DE102008059182A1 - Locally recycling biogenic substitute fuels such as sewage sludge, comprises generation heat energy carrier in energy generation module, and drying the substitute fuels to selected dry substance content in substitute fuel processing module - Google Patents

Abstract

The method comprises generation a heat energy carrier in a first energy generation module 1 for drying the biogenic substitute fuels, drying the biogenic substitute fuels to a selected dry substance content in a substitute fuel processing module 2 using the heat energy carrier of the module 1, and introducing the dried substitute fuel from the module 2 into a thermal recycling plant in a sewage sludge recycling module 3 under the production of combustible product gas. The energy generation in the module 1 is carried out by a biomaterial treating process consisting of gasification process. The method comprises generation a heat energy carrier in a first energy generation module 1 for drying the biogenic substitute fuels, drying the biogenic substitute fuels to a selected dry substance content in a substitute fuel processing module 2 using the heat energy carrier of the module 1, and introducing the dried substitute fuel from the module 2 into a thermal recycling plant in a sewage sludge recycling module 3 under the production of combustible product gas. The energy generation in the module 1 is carried out by a biomaterial treating process consisting of gasification process, pyrolysis process, combustion process (furnace combustion, reciprocating grate combustion, incineration combustion, rotary kiln combustion and fluidized bed combustion) under steam generation and discharging process of the heat energy occurred during the heat treatment. The module 1 is an incinerating plant, coal-fired power plant, lignite-coal power plant, cement factory, steel plant, geothermal plant or solar thermal power plant, combined heat and power plant with an organic rankine cycle-process or a power heat coupling plant with a gas engine drive. The heat treatment of the biogenic fuel in the module 1 is carried out by a multi-stage gasification system, where one stage is a primary stage gasification system and the combustion of the produced product gas is carried out in a second stage. The heat treatment in the module 1 takes place in parallel operation when the power-heat coupling is used for generating the electrical and thermal energy. The heat energy carrier is produced in the module 1 as low-temperature heat carrier up to 90[deg] C in the form of hot water, middle temperature heat carrier up to 150[deg] C in the form of hot steam or high-temperature heat carrier over 150[deg] C than thermal oil and is stored under others for drying the residual material in the module 2. The product gas from module 1 and 3 is partially recycled by a plant consisting of low nitrogen oxide (NOx) burner or Flox(RTM: Flameless oxidation for heating closed or enclosed spaces) burner, continuous air staging (COSTAIR) burner or fuel cell, methanol synthesis plant, methane synthesis plant, Fischer-Tropsch plant, drying- and vaporizing system, latent heat carrier, gas engine in the combined heat and power plant operation and a plant for an organic rankine cycle-process of a power-heat-coupling/steam turbine drive, gasification system, pyrolysis system, solid combustion and secondary combustion chamber and is partially recycled as fuel in module 1. The produced carrier heat energy from module 3 is stored into module 2 for drying the residual material. A phosphorus recovery is carried out after module 3. The waste heat of the module 1, module 2 and module 3 is converted into kinetic or electrical energy by a module 4 connected to the module with an upwind plant. An independent claim is included for a plant for locally recycling biogenic substitute fuels such as sewage sludge.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur lokalen Verwertung von biogenen Ersatzbrennstoffen, insbesondere Klärschlamm sowie eine Anlage dafür nach Anspruch 12.The The invention relates to a method for the local utilization of biogenic Substitute fuels, in particular sewage sludge and a plant for it Claim 12.

Die Aufbereitung/Vorbehandlung und Verwertung von biogenen Brennstoffen/Ersatzbrennstoffen unter Gewinnung von Energie ist in Anbetracht der Menge an Abfällen und der Energieknappheit erwünscht.The Treatment / pretreatment and utilization of biogenic fuels / substitute fuels Taking energy is given the amount of waste and the energy shortage desired.

Unter biogenen Ersatzbrennstoffen wird im Zusammenhang mit dieser Anmeldung jegliches biologisch, organisch verwertbare Abfallmaterial verstanden, wie Pflanzenteile aus der Landwirtschaft und Gartenbaum-Blätter, Stengel, Stroh; tierische Abfälle, wie Mist, Schlachtabfälle, Müllsortierungsanlagen, Bagasse oder aber Klärschlamm und Algen – auch aus der Abwasserbehandlung etc.Under Biogenic substitute fuels will be in connection with this application understood any biologically, organically usable waste material, like plant parts from agriculture and garden tree leaves, stems, Straw; animal waste, like dung, slaughterhouse waste, Waste sorting equipment, Bagasse or sewage sludge and algae - too from wastewater treatment etc.

Ungenutzt verrotten immer noch Millionen Tonnen von energiereichem Pflanzenmaterial, wie Holz und Holzabfälle in Wäldern, Kläranlagen und auf Deponien. Die umweltfreundliche Energie bleibt ungenutzt, regionale Wertschöpfungspotentiale werden nicht erschlossen.Unused still rotting millions of tons of high-energy plant material, like wood and wood waste in forests, sewage treatment plants and in landfills. The environmentally friendly energy remains unused regional value creation potential are not opened.

Es wird Energie in Form von Strom und Primärenergieträgern wie Öl, Gas und Kohle zu hohen Preisen im Ausland zugekauft. Dies führt zu Abhängigkeiten von ausländischen Energielieferanten. Unternehmensgewinne daraus werden abgezogen und nicht im Inland, meist nicht einmal in Europa, sondern in Ländern mit Ölund Erdgaslagerstätten reinvestiert. Die Verknappung fossiler Ressourcen führt zu einer zunehmenden Konkurrenz der Importländer um die bestehenden Energiekontingente und zu einer Verarmung von energiearmen Gesellschaften. Gepaart mit einer schnell wachsenden Zahl an zahlungskräftigen und bevölkerungsreichen Schwellenländern wird diese Konkurrenzsituation noch verschärft.It Energy in the form of electricity and primary energy sources such as oil, gas and coal is sold at high prices purchased abroad. this leads to about dependencies from foreign Energy suppliers. Corporate profits are deducted and not domestically, mostly not even in Europe, but reinvested in countries with oil and gas deposits. The Shortage of fossil resources leads to increasing competition the importing countries to the existing energy quotas and to a depletion of low-energy societies. Paired with a fast growing Number of cash and cash equivalents populous emerging markets this competitive situation is exacerbated.

Einer der bisher weitgehend ungenutzten Energieträger ist Klärschlamm und ähnliche Abfälle, wie Schlachtabfälle, Gartenabfälle. Klärschlamm, Gartenabfälle etc. ist von seinem Brennwert her mittel bis hochkalorisch und aufgrund seiner Nährstoffzu sammensetzung (Phosphor, Stickstoff) ein qualitativ sehr wertvoller Sekundärrohstoffdünger. Speziell Klärschlamm ist faktisch z. Zt. das am besten überwachte Düngemittel. Klärschlamm ist ferner prinzipiell ein sehr wertvoller Sekundärrohstoffdünger, der in der Zukunft wesentlich zur Phosphordüngung beitragen wird.one The previously largely unused energy source is sewage sludge and similar Waste, like Slaughterhouse waste, Garden waste. Sewage sludge, garden waste etc. is medium to high calorific and due to its calorific value its nutritional composition (Phosphorus, nitrogen) is a very valuable secondary raw material fertilizer. Especially sewage sludge is in fact z. Currently the best supervised fertilizer. sewage sludge is also in principle a very valuable secondary raw material fertilizer, the will contribute significantly to phosphorus fertilization in the future.

Leider kann Klärschlamm, Schlachtabfälle und Abfälle aus der „grünen Tonne” aber auch ein Träger pathogener Inhaltsstoffe sein. Die Verbreitung von Mikroorganismen aus dem Klärschlamm, wie Viren, Bakterien, und kleiner Proteine, die BSE und andere Krankheiten verbreiten, kann nicht mit absoluter Sicherheit ausgeschlossen werden. Ferner beinhaltet Klärschlamm zum Teil sehr hohe Konzentrationen so genannter „endokrin wirksamer Stoffe. Diese Stoffe mit hormonartiger Wirkung sind heute nahezu ubiquitär (Antibaby-Pille, Medikamente, Farben, Waschmittel, Cremes, usw.). Ferner können viele weitere organische Verbindungen, wie Pestizide, Herbizide, und schädliche anorganische Verbindungen, wie Schwermetalle etc. im Klärschlamm enthalten sein. Die Wirkungen dieser Stoffe, deren Abbauprodukte und die Auswirkungen des Stoffcocktails auf aquatisches Leben und Landlebewesen sind kaum erforscht, werden aber als unkalkulierbares Gesundheitsrisiko für Mensch und Tier bewertet.Unfortunately can sewage sludge, Slaughter waste and scraps from the "green barrel" but also A carrier be pathogenic ingredients. The spread of microorganisms from sewage sludge, such as viruses, bacteria, and small proteins, BSE and other diseases can not be ruled out with absolute certainty. It also includes sewage sludge sometimes very high concentrations of so-called "endocrine disruptors. These substances with a hormonal effect are today almost ubiquitous (contraceptive pill, Medicines, paints, detergents, creams, etc.). Furthermore, many can other organic compounds, such as pesticides, herbicides, and harmful inorganic Compounds, such as heavy metals, etc. may be contained in the sewage sludge. The Effects of these substances, their degradation products and the effects of substance cocktail on aquatic life and land creatures are Barely explored, but are considered an incalculable health risk for human and animal.

Die Gesetzgeber versuchen durch Reduzierung der zulässigen Maximalmengen und Hygienisierung der Klärschlamme bei der stofflichen Verwertung die Akzeptanz der landwirtschaftlichen Klärschlammausbringung zu verbessern, wobei diese Grenzwerte durch verschiedene gesetzliche Bestimmungen variable Größen darstellen, auf die sich Anlagenbetreiber schlecht einstellen können. Klärwerksbetreiber müssen mit einer drastischen Anhebung des Klärschlammentsorgungsaufwands rechnen. Bisher bestehen und entstehen Probleme relativ langer Wege von mechanisch entwässertem Klärschlamm, welche der Klärschlamm bis zu seiner Verwertung transportiert werden muß und die Probleme der endokrin wirksamen Stoffe und Medikamentenrückstände sind werden nicht behoben.The Lawmakers try by reducing the maximum allowable levels and sanitation the sewage sludge in the recycling of the acceptance of the agricultural sewage sludge application to improve these limits through various legal Represent determinants of variable sizes, to which plant operators can adjust badly. Sewage Treatment Plant operator have to with a drastic increase in sewage sludge disposal effort expected. So far there are problems of relatively long ways of mechanically dehydrated sewage sludge, which the sewage sludge must be transported to its recovery and endocrine problems Effective substances and drug residues are not resolved.

