LV12048B - Komunālo vai rūpniecisko atkritumu pilnīgas bezemisijas izmantošanas metode, lietojot augsttemperatūras reciklēšanu un radušās sintēzgāzes frakcionētu konversiju, un iekārta procesa veikšanai - Google Patents

Description

LV 12048

Verfahren zur vollstandigen stofflichen, emissions-losen Nutzung durch Hochtemperatur-Recycling und durch fraktionierte stofflich spezifische Konvertierung des entstehenden Synthese-Rohgases

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wertstoff-RUckgewinnung bzw. Nutzbarmachung aus Synthese-Roh-gas, das bei der Vergasung von kommunalen oder von anderen Abfallen, vorzugsweise auch fiir Gift- und Sondermull an sich beliebiger Art anfallt, gemāB dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie eine Vorrichtung zur Verfahrensdurchfūhrung.

Abfallvergasung gewinnt als Verfahren zur thermischen Abfallbehandlung zunehmend an Bedeutung, vor aliem wegen seines grofien Giftstoff-Vernichtungspotentials Daruber hinaus wird dabei das Synthesegas als ther-misch oder chemisch nutzbarer Wertstoff gewonnen, und auch Fe-Metalle und verglaste Mineralstoffe fallen in 8 jedoch noch Schvermetalle, Chlor und Schvefel enthal-ten. Diese Elemente - an sich als chemische Grund-stoffe Wertstoffe - sind fur die Biosphare entveder Umveltgifte (Schwermetalle), oder ihre Reaktionspro-dukte, vor aliem mit Feuchtigkeit, sind Bestandteile des sauren Regens. Eine Gaswasche des Synthese-Rohga-ses ist daher unumgānglich und in vielfaltiger Aus-fiihrung šeit langem Stand der Technik. Filter (Gewe-be), Adsorption (Aktivkohle, Fāllungreaktionen und Ionenaustausch werden zur Reinigung allgemein, also auch zur Synthese-Rbhgasreinigung herangezogen, und zvar in unterschiedlichen Kombinationen. Die dabei anfallenden Schlāmme und Staube sind beim derzeitigen Stand der Technik Sonderabfall, der entsprechend ko-stentrachtig durch Deponierung entsorgt werden mufi. Zwar ist das Volumen dieses Sonderabfailes gemessen am Ausgangsvolumen des Abfalls gering, trotzdem ist die Deponierung der Reststoffe der Gaswasche eine unbefriedigende Losung:

Jede Sonderabfall-Deponie besitzt ein Restrisiko fiir die Umwelt, und - es werden technisch nutzbare Wertstoffe dem wxin-schenswerten und vom Gesetzgeber geforderten Stoffkreislauf der Wirtschaft entzogen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Wertstoffgewinnung aus Synthese-Rohgas bei der Ab-fallvergasung anzugeben und so die Abfallvergasung frei von Deponie-Reststoffen zu gestalten. Aufgabe der Erfindung ist es weiterhin, eine Umweltbelastung durch Abwasser auszuschlieBen. SchlieBlich ist es auch Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Durchfuhrung des erfindungsgemāBen Verfahrens anzuge- 9 LV 12048 ben. Bezūglich des Verfahrens wird diese Aufgabe durch den kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 ge-lost, die UnteransprUche geben hierzu vorteilhafte Weiterbildungen an. Bezūglich der Vorrichtung gibt Anspruch 11 die Losung an mit vorteilhaften Weiter-bildungen in den Unteranspriichen.

Durch die stufenweise Konvertierung der als Schad-stoffe im Synthese-Rohgas enthaltenen Inhaltsstoffe in Wertstoffe in getrennten gesondert temperierten NaBbehandlungsstufen wird die Voraussetzung fiir die Ruckgewinneung der Inhaltsstoffe geschaffen, wobei die Konvertierung, d.h. die ŪberfUhrung der Inhalts-stoffe in eine wiedergewinnbare Form, in getrennten gesondert temperierbaren NaBbehandlungsstufen optima-le spezifischen Inhaltsstoffen angepaBte Konvertie-rungsbedingungen ermoglicht. Die Temperatur der Be-handlungsstufen wird dabei zweckmSBigerweise durch die fūr die partielle Abscheidung erforderliche ge-stufte Kondensation des im Synthese-Rohgas enthaltenen Wasserdampfes vorgegeben. Die zu Wertstoffen kon-vertierten Inhaltsstoffe der getrennten Konvertie-rungsstufen werden anschlieSend dadurch zuriickgewon-nen, daB die Losungen und Kondensate der unterschied-lichen Konvertierungsstufen zusammengefūhrt und ge-meinsam nacheinander abgestuften Fāllungsreaktionen und Ionenaustauschprozessen unterworfen werden, und zwar unter Ruckgewinnung des ProzeSwassers. Eine nachgeordnete Kāltetrocknung des von den unervtinsch-ten Inhaltsstoffen gereinigten Synthesegases entfernt die Restfeuchte, die abschlieBend zusaimen mit wie-dergewonnenem ProzeBvasser den einzelnen Konvertierungsstuf en erneut zugefiihrt wird, so daB ein ge-schlossener unterer ProzeBwasser-Kreislauf entsteht. 10

