CH644888A5

CH644888A5 - Verfahren zur kombinierten muellverwertung und abwasseraufbereitung.

Info

Publication number: CH644888A5
Application number: CH850278A
Authority: CH
Inventors: Adolf H Borst
Original assignee: Adolf H Borst
Priority date: 1977-08-12
Filing date: 1978-08-10
Publication date: 1984-08-31
Also published as: NO782736L; AU3880678A; AT360445B; GB2002647B; BR7805183A; IT1160588B; HU179678B; FR2399857B1; BE869694A; AU3880778A; CH634536A5; NL7808434A; SU1061705A3; IT7868898A0; DE2834717A1; FI782355A7; PL209010A1; CA1124183A; DE2834718C2; PL209011A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kombinierten Müllverwertung und Abwasseraufbereitung, wobei das Abwasser mit mindestens einem Teil des zerkleinerten Mülls vermischt wird, eine Auftrennung in organische und anorganische Bestandteile erfolgt, sedimentierte anorganische Bestandteile und flotierende organische Bestandteile des Mülls entfernt werden, der Abwasserstrom mit darin gelösten und suspendierten Bestandteilen des Mülls durch ein im Gegenstrom zum Abwasser geführtes Zweistufenfilter aus nicht aktivierter und aktivierter Kohle geleitet wird, in einem ersten Reaktor eines Mehrfachreaktormeilers fester Müll bzw. ein Teil der mit Schmutzlast gesättigten Filterkohle unter Gewinnung von Wärme und Brenngas verbrannt wird, in einem zweiten Reaktor der Grossteil der mit Schmutzlast gesättigten Kohle zur Regenerierung thermisch behandelt wird, wobei die Schmutzlast, welche an dem Kohlefilter haftet, unter Gewinnung von Kohle und Schwelgas thermisch zersetzt wird, und die regenerierte Filterkohle des zweiten Reaktors, gegebenenfalls nach deren Aktivierung, wieder in die Abwasserfilterzone zurückgeführt wird.

Die Erfindung bezieht sich weiter auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Die DE-OS 25 58 703 offenbart ein Verfahren zur kombinierten Müllverwertung und Abwasseraufbereitung. Dieses Verfahren arbeitet auf verhältnismässig einfache und wirtschaftliche Art und Weise, indem

1. das Abwasser als Transportmittel für den Müll sowie zu dessen Auftrennung ir. anorganische und organische Bestandteile dient,

2. das mit dem Müll kontaminierte Abwasser durch mechanische und adsorptive Filtration mittels Normal- und Aktivkohle gereinigt wird;

3. ein Teil des Mülls bzw. der mit Schmutzlast beladenen Aktivkohle verbrannt wird und dabei neben einem Brenngas die für die Thermolyse erforderliche Wärme abgibt;

4. der Hauptteil der mit Schmutzlast beladenen Filterkohle in einem Thermolysereaktor thermisch zersetzt wird, wodurch die Filterkohle regeneriert sowie neue Kohle und Schwelgas gewonnen werden.

Wenngleich das genannte Verfahren eine Reihe von Vorteilen aufweist, so ist es doch wünschenswert, es im Hinblick auf eine optimale Energienutzung zu verbessern. Ausserdem ist es erforderlich, Nachteile und Schwierigkeiten, die bei der Durchführung des Verfahrens auftreten, auszuschalten. So kann es bei der Verwendung von Kohle bzw. Aktivkohle, die gemäss dem Verfahren der oben genannten DE-OS hergestellt wurde, zu einem Abrieb der Kohle kommen, was zu Kohleverlusten, Verstopfungen der Filtertürme sowie einer Verschmutzung des erhaltenen Brauchwassers führt.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Energiebilanz des Verfahrens durch optimale Ausnutzung sämtlicher Energiequellen zu verbessern und den reibungslosen Ablauf des Verfahrens sicherzustellen, was insbesondere durch eine gezielte Wahl der Reaktionsbedingungen innerhalb des Mehrfachreaktormeilers und eine entsprechende Behandlung bzw. Aufarbeitung der aus dem Mehrfachreaktormeiler austretenden Produkte erreicht werden soll.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird dadurch gelöst, dass die Sauerstoffzufuhr in den ersten Reaktor des Mehrfachreaktormeilers in einem unterstöchiometrischen Verhältnis derart erfolgt, dass der Pyrolyseprozess aufrechterhalten wird, die Temperatur im wesentlichen nicht über 800°C ansteigt, wobei ein kohlenwasserstoffreiches Brenngas gewonnen und Wärme frei wird, die den zweiten Reaktor aufheizt (dieser Verfahrensschritt wird im folgenden als Pyrolyse bezeichnet); mit Schmutzlast gesättigte Filterkohle im zweiten Reaktor in sauerstofffreier Atmosphäre entgast und die an der Filterkohle haftende Schmutzlast thermisch zersetzt wird, wobei ein kohlenwasserstoffreiches Schwelgas und Kohle gewonnen werden (dieser Verfahrensschritt wird im folgenden als Thermolyse bezeichnet) und mindestens ein Teil der im zweiten Reaktor hergestellten bzw. regenerierten Kohle einem Pelletierungsverfahren unterworfen wird.

