WO2011003374A2 - Arrangement and method for preparing and thermally treating by-products and waste and method for operating said arrangement (thermal cracking method) - Google Patents

Arrangement and method for preparing and thermally treating by-products and waste and method for operating said arrangement (thermal cracking method) Download PDF

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Hartwig Streitenberger
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    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/58—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels combined with pre-distillation of the fuel
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    • C10J3/64—Processes with decomposition of the distillation products
    • C10J3/66—Processes with decomposition of the distillation products by introducing them into the gasification zone
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C10J2200/15—Details of feeding means
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0903—Feed preparation
    • C10J2300/0909—Drying

Definitions

  • the invention relates to an arrangement and a method for operating this arrangement for the treatment and thermal treatment of homogeneous waste products and wastes in the form of high-calorific residues for power generation (thermolysis-splitting method).
  • Various methods and devices are already known which disclose the individual process steps, such as, for example, treatment and thermal treatment of waste products and waste for energy conversion. From EP 0 609 802 A1, for example, a method and a device for the continuous degassing and / or gasification of a solid fuel or waste material are known.
  • This device consists of a shaft-like reactor in which the feed, the gaseous gasification agent and the gaseous fuel produced in descending DC are performed.
  • the gasification agent is preheated in gaseous fuel in a shell-type helical countercurrent heat exchanger.
  • This preheated gasification agent is further heated in helical or wavy channels in the ceramic hearth of the reactor and in a movable or solid, serving as a hearth and in the lower portion of the charge cone-shaped or paraboloidal central body.
  • the grate is formed by a full cone or a hollow cone-shaped annular body, rotatable, vertically displaceable counterpart, which compared to the lower hearth an adjustable annular passage for withdrawal of the generated gaseous fuel and for discharging the solid or liquid reaction products in the form of ash, slag, distillation residues leaves open.
  • DE 199 37 521 A1 discloses a method and a device, in particular for the processing of already partially decomposed waste products.
  • This device consists of a shaft-like, in the lower part funnel-shaped reactor in which the charge of the carbon particles tangentially and the air is introduced axially as a gasification agent and is converted ascending by means of thermochemical reaction to synthesis gas.
  • the frusto-conical bottom part further has a lateral annular gap, through which the air can enter axially into the reactor space and can mix with the carbon-gas mixture.
  • This gas mixture entrains the carbon particles from the solids bed ascending outwards and is converted into synthesis gas in the reactor space at up to 1200 ° C.
  • the flow falls inwards and calms down, so that the not yet thermally decomposed carbon parts and the ash particles fall back down. There they meet a collecting funnel located in the center, which runs through to the lower area and is disposed of by a screw conveyor.
  • DE 199 37 523 A1 discloses a method and an apparatus for drying, storing and metering waste products and wastes, wherein in the process moist waste products and waste materials are introduced into a container on a grate and transported by moving the grate to an underlying second grate in which hot air is introduced between the grates and the device consists of a standing cylindrical container with two grates and a feed for warm air is arranged between the grates.
  • DE 199 37 524 A1 discloses an apparatus and a method for the removal of waste products and waste materials, which consists of a container in which the processed waste products and waste materials are thermally treated at up to 900 0 C.
  • Thermolysis chamber distributed feeder Thermolysis chamber distributed feeder.
  • Movement of the goods is organized and thereby slag and
  • the energy input via the gasification agent is no longer quantitatively distributed in terms of process, which can lead to partial overheating and combustion and thus to the termination of the pyrolytic process, so that a continuous and stable temperature-controlled control of the
  • Process sections must be regulated mainly by external energy supply. The energy balance of individual devices is therefore not effective and stable. In addition, gas and substance must be supplied separately and forwarded.
  • From DE 10 2008 058 602.1 is a device in the form of a moving bed gasifier and method for operating such in one
  • the gasifier pot is filled via the entry device with waste products or waste materials, which are stirred by means of the stirrer tools and via the
  • Recesses of the soil to be fumigated with gasifying agent wherein a gasification of the waste products or waste materials in the carburetor and the carburetor takes place, the gasification products pass through the annular gap and are discharged via the syngas outlet, wherein the ash and slag formed during the gasification through the recesses of the bottom via the central shaft and the discharge shaft by means of Austragsvo ⁇ chtung be dissipated.
  • thermolysis reactor From DE 10 2009 007 768.5 a device in the form of a thermolysis reactor and method for operating such in an arrangement for the thermal decomposition of waste products and waste is known.
  • thermolysis reactor In the method according to DE 10 2009 007 768.5, the thermolysis reactor is placed inclined, so that the discharge is above the entry, wherein the shaft is driven, in the shaft and the double jacket heated liquid heat carrier is generated and moved, this liquid heat carrier in the gap the guide is fluidically directed, wherein the material to be treated is guided by means of a delivery tool from the entry in the direction of discharge and heated in this transport by means of supplied gasification agent.
  • the object of the present invention is to provide a method that, using the articles according to DE 199 37 523 Al, DE 10 2008 058 602.1 and DE 10 2009 007 768.5, a method for operating an arrangement for the processing and thermal decomposition of waste products and waste allows, with a movement of the material and the solid mixture is to be organized in such a way that ensures a stable temperature profile, a continuous and stable temperature-controlled control of the process flow allows and a constant gas quality is guaranteed with a long service life, so that Work-up and thermal treatment, the homogeneous high-calorie residues are fully implemented and utilized as possible and thus in subsequent steps, the power generation is made possible.
  • the essence of the invention consists in the combination of individual, known from the above-mentioned process sequences and individual methods features with the addition of further new features to create a process process (sg Thermolysis-splitting process), which utilizes high-calorific homogeneous residues by treatment and thermal treatment and thereby a Power generation is possible (overall functional concept).
  • the novel thermolysis-splitting process comprises three essential process steps (drying in one
  • thermolysis in a thermolysis apparatus Drying apparatus, thermolysis in a thermolysis apparatus and
  • the temperature in the drying apparatus in the range in the range of 20 to 180 0 C, in the thermolysis apparatus, a temperature in the range of 350 to 450 0 C and in the gasification apparatus in the range of 900 to HOO 0 C, wherein the transmission distances between To protect the individual apparatus against reverse flow of substances.
  • the three-stage thermolysis-cleavage process is a closed and continuous treatment of the homogeneous high-calorie residues in the way that the temperature ranges of the material and the solid gas mixture reached during the process, rising from the drying of the material to the thermochemical reaction in synthesis gas, also be available for the subsequent process, so that a stable and process-related temperature sequence and a continuous and defined process or material flow is ensured in the individual process sections.
  • the specific transmission devices adapted to the respective process section between the individual process sections secure them against backflow.
  • the recyclable residual materials are returned to the overall process so that they can be reused.
  • the synthesis gas produced according to the invention has due to the aforementioned closed treatment a very high energy density, as well as a very high and continuous quality, so that it can be used for energy conversion, for example for power generation.
  • thermolysis cracking process according to the invention
  • 2 shows a schematic overview of an arrangement for carrying out the thermolysis-splitting process according to the invention for the work-up and thermal treatment of waste products and waste materials.
  • thermolysis-splitting process shown schematically in FIG. 1 proceeds as follows:
  • thermolysis (2) After this drying (1) in a drying apparatus, the thermolysis (2) follows in a thermolysis apparatus.
  • the residual material which has been metered via special transfer devices (4) this section of the process, heated to average temperatures of 350 0 C to 450 0 C.
  • This heating of the material is done by direct heating, eg. Via hot air.
