DE3011157A1 - Municipal refuse disposal - by gasification after crushing, grinding and glass and metal extraction - Google Patents
Municipal refuse disposal - by gasification after crushing, grinding and glass and metal extractionInfo
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Abstract
Description
Müllentsorgung Garbage disposal
durch Vergasung bei Wertstoffrückgewinnung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vergasung von Hausmüll und Sonderabfällen. by gasification with recovery of valuable substances The invention relates to a process for the gasification of household waste and hazardous waste.
Das Aufkommen an Haus- und hausmüllãhnlichem Gewerbemüll in der Bundesrepublik Deutschland wird gegenwärtig zu ca. 72 % auf Deponien abgelagert, zu ca. 25 % in Müllverbrennungsanlagen (MVA) verbrannt und zu ca. 3,4 % einer Kompostierung zugeführt. Der verbleibende Rest wird entweder durch landwirtschaftliche Direktverwertung oder durch eine sonstige Beseitigung entsorgt. Die Müllverbrennung weist erhebliche Mängel auf: ümweltbelastung durch anfallende Rauchgase, Auslaugbarkeit der auf Deponien abzulagernden Rückstände, Sonderabfälle (Autoreifen, Fäkalien usw.) können nicht in MVA eingesetzt werden, die gewinnbare Energie ist nicht speicherbar. Durch die unverzichtbare Rauchgasreinigung uird die Wirtschaftlichkeit von tVA entscheidend beeinflußt. Hinzu kommt die saisonale Abhängigkeit: Nur in der Winterzeit kann die gewonnene Energie in ein Fernwärmenetz gespeist werden. Desgleichen ist die Stromerzeugung infolge freier Kapazitäten in der Sommerzeit nur im Winter wirtschaftlich interessant. Zusätzlich muß noch der untsrschiedliche Müllanfall berucksichtigt werden. Der Müllanfall ist im Seiner erheblich größer als im Winter.The volume of household and household-like commercial waste in the Federal Republic Around 72% of Germany is currently being landfilled, around 25% in Waste incineration plants (MVA) incinerated and approx. 3.4% composted. The remainder is either through direct agricultural utilization or disposed of by other means of disposal. Waste incineration has significant shortcomings on: environmental pollution caused by smoke gases, leachability in landfills Residues to be deposited, hazardous waste (car tires, faeces, etc.) cannot be used in waste incineration plants, the recoverable energy cannot be stored. Through the indispensable flue gas cleaning, the profitability of tVA is decisive influenced. In addition, there is the seasonal dependency: only in winter time can the recovered energy can be fed into a district heating network. So is the generation of electricity Due to free capacities in summer only economically interesting in winter. In addition, the different amounts of waste must be taken into account. The garbage accumulation is considerably larger in the Seine than in winter.
Seit langem bestehen Bestrebungen, statt Müllverbrennungsanlagen Müllverbrennungsanlagen einzusetzen. Die Vergasung ist eine unterstöchiometrische Reaktion ilt Sauerstott, die Verbrennung eine stöchiometrische Reaktion iit Sauerstoff.There have long been efforts to use waste incineration plants instead of waste incineration plants to use. The gasification is a substoichiometric reaction ilt oxygen, combustion a stoichiometric reaction with oxygen.
lit der ullvergasung soll ein Gas erzeugt werden, das einer wirtschaftlichen Nutzung zugefnhrt werden kann. Die Nutzung kann z. B. durch Verwendung als Synthese- oder Brenngas erfolgen.With zero gasification, a gas is to be generated that is economical Use can be supplied. The use can e.g. B. by using it as a synthesis or fuel gas.
