DE4439341A1 - Verfahren zur umweltfreundlichen thermischen Verwertung von kontaminiertem Altholz - Google Patents
Verfahren zur umweltfreundlichen thermischen Verwertung von kontaminiertem AltholzInfo
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Description
Beim Abriß von Gebäuden, bei der Erneuerung von Gleisanlagen oder Telefonleitungen und
aus dem Sperrmüll in Form unbrauchbar gewordener Möbel, Fenster und Innenausbauten
fallen große Mengen an Altholz an. Wegen der Kontamination mit Holzschutzmitteln,
Farben und Lacken, Kunststoffen und Störstoffen ist die direkte Verbrennung dieses
Altholzes problematisch und erfordert eine aufwendige Reinigung der Abgase. Mangels
geeigneter Verbrennungsanlagen wird das Material heute zumeist ohne Verwertung auf
Deponien abgelagert.
Imprägnierungen mit Teerölen, halogenierten Aromaten oder mit Salzen von Schwermetallen
dienen als Konservierungsmittel gegen den biologischen Abbau des Holzes oder als Flamm
schutzmittel. Sehr häufig werden die Holzschutzmittel in Kombinationen verwendet. Aus
Lösungsmitteln oder aus Emulsion aufgebracht werden organische Fungizide und Insektizi
de, aus wäßriger Lösung Chrom-, Kupfer-, Arsen-, Silicium-, Bor- oder Fluorhaltige
Verbindungen. Als Kunststoffanteile sind von Bedeutung PVC in Form von Beschichtungen
und Umleimern, als Bindemittel in Spanplatten verwendete Harnstoff- oder Melamin-
Formaldehydharze sowie Klebstoffe. In Form von Bahnschwellen, Balken oder Telefonma
sten fällt kontaminiertes Altholz in groß dimensionierten Stücken an, die oft schlecht zu
zerkleinern sind wegen Störstoffen in Form von Metallplatten, -schrauben und -klammern.
Eine Sortierung des Altholzes für die Entsorgung und die Entfernung der Störstoffe sind
unwirtschaftlich wegen der Vielfalt der Kontaminierungen. Analytik und manuelle Demonta
ge würden hohen Personalaufwand bedingen.
Die Vernichtung der in unbekannten und wechselnden Mengen und Arten verwendeten Im
prägnierungen erfolgt am sichersten durch den reduktiven thermischen Abbau bei der
Pyrolyse des Altholzes. Dieses anaerobe Aufbereitungsverfahren ist wegen der chlor
haltigen Kontaminationen der direkten Verbrennung des Altholzes vorzuziehen. Alle
Schwermetalle werden hier als Sulfide immobilisiert.
Pyrolyse-Verfahren und Verfahrenskombinationen mit z. B. der Pyrolyse-Rückstandsver
gasung vor der Verbrennung sind aus der Entsorgung von Siedlungs- und Industrie-Abfällen
bekannt. Als Beispiele seien genannt "Thermoselect", das "Schwel-Brenn-Verfahren" der
Firma Siemens KWU oder das "Konversionsverfahren" der Firma Noell. Ersteres Ver
fahren pyrolisiert im Schubofen, vergast anschließend die Reststoffe bei hoher Temperatur
mit Sauerstoff im Unterschuß und trennt dann von der Schlacken- und Metallschmelze ab.
Die beiden letzteren Verfahren führen die Pyrolyse des zerkleinerten Abfalls im Drehrohr
durch, trennen die metallischen Begleitstoffe und Grobstoffe ab und zerkleinern den ver
sprödeten festen Rückstand zu Staub. Anschließend werden die Pyrolyseprodukte direkt
bzw. nach der Vergasung mit Sauerstoff im Unterschuß bei hoher Temperatur verbrannt.
Bei der Flugstromvergasung werden die Schadstoffe in einer Schlackenschmelze verglast
unschädlich gemacht. Hierfür muß das Schmelzgranulat in Wasser bei allen pH-Werten
unlöslich und nichts eluierbar sein. Das Gasgemisch wird hier nach dem Fachmann bekann
ten Verfahren vor der Verbrennung von H₂S befreit.
