CH625548A5

CH625548A5 -

Info

Publication number: CH625548A5
Application number: CH1585276A
Authority: CH
Inventors: Herman F Feldmann
Original assignee: Syngas International
Priority date: 1975-12-22
Filing date: 1976-12-16
Publication date: 1981-09-30
Also published as: DE2656598A1; MY8100145A; DK575476A; US4005994A; GB1557056A; BE849668A; FR2336351A1; FR2336351B1; NL7613626A; HK48580A; JPS5277107A; IT1076847B; AU1974976A; CA1075004A; SE7612805L; AU497568B2

Description

Die Erfindung bietet gegenüber den bisher bekannten Verfahren die folgenden Vorteile:

1. Vor der Durchführung des Verfahrens müssen Metall und Glas nicht abgetrennt werden.

2. Es werden höhere Ausbeuten an Methan erzielt, als es bei alternativen Verfahren möglich ist.

3. Gas wird bei dem für die Reinigung geeigneten Druck erzeugt.

4. Metall und Glas können wiedergewonnen werden, weil weder Oxydation noch Sintern erfolgt.

5. Verhältnismässig geringes Volumen an zu beseitigendem Rückstand.

Der Stand der Technik ergibt sich aus den US-Patentschriften 3 733 187 und 3 729 298.

Aufgabe der Erfindung ist die Verwertung fester Abfallmaterialien aus Müll- und Abfallbeseitigungs-, Stadt- und Indu-strieabwassersammelanlagen usw. durch Umwandlung derselben in verwertbare Kohlenwasserstoffe nach einem technisch durchführbaren Verfahren, bei dessen Beendigung eine nur minimale Menge an Asche beseitigt werden muss und das eine beträchtliche Erhöhung der Ausbeute an Methan, bezogen auf eine bestimmte Menge an Abfall, gegenüber derjenigen, die bei Anwendung bekannter Umwandlungsverfahren erzielt werden konnte, ergibt. Diese Aufgabe kann durch das in Patentanspruch 1 definierte Verfahren und mit Hilfe der in Patentanspruch 6 definierten Vorrichtung gelöst werden.

Obwohl in den praktisch unendlich vielen verschiedenen festen Abfallmaterialien viele verschiedene chemische Bestandteile anwesend sein können, hält sich doch der men-genmässige Unterschied der Zusammensetzung dieser gewöhnlich bei der Beförderung zu Sammelstellen oder Behandlungsanlagen miteinander vermischten Materialien in Grenzen.

Meist enthält der feste Abfall grosse Mengen an Kohlenstoff und beträchtliche Mengen an Sauerstoff und Wasserstoff. Eine Hauptaufgabe der Erfindung ist die Umwandlung des Kohlenstoffs in nutzbare gasförmige Kohlenwasserstoffe.

Bekanntlich können durch Kontakt von festem Abfall mit Wasserstoff enthaltendem Gas eine Anzahl der Kohlenstoffverbindungen in Methan, Äthan und möglicherweise andere

Kohlenwasserstoffe umgewandelt werden. Es hat sich nun gezeigt:

1. Dass es vorteilhaft ist, den der Methanproduktion dienenden Reaktor von dem Vergasungsreaktor, in dem Wasserstoff enthaltendes Synthesegas erzeugt wird, zu trennen, derart, dass die Methanproduktion in einem Reaktor durchgeführt wird, der als eine unter Druck stehende begrenzte Zone, in der der feste Abfall mit einem Wasserstoff enthaltenden Gas in Kontakt gebracht wird, ausgebildet ist, während der Vergasungsreaktor als eine Druckkammer, in der kohlenstoffhaltiger Rückstand aus dieser begrenzten Zone mit Dampf und gasförmigem Sauerstoff in Kontakt gebracht wird, ausgebildet ist.

2. Dass es vorteilhaft ist, den Grad der Kohlenstoffumwandlung in dem Methanerzeugungsreaktor unter einem kritischen Wert zu halten, damit eine ausreichende Menge an kohlenstoffhaltigem Material an den Vergasungsreaktor abgegeben wird. Wenn geeignete Mengen an kohlenstoffhaltigem Material in den Vergasungsreaktor gelangen, enthält das darin erzeugte Synthesegas eine ausreichende Menge an fühlbarer Wärme, um die festen Abfallmaterialien auf die erforderliche Reaktionstemperatur zu bringen (sofern das Synthesegas an den Methanproduktionsreaktor abgegeben wird).

3. Bei bestimmten Zufuhrgeschwindigkeiten von Festmaterial, Dampf und Sauerstoff, Drücken und Ausbildungen der Reaktoren für die Methanproduktion und die Vergasung gibt es in dem System einen Punkt, bei dem das Verfahren unter Gleichgewichtsbedingungen abläuft, derart, dass nahezu aller in dem Abfall enthaltener Kohlenstoff verbraucht oder umgewandelt wird.

4. Dieser Punkt verschiebt sich bei einer Modifikation einer oder mehrerer der oben aufgezählten Variablen.

5. Methanausbeute und Sauerstoffverbrauch hängen für eine bestimmte Menge an festem Abfall von der Lage dieses Punktes ab. Je mehr sich die Bedingungen in dem Methanerzeugungsreaktor der maximalen Kohlenstoffumwandlung nähern, um so höher wird im allgemeinen die Methanausbeute und um so niedriger der Sauerstoffverbrauch.

Vermutlich werden die Kohlenstoffverbindungen in dem festen Abfall in der begrenzten Zone unter Druck und Temperatur gekrackt, und die dem Kracken unterliegenden Kohlenstoffmoleküle reagieren mit Wasserstoff, wenn dieser verfügbar ist, unter Bildung von Methan, während es bei Abwesenheit von Wasserstoff leicht zu einer Polymerisation unter Bildung längerer Kohlenstoffketten und einer Erhöhung der Bildung gummi- und teerartiger Kohlenwasserstoffmaterialien kommt. Experimentell wurde festgestellt, dass ein Druck von etwa 18 Atmosphären geeignet ist, den gewünschten Umwandlungsgrad zu erzielen und ein Gas zu erzeugen, das sowohl reich an Methan als auch arm an Teeren ist. Die Erstellung von Reaktoren für einen solchen Druck ist im allgemeinen wirtschaftlich, und die Kosten für die anschliessende Reinigung des Produktgases des Methanerzeugungsreaktors sind viel geringer als diejenigen, die bei einer Methanerzeugung bei Atmosphärendruck anfallen würden. Ausserdem kann bei diesem Druck auch die Einführung des festen Abfalls in die begrenzte Zone unter Verwendung herkömmlicher Schleuseneinfülltrichter erfolgen. Die experimentelle Arbeit, die für die Entwicklung des Verfahrens gemäss der Erfindung durchgeführt wurde, erfolgte daher grösstenteils bei einem Druck nahe an 18 Atmosphären.