Die Befreiung des Klärschlamms, der Schlachtabfälle etc. von bioaktiven Stoffen, wie endokrin wirksamen Verbindungen und Antibiotika ist mit überschaubarem Aufwand sicher nur durch thermische Zerstörung oberhalb von 600°C möglich, welche diese Problemstoffe durch Verbrennung dem Kreislauf entzieht. Aus diesem Grunde wird auch thermische Verwertung von Klärschlämmen in Verbrennungsanlagen durchgeführt. Klärschlamm ist als biogener, erneuerbarer Energieträger anerkannt. Im trockenen Zustand (> 90% Trockensubstanz) ist der Heizwert von nicht anaerob behandelten Klärschlamm demjenigen von Holz oder Braunkohle vergleichbar. Trotz des relativ hohen Inertanteils, der durch mineralische Stoffe hervorgerufen wird, ist es bereits ab einem Wassergehalt von < 60% möglich, eine autarke Verbrennung z. B. von Klärschlamm in Monoverbrennungsanlagen (überwiegend Wirbelschichtfeuerung) durchzuführen. Aus der dabei anfallende Klärschlammasche kann Phosphor rückgewonnen werden.The Exemption of sewage sludge, the slaughter waste etc. of bioactive substances, such as endocrine disrupting compounds and antibiotics is manageable Effort certainly only possible by thermal destruction above 600 ° C, which removes these problem substances from the cycle through combustion. Out For this reason, thermal utilization of sewage sludge in Incineration plants performed. sewage sludge is recognized as a biogenic, renewable energy source. In the dry Condition (> 90% dry matter) is the calorific value of non-anaerobically treated sewage sludge comparable to that of wood or lignite. Despite the relative high inert content caused by mineral substances is, it is already possible from a water content of <60%, a self-sufficient combustion z. B. of sewage sludge in mono-incineration plants (mainly Fluidized bed firing). From the resulting sewage sludge ash Phosphorus can be recovered become.

Es ist daher unökonomisch, den wertvollen Klärschlamm in Kohlekraftwerken, Braunkohlekraftwerken, Zementwerken und Müllheizkraftwerken mit zu verfeuern, da dort der düngerelevante Phosphor endgültig verloren geht.It is therefore uneconomical to bring the valuable sewage sludge in coal-fired power plants, lignite-fired power plants, cement plants and waste-to-energy plants to burn, because there the fertilizer-relevant phosphorus is finally lost.

Diese bisherige Verwertung von mechanisch entwässerten Klärschlämmen und anderen problematischen Ersatzbrennstoffen, wie Schlachtabfälle oder Abfälle aus der „grünen Tonne” in speziellen Verbrennungsanlagen wie Kohlekraftwerken, Braunkohlekraftwerken oder Zementwerken oder aber durch Deponielagerung verursacht zusätzliche CO2-Belastung und Arbeitsaufwand beim Abtransport, auch durch das Gewicht des im Klärschlamm gebunden Wassers. Es ist unökologisch und unökonomisch, Schlämme, die ca. 75% Wasser und nur ca. 25% Trockensubstanz beinhalten, Hunderte von Kilometern zu einer weit entfernten Verwertung/Deponie zu transportieren. Wegen des Deponierungsverbotes und den abzusehenden Einschränkungen der landwirtschaftlichen Verwertung wird die Entsorgung von kommunalem Klärschlamm und ähnlichen Materialien daher zukünftig zunehmend schwieriger.These previous utilization of mechanically dewatered sewage sludge and other problematic Substitute fuels, such as slaughterhouse waste or waste the "green bin" in special incinerators such as coal-fired power plants, lignite-fired power plants or cement works or but by landfill storage causes additional CO2 pollution and labor during removal, also by the weight of the bound in sewage sludge Water. It is unecological and uneconomical, sludges which contain about 75% water and only about 25% dry matter, hundreds from kilometers to a distant recycling / landfill transport. Because of the landfill ban and the restrictions to be foreseen the agricultural recovery will be the disposal of municipal sewage sludge and similar Materials therefore in the future increasingly difficult.

Es wurden bereits etliche Klärschlammtrocknungsanlagen an Kläranlagen erstellt und betrieben. Die beim Faulungsprozess anfallenden Klärgase wurden ausschließlich zur Erzeugung der thermischen Energie für das Trocknen benötigt, wobei häufig auch zusätzlich fossile Energieträger zur Aufrechterhaltung der Klärschlammtrocknung eingesetzt werden mußten. Bei niedrigen Energiepreisen konnte man einen relativ günstigen Trocknungsbetrieb aufrechterhalten.It have already been several sewage sludge drying plants at sewage treatment plants created and operated. The sewage gas produced during the digestion process became exclusively needed for generating the thermal energy for drying, wherein often also in addition fossil energy sources to maintain sewage sludge drying had to be used. At low energy prices you could get a relatively cheap one Drying operation maintained.

In den letzten Jahren haben sich aber die Einkaufskosten für Energieträger verdreifacht, so daß auf Grund dieser Kostensteigerung viele Trocknungsanlagen stillgelegt wurden. Um das Problem hoher Betriebskosten zu umgehen, wurden Versuche unternommen, mittels Solarenergie zu trocknen und die solar getrockneten Klärschlämme in Kohlekraftwerken/Zementwerken mit zu verbrennen. Dies ist aber verbesserungsfähig, da solar getrocknete Klärschlämme mit Trockensubstanz-Gehalten > 70% zur starker Staubentwicklung neigen, nicht lagerfähig sind und durch aerobe biologische Prozesse zur Selbsterwärmung und ggf. Selbstentzündung neigen. Weiterhin konnte festgestellt werden, daß durch die Einwirkung von Wärme unter aeroben Bedingungen ein Kompostierungsprozess abläuft, wodurch der Heizwert des getrockneten Schlamms stark reduziert wird. Ferner können nicht unerhebliche Geruchsprobleme beim Betrieb von solaren Trocknungsanlagen entstehen. Bei Schlachtabfällen muß vermieden werden, daß Nervengewebe, welches möglicherweise BSE-Keime aufweist oder aber anderes tierisches Material, das pathogene Keime aufweist (bspw. aus Tötungsaktionen wegen Tierseuchen), wieder als Tiermehl in den Kreislauf gerät.In In recent years, however, the purchase costs for energy sources have tripled so that on Because of this cost increase, many drying facilities shut down were. In order to avoid the problem of high operating costs, attempts have been made using solar energy to dry and the solar-dried sewage sludge in coal plants / cement works to burn with. But this is capable of improvement, since solar dried sewage sludge with Dry matter contents> 70% tend to develop dust, are not storable and by aerobic biological processes for self-heating and possibly auto-ignition tend. Furthermore, it was found that by the action of Heat under aerobic conditions a composting process takes place whereby the calorific value of the dried sludge is greatly reduced. Further can not inconsiderable odor problems arise when operating solar drying systems. For slaughterhouse waste must be avoided be that nervous tissue, which possibly BSE germs or other animal material, the pathogenic germs has (for example, from killing actions because of epizootic diseases), gets into the circulation again as animal meal.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein gattungsgemäßes Verfahren bereitzustellen, welches die sichere Verwertung von Klärschlamm, Schlachtabfällen etc. in energetisch günstiger Weise ermöglicht.It It is therefore an object of the invention to provide a generic method, which ensures the safe utilization of sewage sludge, slaughterhouse waste etc. in energetically cheaper Way allows.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Ferner betrifft die Erfindung auch eine Anlage mit den Merkmalen des Patentanspruches 12. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.The The object is achieved by a method having the features of the claim 1 solved. Furthermore, the invention also relates to a system with the features of claim 12. Advantageous developments arise from the dependent claims.

Dadurch, daß das erfindungsgemäße Verfahren vor Ort durchführbar ist, sind unter anderem die nachfolgenden Vorteile erzielbar:

• i) Transportwege der biogenen Ersatzbrennstoffe, insbesondere von mechanisch entwässertem Klärschlamm, können verkürzt bzw. regional begrenzt werden.
• ii) Die notwendige Energie für das Trocknen der Brennstoffe im Verfahren kann durch lokal verfügbare Energiequellen, wie nachwachsende Rohstoffe, erzeugt werden
• iii) Die bei der Verwertung entstehenden Energieträger oder Energie kann nutzbringend lokal verwertet werden;
• iv) Die mineralischen, düngerrelevanten Rohstoffe aus den Rückständen des Verfahrens können gewonnen und – auch lokal – wieder verwendet werden.

The fact that the method according to the invention can be carried out on site makes it possible, inter alia, to achieve the following advantages:

• i) Transport routes of biogenic substitute fuels, in particular of mechanically dewatered sewage sludge, can be shortened or regionally limited.
• ii) The energy needed to dry the fuels in the process can be generated by locally available sources of energy such as renewable resources
• (iii) the energy or energy generated during recovery can be beneficially utilized locally;
• iv) The mineral, fertilizer-relevant raw materials from the residues of the process can be recovered and - also locally - reused.

Insgesamt werden daher viele Transportkosten erspart und lokal verfügbare Energiequellen ohne ökonomisch unsinnigen Zwischenhandel nutzbar gemacht.All in all Therefore, many transport costs are saved and locally available energy sources without economic useless intermediary used.

Dazu wird in einem Modul 1 möglichst einfach Wärmeenergie erzeugt, die in einem Modul 2 zur Erzeugung von wasserarmen (< 10% Wassergehalt) bis trockenen biogenen Ersatzbrennstoffen, Abfällen, wie Klärschlämmen, genutzt wird. Als Modul 1 kann auch eine externe Wärmequelle, wie die Abwärme eines Kernkraftwerks, Zementwerks, Biogasanlagen, Stahlveredelung, Schmelzanlagen, Abwärme von Kraftwerken etc. eingesetzt werden, die lokal verfügbar ist.To is possible in a module 1 as possible simply heat energy generated in a module 2 to produce low-water (<10% water content) to dry biogenic substitute fuels, wastes such as sewage sludge becomes. As a module 1 can also be an external heat source, such as the waste heat of a Nuclear power plant, cement plant, biogas plants, steel refining, smelting plants, waste heat used by power plants, etc., which is available locally.