Bei der Definition des erfindungsgemässen Verfahrens ist angegeben, dass das Abwasser mit mindestens einem kleinen Teil des zerkleinerten Mülls gemischt wird. Darunter soll verstanden werden, dass auch ein Teil des Mülls unmittelbar im Pyrolyse-Reaktor verbrannt werden kann, insofern dies erforderlich ist - die Energie zur gleichzeitig im Reaktor durchgeführten Thermolyse zu liefern.

Ebenfalls ist einleitend angeführt, dass der Abwasserstrom mit den darin gelösten und suspendierten Bestandteilen des Mülls durch ein im Gegenstrom zum Abwasser geführtes Zweistufenfilter aus nicht aktivierter und aktivierter Kohle geleitet wird. Das soll bedeuten, dass das Abwasser in Richtung auf den Ausgang der Vorrichtung (118, Fig. 2b) strömt, während sich die Filtervorrichtungen (114,126) im Gegenstrom, d.h. von (128) nach (124), bewegen.

Gegebenenfalls kann zumindest ein Teil des gebildeten Brenn- bzw. Schwelgases, welches langkettige Kohlenwasserstoffe enthält, gegebenenfalls unter Nutzung des Wärmeinhaltes des Gases mittels Wärmeaustauscher, in einer thermischen Crack-Vorrichtung in kurzkettige Kohlenwasserstoffe zerlegt werden.

Der im erfindungsgemässen Verfahren vorgesehene Mehrfachreaktormeiler kann mehrere Reaktoren der ersten und s

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zweiten Art umfassen, die vorzugsweise kontinuierlich geführte Drehöfen darstellen. Dabei befindet sich der erste Reaktor bevorzugt im unteren Teil des Mehrfachreaktormeilers, während der zweite Reaktor vorzugsweise im oberen Teil des Meilers über und in unmittelbarer Nachbarschaft zum ersten Reaktor angeordnet ist, so dass er durch letzteren durch Konvektionsheizung beheizt werden kann.

Der erste Reaktor dient der Pyrolyse von Müll, während im zweiten Reaktor die mit Schmutzlast gesättigte Kohle thermolysiert wird. Ausserdem kann in periodischen Abständen der erste Reaktor des Mehrfachreaktormeilers mit gesättigter Normal- bzw. Aktivkohle beschickt werden,

woran sich eine Verbrennung der mit Schwermetallen kontaminierten Kohle anschliesst und die Schwermetalle zusammen mit der Asche aus dem Reaktor entfernt werden. Ausserdem ist es möglich, den Thermolysereaktor (zweiter Reaktor) mit festem, vorzugsweise organischem Müll zu beschicken bzw. dem Ofengut Müll beizumischen.

Das Verfahren gemäss der Erfindung zeichnet sich durch eine besonders vorteilhafte Kombination verschiedener Verfahrensschritte aus, die eine maximale Energieausnützung der im Mehrfachreaktormeiler stattfindenden Vorgänge erlauben, wobei die Wärmeerzeugung bei der Pyrolyse bzw. Verbrennung durch dosierte Sauerstoffzufuhr kontrolliert wird, und die restliche Energie in Form eines verhältnismässig kohlenwasserstoffreichen Brenngases erhalten wird. Mit Hilfe des erfindungsgemässen Verfahrens kann es in Abhängigkeit von der Zusammensetzung des Mülls möglich sein, die kombinierte Anlage zur Müllverwertung und Abwasserreinigung ohne Zufuhr externer Energie zu betreiben und ausserdem noch zusätzliche Energie zu gewinnen.

Aufgrund der innerhalb des Mehrfachreaktormeilers gewählten, besonders günstigen Bedingungen wird beim Thermolyseschritt eine Filterkohle mit guten Adsorptionseigenschaften sowie ein an Kohlenwasserstoffen besonders stark angereichertes Schwelgas erhalten. Durch die spezielle Aufbereitung der aus dem Mehrfachreaktormeiler austretenden Brenn- bzw. Schwelgase wird speicherbare Energie gewonnen, wobei der Wärmeinhalt der Gase mittels Wärmeaustauscher in der Anlage zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens zur Vortrocknung, Aufheizung des Rückspülwassers oder für den Thermolyseschritt genutzt wird. Ausserdem werden durch eine gezielte Behandlung der aus dem Mehrfachreaktormeiler austretenden Filterkohle Schwierigkeiten bei der Durchführung des Verfahrens vermieden. Erfindungsgemäss ist vorgesehen, die im Grobfilter verwendete regenerierte Filterkohle entweder zu pelletieren, d.h. in eine kompakte Form von gewünschter Teilchengrösse zu bringen, wodurch Abriebserscheinungen der Kohle und die daraus resultierende Verschmutzung des erhaltenen Wassers sowie auch Verstopfungen von mit Filterkohle gefüllten Filterelementen vermieden werden, oder durch Vorbehandlung der zu aktivierenden, im Feinfilter verwendeten Kohle ein Filtermaterial mit besonders grosser Oberfläche, d.h. mit hohem Adsorptionsvermögen herzustellen. Diese Verfahrensschritte werden im folgenden näher erläutert.

