DE102007034139A1 - Method for thermal treatment of wet wastes, production residues and other residual substances having native organic or synthetic organic constituents, involves shredding coarse particle material mixtures mechanically - Google Patents

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Abstract

Thermal treatment involves shredding coarse particle material mixtures mechanically. Shredded fine grained material mixtures are dehydrated mechanically with 50 wt.% of wet content. The material mixtures are dried in a separate drier by water vapor at 10 wt.% of residual moist content. The dried mixtures are separated in a separate device by pyrolysis at 250-650[deg] C into a solid phase (coke) and in a gaseous phase (pyrolysis gas). The pyrolysis gas is burned in a pore burner and evolved hot gas is passed as combustion air into a combustion chamber of a power station for solid fuels. The coke phase is classified with a filter cut of smaller or equivalent to 20 mm. A fine fraction of the coke phase is mixed with the conventional fuel of the power station and is used as mixture in the power station. The coarse fraction of the coke phase is cooled, powdered and is liberated in a multi-level process of iron contained metals. A portion of the produced heat is supplied from the power station in the form of steam or air of the drier or the pyrolysis device.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur thermischen Behandlung von feuchten Abfällen, Produktionsrückständen und sonstigen Reststoffen mit nativ-organischen und/oder synthetisch-organischen Bestandteilen.The The invention relates to a method for the thermal treatment of wet waste, production residues and other residues with native-organic and / or synthetic-organic constituents.

Verfahren zur thermischen Behandlung von Abfällen mit organischen Bestandteilen sind seit geraumer Zeit Stand der Technik. Bei der klassischen Abfallverbrennung werden stückige Abfälle in Rostfeuerungsanlagen überstöchiometrisch verbrannt. Das Ziel der Behandlung ist auf eine möglichst wirksame Reduzierung des Abfallvolumens ausgerichtet, so dass in den Verbrennungsrückständen ein möglichst geringer Gehalt an oxidierbaren organischen Substanzen (TOC) verbleibt. Bei einem niedrigen TOC-Gehalt kann bei der Ablagerung der Verbrennungsrückstände auf Deponien einerseits Raum eingespart werden und andererseits wird gleichzeitig die Gefahr einer Freisetzung von Deponiegas unterbunden.method for the thermal treatment of waste with organic Components have been state of the art for quite some time. In the classic waste incineration become lumpy waste burned in rust furnaces overstoichiometric. The The aim of the treatment is to reduce it as effectively as possible aligned to the waste volume, so that in the combustion residues the lowest possible content of oxidizable organic substances (TOC) remains. At a low TOC content may occur during deposition the incineration residues on landfills on the one hand Space is saved and on the other hand, the danger is at the same time a release of landfill gas prevented.

Die Verbrennung von Abfällen ist ein vergleichsweise komplexer Prozess, bei dem sich die Einzelvorgänge Trocknung, Entgasung, Vergasung und Oxidation überlagern. Da der Verbrennungsvorgang mit hohem Luftüberschuss durchgeführt wird, fallen grolle Rauchgasvolumenströme an, die in sehr aufwendigen Prozessen gereinigt werden müssen. In Gegenwart von organischen Abfallinhaltsstoffen verläuft der Abfallverbrennungsvorgang in der Regel exotherm unter Freisetzung von Wärme. Müllheizkraftwerke erzeugen aus der Wärme mittels Dampfturbinen elektrische Energie. Auf Grand der begrenzten Anlagenverfügbarkeit von durchschnittlich 7500 Betriebsstunden pro Jahr können Müllheizkraftwerke ein herkömmliches Kraftwerk, welches beispielsweise auf Basis von Steinkohle betrieben wird, niemals vollwertig ersetzen. Die Einbindung von Müllheizkraftwerken in die Stromversorgung ist somit mit dem Nachteil behaftet, dass durch die anderen Energieerzeugungsanlagen des Netzverbundes stets entsprechende Ausgleichsreserven vorzuhalten sind, die kurzfristig aktiviert werden müssen.The Combustion of waste is a comparatively complex one Process in which the individual processes drying, degassing, Gasification and oxidation overlap. Because of the combustion process with high excess air, fall grolle flue gas volume flows, which are very expensive Processes need to be cleaned. In the presence of organic Waste constituents is the waste incineration process usually exothermic with release of heat. Waste to energy plants generate heat from steam using steam turbines Energy. On grand of limited plant availability average of 7,500 operating hours per year Waste heat and power plants a conventional power plant, which is operated for example on the basis of hard coal, never completely replace. The integration of waste heat and power plants in the power supply is thus associated with the disadvantage that through the other power generation facilities of the grid network always appropriate compensation reserves are to be held in the short term must be activated.