Es entsteht also dadurch, daB zunāchst bei der Reini-gung des Synthese-Rohgases dessen Inhaltsstoffe nicht nur abgeschieden, sondern vor der Abscheidung in eine nach der Abscheidung direkt wiederverwertbare Form konvertiert werden, die Voraussetzung fur eine rest-stofffreie Synthesegasreinigung, und dadurch, daB das ProzeBwasser und die Kondensate der Konvertierungs-stufen gemeinsam abgestuften Fāllungs- und Ionenaus-tausch-Reaktionen untervorfen werden, eine einfache Moglichkeit, die Wertstoffe wiederzugewinnen, da die Reaktionen in den Konvertierungsstufen und die Art der Fāllungs- und Ionenaustausch-Reaktion aufeinander abstimmbar gestaltet werden konnen.

Inhaltsstoffe des Synthese-Rohgases konnen gegebenen-falls auch direkt, d.h. ohne Konvertierung separiert werden, was jedoch nur dann im Sinne des Erfindungs-gedankens ist, wenn der Inhaltsstoff in dieser Form technisch nutzbar ist. Es kann daher vorteilhaft sein, eine katalytisch wirkende, gesondert betreib-bare Abscheidungsstufe im Stromungsweg des Synthese-Rohgases anzuordnen.

Eine derartige Abscheidungsmoglichkeit besteht bei-spielsweise fūr Schwefel, der mit Hilfe des kataly-tisch wirkenden sogenannten ”Sulferox"-Verfahrens elementar abgeschieden werden kann und in dieser Form ein vielseitig nutzbarer Wertstoff ist.

Der Reinigung des Synthese-Rohgases ist beim derzei-tigen Stand der Technik meist eine schockartige Kiih-lung unmittelbar nach dem Verlassen des Hochtempera-turreaktors vorgeschaltet, um eine "De-novo,,-Synthese organischer Schadstoffe zu unterbinden. Dabei durch- 11 LV 12048 stromt das Synthese-Rohgas eine Wasserbrause. Erfin-dungsgemāfi kann bereits diese Wasserbrause, die soge-nannte "Quench", dadurch als erste Konvertierungsstu-fe genutzt werden, daB sie als Sprlihquench im pH-Be-reich < 5, also im sauren Bereich, betrieben wird. Chlorwasserstoff und Schwermetalle werden dabei zu wiedergewinnbaren Chloriden konvertiert. Nach der sauer eingestellten Spr\ihquench durchlauft das Syn-these-Rohgas eine neutralisierende basisch einge-stellte NaBbehandlungsstufe. Bei diesem Durchlauf wird es fiir die nachfolgenden spezifischen Konvertie-rungsstufen optimal temperiert. Es ergeben sich damit mehrere Vorteile:

Der im Synthese-Rohgas enthaltene Wasserdampf wird in der Quench kondensiert und behindert nachfolgende Konvertierungen nicht; das aus der Sprūhquench mitgerissene Wasser wird in der Neutralisierungsstufe zuriickgehalten und durch die Neutralisation vieder vervendbar; das Synthese-Rohgas tritt in nachfolgende Behand-lungsstufen mit optimaler Temperatur ein, vodurch dort die Reaktionsablāufe verbessert und beschleunigt werden.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das so temperierte Synthese-Rohgas nachfolgend mehrere Konvertierungs-stufen durchlauft, die in einem gemeinsamen, aber entsprechend den vorgesehenen Stufen unterteilten Behālter angeordnet sind. Eine derartige Anordnung ist beispielsweise in EP 95 10 6932.7 unter der Be-zeichnung ,,Kombinationswāscher,, beschrieben. Inner- 12 halb dieses Kombinationskonverters kann zweckmaBiger-weise eine Entstaubungsstufe angeordnet verden, vor-teilhafterweise mit einem Entstaubungsmittel groBerer Viskositāt als Wasser, beispielsveise Glycerin. Das Entstaubungsmittel wird dabei in einem eigenen Kreis-lauf vom Staub befreit und regeneriert, der Staub wird in den Hochtemperaturreaktor zuruckgefuhrt und nimmt dort an der Vergasungsreaktion vieder teil. Damit ist die dem Stromungspfad des Synthesegases zugeordnete Konverti-erung der in ihm enthaltenen Schadelemente in viederbringbare Wertstoffe und deren Ūberfuhrung in die Wāsser der verschiedenen Konver-tierungsstufen abgeschlossen. Das so von unerviinsch-ten Beimischungen gereinigte Synthesegas kann, gege-benenfalls nach einer zusātzlichen Kaltetrocknung zur Entfernung einer verbliebenen Restfeuchte, einer er-neuten Temperierung des trockenen Synthesegases mit nachfolgendem Durchlauf durch ein Aktivkohlefilter einer stofflichen und/oder thermischen Nutzung zuge-fiihrt werden. Die Kaltetrocknung kann in einer geson-derten Behandlungsstufe erfolgen. Vorteilhaft ist es, diese Stufe mit in den Kombinationskonverter zu inte-grieren. Die Abwarmen aus dieser Stufe und aus der Sprvihquench konnen bei Bedarf ausgekoppelt und zur Temperierung der Konvertierungsstufen und zur Gaser-warmung genutzt werden.