Die thermische Verwertung der getrockneten biogenen Ersatzbrennstoffe erfolgt dann in einem Modul 3 in einer thermischen Verwertungslinie durch unterstöchiometrische Verbrennung zu transport- und lagerfähigem Produktgas oder aber durch stöchiometrische bis überstöchiometrische Verbrennung im wesentlichen zu CO2 und Wasser zur Energieerzeugung. Dadurch wird ein Vermischen der anfallenden Ersatzbrennstoffe – wie Produktgas – verhindert und die Abwärme der Verwertung kann für die Trocknung der anfallenden biogenen Ersatzbrennstoffe genutzt werden.The Thermal utilization of dried biogenic substitute fuels then takes place in a module 3 in a thermal utilization line by stoichiometric Combustion to transportable and storable product gas or by stoichiometric to superstoichiometric Combustion essentially to CO2 and water to produce energy. This prevents mixing of the resulting substitute fuels - such as product gas - and prevents the waste heat the recovery can for used the drying of the resulting biogenic substitute fuels become.

Im erfindungsgemäßen Verfahren werden bevorzugt mindestens 3 Moduln eingesetzt: Modul 1 für Trocknungsenergieerzeugung, bspw. aus biogenen nachwachsenden Energieträger oder aber sonstigen Wärmequellen, wie Abwärme aus Kraftwerken, der Müllverbrennung oder Industrieanlagen; Modul 2 zur Trocknung von biogenen Ersatzbrennstoffen mit Energie aus Modul 1 und ggf. 3; und Modul 3 für die Verwertung der getrockneten biogenen Ersatzbrennstoffe, wie Klärschlamm, in Energieträger. Ggf. kann direkt ein weiteres Modul 4 für die Wärmeenergieverwertung – bspw. für die Stromherstellung – der beim erfindungsgemäßen Verfahren abfallenden Wärme vorgesehen werden.in the inventive method Preferably, at least 3 modules are used: module 1 for drying energy production, for example, from biogenic renewable energy sources or other sources of heat, like waste heat from power plants, waste incineration or industrial plants; Module 2 for the drying of biogenic substitute fuels with energy from module 1 and possibly 3; and module 3 for recycling dried biogenic substitute fuels, such as sewage sludge, in energy sources. Possibly. can directly another module 4 for the heat energy utilization - eg. for the Electricity production - the in the method according to the invention sloping heat provided become.

In den Moduln 1 und 3 kann klimaneutral thermische Energie erzeugt werden, die in der Wärmesenke, dem Modul 2, zur mindestens teilweisen Trocknung von biogenen Ersatzbrennstoffen, insbesondere von Klärschlamm, genutzt wird. Die so getrockneten Ersatzbrennstoffe werden bevorzugt direkt aus Modul 2 in Modul 3 zur thermischen Verwertung gefördert.In Modules 1 and 3 can generate climate-neutral thermal energy be in the heat sink, Module 2, for the at least partial drying of biogenic substitute fuels, in particular sewage sludge, is being used. The thus-dried substitute fuels are preferred conveyed directly from module 2 in module 3 for thermal utilization.

Jedes Modul als solches kann theoretisch entsprechend der Betriebsweise oder Standort einzeln betrieben werden. Die erfindungsgemäß kombinierten Moduln liefern aber eine Abfallverwertungsanlage, welche synergetische Effekte, die zu einer effektiveren Verwertung der Rohstoffe und zu hohem Energiegewinn dienen, ermöglicht.each Module as such can theoretically according to the mode of operation or location can be operated individually. The inventively combined But modules provide a waste recycling plant, which synergetic Effects that contribute to a more effective recovery of raw materials and serve to high energy gain allows.

Ggf. können Module 2–3 auch über Wärmeenergiequellen mit Wärme versorgt werden – bspw. durch eine Anlage zur Erzeugung hochsolarthermischer Energie, wie aus einer Parabolrinnenanlage DISS (Direct Solar Steam), durch Fresnel-Kollektoren, Solarturm- oder Dish-Anlagen je nach Land oder Region das Modul 1 durch hochsolarthermische Energie ersetzt oder unterstützt werden, oder auch durch eine Geothermie-Anlage oder sonstige Wärmepumpe.Possibly. can Modules 2-3 also over Heat energy sources with heat be supplied - for example by a plant for the production of high solar thermal energy, such as a parabolic trough plant DISS (Direct Solar Steam), by Fresnel collectors, Solar tower or dish systems depending on the country or region the module 1 are replaced or supported by high-energy thermal energy, or by a geothermal system or other heat pump.

Nachfolgend werden die einzelnen Moduln detailliert erläutert.following The individual modules are explained in detail.

Energieerzeugungsmodul 1Power Generation Module 1

In diesem Modul wird die für das Trocknen benötigte Energie produziert, bevorzugt durch thermische Verwertung von nachwachsenden Rohstoffen (NawaRo), wie Althölzern der Klasse 1 und 2, Industrieholz und Sägeresthölzer, biogenen RestErsatzbrennsstoffe aus Vergärungsanlagen etc.. es können aber auch Kraftwerke jeglicher Art oder Wärmepumpen eingesetzt werden. Die vom Modul 1 zu liefernde Wärme und Temperatur ist durch das eingesetzte Trocknungssystem des Modul 2 bestimmt.In this module will be the for needed the drying Energy produced, preferably by thermal utilization of renewable Raw materials (NawaRo), like old timbers class 1 and 2, industrial wood and sawtooth wood, residual biogenic fuels from fermentation plants etc. it can but also power plants of any kind or heat pumps can be used. The heat to be delivered by module 1 and temperature is due to the used drying system of the module 2 determined.

Reststofftrocknungs Modul 2Residual drying module 2

Das Modul dient der Trocknung feuchter biogener Ersatzbrennstoffe, insbesondere Klärschlamm oder Pflanzenverarbeitungsrückstände oder Schlachtabfälle oder Müllsortierrückstände mit unterschiedlichen Trockensubstanzgehalten und – ggf. – der Lagerung dieser Rohstoffe in geeigneten Hallen.The Module is used to dry moist biogenic substitute fuels, in particular Sewage sludge or Plant processing residues or slaughterhouse waste or garbage sorting residues different dry matter contents and - if necessary - the storage of these raw materials in suitable halls.

Optional kann auch eine Teiltrocknung der biogenen Energieträger bis zum erwünschten Eingangswassergehaltes der nachfolgenden thermischen Verwertungsanlage im Sinne eines energieautarken Prozesses durchgeführt werden.optional can also be a partial drying of biogenic energy sources up to the desired Input water content of the subsequent thermal utilization plant be carried out in the sense of an energy self-sufficient process.

Das Ausschleusen von beim Trocknen entstehenden bzw. entweichenden Gase und Brüden kann kontinuierlich oder diskontinuierlich erfolgen und die gasförmigen Stoffe bspw. in der thermischen Behandlungsanlage der Module 1 und/oder 3 thermisch verwertet/zerstört oder an geeignete Absorptionsmittel gebunden werden – ohne Freisetzung von umweltschädlichen Verbindungen und störenden Gerüchen.The Removal of gases generated during drying or escaping and vapors can carried out continuously or discontinuously and the gaseous substances For example, in the thermal treatment plant of the modules 1 and / or 3 thermally utilized / destroyed or be bound to suitable absorbents - without release from polluting Connections and disturbing Smells.

Optional kann in Modul 1 und 2 auch Pelletierung und Brikettierung der teilgetrockneten biogenen Ersatzbrennstoffe, wie vom nachfolgenden thermischen Verwertungsverfahren vorgegeben, eingesetzt werden, um unabhängig vom saisonalen Anfall dieser Ersatzbrennstoffe einen kontinuierlichen Ersatzbrennstoffverwertungsbetrieb aufrechterhalten zu können oder um in (Spitzen) Zeiten Energie produzieren zu können. Eine derartige Zwischenspeicherung der aufbereiteten biogenen Ersatzbrennstoffe kann bspw. in einem witterungsgeschützten Ersatzbrennstofflager stattfinden.optional can in module 1 and 2 also pelletizing and briquetting of the partially dried biogenic substitute fuels, as from the subsequent thermal recovery process predetermined, used to be independent of seasonal seizure of these substitute fuels a continuous refuse derived fuel utilization operation to be able to maintain or to produce energy in (peak) times. A Such intermediate storage of the treated biogenic substitute fuels can For example, in a weather-protected Substitute fuel storage take place.

Grundsätzlich kann Modul 2 als mehrstufige Trockenanlage ausgelegt werden, wobei in Stufe 1 Niedertemperatur und in Stufe 2 zur Erreichung der Volltrocknung die hohe Temperatur erforderlich ist. Bei einer bevorzugten Ausführungeform erfolgt dann Teiltrocknung der biogenen Ersatzbrennstoffe bis zu einem Trockensubstanzgehalt von 40–45% und dann Volltrocknung auf > 90% in dafür geeigneten TrocknungssystemenBasically Module 2 are designed as a multi-stage drying plant, wherein in Stage 1 low temperature and in stage 2 to achieve full drying the high temperature is required. In a preferred embodiment then partial drying of the biogenic substitute fuels up to a Dry matter content of 40-45% and then dry to> 90% in for that suitable drying systems

Beim Trocknen entstehende Gase und Brüden können ohne Freisetzung von umweltschädlichen Verbindungen und störenden Gerüchen in chemischen Wäschern und Biofiltern resorbiert werden. Der getrocknete Klärschlamm kann dann in geschlossenen Systemen, wie Behältern (bspw. Unterfahrsilos) aber auch über geschlossene Förderanlagen zu Modul 3 transportiert werden.At the Drying of evolved gases and vapors can without release of environmentally harmful Connections and disturbing smells in chemical scrubbers and biofilters are absorbed. The dried sewage sludge can then be used in closed systems, such as containers (eg under-ride silos) but also about closed conveyor systems be transported to module 3.

