DE4024303C1 - Carburation of carbonaceous materials - by pyrolytic decomposition, putting impurities through low viscosity bath made of old molten glass - Google Patents

Abstract

Carburetting carbonaceous materials comprises pyrolytic decomposition and putting the unwanted matter than collects in the combustion or pyrolysis plant, through high temp. molten bath. The molten bath medium pref. being of old glass and having a low viscosity and kept at 1200 deg.C or above. A series of baths having different temps. and/or different compositions may be used. USE/ADVANTAGE - Drawbacks of other methods are avoided. Not only can flue gases from combustion processes, and gaseous matter from industry, be completely freed from organic and/or inorganic harmful matter, but a general method is offered for obtaining pyrolysis gas suitable for heating purposes without intermediate cooling. Useful solid material is also obtained, and problems are avoided.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to a Method according to the preamble of claim 1.

Dabei ist die Abgasreinigung durch Konvertieren der Schadstoffe, wie sie in Verbrennungs- und/oder Pyrolyseanlagen anfallen, in biologisch unbe­ denkliche Form, durch Beaufschlagung mit hohen Temperaturen von wesentlicher Bedeutung.
Exhaust gas purification by converting the pollutants, as they occur in combustion and / or pyrolysis plants, into a biologically safe form, by exposure to high temperatures, is essential.

*(IPC = Internationale Patentklassifikation)* (IPC = International Patent Classification)

Bei Verfahren nach IPC* "C 10 J, 3/70" ist es ganz allgemein bekannt, zunächst eine Karburierung durch pyrolytische Zersetzung der anfallenden kohlen­ stoffhaltigen Materialien, etwa in einem Vergaser vorzunehmen.For procedures according to IPC * "C 10 J, 3/70", it is very generally known to first carry out carburization by pyrolytic decomposition of the resulting carbonaceous materials, for example in a gasifier.

Zur Schadstoffbeseitigung von Abgasen aller Art, ist es darüber hinaus bekannt, in ein- oder mehrstufi­ gen Filterverfahren Verunreinigungen aus dem Gas­ strom auszufiltern. Die bekannten, beispielsweise 2-stufigen Verfahren arbeiten dabei so, daß zu­ nächst die heißen Abgase mit Temperaturen bis zu 1200°C und mehr auf eine für die Filteranlage un­ bedenkliche, niedrigere Temperatur heruntergekühlt und dann dem Filterprozeß unterzogen werden, um gegebenenfalls für Weiterverarbeitungsprozesse verwendet oder nach der Reinigung in die Atmosphäre entlassen zu werden. Die vorherige Abkühlung von kontaminierten Abgasen hat den Vorteil, daß Filteranlagen mit hohem Wirkungsgrad einge­ setzt werden können, während ein Nachteil u. a. in der erheblichen Vernichtung von Wärmeener­ gie zu finden ist. Standard-Entstaubungsanlagen werden bei Temperaturen betrieben, die möglichst unterhalb von 200°C liegen.To remove pollutants from all types of exhaust gases it is also known in one or more stages filter process impurities from the gas filter out electricity. The well-known, for example 2-stage processes work in such a way that next the hot exhaust gases with temperatures up to 1200 ° C and more on one for the filter system alarming, lower temperature cooled down and then undergo the filtering process to possibly for further processing processes used or after cleaning in the atmosphere to be released. The previous cooling of contaminated exhaust gases has the advantage that filter systems with high efficiency turned on can be set, while a disadvantage u. a.  in the considerable annihilation of heat is to be found. Standard dedusting systems are operated at temperatures as possible are below 200 ° C.

Filteranlagen, die auch bei hohen Temperaturen betrieben werden können, kennzeichnen sich insbe­ sondere durch einen nur relativ geringen Gasdurch­ satz, sowie durch die Verwendung der für die hohen Temperaturen geeigneten, entsprechend an­ spruchsvollen Materialien.Filter systems that work even at high temperatures can be operated, in particular especially through a relatively low gas flow sentence, as well as by using the for the suitable for high temperatures sophisticated materials.

Jede der bekannten Filteranlagen bedarf ständi­ ger Wartung, einem stetigen Ersatz des Filter­ materials, wobei zusätzlich die Beseitigung der abgefilterten Reststoffe insbesondere dann, wenn es sich um giftige Kontaminationen handelt, Umwelt- und Kostenprobleme aufwirft. Die in Filterstäuben anfallenden Kontaminationen bezie­ hen sich im wesentlichen auch auf erhebliche Konzentrationen von Schwermetallen wie Zink, Nickel, Arsen, Kupfer, Cadmium, Quecksilber und dergleichen, so daß die Entsorgung solcher Filterstäube nur über Sonderdeponien möglich ist.Each of the known filter systems is constantly required maintenance, a constant replacement of the filter materials, with additional elimination the filtered residues in particular if it’s toxic contamination, Environmental and cost problems. In the Contaminations arising from filter dust are essentially also significant Concentrations of heavy metals such as zinc, Nickel, arsenic, copper, cadmium, mercury and the like, so that the disposal of such Filter dust only possible from special landfills is.

Neben mechanisch arbeitenden, d. h. Verunreini­ gungen absorbierenden Zyklonen, Sackfiltern, Kerzenfiltern, Schüttschichtfiltern und dgl. Einrichtungen werden für die Beseitigung von Schadstoffen aus Abgasen auch Elektrofilter eingesetzt, deren Reinigung und Instandhaltung jedoch mit Problemen verbunden ist, die mit den Schwierigkeiten bei den vorstehend genann­ ten Filteranlagen vergleichbar sind. In addition to mechanically working, d. H. Verunreini absorbing cyclones, bag filters, Candle filters, packed bed filters and the like Facilities are used for the elimination of Pollutants from exhaust gases, including electrostatic precipitators used, their cleaning and maintenance however is associated with problems with the difficulties mentioned above filter systems are comparable.  

