DE2323654C3

DE2323654C3 - Verfahren zur Umwandlung von festen Abfällen in verwertbare gasförmige Produkte

Info

Publication number: DE2323654C3
Application number: DE2323654A
Authority: DE
Inventors: Harald F. Dr. Murray Hill N.J. Funk (V.St.A.)
Original assignee: Individual
Current assignee: Saarberg-Fernwaerme 6600 Saarbruecken De GmbH
Priority date: 1972-05-12
Filing date: 1973-05-10
Publication date: 1979-12-06
Also published as: DE2323654A1; CA983266A; DE2323654B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Umwandiung von festen Abfällen in verwertbare Produkte durch erhöhte Temperatur und Zuführung O₂-haltigen Gases in einem Schachtgenerator, in welchem die oben aufgegebenen Abfälle in einer unteren Zone mit dem ständig zugeführten O₂-haltigen Gas reagieren, die heißen Reaktionsgase nach oben durch die Abfälle strömen und zusammen mit deren Destillationsprodukten (Teere, öle) abgezogen werden, die daraus durch Kondensation abgetrennt und zum Reaktor zurückgeführt werden.

Bei der heutzutage in großem Umfang üblichen Müllverbrennung wird aus dem Müll lediglich Energie gewonnen, dabei werden aber die im Müll enthaltenen wertvollen Nutzstoffe vernichtet und die im Müll enthaltenen umweltbelastenden Schadstoffe, insbesondere gasförmige Schwefel- und Chlorverbindungen,

)0 in die Atmosphäre entlassen. Es setzt sich immer mehr die Erkenntnis durch, daß dies ein unökonomisches und umweltbelastendes Verfahren ist. Man sucht deshalb nach Verfahren, mit denen der Müll möglichst weitgehend wieder in verwertbare Nutzstoffe umgewandelt werden kann, und die möglichst ohne Umweltbelastung arbeiten.

Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist aus US-PS 1781934 bekannt. Bei diesem Verfahren soll der Müll so behandelt werden, dab möglichst große

4n Mengen an Leichtöl als Nutzprodukt anfallen, und zu diesem Zweck wird im Reaktor eine Verbrennung bei relativ hohen Temperaturen, bei denen flüssige Schlacke anfällt, durchgeführt und die entstehenden Gase im Kreislauf in eine oberhalb der Reaktionszone

4) liegende Zone des Reaktors zurückgeführt, um dort durch Kracken in Leichtöl umgewandelt zu werden. Das übrigbleibende Restgas, das im wesentlichen aus Generatorgas (KohJenmonoxyd, Wasserstoff, Stickstoff) besteht, wird auf nicht näher bezeichnete Weise

-,η außerhalb des Systems verwertet.

Bekannt ist ferner aus US-PS 3 511194 ein Verfahren, bei dem der Müll in einer ersten Stufe bei Temperaturen von ca. 2200° C vollständig verbrannt wird, wobei die anorganischen Bestandteile geschmolzen werden. Das bei der Verbrennung erzeugte Wassergas wird in einer zweiten Stufe mit Zusatzluft verbrannt. Es handelt sich somit nur um ein modifiziertes Müllverbrennungsverfahren.

Aus US-PS 3 562115 ist ein Verfahren zum Carbo-

f,n nisieren γοη Müll bekannt, Dem Müll wird am Anfang jeder Verarbeitungscharge Luft und gasförmiger Brennstoff zur Initialerhitzung zugeführt. Nach Erreichen der Reaktionstemperatur wird die Brennstoff- und Luftzufuhr abgeschaltet, und es läuft dann eine Carbonisierungsreaktion unter Umwandlung des größten Teils des Mülls in festen Kohlenstoff ab. Das hierbei in relativ geringen Mengen entstehende, geringwertige Gas wird als Nebenprodukt betrachtet

und im wesentlichen verbrannt. Ein ähnliches Carbonisierungsverfahren ist aus US-PS 3 525673 bekannt, wobei die Behandlung jedoch mit überhitztem Dampf von ca. 1100° C ohne Zuführung eines oxydierenden Mediums erfolgt. Die Erzeugung und Handhabung solchen Dampfes ist sehr aufwendig.