Bekannt sind weiterhin thermische Abfallbehandlungskonzepte, bei denen die Abfälle lediglich getrocknet, entgast oder vergast werden. In WO 00/13811 wird ein Verfahren beschrieben, bei dem die festen oder flüssigen Abfälle durch Verdampfung und Trocknung in eine Feststoff- und Flüssigphase getrennt wird. Dieser Trennvorgang ist ausgesprochen energieintensiv und aus ökonomischen Gründen nicht vertretbar, da der Energiegehalt der Abfälle nicht zur Deckung der Verdampfungs- bzw. Trocknungswärme genutzt wird.Also known thermal waste treatment concepts in which the waste only dried, degassed or gasified. In WO 00/13811 describes a process in which the solid or liquid waste is separated by evaporation and drying in a solid and liquid phase. This separation process is extremely energy-intensive and unacceptable for economic reasons, since the energy content of the waste is not used to cover the evaporation or drying heat.

Möglichkeiten zur Energienutzung sind bei den ebenfalls bekannten Pyrolyseverfahren gegeben. Bei einer Pyrolyse werden die Abfälle unter Ausschluss von Luft entgast. Im Ergebnis der Behandlung entstehen ein heizwertreiches Pyrolysegas sowie Pyrolysekoks, der für eine Verwendung als Festbrennstoff geeignet ist. In EP 02 016 462 wird beispielsweise ein derartiges Pyrolyseverfahren beschrieben. Das Pyrolysegas enthält gasförmige Kohlenwasserstoffe, von denen einige bei Abkühlung auskondensieren. Der kondensierbare Anteil des Pyrolysegases wird als Pyrolyseöl bezeichnet. Überlegungen das Pyrolyseöl als Ausgangsstoff für die Herstellung organischer Chemierohstoffe zu verwenden sind wegen der heterogenen Zusammensetzung bislang nicht praktisch umgesetzt worden.Possibilities for energy use are given in the well-known pyrolysis. During pyrolysis, the waste is degassed with the exclusion of air. The result of the treatment is a heat-rich pyrolysis gas and pyrolysis coke, which is suitable for use as a solid fuel. In EP 02 016 462 For example, such a pyrolysis process is described. The pyrolysis gas contains gaseous hydrocarbons, some of which condense on cooling. The condensable portion of the pyrolysis gas is referred to as pyrolysis oil. Considerations to use the pyrolysis oil as a raw material for the production of organic chemical raw materials have not yet been practically implemented because of the heterogeneous composition.

Als Vorrichtungen zur Durchführung der Pyrolyse werden überwiegend mit einem Heizmantel versehene Drehrohre eingesetzt. Weniger gebräuchlich ist die Verwendung von Autoklaven. Der Pyrolysevorgang ist ein endothermer Prozess und erfordert insofern die Zufuhr von Heizenergie. Zur Deckung der Heizenergie ist es üblich das Pyrolysegas zu verbrennen. Auf Grund des Sauerstoffgehalts können die Verbrennungsgase nicht direkt zur Aufheizung der zu pyrolysierenden Abfallgemische genutzt werden. Die Drehrohre werden daher grundsätzlich indirekt beheizt.When Devices for carrying out the pyrolysis become predominant used with a heating jacket rotary tubes. Less common is the use of autoclave. The pyrolysis process is an endothermic one Process and thus requires the supply of heating energy. To cover the Heating energy is customary to burn the pyrolysis gas. Due to the oxygen content, the combustion gases can not directly for heating the waste mixtures to be pyrolyzed be used. The rotary tubes are therefore basically indirectly heated.

Je nach eingesetzten Abfallstoffen sind bei einer Pyrolysebehandlung in der Koksfraktion mehr oder weniger hohe Anteile an anorganischen Stoffen enthalten. Hierzu zählen rohstofflich verwertbare Materialien wie Metalle. Pyrolyseverfahren werden daher zur Trennung von Metallverbunden eingesetzt. Nach dem in DE 4209549 beschriebenen Verfahren wird die nach Separation der Metalle verbleibende Koksphase einem Vergaser zugeführt, der vorzugsweise als Flugstromvergaser ausgeführt ist. Das bei der Pyrolyse entstehende Gas wird ebenfalls dem Vergaser zugeführt. Die Vergasungseinheit wird unter reduzierenden Bedingungen betrieben. Unter diesen Bedingungen entsteht ein Synthesegas, welches Kohlenmonoxid und Wasserstoff als heizwertreiche Komponenten enthält. Vergleichbare Verfahren zur Kombination von Pyrolyse und Vergasung sind aus EP 0545 241 und EP 0563 777 bekannt. Nachteilig bei derartigen Verfahrenskombinationen ist der verfahrenstechnische Aufwand sowie die schwierige Steuerung der beiden miteinander verknüpften Prozesse. Zudem besteht das Erfordernis einer Weiterverarbeitung des Synthesegases, was mit Mehraufwand und zusätzlichen Kosten verbunden ist.Depending on the waste used, more or less high levels of inorganic substances are present in a pyrolysis treatment in the coke fraction. These include raw materials such as metals. Pyrolysis processes are therefore used for the separation of metal composites. After the in DE 4209549 described method, the coke phase remaining after separation of the metals is fed to a carburetor, which is preferably designed as entrained flow gasifier. The gas produced during pyrolysis is also fed to the gasifier. The gasification unit is operated under reducing conditions. Under these conditions, a synthesis gas is formed, which contains carbon monoxide and hydrogen as high-calorie components. Comparable methods for combining pyrolysis and gasification are out EP 0545 241 and EP 0563 777 known. A disadvantage of such process combinations is the procedural effort and the difficult control of the two processes linked together. In addition, there is a need for further processing of the synthesis gas, which is associated with additional expenditure and additional costs.