Andere Filtrationsanlagen der hier interessieren­ den Art, etwa solche mit Naßwäsche führen zwangs­ läufig zu überhöhten Abwasserproblemen. Das Auswaschen von Kontaminationen und damit deren Einbringung in die Flüssigkeit erbringt hohe Abwasservolumina, die nicht unmittelbar in Flüs­ se bzw. die Umwelt abgegeben werden können. Kombi­ nierte Trocken-Filterverfahren mit anschließen­ der Naßwäsche bzw. Halbtrockenverfahren ergeben nur eine Aggregation der vorstehend genannten Nachteile ohne erkennbare Vorteile.Other filtration systems of interest here the type, such as those with wet laundry, lead to to excessive wastewater problems. The Wash out contaminants and thus their Introduction into the liquid yields high Wastewater volumes that are not immediately in rivers the environment. Station wagon Connect the dry filter method the wet wash or semi-dry process just an aggregation of the above Disadvantages with no discernible advantages.

Schließlich soll hier noch Erwähnung finden, daß es auch vorgeschlagen worden ist, die mit Kontaminationen beladenen Abgase insbesondere dort, wo es sich um organische Schadstoffe han­ delt, derart mit hohen Temperaturen zu beauf­ schlagen, beispielsweise durch Hochtemperatur­ verbrennung, daß sie mit Sicherheit in ihre anorganischen Bestandteile zerlegt werden. Dieses geschieht bisher insbesondere dort, wo organische hochtoxische Stoffe, wie Dioxine oder Furane vorliegen.Finally, it should be mentioned here that it has also been suggested using Contaminated exhaust gases in particular where there are organic pollutants delt, so high temperatures beat, for example by high temperature cremation that they are safe in their inorganic components can be broken down. So far, this has happened particularly where organic highly toxic substances such as dioxins or furans are present.

Ein bekanntes Verfahren zum Abscheiden von Verun­ reinigungen aus Heißgasen mit Temperaturen bis zu 1200°C, bei dem während der Entstaubung das hohe Temperaturniveau nahezu aufrechter­ halten wird (DE-OS 37 43 561) kennzeichnet sich beispielsweise dadurch, daß die mit Staub be­ ladenen Heißgase zunächst durch eine gasdurch­ lässige Prallwand mit einer porigen Ausström­ fläche geführt werden, um nach dem Passieren der Prallwand und dem damit verbundenen Abschei­ den vornehmlich gröberen Partikel durch Schütt­ schichten geringer Dicke aus hochtemperatur­ beständigem, regenerierbarem Filtermaterial geleitet zu werden.A well-known method of separating Verun cleaning from hot gases with temperatures up to to 1200 ° C, during which dedusting the high temperature level almost upright will hold (DE-OS 37 43 561) is characterized for example, that the be with dust charged hot gases first through a gas through casual baffle with a porous outflow area to be led to after passing the baffle and the associated parting the mainly coarser particles due to bulk  layers of low thickness from high temperature resistant, regenerable filter material to be directed.

Die hohen Abgasvolumina in Industrieanlagen, ver­ bunden mit hohen Durchsatzgeschwindigkeiten im Kamin, führen zu sehr kurzen Beaufschlagungs­ zeiten mit den erforderlichen Temperaturwer­ ten. Für die notwendigen Verweilzeiten gibt die Literatur Werte an, die bei einer Feuer­ raumtemperatur von nahezu 1100°C eine mini­ male Verweilzeit von etwa 2 Sekunden erfordern, um Dioxine und Furane sicher zu zerstören, während beispielsweise bei Temperaturen von 800°C bereits Verweilzeiten von 5 Sekunden erforderlich sind. Das ist allein durch Flamm­ beaufschlagung der diese durchströmenden Abga­ se praktisch nicht realisierbar, wenn nicht die hierfür erforderlichen Abgaswege über Ge­ bühr lang ausgelegt werden sollen.The high exhaust gas volumes in industrial plants, ver combined with high throughput speeds in the fireplace, lead to very short exposure times with the required temperature values for the necessary dwell times the literature values at a fire room temperature of almost 1100 ° C a mini male residence time of about 2 seconds, to safely destroy dioxins and furans, while for example at temperatures of 800 ° C already residence times of 5 seconds required are. That is by flame alone the exhaust gas flowing through it se practically not feasible if not the exhaust gas paths required for this via Ge to be interpreted long.

Das wesentliche Problem bei jeder Abgasreini­ gungsanlage ist in der Frage nach dem Verbleib der Reststoffe zu suchen. Diese liegen als Re­ aktionsprodukte in Form von trockenen Kristal­ lisaten, gelösten Salzen und/oder in hohem Maße schadstoffbeladenen Stäuben vor. Die Entsorgung dieser Reststoffe, die in erheblicher Menge anfallen, ist stets problematisch und erfor­ dert stetig wachsenden Sonderdeponieraum.The main problem with every exhaust gas cleaning system is in the question of whereabouts to look for the residues. These lie as re Promotional products in the form of dry crystals lisates, dissolved salts and / or to a high degree pollutant-laden dusts. The disposal of these residues in significant quantities incurred is always problematic and requires constantly growing special depository.

Weitere Nachteile von Filteranlagen nach dem Stand der Technik sind ihre extrem hohen An­ schaffungs-, Instandhaltungs- und Betriebskosten. Sie liegen in zweistelliger Millionenhöhe. Ihr Investitions- und Wartungsaufwand bewegt sich in etwa gleicher Höhe wie der Aufwand für die vorgeschalteten Verbrennungsanlagen bzw. Pyro­ lyseanlagen.Other disadvantages of filter systems after State of the art are their extremely high standards creation, maintenance and operating costs. They are in the tens of millions. your  Investment and maintenance costs move about the same amount as the effort for the upstream incinerators or pyro lysis plants.