Bei Vorgabe dieses Parameters bekommt die Temperatur der Reaktionskammer Bedeutung, weil bei zu hoher Temperatur das erzeugte Methan zu Kohlenstoff und Wasserstoff gekrackt werden kann. Es wurde gefunden, dass in dem Methanerzeugungsreaktor bei Massentemperaturen von 900°C zufriedenstellend hohe Methanausbeuten erzielt werden kön5

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nen, obwohl das Wasserstoff enthaltende Gasgemisch auch bei viel höheren Temperaturen in die begrenzte Reaktionszone eingeführt werden kann, weil das thermische Gleichgewicht zwischen dem kühleren Abfall und dem heissen Wasserstoff enthaltenden Gas sehr rasch erreicht wird. Der Kohlenstoff des festen Abfalls wird in der begrenzten Zone teilweise in Methan und geringe Mengen an anderen niedrigmolekularen Kohlenwasserstoffen umgewandelt, und das gasförmige Gemisch wird in eine Reinigungszone geleitet, wo Kohlendioxid abgetrennt und weiteres Methan durch Umsetzung des überschüssigen Kohlenmonoxids mit Wasserstoff in dem Produktgas gebildet wird. Nach dieser Behandlung kann das Gas anstelle von Erdgas verwendet werden.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform kann aus der begrenzten Zone nach der Teilumwandlung kohlenstoffhaltiges Rohmaterial ausgebracht werden, indem man dieses durch einen im allgemeinen vertikalen Schacht in ein Abschreckbad aus Wasser fallen lässt. An dem vertikalen Schacht ist z.B. ein Seitenarm angeordnet, der einen quer zu dem Schacht gerichteten Dampfstrahl aufnimmt, der das leichtere Abfallmaterial (hauptsächlich kohlenstoffhaltiges Material) mit sich reisst, während das schwerere feste anorganische Abfallmaterial (gewöhnlich Glas und Metall) nach unten in das Wasserbad fällt, so dass die in diesem anorganischen Material enthaltende Wärme Wasser in Dampf umwandelt, der dann im Gegenstrom zu dem fallenden Glas und Metall nach oben strömt.

Das von dem Dampfstrahl in den Seitenarm geblasene kohlenstoffhaltige Material wird dann in eine Reaktionskammer, in die gleichzeitig Sauerstoff eingeblasen wird, geführt. Die Kombination von Kohlenstoff enthaltendem Material, Dampf und Sauerstoff bei einem Druck von etwa 18 Atmosphären führt zu bekannten Vergasungsreaktionen unter Bildung von Synthesegas, das im wesentlichen aus Kohlenmonoxid, Kohlendioxid, Wasserstoff und Resten von Wasserdampf besteht. Die Vergasungsreaktionen sind zusammengenommen zwar exotherm; jedoch ist eine Temperatur von über 900°C erforderlich, damit sie mit technisch annehmbarer Geschwindigkeit ablaufen. Die Wärme wird mit Vorteil durch Verbrennen eines Teils des Kohlenstoffs mit Sauerstoff geliefert. Von dem Vergasungsreaktor wird im allgemeinen heisses Synthesegas abgezogen und zu dem Methanproduktionsreaktor geführt, wo es als das für die Methanerzeugung erforderliche Wasserstoff enthaltende Gas dient. Die Asche, die nach der Vergasung in der Reaktionskammer zurückbleibt, bildet einen nur sehr geringen Prozentsatz des Gewichtes an festem Abfall, der zu Beginn des Verfahrens in die begrenzte Zone eingebracht wird.

In den Zeichnungen ist:

Figur 1 eine schematische Darstellung der Grundelemente einer für die Durchführung des Verfahrens verwendbaren Anlage, und

Figur 2 eine graphische Darstellung experimenteller und berechneter Werte für die Durchführung des Verfahrens.

Bei einer bevorzugten Durchführungsform des Verfahrens gemäss der Erfindung wird zunächst der zu verwendende feste Abfall in einer Zerkleinerungsvorrichtung 10 zerkleinert.

Dann wird er durch geeignete Einfülltrichter, Dichtungen und Bemessungsmechanismen (nicht gezeigt) durch den Kanal 12 in eine begrenzte Zone oder einen Methanerzeugungsreaktor 14 geführt.

Die begrenzte Zone 14 weist Pralleinrichtungen 16 auf, die sich von den Seiten radial nach innen erstrecken und die Abwärtsbewegung des festen Materials durch die Kammer verzögern. Gemäss der Erfindung kann sowohl nach dem Prinzip des freien Falls in Verbindung mit hierfür erforderlichen Pralleinrichtungen als auch mit einem bewegten Bett gearbeitet werden, und die Darstellung von Pralleinrichtungen 16 dient als blosses Beispiel für Einrichtungen zur Verzögerung des Durchtritts des festen Abfalls. Statt dessen können auch Beschichtungsschnecken und Bewegungseinrichtungen, wie sie für ein bewegtes Bett erforderlich sind, verwendet werden. Die erforderliche Verweilzeit des festen Abfalls in der begrenzten Zone 14 hängt von der Art des verwendeten Reaktors, der Teilchengrösse, dem Druck und der Temperatur ab, wie im folgenden näher erläutert werden soll.

Durch einen Verteiler 18 wird Synthesegas in den unteren Abschnitt der begrenzten Zone 14 eingeführt und strömt im Gegenstrom zu dem nach unten fallenden festen Material nach oben. In der begrenzten Zone erfolgen, wie im folgenden näher erläutert, chemische Umsetzungen, und die dabei gebildeten Reaktionsgase werden an dem oberen Ende der Zone 14 bei 20 abgezogen. Die durch den Auslass 20 abgezogenen Gase werden an anderer Stelle gekühlt und gereinigt. Eine solche Reinigung kann aus einer Methanierung, Abtrennung saurer Gase, wie CO2 und H2S, und anderen Massnahmen, die zur Erzeugung eines sauber brennenden Kohlenwasserstoffgases erforderlich sind, bestehen. Diese Reinigung ist nicht Gegenstand der Erfindung. Hierfür geeignete Vorrichtungen und Verfahren sind dem Fachmann bekannt.