Typische biogene Ersatzbrennstoffe sind landwirtschaftliche Abfälle, Gartenabfälle, Gülle, Holzreste, auch Schwachholz, Stroh, Algen u. dgl.typical biogenic substitute fuels are agricultural waste, garden waste, manure, wood residues, also weak wood, straw, algae u. like.

Modul 3 EnergiegewinnungModule 3 Energy Generation

Die in Modul 2 aufbereiteten getrockneten Ersatzbrennstoffe werden in Modul 3 unter Energieerzeugung verbrannt. Die Verbrennung unter Zerstörung der unerwünschten biologisch aktiven Stoffe der biogenen Ersatzbrennstoffe erfolgt in einem Vergasungs- oder Pyrolysesystem. Beim Vergasen wird unterstöchiometrisch verbrannt, wodurch brennbares Produktgas entsteht. Bei der Verbrennung wird stüchiometrisch oder überstöchiometrisch verbrannt, wobei keine brennbaren Produkte verbleiben.The Dried substitute fuels treated in Module 2 are used in Module 3 burned to generate energy. The burning under destruction the unwanted biologically active substances of the biogenic substitute fuels in a gasification or pyrolysis system. Gasification is substoichiometric burned, creating combustible product gas. When burning is stüchiometrisch or superstoichiometric burned, leaving no flammable products.

Im Kraft-Wärme-Kopplungs-Modus eines Vergasungssystems erfolgt bspw. eine zweistufige Behandlung des eingebrachten biogenen Ersatzbrennstoffs. Das dabei gewonnene brennbare Produktgas wird nachfolgend einer primären Gasreinigung unterworfen (bspw. Grobentstaubung). Das entstaubte Produktgas kann durch Wärmetauschersysteme geführt werden, bis es auf eine Temperatur abgekühlt ist, die einen stabilen Betrieb der nachfolgenden Prozesse gewährleistet. Die dabei frei werdende Wärme kann intern verbraucht werden, bspw. zur Vorwärmung der Vergasungsluft.in the Combined heat and power mode a gasification system takes place, for example, a two-stage treatment of the introduced biogenic substitute fuel. The won combustible product gas is subsequently subjected to primary gas purification (eg coarse dedusting). The dedusted product gas can pass through heat exchanger systems guided until it cools to a temperature that is stable Operation of the following processes guaranteed. The thereby released Heat can consumed internally, for example for preheating the gasification air.

Die thermische Verwertung der biogenen Ersatzbrennstoffe kann auf jede dem Fachmann geläufigen Weise erfolgen, bspw. in einer klassischen Feuerung (Vorofen-, Vorschubrost-, Unterschubfeuerung, Wirbelschichtfeuerung) oder in Vergasungs- oder Pyrolyseverfahren mit anschließendem Ausschleusen der Verbrennungsrückstände und Entsorgung derselben. Es kann z. B. Dampf für eine nach geschalteten Kraft-Wärme-Kopplungs Anlage mit Dampfturbinenbetrieb (Kondensationsentnahmeturbine mit mehreren Anzapfungen, Gegendruckturbine), Thermoöl für eine Organic Rankine Cycle-Anlage oder eine Produktgasverwertung in einerm Blockheizkraftwerk erzeugt werden. Die Wärmeenergie kann als Niedertemperaturwärme (bis 80°C), Mitteltemperaturwärme bis 150°C oder Hochtemperaturwärme ab 150°C, für interne und externe Wärmezwecke, wie das Eindamp fen/Verdampfen von Flüssigkeiten, wie salzhaltigen wässerigen Lösungen bei Kaliwerken und Abgabe der Wärme insbesondere zur Trocknung von biogenen Ersatzbrennstoffe, etc. eingesetzt werden.The Thermal recovery of biogenic substitute fuels can be applied to any familiar to the expert Manner, for example in a classical furnace (Vorofen-, Vorschubrost-, Unterschubfeuerung, fluidized bed combustion) or in gasification or Pyrolysis with subsequent Removal of combustion residues and Disposal of the same. It can, for. B. steam for a downstream cogeneration Plant with steam turbine operation (condensation extraction turbine with multiple taps, back pressure turbine), thermal oil for an Organic Rankine Cycle plant or produce a product gas utilization in a combined heat and power plant become. The heat energy can as low-temperature heat (up to 80 ° C), Medium temperature heat up to 150 ° C or high temperature heat from 150 ° C, for internal and external heat purposes, such as the evaporation / evaporation of liquids, such as saline aqueous solutions in potash factories and release of heat used in particular for drying biogenic substitute fuels, etc. become.

Bevorzugt erfolgt auch in Modul 3 Energierückgewinnung aus allen die Anlage verlassenden Stoffströmen, insbesondere auch über Transfer der (thermischen) Energie an (auch latente) Wärmeträger.Prefers also takes place in module 3 energy recovery from all streams leaving the plant, in particular via transfer the (thermal) energy to (also latent) heat carrier.

Selbstverständlich ist Ausschleusen von Filterstäuben und thermische Behandlung von teerhaltigen Produkten, die bei der Reinigung und dem Waschen des Produktgases anfallen können, in Modul 1–3 einsetzbar, sowie Reinigen, Kühlen, Waschen der bei der thermischen Behandlung entstehenden Stoffströme in mindestens einstufigen Reinigungssystemen.Of course it is Removal of filter dusts and thermal treatment of tarry products used in the Cleaning and washing of the product gas may occur in Module 1-3 can be used, as well as cleaning, cooling, Washing of the material flows arising during the thermal treatment in at least single-stage cleaning systems.

Nach Reinigung des Produktgases kann es nach unterschiedlichen Verfahren, wie in einer Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlage, insbesondere einer Blockheizkraftwerk-Anlage, oder durch Verwendung als Brennstoff in Modul 1 thermisch verwertet werden.To Purification of the product gas may take place according to different methods, as in a combined heat and power plant, in particular a combined heat and power plant, or by use as fuel be thermally utilized in module 1.

Bei der Kraft-Wärme-Kopplung wird ein Teil des entstehenden Dampfes in einem durch Verbrennung Energie produzierenden Kraftwerk für Heizzwecke ausgekoppelt. Dadurch sinkt der Wirkungsgrad der Stromgewinnung, der Gesamtnutzungsgrad steigt aber auf 60–90%. Ein Spezialfall davon ist ein Blockheizkraftwerk, das im Wesentlichen aus einem Verbrennungsmotor, der eine Arbeitsmaschine antreibt, wie z. B. einem Generator oder einem Verdichter, sowie einem Wärmetauschersystem und einer Steuerung besteht. Das Wärmetauschersystem sammelt alle bei der Stromerzeugung im Öl und im Kühlwasser anfallenden Abwärmen und stellt diese gemeinsam mit der durch Abkühlung der Abgase von ca. 500°C auf ca. 120°C–150°C zurückgewonnenen Wärme dem Betreiber zur weiteren Nutzung zur Verfügung.at the combined heat and power becomes a part of the resulting steam in one by combustion Energy producing power plant decoupled for heating purposes. As a result, the efficiency of power generation decreases, the overall efficiency increases but at 60-90%. A special case of this is a combined heat and power plant, which essentially from an internal combustion engine that drives a work machine, such as As a generator or a compressor, and a heat exchanger system and a controller. The heat exchanger system collects all in power generation in oil and in the cooling water accumulating waste heat and sets this together with the by cooling the exhaust gases from about 500 ° C to about 120 ° C-150 ° C recovered heat the Operator available for further use.

Eine Feinreinigung der bei der Produktgasverbrennung auftretenden Rauchgase oder Abgase kann entsprechend den gesetzlichen Auflagen, wie Entstickung, E- Filter, Trockensorption, Nasswäscher, Tuchfilter, Ausschleusen der Verbrennungsrückstände und Filterstäube und Entsorgung, durchgeführt werden.A Fine cleaning of the flue gases occurring during product gas combustion or exhaust gases may be subject to legal requirements, such as denitrification, E-filter, dry sorption, Wet scrubber, cloth filter, Removal of combustion residues and Fly ash and disposal.

Durch die Kombination der einzelnen Verfahrensschritte und das Zusammenwirken der Moduln insbesondere an einem Ort wird eine hohe energetische Effizienz, nachhaltige klimaschonende Energien durch den Einsatz von biogenen Ersatzbrennstoffen im Sinne der Biomasseverordnung und EEG-Gesetzes, bei der thermischen Behandlung in Modul 1 oder Modul 3 erzielt. Auch bei dezentraler Behandlung von biogenen Ersatzbrennstoffen werden die Frachtwege und klimarelevaten schadhaltigen Gase weitestgehend minimiert. Außer Modul 2 erzeugen Modul 1 und 3 autark Energie in Form von Wärme und elektrischer Strom. Die Energieströme aus den Modulen 1 und 3 können innerhalb und außerhalb der Anlage weiter verwendet werden, insbesondere durch das Modul 2.By the combination of the individual process steps and the interaction the modules in particular in one place will be a high energetic Efficiency, sustainable climate-friendly energies through use of biogenic substitute fuels within the meaning of the Biomass Ordinance and EEG law, in the thermal treatment in module 1 or Module 3 achieved. Even with decentralized treatment of biogenic substitute fuels The freight lanes and climate-relevant harmful gases become as far as possible minimized. Except Module 2 generate module 1 and 3 self-sufficient energy in the form of heat and electrical current. The energy flows from modules 1 and 3 can inside and outside the Plant continue to be used, in particular by the module 2.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Zuhilfenahme der beigefügten schematischen Zeichnungen beschrieben. In den einzelnen schematischen Figuren sind erfindungsgemäße Verfahrensabfolgen dargestellt, auf die sie aber keinesfalls eingeschränkt ist. Dabei zeigt:following the invention is based on embodiments with the aid of the attached schematic drawings described. In the individual schematic Figures are process sequences according to the invention but it is by no means restricted. Showing:

1 schematisch das Zusammenwirken der Module 1 bis 3. 1 schematically the interaction of the modules 1 to 3.