Während bei den vorsteftßnd genannten Verfahren entweder nur die Energieerzeugung oder aber die Gewinnung eines flüssigen oder festen Nutzproduktes aus dem Müll angestrebt wird, ist aus DE-OS ^|Q 1496366 ein Verfahren bekannt, bei dem Müll möglichstweitgehend vergast werden soll. Hierzu wird der Müll chargenweise unter Luftabschluß behandelt, so daß zu Beginn jeder Charge durch den im Müll noch vorhandenen Sauerstoff eine teilweise Oxydation, anschließend aber eine reine Trockendestillation erfolgt. Das entstehende Gas soll anschließend verbrannt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, -° bei dem unter Vermeidung jeglicher Umv.'eltbeiastung durch gasförmige Schadstoffe eine möglichst vollständige Umwandlung des Mülls in industriell verwertbare, d. h. weiterverarbeitbare Nutzprodukte erfolgt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Abfälle unter Zufuhr von reinem Sauerstoffoder mit Sauerstoff angereicherter Luft, zusätzlichem flüssigen oder gasförmigen Brennstoff und erforderlichenfalls Dampf bei Temperaturen zwischen m 600 und 1200° C vergast werden derart, daß das Produktgas Wasserstoff, Kohlenmonoxyd und einen erheblichen Anteil an höheren Kohlenwasserstoffen aufweist, wonach dieses Produktgas nach Abtrennung der öle und Teere mittels Tieftemperatur-Gaszerle- )3 gung in seine verschiedenen Komponenten zerlegt wird.

Die Erfindung besteht somit einerseits in einer bestimmten Führung der Reaktion in dem Reaktor derart, daß das Produktgas ein möglichst »reiches« Gas w ist, d. h. einen hohen Anteil an höheren Kohlenwasserstoffen aufweist, und andererseits aus einer auf diese Beschaffenheit des Gases abgestimmte Behandlung des Produktgases, nämlich eine Tieftemperatur-Gaszerlegung, bei der die einzelnen Nutzkomponen- ·»■> ten dieses Produktgases je nach den Erfordernissen in reiner oder Gemischform erhalten und von den Schadkomponenten getrennt werden können.

In gegenseitiger Abstimmung können die Reaktionsführung im Reaktor und die Tieftemperatur-Gas- >o zerlegung derart durchgeführt werden, daß die jeweils gewünschten gasförmigen Produkte bevorzugt gebildet und durch die Zerlegung gewonnen werden. Reaktionsführung und Zerlegung können also z. B. so gewählt werden, daß ein hoher Anteil von Olefinen >5 für die Kunststoffindustrie gewonnen wird, oder aber Synthesegas für die Herstellung von Methanol oder Methan, synthetischem Rohöl oder Benzin.

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß es vollständig in einem so geschlossenen System durchgeführt wird, so daß keinerlei Umweltbelastung entsteht, wie dies bei den bekannten Verfahren durch die Gasverbrennung der Fall ist. Soweit bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auch solche Gaskomponenten bei der Zerlegung anfallen, deren industrielle Weiterverarbeitung nicht sinnvoll ist, so können difcse natürlich auch zur Energieerzeugung verwendet werden, und zwar vorzugsweise nicht durch Verbrennung, sondern durch Arbeitsleistung z, B, in Gasturbinen, Dies ergibt einen höheren Wirkungsgrad als z, B. die Energieerzeugung mit überhitztem Dampf bei konventionellen Müllverbrennungsanlagen.