Von diesen Versuchen hat noch keiner zu einer für die Praxis relevanten Lösung geführt. D.h., derartige Vorgasungsanlagen haben sich in dar Praxis noch nicht durchsetzen können. Die Ursachen sind wiederum in erster Linie im Abgas zu suchen. None of these attempts have yet become relevant in practice Solution led. This means that such pre-gassing systems are still in use in practice can not enforce. The causes are again primarily in the exhaust gas too Looking for.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch Mtlllvergasung die Probleme der herkömmlichen Entsorgung durch $Müllverbrennung zu lösen. Das wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß der Müll zunächst auf eine Korngröße # 2 mm zerkleinert und anschließend in einem Reaktor vergast wird. Die Vergasung erfolgt autother in Gegenwart von Sauerstoff und / oder sauerstoffhaltigen Verbindungen bei Temperaturen oberhalb des jeweiligen Ascheschmelzpunktes unter Drücken von 10 - 200 bar ata, anschließender Kühlung des entstehenden Synthesegases sowie der Verbrennungsrückstände und direkter Ausschleusung der erstarrten Verbrennungsrückstände.The invention is based on the object of the Solving problems of conventional disposal through waste incineration. That will achieved according to the invention in that the garbage is initially reduced to a grain size # 2 mm is crushed and then gasified in a reactor. The gassing takes place autothermal in the presence of oxygen and / or oxygen-containing compounds at temperatures above the respective ash melting point under pressures of 10 - 200 bar ata, subsequent cooling of the resulting synthesis gas and the combustion residues and direct discharge of the solidified combustion residues.
Bei der $Müllvergasung fallt im Produktionsgas der Schwefel in Form der Verbindung H2S an. Die im Vergleich zum Rauchgas bei der $Müllverbrennung geringe Produktgasmenge wird einer wesentlich weniger aufwendigen Gaswäsche - z.B. einer Rectisolwäsche - zur Entfernung des Schwefelwassrestoffs zugeführt, um in einer nachgeschalteten Claus-Anlage den Schwefelwasserstoff einer wirtschaftlichen Nutzung zufuhren zu können. Anfallendes HC1 wird im Kondensat verbleiben und kann nach Neutralisation abgestoßen werden.In the case of waste gasification, the sulfur falls into the form of the production gas the connection H2S. The low compared to the flue gas in the garbage incineration The amount of product gas is used in a much less expensive gas scrubbing process - e.g. a Rectisol scrubbing - supplied to remove the hydrogen sulfide residue, to be stored in a downstream Claus plant the hydrogen sulfide an economic use to be able to supply. Accumulating HC1 will remain in the condensate and can after neutralization be repelled.
In weiterer Ausbildung der Erfindung werden Glas, magnetische Stoffe und Aluminium vor dem Vergasen aus dem Müll abgetrennt.In a further embodiment of the invention, glass and magnetic materials are used and aluminum separated from the garbage prior to gasification.
Das hat mehrfachen Vorteil: - Es können diess Wertstoffe einer Wiederverwertung zugefuhrt werden.This has multiple advantages: - These valuable substances can be recycled are fed.
- Der Wirkungsgrad der Gaserzeugungsanlage wird erhöht.- The efficiency of the gas generation system is increased.
- Die effektive Durchsatzleistung des Gaserzeugers wird gesteigert.- The effective throughput of the gas generator is increased.
nit besonderem Vorteil können dem zerkleinerten Müll vor der Vergasung Altöl und/oder Schlämme und/oder Vollwertstoffe beigemengt werden. Das Altöl bewirkt eine Heizwerterhöhung.It is particularly advantageous to remove the shredded garbage prior to gasification Used oil and / or sludge and / or wholesome substances are added. The waste oil causes an increase in calorific value.
Die gleiche Wirkung haben die Vollwertstoffe. Als Vollvertstoffe kommen insbesondere Kohlen in feingemahlener Form in Betracht.Whole nutrients have the same effect. Come as full ingredients especially coals in finely ground form.
Die durch das erfindungegemäße Vergasungsverfahren gegebene Möglichkeit zur Verwertung von Schlämmen hat folgende Vorteile: Bisher waren mit der Beseitigung von Schlämmen erhebliche Schwierigkeiten verbunden. Die Schlämme mußten mit große.The possibility given by the gasification process according to the invention for the recovery of sludge has the following advantages: So far were Significant difficulties are associated with the removal of sludge. The sludge had to go with big.
technischen Aufwand aufbereitet werden. Dieses Problem entfällt durch diese Erfindung. Zugleich dienen die Schlämme bei dem erfindungsgemäßen Verfahren als Wasserlieferant. Mit den Schlimmen kann ein pumpfähiger "slurry" erzeugt werden.technical effort are processed. This problem is eliminated by this invention. At the same time, the sludge is used in the method according to the invention as a water supplier. A pumpable "slurry" can be produced with the bad.
Als puwpfahiger slurry läßt sich das Einsatzgut problemlos in den Reaktor eintragen.As a puwpfahiger slurry, the charge can be easily poured into the Enter reactor.