  • Controlled Vergasungsschzu operation and solids residence time is carried out in the various temperature zones of the thermolysis (2) conditioning to Thermolysekoks and thermal lysegas.
  • the remaining residual moisture is evaporated, the organic compounds are converted to Thermolysegas and Thermolysekoks.
  • thermolysis coke and thermolysis gas are subjected as material-gas mixture directly through a further specific transfer device (4) then in a gasification apparatus of the gasification (3).
  • a gasification apparatus of the gasification (3) Under controlled addition of preheated air takes place there at temperatures of up to 1100 0 C (optimally 930 0 C), the gasification of the substance-gas mixture to a high-energy synthesis gas.
  • the organic compounds are broken down into low molecular weight components and a tar-free gas is generated.
  • thermolysis-splitting process comprises three essential process steps (drying, thermolysis, gasification) which are combined and linked together to produce synthesis gas in accordance with the respective process-related function, so that in principle a closed three-stage process sequence with three essential process stages and various individual process steps is achieved ,
  • the three-stage thermolysis-cleavage process is a closed and continuous treatment of the homogeneous high-calorie residues in the way that the temperature ranges of the material and the solid gas mixture reached during the process, rising from the drying of the material to the thermochemical reaction in synthesis gas, also are available for the subsequent process, so that a stable and process-related temperature sequence and a continuous and defined process and material flow in the individual process stages is organized and guaranteed.
  • the specific transmission devices adapted to the respective process section between the individual process sections secure them against reverse flow.
  • the recyclable residual materials are returned to the overall process so that they can be reused.
  • the synthesis gas produced according to the invention has due to the aforementioned closed treatment a very high energy density, and a very high and constant quality, so that it can be used for energy conversion, for example for power generation.
  • FIG. 2 represents a technical unit in the form of individual devices connected by means of different transmission links (8) (overall functional concept).
  • This arrangement comprises the following individual devices and technical elements:
  • Transmission lines (18) transmission devices, wherein the drying tower (13) according to DE 199 37 523 Al, the moving bed gasifier (15) according to DE 10 2008 058 602.1 and the thermolysis reactor (14) according to DE 10 2009 007 768.5 is constructed and operated.
  • the overall plant shown in FIG. 2 is operated with the process stages shown in FIG. 1 in individual process steps as follows:
  • the homogeneous high calorific residues are first mechanically pre-shredded in the pre-shredder (11).
  • the processed residuals are passed through a metal and foreign matter separation (second process step) in the third process step in a fine crusher (12) and, depending on requirements and moisture content further processed in a drying tower (13) and dried to a process-optimized water content.
  • thermolysis reactor (14) a closed, inclined reactor with direct heating via hot air, the material is heated to average temperatures of 350-450 0 C in the fourth step.
  • controlled for example by computer control
  • controlled operating conditions control and regulation, inter alia of mass transport, air flow, temperature and pressure, integrally linked for the individual process steps of the three process stages in the different temperature zones
  • the material is conditioned to thermolysis coke and thermolysis gas ,
  • the residual moisture is evaporated, the organic compounds are converted to thermolysis gas and carbon.
  • the inventive arrangement comprises three essential devices [drying tower (13), thermolysis reactor (14), moving bed gasifier (5)], which are structurally interconnected in a thermal arrangement for generating synthesis gas and combined with each other in accordance with the respective procedural function , so that in principle a three-stage process sequence with three process stages and various individual process steps is achieved.
  • the waste heat which arises in the individual reaction steps within the three process stages is used for other process or process steps.
  • the transmission lines (18) between the individual devices secure them against backflow and the still recyclable residual materials are returned to the overall process so that they can be reused.
  • the generated synthesis gas is passed through corresponding transmission lines (18) in a gas engine with generators (17) for generating electricity.

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Organic Chemistry (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

The aim of the invention is to specify an arrangement that enables a new method for operating an arrangement for thermally decomposing by-products and waste (thermal cracking method), and, in said arrangement, to organize transport of the material and the solid mixture in such a way that a stable temperature profile and a constant process flow and material flow is guaranteed, a continuous and stable temperature-guided control of the method process is enabled, and a constant gas quality is guaranteed over a long service life, wherein said aim is achieved in that the arrangement comprises a preliminary shredder (11), a fine shredder (12), a drying tower (13) according to DE 199 37 523 A1, a thermolysis reactor (14) according to DE 10 2009 007 768.5, a moving-bed gasifier (15) according to DE 10 2008 058 602.1, a cooler (16), and a gas engine having generators (17), wherein said individual devices are connected to each other by means of transfer routes (18) and coke and synthesis gas can be conducted together by means of the transfer routes (18) in the operating state of the arrangement, the operating temperature of the arrangement in temperature zones is continuously held constant by means of heat recirculation, and the transfer routes (18) between the individual devices of the arrangement protect said individual devices of the arrangement against backflow.

Description

ANORDNUNG UND VERFAHREN ZUR AUFBEREITUNG UND  ARRANGEMENT AND METHOD FOR PREPARATION AND
THERMISCHEN BEHANDLUNG VON ABPRODUKTEN UND ABFÄLLEN UND VERFAHREN ZUM BETREIBEN DIESER ANORDNUNG THERMAL TREATMENT OF ABPRODUCTS AND WASTE AND METHOD FOR OPERATING THIS ARRANGEMENT
(THERMOLYSE-SPALTVERFAHREN) Die Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zum Betreiben dieser Anordnung zur Aufbereitung und thermischen Behandlung von homogenen Abprodukten und Abfällen in Form von hochkalorischen Reststoffen zur Stromerzeugung (Thermolyse-Spaltverfahren). Es sind bereits verschiedene Verfahren und Vorrichtungen bekannt, welche die einzelnen Verfahrensschritte wie bspw. Aufbereitung und thermische Behandlung von Abprodukten und Abfällen zur Energieumwandlung offenbaren. Aus EP 0 609 802 Al ist bspw. ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Entgasung und /oder Vergasung eines festen Brennstoffes oder Abfallstoffes bekannt. The invention relates to an arrangement and a method for operating this arrangement for the treatment and thermal treatment of homogeneous waste products and wastes in the form of high-calorific residues for power generation (thermolysis-splitting method). Various methods and devices are already known which disclose the individual process steps, such as, for example, treatment and thermal treatment of waste products and waste for energy conversion. From EP 0 609 802 A1, for example, a method and a device for the continuous degassing and / or gasification of a solid fuel or waste material are known.