Gemäss der Erfindung erfolgt die Pyrolyse bei einer Temperatur, die im wesentlichen 800°C nicht übersteigt. Ein besonders bevorzugter Temperaturbereich liegt zwischen 500 und 800°C. Gelegentlich wird es auch bevorzugt, bei Temperaturen im Bereich von 300 bis 400°C zu arbeiten, um die Verdampfung bestimmter Schwermetalle zu vermeiden.

Die Sauerstoffzufuhr zu dem ersten Reaktor erfolgt in einem unterstöchiometrischen Verhältnis. Der Sauerstoff wird dabei derart dosiert, dass die Pyrolyse aufrechterhalten wird, jedoch die Temperatur so kontrolliert wird, dass sie im wesentlichen 800°C nicht übersteigt. Die zugeführte Sauerstoffmenge beträgt vorteilhaft 30 bis 90% der stöchiometrisch erforderlichen Sauerstoffmenge, bevorzugt 50 bis 80%. Die Sauerstoffmenge richtet sich dabei nach der Zusammensetzung des zu verbrennenden Ofengutes sowie nach dessen Feuchtigkeitsgrad.

Das im ersten Reaktor bei der Pyrolyse entstehende Brenngas ist aufgrund der kontrollierten Wärmeerzeugung verhältnismässig reich an Kohlenwasserstoffen; das im zweiten Reaktor bei der Thermolyse der schmutzbeladenen Filterkohle oder des festen Mülls entstehende Schwelgas ist besonders reich an langkettigen Kohlenwasserstoffen.

Das gebildete Brenn- bzw. Schwelgas kann als zusätzliche äussere Energiequelle für den Thermolyseprozess oder als Brennstoff für einen separaten Boiler, Gasverbrennungs vorrichtung, vorzugsweise eine Verbrennungsmaschine, oder dergleichen verwendet werden.

Ausserdem ist es möglich, das Brenn- bzw. Schwelgas in einer Crack-Vorrichtung zu behandeln, um langkettige Kohlenwasserstoffe in kurzkettige Moleküle aufzuspalten, die wiederum direkt in Verbrennungsmaschinen, Turbinen und dergleichen verwendet werden können, oder die nach deren Verflüssigung eine leicht speicherbare Energiequelle darstellen.

Gemäss der Erfindung ist es vorteilhaft, die aus der Hochtemperaturzone austretenden Gase in ausreichendem Masse abzukühlen, um sie zu verflüssigen, wobei gegebenenfalls eine Auftrennung in flüssigen Stickstoff und ein flüssiges, brennbares, stickstofffreies Gas, beispielsweise ein Methangas, erfolgt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform einer Crack-Vor-richtung, die mit einem hohen Wirkungsgrad arbeitet, erfolgt die Aufspaltung der langkettigen Kohlenwasserstoffe in kurzkettige Kohlenwasserstoffe in einer sauerstoffarmen Hochtemperaturzone bei einer Temperatur von mindestens 1300°C. Die Crackung der langkettigen Kohlenwasserstoffe kann auch in der genannten Apparatur unter Ausschluss von Sauerstoff erfolgen, so dass keine Verbrennung oder Oxida-tion des erhaltenen Gases erfolgt.

Die genannte Hochtemperaturzone wird innerhalb der Crack-Vorrichtung gewöhnlich dadurch erzeugt, dass in einen senkrechten Behälter brennbare Stoffe, wie Holz oder Kohle, beispielsweise Filterkohle, eingefüllt werden, dieselben am unteren Ende des Behälters durch Einblasen einer dosierten Sauerstoffmenge verbrannt werden, und das Brenngas in Abwärtsrichtung durch die Vorrichtung geleitet wird, wobei die Sauerstoffmenge derart dosiert wird, dass eine kontrollierte Verbrennung der Stoffe sowie die Erzeugung der gewünschten Temperatur gewährleistet ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden die brennbaren Stoffe in die Vorrichtung eingeführt, wobei der obere Teil der mit diesen Stoffen gefüllten Vorrichtung zur Adsorption der von den Brenn- bzw. Schwelgasen mitgeführten festen und flüssigen Teilchen dient, während der untere Teil der Vorrichtung eine Hochtemperaturzone darstellt.

Es ist vorteilhaft, die entstehenden Abgase durch einen Wärmeaustauscher zu leiten, wobei die Wärmeenergie von den Abgasen auf das Wärmeaustauschermedium übertragen wird. Die aus dem Abgas gewonnene Wärme kann entweder zur Vortrocknung von festem Müll und/oder von mit Schmutzlast gesättigter Filterkohle verwendet werden, oder sie kann zur Unterstützung der im Mehrfachreaktormeiler ablaufenden Pyrolyse- oder Thermolyseschritte dienen. Ausserdem kann über einen zweiten Wärmeaustauscher die aus dem Abgas gewonnene Wärme dazu verwendet werden, das zur Rückspülung der gesättigten Aktivkohle verwendete Wasser aufzuheizen, um die Desorption der ausgefilterten Stoffe, die an der Aktivkohle haften, zu erleichtern. Ausserdem ist es vorteilhaft, das Abgas zur Entfernung von teils

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chenartigen Verunreinigungen durch ein Kohlefilter zu leiten.

