DE4030554A1

DE4030554A1 - Verfahren und vorrichtung zur thermischen behandlung von abfallstoffen

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Publication number: DE4030554A1
Application number: DE19904030554
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-09-27
Filing date: 1990-09-27
Publication date: 1992-04-09
Also published as: DE4030554C2

Description

Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zur thermischen Be handlung von Abfallstoffen, wie Hausmüll, Gewerbemüll, Industrie müll, Bauschutt, Filterstaub, Klärschlamm, Verpackungsmaterial, Suspensionen, Lösungen o. dgl., in einem Reaktionsbehälter, bei welchem zumindest in fester und/oder stückiger Form vorliegender Abfallstoff in dem Reaktionsbehälter einer Verbrennungs- und Schmelzzone zugeführt wird, in welcher er unter Verbrennung von Kohlenstoff und/oder kohlenstoffhaltigem Brennstoff bei Entstehung eines Reaktionsgases bis zur Verflüssigung erhitzt wird.

Weiterhin richtet sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, bestehend aus einem schachtofenähn lichen, im wesentlichen geschlossenen Reaktionsbehälter mit Ober ofen, Unterofen und Gestell, weiterhin mindestens einer, den Reak tionsbehälter gas- und druckdicht abschließenden Beschickungsvor richtung, Leitungen zur Zuführung eines oxidierend wirkenden Mit tels und ggf. eines Brennstoffes in den Reaktionsbehälter und Lei tungen zur Herausleitung von Abgas aus dem Reaktionsbehälter sowie Abstichleitungen zur Entnahme von Schlacke und Schmelze, wobei in dem Reaktionsbehälter eine Koksschüttung und ein darauf aufliegen des oder daran anliegendes Feststoffbett aus Beschickungsmaterial auszubilden sind.

Trotz vielfältiger Überlegungen zur Wiederverwendung und Wieder verwertung von Abfallstoffen durch Recycling und Aufbereitung ver bleiben immer noch Abfallstoffe, die entsorgt werden müssen. Da Deponieflächen immer knapper werden, wird zur Reduzierung des Ab fallvolumens Abfall thermisch behandelt. Dies geschieht in Müll verbrennungsanlagen. Hausmüll wird üblicherweise in Müllverbren nungsanlagen verbrannt, die ähnlich wie Feuerungskessel ausgebil det sind und denen der Müll auf einem Wanderrost zugeführt wird. Der zugeführte Müll wird im unteren Bereich der Feuerungskessel verbrannt und teilweise auch aufgeschmolzen. Das Abgas wird nach oben aus den Feuerungskesseln herausgeführt. Die fühlbare Wärme des Abgases wird zur Aufheizung und Verdampfung von Wasser ausge nutzt. Müllverbrennungsanlagen sind in die Kritik geraten, weil aus ihren Schornsteinen trotz aufwendiger Abgasreinigungsanlagen Dioxine entweichen. Polychlorierte Dioxine und Furane bilden sich üblicherweise vor allem bei der Abkühlung der Rauchgase von Müll verbrennungsanlagen bei Temperaturen zwischen 500 und 300°C. Bau steine sind die in Abfallstoffen mehr oder weniger enthaltenen Chloride und Ruß.

Weiterhin ist es bekannt, Abfallstoffe in Drehrohröfen thermisch zu behandeln. Der Abfall wird hierbei verbrannt, vergast und auf geschmolzen. Drehrohröfen weisen den Nachteil auf, daß der Aus brand von stückigem Abfallstoff, der zum Schäumen neigt und/oder dessen Schlacke nicht zerfällt, nicht vollständig erfolgt. Es bil det sich häufig eine poröse Schutzschicht um die Abfallstücke, die den Stoff- und Wärmeaustausch und damit einen weiteren Ausbrand verhindert. Z. B. verkohlen Filterkuchenbrocken aus der biologi schen Abwasserreinigung nur an der Oberfläche und brennen im Kern nicht vollständig aus. Weiterhin besteht bei Drehrohröfen bei der Aufgabe von Fässern mit heizwertreichen Flüssigkeiten der Nach teil, daß die Ent- und Vergasung sowie die Verbrennung nach dem Auslaufen oder Aufplatzen der Fässer so schnell verläuft, daß ein örtlicher Luftmangel und damit Ruß entsteht, welcher auch in einer evtl. vorgesehenen Nachbrennkammer nur zum Teil verbrennt und der in der Rauchgasreinigung schlecht abgeschieden wird.

