CH688974A5

CH688974A5 - Einrichtung zur thermischen Abfallentsorgung.

Info

Publication number: CH688974A5
Application number: CH01640/94A
Authority: CH
Inventors: Karl May; Reiner Engelhardt
Original assignee: Siemens Ag
Priority date: 1993-07-26
Filing date: 1994-05-30
Publication date: 1998-06-30
Also published as: ITMI941564A1; IT1273731B; ITMI941564A0; DE4325029A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur thermischen Abfallentsorgung mit einer Presse für den Abfall, mit einem beheizten Entgasungskanal, mit einem Hochtemperatur-Reaktor, aus dem eine Schmelze und Schwelgase austragbar sind, mit einer Schockkühleinrichtung und mit einer Reinigungseinrichtung für die Schwelgase.

Eine solche Einrichtung ist aus der Presse bekannt geworden, beispielsweise aus der "Berliner Morgenpost" vom 6. Juni 1993. Danach wird der Abfall ohne Vorbehandlung und Vorsortierung in einer Presse unter hohem Druck auf etwa ein Zehntel des ursprünglichen Volumens verdichtet. Der dichte Abfallballen gelangt dann in einen indirekt beheizten Entgasungs- oder Schwelkanal. Hier wird er bei ca. 600 DEG C unter Luftabschluss getrocknet und zu Pyrolyse-Koks verschwelt. Die Abfallballen werden anschliessend in einem Hochtemperatur-Reaktor oder Hochtemperatur-Vergaser unter Zufuhr reinen Sauerstoffs bei etwa 2000 DEG C vergast. Bei dieser Temperatur schmelzen mineralische und metallische Bestandteile, und Kohlenwasserstoff und andere organische Bestandteile zersetzen sich. Die Schmelze wird abgetrennt.

Sie enthält einen glasigen mineralischen Rückstand und einen hauptsächlich aus Eisen bestehenden metallischen Anteil. Die Schwel- oder Verbrennungsgase werden von 1200 DEG C schockartig in einer Schockkühleinrichtung auf eine Temperatur von etwa 90 DEG C abgekühlt. Dadurch soll die Bildung von Dioxinen und Furanen verhindert werden. Anschliessend durchlaufen die Verbrennungsgase ein mehrstufiges Reinigungssystem aus Filtern und Wäschern, bis sie als brennbares Synthesegas in den Prozess zurückgeführt oder anderweitig, etwa zur Stromerzeugung, verwendet werden. Das hier angewandte Verfahren ist auch unter dem Namen "Thermoselect"-Verfahren bekannt geworden.

Überlegungen haben nun gezeigt, dass der Hochtemperatur-Reaktor relativ gross dimensioniert werden muss. Er muss nämlich nicht nur imstande sein, die zu vergasenden organischen Bestandteile, sondern auch die nicht-vergasbaren Bestandteile, wie zum Beispiel Steine, Keramik, Metalle, aufzunehmen. Die Dimensionierung stellt somit einen erheblichen Kostenfaktor dar, was auch für Unterhaltungsarbeiten gilt. Ausserdem besteht die Möglichkeit, dass der Hochtemperatur-Reaktor nicht überall gleichmässig beheizt wird, so dass beim Vergasungsvorgang organische Stoffe übrig bleiben, was einer nicht ausgenutzten chemischen Energie entspricht. Darüber hinaus muss beachtet werden, dass hierdurch die Reinigungsanlage belastet wird.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art derart auszubilden, dass der Hochtemperatur-Reaktor oder Vergaser kleiner ausgebildet werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass zwischen dem Entgasungskanal und dem Hochtemperatur-Reaktor eine Austragseinrichtung für Feststoffe angeordnet ist.

Im Gegensatz zu der bekannten Einrichtung fällt hierbei also der Abfallballen nicht direkt in den Hochtemperatur-Reaktor. Vielmehr werden zuvor Feststoffe abgetrennt, die im Hochtemperatur-Reaktor ohnehin zu keiner oder nur zu einer unzureichenden Vergasung gelangen. Insbesondere ist man bestrebt, hierbei die nicht-organischen Feststoffe abzutrennen und von der weiteren Verarbeitung fernzuhalten. Dies beruht auf der zuvor erwähnten Überlegung, dass im Hochtemperatur-Reaktor nur die organischen Bestandteile des Abfalls vergast werden können. Man wird also insbesondere Steine, Glas, Keramik einerseits sowie Nicht-Eisenmetalle und Eisenmetalle andererseits abtrennen.