Das Verbrennungsprodukt von Holz ist Asche, welche früher als sogenannte Pottasche ein
wichtiger Rohstoff für die Herstellung von Glas, Mineraldünger u. a. war. Nach der Ver
brennung verbleibt ein Rückstand von ca. 0,5% Holzasche, welche hauptsächlich aus den
Oxiden des Kalium und Calcium sowie Carbonat, Sulfat, Chlorid und Phosphat besteht.
Dieser wertvolle Reststoff soll auch dann genutzt werden können, wenn kontaminiertes
Altholz thermisch verwertet wird. Eine Aufgabe des erfindungsgemäßen Verfahrens war es,
aus diesem Rückstand die Schadstoffe abtrennbar zu machen und ihn in eine nutzbare Form
zu überführen. Eine weitere Aufgabe war, die bei den oben genannten Verfahren erforderli
che Zerkleinerung von grobstückigem Abfall vor der Pyrolyse zu umgehen. Erst nach der
Versprödung des Altholz-Materials soll zerkleinert und der entstandene Kohlenstaub wie das
Pyrolyseöl und -gas dem Vergasungsreaktor zugeführt werden.
Bei indirekter Beheizung der Pyrolyseapparatur erfolgt die Übertragung der Wärme auf
stückiges Altholz nur über das Pyrolysegas. Es besteht nur wenig Kontakt zur beheizten
Reaktorwand. Wegen der ungünstigen Relation zwischen der Oberfläche und dem Volumen
großer Stücke ist dies unzureichend, wenn ein fester, beweglicher Wärmeüberträger nicht
vorhanden ist. Ein mit Staub und Kondensat nicht verklebender billiger Wärmeüberträger
ist erforderlich. Der bewegliche feste Wärmeüberträger schützt die Apparatur gegen die
Beschädigungen durch schwere bewegte Stücke wie z. B. Balken oder Bahnschwellen. Er
wirkt auf die bei der Pyrolyse brüchig werdenden Holzoberflächen abrasiv; er darf aber die
Oberfläche der Pyrolyseapparatur nicht schädigen.
Bei der Vergasung des Müll-Pyrolyserückstandes bei sehr hoher Temperatur schützt z. B. bei
dem Konversionsverfahren der Firma Noell eine Schlackenschmelze die gekühlte Oberfläche
des Reaktors. Sie entsteht aus den mineralischen, vor allem den silikatischen Inhaltsstoffen
des Mülls. Nach dem Abschrecken mit Wasser entsteht hier ein Glas, welches die Schwer
metallsalze unlöslich einschließt. Im Falle der Altholz-Pyrolyse und -vergasung soll jedoch
diese Schlacke zu einem schadstoffreien Wertstoff aufgearbeitet werden. Hierfür ist die
Löslichkeit zumindestens eines Teiles der Schlacke anzustreben, damit die wertvollen
löslichen Bestandteile der Verwertung zugeführt werden können.
Erfindungsgemäß wird bei der Pyrolyse des Altholzes als Wärmeüberträger ein erst bei der
hohen Temperatur im Vergasungsreaktor schmelzendes Material verwendet, welches in
seiner Zusammensetzung dem der Pottasche nahe kommt. Ein bevorzugter Wärmeüberträger
ist deshalb Knochenkohle, d. h. der Knochenkohlengrus, welcher durch Pyrolyse aus
Tierknochen nach der Zerstörung der organischen Substanz erhalten wird. Aus 100 kg
Knochen entstehen ca. 60 kg Knochenkohle, die vor allem aus Calciumphosphat und
-carbonat sowie aus wenig mineralischem Kohlenstoff bestehen. Das Material besitzt gute
Adsorptionseigenschaften und bindet Halogene, z. B. Fluor unter Bildung von Fluorapatit.
Der staubförmige Abrieb (Holzkohle und mineralischer Abrieb) wird vom Wärmeüberträger
getrennt durch Windsichten oder Sieben unter Inertgas (vorzugsweise Pyrolysegas) und
gelangt mit den anderen Pyrolyseprodukten in den Vergasungsreaktor. Es bildet dort die die
Reaktorwand schützende Schlackenschmelze.