2 eine detailliertere Darstellung einer ersten Ausführungsform des Moduls 1 mit einer Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlage mit einer Feuerung, Dampferzeugung, Stromerzeugung, und Wärmeübertragung der thermischen Energie für Modul 2 2 a more detailed representation of a first embodiment of the module 1 with a cogeneration plant with a furnace, steam generation, power generation, and heat transfer of thermal energy for module 2

3 eine detailiertere Darstellung einer zweiten Ausführungsform des Moduls 1 mit einer Vergasung der biogenen Ersatzbrennstoffe, Produktgasreinigung, Gasmotorenbetrieb und Wärmeübertragung der thermischen Energie für Modul 2. 3 a more detailed representation of a second embodiment of the module 1 with a gasification of the biogenic substitute fuels, product gas purification, gas engine operation and heat transfer of thermal energy for module 2.

4 detaillierter die Vergasung der biogenen Ersatzbrennstoffe gemäß der zweiten Ausführungsform des Modul 1 mit Verbrennen des Produktgases in einer Nachbrennkammer und die weiteren Prozesse, entsprechend 2. 4 in more detail the gasification of the biogenic substitute fuels according to the second embodiment of the module 1 with combustion of the product gas in a secondary combustion chamber and the other processes, respectively 2 ,

5 eine erste Ausführungsform der Vergasung von biogenen Ersatzbrennstoffen des Moduls 3, Verbrennen des Produktgases in einer Nachbrennkammer, sowie die Dampf- und Stromerzeugung und Wärmeübertragung der thermischen Energie für Modul 2. 5 a first embodiment of the gasification of biogenic substitute fuels of the module 3, burning the product gas in a secondary combustion chamber, and the steam and power generation and heat transfer of the thermal energy for module 2.

6 eine zweite Ausführungsform einer Vergasung der biogenen Ersatzbrennstoffe, Produktgasreinigung des Modul 3 mit Gasmotorenbetrieb und Wärmeübertragung der thermischen Energie für Modul 2 6 a second embodiment of a gasification of the biogenic substitute fuels, product gas purification of the module 3 with gas engine operation and heat transfer of the thermal energy for module 2

7 einer Zwischenüberhitzung des Abdampfes aus der 1. Stufe einer Dampfturbine in einer Ausführungsform des Moduls 1 7 a reheating of the exhaust steam from the 1st stage of a steam turbine in an embodiment of the module first

8 eine Ausführungsform des Abwärmeverarbeitungsmoduls 4 mit Aufwindanlage für Modul 1 und Modul 3; und 8th an embodiment of the waste heat processing module 4 with updraft for module 1 and module 3; and

9 eine Ausführungsform einer hochsolarthermischen Energiegewinnung für Modul 1 bzw. Modul 3. 9 an embodiment of a high solar thermal energy production for module 1 or module 3.

In 1 sind schematisch zusammenwirkende, in sich abgeschlossene Anlagenteile einer erfindungsgemäßen Ersatzbrennstoffverwertungsanlage, die Moduln 1–3, dargestellt. Bei den Moduln der 1 können insbesondere im Bereich der Moduln 1 und 3 – d. h. der thermischen Behandlung (1.5 und 3.0) und der Energieerzeugung (1.8 und 3.3) aus technischen und/oder wirtschaftlichen Gründen verschiedene Ausführungen zum Einsatz kommen.In 1 are schematically cooperating, self-contained plant parts of a substitute fuel recycling plant according to the invention, the modules 1-3, shown. At the modules of the 1 In particular in the field of modules 1 and 3 - ie the thermal treatment ( 1.5 and 3.0 ) and energy production ( 1.8 and 3.3 ) are used for technical and / or economic reasons different designs.

In 1 wird in Modul 1, das hier als Pyrolyseanlage für nachwachsende Rohstoffe ausgelegt ist, ankommender regenerativer Brennstoff (A) mit einem Gehalt an Wasser (B) in einem Brennstofflager (1.1) zwischengelagert. Über Förderer (1.2) wird er zu einer Trockenanlage (1.3) transportiert. Die Brennstofftrocknung ist hier als Niedertemperaturtrocknungssystem ausgelegt, welches regenerativen Ersatzbrennstoff durch Wärme aus einem Luft/Wasser-Wärmetauscher (80) von 50–80°C schonend durch eingeblasene Warmluft (C) auf den für die thermische Verwertung 1.5 geeigneten Wassergehalt trocknet und dann pelletiert (1.4). Die Pellets werden zu einer thermischen Verwertung (1.5) gefördert und dort verbrannt. Ggf. kann die Verbren nung mittels Erdgas E, Klärgas F; Produktgas G angefahren werden. Die Verbrennungsrückstände L werden entsorgt (1.6). Das Abgas wird durch einen Zyklon (1.7) entstaubt, die Wärme über einen Wärmetauscher 1.8. zurückgewonnen über weitere Zyklone entstaubt und über einen Kamin 1.13 das so hergestellte Reingas P abgegeben.In 1 in module 1, which is here designed as a pyrolysis plant for renewable resources, incoming regenerative fuel (A) containing water (B) in a fuel storage facility ( 1.1 ) stored. About sponsors ( 1.2 ) it becomes a drying plant ( 1.3 ). The fuel drying is designed here as a low-temperature drying system, which renewable regenerative fuel by heat from an air / water heat exchanger ( 80 ) from 50-80 ° C gently by blown hot air (C) on the for thermal utilization 1.5 suitable water content is dried and then pelleted ( 1.4 ). The pellets become a thermal utilization ( 1.5 ) and burned there. Possibly. Burning can be done by means of natural gas E, sewage gas F; Product gas G are approached. The combustion residues L are disposed of ( 1.6 ). The exhaust gas is passed through a cyclone ( 1.7 ) dedusted the heat through a heat exchanger 1.8 , recovered via other cyclones dedusted and a fireplace 1.13 issued the clean gas P thus prepared.

Die mit Wasser gesättigte Abluft wird aus dem System ausgeschleust und einer Abluftbehandlungsanlage zugeführt. Der getrocknete regenerative Brennstoff kann direkt über einen Ersatzbrennstoffeintragsystem zur thermischen Verwertung gefördert werden. Gewisse thermische Verwertungssysteme verlangen eine definierte Stückigkeit des Brennstoffes, dazu kann das Vorbehandlungssystem modular um eine Pelletierung/Brikettierung (1.4) ergänzt bzw. erweitert werden.The saturated with water exhaust air is discharged from the system and fed to an exhaust air treatment plant. The dried regenerative fuel can be directly conveyed through a thermal input refuse-fueling system. Certain thermal recycling systems require a defined amount of fuel, and the pre-treatment system can be modularly equipped with pelletizing / briquetting ( 1.4 ) be supplemented or extended.

Im Modul 2 werden die angelieferten Klärschlämme Q, vorwiegend mechanisch entwässerte Klärschlamme, teilgetrocknete Klärschlamme in einen Klärschlammbunkersystem (2.0) gespeichert. Das Bunkersystem lagert die angelieferten Klärschlamme entsprechend ihrer Wassergehalte in den dafür vorgesehen Behältnissen zwischen. Um einen weitestgehend konstanten Eingangs-Wassergehalt zu erreichen, werden Schlämme mit unterschiedlichen Wassergehalten in einem Mischbehälter gemischt. Mittels eines Fördersystems (2.1) wird der gemischte Klärschlamm zum Trocknersystem (2.3) gefördert. Die thermische Wärmeversorgung erfolgt je nach Art des Trocknungssystems über die Wärmeverteilungsschiene (200) in einem Wärmetauscher 100, als Heißluft, Dampf oder Thermoöl über die Wärmeauskoppelung aus Modul 1 und/oder Modul 3. Der fertiggetrocknete Klärschlamm mit einem Trockensubstanz-Gehalt von >= 90% wird in einem Unterfahrsilo (2.4) gespeichert. Dieses Unterfahrsilo dient gleichzeitig als Vorlagesilo für die in Modul 3 vorgesehene thermische Verwertung von biogenen Ersatzbrennstoffen.In Module 2, the delivered sewage sludge Q, mainly mechanically dewatered sewage sludge, partly dried sewage sludge into a sewage sludge bunker system ( 2.0 ) saved. The bunker system stores the supplied sewage sludge in accordance with their water content in the designated containers between. In order to achieve a largely constant input water content, sludges with different water contents are mixed in a mixing tank. By means of a conveyor system ( 2.1 ), the mixed sewage sludge becomes a drying system ( 2.3 ). The thermal heat supply takes place depending on the type of drying system via the heat distribution rail ( 200 ) in a heat exchanger 100 , as hot air, steam or thermal oil on the heat extraction from module 1 and / or module 3. The finished-dried sewage sludge with a dry matter content of> = 90% is in an undercarriage silo ( 2.4 ) saved. At the same time, this undercarriage silo serves as a storage silo for the thermal utilization of biogenic substitute fuels provided for in Module 3.

Der getrocknete Klärschlamm wird in Modul 3 geliefert. Die thermische Verwertung des getrockneten Ersatzbrennstoffs R (Klärschlamm) aus Modul 2 erfolgt in Modul 3, indem der organische Anteil des getrockneten Klärschlamms mittels eines Vergasungssystems (3.0) mit unterstöchiometrischer Verbrennung in brennbares Produktgas überführt wird. Das heiße Produktgas wird mittels eines Zyklons (3.2) entstaubt und zur Energieerzeugung z. B. (Gasmotor) (3.3) geleitet. Die dabei gewon nene elektrische Energie dient zur Eigenstromversorgung der Modul 1 bis 3. Überschüssige elektrische Energie wird in das örtliche Stromnetz eingespeist. Die freiwerdende thermische Energie dient zur thermischen Eigenversorgung von Modul 3 und zur Auskoppelung von thermischer Energie für Modul 2 und an externe Wärmeabnehmer. Die Rauchgase aus der Energieerzeugung werden einer (mehrstufigen) Rauchgasreinigung (3.5) unterworfen. Dabei erfolgt Luftvorwärmung über den Wärmetauscher (3.4). Über ein Saug/Zuggebläse (3.6) wird ein Teil des gereinigten Rauchgases in die Vergasung zurückgeführt (3.7), ansonsten verlässt das gereinigte Rauchgas als Reingas (P) über den Kamin (3.8) das System. Die Asche aus der Vergasung sowie die Stäube aus dem Zyklon und Filteranlage werden in die dafür vorgesehen Behälter (3.1) ausgeschleust und abtransportiert.The dried sewage sludge is delivered in module 3. The thermal utilization of the dried substitute fuel R (sewage sludge) from module 2 takes place in module 3, by the organic portion of the dried sewage sludge by means of a gasification system ( 3.0 ) with substoichiometric Ver combustion is converted into combustible product gas. The hot product gas is removed by means of a cyclone ( 3.2 Dusted and used to generate energy z. B. (gas engine) ( 3.3 ). The thereby won nene electrical energy is used for self-power supply module 1 to 3. Excess electrical energy is fed into the local power grid. The released thermal energy is used for thermal self-supply of module 3 and for decoupling of thermal energy for module 2 and to external heat consumers. The flue gases from the energy generation are a (multi-stage) flue gas cleaning ( 3.5 ). Air preheating takes place via the heat exchanger ( 3.4 ). Via a suction / draft fan ( 3.6 ) a portion of the purified flue gas is returned to the gasification ( 3.7 Otherwise, the purified flue gas leaves the clean gas (P) via the chimney ( 3.8 ) the system. The ashes from the gasification as well as the dusts from the cyclone and filter system are placed in the containers ( 3.1 ) discharged and transported away.

