LV12049B - Process for complete, material, emissionless use of refined synthesis gas produced of any kind waste-components by high-temperature-recycling - Google Patents

Process for complete, material, emissionless use of refined synthesis gas produced of any kind waste-components by high-temperature-recycling Download PDF

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Abstract

Process for completely utilising pure synthesis gas obtained by high temperature recycling of waste comprises bombarding the synthesis gas obtained with water vapour in a catalytic process to convert CO in the synthesis gas into CO2 and H2, to feed the remaining residual gas back to the high temperature reactor, to separate the main product consisting of H2, CO and CO2 by pressure swing adsorption into H2, CO and CO2 and utilise.

Description

3 LV 120493 LV 12049

BeschreibungBeschreibung

Aile bekannten thermischen Verfahren zur Abfallent-sorgung zeichnen sich dadurch aus, daB gasformige Emissionen entstehen und daB zu deponierende Rest-stoffe verbleiben.Colonization of the thermophilic Verfahren zur Abfallent-sorgung zeichnen sich dadurch aus, daB gasformige Emissionen entstehen und daB zu deponierende.

In DE 41 30 416 C1 wird ein thermisches Verfahren zur Abfallverwertung beschrieben, das vergleichen mit allen bekannten und groBtechnisch eingesetzten Verfahren wesentliche okologische, wirtschaftliche und technische Vorteile besitzt. Das anfallende minerali-sche Granulat ist absolut inert, die Eisenmetallegie-rung kann metallurgisch genutzt werden. Im Anspruch 11 dieses Verfahrens wird vorgeschlagen, das gerei-nigte Synthesegas thermisch, bzw. energetisch zu nut-zen; hierbei entstehen zvangslaufig verbrennungsbe-dingte Schadstoffe, die mindestens teilveise die At-mosphare belasten konnen. Die im Synthesegas enthal-tenen Schwermetalle und Chlor- und Fluorverbindungen 4 werden separiert, und es entsteht u.a. ein zu depo-nierender Schvermetallsulfid- bzw. -hydroxidschlamm.In DE 41 30 416 C1, the present invention is directed to a method for the preparation of a method for the treatment of blood-borne stenosis. Das anfallende minerali-sche Granulat ist absolut inert, die Eisenmetallegie-rung kann metallurgisch genutzt werden. Im Anspruch 11 dieses Verfahrens wird vorgeschlagen, das gerei-nigte Synthesegas thermisch, bzw. energetisch zu nut-zen; the hierbei entstehen zvangslaufig verbrennungsbe-dingte Schadstoffe, die mindestens sindveise die at-mosphare belasten konnen. The Synthesegas enthalpies are Schwermetalle und Chloro- and Fluorverbindungen 4 werden separator, und entsteht u. ein zu depo-nierender Schvermetallsulfid- bzw. -hydroxidschlamm.

Obvohl bei diesem Verfahren nur minimale Schadstoff-konzentrationen anfallen konnen, die weit unter allen Vorschriften und Normen liegen, und die zu deponie-renden Restmengen gemessen am Input zumeist unter 1 % liegen, ist auch dieses Verfahren veder emissions-noch rvickstandsfrei.Obvohl bei diesem Verfahren nur minimale The Schadstoff concentration is an anesthetic contraceptive, and is unterminated by the Vorschriften und Normen liege, and is depleted by a 1% strain of blood.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrun-de, ein Verfahren zu entwickeln, bei dem das Synthe-sereingas vollstāndig stofflich genutzt wird und kei-he Emissionen entstehen.Erfindung is denied aufgabe zugrunen, et al., And is a genital mutant.

Die Aufgabe wird erfindungsgemafl durch die im kenn-zeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelost.Die Aufgabe wird erfindungsgemafl durch die im kenn-zeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelost.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen die-ser Aufgabenlosung ergeben sich aus den Unteransprii-chen.Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen die-ser Aufgabenlosung ergeben sich aus den Unteransprii-chen.

