DE19844311A1

DE19844311A1 - Incinerator for domestic and industrial refuse with metals removed from ash and with combustion gasses burnt in higher temperature furnace

Info

Publication number: DE19844311A1
Application number: DE1998144311
Authority: DE
Inventors: Heinz Hoelter
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-09-28
Filing date: 1998-09-28
Publication date: 2000-03-30

Abstract

A method for incinerating domestic and industrial refuse has the refuse incinerator adjacent to an industrial furnace e.g. a thermal power generator. The refuse is pressed into bales and is incinerated on a grid. The incineration gasses are ducted into the higher temperature furnace to break down organic compounds while the metals in the refuse are separated from the ash for further processing. The remaining ash can be applied to a variety of uses including grit spreading on icy roads.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung der in einer Verbrennungsanlage für Abfälle anfallenden, noch organische Schadstoffverbindungen enthaltenden Abgase.The invention relates to a method for treating in an incinerator for Waste gases that still contain organic pollutant compounds.

Zur thermischen Verwertung von organischen Abfallstoffen, wie z. B. von Haushalts- und/oder Gewerbemüll, sind bereits eine Reihe von Verfahren auf dem Gebiet der Pyrolyse, der Vergasung und insbesondere auch der Verbrennung des Abfalles bekannt geworden.For thermal recycling of organic waste materials, such as. B. of household and / or Commercial waste, are already a number of processes in the field of pyrolysis, the gasification and especially the combustion of the waste.

In der Praxis erfolgt nach wie vor die thermische Verwertung des Abfalls überwiegend in Verbrennungsanlagen, und zwar insbesondere in Verbrennungsanlagen, die mit einer Rostfeuerung ausgestattet sind.In practice, the thermal recycling of waste is still predominantly carried out in Incineration plants, in particular in incineration plants with a Grate firing are equipped.

Die in diesen Anlagen anfallenden Abgase werden ähnlich wie die Rauchgase aus fossilen Feuerungen von Industriekesselanlagen, wie z. B. Kohlekraftwerken, einer Staubabscheidung, einer Entschwefelung uns meist auch einer Entstickung unterzogen. The exhaust gases generated in these plants are similar to the flue gases from fossil fuels Firing of industrial boiler systems, such as B. coal-fired power plants, dust separation, desulphurization and mostly denitrification.

Nachteilig ist dabei, daß die in den Abgasen von Abfallverbrennungsanlagen auf Grund der inhomogenen Zusammensetzung des Abfalles meist noch enthaltenen organischen Kohlenwasserstoffverbindungen, darunter auch hochtoxische Furane und Dioxine, von den genannten Reinigungsanlagen nicht erfaßt werden bzw. zu einer Kontaminierung des abgetrennten Flugstaubes führen. Neben der Beeinträchtigung der Staubverwertung ist es daher in Abfallverbrennungsanlagen erforderlich, zusätzliche sehr aufwendige Abscheideeinrichtungen, meist sind dies Aktivkohlefilter, zur Abtrennung der im Abgas noch vorhandenen Kohlenwasserstoffverbindungen vorzusehen.The disadvantage here is that in the exhaust gases from waste incineration plants due to inhomogeneous composition of the waste mostly still contained organic Hydrocarbon compounds, including highly toxic furans and dioxins, from the mentioned cleaning systems are not detected or to contaminate the separate separated dust. In addition to impairing dust recycling, it is therefore required in waste incineration plants, additional very expensive Separation devices, usually these are activated carbon filters, for separating those in the exhaust gas to provide existing hydrocarbon compounds.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den technischen und damit auch wirtschaftlichen Aufwand zur Abtrennung insbesondere von toxischen Kohlenwasserstoffverbindungen aus den Abgasen von Müllverbrennungsanlagen deutlich zu reduzieren.The invention has for its object the technical and thus economic Expenses for the separation of, in particular, toxic hydrocarbon compounds to significantly reduce the emissions from waste incineration plants.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einem Verfahren der Eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Abgase ohne vorherige Abtrennung von Schadstoffen mit heißen Rauchgasen aus der fossilen Feuerung einer oder mehrerer Industriekesselanlagen vermischt und dabei auf eine Temperatur < 1200°C erhitzt werden.This object is achieved according to the invention in a method of the type mentioned solved in that the exhaust gases with without prior separation of pollutants Smoke gases from the fossil furnace of one or more industrial boiler systems mixed and be heated to a temperature <1200 ° C.