Diese Vorrichtung besteht aus einem schachtartigen Reaktor, in dem die Beschickung, das gasförmige Vergasungsmittel und der erzeugte gasförmige Brennstoff im Gleichstrom absteigend geführt werden. Das Vergasungsmittel wird in einem in der Mantelpartie befindlichen schraubenförmigen Gegenstrom-Wärmetauscher vom gasförmigen Brennstoff vorgewärmt. Dieses vorgewärmte Vergasungsmittel wird in schraubenlinienfbrmigen oder wellenförmigen Kanälen im keramischen Herdkörper des Reaktors und in einem als Herdabschluss dienenden beweglichen oder festen, in die untere Partie der Beschickung hineinragenden kegel- oder paraboloidförmigen Zentralkörper weiter aufgeheizt. Der Rost wird durch einen Vollkegel oder einen hohlkegelförmigen Ringkörper darstellendes, drehbares, vertikal verschiebbares Gegenstück gebildet, das gegenüber der unteren Herdpartie einen einstellbaren ringförmigen Durchlass zum Abzug des erzeugten gasförmigen Brennstoffs und zum Austrag der festen oder flüssigen Reaktionsprodukte in Form von Asche, Schlacke, Destillationsrückstände offen lässt. DE 199 37 521 Al offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung insbesondere für die Bearbeitung von bereits teilweise zersetzten Abprodukten. This device consists of a shaft-like reactor in which the feed, the gaseous gasification agent and the gaseous fuel produced in descending DC are performed. The gasification agent is preheated in gaseous fuel in a shell-type helical countercurrent heat exchanger. This preheated gasification agent is further heated in helical or wavy channels in the ceramic hearth of the reactor and in a movable or solid, serving as a hearth and in the lower portion of the charge cone-shaped or paraboloidal central body. The grate is formed by a full cone or a hollow cone-shaped annular body, rotatable, vertically displaceable counterpart, which compared to the lower hearth an adjustable annular passage for withdrawal of the generated gaseous fuel and for discharging the solid or liquid reaction products in the form of ash, slag, distillation residues leaves open. DE 199 37 521 A1 discloses a method and a device, in particular for the processing of already partially decomposed waste products.
Diese Vorrichtung besteht aus einem schachtartigen, im unteren Teil trichterförmigen Reaktor, in dem die Beschickung der Kohlenstoffteilchen tangential und die Luft als Vergasungsmittel axial eingebracht werden und aufsteigend mittels thermochemischer Reaktion zu Synthesegas umgewandelt wird. Der kegelstumpfförmige Bodenteil hat weiterhin einen seitlichen Ringspalt, über die die Luft axial in den Reaktorraum eintreten kann und sich mit dem Kohlenstoff-Gasgemisch vermischen kann. Dieses Gasgemisch reißt dabei die Kohlenstoffteilchen aus dem Feststoffbett nach außen aufsteigend mit und wird im Reaktorraum bei bis zu 1.2000C energetisch zu Synthesegas umgewandelt. Im oberen Drittel des Behälters fällt die Strömung nach innen und beruhigt sich, so dass die noch nicht thermisch zersetzten Kohlenstoffteile und die Ascheanteile wieder nach unten fallen. Dort treffen sie auf einen im Zentrum angeordneten Auffangtrichter, der sich bis zum unteren Bereich durchzieht und von einem Schneckenförderer entsorgt wird. This device consists of a shaft-like, in the lower part funnel-shaped reactor in which the charge of the carbon particles tangentially and the air is introduced axially as a gasification agent and is converted ascending by means of thermochemical reaction to synthesis gas. The frusto-conical bottom part further has a lateral annular gap, through which the air can enter axially into the reactor space and can mix with the carbon-gas mixture. This gas mixture entrains the carbon particles from the solids bed ascending outwards and is converted into synthesis gas in the reactor space at up to 1200 ° C. In the upper third of the container, the flow falls inwards and calms down, so that the not yet thermally decomposed carbon parts and the ash particles fall back down. There they meet a collecting funnel located in the center, which runs through to the lower area and is disposed of by a screw conveyor.
DE 199 37 523 Al offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trocknen, Bevorraten und Dosieren von Abprodukten und Abfallstoffen, wobei bei dem Verfahren feuchte Abprodukte und Abfallstoffe in einen Behälter auf einen Rost eingebracht und durch Bewegen des Rostes auf ein darunter liegendes zweites Rost transportiert werden, wobei zwischen den Rosten Warmluft eingebracht wird und die Vorrichtung, aus einem stehenden zylinderförmigen Behälter mit zwei Rosten besteht und zwischen den Rosten eine Zuführung für Warmluft angeordnet ist. DE 199 37 524 Al offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren für die Beseitigung von Abprodukten und Abfallstoffen, die aus einem Behälter besteht, in dem die aufbereiteten Abprodukte und Abfallstoffe bei bis zu 9000C thermisch behandelt werden. DE 199 37 523 A1 discloses a method and an apparatus for drying, storing and metering waste products and wastes, wherein in the process moist waste products and waste materials are introduced into a container on a grate and transported by moving the grate to an underlying second grate in which hot air is introduced between the grates and the device consists of a standing cylindrical container with two grates and a feed for warm air is arranged between the grates. DE 199 37 524 A1 discloses an apparatus and a method for the removal of waste products and waste materials, which consists of a container in which the processed waste products and waste materials are thermally treated at up to 900 0 C.
Dies geschieht durch die Erwärmung und anschließende Pyrolyse von Abprodukten und Abfallstoffen mittels Zuführung von Vergasungsmittel. Die Durchmischung und Fortbewegung des Gutes wird in der beschriebenen Vorrichtung mittels auf einer Welle sitzenden Paddeln durchgeführt. Die Vergasungsmittelzufuhr erfolgt über axial in derThis is done by heating and subsequent pyrolysis of waste products and waste materials by supplying gasification agent. The mixing and locomotion of the material is carried out in the described device by means of sitting on a shaft paddles. The gasification agent is supplied via axially in the
Thermolysekammer verteilte Zuführung. Thermolysis chamber distributed feeder.
Nachteilig bei dieser technischen Lösung ist, dass keine zwangsweiseThe disadvantage of this technical solution is that no compulsory
Fortbewegung des Gutes organisiert wird und sich dadurch Schlacke undMovement of the goods is organized and thereby slag and
Glutnester bilden. To form glowing nests.
Darüber hinaus erfolgt gemäß DE 199 37 524 Al der Energieeintrag über das Vergasungsmittel verfahrenstechnisch nicht mehr quantitativ aufgeteilt, was zur partiellen Überhitzung und Verbrennung und somit zum Abbruch des pyrolytischen Prozesses fuhren kann, so dass eine kontinuierliche und stabile temperaturgeführte Steuerung des In addition, according to DE 199 37 524 Al, the energy input via the gasification agent is no longer quantitatively distributed in terms of process, which can lead to partial overheating and combustion and thus to the termination of the pyrolytic process, so that a continuous and stable temperature-controlled control of the
Verfahrensablaufes nicht mehr möglich. Procedure no longer possible.
Aufgrund des instabilen Temperaturverlaufs kommt es somit zur Verstopfung und / oder Überhitzung und daraus folgend zum Abbruch des Prozesses bzw. zur Verformung / zum Verzug der Due to the unstable temperature profile, there is thus constipation and / or overheating and consequent demolition of the process or deformation / distortion of the
Thermolysekammer. Thermolysis.
Unabhängig von der extrem schwankenden Gasqualität ist die Standzeit der Vorrichtung gemäß DE 199 37 524 Al sehr stark eingeschränkt. Dieser Vorgang wird bei Vorliegen von Inhomogenität der Abprodukte und Abfallstoffe noch verstärkt.  Regardless of the extremely fluctuating gas quality, the service life of the device according to DE 199 37 524 A1 is very severely limited. This process is exacerbated in the presence of inhomogeneity of waste products and waste.
Weiterhin nachteilig bei dem vorstehend genannten Verfahren /der Furthermore, disadvantageous in the above-mentioned method /
Vorrichtung ist, dass die Prozesstemperaturen in den einzelnenDevice is that the process temperatures in the individual
Prozessabschnitten überwiegend durch externe Energiezufuhr geregelt werden müssen. Die Energiebilanz der Einzelapparate ist damit nicht effektiv und stabil. Zudem müssen Gas und Stoff getrennt zugeführt und weitergeleitet werden. Process sections must be regulated mainly by external energy supply. The energy balance of individual devices is therefore not effective and stable. In addition, gas and substance must be supplied separately and forwarded.
