DE3545954A1 - Verfahren zum pyrolytischen aufarbeiten von ausgangsmaterial - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

In dem Produktgas ist ein möglichst hoher Anteil an Aromaten erwünscht, weil diese chemisch und wirtschaftlich besonders wertvoll sind.

Die vorliegende Erfindung geht von der Aufgabe aus, mit ein­ fachen Mitteln den Anteil an Aromaten in dem Produktgas zu erhöhen, damit das Produktspektrum zu vereinfachen und die Reindarstellung dieser Komponenten zu erleichtern.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe mit dem Verfahren nach dem Anspruch 1 gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird von der an sich bekannten Tatsache Gebrauch gemacht, daß durch Anwesenheit von C₄-Verbindungen in der Pyrolyse die Bildung von Aromaten stark gefördert wird. Es hat sich gezeigt, daß durch das Abkühlen des Pyrolysegases auf Temperaturen dicht oberhalb des Gefrierpunktes des Wassers (um ein Vereisen zu verhindern, soll der Gefrierpunkt des Wassers nicht unterschritten werden) ein Kaltkondensat in Form eines leichten Produktöls (Leicht­ öls) gebildet wird, das nahezu die gesamten C₄-Verbindungen des abgekühlten Gasstromes in Gemeinschaft mit Benzol und den übrigen Leichtölkomponenten enthält. Durch das an­ schließende Entspannen des Kaltkondensats gehen die C₄-Ver­ bindungen zu einem großen Anteil wieder in die Gasphase über, während das bereits als am leichtesten siedender Wertstoff in dem Kaltkondensat gelöste Benzol größtenteils in der flüssigen Phase bleibt und als wertvolles Verfahrensprodukt erhalten wird. Durch das Abkühlen in der ersten Stufe und das Abtrennen des dabei entstehenden Heißkondensats, das in Form eines heißen Öls anfällt, werden teerartige und staub­ förmige Komponenten weitgehend entfernt; dies bietet den Vorteil, daß diese Komponenten, die eine stark emulgierende Wirkung auf Öl-Wasser-Gemische haben, die Öl-Wasser-Trennung im Kaltkondensat der zweiten Ölstufe nicht mehr störend be­ hindern können.

Als dicht über dem Gefrierpunkt des Wassers liegende Temperatur wird vorzugsweise eine Temperatur von etwa 1°C gewählt. Ein Abstand von 1°C zum Gefrierpunkt des Wassers kann mit einfachen thermostatischen Regeleinrichtungen sicher eingehalten werden.

Die Lagertemperatur, auf die das Kaltkondensat erwärmt wird, wird vorzugsweise zu etwa 25°C gewählt. Dabei gehen die C₄- Verbindungen weitgehend in die Gasphase über.

In der ersten Kühlstufe wird vorzugsweise auf etwa 120°C abge­ kühlt. Bei dieser Temperatur fällt ein Heißkondensat an, das wasserfrei ist und die C₄-Verbindungen des abgekühlten Gas­ stromes sehr weitgehend enthält.

Wenn die Pyrolyse in einer Wirbelschicht abläuft, die durch Zufuhr eines Wirbelgases aufrechterhalten wird, kann das einen hohen Anteil von C₄-Verbindungen enthaltende Sonder­ produktgas einfach zusammen mit dem Wirbelgas der Pyrolyse zugeleitet werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren erfordert keinen ins Gewicht fallenden Mehraufwand. Dies gilt besonders dann, wenn man in der üblichen Weise die verschiedenen Wärmeaustauschvor­ gänge zur Erzielung einer optimalen Energiebilanz zusammen­ faßt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbei­ spiels in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben.

Die Zeichnung zeigt ein schematisches Fließschema, in welchem alle für das Verfahren unwichtigen Bestandteile weggelassen sind.