Als Rückstand verbleibt nach einer erfindungsgemäßen Vergasung granulierte Asche, die nicht auslaugbar ist und nicht zu Umveltbelastungen fuhren kann.Granulated residues remain after gasification according to the invention Ash that is not leachable and cannot pollute the environment.
In der Zeichnung ist die Erfindung anhand zweier Fließschemata dargestellt. Es zeigen: Figur 1 eine Müllaufbereitung, Figur 2 eine Müllvermischung mit anderen Abfällen, Vergasung und Gasbehandlung.In the drawing, the invention is shown using two flow charts. The figures show: FIG. 1 a garbage preparation, FIG. 2 a garbage mixing with others Waste, Gasification and Gas Treatment.
Nach Figur 1 wird Hausmüll einer Vorzerkleinerungseinrichtung 1 zugeführt. Die VorzerkleinerungUeirichtung 1 besteht aus einem Brecher. Der grob zerkleinerte Hausmüll gelangt aus der Vorztrkleinerungseinrichtung 1 in eins Vorsortierung 2='Dort wird er Hausmüll mit Hilfs von Sieben oder durch Sortieren mit Druckluft von unbrennbaren Stoffen weitgehend befreit. Der verbleibende brennbare Hausmull gelangt in eine Feinzerkleinerung 3. Die Feinzerkleinerung besteht aus einer geeigneten Mühle, Die Mühle zerkleinert den Hausmüll auf eine Partikelgröße # 2 mm. Der in der Vorsortisrung abgeschiedene Müll wird einem Magnetabschneider 4 zugeführt. Der nagnetabschneider 4 entfernt magnetische Stoffe. Nichtmagnetische Stoffe gelangen in einen Trommelabscheider 5. Der Trommelabscheider 5 dient dem Aussortieren von Glas.According to FIG. 1, household waste is fed to a pre-shredding device 1. The pre-shredding device 1 consists of a crusher. The coarsely chopped Household waste comes from the pre-shredder 1 in one pre-sorting 2 = 'there he becomes household waste with the aid of sieves or by sorting with compressed air of non-combustible ones Substances largely exempted. The remaining combustible household garbage ends up in a Fine size reduction 3. The fine size reduction consists of a suitable mill, the Mill crushes household waste to a particle size of # 2 mm. The one in pre-sorting Separated waste is fed to a magnetic cutter 4. The magnetic cutter 4 removes magnetic substances. Non-magnetic substances get into a drum separator 5. The drum separator 5 is used to sort out glass.
Dem Tromelabscheider 5 ist eine Nachsortierung 6 nachgeschaltet, in der Nichteisenmetalle bis auf Aluminium aussortiert werden. Das geschieht beispielsweise wieder unter Ausnutzung der Gravitation durch Aufblasen mit Druckluft.The drum separator 5 is followed by a post-sorting 6, in FIG the non-ferrous metals except for aluminum are sorted out. This is what happens, for example again using gravity by inflating with compressed air.
Aus der Nachsortierung 6 werden die verbliebenen Müllpartikel einer Feinzerkleinerung 7 zugeführt. Die Feinzerkleinerung 7 besteht wiederum aus einer geeigneten Zuhle, die mit einem ahnlichen Feinheitsgrad wie die Feinzerkleinerung 3 arbeitet.The remaining garbage particles become one from the re-sorting 6 Fine crushing 7 supplied. The fine comminution 7 in turn consists of a suitable additive, which has a similar degree of fineness as fine grinding 3 works.
Die in der Feinzerkleinerung 7 zerkleinerten Partikel gelangen durch eine Feinsortierung 8, in der Aluminium ausgeschieden wird. Die Ströme aus der Zerkleinerung 3 und der Feinsortierung 8 werden anschließend zusammengeführt.The particles comminuted in the fine comminution 7 pass through a fine sorting 8 in which aluminum is separated out. The streams from the crushing 3 and the fine sorting 8 are then merged.
Mit der Anlage wird ein fester, lagerfahiger, bakteriologisch neutraler Brennstoff gewonnen. Der Brennstoff hat einen Heizwert von etwa 16 GJ/kg. Der so als Brennstoff aufbereitete Hausmüll ist im Volumen auf einen Bruchteil seines Ausgangsvolumens reduziert worden und zum Transport suf Schiene und Straße sehr geeignet. Somit kann auch kleineren Kommunen eine Anlage zur Hausmull-Aufbersitung zugeordnet und der aufbereitete Müll einer zentralen Vergasungsanlage zugeführt werden.With the plant a firm, storable, bacteriologically neutral one becomes Fuel won. The fuel has a calorific value of around 16 GJ / kg. The so Household waste processed as fuel is reduced in volume to a fraction of its original volume has been reduced and is very suitable for transport by rail and road. Thus can smaller municipalities are also assigned a system for garbage disposal and the processed waste is fed to a central gasification plant.