Aus DE 10 2008 058 602.1 ist eine Vorrichtung in Form eines Bewegt- Bett-Vergasers und Verfahren zum Betreiben eines solchen in einerFrom DE 10 2008 058 602.1 is a device in the form of a moving bed gasifier and method for operating such in one
Anordnung zur thermischen Zersetzung von Abprodukten undArrangement for the thermal decomposition of waste products and
Abfallstoffen bekannt. Waste materials known.
Bei dem Verfahren gemäß DE 10 2008 058 602.1 wird der Vergasertopf über die Eintragungsvorrichtung mit Abprodukten oder Abfallstoffen befüllt, die vermittels der Rührerwerkzeuge gerühert und über die In the method according to DE 10 2008 058 602.1, the gasifier pot is filled via the entry device with waste products or waste materials, which are stirred by means of the stirrer tools and via the
Ausnehmungen des Bodens mit Vergasungsmittel begast werden, wobei eine Vergasung der Abprodukte oder Abfallstoffe in dem Vergaserfuß und dem Vergaserraum erfolgt, die Vergasungsprodukte durch den Ringspalt gelangen und über den Synthesegasausgang abgeleitet werden, wobei die bei der Vergasung gebildete Asche und Schlacke durch die Ausnehmungen des Bodens über den Zentralschacht und den Austragsschacht vermittels der Austragsvoπϊchtung abgeführt werden. Recesses of the soil to be fumigated with gasifying agent, wherein a gasification of the waste products or waste materials in the carburetor and the carburetor takes place, the gasification products pass through the annular gap and are discharged via the syngas outlet, wherein the ash and slag formed during the gasification through the recesses of the bottom via the central shaft and the discharge shaft by means of Austragsvoπϊchtung be dissipated.
Aus DE 10 2009 007 768.5 ist eine Vorrichtung in Form eines Thermolysereaktors und Verfahren zum Betreiben eines solchen in einer Anordnung zur thermischen Zersetzung von Abprodukten und Abfällen bekannt. From DE 10 2009 007 768.5 a device in the form of a thermolysis reactor and method for operating such in an arrangement for the thermal decomposition of waste products and waste is known.
Bei dem Verfahren gemäß DE 10 2009 007 768.5 ist der Thermolysereaktor geneigt aufgestellt, so dass der Austrag oberhalb des Eintrags liegt, wobei die Welle angetrieben wird, in der Welle und dem Doppelmantel erwärmter flüssiger Wärmeträger erzeugt und bewegt wird, dieser flüssige Wärmeträger im Spalt durch die Führung strömungstechnisch geleitet wird, wobei das zu behandelnde Gut mittels Förderwerkzeug vom Eintrag in Richtung Austrag geführt und bei diesem Transport mittels zugeführtem Vergasungsmittel erwärmt wird.  In the method according to DE 10 2009 007 768.5, the thermolysis reactor is placed inclined, so that the discharge is above the entry, wherein the shaft is driven, in the shaft and the double jacket heated liquid heat carrier is generated and moved, this liquid heat carrier in the gap the guide is fluidically directed, wherein the material to be treated is guided by means of a delivery tool from the entry in the direction of discharge and heated in this transport by means of supplied gasification agent.
Nachteilig bei allen vorstehend genannten Verfahrens-, bau- und steuerungstechnischen Lösungen ist, dass jede Vorrichtung mit dem jeweilig dazugehörigen verfahrenstechnischen Prozess als einzelne und separate technischen Einheit funktional, bautechnisch und steuerungstechnisch realisiert ist. A disadvantage of all of the abovementioned process, construction and control technology solutions is that each device is realized with the respectively associated procedural process as a single and separate technical unit functional, structural engineering and control technology.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, dass unter Verwendung der Gegenstände gemäß DE 199 37 523 Al, DE 10 2008 058 602.1 und DE 10 2009 007 768.5 ein Verfahren zum Betreiben einer Anordnung zur Aufarbeitung und thermischen Zersetzung von Abprodukten und Abfällen ermöglicht, wobei eine Fortbewegung des Gutes und des Feststoffgemisches in der Art und Weise zu organisieren ist, dass ein stabiler Temperaturverlauf gewährleistet, eine kontinuierliche sowie stabile temperaturgeführte Steuerung des Verfahrensablaufes ermöglicht und eine konstante Gasqualität bei langer Standzeit garantiert wird, so dass durch die Aufarbeitung und thermische Behandlung die homogenen hochkalorischen Reststoffe möglichst vollständig umgesetzt und verwertet werden und dadurch in nachfolgenden Verfahrensschritten die Verstromung ermöglicht wird. The object of the present invention is to provide a method that, using the articles according to DE 199 37 523 Al, DE 10 2008 058 602.1 and DE 10 2009 007 768.5, a method for operating an arrangement for the processing and thermal decomposition of waste products and waste allows, with a movement of the material and the solid mixture is to be organized in such a way that ensures a stable temperature profile, a continuous and stable temperature-controlled control of the process flow allows and a constant gas quality is guaranteed with a long service life, so that Work-up and thermal treatment, the homogeneous high-calorie residues are fully implemented and utilized as possible and thus in subsequent steps, the power generation is made possible.
Gelöst werden diese Aufgaben durch eine Anordnung gemäß dem ersten Patentanspruch und ein Verfahren gemäß dem vierten Patentanspruch. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den nachgeordneten Ansprüchen angegeben. These objects are achieved by an arrangement according to the first claim and a method according to the fourth claim. Advantageous embodiments of the invention are specified in the subordinate claims.
Das Wesen der Erfindung besteht in der Kombination einzelner, an sich aus den vorstehend genannten Prozessabläufen und Einzelverfahren bekannten Merkmalen unter Hinzufügung weiterer neuer Merkmale zur Schaffung eines Verfahrensprozesses (s.g. Thermolyse-Spaltverfahren), welcher hochkalorische homogene Reststoffe durch Aufbereitung und thermische Behandlung verwertet und dabei eine Verstromung ermöglicht (funktionales Gesamtkonzept). The essence of the invention consists in the combination of individual, known from the above-mentioned process sequences and individual methods features with the addition of further new features to create a process process (sg Thermolysis-splitting process), which utilizes high-calorific homogeneous residues by treatment and thermal treatment and thereby a Power generation is possible (overall functional concept).
Das erfindungsgemäße Thermolyse-Spaltverfahren umfasst drei wesentliche Verfahrensschritte (Trocknung in einer The novel thermolysis-splitting process comprises three essential process steps (drying in one
Trocknungsapparatur, Thermolyse in einer Thermolyseapparatur undDrying apparatus, thermolysis in a thermolysis apparatus and
Vergasung in einer Vergasungsapparatur), die zur Erzeugung vonGasification in a gasification apparatus) used to produce
Synthesegas nach Maßgabe der jeweiligen verfahrenstechnischenSynthesis gas in accordance with the respective process engineering
Funktion miteinander kombiniert und durch Übertragungsstrecken (= Übertragungsvorrichtungen) verknüpft sind, so dass grundsätzlich ein geschlossener dreistufiger Verfahrensablauf mit drei wesentlichenFunction combined with each other and by transmission links (= transmission devices) are linked, so that basically a closed three-stage process flow with three essential
Verfahrensstufen und diversen Einzelverfahrensschritten erreicht wird. Process steps and various individual process steps is achieved.