Die Losungen und Kondensate der Konvertierungs- und Klihlstufen, die die zu gewinnenden Wertstoffe gelost, gegebenenfalls auch dispergiert enthalten, verden zusammengefiihrt und gemeinsam weiterbehandelt. Zu-nachst werden Eisen und Schwermetalle wie Blei und Zink in einer stufenweisen Hydroxidfallung abgeschie-· den. Die gefallten Eisenverbindungen der ersten Fal- 13 LV 12048 lungsstufe werden vorteilhafterweise dem Hochtemperaturreaktor vieder zugefūhrt, dort mit eingeschmolzen und als nutzbares metallisches Granulat ausgetragen. Die Mischfāllungen der nachfolgenden Fallungsstufen enthalten die anderen Schwermetalle und sind - zum Konzentrat aufbereitet - ein verhiittungsfahiger Wert-stoff.

Die aus den Hydroxidfallungen ablaufende Losung ent-hālt uberwiegend Alkalichloride. Der verbliebene Teil der Kalziumionen wird durch Einleitung von Kohlendi-oxid als Kalziumcarbonat gefallt und ebenfalls in den Hochtemperaturreaktor zur Einschmelzung zuruckge-fiihrt. In einem Ionentauscher konnen die noch ver-bliebenen storenden Kalziumionen, die in geringem Anteil vorhanden sind und das Alkalichlorid-Nutzsalz verunreinigen wurden, entfernt werden. Die so gerei-nigte Alkalichloridlosung wird aufkonzentriert. Hier-zu wird vorteilhafterweise die Losung einer Umkehros-mose unterzogen. AbschlieBend wird in einem Kristal-lisations-Eindampfer ein rohstofftaugliches Mischsalz und ein Kondensat gewonnen, das als Betriebswasser beliebig eingesetzt werden kann. Mit dem erfindungs-gemSBen Verfahren wird somit sowohl die stoffliche Nutzung aller den Hochtemperaturreaktor verlassenden Gase, Dampfe und Stāube als auch vollstāndige Abwas-serfreiheit garantiert.

Eine bevorzugt anwendbare Vorrichtung zur Durchfuh-rung des erfindungsgemafien Verfahrens nach den An-sprūchen 1 bis 10 umfaSt einen StrSmungspfad fūr das Synthesegas, einen Rūckgevinnungspfad fūr die konver-tierten Wertstoffe und RūckfĪihreinrichtungen zum Hochtemperaturreaktor und zu den Konvertierungsstu- 14 fen. Dabei umfafit der Stromungspfad fiir das Synthese-gas zumindest Nachbehandlungsstufen zur

Schockkvihlung mit einem pH-Wert < 5, zur Neutralisation mit einen pH-Wert > 8 sowie einen Kombinationskonverter, der gegebenenfalls veitere NaSbehandlungsstufen zur Konvertierung in wiederbringbare Wertstoffe, eine Glyzerin-Staub-wāsche, eine Sulferox-Wasche und eine Kāltetrock-nungsstufe enthālt. Dem Kombinationskonverter nach-geordnet sind dann noch eine Gaserwarmung und ein Aktivkohlefilter. In der aufgefiihrten Reihenfolge durchstromt das Synthese-Rohgas den Stromungspfad der Vorrichtung und tritt als hochreines thermisch und/oder stofflich nutzbares Synthesegas aus. Der Riickgewinnungspfad, der der Rūckgewinnung der konver-tierten Wertstoffe dient, umfaBt zumindest die Reak-tionsstufen

Hydroxidfullung fiir Eisen,

Hydroxidfāllung fiir andere Schwermetalle, Kohlendioxidfallung und Ionentauscher fiir Kalzium,