Nach einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Feststoff-Ausgang der Austragseinrichtung mit einer Trennvorrichtung verbunden ist, die den Feststoff in Grossanteile mit grösserer Kantenlänge und in Kleinanteile mit kleinerer Kantenlänge trennt. Von Vorteil ist hierbei, dass sich die Grossanteile relativ einfach in die erwähnten Kategorien von Nichtmetallen, Nicht-Eisenmetallen und Eisenmetallen separieren lassen. Sie können aus dem Verarbeitungsprozess herausgenommen und einer besonderen Verwendung (vollständige, sortenreine Rückführung in den Rohstoffkreislauf) zugeführt werden. Die Kleinanteile werden dagegen mit oder ohne Passieren einer Mahlvorrichtung dem Hochtemperatur-Reaktor zugeleitet.

Weitere bevorzugte Ausbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen gekennzeichnet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand einer Figur näher erläutert.

In der Figur ist eine Einrichtung zur thermischen Abfallentsorgung gezeigt. Der Abfall A wird dabei über eine Eintragseinrichtung 2 einer Presse 4 zugeführt, wo er unter hohem Druck zu Abfallballen 6 zusammengepresst wird. Die verdichteten Abfallballen 6 gelangen sodann in einen Schwel- oder Entgasungskanal 8. Die Aussenheizung dieses Entgasungskanals 8 ist mit 10 bezeichnet. Vom Entgasungskanal 8 gelangen die Abfallballen 6 als Fest- oder Schwelgut F und die entstandenen Schwelgase G in eine Austragseinrichtung 12. Der Weg der Schwelgase G ist dabei durch einen Pfeil 14 und der Weg des festen Schwelgutes F durch einen Pfeil 16 verdeutlicht. Die Austragseinrichtung 12 ist im wesentlichen ein Gehäuse, aus dem die Schwelgase G und die Feststoffe F getrennt entnommen werden können.

Vorliegend enthält die Austragseinrichtung 12 noch eine Einrichtung 18 zur Abscheidung von Staub P. Eine solche Einrichtung 18 ist zwar vorteilhaft, muss aber nicht unbedingt vorge sehen sein. Im vorliegenden Fall wird als Einrichtung 18 ein Zyklon verwendet. Dieser nimmt am oberen seitlichen Ende die Schwelgase G auf, und er gibt entstaubte Schwelgase G über einen Verbindungskanal 20 an einen nachgeschalteten Hochtemperatur-Reaktor 22 ab. Der im Zyklon 18 abgeschiedene Staub P wird über eine Schleuse 24 in den unteren Teil der Austragseinrichtung 12 entlassen. Bei der Schleuse 24 kann es sich beispielsweise, wie dargestellt, um zwei hintereinander geschaltete Absperrventile (Doppelventil) handeln. Statt dessen kann auch eine Zellradschleuse verwendet werden. Der Zyklonstaub P wird mit den Feststoffen F über den Ausgang 26 der Austragseinrichtung 12 abgegeben.

Vom Ausgang 26 werden die Feststoffe F einschliesslich des Zyklonstaubs P einer Trennvorrichtung 28 zugeführt. Diese Trennvorrichtung 28 ist dazu vorgesehen, die zugeleiteten Stoffe F, P in Grossanteile mit grösserem Durchmesser oder grösserer Kantenlänge und in Kleinanteile mit kleinerem Durchmesser oder kleinerer Kantenlänge zu trennen. Als Trennvorrichtung 28 kann somit insbesondere ein Sieb oder eine Siebkombination verwendet werden. Die Grossanteile mit dem grösseren Durchmesser (Kantenlänge) werden einer nachgeschalteten Aufteileinrichtung 30 zugeleitet. Hier wird eine Unterteilung der Feststoffe in Glas, Steine, Keramik und/oder Nicht-Eisenmetalle und/oder Eisenmetalle vorgenommen. Dies ist durch drei Pfeile 32 gekennzeichnet. Die Kleinanteile mit dem kleineren Durchmesser (Kantenlänge) werden dagegen einer Mahlvorrichtung 34, also einer Mühle oder Walzenbrecher, zugeleitet.