Erfindungsgemäss ist es insbesondere vorgesehen, die im zweiten Reaktor hergestellte Filterkohle speziell zu behandeln, um Schwierigkeiten, die während des Verfahrensablaufes infolge Kohleabriebs auftreten können, zu vermeiden. Dazu kann die regenerierte Kohle, die verhältnismässig weich ist und eine stark unterschiedliche Partikelgrösse aufweist, nach einem der herkömmlichen Verfahren, gegebenenfalls unter Verwendung eines Bindemittels, pelletiert werden. Dabei ist es insbesondere erforderlich, z.B. mittels eines Siebes, die feinen Kohleteilchen und den Kohlestaub abzutrennen, die dann der Pelletiervorrichtung zugeführt werden, und als Pellets dem Siebrückstand, d.h. den gröberen Kohleteilchen zugemischt werden können. Dieses Gemisch dient dann der Füllung der Grobfilterelemente (1. Filtrierabschnitt):

Zur Herstellung von Aktivkohle kann die regenerierte Kohle vorbehandelt, um ihr eine ausreichende Härte und eine einigermassen gleichmässige Partikelgrösse zu geben.

Dazu wird bevorzugt die im zweiten Reaktor erhaltene Kohle fein gemahlen und z.B. mit Teer oder Pech im Gewichtsverhältnis 10:1 bis 5:1 gemischt. Dieses Kohle/Teerbzw. -Pech-Gemisch kann dann unter Anwendung hoher Drücke, vorzugsweise 1000 bis 2000 kp/cm2, und bei Temperaturen, die knapp oberhalb des Erweichungspunktes des jeweiligen Teeres oder Peches liegen, kompaktiert werden. Anschliessend wird die erhaltene Kohle/Teer- bzw. -Pech-Mischung gewöhnlich auf die gewünschte Partikelgrösse heruntergemahlen. Dies kann vorzugsweise mit Hilfe eines Walzenstuhles erfolgen, um den Feinanteil möglichst gering zu halten. Selbstverständlich können auch andere Mahlanlagen, wie z.B. Schlagkreuz-Mühlen, verwendet werden.

Die Partikelgrösse, auf die die Filterkohle heruntergemahlen wird, richtet sich nach dem vorgesehenen Verwendungszweck: Aktivkohle, die für die Flüssigkeitsreinigung eingesetzt wird, sollte vorzugsweise eine Partikelgrösse zwischen 0,5 und 1,5 mm aufweisen. Die zur Gasreinigung verwendete Aktivkohle besitzt vorzugsweise eine Partikelgrösse von 2 bis 3 mm.

Sofern die später zu aktivierende Kohle ausschliesslich für die Gasreinigung verwendet wird, ist folgendes bevorzugtes Verfahren anwendbar: Die aus dem zweiten Reaktor erhaltene Kohle wird fein gemahlen, mit Teer oder Pech im Gewichtsverhältnis 10:1 bis 5:1 gemischt und anschliessend bei hohen Drücken, vorzugsweise 1000 kp/cm2, und bei Temperaturen, die knapp oberhalb des Erweichungspunktes des verwendeten Teeres oder Peches liegen, mit Hilfe von Strangpressen direkt zu Formlingen der gewünschten Grösse ver-presst.

Das so erhaltene Splittergranulat bzw. die Formlinge gewünschter Grösse können dann in einer Aktivierungsvorrichtung nach einer in der Technik üblichen Methode mit Heissdampf oder mit Chemikalien aktiviert werden. Dabei wird eine Aktivkohle mit einem besonders hohen Adsorptionsvermögen erhalten. Diese aktivierte Kohle wird vorzugsweise in einer Pelletiervorrichtung pelletiert.

Die Figuren stellen vorteilhafte Ausführungsformen gemäss der Erfindung dar, wobei sich hierdurch keine Einschränkung ergibt, und sollen im folgenden erläutert werden:

Fig. 1: Schematisches Fliessbild des erfindungsgemässen Verfahrens zur kombinierten Müllverwertung und Abwasseraufbereitung:

Fig. 2a und 2b: kombiniertes Verfahren zur Müllverwertung und Abwasseraufbereitung gemäss der Erfindung:

Fig. 3: schematisches Fliessbild zum Herstellungsweg, der Verwendung und der Regenerierung von normaler und aktivierter Filterkohle gemäss der Erfindung;

Fig. 4: Vorderansicht, im Querschnitt, des Mehrfachreaktormeilers gemäss der Erfindung;

Fig. 5: Seitenansicht, im Querschnitt, des in Fig. 4 gezeigten Mehrfachreaktormeilers entlang der Linie 5-5;

Fig. 6: Crack-Vorrichtung gemäss der Erfindung.