Das bei der Abschreckung mit Wasser resultierende Glas ist zum Teil löslich. Nach der
Filtration der Lösung werden daraus die Schwermetalle naßchemisch nach bekannten
Verfahren abgetrennt. Der unlösliche Rückstand wird wieder zu Wärmeüberträger aufge
arbeitet nach bekannten Verfahren zur Herstellung von Keramik. Im basischen Material
reichern sich hier die Schwermetalle an. Der sich allmählich anreichernde Überschuß aus
unlöslichem Material kann gegebenenfalls nach Aufschluß durch Säure aufgearbeitet werden.
Nur zu Beginn des Betriebes der Pyrolyseanlage erfolgt die Befüllung mit preiswerter
Knochenkohle. Da die Rohstoffe Phosphat und Alkali für das Wärmeübertragungsgranulat
kontinuierlich mit dem Altholzrückstand eingetragen werden, ist als Zuschlag nur Erdalkali
carbonat notwendig. Erst unter den Bedingungen der Konversion wird daraus ab ca.
900°C CO₂ abgespalten. In der reduzierenden Atmosphäre des Vergasungsreaktors entsteht
mit elementarem Kohlenstoff CO bei Temperaturen oberhalb von 900°C. Das Gasgemisch
wird nach dem Fachmann geläufigen Verfahren von H₂S gereinigt und zur Energieerzeu
gung verbrannt.
Claims (8)
1. Verfahren zur thermischen Verwertung von Holz mit oder ohne Kontaminationen
durch Pyrolyse und Vergasung der Pyrolyseprodukte, dadurch gekennzeichnet, daß
bei der Pyrolyse ein beweglicher Wärmeüberträger verwendet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeüberträger bei
einer Temperatur schmilzt, welche höher als die Pyrolysetemperatur und niedriger
als die Vergasungstemperatur liegt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeüber
träger ein bewegliches Material ist, welches von Stäuben und Feinkorn abtrennbar
ist durch Sieben oder Windsichten unter Inertgas.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeüber
träger Knochenkohle oder ein daraus hergestelltes gesintertes Produkt ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeüber
träger aus den schlecht wasserlöslichen mineralischen Reststoffen der thermischen
Holzverwertung hergestellt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Zuschlagsstoff
Carbonate des Ca und/oder Mg verwendet werden.
7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die gasförmigen und
die wasserlöslichen Reststoffe nach bekannten Verfahren von Schadstoffen befreit
und verwertet werden.
8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der schwerlösliche
Rückstand nach bekannten Verfahren mit Säure aufgeschlossen, gereinigt und zu
Mineraldünger aufgearbeitet wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19944439341 DE4439341A1 (de) | 1994-11-04 | 1994-11-04 | Verfahren zur umweltfreundlichen thermischen Verwertung von kontaminiertem Altholz |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19944439341 DE4439341A1 (de) | 1994-11-04 | 1994-11-04 | Verfahren zur umweltfreundlichen thermischen Verwertung von kontaminiertem Altholz |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4439341A1 true DE4439341A1 (de) | 1996-05-09 |
Family
ID=6532430
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19944439341 Withdrawn DE4439341A1 (de) | 1994-11-04 | 1994-11-04 | Verfahren zur umweltfreundlichen thermischen Verwertung von kontaminiertem Altholz |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4439341A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19750327C1 (de) * | 1997-11-13 | 1999-06-02 | Umwelttechnik Stefan Bothur | Verfahren zur Herstellung von Synthesegas aus nachwachsenden zellulosehaltigen Roh- oder Abfallstoffen |
WO2000025996A1 (en) * | 1998-10-30 | 2000-05-11 | Ensyn Technologies Inc. | Bio-oil preservatives |
-
1994
- 1994-11-04 DE DE19944439341 patent/DE4439341A1/de not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19750327C1 (de) * | 1997-11-13 | 1999-06-02 | Umwelttechnik Stefan Bothur | Verfahren zur Herstellung von Synthesegas aus nachwachsenden zellulosehaltigen Roh- oder Abfallstoffen |
WO2000025996A1 (en) * | 1998-10-30 | 2000-05-11 | Ensyn Technologies Inc. | Bio-oil preservatives |
US6485841B1 (en) | 1998-10-30 | 2002-11-26 | Ensyn Technologies, Inc. | Bio-oil preservatives |
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Legal Events
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