Die Figur zeigt einen Wirbelschicht-Pyrolyse-Reaktor 1, der Eingabe- und Ausgabeschleusen 3 bzw. 5 für Ausgangsmaterial bzw. feste Pyrolyseprodukte, einen Wirbelgas-Eingang 7, einen Pyrolysegas-Ausgang 9 und Heizelemente 11, 13 aufweist. Das bei der Pyrolyse entstehende heiße Pyrolysegas tritt mit zum Beispiel 700°C aus dem Pyrolysegas-Ausgang 9 in eine erste Produktleitung 15 aus. Aus der ersten Produktleitung 15 wird Pyrolysegas in eine erste Kühlstufe 17 geleitet und dort auf eine Temperatur von etwa 120°C vorgekühlt. Das dabei entstehende Heißkondensat wird in einem Heißabscheider 19 vom Gas getrennt und in einem Produktbehälter 21 gesammelt, von wo es zu weiterer Verwendung abgezogen werden kann, gege­ benenfalls nach weiterer Kühlung. Aus dem Gasraum des Heiß­ abscheiders 19 wird vorgekühltes Produktgas in eine zweite Produktleitung 23 geleitet. Von dort wird vorgekühltes Produktgas über eine Pumpe 25 unter Verdichtung entnommen und in eine zweite Kühlstufe 27 gefördert. In der zweiten Kühlstufe 27 wird die Temperatur des verdichteten Gases auf eine dicht über dem Gefrierpunkt des Wassers liegende Tem­ peratur, normalerweise etwa 1°C, abgesenkt. Dabei bildet sich ein Kaltkondensat, das in einem Kaltabscheider 29 abge­ trennt wird. Das Kaltkondensat wird über ein Druckhalteventil 31, das den Druck in der zweiten Kühlstufe 27 auf etwa 1 bar Überdruck hält, unter Entspannen auf Atmosphärendruck in einen Behälter 33 geleitet. In dem Behälter 33 wird das Kalt­ kondensat von einer thermostatischen Heizeinrichtung 35 auf etwa 25°C erwärmt. Das dabei entstehende Gas wird über eine Pumpe 37 abgezogen und als Sonderproduktgas über eine Son­ derproduktleitung 39 und ein darin enthaltenes Rückschlag­ ventil 41 in den Wirbelgas-Eingang 7 geleitet.

Das entsprechend den Bedingungen in der zweiten Kühlstufe 27 anfallende, von dem Kaltkondensat befreite und an C₄-Verbindungen arme gekühlte Gas wird über ein Druck­ halteventil 43 in eine Umwälzleitung 45 geleitet und über ein Rückschlagventil 47 dem Wirbelgaseingang 7 zugeführt. Überschüssige Mengen des Gases können über ein Ventil 49 in eine dritte Produktleitung 51 entnommen und verwertet werden. Überschüssiges heißes oder vorgekühltes Produktgas kann über entsprechende Entnahmestellen 53 bzw. 55 an der ersten bzw. zweiten Produktleitung 15 bzw. 23 entnommen werden. Das Gas aus der dritten Produktleitung 51 ist jedoch am wertvollsten, weil es weitgehend frei von bei Umgebungstemperatur kondensierbaren Anteilen ist.

In der Figur sind die verschiedenen Wärmetauscher der Deutlichkeit halber getrennt dargestellt. Es versteht sich, daß durch räumliche Vereinigung und Gegenstrom-Führung der Stoffströme die Energiebilanz optimiert werden kann. Das ist in der Figur nicht dargestellt. Auch sind andere, für das beschriebene Verfahren nicht beschriebene Bauteile wie zum Beispiel Zyklone usw. nicht dargestellt.

Claims (5)

1. Verfahren zum pyrolytischen Aufarbeiten von Kunststoff, Gummi, andere Kohlenwasserstoffmaterialien und dergleichen enthaltendem Ausgangsmaterial, insbesondere Abfallmaterial, wie z. B. Altgummi, Altreifen und/oder Kunststoffabfällen, wobei das bei der Pyrolyse entstehende Pyrolysegas abgekühlt, das entstandene Kondensat abgetrennt und das verbleibende Produktgas verwertet und/oder weiterverarbeitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teilstrom des Pyrolysegases in einer ersten Kühlstufe auf eine Temperatur im Bereich von etwa 100 bis 150°C abge­ kühlt, das dabei entstehende Heißkondensat abgetrennt und der verbleibende Gasstrom in einer zweiten Kühl­ stufe auf eine dicht über dem Gefrierpunkt des Wassers liegende Temperatur und einen Druck von etwa 1 bar Überdruck gebracht wird, und daß das in der zweiten Kühlstufe entstehende Kaltkondensat abgetrennt, auf eine normale Lagertemperatur im Bereich üblicher Um­ gebungstemperaturen erwärmt und auf Atmosphärendruck entspannt und das dabei freiwerdende Gas als Sonder­ produktgas in die Pyrolyse zurückgeleitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als dicht über dem Gefrierpunkt des Wassers liegende Temperatur eine Temperatur von etwa 1°C angewandt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Lagertemperatur eine Temperatur von etwa 25°C angewandt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Kühlstufe auf etwa 120°C abgekühlt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Pyrolyse in einer Wirbelschicht durch­ geführt wird, die durch Zufuhr eines Wirbelgases auf­ rechterhalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Sonderproduktgas mit dem Wirbelgas der Pyrolyse zugeleitet wird.