Fig. 1 stellt in einem schematischen Fliessbild den Mate-rialfluss bei der Behandlung von festem und flüssigem Abfall in der Müllverwertungs- und Abwasseraufbereitungsanlage 102 gemäss der Erfindung dar. Die Anlage umfasst einen Mehrfachreaktormeiler 104. Der aufzuarbeitende feste Müll, welcher u.a. Nahrungsmittelabfälle, Papier, Kunststoffe, Öl-und Teerrückstände, Altreifen, Holz, Glas, Asche und dergleichen umfassen kann, wird durch Magnetbandscheidung, Zerfaserung und Flotation im Abwasser so vorbehandelt,

dass er für die Weiterbehandlung im wesentlichen aus organischen Bestandteilen besteht. In dem Mehrfachreaktormeiler 104 wird der feste Müll in einem ersten Reaktor in einer sauerstoffarmen Atmosphäre unter Bildung von Wärme, Brenngas und Asche pyrolysiert.

Das Abwasser kann sowohl städtisches Abwasser als auch Industrieabwasser umfassen. Ein Mehrstufenkohlefilter 106 dient zur Reinigung des Abwassers, so dass dieses zumindest für industrielle Zwecke verwendet werden kann. Das Kohlefilter 106 ist ein Zweistufenfilter, das aus einem Grob- und einem Feinfilter besteht. Die Filterkohle des Grobfilters wird zusammen mit den an der Kohle haftenden Teilchen und Schlamm periodisch im Meiler 104 regeneriert, d.h. einer Hitzebehandlung unter Sauerstoffausschluss unterzogen. Durch die neugewonnene und regenerierte Kohle werden Kohleverluste kompensiert.

Fig. 2a und 2b, ergänzt durch Fig. 3, zeigen einen Überblick über die Verfahrensweise der Müllverwertungs- und Abwasseraufbereitungsanlage 102. Ein Abwassereinlasskanal 108 führt Abwasser über ein Absetzbecken 110 und ein Sieb 112 zu dem Grobfilter 114. Daraufhin erfolgt im Feinfilter 116 die endgültige Reinigung des Wassers, welches über den Auslaufkanal 118 die Anlage verlässt.

Das Grobfilter 114 besteht aus einer Vielzahl von Grobfilterelementen 120, welche durch Heben und Senken das Grobfilter zur Regenerierung verlassen können bzw. wieder in dieses zurückgeführt werden können. Jedes Filterelement 120 ist mit Normalfilterkohle von geeigneter Teilchengrösse, vorzugsweise mit pelletierter Filterkohle gefüllt. Die Grobfilterelemente werden beim Betrieb im Gegenstrom zum Abwasserfluss vom Ende des Filters 122 zum Anfang des Filters 124 bewegt.

Das Feinfilter 116 besteht ebenfalls aus einer Reihe von Feinfilterelementen 126, die ebenfalls im Gegenstrom zum Abwasser vom unteren Ende 128 zum oberen Ende 130 stufenweise bewegt werden. Das Feinfilter kann durch Rückspü-lung, gegebenenfalls in dafür vorgesehenen Rückspüleinrichtungen 134, gereinigt werden. Vorzugsweise wird das Rück-spülwasser direkt aus dem Auslaufkanal 118 entnommen, und kann eine Zeitlang in dem Reservoir 136, das mit Heizspiralen 138 ausgestattet ist, gelagert werden. Das durch die Rückspülung kontaminierte Wasser fliesst durch die Rückführleitung 140 zurück zum Abwassereinlass 108. Zur Müllaufbereitung wird der feste Müll in einen Bunker 160 entladen, wo mittels eines Magnetbandes 162, dem Förderband 166, den Zerkleinerungswalzen 164 eine erste Behandlung bzw. Auftrennung des Mülls erfolgt. Im Absetzbecken 110 werden die Stoffe mit einer Dichte > 1 abgeschieden und mit Hilfe des Becherförderers 168 entfernt. Eine Reihe von Luftdüsen 170 sorgt für eine gründliche Durchmischung von Abwasser und Müll, was deren Auftrennung in organische und anorganische Bestandteile erleichtert. Ein Förderer 132

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transportiert flotierende organische Stoffe zu den beiden Vorratskammern 172 des Mehrfachreaktormeilers 104. Ausserdem kann weiterer Müll kontinuierlich über die Transportbänder 174 zu den Vorratskammern gelangen.

Der Mehrfachreaktormeiler 104, in welchem gleichzeitig in verschiedenen Reaktoren die Pyrolyse und Thermolyse von Müll und/oder mit Schmutzlast beladener Filterkohle stattfindet, ist in den Fig. 4 und 5 dargestellt. Die Reaktoren 178 dienen zu Verbrenung bzw. Pyrolyse von Müll und/oder mit Schmutzlast beladener Filterkohle. Im Reaktor 186 erfolgt die Thermolyse von gesättigter Filterkohle bzw. Müll.