Nicht-umgesetzter fester Abfall fällt weiter durch die vertikale begrenzte Zone und aus dieser durch Ventileinrichtungen in einen im allgemeinen vertikalen Schacht 22, wo dieses Material im Zustand des freien Falls gehalten wird. Ein solcher Schacht 22 für freien Fall wird unabhängig davon, ob die begrenzte Zone 14 ein bewegtes Bett enthält oder für freien Fall konzipiert ist, verwendet.

Es wird davon ausgegangen, dass das aus der Zerkleinerungseinrichtung 10 austretende Material Metall, Glas, Papier, Knochen und alle Arten von anderen festen Materialien enthält und es notwendig ist, die Kohlenstoff enthaltenden Anteile des nicht-umgesetzten festen Abfalls von den Nichtkohlenstoffmaterialien abzutrennen. Daher wird an einer Seite des Schachts 22 eine Hochdruckstrahldüse 24 angeordnet und ein Dampfstrahl quer zum Weg des frei fallenden festen Abfalls gerichtet. Unmittelbar gegenüber der Strahldüse 24 ist an dem vertikalen Schacht ein Seitenarm 26, der in eine zweite Reaktionskammer 27 führt, angeordnet. Die Geschwindigkeit des Dampfstrahls und die Anordnung des Seitenarms 26 führen dazu, dass das leichtere kohlenstoffhaltige Material in den Seitenarm 26 abgelenkt und dadurch von dem schwerern, frei fallenden anorganischen Material, wie Metall und Glas abgetrennt wird. Die schwereren Teilchen fallen an dem Seitenarm 26 vorbei und nach unten in eine Wärmeextraktionskammer 28, die ein Wasserbad 30 enthält. Die Wärme der anorganischen Materialteüchen wird von dem Wasser aufgenommen, und gesättigter Dampf steigt von dem Bad 30 auf und wird im Gegenstrom zu dem nach unten fallenden Glas und Metall aufwärts in den Schacht 22 und aus diesem durch den Strahl 24 in den Seitenarm 26 geführt.

Durch das am Boden der Wärmeextraktionskammer gezeigte Ventil 32 können anorganische Materialteilchen in der Form einer wässrigen Aufschlämmung aus dem Bad ausgebracht werden.

In den Strom von Dampf und kohlenstoffhaltigem Material wird in der zweiten Reaktionskammer 27 bei seinem Eintritt in diese Kammer bei 34 Sauerstoff eingeführt. Der Kohlenstoff in diesem Material reagiert mit dem Dampf und dem Sauerstoff unter Bildung eines Synthesegases. Die genaue Zusammensetzung dieses Synthesegases hängt davon ab, wie der Vergasungsreaktor betrieben wird. Verschiedene Arten von Vergasungssystemen sind technisch anwendbar. Zu diesen gehört das Kontaktsystem, für das ein bewegtes Bett, ein Wirbelbett und/ oder ein Mitführungssystem verwendet werden kann. Für die s

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hier besprochene bevorzugte Durchführungsform des Verfahrens gemäss der Erfindung wird ein Mitführungsvergasungsre-aktor bevorzugt, weil er am leichtesten mit dem Methanerzeugungsreaktor kombiniert werden kann. Die folgenden Berechnungen fussen daher auf Ergebnissen, die mit einem solchen Vergasungsreaktor erhalten wurden. Ein typisches Synthesegas von einem solchen Vergasungsreaktor enthält die folgenden Hauptverbindungen in etwa den angegebenen Anteilen:

Name

Prozent

Kohlenmonoxid

35

Wasserstoff

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Kohlendioxid

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Wasserdampf

20

Bei den Vergasungstemperaturen (über 900°C) wird der gesamte Sauerstoff verbraucht, und praktisch der gesamte Kohlenstoff in dem kohligen Material wird in die oben angegebenen gasförmigen Produkte überführt, während nicht-umge-wandeltes kohliges Material als Asche durch das Ventil 36 abgeführt wird. Die Umsetzung von Sauerstoff und Dampf mit dem kohligen Material ist exotherm und erfolgt bei dieser Durchführungsform so, dass die Temperatur des in der Reaktionskammer 27 gebildeten Synthesegases auf etwa 1245°C steigt. Dieses Gas wird durch den Kanal 38 abgezogen und mit etwa dieser Temperatur an den Verteiler 18 im unteren Teil der begrenzten Zone 14 abgegeben.

Es gibt einige miteinander in Beziehung stehende Parameter, die die Bedingungen, die zu einem technisch annehmbaren Betrieb führen, vorgeben. Speziell sind es sechs Vorrichtungsund Betriebsparameter, die eingestellt werden können und die Durchführung des Verfahrens beeinflussen. Diese sind:

1. Art des Methanproduktionsreaktors;

2. Verweilzeit des Abfalls in dem Methanproduktionsreator,

3. Art des Vergasungsreators,

4. Verweilzeit des kohlenstoffhaltigen Materials in dem Vergasungsreaktor,

5. dem Vergasungsreaktor zugeführte Mengen an Dampf und Sauerstoff,

6. Druck in dem System.

Diese Parameter werden im folgenden im einzelnen besprochen.

1. Art des Methanerzeugungsreaktors

Beide Kontaktierungssysteme, d.h. freier Fall und bewegtes Bett, wurden experimentell bewertet, und die Ergebnisse sind im Beispiel niedergelegt. Sowohl die Anwendung eines bewegten Betts als auch des freien Falls ermöglichen eine äusserst wirksame Nutzung der in den durch den Reaktor aufsteigenden heissen Gasen enthaltenden Wärme zur Trocknung und Vorwärmung der Feststoffe. Die begrenzte Zone 14 kann als aus drei übereinander gestapelten Zonen bestehend gedacht werden. Wenn das Abfallmaterial in die begrenzte Zone eingeführt wird, muss es (1) getrocknet, (2) erwärmt und (3) umgesetzt werden. Die grösste Wärmewirksamkeit wird erzielt,

wenn das Synthesegas im Gegenstrom zu dem nach unten sich bewegenden Abfall geführt wird. Heisses Synthesegas wird durch den Verteiler 18 (bei etwa 1260°C) an den Methanerzeugungsreaktor abgegeben und reagiert mit dem erwärmten und getrockneten festen Abfall unter Bildung von Methan. Die gebildeten Gase strömen in kühlerem Zustand nach oben und erwärmen den sich nach unten bewegenden Abfall auf Reaktionstemperatur. Bei weiterem Aufwärtsströmen der weiter gekühlten Gase wird der eintretende feuchte Abfall getrocknet, wonach die Gase durch den Auslass 20 abgezogen werden. Auf diese Weise wird dem Synthesegas in drei Stufen so viel Wärme, wie technisch nutzbar ist, entzogen.