Allen genannten Verfahren ist gemeinsam, dass sie für sich genommen keine zufriedenstellende Gesamtkonzeption darstellen, die einerseits bei vertretbarem Verfahrensaufwand eine ordnungsgemäße und schadlose Behandlung von feuchten Abfällen mit organischen Bestandteilen unter optimaler Ausnutzung des Energiegehaltes und Abschöpfung der verwertbaren anorganischen Inhaltsstoffe gewährleistet und andererseits nutzbringend in ein Energieversorgungssystem eingebunden werden kann.All of these methods have in common that they do not represent a satisfactory overall concept, on the one hand at a reasonable cost of a proper and harmless treatment of wet waste with organic components with optimal use guaranteed energy content and levy of usable inorganic ingredients and on the other hand can be beneficially integrated into an energy supply system.

Vor dem Hintergrund der Probleme des beschriebenen Stand der Technik, besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein flexibles und wirtschaftlich tragfähiges thermisches Behandlungsverfahren für Abfälle mit organischen Inhaltsstoffen zu schaffen, welches sowohl die Separation der stofflich verwertbaren Anteile als auch eine Energienutzung unter Optimalitätskriterien ermöglicht und außerdem problemlos in einen Energieversorgungsverbund mit herkömmlichen Kraftwerken integriert werden kann. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. Die hieran anschließenden Ansprüche bilden vorteilhafte Ausgestaltungen, die in den nachstehenden Erläuterungen zu Ausführungen der Erfindung näher beschrieben werden.In front the background of the problems of the described prior art, The object of the invention is to provide a flexible and economically viable Thermal treatment method for waste with to create organic ingredients, which is both the separation the recyclable components as well as energy use under optimality criteria and also allows easily into an energy supply network with conventional Power plants can be integrated. This task is through Method solved with the features of claim 1. The subsequent claims form advantageous Embodiments that are described in the following Embodiments of the invention will be described in more detail.

Die Erfindung geht von dem Sachverhalt aus, dass thermische Anlagen zur Energieerzeugung aus Abfällen auf Grund der begrenzten Anlagenverfügbarkeit keine gleichwertige Alternative zu einem herkömmlichen mit Regelbrennstoffen betriebenen Kraftwerk darstellen können. Ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist daher die Kombination einer thermischen Abfallbehandlungsanlage mit einem auf Basis von Kohle, Holz oder anderen Regelbrennstoffen gefeuerten Heizkraftwerk, wobei zwischen den beiden Anlagen in zweckmäßiger Weise Stoff- und Energieströme ausgetauscht werden. Nur durch eine derartige Kopplung kann die Vorgabe einer problemlosen Integration der thermischen Abfallbehandlungsanlage in einen Energieversorgungsverbund gewährleistet werden, da bei einem turnusmäßigen oder außerplanmäßigen Betriebsstillstand der Abfallbehandlungsanlage der Energiebedarf stets durch das herkömmliche Heizkraftwerk abgesichert werden kann.The Invention is based on the fact that thermal systems for energy production from waste due to the limited Plant availability is not an equivalent alternative to a conventional fuel-fired power plant can represent. An essential feature of the invention is therefore the combination of a thermal waste treatment plant with one based on coal, wood or other standard fuels fired cogeneration plant, with between the two plants in more appropriate Way material and energy flows are exchanged. Just by such a coupling, the specification of a problem-free Integration of the thermal waste treatment plant into an energy supply network guaranteed be there at a regular or unscheduled Plant shutdown of the waste treatment plant the energy demand always protected by the conventional cogeneration plant can be.