Das Gehäuse 222 begrenzt das Meilerinnere 190. Die Schächte 224 sind auf Lagern 226 gelagert und werden von der Antriebseinrichtung 228 mit dem Motor 230 angetrieben. Über die Öffnungen 232 zum Füllen und Entleeren mit einer Tür 234 und einer Tür 236 mit einer weiteren Vorrichtung zum Schliessen der Türen wird das Ofengut in die Reaktoren gefüllt bzw. aus diesen entleert. Die Türen 234 und 236 weisen die Gelenke 262 auf. Ausserdem sind die Reaktoren 178 mit dem Lufteinlass 238, dem Ablass für Brenngas 240, den konvexen Sieben 242 ausgestattet. Der Reaktor 178 steht ausserdem in Verbindung mit der Gasleitung 184, die das Rückschlagventil 246 aufweist, sowie der Crackvorrichtung 192, dem Wäscher 196, der Verbrennungsmaschine 202, dem Generator 204, und der Verzweigungsleitung 248 mit dem Ventil 250.

Der Auffangbehälter 252 für Müll weist die Verschlussplatte 254 auf, die den Auffangraum 256 abtrennt. Am unteren Ende des Auffangraumes 256 befindet sich die mit dem Gelenk versehene Platte 258 mit der Wärmeisolierung 260.

Der nach unten zu öffnende Auffangraum 264 wird durch die mit einem Gelenk versehene Platte 266 begrenzt. Nach der Thermolyse bzw. Pyrolyse werden die festen Stoffe aus den Reaktoren in die trichterförmigen Behälter 268 und 270 abgegeben. Letztere sind ausgestattet mit Wärmeaustauscherspiralen 272 und dem Schieber 274. Unter den Behältern 268, 270 befindet sich das Transportband 276.

Ausserdem kann eine Luftzuführung in das Meilerinnere 190 über die Lufteinlassleitung 278 mit dem Ventil 280 erfolgen. Über dem Thermolysereaktor 186 befindet sich die Gasleitung 282 mit dem Ventil 284. Zudem ist der Thermolysereaktor 186 mit einer Wärmetransferleitung 288 ausgestattet.

Die im Reaktor 186 gebildete Kohle wird mit Hilfe des Siebes 290 (Fig. 3) klassiert. Grössere Kohleteilchen können direkt im Grobfilter 114 verwendet werden. Die ausgesiebten kleineren Kohleteilchen und der Kohlestaub werden in der Pelletiervorrichtung 292 (Fig. 3) zu Pellets von gewünschter Teilchengrösse geformt. Diese Pellets dienen ebenfalls zur Füllung der Grobfilterelemente 120. Zur Herstellung von Aktivkohle wird die aus dem Reaktor 186 stammende Filterkohle vorbehandelt, d.h. sie wird in einer Mahlanlage fein vermählen, anschliessend gegebenenfalls pelletiert und wiederum zu einer gewünschten Korngrösse vermählen. Die Aktivierung erfolgt in der Aktivierungsvorrichtung 294,

woran sich gegebenenfalls eine weitere Pelletiervorrichtung 296 anschliesst. Die erhaltene Aktivkohle dient zur Füllung des Feinfilters 116 oder kann für kommerzielle Zwecke verwendet werden.

Die voranstehenden Ausführungen zeigen deutlich, dass die Müllverwertungs/Ab Wasseraufbereitungsanlage 102 die für die Reinigung des Abwassers erforderliche Normalkohle und Aktivkohle in vollem Umfang herzustellen und zu regenerieren vermag.

In Fig. 6 wird eine Crack-Vorrichtung 192 nach einer bevorzugten Ausführungsform gemäss der Erfindung dargestellt. Die Crack-Vorrichtung besteht aus einem senkrechten doppelwandigen Behälter 298, in welchem ein innerer Behälter 300 vom oberen Ende 302 eines äusseren, tragenden Behälters 304 suspendiert ist. Der innere Behälter weist ein oberes Ende 306 auf, welches mit einer zu öffnenden Abschlussplatte 308 bedeckt ist. Das untere Ende des inneren Behälters 300 weist die Verengung 310 und das Sieb 312 auf. Darunter befindet sich ein weiteres Sieb 316.

Eine zirkuläre Luftzuführleitung 318 umgibt die Verengung 310. Diese Luftzuführleitung 318 weist eine Vielzahl von Luftdüsen 320 auf, die dazu dienen, Verbrennungsluft oder Sauerstoff in das Innere des Behälters 300 unmittelbar über das Sieb 312 einzublasen. Die Leitung 184 leitet das zu spaltende Gas in den oberen Teil des inneren Behälters 300 ein und endet in einer nach abwärts gerichteten Haube 322. Das Innere des Behälters 300 wird mit relativ grossen Teilchen eines brennbaren Materials gefüllt, vorzugsweise Holz, und zwar so dass dieses den Hauptteil des Innenraumes zwischen dem Sieb 312 und der Gasablasshaube 322 füllt. Das sich unmittelbar über dem Sieb 312 befindliche Holz wird angezündet und über die Luftdüsen 320 Sauerstoff zur Verbrennung eingeleitet, so dass sich eine Hochtemperaturzone ausbildet, die jedoch nur einen relativ kleinen Bereich oberhalb des Siebes einnimmt, während das restliche brennbare Material im Inneren des Behälters 300 vergleichsweise kühl bleibt. Nachdem die Hochtemperaturzone die gewünschte Temperatur erreicht hat, wird das Brenn- bzw. Schwelgas über die Leitung 184 und die Haube 322 in die Crack-Vorrichtung eingeführt. Ausserdem wird das Gebläse 324 betrieben, worauf sich im äusseren Behälter 304 ein leichtes Vakuum ausbildet, wodurch das über die Haube 322 eingeleitete Gas durch die kühle Zone an brennbarem Material und die Hochtemperaturzone in den ringförmigen Raum 326 zwischen den Gefässen über die Saugleitung 328 und das Gebläse 324 abgezogen wird.