Die Austrittstemperatur des Gases bei diesen beiden alternativen Kontaktsystemen ist sehr viel geringer als beim Arbeiten mit einem Wirbelbett, bei dem das Gas mit der Reaktionstemperatur austritt. Vorzugsweise soll das Gas am Auslass des Methanerzeugungsreaktors eine möglichst niedrige Temperatur haben, da eine wirksame Wärmegewinnung aus dem heissen Gas ausserhalb des Reaktors wegen des Gehaltes des Gases an Verunreinigungen, die für die Wärmeaustauscher schädlich sind, schwierig ist.

Ausserdem ist bei Anwendung eines bewegten Bettes oder freien Falls ein weiterer Bereich für den Feuchtigkeitsgehalt des festen Abfalls zulässig, ohne dass ein Vortrocknen des Abfalls oder eine Modifikation anderer Verfahrensparameter notwendig ist. Ein weiterer Vorteil der beiden experimentell bewerteten Prinzipien liegt darin, dass die Umwandlungstemperaturen bei variierendem Feuchtigkeitsgehalt des festen Abfalls verhältnismässig konstant bleiben, während in einem Wirbelbett die Temperatur durch Variationen des Feuchtigkeitsgehalts des Abfalls beeinflusst wird. Änderungen des Feuchtigkeitsgehaltes des festen Abfalls bei freiem Fall und bewegtem Bett ändern dagegen nur die Austrittstemperatur des Produktgases und nicht die Reaktionstemperatur.

2. Verweilzeit des Abfalls in dem Methanproduktionsreaktor

Bei den durchgeführten Versuchen wurde die Verweilzeit des Abfalls von etwa 1 Sekunde bei freiem Fall bis zu etwa einer halben Stunde bei Verwendung eines bewegten Bettes variiert, und es wurde gefunden, dass das Verfahren zwischen beiden Extremen mit Erfolg durchführbar ist. Aus den Ergebnissen dieser Versuche ist der Schluss zu ziehen, dass eine beträchtliche Menge an Methan mit einer Geschwindigkeit, die nur durch die Geschwindigkeit der Wärmeübertragung an die Teilchen begrenzt ist, gebildet wird. Beispielsweise ist die Methanausbeute bei einer Verweilzeit von 1 Sekunde, die typisch für einen Betrieb mit freiem Fall ist, etwa 80% derjenigen, die bei Verwendung eines bewegten Bettes, bei der die Verweilzeit in der Grössenordnung von 15 Minuten liegt, erzielt wird. D.h. aber, dass bei Verweilzeiten in dem ziemlich weiten Bereich von 1 Sekunde für einen Reaktor, der nach dem Prinzip des freien Falls betrieben wird, bis zu 30 Minuten für einen Reaktor mit bewegtem Bett eine ausreichende Umwandlung des festen Abfalls möglich ist. Es soll hier auch schon darauf hingewiesen werden, dass bei zu starker Umwandlung in dem Methanerzeugungsreaktor der Kohlenstoffgehalt des kohlenstoffhaltigen Materials zu niedrig wird, um den Vergasungsreaktor ausreichend zu heizen, wie im folgenden näher erläutert werden soll.

3. Art des Vergasungsreaktors

Hier wie im Falle des Methanerzeugungsreaktors besteht für die Kontaktierung zur Umwandlung des kohlenstoffhaltigen Materials aus dem Methanerzeugungsreaktor in Synthesegas die Wahl zwischen mehreren Möglichkeiten, einschliesslich bewegtes Bett, Wirbelbett, freier Fall und Gegenstrom oder Gleichstrom im Mitnahmereaktor. Wegen der Schüttdichte des kohlenstoffhaltigen Materials, die zwischen etwa 0,08 und 0,24 g/cm3 (5 to 15 lbs/ft3) liegt, erscheint ein Gegenstrommit-nahmesystem für den Vergasungsreaktor wegen seiner mechanischen Unanfälligkeit und der Möglichkeit, den in dem Material enthaltenen Kohlenstoff vollständig zu verwerten, besonders attraktiv.

Wenn dieses System gewählt und eine Abfallbeschickungsgeschwindigkeit und ein Druck vorgegeben werden, können die Beschickungsgeschwindigkeiten von Dampf und Sauerstoff so gewählt werden, dass das Synthesegas die gewünschte

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Zusammensetzung hat. Wenn die berechneten Mengen eingeführt werden, stellt sich in dem System rasch ein Gleichgewicht ein, wie im folgenden erläutert wird.

4. Verweilzeit des kohlenstoffhaltigen Materials in dem Vergasungsreaktor

Die Verweilzeit, die erforderlich ist, um das kohlenstoffhaltige Material vollständig in Synthesegas umzuwandeln, hängt weitgehend von der Temperatur in dem Vergasungsreaktor ab. Da aus oben genannten Gründen die Verwendung eines Mitnahmereaktors bevorzugt ist, liegt die Verweilzeit in der Grös-senordnung von Sekunden. D.h. es sind verhältnismässig hohe Temperaturen erforderlich. Diese höheren Temperaturen sind auch erforderlich, um ausreichend Wärme an den Methanerzeugungsreaktor zu liefern, wie oben ausgeführt.

Beispielsweise wird mit dem Synthesegas von 1260°C (2300°F) sowohl eine vollständige Umwandlung des Kohlenstoffs in dem Material im Vergasungsreaktor als auch eine ausreichende Wärmezufuhr für die Umwandlung des festen Abfalls im Methanerzeugungsreaktor möglich, vorausgesetzt, dass der rohe Abfall bis zu 20% Feuchtigkeit enthält. Bei dieser Temperatur konnte eine fast vollständige Kohlenstoffumwandlung bei einer Verweilzeit in der Grössenordnung von 1 Sekunde, die typisch für den bevorzugten Mitnahmevergasungsreaktor ist, erzielt werden.