Je nach Abfallart kann diese Mahlvorrichtung 34 entfallen oder nur mit einem Teilstrom des Feststoffes P, F beschickt werden. Ihr Ausgang ist mit einem Eingang 36 des Hochtemperatur-Reaktors 22 verbunden. Die gemahlenen Substanzen, die dem Eingang 36 zugeleitet werden, bestehen zu einem grossen Anteil aus kohlenstoffhaltigem Staub. Dieser Staub wird im unteren Teil des Hochtemperatur-Reaktors 22 bei einer Temperatur von etwa 2000 DEG C vergast. Über einen Eingang 38 wird dazu dem Hochtemperatur-Reaktor 22 reiner Sauerstoff O2 zugeleitet.

Der Hochtemperatur-Reaktor 22 arbeitet somit nach Art eines Flugstromvergasers. Die Schmelze im Hochtemperatur-Reaktor 22 ist mit S bezeichnet. Sie kann über einen Abzug 40 entnommen und in einem Behälter 42 aufgefangen werden. Im oberen Teil des Hochtemperatur-Reaktors 22 erfahren die entstaubten Schwelgase G infolge turbulenter Strömung eine gute Durchmischung. Die Temperatur beträgt hier etwa 1200 DEG C.

Von besonderem Vorteil ist es, dass der Hochtemperatur-Reaktor 22, der zur unterstöchiometrischen Verbrennung oder Vergasung dient, relativ klein ausgeführt sein kann. Dies führt zu einer weitgehend gleichmässigen Beheizung und zu Kosteneinsparungen.

Die einem Gasabzug 44 entnommenen Schwelgase G werden in einen Quencher oder eine Schockkühleinrichtung 46 geleitet, wo sie beispielsweise auf eine Temperatur von unter 90 DEG C abgekühlt werden. Dieser Schockkühleinrichtung 46 ist eine Reinigungseinrichtung 48 nachgeschaltet. Ein Saugzuggebläse 50 sorgt für eine ausreichende Strömungsgeschwindigkeit der Schwelgase G. Nach der Reinigung können die Schwel- oder Synthesegase G zur Beheizung der Aussenheizung 10 des Entgasungskanals 8 oder aber zur Energiegewinnung herangezogen werden.

Claims

1. Einrichtung zur thermischen Abfallentsorgung mit einer Presse (4) für den Abfall (A), mit einem beheizten Entgasungskanal (8), mit einem Hochtemperatur-Reaktor (22), aus dem eine Schmelze (S) und Schwelgase (G) austragbar sind, mit einer Schockkühleinrichtung (46) und mit einer Reinigungseinrichtung (48) für die Schwelgase (G), dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Entgasungskanal (8) und dem Hochtemperatur-Reaktor (22) eine Austragseinrichtung (12) für Feststoffe (F) angeordnet ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Feststoff-Ausgang (26) der Austragseinrichtung (12) mit einer Trennvorrichtung (28) verbunden ist, die die Feststoffe (F) in Grossanteile mit grösserer Kantenlänge und Kleinanteile mit kleinerer Kantenlänge trennt.

3.

Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennvorrichtung (28) über eine Mahlvorrichtung (34) für die Kleinanteile mit dem Hochtemperatur-Reaktor (22) verbunden ist.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Austragseinrichtung (12) eine Einrichtung (18) zur Staubabscheidung zugeordnet ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (18) zur Staubabscheidung ein Zyklon ist, der in der Austragseinrichtung (12) untergebracht ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3 und Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der von der Einrichtung (18) zur Staubabscheidung abgeschiedene Staub (P) mit den Feststoffen (F) der Trennvorrichtung (28) zugeleitet ist.

7.

Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Einrichtung (18) zur Staubabscheidung bzw. dem Zyklon eine Schleuse (24) für den abgeschiedenen Staub (P), beispielsweise ein Doppelventil oder eine Zellradschleuse, nachgeschaltet ist.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Trennvorrichtung (28) ein Sieb oder eine Siebkombination vorgesehen ist.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Austragseinrichtung (12) für Feststoffe (F) eine Aufteileinrichtung (30) nachgeschaltet ist, die die Feststoffe (F) in Fraktionen wie a) Glas, Steine und/oder b) Nicht-Eisenmetalle und/oder c) Eisenmetalle aufteilt.