Schließlich sind auch Pyrolyse-Anlagen zur thermischen Behandlung von Abfallstoffen bekannt. Diese arbeiten bei Temperaturen, die eine vollständige Vergasung und Zersetzung organischer Bestand teile, insbesondere von Kohlenwasserstoffen, nicht gewährleisten.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Lösung, mit der Ab fallstoffe thermisch zu behandeln und umweltneutral zu beseitigen und insbesondere organische Bestandteile sicher zu zersetzen sind sowie Produkte erhalten werden, die einer Weiterverwendung zuge führt oder bedenkenlos deponiert werden können.

Bei einem Verfahren der eingangs bezeichneten Art wird diese Auf gabe gemäß der Erfindung dadurch dadurch gelöst, daß der Reakti onsbehälter mit thermisch zu behandelndem Abfallstoff, Koks sowie ggf. kalziumhaltigem Material, insbesondere Kalk (CaO) oder Kalk stein (CaCO₃), vorzugsweise im Überschuß, beschickt wird und die Beschickung in dem Reaktionsbehälter zumindest einer Verbrennungs- und Schmelzzone, die zumindest im wesentlichen außerhalb einer in dem Reaktionsbehälter ausgebildeten Koksschüttung angeordnet und ausgebildet ist, zugeführt und dort unter Bildung des Reaktions gases erschmolzen wird, und daß das Reaktionsgas nach zumindest bereichsweisem Kontakt mit den schmelzflüssigen Bestandteilen der Beschickung vor dem Austritt aus dem Reaktionsbehälter durch die eine für die Umwandlung von Kohlendioxid (CO₂) in Kohlenmonoxid (CO) ausreichend hohe Temperatur aufweisende Koksschüttung gelei tet wird.

Durch die Erfindung werden ein Verfahren und wie weiter unten be schrieben eine Vorrichtung geschaffen, mit der Abfallstoffe ther misch zu behandeln und umweltneutral zu beseitigen sind. Insbe sondere werden organische Bestandteile sicher zersetzt sowie Pro dukte erhalten, die einer Weiterverwendung zugeführt oder beden kenlos beponiert werden können. Eine Dioxin-Problematik entsteht bei der Erfindung nicht, da im Abgas kein Ruß enthalten ist. Der Ruß wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in der Koksschüttung zu Kohlenmonoxid umgesetzt. Weiterhin wirkt die Koksschüttung auch als Staubfilter, so daß etwa noch an Staubpartikeln gebundene Dioxine und Furane im Bereich der Koksschüttung zurückgehalten werden. Saure Gasbestandteile werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren an kalziumhaltigem Material, insbesondere Kalk, Kalk stein oder Kalkmilch, gebunden. Dieses kalziumhaltige Material kann ggf. mit der Beschickung dem Reaktionsbehälter zugeführt werden, aber auch in verschiedenen anderen Bereichen des Reakti onsbehälters zugeführt, eingeblasen oder eingedüst werden. Mit Hilfe dieses kalziumhaltigen Materials werden Chlor, Fluor und Schwefel gebunden und verhindert, daß diese mit dem Abgas den Re aktionsbehälter verlassen. Diese Stoffe finden sich in dem Schmelz- oder Schlackebad. Vorzugsweise wird mit Kalk im Über schuß, d. h. im Überschuß insbesondere in bezug auf in den Reak tionsbehälter eingebrachtes Chlor, Fluor und Schwefel, gearbeitet, so daß frei werdende saure Gaskomponenten sicher durch den zuge gebenen Kalk gebunden werden. Bei entsprechender Abkühlung der aus dem Gestell abgezogenen Schlacke undjoder des Schmelzbades erfolgt eine Stabilisierung des Kalküberschusses, so daß zumindest der größte Teil der Schwermetalle, des Schwefels und des Fluors dann in wasserunlöslicher Form vorliegt. Dieser bei dem erfindungsge mäßen Verfahren anfallende Austrag kann ggf. umweltgerecht depo niert werden. Die Schlacke ist sehr gut ausgebrannt und kann ggf. sogar als Granulat in der Bauindustrie verwendet werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrich tung sind relativ unempfindlich gegenüber allen möglichen einge setzten Abfallstoffen und ermöglichen die Verbrennung, Vergasung und Erschmelzung von nahezu allen Abfallstoffen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird mit einem Festbett gear beitet. Hierdurch wird ein intensiver Stoffaustausch ermöglicht. Durch die Zugabe einer festen Beschickung in den Reaktionsbehälter und die Ausbildung eines Festbettes sind ferner ausreichende Standzeiten für die Ofenausmauerung zu erzielen. Teilweise schützt und kühlt die zugegebene Beschickung die Ofenausmauerung, teil weise tragen auch die flüssigen Schlacke- und Schmelzbestandteile zum Schutz der Ofenausmauerung bei. Aggressive metalloxidhaltige schmelzflüssige Schlacken, beispielsweise FeO-haltige Schlacken, werden in dem Festbett durch das sich bildende CO umgehend redu ziert. Dadurch, daß sowohl die schmelzflüssigen Bestandteile als auch die gasförmigen Reaktionsprodukte im Gleichstrom durch das Beschickungsfestbett geführt werden, ergibt sich eine ausreichende Wärmeübertragung und Erhitzung des Beschickungsmaterials.