Hierbei soll unter Pyrolyse - dem allgemeinen Sprachgebrauch folgend - im nachstehenden der Gesamtvorgang der Zersetzung von organischen Substanzen durch Erhitzen auf über 300°C unter weitgehendem Sauerstoffabschluß verstanden werden. Die dabei entstehenden Pyrolysepro­ dukte sind brennbare Gase, Feststoffe und Kondensate. Die anfallenden Feststoffe sind je nach Pyrolysetemperatur entweder stark kohlen­ stoffhaltig (Niedertemperaturpyrolyse), oder fallen als mineralisierter Schlackenstoff an (Hochtemperaturpyrolyse). Die anfallenden Pyro­ lysegase werden im Regelfall einer thermischen Verwertung durch Verbrennen zugeführt, der Kohlen­ stoff des Feststoffaustrages wird nur gelegent­ lich durch Verbrennung verwertet (Schwelbrennver­ fahren von Siemens). Die Kondensate werden nur in Sonderfällen als petrochemischer Rohstoff verwertet, in der Regel sind sie - da hoch schad­ stoffhaltig - schwer entsorgbarer Sondermüll. Der Feststoffaustrag der Niedertemperaturpyrolyse enthält die Schadstoffe angelagert an seine Kohlenstoffbestandteile, der Feststoffaustrag der Hochtemperaturpyrolyse enthält sie in weit­ gehend mineralisierter Form. Die bekannt ge­ wordenen Pyrolyseverfahren mit kontinuierlich­ em Durchlauf des Pyrolysegutes arbeiten im Be­ reich der Niedertemperaturpyrolyse, was vorteil­ haft ist, da hier noch keine Ofenmauerungen benötigt werden, der Feststoffaustrag ist also kohlenstoffhaltig. Nur beim bekannten sogenannten Siemensverfahren wird der Feststoff nach dem Absieben und Aussortieren als Zusatzbrennstoff genutzt, bei allen anderen Verfahren ist er wegen zu großem Schadstoffanteil, dessen Langzeit­ verhalten derzeit noch zu wenig untersucht ist, ein nicht unbedenkliches Deponiegut. Die Pyro­ lysegase werden beim Stand der Technik, wie folgt genutzt:Here, under pyrolysis - the general Language usage following - in the following the Overall process of organic decomposition Substances by heating to over 300 ° C below largely understood oxygen exclusion will. The resulting pyrolysis pro products are flammable gases, solids and Condensates. The resulting solids are depending on the pyrolysis temperature either carbonize heavily containing substances (low-temperature pyrolysis), or occur as mineralized waste material (High temperature pyrolysis). The Pyro As a rule, lysis gases become thermal Recovery by burning fed the coals Solids discharge material is only occasionally recycled (smoldering combustion drive from Siemens). The condensates only in special cases as a petrochemical raw material recycled, as a rule they are - it is a great harm Contains substances - hazardous waste that is difficult to dispose of. The solids discharge of low-temperature pyrolysis contains the pollutants attached to its Carbon components, the solids discharge high temperature pyrolysis contains them in wide going mineralized form. The known ge pyrolysis process with continuous em pass through the pyrolysis work in Be rich in low temperature pyrolysis, which is an advantage is because there are no furnace walls here are needed, so the solids discharge is  carbonaceous. Only with the well-known so-called Siemens process the solid after the Screening and sorting as additional fuel used, in all other processes it is due to excessive pollutant content, its long-term behavior is currently under-investigated, a landfill that is not harmless. The pyro lysis gases are used in the prior art, such as used as follows:

• 1. Sie werden aus dem Pyrolysereaktor unmittel­ bar in eine Nachverbrennungskammer geleitet, und dort unter Luftzufuhr verbrannt.1. You will immediately from the pyrolysis reactor passed into a post-combustion chamber, and burned there with air supply.
• 2. Sie werden durch Abkühlen von Ihrer Konden­ satfracht befreit, und danach mit den üblichen Verfahren der Gasreinigung (Naß­ wäsche, Staubfilterung) nachbehandelt, und2. You will be cooling off your condens exempt from sat cargo, and then with the usual methods of gas cleaning (wet laundry, dust filtering) treated, and
• 3. sie werden einem Spaltgaserzeuger zuge­ führt, bevor sie mit konventionellen Verfahren unter Abkühlung gereinigt werden.3. they are fed to a fission gas generator performs before using conventional Process cleaned with cooling.

Alle drei Vorgehensweisen haben Nachteile. Die direkte Nachverbrennung benötigt eine Abgas­ reinigung, die für großen Mengendurchsatz ausge­ legt sein muß, da die zugeführte Verbrennungsluft, d. h., etwa die 8-fache Menge der Pyrolysegase, mitgereinigt werden muß. Andererseits mindert die Reinigung ausschließlich der Pyrolysegase zwar die Menge der zu reinigenden Gase, ist aber energetisch ungünstig.All three approaches have disadvantages. The direct afterburning requires an exhaust gas cleaning out for large throughput must be placed, since the combustion air supplied, d. i.e. about 8 times the amount of pyrolysis gases, must also be cleaned. On the other hand, diminishes purification of pyrolysis gases only the amount of gases to be cleaned, but is energetically unfavorable.