Umkehrosmose und Kristallisationseindampfung, die das wertstoffbeladene Wasser aus Schockkiihlung, Neutralisation und den Konvertierungsstufen gemeinsam durchlauft, nachdem es gesammelt und dem Riickgevin-nungspfad iiber die erste Hydroxidfāllung zugefiihrt wird. Die jeveiligen Raktionsstufen des Riickgevin-nungspfades besitzen Austragseinrichtungen fiir die Wertstoffe Schvefel, Schwermetallhydroxide, Nutzsalz 15 LV 12048 und Nutzgas sowie Ruckfūhreinrichtungen zum Hochtem-peraturreaktor fūr das abgeschiedene Eisenhydroxid und die Stāube aus der Glyzerinwāsche. Das nach der Rūckgewinnung der Wertstoffe verbleibende Prozefiwas-ser steht als Rohstoff Wasser zum beliebigen Einsatz zur Verfūgung.

Durch eine Wārmekopplung zvischen Schockkuhlung, Gastemperierung, KSltetrocknung und Temperierung der Konvertierungsstufen lāBt sich der Gesamtwirkungsgrad der Vorrichtung verbessern, die zu diesem Zweck ent-sprechende Wārmetauscher, gegebenenfalls auch Wārme-pumpen, besitzen kann.

Die Erfindung wird anhand der Figur nāher erlāutert.

Mit 1 ist in dieser Figur der Hochtemperaturreaktor benannt, der, wie bespielsweise in P 41 30 416 be-schrieben, als Ausschmelzreaktor betrieben wird und die AustrSge 19 und 20 fūr Fe und seine Legierungs-metalle und die inertisierten Mineralstoffe sowie den Gasaustrag 22 fūr das Synthese-Rohgas besitzt, das in die Sprūhquench 2 geleitet wird. In dieser Sprūh-quench 2, die im pH-Bereich < 5, also im sauren Be-reich betrieben wird, beginnt die Konvertierung der Inhaltsstoffe, vor aliem von Cl, Pb, Zn und mitge-schlepptem Fe. Gleichzeitig erfolgt dabei die schock-artige Rūckkūhlung des Synthese-Rohgases um eine Neu-bildung organischer Schadstoffe (Dioxine, Furane) zu verhindern. Danach wird das Synthese-Rohgas in das Neutralisationsbad 3 geleitet, das bei einem pH-Wert > 8 die Rohgasfeuchte neutralisiert. Die pH-Wert-Ver-haltnisse in der Sprūhquench 2 und in dem Neutralisationsbad 3 sind dabei aufeinander abgestimmt, sie 16 verden zweckmāBigerweise laufend gemessen und ange-paBt. Nach einer gegebenenfalls notwendigen erneuten Gastemperierung 6', die durch die Reaktorbedingungen der nāchsten Konvertierungsstufe vorgegeben ist, tritt das Synthese-Rohgas in den Kombinationskonver-ter 4 ein, der auBer einer oder mehrerer Konvertie-rungsstufen eine Glyzerinwāsche zur Staubentfernung, eine Sulferox-Stufe zur katalytischen Abscheidung von Schwefel und eine Stufe zur Kāltetrocknung besitzt. Ūber den Austrag 16 wird der Schwefel in als Wert-stoff verwertbarer Form direkt aus der unabhāngig von den iibrigen (NaB-)Konvertierungsstufen betriebenen Sulferox-Stufe ausgetragen. Die Glyzerin-Wāsche besitzt fiir die abgeschiedenen Stāube den Austrag 8, mit dem die Stāube, die mit Schadstoffen adsorbisch beladen sein kdnnten, zur erneuten Hochtemperaturbe-handlung in den Reaktor 1 zuriickgefuhrt werden. Nach der Kāltetrocknung wird das Synthese-Rohgas erwārmt (Heizung 6”) und verlāBt nach einem Durchlauf durch den Aktivkohlefilter die Vorrichtung durch den Austrag 18 als hochreines Synthesegas. Eine bevorzugte Ausfuhrungsform schlāgt hier vor, den Aktivkohlefilter in auswechselbaren gasdurchstrombaren Kassetten unterzubringen. Dadurch werden ein leichter Austausch und die Rūckfuhrung der Aktivkohle in den Hochtempe-raturreaktor moglich. Die Kassette kann dann vieder-verwendet werden. Die in dem beschriebenen Stromungs-pfad liegenden Wārmequellen und -senken (6, 6', 6”, Kāltetrocknung) sind dabei mit Hilfe geeigneter Ele-mente wie Wārmetauscher und Wārmepumpen thennisch gekoppelt, wie mit 16 und den Richtungspfeilen sym-bolisiert. Die ProzeBwāsser der Spriihquench 2, der Neutralisation 3 und des Kombinationskonverters 4 werden gesammelt und mittels des Leitungssystems 7 17 LV 12048 der ersten Hyxdroxidfallung 9 zugefiihrt. Das hier abgeschiedene Eisenhydroxid wird iiber den Austrag 15 in den Hochtemperaturreaktor 1 zuriickgefiihrt und mit eingeschmolzen. Danach durchl&uft das gesammelte Pro-zeflvasser eine zweite Hydroxidfallung 10, in der Blei- und Zinkhydroxide gemeinsam gefāllt und iiber den Austrag 21 als Gemisch ausgetragen verden. Dieses Gemisch ist in bekannter Technik als verhiittungsfahi-ger Roh- und Wertstoff nutzbar.