Der Müllvergasungsanlage ist ein mischer 13 vorgeschaltet.A mixer 13 is connected upstream of the waste gasification plant.
In den Mischer 13 werden der aufbereitete Hausmüll aus einer Zuleitung 9, Altöl aus einer Zuleitung 10, zerkleinerte Altreifen mit einer Partikelgröße # 2 2 mm aus einer Zuleitung 11 und Klärschlamm aus einer Zuleitung 12 geleitet.In the mixer 13, the processed household waste from a supply line 9, waste oil from a supply line 10, crushed waste tires with a particle size # 2 2 mm from a feed line 11 and sewage sludge from a feed line 12.
1. fischer 13 entsteht ein homogenes Einsatzprodukt für eine nachgeschaltete Staubvergasungsanlage 17. Das Einsatzprodukt ist eine ca. 50 % Feststoff enthaltende pumpfähige Suspension (slurry). Dis Suspsnsion wird mit Überdruck gegen einen Betriebs druck von beispielsweise 80 bar i. Reaktor der Vergasungsanlage 17 in den Reaktor gepumpt. Gleichzeitig gelangt Sauerstoff durch eine Zuleitung 15 in den Reaktor. Der Sauerstoff kann aus einer Luftzerlegungsanlage Ober eine Zuleitung 14 bersitgestellt werden. Der Stickstoff 16 aus der Luftzerlegung kann beim Schreddern von Altreifen Verwendung finden.1. fischer 13 creates a homogeneous feedstock for a downstream Dust gasification plant 17. The input product is a solids containing approx. 50% pumpable suspension (slurry). Dis Suspsnsion is with overpressure against an operating pressure of, for example, 80 bar i. Reactor of the gasification plant 17 in the reactor pumped. At the same time, oxygen enters the reactor through a feed line 15. The oxygen can be supplied from an air separation plant via a feed line 14 will. The nitrogen 16 from the air separation can be used when shredding old tires Find use.
Sauerstoff und Einsatzgut werden im Gleichstrom bei Temperaturen zwischen 1.573 urd 1.773°K (1400 bis 1500°C) autotherm vergest. Die entstehende Schlacke gelangt in flüssiger Form in ein unter dem Reaktor angeordnetes Uasserbad, granuliert dort und wird über eine Schleuse aus der System ausgetragen. Der Schlackenaustrag ist mit 18 bezeichnet.Oxygen and feed are in direct current at temperatures between 1,573 and 1,773 ° K (1400 to 1500 ° C) autothermally fermented. The resulting slag In liquid form, it enters a water bath located under the reactor, granulated there and is discharged from the system via a sluice. The slag discharge is denoted by 18.
Ein nachgeschaltetes Abhitzesystem entzieht dem Produktionsgas seine fühlbare Wärme. Diese Wärme wird zur Dampferzeugung genutzt. Die Schlußkühlung des Produktionagases erfolgt in einem nachgeschalteten Quenchkühler, der die im Gas mitgetragenen Feststoffpartikel abscheidet. Das so gekühlte Gas wird in weiteren Aufbereitungsstufen 19 für Synthesegaszwecke aufbereitet und ggf. einer Konvertierungs- und/oder lethanisierungsstufe zugeführt. Anstelle der mit 20 bezeichneten Verwendung als Synthesegas ist iuch eine mit 21 schenatisch dargestellte Verwendung als Stadtgas bzw. Erdgas/Austauschgas möglich.A downstream waste heat system removes it from the production gas sensible warmth. This heat is used to generate steam. The final cooling of the Production gas takes place in a downstream quench cooler, which is in the gas deposited solid particles carried along. The gas cooled in this way is used in further Processing stages 19 processed for synthesis gas purposes and, if necessary, a conversion and / or lethanization stage fed. Instead of the use marked 20 As a synthesis gas, it is also used as town gas, shown schematically at 21 or natural gas / replacement gas possible.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8125 | Change of the main classification |
Ipc: C10J 3/54 |
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8130 | Withdrawal |