5. Zugeführte Mengen an Dampf und Sauerstoff

Die zugeführten Mengen an Dampf und Sauerstoff sind, wie oben ausgeführt, die wesentlichen Faktoren für die Einstellung der Temperatur im Vergasungsreaktor, durch die einerseits die für den Methanerzeugungsreaktor erforderliche Wärme erzeugt und andererseits die vollständige Nutzung des Kohlenstoffs in dem Vergasungsreaktor bewirkt wird.

Da der Einfluss der Mengen an Dampf und Sauerstoff auf die Kohlenstoffvergasungstemperaturen der Literatur entnommen werden können (vgl. Chemistry of Coal Utilization, John Wiley, 1963, insbesondere Seiten 988 bis 992) und im Gegensatz zu den im Methanerzeugungsreaktor ablaufenden Umsetzungen errechnet werden können, sollen die Einzelheiten dieser Berechnungen hier nicht wiederholt werden.

Für den Betrieb der integrierten Anlage gemäss der Erfindung liegen die geeignetsten Temperaturen für das Synthesegas zwischen 1038 und etwa 1370°C, und die zugeführte Menge an Sauerstoff sollte so eingestellt werden, dass die geeignete Temperatur sich einstellt. (Die Temperatur kann durch Zufuhr von mehr Sauerstoff erhöht werden, wobei der Anteil an CO2 in dem Synthesegas steigt.) Die untere Grenze des Bereichs für die Synthesegastemperatur ergibt sich aus der Notwendigkeit, in dem Vergasungsreaktor möglichst viel Kohlenstoff umzuwandeln, und die obere Grenze der Temperatur aus dem Feuchtigkeitsgehalt des festen Abfalls, der in den Methanerzeugungsreaktor eingebracht wird.

6. Druck in dem System

Der optimale Druck ist derjenige, bei dem die folgenden Faktoren einander angepasst sind:

a. Die Möglichkeit, Feststoffe von Atmosphärendruck in einen Druckbehälter einzuführen.

b. Anlagekosten für die Reaktoren.

c. Kosten der Gasreinigung.

d. Die Notwendigkeit, Methan zu erzeugen und die Erzeugung von Teeren zu unterbinden.

Da keine Angaben über den Einfluss des Druckes auf die Produkte, die in dem Methanerzeugungsreaktor gebildet werden, vorliegen, wurde für die experimentellen Untersuchungen der Druck unter Berücksichtigung der folgenden Faktoren gewählt: (a) der Möglichkeit der Einführung der Feststoffe, (b) der Kosten der Gasreinigung und (c) in geringerem Umfang, einer Abschätzung der Kosten der Behälter. Diese Überlegungen führten zur Wahl eines Druckes von etwa 18 Atmosphären (250 psig) für die Versuche. Wie die im Beispiel niedergelegten Werte zeigen, ermöglicht dieser Druck von 18 Atmosphären hohe Methanausbeuten und führte zu überraschend geringer Teerbildung. Bei niedrigeren Drücken steigen die Kosten für die Gasreinigung rasch an, und bei höheren Drücken nimmt die Schwierigkeit der Zufuhr der Feststoffe in die Druckbehälter zu.

Betrieb der Vorrichtung gemäss der Erfindung mit integriertem Methanerzeugungs- und Vergasungsre aktor

Der Betrieb der Vorrichtung und die Faktoren, die die Wahl der Ausführungsform dieser Vorrichtung und der Verfahrensparameter beeinflussen, sind oben besprochen worden. Als nächstes sollen nun die für den Methanerzeugungsreaktor gewonnenen und die für den Mitnahmevergasungsreaktor errechneten Werte verwendet werden, um zu zeigen, wie die beiden Reaktorsysteme in einen Gleichgewichtszustand kommen, derart, dass aller mit dem festen Abfall eingeführten Kohlenstoff für die Erzeugung von entweder Methan oder Äthan direkt oder von Kohlenmonoxid und Wasserstoff, aus denen nach der bekannten Methanierung (CO+3H2^>CH4+H2O) weiteres Methan gewonnen werden kann, genutzt werden kann.

Beispielsweise wurde experimentell gefunden, dass der in dem Methanerzeugungsreaktor in Methan umgewandelte Kohlenstoff mit zunehmendem Wasserstoff in dem Beschik-kungsgas für den Methanerzeugungsreaktor zunimmt. Gleichzeitig hängt das Volumen an erzeugtem Synthesegas von der Menge an Kohlenstoff in dem dem Vergasungsreaktor zugeführten Material ab. Eine Zunahme des Kohlenstoffgehaltes führt zu einer Zunahme der Menge an Synthesegas und dadurch zu einer Zunahme des Volumens an Wasserstoff.

In Figur 2 der Zeichnungen zeigt die Kurve 42 den Wasserstoff in dem Synthesegas aus einem Mitnahmevergasungsreaktor als Funktion des in den Vergasungsreaktor eingeführten Kohlenstoffs, berechnet unter Verwendung der in der obigen Abhandlung in «Chemistry of Coal Gasification» angegebenen Beziehungen. Die Kurven 44 und 46 wurden aus den in dem folgenden Beispiel experimentell ermittelten Werten erhalten.

Figur 2 zeigt zwei parallele Kurven 44 und 46, die aus experimentell ermittelten Werten für die Abhängigkeit des Kohlenstoffs in dem kohlenstoffhaltigen Restmaterial aus dem Methan-erzeugungsreaktor von der Menge an in den Methanerzeu-gungsrekator eingeführtem Wasserstoff bei Versuchen mit freiem Fall (Kurve 44) und bei Versuchen mit bewegtenm Bett (Kurve 46) in dem Methanerzeugungsreaktor erhalten wurden. Ausserdem zeigt Figur 2, wie die Menge an Wasserstoff in dem Synthesegas mit dem für seine Herstellung verfügbaren Kohlenstoff zunimmt. Der Schnittpunkt der Kurve 42 mit der Kurve 44 oder mit der Kurve 46 liegt also dort, wo das System unter Gleichgewichtsbedingungen arbeitet, d.h. dort, wo aus dem Kohlenstoff in dem kohlenstoffhaltigen Material eine ausreichende Menge an Wasserstoff erzeugt wird, um diese bestimmte Kohlenstoffumwandlung zu erzielen. Dieser Gleichgewichtspunkt ist sehr stabil, und Änderungen der Bedingungen, die sich aus Fluktuierungen der Parameter des Systems ergeben können, werden automatisch kompensiert.