Unbefriedigend gelöst ist bei den bekannten Techniken insbesondere auch das Problem der festen Reststoffe, wie sie bei der Pyrolyse anfallen. Sie liegen in nicht mineralisierter Form vor, die Bindung der Schadstoffe an den Kohlenstoff ist längerfristig als ungewiß zu betrachten. Für den verbleibenden Feststoff­ rückstand als Deponiestoff ergibt sich das Problem, daß er künftig als Sondermüll zu betrachten ist und entsprechend kostenträch­ tig entsorgt werden muß.The known solution is unsatisfactory  Techniques especially the problem solid residues, such as those used in pyrolysis attack. They are not mineralized Form before, the binding of the pollutants to the Carbon is too uncertain in the longer term consider. For the remaining solid this results in residue as landfill material Problem that he will in future as hazardous waste is to consider and is accordingly cost-prohibitive must be disposed of.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, nicht nur anfallende Abgase bei Verbrennungsprozessen oder den aus Industrieanlagen abgehenden gas­ förmigen Stoffen vollständig von organischen und/oder anorganischen Schadstoffen zu befrei­ en, sondern ganz allgemein ein Verfahren anzu­ geben, mit dem es möglich wird, schadstofffreies Pyrolysegas zur thermischen Nutzung ohne Zwischen­ abkühlung zur Verfügung zu stellen und den Stoffaustrag unabhängig von seinem gasförmigen, flüssigen oder festen Aggregatzustand hin­ sichtlich der darin enthaltenen Schadstoffe dauerhaft fest und auslaugungssicher in andere Stoffe einzubinden, so daß der Feststoff als verwert­ wertbarer Stoff nutzbar wird.Based on this state of the art the invention based on the task, not only resulting exhaust gases from combustion processes or the gas emitted from industrial plants shaped fabrics entirely of organic and / or inorganic pollutants s, but to apply a procedure in general give, with which it becomes possible, pollutant-free Pyrolysis gas for thermal use without intermediate to provide cooling and the Discharge regardless of its gaseous, liquid or solid state visible of the pollutants contained therein permanently solid and leach-proof in others Include substances so that the solid is recycled valuable material becomes usable.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das kennzeichnende Merkmal des Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche stellen vorteilhafte Weiter­ bildungen der Aufgabenlösung dar. Dadurch, daß die schadstoffhaltigen Stoffe durch ein Hoch­ temperaturschmelzbad geleitet werden, dessen Temperatur insbesondere größer als 700°C ist, werden zunächst die organischen Schadstoffe weitgehend zersetzt. Besonders vorteilhaft wirkt sich aus, daß das Durchströmen eines Schmelz­ bades mit weitaus geringeren Strömungsgeschwindig­ keiten verbunden ist, als die Verbrennung der Verunreinigungen in einem Gasbrenner nach dem Stand der Technik. In der Hochtemperatur-Flüs­ sigkeit werden die Kontaktzeiten zwischen schad­ stoffhaltigem Gas- bzw. Flüssigkeits- und/oder Feststoff-Kontaminationen derart begünstigt, daß längere Abwege entfallen können. Das er­ findungsgemäße Verfahren kann mit einem Vorrichtungs­ aufbau arbeiten, der wesentlich einfacher und kompakter ausgebildet ist, als die bekannten vergleichbaren Anlagen. Das Durchleiten der schadstoffbelasteten Stoffe durch ein Hochtempera­ turschmelzbad erfordert, wie bei herkömmlichen Filteranlagen auch, ein gewisses Druckgefälle, das sowohl dadurch erzeugt werden kann, daß die durchzuleitenden schadstoffhaltigen Material­ ien vorkomprimiert und unter Überdruck dem Hoch­ temperaturschmelzbad zugeführt werden, als auch dadurch, daß das Schmelzbad mit Unterdruck beauf­ schlagt wird. Tauchrohre, Siebböden oder andere einen Gasstrom in die Schmelzflüssigkeit hinein zerteilende Vorrichtungen, können zur Durchführung des Verfahrens hinsichtlich der gasförmig an­ fallenden Komponenten Anwendung finden, soweit sie vorteilhaft dafür sorgen, daß die Kontakt­ oberflächen zwischen dem zerteilten bzw. zer­ stäubten Gasstrom und dem Hochtemperaturschmelz­ bad so groß sind, daß ausreichende Wärmeübergänge zwischen der Badflüssigkeit und den Gasblasen und damit hohe Schadstoffübergänge gesichert bleiben. This object is achieved by the characterizing feature of claim 1 solved. The subclaims represent advantageous further form the task solution the pollutants containing a high temperature melt bath are conducted, the Temperature is in particular greater than 700 ° C.,  are the organic pollutants largely decomposed. Works particularly advantageous from that flowing through a melt baths with a much lower flow rate connected with the combustion of the Contamination in a gas burner after State of the art. In the high temperature rivers The contact times between the damage substance-containing gas or liquid and / or Solid contaminants favored such that longer walks can be omitted. That he The inventive method can with a device construction work that is much easier and is more compact than the known comparable plants. Passing the substances contaminated by pollutants due to high temperatures as with conventional ones Filter systems too, a certain pressure drop, that can be generated by the fact that the pollutant-containing material to be passed through ia pre-compressed and under high pressure temperature melt bath are supplied as well characterized in that the melt bath with negative pressure is struck. Immersion tubes, sieve trays or others a gas flow into the melt liquid dividing devices can be used to carry out of the process in terms of gaseous falling components find application so far They advantageously ensure that contact surfaces between the divided or zer dusted gas flow and the high temperature melt bad are so large that sufficient heat transfers between the bath liquid and the gas bubbles and thus secured high pollutant transfers stay.  