Gemäß dem Verfahren der Erfindung wird das heiße Gas, das dem Reaktor entströmt, stufenweise gereinigt, indem man bei verschiedenen Temperatur-Stufen unerwünschte Komponenten auskondensiert. Dadurch werden Teere und Schweröle sowie Leichtöle, wie Benzol, Xylol und Toluol getrennt aufgefangen. Anschließend wird das Gas bei weiterer Abkühlung von Komponenten befreit, die zur Luftverunreinigung beitragen. Die zerlegten Kondensate werden erneut verdampft und falls erforderlich in weitere Komponenten zerlegt, um wertvolle von schädlichen Verbindungen zu trennen und die letzteren zu neutralisieren. Das so gereinigte Gasgemisch kann entweder zur Energieerzeugung eingesetzt oder zu Synthesegasgemischen weiter zerlegt werden. Schließlich kann es auch in Einzelkomponenten mit jeweJs gewünschten Einheitsgraden aufgespalten werden. Die Produkte können beispielsweise an die metallverarbeitende oder Kunststoffindustrie sowie an Hersteller von chemischen oder pharmazeutischen Produkten oder Farbstoffhersteller weitergegeben werden. Dadurch können sämtliche in festen Abfällen enthaltenen wertvollen Komponenten aufgearbeitet bzw. in verwertbare Produkte überführt und der erneuten Verwendung zugeführt werden. Ein derartiges Verfahren ist besonders umweltfreundlich, insbesondere weil die zurückbleibenden Stoffe (etwa 2 bis 5 VoIumen%) unschädlich bzw. inert sind und unbedenklich abgelagert werden können. Die Verfahrensdurchführung ist kostenmäßig günstig und ergibt relativ hohe Ausbeuten, wobei die gereinigten Gaskomponenten einen hohen Wiederverkaufswert aufweisen.

Feste Abfallstoffe aller Art können erfindungsgemäß in einem Reaktor verarbeitet werden. In Tabelle I ist die Zusammensetzung eines typischen Hausmülls wiedergegeben (gemäß Chemical Engineering, June 21, 1971):

Tabelle I	Komponenten	%
Papierprodukte	43,8
Metalle	9,1
Nahrungsmittelabfälle	18,2
Glas, Keramik	9,0
Gartenabfälle	7,9
Kunststoff, Kautschuk und Leder	3,0
Textilien	2,7
Holz	2,5
Schutt, Schlacke u. dgl.	3,8

100,0

Die Zusammensetzung der erfindungsgemäß erhaltenen gasförmigen Produkte hängt u. a. von den folgenden Faktoren ab:

1. Art und Menge der zusätzlich zu den Abfallstoffen in den Reaktor eingebrachten Materialien,

2. Temperatur der Real-tionszone,

3. Temperatur der zusätzlich zugegebenen Stoffe, wie Sauerstoff, Dampf, flüssige Brennstoffe oder Heizgase.

Die in den Reaktor eingebrachten Zusatzstoffe können Dampf, Brennstoffe sowie Sauerstoff bzw. mit Sauerstoff angereicherte Luft sein. Sauerstoff mit

möglichst großer Reinheit ist bevorzugt. Mit Sauerstoff angereicherte Li'^f': wird vorzugsweise dann verwendet, wenn ein Gas mit höherem Stickstoffgehalt erwünscht ist. Gebildete Teere und Schmieröle können nach ihrer Auskondensation wieder als Brennstoff in den Kreislauf zurückgeführt werden. Die zugegebenen Brennstoffe werden vorzugsweise auf die in dem Reaktor herrschende Temperatur vorgeheizt und in dere unteren Teil des Reaktors bzw. in die Reaktiortszone gegeben. Raffinerieabfälle, Schmieröl sowie ähnliche Brennstoffe sollten ebenfalls vor der Eingabe in den Reaktor vorgeheizt werden. Als Brennstoff kann auch Kohle, sogar solche minderer Qualität bzw. hohen Schwefelgehaltes verwendet werden, zumal bei der Gaszerlegung schwefelhaltige Gase zurückgehalten und elementarer Schwefel gewonnen werden kann.