Gemäß der Erfindung liegt die Temperatur in der Trocknungsapparatur im Bereich im Bereich von 20 bis 180 0C, in der Thermolyseapparatur eine Temperatur im Bereich von 350 bis 450 0C und in der Vergasungsapparatur im Bereich von 900 bis HOO 0C, wobei die Übertragungsstrecken zwischen den einzelnen Apparaturen diese gegen Rückströmung von Stoffen absichern. According to the invention, the temperature in the drying apparatus in the range in the range of 20 to 180 0 C, in the thermolysis apparatus, a temperature in the range of 350 to 450 0 C and in the gasification apparatus in the range of 900 to HOO 0 C, wherein the transmission distances between To protect the individual apparatus against reverse flow of substances.
Erfindungswesentlich ist, dass zwischen den drei Verfahrensstufen (Trocknung, Thermolyse, Vergasung) keine Phasentrennung des bearbeiteten Reststoffmaterials durchgeführt wird, d.h. dass keine Trennung von Koks und Synthesegas erfolgt, und dass in den einzelnen Übertragungsvorrichtungen zwischen den drei Verfahrensstufen keine Abkühlung der Temperatur erfolgt. Die Temperaturen in den Temperaturzonen werden in den einzelnen Verfahrensstufen konstant und den dazwischen liegenden Übertragungsvorrichtungen durchgängig kontinuierlich gehalten, so dass die idealen Reaktions- bzw. Prozesstemperaturen im Bereich von 20 bis 180 0C (optimal bei bis zu 100 0C) für die Trocknung, von 350 bis 450 0C für die Thermolyse und von 900 bis 1100 0C (optimal bei bis zu 9300C) für die Vergasung beständig und gleichmäßig gehalten werden. It is essential to the invention that no phase separation of the processed residual material material is carried out between the three process stages (drying, thermolysis, gasification), ie that no separation of coke and synthesis gas takes place, and that in the individual Transfer devices between the three stages of the process no cooling of the temperature takes place. The temperatures in the temperature zones are kept constant in the individual process stages and the transfer devices located therebetween continuously, so that the ideal reaction or process temperatures in the range of 20 to 180 ° C. (optimally up to 100 ° C.) for the drying, from 350 to 450 0 C for the thermolysis and from 900 to 1100 0 C (optimally up to 930 0 C) for the gasification resistant and uniform.
Gemäß der Erfindung stellt das dreistufige Thermolyse-Spaltverfahren eine geschlossene und durchgängige Behandlung der homogenen hochkalorischen Reststoffe in der Art dar, dass die erreichten Temperaturbereiche des Gutes und des Feststoffgasgemisches während des Prozesses, aufsteigend von der Trocknung des Gutes bis zur thermochemischen Umsetzung in Synthesegas, auch für den nachfolgenden Prozess zur Verfügung stehen, so dass ein stabiler und prozessbedingter Temperaturablauf sowie ein kontinuierlicher und definierter Prozess- bzw. Stoffstrom in den einzelnen Prozessabschnitten gewährleistet ist. According to the invention, the three-stage thermolysis-cleavage process is a closed and continuous treatment of the homogeneous high-calorie residues in the way that the temperature ranges of the material and the solid gas mixture reached during the process, rising from the drying of the material to the thermochemical reaction in synthesis gas, also be available for the subsequent process, so that a stable and process-related temperature sequence and a continuous and defined process or material flow is ensured in the individual process sections.
Erfindungsgemäß sichern die spezifischen und dem jeweiligen Verfahrensabschnitt angepassten Ubertragungsvorrichtungen zwischen den einzelnen Verfahrensabschnitten diese gegen Rückströmung ab. Die weiterhin verwertbaren Reststoffe werden wieder in den Gesamtprozess zurückgeführt, so dass diese erneut verwertet werden. According to the invention, the specific transmission devices adapted to the respective process section between the individual process sections secure them against backflow. The recyclable residual materials are returned to the overall process so that they can be reused.
Das gemäß der Erfindung erzeugte Synthesegas weist aufgrund der vorstehend genannten geschlossenen Behandlung eine sehr hohe Energiedichte, sowie eine sehr hohe und kontinuierliche Qualität auf, so dass dieses zur Energieumwandlung, beispielsweise zur Stromerzeugung, genutzt werden kann. The synthesis gas produced according to the invention has due to the aforementioned closed treatment a very high energy density, as well as a very high and continuous quality, so that it can be used for energy conversion, for example for power generation.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der schematischen Zeichnungen und des Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt: The invention will be explained in more detail below with reference to the schematic drawings and the embodiment. It shows:
Fig. 1 : eine Übersicht über die Verfahrensabschnitte des erfindungsgemäßen Thermolyse- Spaltverfahrens Fig. 2: eine schematische Übersichtsdarstellung einer Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Thermolyse- Spaltverfahrens zur Aufarbeitung und thermischen Behandlung von Abprodukten und Abfallstoffen. 1 shows an overview of the process sections of the thermolysis cracking process according to the invention 2 shows a schematic overview of an arrangement for carrying out the thermolysis-splitting process according to the invention for the work-up and thermal treatment of waste products and waste materials.
Das in Fig.l schematisch dargestellte Thermolyse-Spaltverfahren läuft wie folgt ab: The thermolysis-splitting process shown schematically in FIG. 1 proceeds as follows:
Es wird Material verwendet, dass bereits vor- und feinzerkleiner worden ist. Dieses Material wird dann je nach Bedarf und Feuchtegehalt bei Temperaturen zwischen 2O0C- 1800C aufgearbeitet und auf einen prozessoptimierten Wassergehalt getrocknet. It is used material that has already been pre-and feinzerkleiner. This material is then worked up as needed and moisture content at temperatures between 2O 0 C - 180 0 C and dried to a process-optimized water content.
Nach dieser Trocknung (1) in einer Trocknungsapparatur folgt die Thermolyse (2) in einer Thermolyseapparatur. Bei diesem Verfahrensschritt wird das Reststoffmaterial, welches dosiert über spezielle Übertragungs Vorrichtungen (4) diesem Verfahrensabschnitt zugeführt worden ist, auf mittlere Temperaturen von 3500C bis 4500C aufgeheizt. Diese Aufheizung des Materials geschieht durch direkte Beheizung, bspw. über Heißluft. Unter gesteuerter Vergasungsmittelzuführung und Feststoff-verweilzeit erfolgt in den verschiedenen Temperaturzonen der Thermolyse (2) eine Konditionierung zu Thermolysekoks und Thermo- lysegas. Dabei wird die verbleibende Restfeuchtigkeit verdampft, die organischen Verbindungen werden zu Thermolysegas und Thermolysekoks umgesetzt. After this drying (1) in a drying apparatus, the thermolysis (2) follows in a thermolysis apparatus. In this process step, the residual material, which has been metered via special transfer devices (4) this section of the process, heated to average temperatures of 350 0 C to 450 0 C. This heating of the material is done by direct heating, eg. Via hot air. Controlled Vergasungsmittelzuführung and solids residence time is carried out in the various temperature zones of the thermolysis (2) conditioning to Thermolysekoks and thermal lysegas. The remaining residual moisture is evaporated, the organic compounds are converted to Thermolysegas and Thermolysekoks.