In Erganzung zum vorgestellten Verfahrensablauf ist es auch moglich, nach der zweiten Hydroxidfallung eine zusātzliche Fallung mit C02 zwischenzuschalten und noch eventuell vorhandene Kalziumionen auszufāl-len. Das ProzeBvasser enthālt danach vor aliem Natri-um- und Kaliumchloride, die als Wertstoff nur ge-ringfiigig mit Kalzium verunreinigt sein konnen. In dem Ionentauscher 11 werden diese Kalziumverunreini-gungen entfernt und die Alkalichloride in der Umkehr-osmosestufe 12 aufkonzentriert, ehe sie in dem Kri-stallisations-Eindampfer 13 als Nutzsalz gevonnen und iiber den Austrag 17 ausgebracht werden. Das ProzeB-wasser ist damit von seinen Inhaltsstoffen befreit und kann zusammen mit dem Kondensat aus dem Kālte-trockner als Betriebswasser beliebig verwendet verden. Der ProzeB ist abwasserfrei.

Die Figur verdeutlicht, daS bei Anwendung des Erfin-dungsgedankens eine Abfallvergasung nicht nur frei von Schadstoffemissionen, sondern auch unter voll-standiger Nutzung der energetischen und stofflichen Inhalte des Abfalls durchgefiihrt verden kann, und zvar ohne Anfall von Deponie-Restmaterial und ohne Umveltbelastung durch Abvasser. 18

Mit dem hier vorgeschlagenen Hochtemperatur-Recycling-Verfahren verden Abfālle unterschiedlich-ster Herkunft und Zusammensetzung vollstSndig in wie-derverwertbare Stoffe transformiert, und zwar in mineralisches Granulat,

Eisenmetall-Legierung,

Synthesegas, destilliertes Wasser, elementaren Schwefel, elektrolysefahiges Salzgemisch und Zink- und Bleikonzentrat. LV 12048

Patentanspruche 1. Verfahren zur vollstāndigen stofflichen, emis-sionslosen Nutzung aller Bestandteile von kom-munalen oder industriellen Abfallen durch Hoch-temperatur-Recycling und durch fraktionierte stofflich spezifische Konvertierung des dabei entstehenden Synthese-Rohgases gekennzeichnet durch wenigstens folgende Verfahrensschritte:

Stufenveise Konvertierung der als Schadstoffe im Synthese-Rohgas enthaltenen Inhaltsstoffe in Wertstoffe in getrennten, gesondert temperier-baren NaBbehandlungsstufen, wobei die Tempera-turbedingungen jeder Behandlungsstufe durch die fūr die partielle Abscheidung erforderlich ge-stufte Kondensation des im Synthese-Rohgas enthaltenen Wasserdampfes vorgegeben vird,

Zusammenfuhrung der die konvertierten Wertstoffe enthaltenden Losungen und Kondensate der unter-schiedlichen Konvertierungsstufen und stufenveise Abscheidung der wiedergewinnbaren Wertstoffe durch abgestufte Fāllungs- und Ionenaustausch-Reaktionen sowie Trennreaktionen unter Rlickge-vinnung des ProzeBvassers,

Kaltetrocknung des durch die Schadstoff-Konvertierung gereinigten Synthesegases, und Ruckfuhrung des wiedergewonnenen ProzeBvassers zusammen mit dem Kondensat der Kaltetrocknung zu den einzelnen Konvertierungsstufen.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB wenigstens eine ka-talytisch virkende, gesondert betreibbare Ab-scheidungsstufe im Stromungsveg des Synthese-Rohgases angeordnet ist.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB die Schock-Kuhlstufe als Sprūhquench ausgebildet und im pH-Bereich < 5 zur Konvertierung des Chlorwasserstoffes und der Schwermetalle in wiedergewinnbare Chloride betrieben wird.