Die höchste Temperatur des Reaktors tritt in der Reaktionszone, d. h. über dem Rost auf. Die Gase ziehen in dem Reaktor hoch und erhitzen dabei die Abfallstoffe, die von oben aufgegeben werden. Dabei kühlen sich die Gase um ca. 200 bis 300° C ab. Wenn also beispielsweise eine Temperatur von 800° C in der Reaktionszone herrscht, verlassen die Gase den Reaktor bei einer Temperatur von etwa 601)° C.

Eine typische Zusammensetzung der Gase bei einer Reaktionstemperatur von 800° C unter gleichzeitigem Einsatz von Sauerstoff, vorgeheiztem Dampf und flüssigen Brennstoffen ist in der folgenden Tabelle II angegeben.

	Tabelle II	39,0 %
Wasserstoff		16,2%
Kohlenmonoxid		15,5%
Methan		2,2%
Äthan		15,5,%
Kohlendioxid		7.9%
Äthylen		0,6%
Propan		2,5%
Propylen		6.0%
Butan +

Ein Gasgemisch einer derartigen Zusammensetzung kann erhalten werden, indem man zusätzlich zu den festen Abfallstoffen etwa 20% flüssige Brennstoffe und ungefähr 15% Sauerstoff (in Gew.%) zugibt. Das Verhältnis von Dampf einschließlich Feuchtigkeit zu Kohlenstoff liegt im Bereich von 1:4, wobei der Dampf und die flüssigen Brennstoffe auf die Reaktionstemperatur von 800° C vorgeheizt werden.

Für den Fall, daC eine andere Gaszusammensetzung erwünscht ist, wenn beispielsweise weniger Olefine und dafür mehr Wasserstoff sowie Kohlenmonoxid gebraucht werden, kann man die Reaktionstemperatur beispielsweise auf 1000° C steigern. Das dabei erhaltene Gas kann die aus Tabelle HI ersichtliche Zusammensetzung aufweisen.

	Tabelle III	45,5 %
Wasserstoff		17,1 %
Kohlenmonoxid		11.0%
Methan		9,0%
Äthan		19,5%
Kohlendioxyd		4,4%
Äthylen		2,0%
Propan		1,0%
Propylen		4.0%
Butan

Bei niedrigeren Temperaturen als 800° C gemäl Tabelle II werden mehr Olefine als bei den höheret Temperaturen gemäß Tabelle III erhalten. Derartig! Gase sind insbesondere für die Kunststoffindustru ' wertvoll. Allgemein ist jedoch die Durchführung de Verfahrens der Erfindung im Temperaturbereich zwi sehen etwa 8(K) und etwa KKK)⁰ C besonders vorteil haft.

Es ist daher zweckmäßig, vor der Durchführung de:

i" Verfahrens der Erfindung die gewünschte Gaszusam mensetzung festzustellen. Mit der Sauerstoffzugabi kann die Reaktionstemperatur gesteuert werden. Du Zugabe von Sauerstoff, Dampf sowie flüssigen unc gasförmigen Brennstoffen erfolgt kontinuierlich

ι - während die Abfallstoffe in regelmäßigen Abständer in das geschlossene System eingeführt werden.

Von großer Wichtigkeit ist, daß der Reaktorbetriefc so gesteuert wird, daß ein minimaler Anteil an Kohlendioxid gebildet wird, weil sonst die nachfolgende -" Reinigung des erhaltenen Gases unnötig erschwer! werden würde.

Allgemein kann eine vorher festgelegte Reaktionstemperatur durch die Dosierung von Sauerstoff sowie durch Zugaben an Dampf, Brennstoffen und gegebe- :> nenfalls durch Rückführung von Kohlendioxid erreicht werden.

Durch höhere Zugaben an Sauerstoff oder ar Kreislaufgasen wird die Reaktionstemperatur gesteigert. Dampf sowie Kohlendioxid erniedrigen dageger κι die Tempeatur des Reaktors. Die Reaktortemperatur wird weiterhin auch durch die Aufheizung der einzugebenden flüssigen Brennstoffe oder Gase beeinflußt

Im folgenden wird das Verfahren der Erfindung ar Hand bevorzugter Ausführungsbeispiele und in bezug η auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Fließschema mit den einzelnen Stufer des Verfahrens der Erfindung und

Fig. 2 ein Fießschema, bei dem die für die Verfahrensdurchführung benötigten Apparaturen schema-JIi tisch dargestellt sind.