Wenn beispielsweise angenommen wird, dass in dem kohlenstoffhaltigen Material zu viel Kohlenstoff enthalten ist, um dem Verhältnis Wasserstoff/Beschickung an festem Abfall für die begrenzte Zone 14 zu genügen, so bewirkt dies automatisch, dass in dem Vergasungsreaktor mehr Wasserstoff erzeugt wird. Dieser mehr erzeugte Wasserstoff wird in den Methanerzeugungsreaktor eingeführt und erhöht die Umwandlung des

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Kohlenstoffs in Methan nach der in Figur 2 gezeigten experimentell ermittelten Beziehung so lange, bis der Gleichgewichtspunkt, d.h. der Schnittpunkt der beiden in Figur 2 gezeigten Kurven erreicht ist. Die Kurve 46 für einen Betrieb mit bewegtem Bett fällt unter diejenige für einen Betrieb mit freiem Fall, 44, weil die Umwandlung von Kohlenstoff zu Gas für jedes Verhältnis Wasserstoff/Abfallbeschickung höher wäre, so dass in dem kohlenstoffhaltigen Material weniger Kohlenstoff für die Synthesegaserzeugung zurückbliebe.

Ein kritischer Faktor ist die Temperatur, die nicht so hoch sein sollte, dass die in dem festen Abfall enthaltenen anorganischen Materialien, wie Glas- und Metallanteile zusammenschmelzen, wodurch der Durchtrittsweg für die Feststoffe aus der Wärmegewinnungskammer 28 verstopft würde. Wenn der Reaktor nach dem Prinzip des freien Falls betrieben wird, ist ein solches Zusammenschmelzen wahrscheinlich kein Problem, weil die kurze Verweilzeit der Teilchen eine Verflüssigung nicht zulasst. Bei Anwendung eines bewegten Bettes sollte dagegen die Temperato des in den Methanerzeugungsreaktor eintretenden Synthesegases unter derjenigen, bei der z.B. Metall- und Glasanteile der festen Abfallmaterialien zusammenschmelzen, gehalten werden. Die Synthesegastemperato wird vermutlich am besten durch Einführen von weiterem Dampf in die Synthesegasüberführungsleitung 38, beispielsweise bei 40, gesteuert.

Wie oben erwähnt, sind die Beschickungsgeschwindigkeiten von Abfall, Sauerstoff und Dampf variierbar. Nachdem aber die gewünschten Parameter eingestellt sind, sind die Beschik-kungsgeschwindigkeiten konstant. Leider sind die durch Figur 2 veranschaulichten Selbstregulierungsfaktoren in ihrer Anwendung bei fixierten Beschickungsgeschwindigkeiten begrenzt. Wenn beispielsweise die in die begrenzte Zone eingeführte Abfallbeschickung zufolge des Anfalls vom speziellen Abfall kohlenstoffreich wird, wird auch das anfallende kohlenstoffhaltige Restmaterial kohlenstoffreich. Die natürlichen Faktoren zwingen das System längs der Kurve 42 zu einem anderen Gleichgewichtspunkt. Wenn jedoch der Grad der Änderung des Kohlenstoffgehalts in dem kohlenstoffhaltiges Material zu gross wird, arbeitet das System bei Gleichgewichtsbedingungen an einem Punkt neben der Kurve 42, der keinen optimalen Bedingungen entspricht.

Diese Bedingung kann jedoch durch Entnahme von Proben des Synthesegases aus der Überführungsleitung 38 und Bestimmen des Verhältnisses Kohlenmonoxid/Kohlendioxid festgestellt werden. Wenn dieses Verhältnis anders ist als etwa drei und ein halb zu eins, sollten die Zufuhrgeschwindigkeiten von Sauerstoff und Dampf so modifiziert werden, dass wieder die maximale Effizienz erreicht wird.

Beispiel

Die Bedingungen einiger typischer Versuche, die in einem Methanerzeugungsreaktor einer Versuchsanlage durchgeführt wurden, sind in Tabelle 1 zusammengestellt. Die für diese Versuche verwendete Versuchsanlage war ein Behälter mit einem Innendurchmesser von 7,6 cm, der mit Einrichtungen für die konstante Zufuhr von festem Abfall (zerfasert auf etwa 1 cm in einer Dimension) und die Entnahme des gebildeten kohlenstoffhaltigen Materials versehen war. Die Vorrichtung war so ausgebildet, dass sie bei Temperaturen von etwa 900°C und Drücken bis zu 100 Atmosphären betrieben werden konnte. Wie die erhaltenen Werte zeigen, war jedoch ein Druck von 18 Atmosphären ausreichend, um ein Gas zu erzeugen, das nach Reinigung und Methanierung anstelle von Naturgas verwendet werden konnte, während gleichzeitig nur minimale Mengen an flüssigen Produkten erzeugt wurden.

Weitere Versuche wurden mit den angegebenen Ergebnissen durchgeführt. Für diese Ansätze sind jedoch nicht alle

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Einzelheiten zusammengestellt, weil sie von kürzerer Dauer waren.

Der für diese Versuche verwendete Abfall hatte eine Standardzusammensetzung, wie sie von der Environmental Protection Agency für Veraschungsversuche empfohlen wird, die aber etwas modifiziert war, um den Durchtritt durch den 7,6-cm-Reaktor ohne Brückenbildung zu ermöglichen. Typischerweise enthielt der für diese Versuche verwendete Abfall die folgenden Bestandteile in den angegebenen Mengen.