ErfindungsgemāB wird somit vorgeschlagen, Synthese-reingas, das bevorzugt aus dem ProzeB, wie in der DE 41 30 416 C1 beschrieben, stammt, mindestens teilwei-se in co2 und Wasserstoff zu konvertieren. Besonders hervorzuheben ist, daB die verbleibenden Restgase in den Hochtemperaturreaktor zurūckgefūhrt werden konnen, und der ProzeB emissionslos ablāuft. Die konver-tierten Komponenten werden einer Nutzung zugefuhrt.Erfindungsgem α wird somit vorgeschlagen, Synthesizing, das ducting, and de droe, wo in der de 41 30 416 C1 beschrieben, stammt, mindestens juswei-se in co2 und Wasserstoff zu convertieren. Besonders hervorzuheben ist, daB die verbleibenden Restgase in den Hochtemperaturreaktor zurūckgefūhrt werden konnen, und der ProzeB emissionslos ablauft. Die Converters Component werden einer Nutzung zugefuhrt.

Eine bevorzugte Ausfiihrungsform sieht vor, das Syn-thesereingas, das im wesentlichen aus Wasserstoff, Kohlenmonoxid und Kohlendioxid besteht, in einem ka- 5 LV 12049 talytischen ProzeB mit Wasserdampf zu beaufschlagen, um das im Synthesegas enthaltene Kohlenmonoxid voll-standig in Wasserstoff und Kohlendioxid zu konvertie-ren (CO + H20 -* H2 + C02) . Die beiden Gasbestandteile Wasserstoff und Kohlendioxid konnen mit allgemein bekannten Verfahren (wie z.B. Preasure Swing Adsorp-tions-Anlage) getrennt und marktlich genutzt werden.Eine bevorzugte Ausfiihrungsform siep vor, das Syn-thesereing, das im wesentlichen aus Wasserstoff, Kohlenmonoxide and Kohlendioxide besteht, in einem ka- en img ss s ims s e s e s e s e c t converter (CO + H 2 O - H 2 + CO 2). Die beide Gasbestandte Wasserstoff und Kohlendioxide conne mit allgemein bekannten Verfahren (wie z.B. Preasure Swing Adsorption-Anlage) getrennt und marktlich genutzt werden.

Kohlendioxid kann verdichtet, gekiihlt und als Troc-keneis eingesetzt_werden.Kohlendioxide kann verdichtet, gekiihlt und als Troc-keneis eingesetzt_werden.

Wasserstoff kann energetisch und/oder stofflich genutzt werden. Wird Wasserstoff als Brenn- oder Kraft-stoff eingesetzt, besitzt man einen absolut emis- -sionsfreien Energietrager, da bei der energetischen Nutzung von Wasserstoff ausschliefilich Wasser ent-steht (2H2 + 02 ^ 2H20) .Wasserstoff strain energetisch und / oder stofflich genutzt werden. Wird Wasserstoff als Brenner Kraft stoff eingeset absent emission sonsfreezers Energietrager, da der der energischen Nutzung von Wasserstoff ausschliefilich Wasser ent- stet (2H2 + 02 ^ 2H20).

Wird Wasserstoff anstelle von fossilen Brenn- oder Kraftstoffen eingesetzt, entfāllt die Belastung der Umwelt, die bei Einsatz von fossilen Brenn- oder Kraftstoffen zwangslāufig entsteht. Da die Rohstoffe, aus denen fossile Brenn- und Kraftstoffe gewonnen werden, begrenzt sind, konnen diese' Ressourcen sinn-voller genutzt werden.Wird Wasserstoff anstelle von fossilen Brenner Kraftstoffen eingeset, enthalpy die Belastung der Umwelt, die bei Einsatz von fossilen Brennerer Kraftstoffen zwangslāufig entsteht. Da die Rohstoffe, aus denen fossile Brenn- und Kraftstoffe gewonnen werden, begren diese 'Ressourcen sinn-voller genutzt werden.