Durch die erfindungsgemäß vorgesehene Aufheizung der Abgase einer Müllverbrennungsanlage auf Temperaturen über 1200°C werden die noch im Abgas enthaltenen organischen Verbindungen entweder nachverbrannt oder auch gespalten. Hochtoxische Dioxine und Furane sind, wie Versuche gezeigt haben, im Rauchgas der fossilen Industriekesselanlagen, dem das Abgas der Verbrennungsanlage zugemischt wurde, nicht mehr nachweisbar. Dabei hat sich überraschenderweise auch gezeigt, daß sich auch bei der Abkühlung des Rauhgases weder Dioxine noch Furane erneut bilden. Due to the heating of the exhaust gases provided according to the invention Waste incineration plant at temperatures above 1200 ° C are still in the exhaust gas contained organic compounds either burned or split. Experiments have shown that highly toxic dioxins and furans are found in the flue gas fossil industrial boiler plants to which the flue gas from the incineration plant has been mixed, no longer detectable. Surprisingly, it has also been shown that at cooling of the raw gas neither form dioxins nor furans again.

Die zugemischten Abgase der Abfallverbrennungsanlage können nunmehr gemeinsam mit dem Rauchgas der fossilen Industriekesselanlage der Üblichen Schadstoffabtrennung (Entstaubung, Entschwefelung, Entstickung) unterzogen und dann in die Atmosphäre abgeleitet werden.The mixed waste gases from the waste incineration plant can now be used together with the flue gas of the fossil industrial boiler system of the usual pollutant separation (Dedusting, desulfurization, denitrification) and then released into the atmosphere be derived.

Nach einem weiteren Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens erweist es sich als besonders vorteilhaft, die Abgase der Verbrennungsanlage den heißen Rauchgasen des Brennofens einer Zementanlage zuzumischen.According to a further feature of the method according to the invention, it proves to be particularly advantageous, the exhaust gases from the hot flue gases of the Add the kiln to a cement plant.

Bei Rauchgastemperaturen in der Zementanlage von bis zu 2000°C bereitet es keinerlei Probleme, nunmehr auch die Abgase der Müllverbrennungsanlage auf die geforderte Temperatur von 1200°C zu erhitzen.At smoke gas temperatures in the cement plant of up to 2000 ° C, it does not cause any Problems, now also the waste gases of the waste incineration plant to the required Heat temperature of 1200 ° C.

Zum anderen, und hierin liegt ein besonderer wirtschaftlicher Vorteil, läßt sich der Wärmeinhalt nunmehr auch von unbehandeltem, d. h. nicht aufbereitetem Abfall direkt in einer Zementanlage nutzen.On the other hand, and this is a particular economic advantage, the Heat content from untreated, i.e. H. unprepared waste directly into use a cement plant.

Während bei der bisherigen Verfahrensweise zum Miteinsatz von Abfall als Brennstoff in Zementanlagen der Abfall unmittelbar dem Einsatzbrennstoff zugemischt wird, was sehr hohe Anforderungen an die Qualität der Abfallaufbereitung stellt und im Grunde nur die Verwertung von etwa 30% des anfallenden Abfalles zuläßt, um verfahrenstechnisch bedingte qualitative Beeinträchtigungen der Zementherstellung zu vermeiden, erfolgt nunmehr eine vollständige Entkopplung der Verbrennung von Abfall und fossilem Brennstoff im Bereich der Zementanlage. While the previous procedure for using waste as fuel in Cement plants the waste is mixed directly with the feed fuel, which is very high Demands on the quality of waste treatment and basically only that Utilization of about 30% of the waste generated allows to process-related To avoid qualitative impairments in cement production, there is now a complete decoupling of the combustion of waste and fossil fuel in the area the cement plant.

Der Wärmeinhalt des Abfalles wird über das heiße Abgas, das in der Regel bei Temperaturen zwischen 800 und 1000°C die Abfallverbrennungsanlage verläßt, in den Prozeß zur Zementherstellung eingekoppelt. Die bei der Abfallverbrennung anfallenden Reststoffe, wie z. B. der überwiegende Teil der Schlacke, verbleiben dabei in der Müllverbrennungsanlage und können sich nicht schädlich erweisen im Hinblick auf die einzuhaltenden Verfahrensparanieter der Zementherstellung.The heat content of the waste is via the hot exhaust gas, which is usually at temperatures between 800 and 1000 ° C leaves the waste incineration plant in the process for Coupled cement production. The residues resulting from waste incineration, such as e.g. B. the majority of the slag remain in the waste incineration plant and cannot prove harmful to those to be followed Process provider of cement production.