Die so entstandenen Produkte, Thermolysekoks und Thermolysegas, werden als Stoff- Gasgemisch direkt durch eine weitere spezifische Übertragungsvorrichtung (4) anschließend in einer Vergasungsapparatur der Vergasung (3) unterzogen. Unter kontrollierter Zugabe von vorgewärmter Luft erfolgt dort bei Temperaturen von bis zu 1100 0C (optimal 9300C) die Vergasung des Stoff-Gasgemisches zu einem energiereichen Synthesegas. Dabei werden die organischen Verbindungen in niedermolekulare Bestandteile zerlegt und ein teerfreies Gas erzeugt. The products thus formed, thermolysis coke and thermolysis gas, are subjected as material-gas mixture directly through a further specific transfer device (4) then in a gasification apparatus of the gasification (3). Under controlled addition of preheated air takes place there at temperatures of up to 1100 0 C (optimally 930 0 C), the gasification of the substance-gas mixture to a high-energy synthesis gas. The organic compounds are broken down into low molecular weight components and a tar-free gas is generated.
Anschließend wird das Synthesegas abgezogen und einem mehrstufigen Abkühlungs- und Reinigungsprozess unterzogen. Das gereinigte und abgekühlte Synthesegas steht dann zur Energieumwandlung beispielsweise zur Stromerzeugung zur Verfügung. Das erfindungsgemäße Thermolyse-Spaltverfahren umfasst drei wesentliche Verfahrensschritte (Trocknung, Thermolyse, Vergasung), die zur Erzeugung von Synthesegas nach Maßgabe der jeweiligen verfahrenstechnischen Funktion miteinander kombiniert und verknüpft werden, so dass grundsätzlich ein geschlossener dreistufiger Verfahrensablauf mit drei wesentlichen Verfahrensstufen und diversen Einzelverfahrensschritten erreicht wird. Subsequently, the synthesis gas is withdrawn and subjected to a multi-stage cooling and cleaning process. The purified and cooled synthesis gas is then available for energy conversion, for example for power generation. The thermolysis-splitting process according to the invention comprises three essential process steps (drying, thermolysis, gasification) which are combined and linked together to produce synthesis gas in accordance with the respective process-related function, so that in principle a closed three-stage process sequence with three essential process stages and various individual process steps is achieved ,
Erfindungswesentlich ist, dass zwischen den drei Verfahrensstufen (Trocknung, Thermolyse, Vergasung) keine Phasentrennung des bearbeiteten Reststoffmaterials durchgeführt wird, d.h. dass keine Trennung von Koks und Synthesegas erfolgt, und dass in den einzelnen Übertragungsvorrichtungen zwischen den drei Verfahrensstufen keine Abkühlung der Temperatur erfolgt. Die Temperaturen in den Temperaturzonen werden in den einzelnen Verfahrensstufen konstant und den dazwischen liegenden Übertragungsvorrichtungen durchgängig kontinuierlich gehalten, so dass die idealen Reaktions- bzw. Prozesstemperaturen im Bereich von bis zu 100 0C für die Trocknung, von bis zu 4500C für die Thermolyse und von bis zu 9300C für die Vergasung beständig und gleichmäßig gehalten It is essential to the invention that no phase separation of the processed residual material material is carried out between the three process stages (drying, thermolysis, gasification), ie that no separation of coke and synthesis gas takes place and that no cooling of the temperature takes place in the individual transfer devices between the three process stages. The temperatures in the temperature zones are kept constant in the individual process stages and the transfer devices located therebetween continuously, so that the ideal reaction or process temperatures in the range of up to 100 0 C for drying, of up to 450 0 C for the thermolysis and held constantly and uniformly up to 930 0 C for the gasification
werden. become.
Gemäß der Erfindung stellt das dreistufige Thermolyse-Spaltverfahren eine geschlossene und durchgängige Behandlung der homogenen hochkalorischen Reststoffe in der Art dar, dass die erreichten Temperaturbereiche des Gutes und des Feststoffgasgemisches während des Prozesses, aufsteigend von der Trocknung des Gutes bis zur thermochemischen Umsetzung in Synthesegas, auch für den nachfolgenden Prozess zur Verfügung stehen, so dass ein stabiler und prozessbedingter Temperaturablauf und ein kontinuierlicher sowie definierter Prozess- und Stoffstrom in den einzelnen Prozessstufen organisiert und gewährleistet ist.  According to the invention, the three-stage thermolysis-cleavage process is a closed and continuous treatment of the homogeneous high-calorie residues in the way that the temperature ranges of the material and the solid gas mixture reached during the process, rising from the drying of the material to the thermochemical reaction in synthesis gas, also are available for the subsequent process, so that a stable and process-related temperature sequence and a continuous and defined process and material flow in the individual process stages is organized and guaranteed.
Erfindungsgemäß sichern die spezifischen und dem jeweiligen Verfahrensabschnitt angepassten Übertragungsvorrichtungen zwischen den einzelnen Verfahrensabschnitten diese gegen Rückströmung ab. Die weiterhin verwertbaren Reststoffe werden wieder in den Gesamtprozess zurückgeführt, so dass diese erneut verwertet werden können. Das gemäß der Erfindung erzeugte Synthesegas weist aufgrund der vorstehend genannten geschlossenen Behandlung eine sehr hohe Energiedichte, sowie eine sehr hohe und konstante Qualität auf, so dass dieses zur Energieumwandlung, beispielsweise zur Stromerzeugung, genutzt werden kann. According to the invention, the specific transmission devices adapted to the respective process section between the individual process sections secure them against reverse flow. The recyclable residual materials are returned to the overall process so that they can be reused. The synthesis gas produced according to the invention has due to the aforementioned closed treatment a very high energy density, and a very high and constant quality, so that it can be used for energy conversion, for example for power generation.
Ausfuhrungsbeispiel exemplary
Die in Fig. 2 dargestellte Anordnung stellt eine technischen Einheit in Form einzelner, vermittels verschiedener Übertragungsstrecken (8) verbundener Vorrichtungen dar (funktionales Gesamtkonzept).  The arrangement shown in FIG. 2 represents a technical unit in the form of individual devices connected by means of different transmission links (8) (overall functional concept).
Diese Anordnung umfasst folgende Einzelvorrichtungen und technische Elemente:  This arrangement comprises the following individual devices and technical elements:
• Vorzerkleinerer (11)  • pre-shredder (11)
• Feinzerkleinerer (12)  • Fine Grinders (12)
• Trockenturm (13)  • drying tower (13)
• Thermo lyseaktor (14)  • Thermolysis reactor (14)
• Bewegtbettvergaser (15)  • moving bed gasifier (15)
• Kühler (16)  • cooler (16)
• Gasmotor mit Generatoren ( 17)  • gas engine with generators (17)
• Übertragungsstrecken (18) = Übertragungsvorrichtungen, wobei der Trockenturm (13) gemäß DE 199 37 523 Al, der Bewegtbettvergaser (15) gemäß DE 10 2008 058 602.1 und der Thermolyseaktor (14) gemäß DE 10 2009 007 768.5 aufgebaut ist und betrieben wird.  • Transmission lines (18) = transmission devices, wherein the drying tower (13) according to DE 199 37 523 Al, the moving bed gasifier (15) according to DE 10 2008 058 602.1 and the thermolysis reactor (14) according to DE 10 2009 007 768.5 is constructed and operated.
Die in Fig. 2 dargestellte Gesamtanlage wird mit den in Fig. 1 dargestellten Verfahrensstufen wie folgt in einzelnen Verfahrensschritten betrieben: The overall plant shown in FIG. 2 is operated with the process stages shown in FIG. 1 in individual process steps as follows:
Die homogenen hochkalorischen Reststoffe (Abfalle und Abprodukte) werden zunächst im Vorzerkleinerer (11) mechanisch vorzerkleinert. The homogeneous high calorific residues (waste and waste products) are first mechanically pre-shredded in the pre-shredder (11).