Das Fließschema der Fig. 1 bedarf keiner näherer

«_*i to tit. v-i ui ig. j_/ι ν luiKvtiuL XJLAVi ti viLSUiik: ov uv in sh.ii daher im wesentlichen auf die Fig. 2.

Wie bereits in Tabelle I angegeben, enthalten die zu verwertenden Abfallstoffe auch eisenhaltiges Material, Legierungen von Nichteisenmetallen sowie Glas in Form von Flaschen u. dgl.

Diese Bestandteile können in der Vorbehandlung des Materials entfernt werden. Glas und nicht-magnetische Bestandteile werden mechanisch aussortiert, während magnetische Teile vom Fließband aus automatisch festgehalten werden können. Falls sich in der Nähe der Anlage eine stahlverarbeitende Industrie befindet, werden die magnetischen Teile vor der Aufgäbe der Abfallprodukte in den Reaktor aussortiert, anderenfalls werden sie im ausgeglühten Zustand im Schlackenendprodukt erhalten.

Nach der Vorsortierung wird der Müll zerkleinert und mit Hilfe eines Förderbandes 1 durch Schleusen 7

en und 9 in einen Reaktor 3 gegeben. Falls eisenhaltiges Gut 5 vor der Verarbeitung im Reaktor abgetrennt werden soll, sind am oberen Ende des Förderbandes magnetische Rollen vorgesehen. Die Abfallstoffe werden in den Reaktor eingebracht, indem das obere Tor 7 geöffnet und danach wieder geschlossen wird. Danach wird die untere Schleuse 9 geöffnet, wodurch das Material schubweise in den Reaktor gelangt. Dadurch kann das Entweichen von Gasen aus dem Reak-

tor verhindert werden. Der in dem Reaktor vorgesehene Überdruck soll niedrig gehalten werden, so daß er höchstens 254 mm Wassersäule betrügt, und zwar unabhängig von der im Reaktor herrschenden Temperatur.

Eit.»'Leitung 11 dient für die Zugabe von flüssigen Brennstoffen oder auch von Kreislaufgas oder Zusatzgas. Gegebenenfalls vorgewärmter Sauerstoff wird über eine Leitung 15 in den Reaktor cingcblasen. Für die Zuleitung von gegebenenfalls in einem Vorwärmer 19 vorerhitzten Dampf ist eine Leitung 17 vorgesehen.

Obwohl die Zufuhr der umzuwandelnden Abfallprodukte periodisch erfolgt, werden die gebildeten gasförmigen Produkte kontinuierlich abgezogen. Diese werden durch ein Abzugsrohr 23 zur Abkühlung in eine "cricsclungskarnnier 25 gclciici, vvu das GasbiszueinerTemperatur von 3(X)° C abgeschreckt wird. Dabei kann es mit zuvor kondensierten leichten ölen / oder Teeren besprüht werden, wodurch einige der enthaltenen Teere und öle auskondensieren. Die die Berieselungskammer 25 über eine Leitung 27 verlassenden öle können mittels einer Umlaufpumpe 29 über eine Leitung 31 zurück in die Berieselungskammer gefördert werden. Falls erwünscht, kann die Berieselungskammer 25 eine Doppelwandung 33 zur Erzeugung von Dampf aufweisen. Dies kann jedoch auch mit Hilfe von eingesetzten Heizschlangen 33 erreich' werden. Im übrigen können die Schlangen 33 mit Luft gekühlt und diese dann zum Antrieb einer Heißluftturbine verwendet werden. Dies setzt allerdings voraus, daß die Berieselungskammer 25 bei höheren Temperaturen betrieben wird.