In 2 ist eine detailliertere weitere Ausführungsform des Modul 1 (1.5) als Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlage mit Feststofffeuerung und Naturumlaufkessel schematisch dargestellt. Die Feuerung (1.5.0) mit Wasserrohrkessel kann als Rostfeuerung oder bei größeren Anlagen als Wirbelschichtfeuerung ausgelegt werden.In 2 is a more detailed further embodiment of module 1 ( 1.5 ) as a combined heat and power plant with solid fuel and natural circulation boiler shown schematically. The firing ( 1.5.0 ) with a water tube boiler can be designed as grate firing or in larger systems as fluidized bed firing.

Der von Wasserrohrkesseln erzeugte Dampf wird für die Energieerzeugung (1.8) genutzt, weshalb der Dampf aus der Dampftrommel (Sattdampf) (1.5.0.1) überhitzt wird. Dazu werden im Rauchgasweg im Bereich mittlerer Rauchgastemperaturen Überhitzer (1.5.0.2) und Verdampfer (1.5.0.3) vorgesehen. Im letzten Zug kann ein Speisewasservorwärmer (1.5.0.4) (Economiser, ECO) eingesetzt werden. Die Restwärme kann noch im Luftvorwärmer (1.9) (LUVO) zur Erwärmung der primären und sekundären Verbrennungsluft und zur Erwärmung der Trocknungsluft für die Ersatzbrennstofftrocknung genutzt werden. Das Rauchgas wird einem Zyklon (1.7) und in einer weiteren Stufe einem E-Filter bzw. einem Gewebefilter (1.10) zugeführt. Ein Teil des Reingases (P) wird über das Saug/Zuggebläse (1.11) über eine Rauchgasleitung (1.12) zur Feuerung zurückgeführt. Der Restrauchgasstrom wird als so genanntes Reingas über den Kamin (1.13) an die Umweltabgegeben. Im Anfahrbetrieb wird mittels Anfahrbrenner der Feuerungsraum auf die erforderliche Temperatur erhitzt, wodurch eine autarke Verbrennung gewährleistet wird. Die Stützbrenner und Anfahrbrenner können mit Erdgas (E) Klärgas (F) Biogas (I) oder Öl (S) betrieben werden. Wird anstelle des Brennstoffes aus nachwachsenden Rohstoffen anderweitiger biogener Brennstoff eingesetzt, kann durch thermochemische Umset zung des organischen Anteils im Klärschlamm dieses Produktgas (G) im Biomassekessel (1.5.0) in Modul 1 mit verbrannt werden. Dazu ist am Biomassekessel ein Heissgasbrenner oder Staubbrenner oder Low Nox Brenner oder Flox Brenner oder COSTAIR Brenner installiert. Wird Produktgas, welches durch thermochemische Umsetzung des Klärschlammes entsteht, im Biomassekessel mitverbrannt, ist die Rauchgasreinigung zumindest um eine SCNR und Trockensorption zu erweitern. Die Verbrennungsrückstände (L) aus der Feuerung, Zyklonstäube (M) und Filterstäube (M) werden über die Aschebehälter (1.6) entsorgt.The steam produced by water-tube boilers is used for energy production ( 1.8 ), which is why the steam from the steam drum (saturated steam) ( 1.5.0.1 ) is overheated. For this purpose, in the flue gas path in the range of average flue gas temperatures superheater ( 1.5.0.2 ) and evaporators ( 1.5.0.3 ) intended. On the last train, a feedwater heater ( 1.5.0.4 ) (Economiser, ECO). The residual heat can still in the air preheater ( 1.9 ) (LUVO) to heat the primary and secondary combustion air and to heat the drying air for the substitute fuel drying. The flue gas is a cyclone ( 1.7 ) and in a further stage an e-filter or a tissue filter ( 1.10 ). Part of the clean gas (P) is supplied via the suction / draft fan ( 1.11 ) via a flue gas line ( 1.12 ) returned to the furnace. The residual flue gas flow is as so-called clean gas through the chimney ( 1.13 ) to the environment. During start-up operation, the combustion chamber is heated to the required temperature by means of start-up burners, which ensures self-sufficient combustion. The auxiliary burners and starting burners can be operated with natural gas (E) sewage gas (F) biogas (I) or oil (S). If alternative biogenic fuel is used instead of the fuel from renewable raw materials, this product gas (G) can be produced in the biomass boiler by thermochemical conversion of the organic fraction in the sewage sludge ( 1.5.0 ) in module 1 with burned. For this purpose, a hot gas burner or dust burner or Low Nox burner or Flox burner or COSTAIR burner is installed on the biomass boiler. If product gas, which is produced by thermochemical conversion of the sewage sludge, is incinerated in the biomass boiler, the flue gas cleaning must be extended by at least one SCNR and dry sorption. The combustion residues (L) from the furnace, cyclone dusts (M) and filter dusts (M) are removed via the ash containers ( 1.6 ) disposed of.

Für den Kraft-Wärme-Kopplungs-Betrieb gemäß 2 wird der Überhitzte Dampf aus dem Überhitzer (1.5.0.2) über eine Hochdruckschiene (1.8.0.2) einer Dampfturbine (1.8.0) zur Stromerzeugung zugeführt. Über verschiedene Anzapfungen und eine Entnahme wird die thermische Energie zu einer Niederdruckschiene (1.8.0.3) geführt und die interne Speisewassererwärmung (1.5.0.7) und externen Wärmeabnehmer, wie Wärmetauscher (100), mit thermischer Energie versorgt. Über den Wärmetauscher (100) wird die erforderliche Trocknungsenergie für das Trocknersystem (2.3) im Modul 2 bereitgestellt.For combined heat and power operation according to 2 is the superheated steam from the superheater ( 1.5.0.2 ) via a high pressure rail ( 1.8.0.2 ) of a steam turbine ( 1.8.0 ) supplied for power generation. Through various taps and a removal, the thermal energy becomes a low-pressure rail ( 1.8.0.3 ) and the internal feedwater heating ( 1.5.0.7 ) and external heat consumers, such as heat exchangers ( 100 ), supplied with thermal energy. About the heat exchanger ( 100 ) the required drying energy for the drying system ( 2.3 ) in module 2.

In 2 wird die für das Trocknen in Modul 2 benötigte Energie in Modul 1 durch ein Verbrennungssystem hergestellt (1.5 Ausführungsform 1).In 2 the energy required for drying in module 2 is produced in module 1 by a combustion system ( 1.5 Embodiment 1).

In 3 ist eine alternative Ausführungsform des Modul 1 gezeigt. Hier handelt es sich um ein Blockheizkraftwerk (1.8). Dabei erfolgt die Aufbereitung der angelieferten regenerativen Brennstoffe wie bei der Ausführungsform der 2. Die thermische Behandlung der aufbereiteten, regenerativen Brennstoffe erfolgt in einem Vergasungssystem (1.5.1). Als Vergasungsmittel kann Luft (C) Dampf (J), technischer Sauerstoff (T), Reingas (P) aus Modul 3 oder die gereinigten Abgase (N) eingesetzt werden. Das aus dem Vergasungsprozess freiwerdende heiße Produktgas wird in einem Zyklon entstaubt, über den Wärmetauscher (1.5.1.1) auf die Eingangstemperatur des Gaswäschers (1.8.1.6) abgekühlt und einem Tuchfilter zur Feinreinigung (1.8.1.5) zugeführt. Das so gereinigte Produktgas wird zum Ausgleich von Tagesschwankungen in einem Produktgasbehälter (1.8.1.4) zwischengespeichert und in einem speziellen Schwachgasmotor entzündet (1.8.1), wobei über den Motor des Generators (1.8.1.2) elektrische Energie erzeugt wird. Die Abgase werden vor Ein leiten in den Kamin in einem Wärmetauscher (100) abgekühlt und so gewonnene thermische Energie an das Trocknungssystem (2.3) des Modul 2 zum Trocknen der Ersatzbrennstoffe geleitet. Der Vorlauf der Motorkühlung mit einer Temperatur von 90°C wird mittels einer Heißwasserpumpe (1.8.1.3) über einen Wärmetauscher (80) zum Wärmetauscher (1.5.1.1) gefördert. Die vom Wärmetauscher aufgenommene thermische Energie dient der Erwärmung von Luft über den Wärmetauscher (1.5.1.2). Über den Wärmetauscher (90) wird der Rücklauf auf die zulässige Temperatur von 70°C abgekühlt. Ferner wird die Trocknung der Brennstoffe in Modul 1 über die Wärmerückgewinnung über die Wärmetauscher (80) und (90) mit der erforderlichen Wärmeenergie versorgt.In 3 an alternative embodiment of module 1 is shown. This is a combined heat and power plant ( 1.8 ). In this case, the preparation of the supplied renewable fuels takes place as in the embodiment of 2 , The thermal treatment of the treated, regenerative fuels takes place in a gasification system ( 1.5.1 ). As a gasification agent, air (C) steam (J), technical oxygen (T), clean gas (P) from module 3 or the purified exhaust gases (N) can be used. The hot product gas released from the gasification process is dedusted in a cyclone through the heat exchanger ( 1.5.1.1 ) to the inlet temperature of the gas scrubber ( 1.8.1.6 ) and a cloth filter for fine cleaning ( 1.8.1.5 ). The purified product gas is used to compensate for daily fluctuations in a product gas container ( 1.8.1.4 ) and ignited in a special low-gas engine ( 1.8.1 ), whereby via the engine of the generator ( 1.8.1.2 ) electrical energy is generated. The exhaust gases are directed into the chimney in a heat exchanger ( 100 ) and thus obtained thermal energy to the drying system ( 2.3 ) of module 2 for drying the substitute fuels. The flow of the engine cooling at a temperature of 90 ° C is by means of a hot water pump ( 1.8.1.3 ) via a heat exchanger ( 80 ) to the heat exchanger ( 1.5.1.1 ). The absorbed by the heat exchanger thermal energy is used to heat air over the heat exchanger ( 1.5.1.2 ). About the heat exchanger ( 90 ), the return is cooled to the allowable temperature of 70 ° C. Furthermore, the drying of the fuels in module 1 is achieved via the heat recovery via the heat exchangers ( 80 ) and ( 90 ) supplied with the required heat energy.