Zweckmäßigerweise wird das in der Abfallverbrennungsanlage anfallende Abgas dabei der für die fossile Feuerung der Zementanlage benötigten Verbrennungsluft direkt zugemischt. Auf diese Weise ist eine homogene Vermischung von Abgas und Rauchgas unmittelbar hinter dem Brenner gewährleistet.The waste gas produced in the waste incineration plant expediently becomes the combustion air required for the fossil firing of the cement plant is added directly. In this way, homogeneous mixing of exhaust gas and flue gas is immediately behind guaranteed the burner.

Selbstverständlich kann das Abgas aber auch an einer entsprechenden Stelle direkt in den Zementofen eingeleitet werden.Of course, the exhaust gas can also be directly in the appropriate place Cement kiln to be initiated.

Nach einem weiteren Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens erweist es sich im Zusammenhang mit Zementanlagen als sinnvoll, die heiße Kühlluft des Klinkerkühlers als Verbrennungsluft für die Abfallverbrennungsanlage zu verwenden. Aufgrund der hohen Temperatur der Abluft des Klinkerkühlers von ca. 800°C werden hierdurch optimale Feuerungsbedingungen in der Abfallverbrennungsanlage erzeugt. According to a further feature of the method according to the invention, it turns out in Connection with cement plants as sensible, the hot cooling air of the clinker cooler as Use combustion air for the waste incineration plant. Because of the high The temperature of the exhaust air of the clinker cooler of approx. 800 ° C will be optimal Firing conditions generated in the waste incineration plant.

Falls die Abfallverbrennungsanlage unter reduzierenden Bedingungen, d. h. als Abfallvergasungsanlage, betrieben werden soll, kann zumindest ein Teil der für die Vergasung benötigten Wärme auch aus dem heißen Rauchgas des Zementofens eingekoppelt werden. In diesem Falle enthält das Abgas der Müllverbrennungsanlage noch chemisch gebundene Wärme, die durch Verbrennung im Zementofen freigesetzt wird.If the waste incineration plant under reducing conditions, i.e. H. as Waste gasification plant, to be operated, can be at least part of the for Gasification also requires heat from the hot flue gas of the cement kiln become. In this case, the waste gas from the waste incineration plant still contains chemicals bound heat, which is released by combustion in the cement kiln.

Die bei der Abfallverbrennung bzw. -vergasung anfallenden Rückstände können in üblicher Weise, z. B. für den Straßen- und Wegebau oder aber, in aufbereiteter Form, für den Zementprozeß selbst als Zuschlagstoffe Anwendung finden.The residues resulting from waste incineration or gasification can be more common Way, e.g. B. for road and path construction or, in prepared form, for Cement process itself as an aggregate.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann das heiße Abgas der Abfallverbrennungsanlage zweckmäßigerweise auch dem noch heißeren Rauchgas eines Kohlekraftwerkes zugemischt werden. Sowohl bei Kohlekraftwerken mit Staubfeuerungen als auch mit Schmelzfeuerungen, also sowohl bei trocken- als auch bei naßentschlackten Kohlekesseln, reicht das Temperaturniveau der anfallenden Rauchgase aus, um nach dem Vermischen mit dem Abgas der Abfallverbrennungsanlage noch die geforderte Mindesttemperatur von 1200°C zur Vernichtung von toxischen Kohlenwasserstoffverbindungen, wie z. B. Dioxinen und Furanen, zu erreichen.According to a further feature of the invention, the hot exhaust gas Waste incineration plant expediently also the hotter flue gas one Coal-fired power plant can be added. Both in coal-fired power plants with dust combustion also with melting furnaces, i.e. both dry and wet detoxified Coal boilers, the temperature level of the flue gases generated is sufficient to according to the Mix with the waste gas from the waste incineration plant still the required Minimum temperature of 1200 ° C to destroy toxic Hydrocarbon compounds, such as. B. dioxins and furans.

Zweckmäßigerweise wird dabei das Abgas der Müllverbrennungsanlage in den unteren Bereich des Kessels des Kohlekraftwerkes eingegeben, wodurch besonderes lange Verweilzeiten und damit auch Aufheizzeiten des Abgases im Kohlekessel erreicht werden. The waste gas from the waste incineration plant is expediently placed in the lower one Area of the boiler of the coal-fired power plant entered, which makes it particularly long Residence times and thus also heating times of the exhaust gas in the coal boiler can be achieved.