Verfahren nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daB nach der sauer ein-gestellten Quench die Restfeuchte des Synthese-Rohgases durch eine basisch eingestellte NaBbe-handlungsstufe neutralisiert wird und das Syn-these-Rohgas dabei auf eine fiir die nachfolgen-den spezifischen Konvertierungsstufen optimale Temperatur eingestellt wird.

Verfahren nach den Ansprūchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daB mehrere in einem gemeinsamen, aber unterteilten Behālter angeord-nete Konvertierungsstufen verwendet werden, und daB das Synthese-Rohgas mit annaherungsweise konstanter Temperatur diesen '’Kombinationskon-verter'’ durchstromt.

Verfahren nach den Ansprūchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daB innerhalb des HKom-binationskonverters" eine Partikelabscheidungs-stufe mit gegebenenfalls gesondertem Kreislauf LV 12048 des eingesetzten Additivs betrieben wird, und daB die abgeschiedenen Partikel der Vergasungs-reaktion wieder zugefuhrt verden. 7. Verfahren nach den Anspriichen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daB aus den zusammenge-fiihrten Losungen und Kondensaten der Kiihl- und Konvertierungsstufen durch eine mindestens zwei-stufige Hydroxidfallung nacheinander Eisen und andere Schwermetalle wie beispielsweise Zink und Blei zuruckgewonnen werden, wobei die gefallten Eisenverbindungen dem Hochtemperaturreaktor wie-der zugefiihrt, dort eingeschmolzen und als me-tallisches Granulat ausgetragen werden, vahrend Hydroxide der anderen Schwermetalle, verhiit-tungsfahig als Konzentrat aufbereitet, direkt als Roh- und Wertstoff verwendet verden. 8. Verfahren nach mindestens einem der Ansprūche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daB die aus den Hydro-xidfallungen ablaufende, ūberwiegend Alkalichlo-ride enthaltende Losung in einem Ionenaustau-scher von verunreinigenden Kalziumionen befreit wird. 9. Verfahren nach mindestens einem der Ansprūche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daB die aus dem Ionen-tauscher gemāB Anspruch 8 ablaufende gereinigte Alkalichlorid-Losung durch eine Umkehrosmose aufkonzentriert wird und anschlieBend daraus in einem Kristallisationseindampfer ein rohstoff- taugliches Mischsalz und ein als ProzeBwasser taugliches Kondensat gewonnen werden. 10. Verfahren nach mindestens einem der Ansprūche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daB der Schockkūhlung einie Wārmerūckgewinnung zugeordnet ist, und daB die so gewonnene Wārme zumindest teilweise zur Temperierung des Synthesegases und der Konver-tierungsstufen im Kombinationskonverter sowie gegebenenfalls zur Gaservarmung vor einem Aktiv-kohlefilter verwendet wird. 11. Vorrichtung zur Durchfūhrung des Verfahrens nach mindestens einem der Ansprūche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daB diese einen Stromungspfad fūr das Synthese-gas besitzt, der zumindest die Wirkstufen zur NaBbehandlung

Schockkūhlung (2) mit einem pH-Wert < 5, Neutralisation (3) mit einem pH-Wert > 8, und einen

Kombinationskonverter (4), der mindestens eine Schadstoffkonverterstufe, eine Glyze-rinvasche, eine Sulferox-Wāsche und eine Kāltetrocknungsstufe integral enthālt, so-wie eine - Gaserwārmung (6”) und einen Aktivkohlefilter (5) in der aufgefūhrten Reihenfolge enthālt, die veiterhin einen Rūckgevinnungspfad besitzt, der zumindest die Reaktionsstufen - Hydroxidfāllung fūr Eisen (9), LV 12048 - Hydroxidfallung fiir Schwermetalle (10), Ionenaustausch Kalzium (11), - Umkehrosmose (12) und Kristallisationseindampfung (13) enthalt, den das stoffbeladene Wasser aus Schockkiihlung-Neutralisation und Konvertierung in der angefūhrten Reihenfolge durchlāuft, wobei die Reaktionsstufen Austragseinrichtungen fiir die Wertstoffe Wasser (14), Nutzgas (18), Nutz-salz (17), Schwefel (16), Schwermetallhydroxyde (21), Eisen (19) und Mineralstoffe (20) besitzen sowie Riickfiihrungseinrichtungen fiir Eisenhydro-xid (15) und Kohlenstoff (8) zum Hochtemperatur-reaktor (1). 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daB im Stromungspfad des Synthesegases zwischen der Neutralisation (3) und dem Kombinationskonverter (4) eine Gastempe-rierung (6') angeordnet ist. 13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daB die Schockkiihlung (2) eine Warmeriickgewinnung (6) besitzt, die zu-mindest teilweise mit der Gastemperierung (6'), der Gaserwarmung (6”) und der Kāltetrocknung gekoppelt ist. 14. Vorrichtung nach mindestens einem der Anspriiche 11 bis 13, bei der nacheinander eine Beschickungseinrich-tung, ein Entgasungskanal und ein Hochtempera-tur-Reaktor angeordnet sind, vobei der Hoch- temperatur-Reaktor eine Austragsoffnung fur Schmelže und eine Austragsoffnung fiir das Syn-thesegas aufweist, der eine Gasreinigungsein-richtung nachgeordnet ist. LV 12048