Das in der Berieselungskammer 25 bei der Temperatur von 300° C nicht kondensierte Gas wird mittels eines Gebläses 35 einem Abhitzekessel 37 und danach einem Abscheider 39 zugeführt. Dabei werden einige Mittelölkomponenten auskondensiert, da die Temperatur auf etwa 100° C herabgesetzt wird. Diese Kondensate werden vom Abscheider über eine Leitung 41 abgezogen und entweder an Verbraucher abgegeben oder wieder in den Reaktor zurückgeführt. Danach wird das Gas über eine Leitung 43 einer Fraktionierkolonne 45 zugeführt. Hier werden die restlichen Leichtöle auskondensiert und in brauchbare Fraktionen getrennt, um gegebenenfalls dem Verbraucher zugeführt zu werden. Ein Teil der am Kopf der Kolonne 45 gewonnenen Gase werden in einem Kühler 46 kondensiert und als Rücklauf in der Kolonne verwendet, wozu er über eine Leitung 51 in diese zurückgeführt wird. Das nun abgekühlte Gas wird über eine Leitung 53 in einen Kompressor 55 geleitet, wo es auf einen Druck von maximal etwa 3,5 atü gebracht wird. Danach wird das Gas in einem Kühler 57 auf etwa 20° C abgekühlt. Schließlich wird das Gas in einer Tieftemperaturanlage in den Regeneratoren 59, 61 und 63 gereinigt sowie in brauchbare und schädliche Komponenten zerlegt. Die verschiedenen Komponenten werden in Schichten an der Kühlmasse der Regeneratoren aus kondensiert. Man erhält so ein reines Gas, das seiner weiteren Verwendung zugeführt wird.

Die zuvor beschriebene Trennung der Komponenten in den Regeneratoren erfolgt in drei gleichen Türmen 59,61 und 63, die mit automatischen Schaltventilen 65a, 656 und 65c ausgestattet sind. Weiterhin sind eine Expansionsturbine 67, eine Vakuumpumpe 69 sowie ein Kompressor 71 und eine Destillierkolonne 72 vorgesehen. Jeder der drei Regeneratoren enthält entweder Ziegelsteine oder Keramikkugcln, Stahlkugelnodersonstiges Material wie Bleche. Diese wirken als Kältespeicher und weisen große korrosionsfeste Oberflächen auf. Ein Ventil 74 ist zum Transport des Gases über die Leitung 73 zur Kolonne 72 vorgesehen. Dabei ist allerdings zu beachten, daß die Kolonne 72 nicht unbedingt erforderlich ist, wenn beispielsweise das Gas nur für die Energieerzeugung verwendet werdensoll. In diesem Falle ist eine weitere Zerlegung entbehrlich, da lediglich die Reinigung ausreicht.

Das zu behandelnde Gas wird periodisch aufgegeben, weil die Regeneratoren nur chargenweise arbeiten. Die Regeneratoren weiden jedoch laufend umgeschaltet, um das Gas trotzdem kontinuierlich verar-

M können. Diese Schaitperioden werden in gleichen Intervallen durchgeführt, so daß in der einen Phase das »Aufladen« des Regenerators, in der zwei-

:» ten das Abziehen der Kondensate und in der dritten Phase die neuerliche Abkühlung des Regenerators stattfindet.

Die erste Phase des Kreislaufs wird durchgeführt, indem die Ventile 65a an jedem Ende des Regenera-

:> tors 59 und die Ventile 65c an jedem Ende des Regenerators 63 geöffnet und die Expansionsturbine 67 in Gang gesetzt wird. Das Gas strömt nun durch den Turm 59, die Turbine 67, den Turm 63 und die Kolonne 72. Man läßt das Gas in dieser Weise eine kurze

m Zeitspanne strömen, beispielsweise je nach Kapazität der Regeneratoren und Zusammensetzung des Gases für 6 bis 8 Minuten. Nach der Abkühlung des Regenerators 63 kann das Gas zur weiteren Zerlegung nach weiterer Abkühlung in einer Destillierkolonne in ver-

r> schiedene Fraktionen aufgeteilt werden.