Die Hochtemperaturschmelzbäder können aus einem oder verschiedenen, geeigneten, bei den in Frage kommenden hohen Temperaturen schmelzen­ den Werkstoff bestehen. Metallische Bäder sind für die Konvertierung bestimmter Schadstoff­ kombinationen günstig. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn das Schmelzbad aus Glas besteht, weil in diesem Falle zum einen die Viskosität des Bades der gewünschten Tempera­ tur so angepaßt werden kann, daß ein problem­ loses Durchleiten und Zerteilen des schadstoff­ haltigen Materials möglich ist, weil darüber hinaus Glas hervorragende Einbindungseigen­ schaften für anorganische Schadstoffe besitzen. Beispielsweise sind Blei und Arsen, sogenannte Netzwerkbildner in den vorhandenen Glasstruk­ turen, die in entsprechend formulierte Gläser problemlos und auslaugungsfest bei hoher Auf­ nahmekapazität eingebaut werden. Ein weiterer Vorteil der Verwendung von Gläsern als Hoch­ temperaturschmelzbad ist darin zu sehen, daß beliebig unsortiertes, anderweitig nur schwer zu nutzendes Altglas verwendet werden kann.The high temperature melt pools can be made one or different, suitable, at the melt in question high temperatures the material exist. Are metallic baths for converting certain pollutant combinations cheap. Particularly advantageous it is, however, if the weld pool is made of glass exists because, in this case, the Viscosity of the bath of the desired tempera can be adjusted so that a problem loose passage and division of the pollutant containing material is possible because of it In addition, glass has excellent integration features possess properties for inorganic pollutants. For example, lead and arsenic are so-called Network builders in the existing glass structure doors that are in appropriately formulated glasses easy and leach-proof at high temperatures capacity can be installed. Another Advantage of using glasses as high temperature melting bath can be seen in the fact that randomly unsorted, otherwise difficult used glass can be used.

Wird das erfindungsgemäße Verfahren auf die Nachreinigung von Abgabeprodukten der Müllver­ brennung bzw. die Müllpyrolyse angewendet, so kann der nicht zu vermeidende Altglas-Anteil des Hausmülls direkt benutzt werden. Bei Glas­ schmelzen, deren Temperaturen oberhalb 1200°C liegen, ist sichergestellt, daß alle organischen Schadstoffe, die in Abgasen enthalten sein könnten, vollständig zersetzt werden, insbesondere auch Dioxin- bzw. Furane. If the inventive method on the Post-cleaning of waste disposal products combustion or garbage pyrolysis applied, so the unavoidable portion of waste glass of household waste can be used directly. With glass melt their temperatures above 1200 ° C lie, it is ensured that all organic Pollutants that could be contained in exhaust gases, be completely decomposed, especially also Dioxin or furans.  

Die mit einer derartigen hohen Temperatur des Schmelzbades verbundenen, extrem kurzen Kontaktzeiten, die zur sicheren Zersetzung aller organischer Schadstoffe ausreichen, er­ lauben auch erhöhte Durchströmungsgeschwindig­ keiten, wodurch die äußeren Abmessungen geeigne­ ter Schadstoffkonverter zur Durchführung des Verfahrens besonders klein gehalten werden kön­ nen. Im allgemeinen ist es jedoch vorteilhafter, geringe Durchströmungsgeschwindigkeiten des Schmelzbades vorzugeben und zu diesem Zweck die Durchströmungsquerschnitte entsprechend zu vergrößern. Verlängerte Kontaktzeiten von durch die Hochtemperaturschmelze hindurchperlen­ den kontaminierten Gase verhindern jegliches Risiko einer Schadstoffemission. Das erfindungs­ gemäße Verfahren bietet also einen weiten Opti­ mierungsspeilraum für technische Ausführungs­ formen der Badanordnung, wie auch der Hindurch­ führung der Gase durch dieses Flüssigkeitsbad.Those with such a high temperature of the melt pool, extremely short Contact times for safe decomposition sufficient of all organic pollutants, he also allow increased flow rates the outer dimensions are suitable ter pollutant converter for carrying out the Process can be kept particularly small nen. In general, however, it is more advantageous low flow rates of the Specify melting bath and for this purpose the flow cross-sections accordingly to enlarge. Extended contact times from bubbling through the high temperature melt the contaminated gases prevent anything Risk of pollutant emissions. The invention The procedure accordingly offers a wide opti lubrication room for technical execution shape the bath arrangement, as well as the way through leading the gases through this liquid bath.

In der Regel wird es ausreichen, wenn der schadstoffhaltige Materialstrom nur durch ein einziges Hochtemperaturbad geleitet wird. Je nach Art der Schadstoffmenge und Schadstoffzu­ sammensetzung im Materialstrom kann es jedoch zweckmäßig sein, mehrere Schmelzbäder hinter­ einander zu schalten, die nach Temperatur und/oder Zusammensetzung der Schmelze unterschiedlich sind. Auf diese Weise ist es möglich, Schad­ stoffe, die bei Temperaturen, bei denen organische Stoffe zersetzt werden und/oder flüchtig blei­ ben, in Schmelzbäder niedrigerer Temperatur chemisch so einzubinden, daß sie in unlöslicher Form ausgebracht werden können. As a rule, it will be sufficient if the material flow containing pollutants only through a only high temperature bath is conducted. Each according to the type of pollutant and pollutant composition in the material flow, however, it can be expedient, several melting baths behind to switch each other according to temperature and / or Composition of the melt varies are. This way it is possible to harm substances at temperatures where organic Substances are decomposed and / or volatile lead ben, in melting baths of lower temperature chemically so that they are insoluble Form can be applied.  

Von einer solchen Möglichkeit wird man vor allem dann Gebrauch machen, wenn größere Mengen leicht flüchtiger Schwermetalle unlöslich in die Schmelz­ bäder eingebunden werden sollen. Liegt im schad­ stoffbelasteten Materialstrom eine hohe Konzen­ tration an Schwermetallen vor, so bildet eine kaskadenförmige Anordnung mehrerer Schmelzbäder die vorteilhafte Möglichkeit, Schwermetalle als Schadstoffe, nicht nur einzubinden, sondern auch fraktioniert als Nutzstoffe auszubringen. Die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens kann durch Materialrecycling gegebenenfalls verbessert werden.One becomes above all from such a possibility use it when larger quantities are easy volatile heavy metals insoluble in the enamel bathrooms should be integrated. Is in the harm material flow a high concentration tration of heavy metals, forms one cascade arrangement of several melting baths the beneficial way of heavy metals as pollutants, not only to integrate, but also to be applied in fractions as useful materials. The economics of the process can be achieved by Material recycling improved if necessary will.

Die Verwendung mehrerer hintereinander geschal­ teter Hochtemperaturschmelzbäder, die auf unter­ schiedlicher Temperatur gehalten werden, und die gegebenenfalls auch unterschiedliche Zusammen­ setzungen aufweisen, ermöglicht eine effektive Reinigung durch chemische Prozesse, deren Abläufe an enge Temperaturgrenzen gebunden sind, wie beispielsweise Entstickungsverfahren. Enge Tempera­ turgrenzen können in einem Schmelzbad sehr viel genauer eingehalten werden, als im Abgasraum herkömmlicher Feuerungsanlagen. Die Hochtempera­ turschmelzbäder garantieren nicht nur eine voll­ ständige und rückstandsfreie Zersetzung organisch­ er Schadstoffe in unlöslichem Zustand, vor allem dann, wenn es sich um Glasschmelzbäder handelt.Using several formworks in a row teter high-temperature molten baths, which on below be kept at different temperatures, and the possibly also different together Having settlements enables effective Cleaning by chemical processes, their processes are bound to narrow temperature limits, such as for example denitrification processes. Tight tempera Door limits can be very high in a weld pool are observed more precisely than in the exhaust gas compartment conventional firing systems. The high temperature Hot melt baths do not only guarantee a full permanent and residue-free decomposition organic he pollutants in insoluble state, especially then, when it comes to molten glass baths.

Das mit den Verunreinigungen aus dem Abgas be­ ladene Material der Glasschmelzbäder ist als wertvoller Rohstoff weiterverwertbar. So ist es beispielsweise als Baumaterial oder im aufge­ schäumten Zustand als Isoliermaterial verwendbar. The be with the contaminants from the exhaust gas loading material of the molten glass baths is as valuable raw material can be reused. So is it for example as building material or in the foamed condition usable as insulation material.  

Um die Schadstoffkonzentrationen in diesem Werkstoff zu begrenzen und seine Eignung als vielseitig verwertbaren Baustoff nicht zu beeinträchtigen, ist es zweckmäßig und vorteil­ haft, wenn die Badschmelze im Überlauf bei kon­ tinuierlicher oder diskontinuierlicher Einspei­ sung von unverbrauchtem neuem Schmelzmaterial geführt wird. Die Kontaminierung des Badschmelz­ materials kann sicher kontrolliert und in definier­ ten Grenzen gehalten werden. Die überlaufende Ausbringung des Schmelzbades kontrollierter Zusammensetzung erfolgt beispielsweise in ein Wasserbad, um granuliert zu werden. Andere Ver­ fahren der Glasweiterverarbeitung lassen sich auf derartige Schmelzbadmaterialien ausdehnen. Es ist außerordentlich vorteilhaft, die Schmelz­ bäder für die Weiterverarbeitung nicht zwischen­ zeitlich abzukühlen.To the pollutant concentrations in this Limit material and its suitability as a versatile building material affect, it is useful and advantageous liable if the bath melt in the overflow at con continuous or discontinuous feed solution of unused new melting material to be led. Contamination of bath enamel materials can be safely checked and defined limits are kept. The overflowing Application of the melt pool more controlled Composition takes place, for example, in a Water bath to be granulated. Other ver Glass processing can be carried out expand to such melt pool materials. It is extremely advantageous to use the enamel baths for further processing are not between to cool down in time.

Die Verwendung von Glas als Schmelzbadmaterial gestattet es, die Schmelzbäder in einem weiten Temperaturbereich zu betreiben. Erfordert es die Schadstofffracht des zu behandelnden Abgabe­ materials, daß mit höchster Effektivität gerei­ nigt werden muß, so kann es zweckmäßig sein - und Gläser entsprechender Zusammensetzung machen dies auch möglich - daß Temperaturen von mehr als 1500°C angewendet werden.The use of glass as a melt pool material allows the melting baths in a wide Operate temperature range. Requires it the pollutant load of the tax to be treated materials that are highly effective it may be appropriate - and glasses of appropriate composition make this possible too - that temperatures higher than 1500 ° C.

Eine vorteilhafte Weiterentwicklung des erfindungs­ gemäßen Verfahrens kann darin gesehen werden, daß zumindest ein Teilstrom des anfallenden Abgases über entsprechende Düsen oder Brenner im spitzen Winkel unmittelbar auf die Ober­ fläche des Schmelzbades mit einer diese auf­ wirbelnden Geschwindigkeit geleitet wird. Ein derartiges Vorgehen ist vor allem dann vorteil­ haft, wenn die in Frage kommenden gasförmigen Schadstoffe brennbar sind. In diesem Falle wird es möglich, das Schmelzbad durch die Verbrennung der schadstoffhaltigen Gase zusätzlich aufzu­ heizen: Baderwärmung und Stoffreinigung sind örtlich in einem einzigen Gefäß bzw. Reaktor zusammengefaßt, was ein die Konstruktion der Vorrichtung und die Wirtschaftlichkeit des Ver­ fahrens wesentlich begünstigender Faktor ist. Durch das Aufströmen der gasförmigen Produkte in einem geeigneten Winkel zur Badoberfläche bildet sich eine die Kontaktoberfläche zwischen Gase und Bad vergrößernde Verwirbelung aus, die sich auch vorteilhaft auf eine Schadstoff­ beseitigung auswirkt. Besonders vorteilhaft ist es auch, daß eine mögliche Beladung der Gase mit Stäuben sicher beseitigt wird, da die im Gasstrom im hoher Geschwindigkeit und damit hoher kinetischer Energie mitgeführten Stäube direkt in die Schmelze eingebracht und dort abgebunden werden.An advantageous further development of the invention according to the procedure can be seen in that at least a partial flow of the resulting Exhaust gas via appropriate nozzles or burners at an acute angle directly on the upper surface of the weld pool with one of these  whirling speed is headed. A Such a procedure is particularly advantageous detained if the gaseous in question Pollutants are flammable. In this case it is possible to burn the melt pool the gases containing pollutants heating: bath heating and fabric cleaning are locally in a single vessel or reactor summarized what a the construction of the Device and the economy of Ver driving is a significantly beneficial factor. By the flow of the gaseous products at a suitable angle to the bathroom surface the contact surface forms between Swirling gases and bath, which is also beneficial to a pollutant elimination affects. Particularly advantageous is it also that a possible loading of the Gases with dust is safely removed as the in the gas stream at high speed and thus dusts carried with high kinetic energy introduced directly into the melt and there be tied off.

Sind die, in gasförmiger, flüssiger oder fester Form mitgeführten Schadstoffe oxidierbar, so kann es zweckmäßig sein, wenn sie bei Anwesenheit von Sauerstoff durch das Schmelzbad geleitet werden. Die dann frei werdende Reaktionswärme mindert den Energiebedarf des Schmelzbades. Viele Schadstoffe sind in oxidierter Form leicht in eine Glasschmelze einzubinden.Are they in gaseous, liquid or solid form entrained pollutants oxidizable, so can it may be convenient if they are present of oxygen passed through the weld pool will. The heat of reaction then released reduces the energy requirements of the weld pool. Many pollutants are light in oxidized form to be incorporated into a glass melt.

Die derzeitig zur Verfügung stehenden wissenschaft­ lichen Erkenntnisse über die Zersetzung organischer Schadstoffe und die Einbindung anorganischer Schadstoffe in Form einer Mineralisierung zeigen, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Schadstofffreiheit der so behandelten Gase garantiert ist. Eine messende Überwachung der von Schadstoff befreiten Gase kann entweder entfallen, oder auf ein Minimum reduziert wer­ den, beispielsweise auf die messende Überwachung eines Leitelementes oder einer Leitverbindung.The science currently available knowledge about the decomposition of organic Pollutants and the inclusion of inorganic Show pollutants in the form of mineralization that in the method according to the invention  The gases treated in this way are free of pollutants is guaranteed. A measuring monitoring of the Polluted gases can either omitted, or reduced to a minimum to, for example, measuring monitoring a guide element or a guide connection.

Bei geeigneter konstruktiver Ausführung des reinigenden Schmelzbades kann dieses als Sicher­ heitsverschluß im Falle von Betriebsstörungen wirken. Sinkt die Temperatur der Schmelze unter einen bestimmten Wert, und erhöht sich dadurch deren Viskosität so, daß der Strömungswiderstand für die durchzuleitenden schadstoffhaltigen Stoffe zu groß wird, so gestattet die daraus resultierende Druckdifferenz ein schnelles und zuverlässiges Regeln bzw. Absperren des Stoffstromes. Vorrichtungen nach dem er­ findungsgemäßen Verfahren wirken gleichsam als ihr eigenes Sicherheitssystem.With a suitable design of the cleaning melt pool can do this as a safe safety lock in case of malfunctions Act. The temperature of the melt drops below a certain value, and thereby increases their viscosity so that the flow resistance for the pollutants to be passed through If fabrics become too large, this allows them resulting pressure difference a quick and reliable regulation or isolation of the Material flow. Devices after which he Processes according to the invention act as it were as their own security system.

Die gasdichte Anordnung eines Konverters, der ein Hochtemperaturbad enthält, unmittelbar an der Austragsöffnung eines Pyrolysereaktors macht störanfällige Schleusen überflüssig. Darüber hinaus schafft er eine einfache Nachminerali­ sierungsmöglichkeit für die Feststoffrückstände die unabhängig von der Reaktortemperatur, im allgemeinen bei über 800°C effektiv minerali­ siert werden können. Die Gase und die Konden­ sate, die zusammen mit dem Feststoffaustrag in den Konverter eingebracht werden, enthalten überwiegend organische Schadstoffe, entweder schon aus dem Pyrolysegut herrührend, oder bei dem Prozeß der Pyrolyse selbst entstandene Produkte. The gas-tight arrangement of a converter, the contains a high temperature bath immediately the discharge opening of a pyrolysis reactor locks prone to failure are superfluous. About that he also creates a simple post-mineral Possibility of solids residues which regardless of the reactor temperature, in generally effective minerali at over 800 ° C can be settled. The gases and the condensates sate together with the solids discharge are included in the converter predominantly organic pollutants, either already originating from the pyrolysis material, or at the pyrolysis process itself.  