Zusammenfassung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und die Vorrich-tungen zur emissionsfreien totalen stofflichen Nut-zung aller Bestandteile von kommunalen oder indu-striellen Abfāllen aller Art durch die Vergasung bei hohen Temperaturen und die Aufbereitung des dabei entstehenden Syntheserohgases, wobei durch fraktio-nierte Konvertierung aller Hauptbestandteile wie Was-serstoff, Kohlenmonoxid und Kohlendioxid, wie auch der Inhaltsstoffe Wasser/ Schwennetalle, Schvefel, Chlor und Natrium als Rohstoff einer Verwertung zu-gefiihrt werden. LV 12048

Belriebswasser FIG.1

CT

Claims (14)

1. LV 12048 Izgudrojuma formula Metode visu veidu komunālo vai rūpniecisko atkritumu sastāvā esošo vielu bezemisijas izlietošanai,lietojot augsttemperatūras reciklēšanu un radušās sintēzgāzes frakcionētu konversiju, kas atšķiras ar vismaz sekojošām procesa pakāpēm: neattīrītajā sintēzgāzē esošo kaitīgo vielu vairākpakāpju konversija derīgajās vielās, nošķirtās pakāpēs, izmantojot slapjās apstrādes paņēmienu atšķirīgos·temperatūras režīmos, pie kam katrai apstrādes pakāpei temperatūras noteikumi tiek uzdoti atbilstoši parciālajai atdalīšanai nepieciešamajai kondensācijas pakāpei, ko nosaka neattīrītajā sintēzgāzē esošo ūdens tvaiku saturs, konversijas ceļā iegūto derīgās vielas saturošo šķīdumu un dažādo konversijas pakāpju kondensātu kopēja novadīšana un reģenerējamo derīgo vielu pakāpjveida atdalīšana ar vairākpakāpju izgulsnēšanās un jonu apmaiņas reakcijām, kā arī ar atdalīšanas reakcijām, reģenerējot procesā izmantojamo ūdeni, kaitīgo vielu konversijas procesā attīrītās sintēzgāzes žāvēšana aukstumā, un procesā izmantojamā reģenerētā ūdens ievadīšana kopā ar aukstumžāvēšanas procesā radušos kondensātu atpakaļ ciklā atsevišķajās konversijas pakāpēs. 2
2. 2. Metode saskaņā ar 1.punktu, kas atšķiras ar to, ka neattīrītās sintēzgāzes ceļā ir vismaz viena katalītiska atsevišķa atdalīšanas pakāpe.
3. 3. Metode saskaņā ar 1.punktu, kas atšķiras ar to, ka dzesēšanas pakāpi veic caur izsmidzināšanas sprauslām ar pH zonu < 5 un ar konversiju hlorūdeņraži un smagie metāli tiek reģenerēti hlorīdos.
4. 4. Metode saskaņā ar 1. un 3. punktam, kas atšķiras ar to, ka pēc skābi ieregulētām sprauslām neattīrītajā sintēzgāzē palikušais mitrums ar bāzes ieregulējuma slapjās apstrādes paņēmienu tiek neitralizēts un pie tam neattīrītā sintēzgāzē tiek novesta līdz optimālai temperatūrai nākošajai konversijas pakāpei.
5. 5. Metode saskaņā ar jebkuru no 1. līdz 4. punktam, kas atšķiras ar to, ka izmanto vairākas vienā tvertnē ietilpstošai, bet tomēr nošķirtas konversijas pakāpes, un konstantas temperatūras neattīrītā sintēzgāzē plūst caur šo «Kombinēto konvertoru».
6. 6. Metode saskaņā ar jebkuru no 1. līdz 5. punktam, kas atšķiras ar to, ka šajā «Kombinētajā konvertorā» ir daļiņu atdalīšanas pakāpe ar dotajam gadījumam piemērotu cirkulācijas kontūru, kurš darbojas aditīvi, un kur atdalītās daļiņas atkal tiek pievadītas gāzes veidošanās reakcijai. 3 LV 12048