Ein weiteres kennzeichnendes Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die mehrstufige thermische Behandlung der Abfälle mit organischen Bestandteilen in verschiedenen Apparaten. Die zur Behandlung gelangenden Abfälle können sowohl stückig sein als auch relativ hohe Wassergehalte aufweisen. In Abhängigkeit der Beschaffenheit der Abfälle werden erfindungsgemäß vor der thermischen Behandlung unterschiedliche Vorbehandlungsschritte durchgeführt. Mit dem Ziel einer Homogenisierung sowie einer vergleichmäßigten Aufgabe werden Abfallgemische mit einer mittleren Korngröße oberhalb von 200 mm mechanisch zerkleinert. Damit bei der nachgelagerten thermischen Zersetzung der Abfälle Prozessgase definierter Zusammensetzung entstehen können, werden die Abfälle getrocknet, sofern der Feuchtegehalt mehr als 10 Gewichtsprozent beträgt. Die Trocknung der Abfallgemische ist darüber hinaus mit dem Vorteil verbunden, dass bei der weitergehenden Behandlung deutlich kleiner dimensionierte Apparate verwendet werden können. Abfälle wie beispielsweise Lackschlämme mit Wasseranteilen von 50 Gewichtsprozent und darüber werden vor einer thermischer Trocknung mechanisch mittels Dekanter, Hydrozyklon, Filterbandpressen oder anderen herkömmlichen Fest-Flüssig-Trennapparaten entwässert. Die eigentliche thermische Trocknung erfolgt erfindungsgemäß mit Wasserdampf. Eine Trocknung mit Wasserdampf bietet gegenüber einer herkömmlichen konvektiven Trocknung mit Luft mehrere Vorteile. Wasserdampf hat im Vergleich zu Luft eine deutlich höhere spezifische Wärmekapazität, so dass sich kürzere Trocknungszeiten realisieren lassen. Ferner fällt keine Abluft an, die beim Vorhandensein von flüchtigen organischen Kohlenwasserstoffen (VOC) nachbehandelt werden müsste. Bei einer Lufttrocknung muss die Temperatur auf 150°C begrenzt werden, da bei höheren Temperaturen die Gefahr einer unkontrollierten Selbstentzündung des Abfallgemisches besteht. Die Trocknung mit Wasserdampf erlaubt hingegen eine Temperaturanhebung bis auf etwa 250°C, wodurch die Effizienz des Trocknungsvorganges deutlich verbessert werden kann. Als Vorrichtungen zur Durchführung der Trocknung eignen sich Bandtrockner als auch ein- oder mehrzügige Drehrrohrtrockner.One further characteristic feature of the invention Process is the multi-stage thermal treatment of waste with organic components in different apparatuses. The treatment Waste can be both lumpy be as well as have relatively high water contents. Dependent on The nature of the waste according to the invention the thermal treatment different pretreatment steps carried out. With the aim of homogenization as well A balanced task becomes waste mixtures with a mean grain size above 200 mm mechanically comminuted. Thus at the downstream thermal Decomposition of waste Process gases of defined composition the waste is dried, if the moisture content is more than 10 percent by weight. The drying of the waste mixtures is also with associated with the advantage that in the ongoing treatment significantly Smaller sized apparatus can be used. Waste such as paint sludge with water content of 50 percent by weight and above are prior to a thermal Drying mechanically by decanter, hydrocyclone, filter belt presses or other conventional solid-liquid separators. The actual thermal drying is carried out according to the invention Steam. Drying with water vapor offers Conventional convective drying with air has several advantages. Water vapor has a much higher level than air specific heat capacity, so that shorter Allow drying times to be realized. Furthermore, no falls Exhaust air in the presence of volatile organic Hydrocarbons (VOC) would have to be post-treated. For air drying, the temperature must be limited to 150 ° C because at higher temperatures there is a risk of uncontrolled Autoignition of the waste mixture is. The drying with steam, however, allows a temperature increase up to about 250 ° C, reducing the efficiency of the drying process can be significantly improved. As devices for carrying out Dryers are suitable for belt dryers as well as single or multi-bladed Drehrrohrtrockner.

Die gegebenenfalls vorbehandelten Abfallgemische bzw. die direkt verarbeitungsfähigen Abfallgemische, die sich durch eine hinreichend kleine Korngröße und Restfeuchte auszeichnen, werden erfindungsgemäß einer Pyrolysebehandlung unterzogen. Dazu werden die Abfälle in eine Pyrolysevorrichtung eingebracht und unter Luftabschluss in einem Temperaturbereich von 300 bis 650°C, vorzugsweise bei 550°C, erhitzt. Als Pyrolysevorrichtung dient vorzugsweise ein von außen beheizbares Drehrrohr. Das Drehrrohr wird zweckmäßigerweise bei leichtem Unterdruck betrieben, so dass keine Prozessgase in die Atmosphäre entweichen können. Unter Einwirkung der vor genannten Temperaturen findet eine Zersetzung der Abfallgemische statt, die durch eine Freisetzung eines heizwertreichen Pyrolysegases gekennzeichnet ist. Das Pyrolysegas wird bei Temperaturen oberhalb der Kondensationstemperatur der dampfförmigen Kohlenwasserstoffkomponenten über wärmeisolierte Leitungen abgezogen und einem Porenbrenner zugeführt. Vor Eintritt in den Porenbrenner ist es zweckmäßig etwaige im Pyrolysegas enthaltene Feststoffpartikel abzuscheiden. Als Abscheider eignet sich ein Heißgaszyklon.The optionally pretreated waste mixtures or directly processable Waste mixtures, which are characterized by a sufficiently small particle size and residual moisture, according to the invention a Subjected to pyrolysis treatment. To do this, the waste placed in a pyrolysis and under exclusion of air in a temperature range of 300 to 650 ° C, preferably at 550 ° C, heated. As a pyrolysis device is preferably used an externally heated rotary tube. The rotary tube is expediently operated at a slight negative pressure, so that no process gases escape into the atmosphere can. Under the influence of the aforementioned temperatures There is a decomposition of the waste mixtures, caused by a release a high calorific value pyrolysis gas is characterized. The pyrolysis gas is at temperatures above the condensation temperature of the vapor Hydrocarbon components via heat-insulated Deducted lines and fed to a pore burner. In front Entry into the pore burner, it is useful to separate any solid particles contained in the pyrolysis gas. As a separator is a hot gas cyclone.