Der der Beschickung zugegebene Koks wird im Bereich des Beschic kungsfestbettes vorzugsweise mit Sauerstoff verbrannt, so daß hier sehr hohe Temperaturen, bis ca. 2800°C, entstehen. Der mit der Beschickung aufgegebene Koks weist ebenso wie der Koks der Koks schüttung Korn- bzw. Partikelgrößen von 10-100 mm auf. Hierdurch werden im Beschickungsfestbett genügend Zwischenräume geschaffen, die eine gute Durchgasung sowie ein problemfreies Abtropfen der schmelzflüssigen Bestandteile gewährleisten. Zur Unterstützung des Abtropf- und Durchgasungsvorganges können die im Bereich des Be schickungsfestbetts zur Einblasung oder Eindüsung von flüssigen oder gasförmigen Stoffen in den Reaktionsbehälter einmündenden Leitungen derart ausgerichtet sein, daß sie entgegen der Schwer kraft gerichtet Medien und Stoffe in den Reaktionsbehälter ein blasen. Hierdurch werden zumindest bereichsweise Wirbelzonen und eine Auflockerung des Beschickungsfestbettes geschaffen, die einen günstigen Beitrag zur Wärmeübertragung und zum Durchgasungs- und Abtropfvorgang leisten.

Die Steuerung der Verbrennung im Bereich des Beschickungsfestbet tes kann durch Vorgabe einer bestimmten Verbrennungsluftmenge bzw. Sauerstoffmenge und/oder Aufgabe der Abfallmenge in Abhängigkeit von der Temperatur oder anderen Verfahrensparametern erfolgen. Je nach Heizwert des Abfalls können sich recht hohe Luftüberschuß zahlen von über 2,0 ergeben, es kann aber auch bereits ein Luft überschuß von 1,2-1,3 genügen.