Zusammensetzung des verwendeten festen Standardabfalls

Bestandteil

Gew.-%

Kohlenstoff

35,2

15 Wasserstoff

4,9

Stickstoff

0,2

Sauerstoff

35,5

Asche

1,3

Feuchtigkeit

22,9

20

100,0

Tabelle

Zusammenfassende Werte des Betriebes eines typischen Methanerzeugungsreaktors einer Versuchsanlage

Versuch mit freiem Fall — Ansatz Nr. 6

Beschichtung an festem Abfall Wasserstoffbeschickung 30 Druck

Reaktortemperatur ungefähre Verweilzeit des festen Abfalls Ausbeute an kohlenstoff-35 haltigem Restmaterial ölausbeute

Wasserausbeute

40 Produktgasausbeute

5,36 kg/h (11,8 lbs/h) 98 SCF/h 18 Atm (250 psig) 871°C (1600°F)

1 Sekunde 0,271 kg/kg eingebrachtem Abfall nicht gemessen (weniger als 1%) 0,220 kg/kg eingeführtem Abfall 14,5 SCF/0,543 kg zugeführtem Abfall (18,5 SCF/0,543 kg trockenem Abfall)

45 Produktgaszusammensetzung (Volum-Prozent, Trockenbasis)

H2

= 61,1

CH4

= 12,9

CO

= 17,4

CO2

= 4,6

C2H6

= 1,5

C2H4

= 0,1

CeHe

= 0,6

N2

= 1,8

100,0

Versuch mit bewegtem Bett — Ansatz Nr. 10

Beschickung an festem Abfall Wasserstoffbeschickung 60 Druck Temperatur ungefähre Verweilzeit des festen Abfalls Ausbeute an kohlenstoff-65 haltigem Material

ölausbeute

= 4,90 kg/h = 50,0 SCF/h = 18 Atm (250 psig) = 871°C

= 21 Minuten

= 0,154 kg/kg an zugeführtem Abfall = 0,008 kg/kg an zugeführtem Abfall

625 548

Wasserausbeute

Produktgasausbeute

0,248 kg/kg an zugeführtem Abfall (aus Feuchtigkeit in festem Zustand)

8,7 SCF/0,543 kg an zugeführtem Abfall (11,6 SCF/0,543 kg an trockenem Abfall

ölausbeute Wasserausbeute 5 Produktgasausbeute

= 0,008 kg/kg an zugeführtem Abfall = 0,337 kg/kg an zugeführtem Abfall = 7,0 SCF/0,543 kg an zugeführtem Abfall (10,6 SCF/0,543 kg an trockenem Abfall)

Produktgaszusammensetzung (Volum-Prozent, Trockenbasis) i» Produktgaszusammensetzung (Volum-Prozent, Trockenbasis)

Hz = 32,43

CRU = 27,34

CO = 24,20

CO2 = 13,30

C2H6 = 1,50

CeHô = 0,50

N2 = 0,74

100,00

Versuch mit bewegtem Bett — Ansatz Nr. 11

20

H2

= 33,8

CH4

= 23,8

CO

= 24,7

CO2

= 13,2

C2H6

= 1,9

C2H4

= 1,3

C3H8

= 0,2

CóH»

= 0,7

N2

= 0,4

100,0

Beschickung an festem Abfall Wasserstoffbeschickung Druck Temperatur ungefähre Verweüzeit des festen Abfalls Ausbeute an kohlenstoffhaltigem Material

= 4,72 kg/h = 44,2 SCF/h = 18 Atm = 816°

= 13 Minuten

= 0,173 kg/kg an zugeführtem Abfall

30

Das obige Rohgas muss gereinigt und methaniert werden, bevor es anstelle von Erdgas verwendet werden kann. Dies ist in allen Fällen unter Anwendung bekannter Methoden möglich, und der Heizwert des als Endprodukt erhaltenen Gases liegt in einem Bereich von über 950 bis über 1000 Btu/SCF, so dass es auf allen Anwendungsgebieten anstelle von Erdgas verwendet werden kann.

B

1 Blatt Zeichnungen

Claims

625 548 2 PATENTANSPRÜCHE

1. Die lange Verweilzeit des Abfalls, die die Verwendung von Behältern mit ausserordentlich grosser Kapazität erforderlich macht, wenn grosse Volumina an Abfall behandelt werden sollen.

1. Verfahren zur Umwandlung von festem Abfall mit gegebenem Feuchtigkeitsgehalt in ein Methan enthaltendes Gas, dadurch gekennzeichnet, dass man das Abfallmaterial unter Druck in einen Einlass einer begrenzten Zone einbringt, wobei die Zone so ausgebildet ist, dass der Abfall sich von dem Einlass in Längsrichtung der Zone bewegen kann; den Abfall während dieser Bewegung im Gegenstrom mit einem Wasserstoff enthaltenden Synthesegas, das eine ausreichende Menge an thermischer Energie enthält, um den Abfall zu erwärmen und fortschreitend, während der Abfall sich von dem Einlass wegbewegt, eine Verringerung des erwähnten Feuchtigkeitsgehaltes, eine Bildung von Methan enthaltendem Gas und eine Bildung von kohlenstoffhaltigem Restmaterial zu bewirken, in Berührung bringt; das Methan enthaltende Gas von der begrenzten Zone entfernt, wobei das Methan enthaltende Gas ein Gemisch von Kohlenwasserstoffen, Wasserdampf, Wasserstoff, Kohlendioxid und Kohlenmonoxid ist; den restlichen festen Abfall von der begrenzten Zone entfernt, das kohlenstoffhaltige Material in einem von anorganischen Komponenten des Abfalls praktisch freien Zustand einem Vergasungsreaktor zuführt und mit Sauerstoff und Wasserdampf unter Bildung des Wasserstoff enthaltenden Synthesegases umsetzt, wobei das Synthesegas Kohlenmonoxid, Kohlendioxid, Wasserstoff und Wasserdampf enthält; und das Synthesegase in die begrenzte Zone einführt, um es dort im Gegenstrom in Berührung mit dem Abfall zu bringen.

2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das kohlenstoffhaltige Material von anorganischem Material, wie Glas und Metall, abgetrennt wird, bevor es dem Vergasungsreaktor zugeführt wird, indem man einen Strahl von gasförmigem Material quer zu dem vertikal nach unten fallenden festen Abfall aus der begrenzten Zone richtet, so dass das leichtere kohlenstoffhaltige Material von dem Strahl in den Vergasungsreaktor abgelenkt wird.

3. Verfahren nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des Gasstrahls Wasserdampf ist.

4. Verfahren nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass man von dem abgetrennten anorganischen Material Wärme zurückgewinnt, indem man diese an ein Wasserbad abgibt.

5. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man alle nicht-umgesetzten Feststoffe von dem Vergasungsreaktor abtrennt, wobei diese Feststoffe praktisch frei von Kohlenstoff sind, da praktisch der gesamte Kohlenstoff in der begrenzten Zone und dem Vergasungsreaktor in gasförmige Produkte umgewandelt worden ist.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Reaktor zur Erzeugung eines Methan enthaltenden Gases mit einer Einrichtung zum Einbringen von festem Abfall mit gegebenem Feuchtigkeitsgehalt in einem Einlass einer langgestreckten begrenzten Zone des Reaktors zur Erzeugung des Methan enthaltenden Gases, wobei diese langgestreckte Zone und die Einlassmittel so ausgebildet und angeordnet sind, dass der Abfall sich längs dieser Zone bewegen kann, und diese Zone unter Druck steht; eine Einrichtung zum Einführen von Synthesegas mit thermischer Energie in die Zone an einer von dem Einlass entfernten Stelle, wobei das Synthesegas ein Gemisch von Kohlenmonoxid, Kohlendioxid, Wasserstoff und Wasserdampf ist und diese Zone so ausgebildet und hinsichtlich der Einführung der Abfallmaterialien und des Synthesegases so angeordnet ist, dass die Geschwindigkeit des Durchtrittes des Abfalls durch die Zone gesteuert wird, die Einrichtung zur Einführung des Synthesegases so angeordnet ist, dass dieses Gas längs dieser Zone im Gegenstrom zu und in Kontakt mit dem sich bewegenden Abfall geführt wird, so dass es, während die Abfallmaterialien sich durch die Zone bewegen,

zu einer fortschreitenden Verringerung ihres Feuchtigkeitsgehaltes kommt, Synthesegas und Abfall in Kontakt miteinander und unter ausreichender Temperatur und ausreichendem Druck stehen, dass der Abfall teilweise in das Methan enthaltende Gas umgewandelt wird, und ein kohlenstoffhaltiges Restmaterial erzeugt wird; eine Einrichtung zur Entfernung des Methan enthaltenden Gases aus der Zone; eine Einrichtung zum Abziehen des kohlenstoffhaltigen Restmaterials aus der Zone; einen Vergasungsreaktor und Einrichtungen zur Zuführung von Sauerstoff, Wasserdampf und kohlenstoffhaltigem Restmaterial ohne anorganische Komponenten zu dem Reaktor unter ausreichendem Druck und ausreichender Temperatur, um einen Teil des kohlenstoffhaltigen Restmaterials, Sauerstoff und Wasserdampf zu dem Synthesegas umzuwandeln, wobei der Reaktor die Quelle für das in die erwähnte Zone eingeführte Synthesegas darstellt; und eine Einrichtung zur Abgabe des Synthesegases an die erwähnte Einführungseinrichtimg, aufweist.

7. Vorrichtung nach Patentanspruch 6, gekennzeichnet durch eine Aufrührungseinrichtung zur Steuerung eines bewegten Bettes aus dem festen Abfallmaterial bei seinem Durchtritt durch die Zone.

8. Vorrichtung nach Patentanspruch 6, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Abtrennung des kohlenstoffhaltigen Restmaterials von anorganischen Materialien, wie Metall und Glas, nach dem Austritt aus der Zone.

9. Vorrichtung nach Patentanspruch 8, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Abziehen von Wärme aus dem abgetrennten anorganischen Material durch Abgabe dieser Wärme an ein Wasserbad.

10. Vorrichtung nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Abtrennen des kohlenstoffhaltigen Restmaterials von anorganischem Material ein sich vertikal erstreckender Kanal mit einer Abzweigleitung ist und dass Mittel vorhanden sind zur Einführung eines Wasserdampfstrahls in den Kanal quer zur Bewegung des festen Materials in dem Kanal, um die leichteren festen Materialien, einschliesslich des kohlenstoffhaltigen Restmaterials in die Seitenleitung zu tragen, jedoch das schwerere anorganische Material an der Seitenleitung vorbei fallen zu lassen.

11. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 6, 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Zone eine sich vertikal erstreckende Leitung ist, in der die festen Abfallmaterialien vom oberen zum unteren Ende der Leitung fallen können und wobei die Leitung so ausgebildet ist, dass sie Einrichtungen zur Verzögerung des freien Falls der Abfallmaterialien aufweist, z.B. Prallbleche, die sich von den Wänden der Zone quer zur Fallrichtung der Abfallmaterialien erstrecken.

Die meisten Städte der USA sehen sich derzeit einem erheblichen Mangel an Nato- oder Erdgas gegenüber, was den Betrieb von Industrieanlagen und das Industriewachstum beeinträchtigt, die Lieferung von Heizmaterial an Institutionen, wie Schulen und Krankenhäuser, reduziert und die Umfunktionierung von Haushalten für den Verbrauch teurer elektrischer Energie zum Heizen und Kochen erforderlich macht, was nicht nur höhere Kosten, sondern auch eine nur sehr niedrige Nutzungseffizienz verursacht. Wegen des stetigen Absinkens der Erdgasgewinnung wird diese Krise zunehmend ernster und wird sogar in den Gebieten der Grossstädte Kanadas, die stetig wachsen und mehr Energie verbrauchen, als in der Form von Erdgas geliefert werden kann, spürbar. Um diesem Problem zu begegnen, senkt Kanada den Export von Erdgas an die USA und zieht ernsthaft die Vergasung von Kohle aus den westlichen Provinzen in Betracht, um den zu erwarten5

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den Mangel an Erdgas abzufangen. In diesen Grossstadtgebieten, wo der Mangel an Gas am schwerwiegendsten ist, ist andererseits aber auch die Beseitigung fester Abfallmaterialien, die bei der Behandlung von Stadt-, Industrie- und Haushaltabwässern in ständig zunehmendem Volumen anfallen, ebenfalls ein wachsendes Problem von grosser Bedeutung.

Die Auffindung eines ohne Umweltverschmutzung durchgeführten Verfahrens zur Umwandlung des festen Abfalls in ein synthetisches Erdgas würde daher zur Lösung von zwei sehr ernsten Urbanproblemen beitragen. Die Umwandlung von festem Abfall in ein gasförmiges Heizmaterial von viel niedrigerem Heizwert als Naturgas ist nach bekannten Verfahren in bekannten Anlagen möglich; die Erzeugung eines synthetischen Erdgases, das anstelle von natürlichem Erdgas verwendet werden kann, war jedoch bisher technisch nicht durchführbar. Das einzige Verfahren, nach dem derzeit feste Abfallmaterialien in synthetisches Erdgas umgewandelt werden können, ist eine biologische Digestion. Die bei einem solchen Verfahren auftretenden beiden Hauptprobleme sind:

2. Die Beseitigung des als Nebenprodukt des Verfahrens anfallenden Schlamms.