm (15) kohlenwasserstoffhaltige Bestandteile entzogen werden, wobei der Trocknungs- und/oder Verdampfungsstufe (12) eine Heizeinrichtung (14) zugeordnet ist, in der dem Schlamm (15) entzogene kohlenwasserstoffhaltige Bestandteile in einer exothermen chemischen Reaktion unter Abgabe von Reaktionswärme chemisch umgesetzt werden; und mit einer Saugeinrichtung (94), mit der einem insbesondere ölhaltigen Schlamm (15) entzogene wasser- und/oder kohlenwasserstoffhaltige

Bestandteile aus der Trocknungs- und/oder Verdampfungsstufe (12) unter Erzeugung eines Unterdrucks abgesaugt und der Heizeinrichtung (14) zugeführt werden.

2. Anlage nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktionswärme zur Aufheizung eines Wärmeträgers (9) verwendet wird, über den dem Schlamm (15) wenigstens ein Teil der Reaktionswärme zugeführt wird.

3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Heizeinrichtung (14) dem insbesondere ölhaltigen Schlamm (15) entzogene kohlenwasserstoffhaltige Bestandteile unter Erzeugen von Abgasen umgesetzt werden, wobei der Wärmeträger (9) in einem Kreislauf durch einen Wärmetauscher (16) geführt ist, in dem den Abgasen Wärme entzogen und auf den Wärmeträger (19) übertragen wird. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Abgase der Heizeinrichtung (14) vor und/oder nach einem Durchströmen des Wärmetauschers (16) durch eine Wärme-Kraft-Maschine, insbesondere eine ORC-Einheit (20) oder ein Turbinensystem (132, 232, 332) mit einer Gasturbine (134, 234, 334) geführt werden, wobei in der Wärme-Kraft-Maschine den Abgasen ebenfalls Wärme entzogen wird, die zur Verdampfung eines Arbeitsmittels verwendet und/oder in einer Dampfturbine zur Erzeugung von mechanischer Energie verwendet wird.

Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Abgase der Heizeinrichtung (14) einer Gasturbine zugeführt werden, in der die zugeführten Abgase unter Zugabe weiterer Brenngase nachverbrannt werden, wobei insbesondere weitere Abgase erzeugt und dem Wärmetauscher (16) zugeführt werden.

Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugeinrichtung (94) eine Pumpeneinrichtung (24) mit einer Kondensat-Abscheideeinrichtung (34) enthält und eine parallel zu der Pumpeneinrichtung (24) angeordnete Kondensationseinheit (72) mit einem Kondensatsammler aufweist, wobei die Pumpeneinrichtung (24) und die Kondensationseinheit (72) mit der Heizeinrichtung (14) jeweils durch eine Leitung (81 , 80) verbunden sind, durch welche der Heizeinrichtung (14) dem Schlamm (15) entzogene gasförmige, insbesondere kohlenwasserstoffhaltige Bestandteile zugeführt werden können, und wobei die Kondensat-Abscheideeinrichtung (34) und der Kondensatsammler (74) jeweils mit der Heizeinrichtung (14) durch eine Leitung (46, 50, 84) verbunden sind, durch welche der Heizeinrichtung (14) dem Schlamm (15) entzogene flüssige, insbesondere kohlenwasserstoffhaltige Bestandteile zugeführt werden können. Anlage nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine an die Kondensationseinheit (72) angeschlossene Pumpeinrichtung (83) für das Erzeugen von Unterdruck und das Fördern von kurzkettige Kohlenwasserstoffe enthaltendem gasförmigem Fluid aus der Kondensationseinheit (72) in die Heizeinrichtung (14).

Anlage nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kondensationseinheit (72) dem ölhaltigen Schlamm (15) entzogene wasser- und kohlenwasserstoffhaltige Bestandteile durch ein Partikelfilter (76) ansaugt.

Anlage nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpeneinrichtung (24) und die Kondensationseinheit (72) die dem Schlamm (15) entzogenen gasförmigen, insbesondere kohlenwas- serstoffhaltigen Bestandteile der Heizeinrichtung (14) durch voneinander getrennte Leitungen (81 , 80) zuführt.