Wasserstoff kann darūber hinaus energetisch zur Stromproduktion in Brennstoffzellen eingesetzt wer-den. Brennstoffzellen besitzen - verglichen mit kon-ventionellen Kraftwerken- nicht nur einen wesentlich hoheren Wirkungsgrad, Brennstoffzellen produzieren daruber hinaus Strom, ohne dafl hierbei irgendvelche Schadstoffe entstehen. 6Wasserstoff cans are made by energetic zur Stromproduktion in Brennstoffzellen. Brennstoffzellen besitzen - verglichen mit convention, Kraftwerken, a nd wehentlich hoheren wirkungsgrad, Brennstoffzellen produzieren daruber tow Strom, ohne dafl hierbei irgendvelche Schadstoffe entstehen. 6

Wasserstoff kann zur stofflichen Nutzung beispiels-weise in Hydrierungs- und Syntheseverfahren einge-setzt werden. Bei der organischen Hydrierung werden bei Druck und definierten Temperaturen bestehende organische Molekule mit Wasserstoff angereichert.Wasserstoff zur stofflichen Nutzung beispiels-weise in Hydrierungs- und Syntheseverfahren einge-setz werden. Behind the Organic Hydratung Werden and the Derminals Bestehende Organische Molecule mit Wasserstoff angereichert.

Bei der anorganischen Hydrierung werden Metalloxide mit Wasserstoff zu Metallen reduziert (z.B. W03 + 3H2 - W + 3H20) .An derorganized Hydroxide Welded Metalloxide with Wasserstoff zu Metallen Reduct (z.B.W03 + 3H2 - W + 3H20).

Aus Wasserstoff und Stickstoff kann in einer Synthese "Ammoniak’' hergestellt werden. Besonders hervorzuhe-ben ist, daB der zur Abfallvergasung benotigte Sauer-stoff mit einer Luftzerlegungsanlage gewonnen wird," hierbei fāllt auch Stickstoff an, der fur die Ammoni-aksynthese wirtschaftlich genutzt werden kann. Besonders vorteilhaft ist, daB die Luftzerlegungsanlage bereits Bestandteil des Prozesses ist.Aus Wasserstoff und Stickstoff in einer Synthese " Ammoniak '' hergestellt werden. Besonders hervorzuheben, daB der zur Abfallvergasung beneigte Sauer-stoff mit einer Luftzerlegungsanlage gewonnen wird, " hierbei fisted on a stick stoff, der fur die ammoni-aksynthese wirtschaftlich genutzt werden kann. Besonders vorteilhaft ist, daB die Luftzerlegungsanlage bereits Bestandteil des Prozesses ist.

Soli Wasserstoff zur Herstellung von Methanol einge-setzt werden, ist es sinnvoll, das im Synthesegas vorhandene Kohlendioxid durch Beaufschlagung mit Was-serdampf nur soweit in Wasserstoff und Kohlenstoff zu konvertieren, bis Wasserstoff und Koh"lenmonoxid im Verhāltnis 2:1 im Synthesegas vorhanden sind (Teil-konvertierung).Salt Wasserstoff zur Herstellung von Methanol, e. (Teil-convertible).

AnschlieBend wird Kohlendioxid mit allgemein bekann-ten Verfahren separiert, Wasserstoff und Kohlenmon-oxid werden einer Synthese unterzogen, es fāllt Methanol an.AnschlieBend wird Kohlendioxide is allgemeinbinded with Verfahren separer, Wasserstoff und Kohlenmon oxide werden einer Synthese unterzogen and Methanol an.

Durch die stoffliche Nutzung des Wasserstoffs werden lager- und transportfāhige Chemierohstoffe gewonnen, die vielfāltig genutzt werden konnen. LV 12049Durch die stoffliche Nutzung des Wasserstoffs werden lager- and transportfigure Chemierohstoffe gewonnen, die vielfāltig genutzt werden konnen. LV 12049

Patentanspriiche 1.Patent Claim 1.