Nach dieser Vorzerkleinerung und Aufarbeitung werden die bearbeiteten Reststoffe über eine Metall- und Fremdstoffabscheidung (zweiter Verfahrensschritt) im dritten Verfahrensschritt in einen Feinzerkleiner (12) geführt und je nach Bedarf und Feuchtigkeitsgehalt in einem Trockenturm (13) weiter aufbereitet und auf einen prozessoptimierten Wassergehalt getrocknet. After this pre-crushing and work-up, the processed residuals are passed through a metal and foreign matter separation (second process step) in the third process step in a fine crusher (12) and, depending on requirements and moisture content further processed in a drying tower (13) and dried to a process-optimized water content.
Aus dieser Trocknung gelangt das bearbeitete Reststoffmaterial dosiert über spezifische Übertragungsstrecken (18) in den Thermolysereaktor (14). In dem Thermolysereaktor (14), einem geschlossen, geneigten Reaktor mit direkter Beheizung über Heißluft, wird im vierten Verfahrensschritt das Material auf mittlere Temperaturen von 350 - 450 0C aufgeheizt. Unter gesteuerten (bspw. durch eine Computersteuerung) und geregelten Betriebsbedingungen (Steuerung und Regelung, u.a. von Stofftransport, Luftzuströmung; Temperatur und Druck, integral verknüpft für die einzelnen Verfahrensschritte der drei Verfahrensstufen in den verschiedenen Temperaturzonen) erfolgt eine Konditionierung des Materials zu Thermolysekoks und Thermolysegas. Dabei wird die Restfeuchtigkeit verdampft, die organischen Verbindungen werden zu Thermolysegas und Kohlenstoff umgesetzt.From this drying, the processed residual material passes in metered manner via specific transmission lines (18) into the thermolysis reactor (14). In the thermolysis reactor (14), a closed, inclined reactor with direct heating via hot air, the material is heated to average temperatures of 350-450 0 C in the fourth step. Under controlled (for example by computer control) and controlled operating conditions (control and regulation, inter alia of mass transport, air flow, temperature and pressure, integrally linked for the individual process steps of the three process stages in the different temperature zones), the material is conditioned to thermolysis coke and thermolysis gas , The residual moisture is evaporated, the organic compounds are converted to thermolysis gas and carbon.
Anschließend wird das Synthesegas im oberen Teil des Vergasers abgezogen und einem mehrstufigen Reinigungs- und Abkühlungsprozess im Kühler (16) (= Gasreinigungs und Abkühlungsvorrichtung) unterzogen (sechster Verfahrensschritt) und steht dann bspw. zur Stromerzeugung durch einen Gasmotor mit Generatoren (17) zur Stromerzeugung zur Verfugung. Subsequently, the synthesis gas is withdrawn in the upper part of the carburetor and a multi-stage cleaning and cooling process in the cooler (16) (= gas cleaning and cooling device) subjected (sixth step) and is then, for example, for power generation by a gas engine with generators (17) to generate electricity available.
Die erfindungsgemäße Anordnung umfasst drei wesentliche Vorrichtungen [Trockenturm (13), Thermolysereaktor (14), Bewegt- Bett- Vergaser (5)], die in einer thermischen Anordnung zur Erzeugung von Synthesegas miteinander bautechnisch verbunden und nach Maßgabe der jeweiligen verfahrenstechnischen Funktion miteinander kombiniert werden, so dass grundsätzlich ein dreistufiger Verfahrensablauf mit drei Verfahrensstufen und diversen Verfahrenseinzelschritten erreicht wird.  The inventive arrangement comprises three essential devices [drying tower (13), thermolysis reactor (14), moving bed gasifier (5)], which are structurally interconnected in a thermal arrangement for generating synthesis gas and combined with each other in accordance with the respective procedural function , so that in principle a three-stage process sequence with three process stages and various individual process steps is achieved.
Erfindungswesentlich ist, dass zwischen den drei Vorrichtungen [Trockenturm (3), Thermolysereaktor (14), Bewegt-Bett- Vergaser (15)] keine Phasentrennung des bearbeiteten Reststoffmaterials durchgeführt wird, d.h. dass keine Trennung von Koks und Synthesegas erfolgt, und dass in den einzelnen Übertragungsstrecken (18) zwischen den drei Vorrichtungen (Verfahrensstufen) keine Abkühlung der Temperatur erfolgt. Die Temperaturen in den Temperaturzonen werden durch die Vorrichtungen und die dazwischen liegenden Übertragungstrecken (18) jeweils kontinuierlich und konstant gehalten und durch diese ebenfalls unter gesteuerten und geregelten Betriebsbedingungen ein gleichmäßiger Prozess- und Stoffstrom gewährleistet und über den gesamten Prozess organisiert. It is essential to the invention that no phase separation of the processed residual material material is carried out between the three devices [drying tower (3), thermolysis reactor (14), moving bed gasifier (15)], ie that no separation of coke and synthesis gas takes place, and that in the individual transmission links (18) between the three devices (process steps) no cooling of the temperature he follows. The temperatures in the temperature zones are kept constant and constant by the devices and the intermediate transmission lines (18), and by these, also under controlled and controlled operating conditions, ensure a uniform flow of process and material and are organized throughout the process.
Gemäß der Erfindung wird die Abwärme, welche in den einzelnen Reaktionsschritten innerhalb der drei Verfahrensstufen entsteht, für andere Verfahrens- bzw. Prozessschritte verwendet. According to the invention, the waste heat which arises in the individual reaction steps within the three process stages is used for other process or process steps.
Erfindungsgemäß sichern die Übertragungsstrecken (18) zwischen den einzelnen Vorrichtungen diese gegen Rückströmung ab und die weiterhin verwertbaren Reststoffe werden wieder in den Gesamtprozess zurückgeführt, so dass diese erneut verwertet werden können.  According to the invention, the transmission lines (18) between the individual devices secure them against backflow and the still recyclable residual materials are returned to the overall process so that they can be reused.
Das erzeugte Synthesegas wird durch entsprechende Übertragungsstrecken (18) in einen Gasmotor mit Generatoren (17) zur Stromerzeugung weitergeleitet wird. The generated synthesis gas is passed through corresponding transmission lines (18) in a gas engine with generators (17) for generating electricity.