Während das Gas im Regenerator 59 abgekühlt wird, und zwar infolge der Berührung mit den großen Oberflächen der in der Kolonne befindlichen Kühlfeststoffe, scheiden sich bestimmte Komponenten auf

4n den Oberflächen ab. Das Restoa« wird in Her Expansionsturbine 67 auf 0,35 atü entspannt und wird dann dem Regenerator 63 zugeführt, wo eine gewisse Abkühlung der Sieine stattfindet. Das Gas, das weiter zur Kolonne 72 geleitet wird, kann nun zu einem Synthesegas verarbeitet werden, wobei das gewünschte Mischungsverhältnis von CO und H₂ ebenfalls eingestellt werden kann. In ähnlicher Weise kann man auch ein Ammoniaksynthesegas erhalten. Wenn das »reine« Gas nur zur Energielieferung verwendet wer-

-,o den soll, ist die Trennkolonne 72 entbehrlich, es sei denn, in dem Gas enthaltendes Methan soll isoliert und in flüssiger Form separat gespeichert werden, um für den Ausgleich in Verbrauchsspitzen eingesetzt zu werden.

In der zweiten Phase der Schaltperiode werden die in der ersten Phase abgeschiedenen bzw. ausgefrorenen Komponenten verdampft. Dabei wird das Ventil 65 b am unteren Ende geschlossen und das obere Ende mit dem Ausgang zur Vakuumpumpe 69 verbunden.

Danach wird das Gas im Kompressor 71 wieder komprimiert. Infolge des Vakuums verdampfen die Kondensate und werden aus dem Regenerator 61 abgezogen. Diese Fraktion des Gasgemisches wird als Säuregas bezeichnet und enthält hauptsächlich CO₂,

_b5 H₂S, SO₂ sowie C₃H₆ und C₃H₈ mit C₄ - Kohlenwasserstoffen, Spuren von SO₃ und HCN. Schädliche Gase mit einem Gehalt an Clor, Schwefel od. dgl. werden hier ebenfalls aufgefangen und können in äu-

ßerst einfacher Weise neutralisiert und unschädlich gemacht werden, ohne die Umwelt zu belasten.

Die dritte Phase ist ähnlich wie die erste, mit der Ausnahme, daß zuerst der Regenerator (63) beschickt wird, indem sich die schwereren Komponenten absetzen.

Das Verfahren der Erfindung kann für unterschiedliche Müllmengen angewendet werden. Wenn beispielsweise 1000 Tonnen Abfälle pro Tag zur Verfügung stehen, können 41 700 KWh erzeugt werden. Eine gemäß dem Verfahren der Erfindung betriebene Vergasungsanlage ist wesentlich billiger als eine den heutigen Anforderungen gerecht werdende Verbrennungsanlage. Die Vcrgasungsanlage kann daher mit geringerem Kapitalaufwand erstellt: werden, weil gewisse Einrichtungen, die eine Müllverbrennungsanlage verteuern, entfallen, beispielsweise Schornsteine, Niederschlagsgitter, Zyklone, sekundäre Verbrennungskammern, Rauchgaswäschen, Wanderroste, Kesselanlagen od. dgl. Dazu kommt noch, daß man bei einer Vergasungsanlage erzeugtes Gas speichern und zur Verwendung in Verbrauchsspitzen bereitstellen kann, was bei einer Dampferzeugungsanlage nicht möglich ist.

Gegenwärtig besteht die Tendenz, die in größeren Gebieten anfallenden Abfallmengen zusammenzufassen. Bei einer Anlieferung von beispielsweise 5000 Tonnen Müll pro Tag könnte daher genügend Synthesegas erzeugt werden, um mindestens 600 Tagestonnen Methylalkohol zu erzeugen. Methylalkohol kann leicht gespeichert werden und ist ein guter Energieträger. Falls man es daher vorzieht, die zerlegten Gaskomponenten zur Herstellung von Chemikalien zu verwenden, kann man durch die Wiederverwendung der gewonnenen Materialien einen chemischen Betrieb in rentabler Weise betreiben. Die anfallenden Olefine bringen zudem ein Vielfaches an Heizwert ein, wenn sie direkt dem Verbraucher zugeführt werden.