7. 7. Metode saskaņā ar jebkuru no 1. līdz 5. punktam, kas atšķiras ar to, ka no dzesēšanas un konversijas pakāpēm kopā savāktie šķīdumi un kondensēti ar vismaz divu vienu otrai sekojošu pakāpju hidroksīda izgulsnēšanu savāc atpakaļ dzelzi un smagos metālus, kā piemēram cinku un svinu, pie kam izgulsnētos dzelzs savienojumus novada atpakaļ augsttemperatūras reaktorā, kur tos iekausē un metālisku granulu veidā izvada ārā, tai pašā laikā pārējos smagos metālus hidroksīdi pārvērš pārkausējamu koncentrātu veidā, kurus var tieši izmantot kā izejvielas un derīgas vielas.
8. 8. Metode saskaņā ar vismaz ar vienu no 1. līdz 7. punktam, kas atšķiras ar to, ka no hidroksīdu izgulsnēšanās izplūstošos, galvenokārt sārmainos hlorīdus saturošos šķīdumus jonu apmainītājā attīra no kalcija jonu piemaisījuma.
9. 9. Metode saskaņā vismaz ar vienu no 1. līdz 8. punktam, kas atšķiras ar to, ka no jonu apmainītāja, atbilstoši 8.punktam attīrītos sārmainos hlorīda šķīdumus atdala ar atgriezenisko osmozi un pēc tam no tiem kristalizācijas iztvaikotājā veido jauktu sāļu derīgās izejvielas, kā ūdeni procesā izlietojot derīgo kondensātu. 4
10. 10. Metode saskaņā vismaz ar vienu no 1. līdz 9.punktam, kas atšķiras ar to, ka dzesēšana ir apvienota ar siltuma reģenerāciju, un šādā veidā iegūto siltumu vismaz daļēji izmanto sintēzgāzes temperatūras režīma uzturēšanai un kombinētā konvertora konversijas pakāpēs, kā arī vajadzības gadījumā gāzes uzsildīšanai pirms aktīvās ogles filtra.
11. 11. Iekārta lai realizētu vismaz vienu no metodēm, saskaņā ar jebkuru no 1. līdz 10. punktam, kas atšķiras ar to, ka tā ietver gāzes sintēzes plūsmas līniju, kurā ietilpst vismaz šādas zemāk norādītajā rindas kārtībā dotās slapjās apstrādes pakāpes: - dzesēšana (2),pie kam pH vērtība < 5, - neitralizācija (3) ar pH vērtību > 8, un viens - kombinētais konvertors (4), ar vismaz vienu kaitīgo vielu konversijas pakāpi, vienu glicerīna mazgātuvi, vienu Sulferox mazgātuvi un vienu aukstās žāvēšanas pakāpi, kā arī - gāzes uzsildītājs (6"), un viens - aktīvās ogles filtrs (5) , un utilizācijas līnija, kurā ietilpst vismaz šādas reakcijas pakāpes - hidroksīda izgulsnēšanu dzelzij (9) , 5 LV 12048 - hidroksīda izgulsnēšanu smagajiem metāliem (10), - kalcija jonu apmaiņu (11), - atgriezenisko osmozi (12) un - kristalizācijas iztvaikošanu (13) caur kurām norādītajā rindas kārtībā plūst cauri vielas saturošais ūdens no dzesēšanas un konversijas, pie kam tā ir aprīkota ar attiecīgo reakcijas pakāpju produktu izvades ierīcēm derīgajām vielām, ūdenim (14), derīgajai gāzei (18), derīgajiem sāļiem (17), sēram (16), smago metālu hidroksīdiem (21), dzelzij (19) un minerālvielām (20), kā arī ar dzelzs hidroksīda (15) un oglekļa (8) atpakaļ ievadīšanas iekārtām augsttemperatūras reaktorā (1).
12. 12. Iekārta saskaņā ar 11. punktu, kas atšķiras ar to, ka gāzes sintēzes plūsmas līnijā starp neitralizāciju (3) un kombinēto konvertoru (4) ir ievietots gāzes temperatūras režīma uzturētājs (6').
13. 13. Iekārta saskaņā ar 11. vai 12. punktu, kas atšķiras ar to, ka dzesēšana skābajā zonā(2) ir aprīkota ar siltuma reģeneratoru (6), kurš vismaz daļēji ir saistīts ar gāzes temperatūras režīma uzturētāju (6'), gāzes sildītāju (6") un aukstumžāvēšanu. 6
14. 14. Iekārta saskaņā vismaz ar vienu no 11. līdz 13. punktam, kurās viena pēc otras ir savienotas ievadīšanas ierīces, gāzes novades kanāls un augsttemperatūras reaktors, pie kam augsttemperatūras reaktoram ir kausējuma izvades atvere un sintezētās gāzes izvades atvere, kura ir savienota ar gāzes attīrīšanas iekārtu.