Alle in der Beschreibung, den Ausfiihrungsbeispielen und den nachfolgenden Ansprüchen dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein. All features described in the description, the exemplary embodiments and the following claims may be essential to the invention both individually and in any combination with one another.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Verfahrensstufe Trocknung 1 process step drying
2 Verfahrensstufe Thermolyse  2 process step thermolysis
3 Verfahrensstufe Vergasung  3 Process stage gasification
4 Übertragungsvorrichtungen  4 transmission devices
(= Übertragungsstrecken)  (= Transmission links)
5 Prozess- bzw. Stoffstrom  5 process or material flow
11 Vorzerkleinerer  11 pre-shredders
12 Feinzerkleinerer  12 fine grinders
13 Trockenturm  13 drying tower
14 Thermolyseaktor  14 thermolysis reactor
15 Bewegtbettvergaser  15 moving bed gasifier
16 Kühler  16 coolers
(= Gasreinigungs- und Abkühlungsvorrichtung) (= Gas cleaning and cooling device)
17 Gasmotor mit Generatoren 17 gas engine with generators
18 Übertragungsstrecken  18 transmission links

Claims

Patentansprüche claims
1. Anordnung zur thermischen Behandlung von Abprodukten und Abfällen (Thermolyse- Spaltverfahren) umfassend eine Trockungs-, eine Thermolyse-, und eine Verfasungsapparatur, dadurch gekennzeichnet, dass die Apparaturen durch Übertragungsvorrichtungen zur Generierung eines durchgängigen Prozess- und Stoffstroms im Betriebszustand der Anordnung in einem geschlossenen, dreistufigen Verfahrensablauf miteinander so verbunden sind, dass in der Trocknungsapparatur eine Temperatur im Bereich im Bereich von 20 bis 180 0C, in der Thermolyseapparatur eine Temperatur im Bereich von 350 bis 450 0C und in der Vergasungsapparatur eine Temperatur im Bereich von 900 bis 1100 0C besteht und die Übertragungsstrecken zwischen den einzelnen Apparaturen diese gegen Rückströmung von Stoffen absichern. 1. Arrangement for the thermal treatment of waste products and waste (thermolysis slit method) comprising a drying, a thermolysis, and a Verfasungsapparatur, characterized in that the apparatus by transmission devices for generating a continuous process and material flow in the operating state of the arrangement in a closed, three-stage process sequence are connected to each other so that in the drying apparatus, a temperature in the range of 20 to 180 0 C, in the thermolysis apparatus, a temperature in the range of 350 to 450 0 C and in the gasification apparatus, a temperature in the range of 900 to 1100 0 C and the transmission lines between the individual apparatuses to secure this against backflow of substances.
2. Anordnung zur thermischen Behandlung von Abprodukten und Abfallen (Thermolyse- Spaltverfahren) umfassend einen Vor- zerkleinerer (1), einen Feinzerkleinerer (2), einen Trockenturm (3) gemäß DE 199 37 523 Al, einen Thermolysereaktor (4) gemäß2. Arrangement for the thermal treatment of waste products and waste (thermolysis splitting method) comprising a pre-shredder (1), a fine crusher (2), a drying tower (3) according to DE 199 37 523 Al, a thermolysis reactor (4) according to
DE 10 2009 007 768.5, einen Bewegtbettvergaser (5) gemäß DE 10 2008 058 602.1, einen Kühler (6) und einen Gasmotor mit Generatoren (7), wobei diese einzelnen Apparaturen durch Übertragungsstrecken (8) miteinander verbunden sind, wobei im Betriebszustand der Anordnung Koks und Synthesegas über dieDE 10 2009 007 768.5, a moving bed gasifier (5) according to DE 10 2008 058 602.1, a cooler (6) and a gas engine with generators (7), wherein these individual apparatuses are interconnected by transmission lines (8), wherein in the operating state of the arrangement Coke and syngas over the
Übertragungsstrecken (8) gemeinsam fuhrbar sind, die Arbeitstemperatur der Anordnung in Temperaturzonen durch eine Wärmerückfuhrung kontinuierlich konstant gehalten wird und die Übertragungsstrecken (8) zwischen den einzelnen Vorrichtungen der Anordnung diese gegen Rückströmung absichern. Transmission lines (8) are together drove, the operating temperature of the assembly is kept constant in temperature zones by a heat recovery continuously and the transmission lines (8) between the individual devices of the arrangement this secure against backflow.
3. Anordnung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitstemperatur im Trockenturm (3) im Bereich von 20 bis 180 0C, im Thermolysereaktor (4) im Bereich von 350 bis 450 0C und im Bewegtbettvergaser (5) im Bereich von 900 bis 1100 0C liegt. 3. Arrangement according to claim 2, characterized in that the working temperature in the drying tower (3) in the range of 20 to 180 0 C, in the thermolysis reactor (4) in the range of 350 to 450 0 C and in the moving bed gasifier (5) in the range of 900 until 1100 0 C lies.
4. Verfahren zum Betreiben einer Anordnung gemäß Anspruch 1, 2 oder 3 umfassend die drei aufeinanderfolgenden Verfahrens-stufen:4. A method of operating an arrangement according to claim 1, 2 or 3 comprising the three successive stages of the method:
• Aufarbeitung und Trocknung, • work-up and drying,
• Thermolyse und  • Thermolysis and
• Vergasung.  Gasification.
5. Verfahren gemäß Anspruch 4, wobei die Verfahrensstufen die folgenden aufeinander folgenden Verfahrensschritte umfasst: 5. The method according to claim 4, wherein the method steps comprise the following successive method steps:
a) Vorzerkleinerung hochkalorischer Reststoffe  a) pre-crushing of high calorific residues
b) Feinzerkleinerung hochkalorischen Reststoffe  b) Fine grinding of high calorific residues
c) Thermolyse hochkalorischen Reststoffe zu Thermolysekoks und Thermolysegas  c) Thermolysis of high calorific residues to Thermolysekoks and Thermolysegas
d) Vergasung von Thermolysekoks und Thermolysegas im Bewegtbettvergaser  d) gasification of Thermolysekoks and Thermolysegas in moving bed gasifier
e) Reinigung und Kühlung des Gases  e) cleaning and cooling of the gas
f) Energieumwandlung im Gasmotor mit Generatoren (7),  f) energy conversion in the gas engine with generators (7),
wobei keine Phasentrennung des bearbeiteten Reststoffmaterials erfolgt.  wherein no phase separation of the processed residual material takes place.
6. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Verfahrensschritten b) Feinzerkleinerung und c) Thermolyse eine Trockung der hochkalorischen Reststoffe erfolgt. 6. The method according to claim 5, characterized in that between the process steps b) comminution and c) thermolysis is carried out a drying of the high-calorific residues.
7. Verfahren gemäß Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturzone der Trockung eine Temperatur im Bereich von7. The method according to claim 4 or 5, characterized in that the temperature zone of the drying has a temperature in the range of
20 bis 180 0C, der Thermolyse eine Temperatur im Bereich von 350 bis 450 0C, der Vergasung bei einer Temperatur von 900 0C bis20 to 180 0 C, the thermolysis a temperature in the range of 350 to 450 0 C, the gasification at a temperature of 900 0 C to
1100 0C aufweist. 1100 0 C has.
8. Verfahren gemäß Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfahrensschritte kontinuierlich und unter Wärmerückführung durchgeführt werden, wobei vermittels einer rechnergestützten Prozesssteuerung für die einzelnen Verfahrensschritte der drei Verfahrensstufen integral verknüpft gesteuerte und geregelte Betriebsbedingungen hinsichtlich der Parameter Stofftransport,8. The method according to claim 4 or 5, characterized in that the method steps are carried out continuously and with heat recovery, wherein by means of a computer-aided process control for the individual process steps of the three process stages integrally linked controlled and controlled operating conditions with respect to the parameters mass transfer,
Luftzuströmung, Temperatur und Druck in den verschiedenen Temperaturzonen einstellbar sind, so dass eine Konditionierung der Stoffe zu Thermolysekoks und Thermolysegas erfolgt. Air inflow, temperature and pressure in the different Temperature zones are adjustable, so that a conditioning of the substances to Thermolysekoks and Thermolysegas takes place.
9. Verfahren gemäß einem oder mehrerer der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die weiterhin verwertbaren9. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the further utilizable
Reststoffe in den ersten Verfahrensschritt zurückgeführt und erneut im Gesamtverfahren verwertet werden. Residues are recycled in the first process step and recycled in the overall process.
10. Verwendung des gemäß dem voran stehenden Verfahren hergestellten Synthesegases zur Energieumwandlung. 10. Use of the synthesis gas produced according to the preceding method for energy conversion.
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