Verfahren zur vollstāndigen, stofflichen, emis-sionslosen Nutzung des beim Hochtemperaturrecy-cling von Abfāllen aller Art gevonnenen Synthe-sereingases, 10 15 20 dadurch gekennzeichnet, daB das so gevonnene Synthesereingas unterbre-chungslos in einem katalytischen ProzeB mit Was-serdampf beaufschlagt wird, um das im Synthese-gas enthaltene Kohlenmonoxid mindestens teilwei-se in Kohlendioxid und Wasserstoff zu konvertie-ren, die verbleibenden Restgase in den Hochtem-peraturreaktor zurūckzufūbren, das gevonnene Hauptprodiikt, bestehend aus Wasserstoff, Kohlen-monoxid und Kohlendioxid, anschlieBend in einem bekannten Trennverfahren, wie z.B. in einer "Preasure Swing Adosorptions Anlage" in die Be-standteile Wasserstoff und/oder Kohlenmonoxid und/oder Kohlendioxid zu trennen und zu nutzen. 2. Verfahren nach Anspruch l, 25 dadurch gekennzeichnet, daB das so gevonneneVerfahren zur vollstāndigen, stofflichen, emission-sonslosen Nutzung des beim Hochtemperaturrecy-cling von Absolute Aller Art gevonnenen Synthe-sereingases, 10 15 20 dadurch gekennzeichnet, daB das so gevonnene das im Synthese-gas enthaltene Kohlenmonoxide mindestens sindwei-se in Kohlendioxide und Wasserstoff zu Converters, die verbibe in Hochtem-peraturated reactor, zurūckzufubren, das gevonnene Hauptprodiikt, bestehend aus Wasserstoff, Kohlen monoxide und Kohlendioxide, anschlieBend in einem bekannten Trennverfahren, wie zB in einer " Preasure Swing Adosorptions Anlage " in die-in-stand Wasserstoff und / oder Kohlenmonoxide and / or Kohlendoxide zu trennen und zu nutzen. 2. Verfahren nach Anspruch l, 25 dadurch gekennzeichnet, daB das so gevonnene

Synthesereingas unterbrechungslos einer solchen Teilkonvertierung unterzogen vird, bis Wasser-stoff und Kohlenmonoxid das fiir die Methanolsyn-these notwendige Volumenverhāltnis von 2 zu 1 30 erreicht, anschlieBend vird Kohlendioxid durch allgemein bekannte Verfahren separiert, so dafl aus dem verbleibenden Vasserstoff-Kohlenmonoxid-Gemisch in einer Synthese Methanol gevonnen ver-den kann (2H2 + CO -* CH3OH) . 35 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daS das so gevonnene Synthesereingas einer vollstāndigen Konvertie-rung in Kohlendioxid und Wasserstoff unterzogen wird, und die so gevonnenen Stoffe getrennt ge-nutzt verden. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daB der Wasserstoff zu-sammen mit dem bei der Sauerstofferzeugung bei der Hochtemperaturvergasung aus der Luftzerle-gung anfallenden Stickstoff zur Anunoniaksynthese eingesetzt wird. 5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dafi der Wasserstoff be-vorzugt als Treibstoff zxxra Antrieb der die ther-mische Behandlungseinrichtung beschickende LKW-Flotte eingesetzt wird. 6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dafi der Wasserstoff in Brennstoffzellen zur Stromerzeugung eingesetzt wird. LV 12049Syntheserating unterbrechungslos einer solchen Teilkonvertierung unterzogen vird, bis Wasser-stoff und Kohlenmonoxid das die die Methanolsyn-these notwendige Volumenverhaltt 2 zu 1 30 et al. Synthese Methanol gevonnen blood (2H2 + CO - * CH3OH). 35 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daS das so gevonnene Synthesereing einer vollstāndigen Converting to Kohlendoxide and Wasserstoff Unterzogen, undefined by Stoffe getrennt geostat verden. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daB der Wasserstoff zu-sammen mit dem der der der der Fuerstung & der Hochtemperaturvergasung aus der Luftzerle-gung anfallenden Stickstoff zur Anunoniaksynthese eingesetzt wird. 5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daffodil Wasserstoff, bleeds, zebra, antireb der die thernesche Behandlungseinrichtung beschickende LKW-Flotte eingesetzt wird. 6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daf der Wasserstoff in Brennstoffzellen zur Stromerzeugung eingesetzt wird. LV 12049

ZusammenfassungZusammenfassung

Verfahren zur vollstāndigen, stofflichen emissions-losen Nutzung des beim Hochtemperatur-Recycling von Abfāllen aller Art gewonnenen Synthesereingases, bei dem das Synthesereingas unterbrechungslos in einem katalytischen ProzeB mindestens teilweise in Kohlen-dioxid und Wasserstoff konvertiert wird. 10Verfahren zur vollstāndigen, stofflichen emission-inductibility-Recycling von Abdalene Aller Art gewonnenen Synthesereingases, and dem das Synthesereing unterbrechungslos in einem catalytischen ProzeB Mindestens sindweise in Kohlen-dioxide und Wasserstoff convertiert wird. 10