Die Umsetzung des Pyrolysegases erfolgt im Porenbrenner unter kontinuierlicher Zugabe von Luft. Zur Erhöhung der Effizienz des Verbrennungsprozesses ist es vorteilhaft die beiden Gasströme in einer Vormischkammer intensiv zu vermischen. Optional können dem Pyrolysegasstrom weitere kohlenwasserstoffhaltige Abluftströme oder flüssige Abfälle wie Altöl zur Mitbehandlung im Porenbrenner zugemischt werden.The reaction of the pyrolysis gas takes place in the pore burner with continuous addition of air. To increase the efficiency of the combustion process, it is advantageous to intensively mix the two gas streams in a premixing chamber. optional Further hydrocarbon-containing exhaust air streams or liquid wastes such as waste oil can be added to the pyrolysis gas stream for co-treatment in the pore burner.

Der Porenbrenner besteht aus mindestens zwei durchströmbaren Festkörperschichten mit unterschiedlicher Porosität. Die Festkörperschichten werden durch Schüttungen oder Schäume ausgebildet, die aus feuerfesten und korrosionsbeständigen keramischen Materialien bestehen. Die erste in Anströmrichtung liegende Schicht (Vorwärmzone) ist deutlich feinporiger als die nachfolgende Reaktionszone in der die Verbrennung stattfindet. Durch die Vorhaltung der Vorwärmzone wird ein Flammenrückschlag verhindert. Der Vorteil des Porenbrenners gegenüber der freien Flamme eines konventionellen Brenners liegt in der effektiven Nutzung von Wärmeleitung und Wärmestrahlung der Festkörperschicht begründet, so dass der Brennraum wesentlich kleiner ausgelegt werden kann. Vorteilhaft ist weiterhin die kurze An- und Abfahrzeit sowie die Stabilität gegenüber Schwankungen der Gaszusammensetzung und der Strömungsgeschwindigkeit.Of the Pore burner consists of at least two permeable Solid layers with different porosity. The solid layers are formed by fillings or foams formed from refractory and corrosion resistant ceramic materials consist. The first upstream layer (Preheating zone) is much finer pores than the following Reaction zone in which the combustion takes place. By the provision the preheating zone prevents a flashback. The advantage of the pore burner over the free flame a conventional burner is the effective use of Heat conduction and thermal radiation of the solid-state layer justified, so that the combustion chamber can be designed much smaller. Another advantage is the short arrival and departure time and the Stability to variations in gas composition and the flow rate.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist so konzipiert, dass das aus dem Porenbrenner austretende sauerstoffreiche Heißgas direkt als Energieträger in den Feuerungsraum eines herkömmlichen mit Regelbrennstoff betriebenen Kraftwerkes eingetragen wird. Im Bedarfsfall wird das Heißgas vor Einleitung in das Kraftwerk mittels Chemisorptionsfestbettfilter zur Abtrennung saurer Bestandteile wie HCl oder HF gereinigt.The inventive method is designed that the oxygen-rich hot gas leaving the pore burner directly as an energy source in the firing area of a conventional registered with regular fuel power plant registered. in the If necessary, the hot gas before introduction into the power plant by means of chemisorption fixed bed filter for the separation of acidic constituents cleaned like HCl or HF.

Der in der Pyrolysevorrichtung verbleibende feste Pyrolysekoks wird erfindungsgemäß zunächst mittels Siebung in zwei Fraktionen klassiert. Als Siebschnitt wird ein Wert im Bereich von 8 bis 20 mm festgelegt. Die Feinfraktion wird mit dem Regelbrennstoff des Kraftwerkes vermischt und als Gemisch dem Kraftwerkskessel zugeführt. Der Koksanteil in der Brennstoffmischung beträgt mindestens 5 Gewichtsprozent und wird auf einen Gehalt von maximal 20 Gewichtsprozent begrenzt.Of the in the pyrolysis remaining solid pyrolysis is According to the invention first by sieving classified into two fractions. As sieve cut is a value in the range set from 8 to 20 mm. The fine fraction is mixed with the standard fuel of the Power plant mixed and fed as a mixture to the power plant boiler. The coke content in the fuel mixture is at least 5 percent by weight and is to a maximum content of 20 percent by weight limited.