Insbesondere bei Kohlekraftwerken, denen im Nachhinein abgasseitig eine Abfallverbrennungsanlage, sozusagen als Satellitenanlage, zugeschaltet wird, kann es sich auch als sinnvoll erweisen, die Abgase der Müllverbrennungsanlage unmittelbar der Verbrennungsluft für die Kohlebrenner des Kohlekessels zuzumischen und mit diesen in den Kraftwerkskessel einzutragen.Especially for coal-fired power plants, which have a retrospective exhaust-gas side Waste incineration plant, so to speak as a satellite plant, can be switched on also prove to make sense, the waste gases from the waste incineration plant directly Mix the combustion air for the coal burner of the coal boiler and with it into the Enter power plant boiler.

Es ist aber auch möglich, die Abgase der Müllverbrennungsanlage zusammen mit der Frischkohle für die Mahl-Trocknungsanlage für die Frischkohle in den Kessel einzuleiten. Diese Verfahrensweise hat den weiteren Vorteil, daß nunmehr der Wärmeinhalt der heißen Abgase der Müllverbrennungsanlage thermisch für die Trocknung der Frischkohle genutzt werden kann.However, it is also possible to combine the waste gases from the waste incineration plant with the Introduce fresh coal for the grinding and drying plant for the fresh coal into the boiler. This procedure has the further advantage that the heat content of the hot now Exhaust gases from the waste incineration plant are used thermally to dry the fresh coal can be.

Weitere Varianten zur Einleitung der Abgase der Müllverbrennungsanlage in den Kessel des Kohlekraftwerkes sind Einleitungen in den Kohle-Fallschacht der Kohlemühle, in den Rücksaugschacht des zur Mahl-Trocknung verwendeten Rauchgases, also vor der Kohlemühle, sowie bei vorhandenem Mühlenluftgebläse in den Luftkanal vor oder hinter dem Mühlenluftkanal.Other variants for introducing the waste gases from the waste incineration plant into the boiler of the Coal-fired power plants are discharges into the coal chute of the coal mill, in the Back suction shaft of the flue gas used for grinding drying, i.e. in front of the Coal mill, as well as in the presence of mill air blowers in the air duct in front of or behind the Mill air duct.

Für den Fall, daß aus Gründen der vorhandenen Infrastruktur die Müllverbrennungsanlage nur in einem größeren Abstand von dem Kraftwerkskessel errichtet werden kann, kann es sich auch als zweckmäßig erweisen, die heißen Rauchgase der Abgase beispielsweise im indirekten oder auch direkten Wärmetausch mit Verbrennungsluft für den Kohlekessel, soweit abzukühlen, daß eine aufwendige Ausmauerung der Abgasverbindungsleitung zwischen Müllverbrennungsanlage und Kraftwerkskessel entfallen kann. In the event that, for reasons of existing infrastructure, the waste incineration plant only can be erected at a greater distance from the power plant boiler also prove to be useful, the hot flue gases of the exhaust gases, for example in the indirect or direct heat exchange with combustion air for the coal boiler, to the extent cool that an expensive lining of the exhaust gas connection line between Waste incineration plant and power plant boiler can be omitted.

Nach einem weiteren Merkmal aus dem erfindungsgemäßen Verfahren, wird der Abfall nicht aufbereitet, sonder in Ballen verpreßt, so daß er
According to a further feature of the method according to the invention, the waste is not processed, but compressed into bales, so that it

a) can be transported and / or stored in bales and
b) then a grate furnace, preferably traveling grate furnace or also Roller grate firing, is fed

und hier aufgrund der thermischen Einwirkung aufbricht und so verbrannt wird, daß die metallischen Teile vom Verbrennungsmaterial getrennt sind und infolgedessen sehr gut einer weiterverarbeitenden Stahlindustrie zugeführt werden können.and breaks open here due to the thermal action and is burned so that the metallic parts are separated from the combustion material and consequently very well one processing steel industry can be supplied.