Im Bereich der Koksschüttung ist eine gute Durchgasung sowie ein problemfreies Abtropfen der schmelzflüssigen Bestandteile bei Korn- bzw. Partikelgrößen des Kokses von 10-100 mm gewährlei stet. Dadurch, daß das aus dem Beschickungsfestbett austretende heiße Reaktionsgas durch die Koksschüttung hindurch aus dem Reak tionsbehälter abgezogen wird, herrschen in der Koksschüttung Tem peraturen von über 1000°C. Im Bereich des Beschickungsfestbettes entstandene und nicht zersetzte schwere Kohlenwasserstoffe, Teere und andere hochmolekulare Produkte werden an der glühend heißen Koksschüttung zu niedrigmolekularen Gasen umgesetzt. Diese im Be reich des Beschickungsfestbettes noch nicht vollständig verbrann ten gasförmigen Produkte können in der Koksschüttung vollständig ausbrennen. Unterstützt wird dies, wenn auch im Bereich der Koks schüttung Sauerstoff in den Reaktionsbehälter eingeblasen und somit Temperaturen von bis zu ca. 2800°C erreicht werden.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung können somit insbesondere auch hochchlorierte Kohlen wasserstoffe, wie z. B. Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffe, Chlor-Koh lenwasserstoffe sowie schwefelhaltige organische Verbindungen und Salze verbrannt und vollständig zerstört werden. Beispielsweise können weiterhin bromierte und chlorierte Benzole, polychlorierte Biphenyle (PCB), Phenole, etc. entsorgt werden.

Der Staubaustrag aus dem Reaktionsbehälter ist gering, da die Koksschüttung als Staubfilter dient. Zusätzlich kann vorgesehen sein, im Bereich des Gasaustrittes eine Wasserdampfeindüsung in die Koksschüttung vorzunehmen, so daß hier eine zusätzliche Küh lung und Rückhaltemöglichkeit für staub- und gasförmige Komponen ten gebildet wird. Etwa noch im Reaktionsgas an Staubpartikel ge bunden vorhandene Dioxine und Furane können auf diese Weise im Reaktionsbehälter zurückgehalten bzw. durch die weiterhin vorge sehene Eindüsung von kalziumhaltigem Material gebunden werden. Grundsätzlich ist die Gefahr der Dioxin-Bildung aber nicht gege ben, da die Reaktionsgase relativ lange auf einem hohen Tempera turniveau gehalten werden und das Abgas den Reaktionsbehälter noch mit Temperaturen von über 1000°C verläßt, wenn im Bereich des Gasaustrittes eine Wasserdampfeindüsung nicht vorgenommen wird. Natürlich kann das aus dem Reaktionsbehälter austretende Abgas weiterhin Abgasbehandlungsanlagen, wie einer Staubfilterung und/oder einer Gaswäsche, zugeführt werden.

Weiterhin wird die Verweilzeit der zu verbrennenden Stoffe bzw. Gase in dem Reaktionsbehälter verlängert und ihre vollständige Zerstörung sichergestellt, wenn das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung unter einem erhöhten Druck von bis zu 10 bar betrieben werden.

In erster Linie werden die zugesetzten Beschickungsbestandteile bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vergast und aufgeschmolzen und im Bereich der Koksschüttung einer reduzierenden Umgebung ausge setzt, so daß die eingesetzten Beschickungsbestandteile reduzie rend zu Schlacke und insbesondere einem Ferrometall eingeschmolzen werden.

Die aus thermisch zu behandelndem Abfallstoff, Koks und ggf. kalziumhaltigem Material bestehende Beschickung wird als Festbett zunächst einer Verbrennungs- und Schmelzzone zugeführt. Hier ent stehen durch die Einleitung eines oxidierend wirkenden Mittels, vorzugsweise Sauerstoff, derart hohe Temperaturen, daß die Be schickungsmaterialien unter Bildung eines Reaktionsgases auf schmelzen und organische Verbindungen vollständig vergast und zer setzt werden. Außerdem ist eine ausreichend lange Verweilzeit im Bereich dieser Zonen mit hoher Temperatur gewährleistet. Diese Verbrennungs- und Schmelzzone liegt außerhalb einer Koksschüttung, durch welche hindurch die schmelzflüssigen Beschickungsbestand teile und das Reaktionsgas anschließend in Kontakt miteinander geleitet werden. Es findet ein enger und intensiver Stoffaustausch sowohl innerhalb der schmelzflüssigen Bestandteile (Diffusion) als auch zwischen den schmelzflüssigen Bestandteilen und dem Reakti onsgas statt. In den schmelzflüssigen Bestandteilen, die die Schmelze, die Schlacke und Aschebestandteile umfassen, werden Schwefel, Fluor, