DE4339157A1 - Verfahren zum Aufarbeiten von Restmüll - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufarbeiten von Restmüll, insbesondere feinteiligem Restmüll, gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Der bei den Müllsortieranlagen anfallende Restmüll wird im allgemeinen entweder auf eine Deponie geschafft oder in Müllverbrennungsanlagen verbrannt. Die Deponierung wird angesichts des knappen Deponieraumes immer kritischer, bei der Müllverbrennung oder bei der Beseitigung des Restmülls in Hochtemperaturreaktoren können schädliche Stoffe, wie beispielsweise Dioxine, Furane oder NOX gebildet werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die diese Nachteile nicht aufweist und eine möglichst umfassende Wiederverwertung aller im Restmüll enthaltenen Stoffe ermöglicht, ohne dabei schädliche Bestandteile freizusetzen.

Gelöst wird diese Aufgabe in einem gattungsgemäßen Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches durch dessen kennzeichnende Merkmale. Die Unteransprüche geben bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung wieder.

Der aufzuarbeitende Restmüll wird in möglichst feinteiligem Zustand in das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt. Gröbere Restmüllbestandteile können in einer vorgeschalteten Zerkleinerungsstufe zerkleinert werden. Die Restmüllbestandteile werden dann mit einem trockenen Neutralisationsmittel vermischt, beispielsweise mit Brennkalk, gelöschtem Kalk und dergleichen.

Die Restmüllbestandteile können auch zu kartuschenartigen Preßkörpern verpreßt werden. Diese Kartuschen können nach dem Verschließen unter Vakuum gesetzt werden, gegebenenfalls auch unter Zusatz von Ozon. In dieser Form können sie längere Zeit gelagert werden. Durch die Verpressung, Ozon- und/oder Vakuumbehandlung wird die Verrottung unterbrochen. Eine Vakuumbehandlung unterbindet die meisten aeroben Vorgänge, durch eine Ozonbehandlung kann auch der zusätzliche Abbau von Fettsäuren und dergleichen unterbunden werden. In dieser Form sind die Kartuschen also auch über längere Zeit lagerfähig, wodurch eine vorübergehende oder auch längere Zwischendeponierung ermöglicht werden kann.

Der Müll, der Restmüll bzw. die verpreßten Kartuschen, die auch zerkleinert werden können, werden dann einer ersten Trocknungsstufe zugeführt, die bei Temperaturen von 100 bis 150°C getrocknet werden. Anschließend werden sie in eine Pyrolysestufe überführt, in der sie bei Temperaturen von 200 bis 800°C, bevorzugt von 300 bis 600°C und insbesondere von 300 bis 400°C einer Pyrolyse unterworfen werden.

Die Pyrolyse kann auch mit der vorgeschalteten Trocknungsstufe im gleichen Reaktionsgefäß durch schrittweise Temperatursteigerung, gegebenenfalls auch in unterschiedlichen Reaktionszonen, durchgeführt werden.

Das bei der Pyrolyse erhaltene entgaste Material wird dann in einer Kühlstufe abgekühlt, wobei die in der Kühlstufe abgeführte Wärmemenge in die Trocknungs- bzw. Pyrolysestufe zurückgeführt werden kann.

Aus dem bei der Pyrolyse enthaltenen trockenen Material können die Metalle abgeschieden werden. Dies kann bei Eisenmetallen beispielsweise in bekannter Weise mit einem Magneten geschehen. Weiterhin kann das Material einem kombinierten Walzquetschverfahren unterzogen werden, bei dem zusätzlich zu der quetschenden Beanspruchung des Materials scherende und reibende Beanspruchungen auftreten. Dabei werden die anorganischen Materialien zerkleinert, während metallische Bestandteile durch die Walzquetschbehandlung in ihrem lichten Querschnitt vergrößert werden. Dadurch ergeben sich unterschiedliche Korngrößen, so daß die Metalle von den anorganischen Bestandteilen abgesiebt werden können. Die kombinierte Walzquetschbehandlung kann in bekannten Vorrichtungen durchgeführt werden, beispielsweise in Doppelwalzen bzw. Kollergängen oder Walzenanordnungen mit Zwangsführungen und dergleichen.

Das vom Metall befreite anorganische und kohlenstoffhaltige Material kann gelagert oder beispielsweise als Brennstoff verwertet werden.

Die bei der Pyrolyse entstehenden Gasgemische können beispielsweise über einen Staubfilter geführt werden. Sie werden anschließend in einer katalytischen Nachverbrennungsstufe bei Temperaturen von 200 bis 400°C, bevorzugt 300 bis 400°C, katalytisch verbrannt. Als Katalysatoren eignen sich die üblichen bei der katalytischen Nachverbrennung eingesetzten Katalysatoren.

Die in der katalytischen Nachverbrennung freiwerdende Wärme kann verwertet werden, beispielsweise bei der Trocknung in der ersten Stufe des Reaktors oder zur Wärmeerzeugung in einer der Verfahrensstufen, beispielsweise beim Trocknen oder der pyrolytischen Vergasung.

Der katalytischen Nachverbrennung kann eine Waschstufe nachgeschaltet werden, in der wasserlösliche Stoffe ausgewaschen werden. Mit Neutralisationsmitteln können auch Säuren bzw. Basen entfernt werden. Das Gas kann auch über Kondensatoren geführt werden, so daß die Umwelt lediglich mit CO2 belastet wird.

Entsprechend den erfindungsgemäßen Verfahren enthält eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens eine Mischvorrichtung, einen der Mischvorrichtung nachgeschalteten Trockner und Pyrolysereaktor sowie einen diesen nachgeschalteten katalytischen Nachverbrennungsreaktor. Die Anlage kann in Normcontainerbauweise erstellt werden und ist dann mobil. Sie kann in Einheiten von 30 bis 10 000 kg/h Durchsatz konstruiert werden und erlaubt die Wiederverwertung aller im Restmüll enthaltenen Stoffe außer CO2. Sie ermöglicht eine echte ökonomische und ökologische Alternative zu den herkömmlichen Müllverbrennungsanlagen oder Hochtemperaturreaktoren. Sie hat weder einen Kamin, noch gibt sie Reststoffe ab. Sie ist abwasserfrei. Die Anlage ergibt erstmals die Möglichkeit, Müll dezentral zu entsorgen, eine Mülldeponie wird nicht mehr benötigt.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere zur Aufarbeitung von Restmüll, aber auch von Restmüll-ähnlichen Stoffen, wie Rückständen aus der Lebensmitteltechnologie, Papiertechnologie oder zur Aufarbeitung von Kadavern oder Kunststoffabfällen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand des Verfahrensschemas beispielsweise näher erläutert.

In einer Zerkleinerungsstufe 1 wird der Restmüll zerkleinert und Brennkalk hinzugegeben in einer Menge, daß die sauren Bestandteile neutralisiert werden. Außerdem dient die Kalkzugabe der Granulierung und Trocknung des Restmülls. Der Restmüll wird dann einer Preßstufe 2 zu Kartuschen gepreßt und in einem Vorratsbehälter im Vakuum zwischengelagert. Das Vakuum wird durch eine Vakuumpumpe aufrechterhalten. Eine Dosiereinrichtung für Ozon kann vorgesehen sein.

In einem nachgeschalteten ersten Reaktor 3 wird das mit Kalk versetzte Restmüllgut bei einer Temperatur von ca. 130°C getrocknet. Aus der Trocknungsstufe gelangt das getrocknete Gut in einen zweiten Reaktor 4, in dem es bei Temperaturen zwischen 300 und 400°C pyrolisiert wird, so daß von den organischen Bestandteilen lediglich Kohlenstoff als feste Phase zurückbleibt. Die in der Trocknungsstufe 3 und Pyrolysestufe 4 anfallenden staubhaltigen Gase werden gemeinsam mit dem in der anschließenden Kühlstufe 5 anfallenden Gas einem Staubfilter 10 zugeleitet. Die entstaubten Gase werden in einer katalytischen Nachverbrennung bei 300 bis 400°C unter Zuhilfenahme eines geeignetes Katalysators verbrannt, die entstehenden Verbrennungsgase werden durch einen Kondensator 12 ins Freie geleitet.

Das aus der Kühlstufe 5 austretende feste Gut wird mit einem Magneten 6 behandelt, um Eisenmetall abzuscheiden. Anschließend wird es mit einer Doppelwalze 7 einer kombinierten Walzquetschbehandlung unterzogen, bei welcher zusätzlich zur quetschenden Wirkung der Walzen scherende und reibende Einflüsse auf das feste Gut einwirken. Dadurch werden Kohlenstoff und anorganische Materialien zerkleinert, während die Nichteisenmetalle unter Vergrößerung ihres lichten Querschnitts gewalzt werden. Auf diese Weise können die Nichteisenmetalle mit größeren Korngrößen in einer Siebungsstufe 8 vom festen Material getrennt werden. Das zurückbleibende Feststoffmaterial, das aus anorganischen Materialien und Kohlenstoff besteht, kann in einem Silo 9 zwischengelagert und anschließend seiner Verwendung zugeführt werden.

Claims (9)

1. Verfahren zum Aufarbeiten von Restmüll oder Restmüll-ähnlichen Stoffen, insbesondere feinteiligem Restmüll, dadurch gekennzeichnet,
daß die Restmüllbestandteile mit einem trockenen Neutralisationsmittel, wie Brennkalk gemischt werden,
bei Temperaturen von 1000 bis 150°C getrocknet werden,
bei Temperaturen von 200 bis 800°C eine Pyrolyse unterworfen werden, und
die bei der Pyrolyse erhaltenen Gase einer katalytischen Nachverbrennung bei Temperaturen von 200 bis 400°C unterworfen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pyrolysetemperatur 300 bis 600°C beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der katalytischen Nachverbrennung 250 bis 400°C beträgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der katalytischen Nachverbrennung eine Waschstufe mit Generator vorgeschaltet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der katalytischen Nachverbrennung eine Waschstufe nachgeschaltet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Restmüllbestandteile mit Brennkalk zu Kartuschen verpreßt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pyrolyserückstände einer Walzquetschbehandlung unterzogen werden.

8. Verwendung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3 zur Aufarbeitung von Rückständen aus der Lebensmitteltechnologie, Papiertechnologie oder zur Aufarbeitung von Kadavern oder Kunststoffabfällen.

9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Mischvorrichtung, einen nachgeschalteten Trockner und Pyrolysereaktor und einen katalytischen Nachverbrennungsreaktor enthält.