Claims (6)

LV 12049 Izgudrojuma formula 1. No visa veida atkritumiem ar augsttemperatūras reciklēšanu iegūtās attīrītās sintēzgāzes pilnīgas un bezemisijas izmantošanas metode, kas atšķiras ar to, ka šādā veidā iegūtās sintēzgāzes nepārtrauktā katalītiskā procesā tiek apstrādātas ar ūdens tvaiku, lai sintēzgāzes sastāvā esošo oglekļa oksīdu vismaz daļēji konvertētu par oglekļa dioksīdu un ūdeņradi, atlikušo gāzi novadītu atpakaļ augsttemperatūras reaktorā, iegūto galaproduktu, kas sastāv no ūdeņraža, oglekļa oksīda un oglekļa dioksīda, atdalītu ar kādu zināmu atdalīšanas metodi, piemēram, «Preasure Swing Adosorptions iekārtā», tālākai sadalīšanai sastāvdaļās ūdeņradis un/vai oglekļa oksīds un/vai oglekļa dioksīds un izmantošanai.A method for the complete and non-emissive use of purified synthetic gas from high-temperature recycling of all types of waste, characterized in that the synthesis gases thus obtained are subjected to a water vapor treatment in a continuous catalytic process to at least partially convert the carbon monoxide contained in the synthesis gas. for carbon dioxide and hydrogen, the remaining gas would be returned to the high-temperature reactor, the resulting final product consisting of hydrogen, carbon monoxide and carbon dioxide separated by some known separation method, such as "Preasure Swing Adosorptions", for further partitioning of hydrogen and / or \ t carbon monoxide and / or carbon dioxide for use. 2. Metode pēc punkta 1, kas atšķiras ar to, ka šādi iegūtā attīrītā sintēzgāze nepārtraukti iesaistīta šajā daļējās konvertācijas procesā līdz ūdeņradis un oglekļa oksīds sasniedz metanola sintēzei nepieciešamo tilpuma attiecību 2 pret 1, pēc tam oglekļa dioksīdu atdala ar vispār zināmām metodēm, tā, lai no palikušā ūdeņraža-oglekļa oksīda maisījuma varētu sintezēt metanolu (2H2 + C0 CH30H) . 22. The method of claim 1, wherein the purified synthetic gas thus obtained is continuously involved in this partial conversion process until the hydrogen to carbon monoxide ratio of 2 to 1 is reached for methanol synthesis, then carbon dioxide is separated by generally known methods, so that methanol (2H2 + C0 CH30H) can be synthesized from the remaining hydrogen-carbon monoxide mixture. 2 3. Metode pēc punkta 1, kas atšķiras ar to, ka šādi iegūto attīrīto sintēzgāzi pakļauj pilnīgai konvertēšanai par oglekļa dioksīdu un ūdeņradi, un šādi iegūtās vielas izmanto atsevišķi.3. A method according to claim 1, wherein the purified synthesis gas thus obtained is subject to complete conversion to carbon dioxide and hydrogen, and the substances thus obtained are used separately. 4. Metode pēc punkta 3, kas atšķiras ar to, ka ūdeņradi kopā ar slāpekli, kas rodas gaisa sadalīšanās procesā pie augsttemperatūras gāzu veidošanās skābekļa ražošanā, izmanto amonjaka sintēzes procesā.Method according to claim 3, characterized in that the hydrogen, together with the nitrogen produced by the decomposition of the air at the formation of the high-temperature gases in the production of oxygen, is used in the synthesis of ammonia. 5. Metode pēc punkta 3, kas atšķiras ar to, ka ūdeņradi izmanto kā degvielu termiskās apkalpes ierīcēs, kas uzstādītas kravas automašīnu parkā.5. A method according to claim 3, wherein the hydrogen is used as a fuel in the thermal service equipment installed in the truck fleet. 6. Metode pēc punkta 3, kas atšķiras ar to, ka ūdeņradi izmanto sadegšanas kamerās strāvas ražošanai.6. A method according to claim 3, wherein the hydrogen is used in the combustion chambers for the production of current.
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