In 4 erfolgt die thermische Verwertung und Energieerzeugung durch Kombination einer Vergasung gemäß 3 mit einem Kraft-Wärme-Kopplungs-Betrieb gemäß 2. Die Dampferzeugung wird hier durch eine Nachbrennkammer und einem Abwärmekessel (1.5.1.0) vorgenommen. Die verfahrenstechnischen Abläufe entsprechen den in 2 und 3 schematisch dargestellten.In 4 the thermal utilization and energy production takes place by combination of a gasification according to 3 with a cogeneration operation according to 2 , The steam generation is here by a post-combustion chamber and a waste heat boiler ( 1.5.1.0 ) performed. The procedural processes correspond to those in 2 and 3 shown schematically.

In 5 ist schematisch eine bevorzugte Ausführungsform des Modul 3 für die thermische Verwertung (3.0.0) der biogenen Ersatzbrennstoffe (3.0.1) und die Energieerzeugung daraus (3.3.) im Kraft-Wärme-Kopplungs-Betrieb dargestellt. Das in der Vergasungsstufe (3.0.0./3.0.1) erzeugte Produktgas wird in einer Nachbrennkammer (3.0.0.0) verbrannt und über einen Abwärmekessel Sattdampf erzeugt. Die Überhitzung des Sattdampfes und die Erzeugung elektrischer und thermischer Energie erfolgt mit den gleichen Verfahrensschritten, wie in 2 und 4 dargestellt.In 5 schematically is a preferred embodiment of the module 3 for thermal utilization ( 3.0.0 ) of biogenic substitute fuels ( 3.0.1 ) and the energy production from it ( 3.3. ) in combined heat and power operation. That in the gasification stage ( 3.0.0. / 3.0.1 ) produced product gas is in a Nachbrennkammer ( 3.0.0.0 ) burned and produced via a waste heat boiler saturated steam. The overheating of the saturated steam and the generation of electrical and thermal energy takes place with the same process steps as in 2 and 4 shown.

6 zeigt eine weitere Ausführungsform des Modul 3 als Feststofffeuerung mit Naturumlaufkessel zur Energieerzeugung aus Ersatzbrennstoffen. Die Feuerung mit Wasserrohrkessel wird bei einer Klärschlamm Monoverbrennung als Wirbelschichtfeuerung ausgelegt. Die weiteren Rauchgasbearbeitungsschritte entsprechen dem Vorgehen aus Modul 1 in 2, wobei die Rauchgasreinigung erhöhten Ansprüchen genügen muß, um schädliche Stoffe aus dem Klärschlamm sicher zu entfernen. 6 shows a further embodiment of the module 3 as a solid fuel with natural circulation boiler for energy production from refuse derived fuels. The firing with a water tube boiler is designed as a fluidized bed combustion in a sewage sludge mono-combustion. The further flue gas processing steps correspond to the procedure from module 1 in 2 , wherein the flue gas cleaning must meet increased standards to safely remove harmful substances from the sewage sludge.

Die thermische Verwertung in Modul 3 der 6 entspricht im Wesentlichen derjenigen im Modul 1 der 3. Anstelle der biogenen nachwachsenden Brennstoffe des Modul 1 der 3 wird in Modul 3 der 6 biogener Ersatzbrennstoff, bspw. getrockneter Klärschlamm, eingesetzt.The thermal utilization in module 3 of the 6 corresponds essentially to that in module 1 of 3 , Instead of the biogenic renewable fuels of the module 1 the 3 will be in module 3 of the 6 biogenic substitute fuel, eg dried sewage sludge, used.

7 zeigt schematisch eine weitere Ausführungsform eines Modul 1 mit Zwischenüberhitzung des Abdampfes aus der Hochdruckzone einer Dampfturbine. Dazu werden die Abgase aus einem Gasmotor (3.8.1) des Modul 3 über den Wärmetauscher (60) eingesetzt. Anstelle eines Abgaswärmetauschers kann auch der überhitzte Dampf aus dem Überhitzer (3.0.0.2) des Modul 3 der Ausführungsform der 5 eingesetzt werden. 7 schematically shows a further embodiment of a module 1 with reheating of the exhaust steam from the high-pressure zone of a steam turbine. For this purpose, the exhaust gases from a gas engine ( 3.8.1 ) of module 3 via the heat exchanger ( 60 ) used. Instead of an exhaust gas heat exchanger, the superheated steam from the superheater ( 3.0.0.2 ) of the module 3 of the embodiment of 5 be used.

8 zeigt ein beliebig zuschaltbares Modul 4, das zur Energieerzeugung eingesetzt werden kann – eine Aufwindanlage. Hier dient zur Energielieferung der für den Aufwind im Kamin erforderlichen Warmluft und der durch sie über eine Turbine im Kamin erzeugten kinetischen Energie die Abwärme aus mindestens einem der Moduln 1, 2 und 3 sei es aus einer Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlage oder Blockheizkraftwerk-Anlage, oder Abwärmenutzung aus Trocknungsanlagen oder die Restwärmenutzung der Reingase. Die jeweiligen Wärmetauscher (4.0.3 und 4.0.5) dienen zur Erwärmung der natürlichen oder per Gebläse (4.0.4) angesaugten Umgebungsluft, die über ein Kanalsystem in die Aufwindanlage (4.09) eingeleitet werden. Durch die Aufwinde erzeugte kinetische Energie wird durch Rotorblätter (4.0.1) in elektrische Energie (4.0.2) umgewandelt Hier wird ebenfalls eine Kondensation erreicht, wobei zusätzlich durch den dabei entstehenden Kamineffekte elektrische Energie erzeugt werden kann. 8th shows an optional switchable module 4, which can be used to generate energy - a Aufwindanlage. Here, the hot air required for the updraft in the chimney and the kinetic energy generated by it in the chimney through a turbine serve the waste heat from at least one of the modules 1, 2 and 3, be it from a combined heat and power plant or combined heat and power plant. Plant, or waste heat from drying plants or the residual heat use of the clean gases. The respective heat exchangers ( 4.0.3 and 4.0.5 ) are used to heat the natural or by blower ( 4.0.4 ) sucked in ambient air, via a channel system in the updraft ( 4:09 ) be initiated. Kinetic energy generated by the updrafts is generated by rotor blades ( 4.0.1 ) into electrical energy ( 4.0.2 Here also a condensation is achieved, whereby in addition by the thereby resulting chimney effects electrical energy can be generated.

9 zeigt schematisch eine weitere Variante des Modul 1, bei der durch konzentrierte Sonnenenergie Hochtemperaturwärme von bis zu 1000°C (ggf. zusätzlich) Prozesswärme zur Vergasung/Pyrolyse von biogenen Ersatzbrennstoffen sowie zur Vergasung von Ersatzbrennstoffen aus fossilen Energieträgern gewonnen werden kann. Als Energieträger dient hierbei Heißdampf oder Prozessheißluft mit einer Temperatur von bis zu 1000°C. Durch eine Konzentration von Sonnenstrahlung an einem Ort entstehen hohe Temperaturen, welche ein Prozeßmedium erwärmen. 9 shows schematically a further variant of the module 1, in which by concentrated solar energy high temperature heat of up to 1000 ° C (possibly additional) process heat for gasification / pyrolysis of biogenic substitute fuels and gasification of substitute fuels from fossil fuels can be obtained. Superheated steam or process hot air with a temperature of up to 1000 ° C serves as the energy source. By concentrating solar radiation in one place, high temperatures are generated, which heat a process medium.

Dadurch, daß die erfindungsgemäße Anlage an einem einzigen Ort Energie erzeugt und Brennstoffe verwertet, können große Einsparungen hinsichtlich des Transportaufwandes erzielt werden, während sicher Reststoff entsorgt wird.Thereby, that the inventive plant on If a single place generates energy and recycles fuel, it can save a lot of money in terms of transport costs, while safe Residual material is disposed of.

Während die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen detailliert erläutert wurde, ist dem Fachmann, an den sich die Erfindung richtet, offensichtlich, daß verschiedenartigste alternative Ausführungsformen und Abwandlungen der Erfindung, wie sie durch die Ansprüche umrissen ist, möglich sind.While the Invention has been explained in detail with reference to preferred embodiments, is obvious to one skilled in the art to which the invention pertains, that most diverse alternative embodiments and variations of the invention as outlined by the claims is possible.

1.11.1

Brennstofflagerfuel storage

1.21.2

Fördersystemconveyor system

1.31.3

Trocknendry

1.41.4

Pellettierung, Brikettierungpelletization, briquetting

1.5.1.5.

thermische Verwertung in Modul 1thermal Utilization in module 1

1.5.01.5.0

Feuerung mit Wasserrohrkessel mit überstöchiometrischer Verbrennungheating with water tube boiler with more than stoichiometric combustion

1.5.0.11.5.0.1

Sattdampfsaturated steam

1.5.0.21.5.0.2

Überhitzer für Rauchgassuperheater for flue gas

1.5.0.31.5.0.3

VerdampferEvaporator

1.5.0.41.5.0.4

Speisewasservorwärmer (Economiser, ECO)Feedwater Preheater (Economiser, ECO)

1.5.0.71.5.0.7

interne Speisewassererwärmunginternal Feedwater heating

1.5.1.1.5.1.