Selbstverständlich ist das Verfahren nicht auf die einzelnen beschriebenen Ausbildungsformen beschränkt, sondern es sind zahlreiche Abänderungen möglich, ohne jedoch von dem Grundgedanken abzuweichen, Hausmüll oder Industriemüll zu verdichten (pressen), so daß er in Ballenform vorliegt und transportiert oder gelagert werden kann, und anschließend in einer Rostfeuerung verbrannt werden kann. Die metallischen Teile hinter der Rostfeuerung sind durch Abbrennen von dem Müll sauber getrennt, gereinigt und können einer weiteren metallischen Verwertung zugeführt werden. Die heißen Rauchgase aus der Satellitenfeuerung werden einer nachgeschalteten Kohlenverbrennungsanlage oder einer anderen Verbrennungsanlage für fossile Brennstoffe zugeführt, die bereits zur Dampf- und/oder Stromerzeugung besteht. Of course, the method is not described on the individual Forms of training limited, but there are numerous changes possible without however, to deviate from the basic idea of compacting household or industrial waste (press) so that it is in bale form and can be transported or stored, and can then be burned in a grate furnace. The metallic parts behind the Grate fires are cleanly separated from the garbage by burning and can be cleaned be used for further metallic recycling. The hot smoke gases from the Satellite firing will be a downstream coal-burning plant or other combustion plant for fossil fuels that are already used for steam and / or There is electricity generation.

Durch diese sinngemäße Maßnahme erspart man das Aussortieren des Mülls und/oder das Zerkleinern des Mülls mit aufwendigen Zerreißeinrichtungen, das teilweise Kosten in Höhe von bis zu DM 2,00/Tonne Müll verursacht. Durch das hydraulische Pressen eines genügend großen Müllballens und durch die anschließende thermische Zersetzung des gepreßten Ballens werden wertvolle Metallteile freigesetzt. Der Rest wird als Asche anfallen und die heißen Rauchgase einer Nachverbrennung in der o.g. Anlage für fossile Brennstoffe zugeführt. Hierzu ist es erfindungsgemäß notwendig, die Einfülleinrichtung der Satellitenfeuerung so groß zu wählen, daß der Ballen in der Einfülleinrichtung oder im Bereich der Einfülleinrichtung nur von seinen einschnürenden Bestandteilen, wie Draht oder Kordeln bzw. Bändern befreit wird, bzw. die umhüllenden Folien angeschlitzt werden, so daß dann der Pressballen im Bereich der heißen Luftzuführung auseinander bricht und somit an der gezielten Verbrennung aufgelockert teilnehmen kann.This appropriate measure saves sorting out the garbage and / or that Crushing the garbage with elaborate tearing equipment, which sometimes costs caused by up to DM 2.00 / ton of garbage. By hydraulic pressing one is enough large bales of garbage and the subsequent thermal decomposition of the pressed Valuable metal parts are released. The rest will be ashes and the hot flue gases from an afterburning in the above Fossil fuel plant fed. For this purpose, it is necessary according to the invention to fill the To choose satellite firing so large that the bale in the filling device or in Area of the filling device only from its constricting components, such as wire or Free cords or tapes, or slit the enveloping foils, so that then the bale breaks apart in the area of the hot air supply and thus starts the targeted combustion can participate loosely.

Ein weiteres erfindungsgemäßes Merkmal ist, bei diesem genannten Verfahren zum Verbrennen von Abfällen ohne Aufbereitung der Abfälle und Nutzung der ausgebrannten Rückstände, dadurch gegeben, daß die Asche, die anfällt, separat und/oder unter Zuführung einer zusätzlichen Salzfracht, die mit einer bindefähigen weiteren Masse, wie z. B. Zement, verbunden sein kann, zum frostsicheren Straßen- und/oder Wegebau Anwendung findet.Another feature of the invention is, in this method mentioned Incinerate waste without processing the waste and using the burned out Residues, given that the ash that accumulates separately and / or with feed an additional salt load, which with a bindable additional mass, such as. B. cement, can be connected, is used for frost-proof road and / or road construction.

Claims

1. A process for the treatment of household waste and / or industrial waste, characterized in that it is pressed into bales and fed to a grate furnace, which is used as a satellite furnace of an incineration plant for fossil fuels, e.g. B. upstream of a power plant boiler, the waste is unsorted in bales and fed to the satellite firing, so that breaks up by the thermal action of the bales and burned contained therein metallic parts, cleaned of garbage, accumulate and removed from the ashes via a downstream separator and can be used for subsequent recycling.

2. The method according to claim 1, characterized in that after the deposition of the metallic residues, after the combustion behind the grate firing, the accumulating Ash part depending on the intended use, e.g. B. for frost-proof road construction, with a additionally integrated salt load, preferably with additional binders is provided, can be used.