Die Grobfraktion des Pyrolyserückstandes wird zunächst vorzugsweise in einem Nassentschlacker gekühlt und anschließend nach vorhergehender Abtrennung der grobstückigen eisenhaltigen Metalle in einer Mühle zerkleinert. Anschließend passiert der Stoffstrom weitere herkömmliche Vorrichtungen zur Abscheidung eisenhaltiger Metalle sowie Nichteisenmetalle. Eisenhaltige Bestandteile können hierbei mittels Magnetscheidern, Nichteisenmetalle mittels Wirbelstromabscheider separiert werden. Vorteilhaft bei der erfindungsgemäßen pyrolytischen Vorbehandlung der Abfälle ist der Umstand, dass auf Grund des Fehlens von Sauerstoff und Wasser keine Oxidationsvorgänge an den im Abfallgemisch enthaltenen Metallen stattfinden. Zur Steigerung der Effizienz der Abtrennung von Nichteisenmetallen wird für den Aufschluss des Pyrolysekokses vorzugsweise eine Rotorprallmühle oder eine andere geeignete Zerkleinerungsvorrichtung eingesetzt, die beim Mahlvorgang eine Verkugelung der Metalle bewirkt. Neben den genannten Metallabscheidern können optional Klassieraggregate wie Lufttrennherde zur weitergehenden Aufbereitung des Pyrolysekokses und Abtrennung von Metallen und anorganischen Bestandteilen wie Sand, Glas etc. eingesetzt werden. Die von den nicht brennbaren Bestandteilen befreiten Aufbereitungsrückstände eignen sich ebenfalls für eine Mitverfeuerung im Kraftwerk.The Coarse fraction of the pyrolysis residue is first preferably cooled in a wet slagger and then after previous separation of the coarse iron-containing Crushed metals in a mill. Subsequently the stream passes other conventional devices for the separation of ferrous metals and non-ferrous metals. ferrous Ingredients hereby means of magnetic separators, non-ferrous metals be separated by means of eddy current separator. Advantageous in the pyrolytic pretreatment according to the invention The waste is the circumstance that due to the absence of oxygen and water no oxidation processes at the take place in the waste mixture contained metals. To increase The efficiency of the separation of non - ferrous metals is for the Digestion of the pyrolysis coke preferably a rotor impact mill or another suitable comminuting device is used, which causes a milling of the metals during the grinding process. Next The mentioned metal separators can optionally classify as air separation stoves for further treatment of the pyrolysis coke and separation of metals and inorganic components such as Sand, glass etc. are used. The non-flammable Ingredients released processing residues are also suitable for co-firing in the power plant.

Für den Betrieb der Trocknungs- und Pyrolysevorrichtung ist die Zuführung von Heizwärme erforderlich. Erfindungsgemäß wird die benötigte Heizwärme in Form von Dampf oder Heißluft durch das benachbarte Kraftwerk gedeckt. Lediglich für Anfahrvorgänge werden in der Trocknungs- und Pyrolysevorrichtung jeweils öl- bzw. gasgefeuerte Stützbrenner vorgehalten.For the operation of the drying and pyrolysis device is the supply required by thermal heat. According to the invention the required heat in the form of steam or Hot air covered by the neighboring power plant. Only for starting operations are in the drying and Pyrolysevorrichtung each oil or gas-fired support burner maintained.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich für eine energetische Nutzung einer Vielzahl feuchter Abfallgemische mit organischen Bestandteilen. Besondere Vorteile bietet das Verfahren bei der Verarbeitung von Abfällen die aus organischen-anorganischen Metallverbunden bestehen. Hierzu zählen Spuckstoffe aus der Papierindustrie, Kabelreste, Altreifen, gebrauchte Verbundmaterialverpackungen, Schredderrückstände aus der Altfahrzeugaufbereitung sowie ganz allgemein ausgediente Bauteile und Werkstücke im Materialverbund Kunststoff/Metall (z. B. Elektro- und Elektronikschrott).The inventive method is suitable for an energetic use of a variety of moist waste mixtures with organic ingredients. The process offers special advantages in the processing of waste from organic-inorganic Metal composing exist. This includes rejects the paper industry, cable residues, used tires, used composite packaging, shredder residues from the recycling of used vehicles as well as generally used Components and workpieces in the composite material plastic / metal (eg electrical and electronic waste).

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Claims (30)