Das erhaltene Spaltgas kann entweder direkt einer Verbrennungsmaschine 202 zugeführt oder in der Verflüssigungsanlage 206 verflüssigt und gegebenenfalls in ein Gas auf vorzugsweise Methanbasis und flüssigem Stickstoff aufgetrennt werden.

In periodischen Abständen wird der Crack-Vorrichtung über die Abdeckung 308 neues brennbares Material zugeführt. Diese Zuführung kann auch auf kontinuierliche Weise erfolgen.

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1. Verfahren zur kombinierten Müllverwertung und Abwasseraufbereitung, wobei das Abwasser mit mindestens einem Teil des zerkleinerten Mülls vermischt wird, eine Auftrennung in organische und anorganische Bestandteile erfolgt, sedimentierte anorganische Bestandteile und notierende organische Bestandteile des Mülls entfernt werden, der Abwasserstrom mit darin gelösten und suspendierten Bestandteilen des Mülls durch ein im Gegenstrom zum Abwasser geführtes Zweistufenfilter aus nicht aktivierter und aktivierter Kohle geleitet wird, in einem ersten Reaktor eines Mehrfachreaktormeilers fester Müll bzw. ein Teil der mit Schmutzlast gesättigten Filterkohle unter Gewinnung von Wärme und Brenngas verbrannt wird, in einem zweiten Reaktor der Grossteil der mit Schmutzlast gesättigten Kohle zur Regenerierung thermisch behandelt wird, wobei die Schmutzlast, welche an dem Kohlefilter haftet, unter Gewinnung von Kohle und Schwelgas thermisch zersetzt wird, und die regenerierte Filterkohle des zweiten Reaktors wieder in die Abwasserfilterzone zurückgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Sauerstoffzufuhr in den ersten Reaktor des Mehrfachreaktormeilers in einem unterstöchiometrischen Verhältnis derart erfolgt, dass der Pyrolyseprozess aufrechterhalten wird, die Temperatur im wesentlichen nicht über 800°C ansteigt, wobei ein kohlenwasserstoffreiches Brenngas gewonnen und Wärme frei wird, die den zweiten Reaktor aufheizt; mit Schmutzlast gesättigte Filterkohle im zweiten Reaktor in sauerstofffreier Atmosphäre entgast und die an der Filterkohle haftende Schmutzlast thermisch zersetzt wird, wobei ein kohlenwasserstoffreiches Schwelgas und Kohle gewonnen werden; und mindestens ein Teil der im zweiten Reaktor hergestellten bzw. regenerierten Kohle einem Pelletierungsverfahren unterworfen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die regenerierte Filterkohle des zweiten Reaktors vor der Rückführung in die Abwasserfilterzone aktiviert wird.

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PATENTANSPRÜCHE

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lyse und einem zweiten Reaktor zur Thermolyse zugeführt wird.

3. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Reaktor im unteren Teil in unmittelbarer Nachbarschaft zu den weiteren Reaktoren des Mehrfachreaktormeilers angeordnet ist.

4. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Reaktor im oberen Teil des Mehrfachreaktormeilers angeordnet ist

5. Verfahren gemäss Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das in den Reaktoren des Meilers befindliche Ofengut kontinuierlich vermischt wird, wobei die Vermischung gegebenenfalls durch Rotation der Reaktoren um eine horizontale Achse erfolgt.

6. Verfahren gemäss Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Mehrfachreaktormeiler mehrere Reaktoren der ersten und zweiten Art umfasst.

7. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennung des festen Mülls in dem ersten Reaktor des Mehrfachreaktormeilers bei 500 bis 800°C erfolgt.

8. Verfahren gemäss Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Sauerstoffzufuhr in den ersten Reaktor des Mehrfachreaktormeilers 30 bis 90% der stöchiometrisch erforderlichen Sauerstoffmenge beträgt.

9. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aus der im zweiten Reaktor gewonnenen Filterkohle bzw. regenerierten Kohle die Kohleteilchen, die unterhalb einer gewünschten Teilchengrösse liegen, und der Kohlenstaub abgetrennt werden, die abgetrennte Kohle zu Kohlenpellets pelletiert wird, und anschliessend gegebenenfalls die pelletierte Kohle mit den vorher abgetrennten gröberen Kohleteilchen vermischt wird.

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10. Verfahren gemäss Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die pelletierte Kohle und/oder die aussortierten gröberen Kohleteilchen als Filterkohle im ersten Filtrierabschnitt eingesetzt werden.