Durch das Verfahren der Erfindung können ganze Industriebezirke in die Abfallbcscitigungs- bzw. Reinigungsaktion einbezogen werden, da unerwünschte und nur kostspielig zu reinigende Abgase in dem Reaktor mitverarbeitet werden können, sofern sie noch einen Heizwert besitzen.

Wenn man das Verfahren der Erfindung zur Herstellung eines Gases mit einem höheren Gehalt an Olefinen bei Temperaturen von weniger als 8(M)" C durchführt, erhält man größere Mengen an Rückständen, die noch größere Mengen an Kohlenstoff enthalten können. Diese kohlenstoffreichen Rückstände können in einer Sekundärvergasungsstufe derart aufgearbeitet werden, daß zusätzliche Mengen an Wasserstoff und Kohlenmonoxid erhalten werden kön-

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Verfahren zur Umwandlung von festen Abfällen in verwertbare Produkte durch erhöhte Temperatur und Zuführung O₂-haltigen Giises in einem Schachtgenerator, in welchem die oben aufgegebenen Abfälle in einer unteren Zone mit dem ständig zugeführten O₂-haltigen Gas reagieren, die heißen Reaktionsgase nach oben durch die Abfälle strömen und zusammen mit deren Destillationsprodukte (Teere, öle) abgezogen werden, die daraus durch Kondensation abgetrennt und zum Reaktor zurückgeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfälle unter Zufuhr von reinem Sauerstoff oder mit Sauerstoff angereicherter Luft, zusätzlichem flüssigen oder gasförmigen Brennstoff und erforderlichenfalls Dampf bei Temperaturen zwischen 600 und 1200° C vergast werden derart, daß das Produktgas Wasserstoff, Kohlenmonoxyd und einen erheblichen Anteil an höheren Kohlenwasserstoffen aufweist, wonach dieses Produktgas nach Abtrennung der öle und Teere mittels Tief tempera tur-Gaszerlegung in seine verschiedenen Komponenten zerlegt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das von Teeren und ölen befreite Produktgas vor der Zerlegung komprimiert und gekühlt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das .komprimierte und gekühlte Produktgas bei eingestelltem Temperaturniveau in kondensierbare und nicht kr-idensierbare Bestandteile zerlegt wird und die kondensierbaren Bestandteile erneut verdampft werden.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Produktgas auf einen Druck von etwa 3,5 atü komprimiert und anschließend auf 20° C gekühlt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht kondensierbaren Bestandteile in eine Synthesegas- und eine schwerere Fraktion zerlegt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis S, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der durch die Zerlegung des Produktgases gewonnenen Komponenten im Kreislauf zum Schachtreaktor zurückgeführt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die im Kreislauf zurückgeführten Komponenten vorgewärmt werden.

8. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Komprimierung des Produktgases vor seiner Zerlegung mindestens teilweise dadurch erfolgt, daß der Schachtreaktor mit Überdruck betrieben wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Tieftemperatur-Gaszerlegung in mindestens einem Regenerator mit einer Füllung mit großen Kühlflächen erfolgt, dem das Produktgas periodisch zugeführt wird und der nacheinander mit den Arbeitphasen

a) Einleiten des komprimierten Produktgases;

b) Verdampfen der auf den Kühlflächen niedergeschlagenen Komponenten;

c) erneutes Abkühlen der Kühlflächen durch Hindurchleiten von zuvor im Regenerator

gekühltem und anschließend entspanntem

Restgas,
zyklisch betrieben wird.

10, Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens drei Regeneratoren gleichzeitig mit zueinander versetzten Arbeitsphasen betrieben werden.