Die Unterschiede im spezifischen Gewicht zwi­ schen Gläsern und Metallen erlauben in Schmelz­ badkonvertern entsprechender Temperatur das fraktionierte Ausbringen von Schmelzbadwerk­ stoff und aufgeschmolzenen Metallen, in ein­ facher und hygienisch einwandfreier Weise. Er­ fordert die Schadstoffzusammensetzung für Pyro­ lysegase leere Verweilzeiten im Hochtemperatur­ bereich, so kann es vorteilhaft sein, diese Gase durch das Schmelzbad eines weiteren Hoch­ temperatur-Konverters zu leiten, in der Regel auch ein Glasbad, wie vorstehend beschrieben.The differences in specific weight between Glasses and metals allow in enamel bath converters corresponding temperature fractional spreading of melt pool plant fabric and molten metals, in one simple and hygienically perfect way. He demands the pollutant composition for Pyro lysegase empty dwell times at high temperature area, so it may be beneficial to this Gases through the melt pool of another high to conduct temperature converters, as a rule also a glass bath as described above.

Mehrere Konverter können zu einheitlichen Bau­ gruppen zusammengefaßt werden, was Pyrolysean­ lagen geringer Abmessung ermöglicht. Die definierte Temperatur von Schmelzbädern die problemlos einzuhalten ist, ermöglicht es ge­ gebenenfalls auch, leichtflüchtige Schadstoffe chemisch abzubinden.Multiple converters can be used to build uniform groups are summarized what pyrolysis small dimensions allowed. The defined temperature of melt pools is easy to comply with, it enables ge possibly also volatile pollutants chemically set.

Claims (12)

1. Verfahren zum Karburieren kohlenstoffhaltiger Materialien durch pyrolytische Zersetzung und Konvertieren der Schadstoffe, die in Verbren­ nungs- und/oder Pyrolyseanlagen anfallen, durch Beaufschlagung mit hohen Temperaturen, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialien durch ein Hochtemperatur­ schmelzbad geleitet werden.1. A process for carburizing carbon-containing materials by pyrolytic decomposition and conversion of the pollutants that occur in combustion and / or pyrolysis plants by exposure to high temperatures, characterized in that the materials are passed through a high-temperature melt bath. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Schmelzbad eine Glasschmelze niedri­ ger Viscosität verwendet wird.2. The method according to claim 1, characterized, that as a molten bath a glass melt low low viscosity is used. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmelzbad auf einer Temperatur von mindestens 1200°C gehalten wird, und daß vorzugsweise Altglas als Schmelzbadmaterial verwendet wird.3. The method according to claim 2, characterized, that the melt pool at a temperature of is kept at least 1200 ° C, and that preferably waste glass as melt pool material is used. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Schmelzbäder, die auf unterschied­ lichen Temperaturwerten gehalten werden und/oder unterschiedliche Zusammensetzung aufweisen, hintereinander geschaltet werden.4. The method according to claim 1, characterized, that several melting baths that differed on temperature values are maintained and / or have different compositions, be connected in series. 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoffe mit geringer Strömungsgeschwindig­ keit durch die Schmelze hindurchgeleitet wer­ den.5. The method according to claim 1 to 4, characterized, that the substances with low flow velocity  who passed through the melt the. 6. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprü­ che 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Badschmelze im Überlauf bei kon­ tinuierlicher oder diskontinuierlicher Ein­ speisung von unverbrauchtem Schmelzmateri­ al geführt wird.6. The method according to at least one of the claims che 1 to 5, characterized, that the bath melt in the overflow at kon continuous or discontinuous on feeding of unused melting material al is performed. 7. Verfahren nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur wenigstens eines Schmelz­ bades über 1500°C gehalten wird.7. The method according to claim 1 and 4, characterized, that the temperature of at least one enamel bath is kept above 1500 ° C. 8. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teilstrom der gasförmigen Stoffe im Winkel unmittelbar auf der Oberfläche des Schmelzbades mit diese aufwirbelnde Geschwindigkeit geleitet wird.8. The method according to at least one of the claims 1 to 7, characterized, that at least a partial flow of the gaseous Fabrics at an angle directly on the surface of the melt pool with this whirling up Speed is passed. 9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoffe bei Anwesenheit von Sauer­ stoff durch das Schmelzbad geleitet werden. 9. The method according to claim 1, characterized, that the substances in the presence of acid material are passed through the weld pool.   10. Verfahren nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, daß durch die durch Erhitzen auf über 300°C von Haus-, Industrie- und/oder Sondermüll anfallenden Pyrolysegase, gegebenenfalls einschließlich der mitgeführten Konden­ sate, unmittelbar nach Ihrer Entstehung und ohne Zwischenabkühlung gereinigt und erst danach einer thermischen Nutzung durch Verbrennen zugeführt werden.10. The method according to at least one of the preceding claims, characterized, that by heating to over 300 ° C of domestic, industrial and / or special waste resulting pyrolysis gases, if appropriate including the carried condens sate, immediately after its creation and cleaned without intermediate cooling and only after thermal use Burn are fed. 11. Verfahren nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schmelzbad verwendet wird, das die Schadstoffe der Gase chemisch und/oder physi­ kalisch bindende Zusätze enthält.11. The method according to claim 1 to 10, characterized, that a weld pool is used that the Gas pollutants chemically and / or physi contains calically binding additives. 12. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die gasförmigen, flüssigen und festen Pyrolyseprodukte gemeinsam unmittelbar ohne Zwischenabkühlung in einen Hoch­ temperaturschmelzbad enthaltenden mit dem Pyrolysereaktor gasdicht verbundenen Konverter eingebracht, und dort durch Schadstoffzersetzung und Schadstoff­ mineralisierung gemeinsam gereinigt werden.12. The method according to claims 1 to 11, characterized, that the gaseous, liquid and solid Pyrolysis products together immediately to a high without intermediate cooling containing temperature melt bath connected to the pyrolysis reactor in a gastight manner Converter brought in and through there Pollutant decomposition and pollutant mineralization are cleaned together.