Verfahren zur thermischen Behandlung von feuchten Abfällen, Produktionsrückständen und sonstigen Reststoffen mit nativ-organischen und/oder synthetisch-organischen Bestandteilen, dadurch gekennzeichnet, dass a. grobdisperse Stoffgemische mit einer mittleren Korngröße oberhalb von 200 mm mechanisch vorzerkleinert werden, b. vorzerkleinerte sowie feinteilige Stoffgemische mit einer mittleren Korngröße unterhalb von 200 mm bei einem Feuchtegehalt oberhalb von 50 Gewichtsprozent mechanisch entwässert werden, c. die gegebenenfalls mechanisch vorentwässerten Stoffgemische in einer gesonderten Trocknungsvorrichtung mittels Wasserdampf auf Restfeuchten unterhalb von 10 Gewichtsprozent getrocknet werden, d. die getrockneten Gemische in einer separaten Vorrichtung mittels Pyrolyse in einem Temperaturregime von 250 bis 650°C in eine feste Phase (Koks) und in eine gasförmige Phase (Pyrolysegas) getrennt werden, e. das Pyrolysegas in einem Porenbrenner verbrannt wird und das entstehende Heißgas als Brennluft in den Feuerungsraum eines Kraftwerkes für Festbrennstoffe eingeleitet wird, f. die Koksphase mit einem Siebschnitt von kleiner oder gleich 20 mm klassiert wird. g. die Feinfraktion der Koksphase mit dem Regelbrennstoff des Kraftwerkes vermischt und anschließend als Gemisch im Kraftwerk verwertet wird, wobei der Koksanteil in der Mischung mindestens 5 und höchstens 20 Masseprozent beträgt, h. die Grobfraktion der Koksphase gekühlt, gemahlen und in einem mehrstufigen Prozess von eisenhaltigen und nichteisenhaltigen Metallen befreit wird, i. eine Teilmenge der erzeugten Wärme aus dem Kraftwerk in Form von Dampf bzw. Luft der Trocknungsvorrichtung und/oder der Pyrolysevorrichtung zugeführt wird.Process for the thermal treatment of moist wastes, production residues and other residues with natively-organic and / or synthetic-organic constituents, characterized in that a. coarse-particle mixtures with a mean particle size above 200 mm are mechanically comminuted, b. pre-shredded and finely divided mixtures having an average particle size of less than 200 mm and a moisture content of more than 50% by weight are mechanically dewatered, c. the optionally mechanically pre-dewatered mixtures are dried in a separate drying device by means of steam to residual moisture below 10 percent by weight, d. the dried mixtures are separated in a separate device by means of pyrolysis in a temperature regime of 250 to 650 ° C in a solid phase (coke) and in a gaseous phase (pyrolysis gas), e. the pyrolysis gas is burned in a pore burner and the resulting hot gas is introduced as combustion air into the combustion chamber of a solid fuel power plant, f. the coke phase is classified with a wire cut of less than or equal to 20 mm. G. the fine fraction of the coke phase is mixed with the regular fuel of the power plant and then used as a mixture in the power plant, wherein the coke content in the mixture is at least 5 and at most 20 percent by mass, h. the coarse coarse fraction is cooled, ground and freed of ferrous and non-ferrous metals in a multi-stage process, i. a subset of the heat generated from the power plant in the form of steam or air of the drying device and / or the pyrolysis is supplied. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Teilmenge des Pyrolysegases zur Erzeugung von Heißdampf für den Trocknungsprozess genutzt wird.Method according to claim 1, characterized in that that a subset of the pyrolysis gas for the production of superheated steam is used for the drying process. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Teilmenge des Pyrolysegases zur Erzeugung von Heißdampf bzw. Heißluft für den Pyrolyseprozess genutzt wird.Method according to one of claims 1 and 2, characterized in that a partial amount of the pyrolysis gas for generating superheated steam or hot air for the pyrolysis process is used. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Verbrennung im Porenbrenner die kondensierbaren Bestandteile des Pyrolysegases abgetrennt werden.Method according to one or more of the claims 1 to 3, characterized in that before combustion in the pore burner the condensable components of the pyrolysis gas are separated. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Verbrennung im Porenbrenner eine Abscheidung partikelförmiger Feststoffe aus dem Pyrolysegas erfolgt.Method according to one or more of the claims 1 to 4, characterized in that before combustion in the pore burner a separation of particulate solids from the pyrolysis gas he follows. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Abscheidung partikelförmiger Feststoffe aus dem Pyrolysegas ein Zyklon eingesetzt wird.Method according to one or more of the claims 1 to 5, characterized in that for the deposition particulate Solids from the pyrolysis gas a cyclone is used. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die energetische Verwertung des Pyrolysegases und des aufbereiteten Kokses in einem Kohlekraftwerk erfolgt.Method according to one or more of the claims 1 to 6, characterized in that the energy recovery of pyrolysis gas and recycled coke in a coal power plant he follows. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das aus dem Porenbrenner austretende Gas vor Eintritt in den Feuerungsraum des Kraftwerkes mittels Chemisorption von den sauren Bestandteilen befreit wird.Method according to one or more of the claims 1 to 7, characterized in that the emerging from the pore burner Gas before entering the combustion chamber of the power plant by means of chemisorption is released from the acidic components. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das aus dem Porenbrenner austretende Gas vor Eintritt in den Feuerungsraum des Kraftwerkes mit kälterer sauerstoffhaltiger Luft vermischt wird.Method according to one or more of the claims 1 to 8, characterized in that the emerging from the pore burner Gas before entering the combustion chamber of the power plant with colder oxygen-containing Air is mixed. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das aus dem Porenbrenner austretende Gas über verschiedene Eintragstellen dem Feuerungsraum des Kraftwerkes zugeführt wird.Method according to one or more of the claims 1 to 9, characterized in that emerging from the pore burner Gas via various entry points to the firebox the power plant is supplied. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Porenbrenner aus mindestens zwei unterschiedlichen Festkörperschüttungen aufgebaut ist.Method according to one or more of the claims 1 to 10, characterized in that the pore burner from at least built two different solid beds is. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Pyrolysegas vor Eintritt in den Porenbrenner in einer gesonderten Mischvorrichtung mit sauerstoffhaltiger Brennluft vermischt wird.Method according to one or more of the claims 1 to 11, characterized in that the pyrolysis gas before entry in the pore burners in a separate mixing device with oxygen-containing combustion air is mixed. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass vor Eintritt in den Porenbrenner flüssige und/oder gasförmige Kohlenwasserstoffe dem Pyrolysegas zugeführt werden.Method according to one or more of the claims 1 to 12, characterized in that before entering the pore burner liquid and / or gaseous hydrocarbons be supplied to the pyrolysis gas. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zum Anfahren des Porenbrenners sowie der Pyrolysevorrichtung jeweils ein Stützbrenner verwendet wird.Method according to one or more of the claims 1 to 13, characterized in that for starting the pore burner and the pyrolysis device in each case a support burner is used. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Pyrolysegas unter Umgehung des Porenbrenners direkt in den Feuerungsraum des Kraftwerkes eingebracht wird.Method according to one or more of the claims 1 to 14, characterized in that the pyrolysis gas bypassing of the pore burner introduced directly into the firing chamber of the power plant becomes. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischungen aus Koks und Regelbrennstoff vor Eintrag in den Feuerungsraum des Kraftwerkes verpresst werden.Method according to one or more of the claims 1 to 15, characterized in that the mixtures of coke and Regular fuel before entry into the combustion chamber of the power plant be pressed. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass feinkörnige Kohle als Additiv im Pyrolyseprozess eingesetzt wird.Method according to one or more of the claims 1 to 16, characterized in that fine-grained coal is used as an additive in the pyrolysis process. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Feinfraktion des Pyrolysekokses vor der Vermischung mit dem Regelbrennstoff des Kraftwerkes zwischengelagert wird.Method according to one or more of the claims 1 to 17, characterized in that the fine fraction of the pyrolysis coke stored before mixing with the standard fuel of the power plant becomes. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Abkühlung der Grobfraktion des Pyrolysekokses in einem Nassentschlacker erfolgt.Method according to one or more of the claims 1 to 18, characterized in that the cooling of the Coarse fraction of the pyrolysis coke is carried out in a wet slagger. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Grobfraktion des Pyrolysekokses in einer Rotorprallmühle gemahlen wird.Method according to one or more of the claims 1 to 19, characterized in that the coarse fraction of the pyrolysis coke is ground in a rotor impact mill. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass eisenhaltigen Bestandteile der Grobfraktion des Pyrolysekokses vor Eintritt in die Mühle händisch und/oder mittels Abscheider abgetrennt werden.Method according to one or more of the claims 1 to 20, characterized in that iron-containing constituents the coarse fraction of pyrolysis coke before entering the mill manually and / or separated by a separator. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass in der eingesetzten Mühle eine Verkugelung der Metalle erfolgt.Method according to one or more of the claims 1 to 21, characterized in that in the mill used a Verkugelung of the metals takes place. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der gemahlene Pyrolysekoks unter Einsatz von Lufttrennherden weitergehend aufbereitet wird.Method according to one or more of the claims 1 to 22, characterized in that the ground pyrolysis coke is further processed using air separation herds. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die gemahlene und von Metallen und gegebenenfalls sonstigen anorganischen Bestandteilen befreite Grobfraktion des Pyrolysekokses ebenfalls mit dem Regelstoff vermischt und in den Feuerungsraum des Kraftwerkes eingebracht wird.Method according to one or more of the claims 1 to 23, characterized in that the ground and of metals and optionally other inorganic constituents freed coarse fraction the pyrolysis coke also mixed with the rule and in the combustion chamber of the power plant is introduced. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Pyrolyse in einem Drehrohrofen durchgeführt wird.Method according to one or more of the claims 1 to 24, characterized in that the pyrolysis in a rotary kiln is carried out. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass Rauchgasreinigungsrückstände aus dem Kraftwerk im Pyrolyseprozess eingesetzt werden.Method according to one or more of the claims 1 to 25, characterized in that flue gas cleaning residues be used from the power plant in the pyrolysis process. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die von den Metallen befreite Koksfraktion fein aufgemahlen wird und anschließend in Form von Flugstaub in den Feuerungsraum des Kraftwerkes eingetragen wird.Method according to one or more of the claims 1 to 26, characterized in that the liberated from the metals Coke fraction is finely ground and then in Form of fly ash entered into the firing area of the power plant becomes. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Pyrolyse im Temperaturbereich von 500 bis 550°C durchgeführt wird.Method according to one or more of the claims 1 to 27, characterized in that the pyrolysis in the temperature range from 500 to 550 ° C is performed. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Pyrolyse bei reduziertem Druck durchgeführt wird.Method according to one or more of the claims 1 to 28, characterized in that the pyrolysis at reduced Pressure is performed. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teilstrom der austretenden Koksphase erneut der Pyrolysebehandlung zugeführt wird.Method according to one or more of the claims 1 to 29, characterized in that a partial flow of the exiting Coke phase is again fed to the pyrolysis.
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