Anlage nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugeinrichtung (94) die dem ölhaltigen Schlamm (15) entzogenen wasser- und kohlenwasserstoffhaltigen Bestandteile durch einen Zyklon-Abscheider (56) ansaugt, wobei der Zyklon-Abscheider (56) aus dem Wasser und den kohlenwasserstoffhaltigen Bestandteilen, die dem Schlamm (15) in der Trocknungs- und Verdampfungsstufe (12) entzogen wurden, Feststoffe (58) abtrennt.

Anlage nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpeneinrichtung (24) wenigstens eine Strahlpumpe, insbesondere eine Dampfstrahl-Vakuumpumpe (26) mit einem zu der Trocknungs- und Verdampfungsstufe (12) weisenden saugseitigen Anschluss (30) enthält, der mit der Trocknungs- und Verdampfungsstufe (12) oder einer Kondensationseinheit (154) insbesondere für langkettige Kohlen- wasserstoffe verbunden ist, die dem Schlamm (15) entzogene wasser- und/oder kohlenwasserstoffhaltige Bestandteile der Einrichtung (34) für das Abscheiden von Kondensat zuführt.

Anlage nach einem der Ansprüche 6 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpeneinrichtung (24) wenigstens eine Strahlpumpe, insbesondere eine Dampfstrahl-Vakuumpumpe (26, 28) aufweist, die durch ihren saugseitigen Anschluss (30, 40) aus der Einrichtung (34) für das Abscheiden von Kondensat die Heizeinrichtung (14) mit gas- und/oder dampfförmigen kohlenwasserstoffhaltigen Bestandteilen des in der Trocknungs- und Verdampfungsstufe (12) angeordneten Schlamms (15) speist.

Anlage nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpeneinrichtung (24) eine Kondensationseinheit (154) für insbesondere langkettige Kohlenwasserstoffe enthält, die dem Schlamm entzogene wasser- und/oder kohlenwasserstoffhaltige Bestandteile der Strahlpumpe (28) über den saugseitigen Anschluss (40) durch eine der Strahlpumpe (28) vorgeschaltete weitere Strahlpumpe, insbesondere eine Dampfstrahl-Vakuumpumpe (26) zuführt, welche die wasser- und/oder kohlenwasserstoffhaltige Bestandteile über den saugseitigen Anschluss (30) erhält.

Verfahren für das Gewinnen, insbesondere das Rückgewinnen von Wertstoffen (36, 80) aus einem z.B. ölhaltigem Schlamm (15) in einer Behandlungszone (13) und/oder Verfahren zum Betreiben einer Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei dem in einem ersten Verfahrensschritt der Schlamm (15) aufgeheizt wird, bei dem in einem zweiten Verfahrensschritt der aufgeheizte Schlamm (15) mit einem Unterdruck beaufschlagt wird, um in dem Schlamm (15) enthaltene Kohlenwasserstoffe in die Gasphase zu überführen und in eine Heizeinrichtung (14) zu transferieren chemisch exotherm umzusetzen, wobei dem Schlamm (15) entzogene wasser- und/oder kohlenwasserstoffhaltige Bestandteile unter Erzeugung eines Unterdrucks abgesaugt und der Heizeinrichtung (14) zugeführt werden.

Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die in die Gasphase überführten Kohlenwasserstoffe des Schlamms (15) durch eine Einrichtung (34) für das Sammeln von Kondensat (36) und eine zu der Einrichtung (34) parallel angeordnete Kondensationseinheit (72) mit einem dazu angeschlossenen Kondensatsammler (74) geleitet werden, um der Heizeinrichtung (14) flüssige Kohlenwasserstoffe für eine exotherme Verbrennung zuzuführen und/oder um in die Heizeinrichtung (14) gasförmige Kohlenwasserstoffe einzuleiten.

Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Verfahrensschritt dem ersten Verfahrensschritt zeitlich nachfolgt, wobei insbesondere in einem auf den zweiten Verfahrensschritt folgenden dritten Verfahrensschritt die Zufuhr von in die Gasphase überführten Kohlenwasserstoffen in die Kondensationseinheit (72) unterbunden wird.

Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass dem Schlamm (15) entzogene Bestandteile mit Hilfe von Strahlpumpen, insbesondere Dampfstrahl-Vakuumpumpen (26, 28) abgesaugt werden, die in Reihe geschaltet sind.