11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die im zweiten Reaktor des Mehrfachreaktormeilers hergestellte Kohle nach erfolgter Vorbehandlung aktiviert und gegebenenfalls pelletiert wird.

12. Verfahren gemäss Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die neugewonnene bzw. regenerierte Filterkohle vor deren Aktivierung fein gemahlen und mit Teer oder Pech im Gewichtsverhältnis 10:1 bis 5:1 gemischt wird, das erhaltene Gemisch unter Anwendung hoher Drücke und bei Temperaturen, die oberhalb des Erweichungspunktes des jeweiligen Bindemittels liegen, kompaktiertund anschliessend auf die gewünschte Partikelgrösse heruntergemahlen wird.

13. Verfahren gemäss Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die neugewonnene bzw. regenerierte Filterkohle vor deren Aktivierung fein gemahlen und mit Teer oder Pech im Gewichtsverhältnis 10:1 bis 5:1 gemischt wird, das erhaltene Gemisch unter Anwendung hoher Drücke und bei Temperaturen, die oberhalb des Erweichungspunktes des jeweiligen Bindemittels liegen, mit Hilfe von Strangpressen direkt zu Formlingen der gewünschten Grösse verpresst werden.

14. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Brenn- bzw. Schwelgas zur Spaltung lang-kettiger Kohlenwasserstoffe in kurzlcettige Kohlenwasserstoffe durch eine sauerstoffarme Hochtemperaturzone mit einer Temperatur von mindestens 1300°C geleitet wird.

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15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufspaltung der Brenn- bzw. Schwelgase unter Ausschluss von Sauerstoff erfolgt.

16. Verfahren gemäss Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Hochtemperaturzone dadurch erzeugt wird, dass in einem senkrechten Behälter brennbare Stoffe eingefüllt werden, dieselben am unteren Ende des Behälters durch Einblasen einer dosierten Sauerstoffmenge verbrannt werden, und das Brenngas in Abwärtsrichtung durch die Vorrichtung geleitet wird, wobei die Sauerstoffmenge derart dosiert wird, dass eine kontrollierte Verbrennung der Stoffe sowie die Erzeugung der gewünschten Temperatur gewährleistet ist.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass brennbare Stoffe in die Vorrichtung eingeführt werden, wobei der obere Teil der mit diesen Stoffen gefüllten Vorrichtung zur Adsorption der von den Brenn- bzw. Schwelgasen mitgeführten festen und flüssigen Teilchen dient, während der untere Teil der Vorrichtung eine Hochtemperaturzone darstellt.

18. Verfahren gemäss Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die aus der Hochtemperaturzone austretenden Gase in ausreichendem Masse abgekühlt werden, um sie zu verflüssigen, wobei gegebenenfalls eine Auftrennung in flüssigen Stickstoff und ein flüssiges, brennbares, stickstofffreies Gas erfolgt.

19. Verfahren gemäss Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die aus der Hochtemperaturzone kommenden Gase zur Energiegewinnung in eine Gasverbrennungsvorrichtung eingeleitet werden.

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20. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die entstehenden Abgase durch einen Wärmeaustauscher geleitet werden, wobei die Wärmeenergie von den Abgasen auf das Wärmeaustauschmedium übertragen wird.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der aus den Abgasen gewonnenen Wärmeenergie einem ersten Reaktor zur Pyro5

22. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die aus dem Abgas gewonnene Wärme zur Vortrocknung von festem Müll und/oder von mit Schmutzlast gesättigter Filterkohle verwendet wird.

23. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Abgas zur Entfernung von teilchenför-migen Verunreinigungen durch ein Kohlefilter geleitet wird.

24. Verfahren gemäss Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass über einen zweiten Wärmeaustauscher die aus dem Abgas gewonnene Wärme dazu dient, das Wasser zur Rückspülung von gesättigter Aktivkohle aufzuheizen, um die Desorption der ausgefilterten Stoffe, die an der Aktivkohle haften, zu erleichtern.

25. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäss Anspruch 1, mit einer Abwasserzuführung mit Absetzbecken, hierin befindlichen Grob- und Feinfilterelementen mit Kohle bzw. Aktivkohle, sowie Müllzerkleinerungsvorrichtungen, einem Mehrfachreaktormeiler mit einem Pyrolysereaktor als erstem Reaktor und einem Thermolysereaktor als zweitem Reaktor, die in unmittelbarer räumlicher Nachbarschaft angeordnet sind, Müll- bzw. Filterkohlevortrocknungsein-richtungen, gekennzeichnet durch eine dem Thermolysereaktor nachgeschaltete Pelletiervorrichtung zur Pelletierung der austretenden Kohle und Vermahlungseinrichtungen, sowie eine Crack-Vorrichtung zur Aufspaltung der im Brennbzw. Schwelgas enthaltenen langkettigen Kohlenwasserstoffe.

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26. Verwendung des nach dem Verfahren gemäss Anspruch 1 erhaltenen kohlenwasserstoffreichen Schwelgases zur Herstellung kurzkettiger Kohlenwasserstoffe in einer thermischen Crack-Vorrichtung.