Ausführungsform 1 – Vergasungssystemembodiment 1 - gasification system

1.5.1.11.5.1.1

Wärmetauscherheat exchangers

1.5.1.21.5.1.2

Wärmetauscherheat exchangers

1.61.6

Aschebehälterash container

1.71.7

Zyklon/EntstaubungCyclone / dust

1.81.8

Energieerzeugung, Kraft-Wärmekopplungpower generation, Cogeneration

1.8.11.8.1

SchwachgasmotorLean gas engine

1.8.1.2.1.8.1.2.

Generatorgenerator

1.8.1.41.8.1.4

ProduktgasbehälterProduct gas container

1.8.1.51.8.1.5

Tuchfilter zur Feinreinigungcloth filter for fine cleaning

1.8.1.61.8.1.6

Gaswäschergas scrubber

1.8.1.31.8.1.3

HeißwasserpumpeHot water pump

1.91.9

Luftvorwärmer LUVOAir preheater LUVO

1.101.10

Gewebe-Staubfilter, E-FilterFabric dust filter, E-filter

1.111.11

Saug-ZuggebläseSuction draft fan

1.1.21.1.2

RauchgasleitungFlue gas line

1.1.31.1.3

Kaminfireplace

1.8.01.8.0

Dampfturbinesteam turbine

1.8.0.21.8.0.2

HochdruckschieneHigh-pressure rail

1.8.0.3.1.8.0.3.

NiederdruckschieneLow pressure rail

2.02.0

KlärschlammbunkersystemSludge bunker system

2.12.1

Fördersystemconveyor system

2.32.3

thermischer Trocknerthermal dryer

2.42.4

Silosilo

2.52.5

SiloauflegerSiloaufleger

3.03.0

thermische Ersatzbrennstoff-Behandlungthermal Waste-treatment

3.0.0.23.0.0.2

Überhitzersuperheater

3.13.1

Energieerzeugung in Modul 3power generation in module 3

3.23.2

Entstaubungszyklondedusting

3.33.3

Energieerzeugungpower generation

3.43.4

Wärmetauscherheat exchangers

3.53.5

RauchgasreinigungFlue gas cleaning

3.63.6

Saug/ZuggebläseSuction / draft fan

3.73.7

RauchgasrückführungFlue gas recirculation

3.83.8

Kaminfireplace

3.8.1.3.8.1.

Gasmotorgas engine

3.0.0.03.0.0.0

Nachbrennkammerafterburner chamber

4.0.1.4.0.1.

Rotorblätterrotor blades

4.0.2.4.0.2.

elektrische Energieelectrical energy

4.0.3.4.0.3.

Wärmetauscherheat exchangers

4.0.4.4.0.4.

Gebläsefan

4.0.5.4.0.5.

Wärmetauscherheat exchangers

7070

Wärmetauscherheat exchangers

9090

Wärmetauscherheat exchangers

8080

Luft/Wasser-Wärmetauscher von 50–80°CAir / water heat exchanger from 50-80 ° C

100100

Wärmetauscher, ggf. mit KaminHeat exchanger, if necessary with fireplace

200200

Wärmeschieneheat rail

AA

regenerativer Brennstoffrenewable fuel

BB

Wasserwater

CC

eingeblasene Warmluft (C)blown Warm air (C)

Ee

Erdgasnatural gas

FF

Klärgassewage gas

GG

Produktgasproduct gas

JJ

Dampfsteam

LL

Verbrennungsrückständecombustion residues

MM

Zyklonstäubecyclone dust

NN

gereinigte Abgasecleaned exhaust

PP

Reingasclean gas

QQ

ErsatzbrennstoffRDF

Claims (11)

Verfahren zur lokalen Verwertung von biogenen Ersatzbrennstoffen, insbesondere Klärschlamm, gekennzeichnet durch folgende Schritte: – Produktion eines Wärmeenergie-Trägers für die Trocknung von biogenen Ersatzbrennstoffen in einem ersten Energieerzeugungs-Modul 1 – Trocknen der biogenen Ersatzbrennstoffen auf einen ausgewählten Trockensubstanz-Gehalt mit Hilfe des Wärmeenergie-Trägers aus Modul 1 in einem Ersatzbrennstoffaufbereitungs-Modul 2; und – Einbringen des getrockneten Ersatzbrennstoffs aus Modul 2 in eine thermische Verwertungsanlage in einem Klärschlammverwertungs-Modul 3 unter Herstellung von brennbarem Produktgas.Process for the local utilization of biogenic Substitute fuels, in particular sewage sludge, characterized by following steps: - Production a thermal energy carrier for drying of biogenic substitute fuels in a first power generation module 1 - Dry of the biogenic substitute fuels to a selected dry matter content with the help of the heat energy carrier Module 1 in a refuse-derived fuel preparation module 2; and - bring in of the dried substitute fuel from module 2 in a thermal Recovery plant in a sewage sludge utilization module 3 under production of combustible product gas. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Energieerzeugung in Modul 1 durchgeführt wird durch ein Verfahren zur Behandlung von Biomaterial ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Vergasungsverfahren, Pyrolyseverfahren, Verfeuerung (Ofen-, Vorschubrost-, Unterschubfeuerung, Drehofenfeuerung, Wirbelschichtfeuerung) unter Dampferzeugung und Abführen der bei der thermischen Behandlung auftretenden Wärmeenergie.Method according to claim 1, characterized in that that the Energy production in module 1 is carried out by a process for the treatment of biomaterial selected from the group consisting from: gasification, pyrolysis, combustion (furnace, Feed grate, underfeed firing, rotary kiln firing, fluidized bed firing) under Steam generation and removal the heat energy occurring during the thermal treatment. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Modul 1 ein Müllheizkraftwerk, Kohlekraftwerk, Braunkohlekraftwerk, Zementwerk, Stahlwerk, Geothermieanlage oder solarthermisches Kraftwerk; Blockheizkraftwerk, bspw. mit einem ORC-Verfahren oder eine Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlage mit Gasmotorbetrieb ist.Method according to claim 1, characterized in that that module 1 a waste-to-energy plant, Coal-fired power plant, lignite-fired power plant, cement plant, steel plant, geothermal plant or solar thermal power plant; Cogeneration plant, eg. With an ORC process or a combined heat and power plant with gas engine operation is. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Behandlung der biogenen Brennstoffe in Modul 1 durch ein Mehrstufen-Vergasungssystem durchgeführt wird, wobei mindestens eine Stufe ein Primärstufen-Vergasungssystem ist und die Verbrennung des so erzeugten brennbaren Produktgases in einer zweiten Stufe durchgeführt wird.Method according to claim 2, characterized in that that the thermal treatment of biogenic fuels in module 1 is performed by a multi-stage gasification system, wherein at least a stage a primary stage gasification system is and the combustion of the combustible product gas thus produced carried out in a second stage becomes. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in Modul 1 die thermische Behandlung im Parallelbetrieb erfolgt, wenn zur Erzeugung von elektrischer und thermischer Energie Kraft-Wärme-Kopplung eingesetzt wird.Method according to claim 4, characterized in that that in module 1 the thermal treatment takes place in parallel operation, when generating electrical and thermal energy cogeneration is used. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in Modul 1 der Wärmeenergieträger als Niedertemperaturwärmeträger bis 90°C in Form von Heißwasser; als Mitteltemperaturwärmeträger bis 150°C in Form von Heißdampf oder als Hochtemperaturwärmeträger über 150°C als Thermoöl produziert wird und unter anderem zur Trocknung der Reststoffe in Modul 2 eingespeist wird.A method according to claim 2, characterized in that in module 1 of the thermal energy carrier as a low-temperature heat carrier to 90 ° C in the form of hot water; as medium temperature heat carrier is produced to 150 ° C in the form of superheated steam or as a high-temperature heat transfer medium above 150 ° C as a thermal oil and is fed inter alia for drying the residues in module 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Produktgas aus Modul 1 und 3 zumindest teilweise verwertet wird durch eine Anlage, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Heißgasbrenner, insbesondere Low NOx-Brenner oder Flox Brenner, Costair Brenner oder Brennstoffzelle, Methanolsyntheseanlage, Methansynthese-Anlage, Fischer Tropsch Anlage; Trocknungs- und Eindampfsystem; latente Wärmeträger, Gasmotor im Blockheizkraftwerk-Betrieb; Anlage für einen ORC-Prozess einer Kraft-Wärme-Kopplung/Dampfturbinenbetrieb; Vergasungssystem, Pyrolysesystem, Feststofffeuerung; Nachbrennkammer; und bevorzugt mindestens teilweise in Modul 1 als Brennstoff rückgeführt wird.Method according to claim 1, characterized in that that the product gas from module 1 and 3 at least partially utilized is selected by an attachment from the group consisting of: hot gas burner, especially low NOx burner or Flox burner, Costair burner or fuel cell, methanol synthesis plant, Methane synthesis plant, Fischer Tropsch plant; Drying and evaporation system; latent heat transfer medium, gas engine in combined heat and power plant operation; Plant for an ORC process of combined heat and power / steam turbine operation; Gasification system, pyrolysis system, solids firing; afterburner chamber; and preferably at least partially recycled in module 1 as a fuel. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass erzeugte Träger thermischer Energie aus Modul 3 in Modul 2 zur Trocknung der Reststoffe eingespeist werden.Method according to claim 1, characterized in that that generated carrier thermal energy from module 3 in module 2 for drying the residues fed become. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach Modul 3 eine Phosphorrückgewinnung durchgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that Module 3 a Phosphorückgewinnung carried out becomes. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch ein an die Module angeschlossenes Modul 4 mit einer Aufwindanlage die Abwärme aus Modul 1, Modul 2, Modul 3 in kinetische oder elektrische Energie umgewandelt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that a Module 4 connected to the modules with an updraft the waste heat from module 1, module 2, module 3 into kinetic or electrical energy is converted. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Wärmeenergieerzeugungseinheit, eine Trocknungseinheit für Ersatzbrennstoffe und eine Verwertungseinheit zur thermischen Verwertung der getrockneten Ersatzbrennstoffe, wobei jeweils gewonnene Energie teilweise als Trocknungsenergie in die Wärmeenergieerzeugungseineit und die Trocknungseinheit rückgeführt wird.Plant for carrying out the method according to one of the preceding claims, characterized by a heat energy generation unit, a drying unit for Substitute fuels and a recovery unit for thermal utilization the dried substitute fuels, with each energy gained partly as drying energy in the thermal energy production line and the drying unit is recycled.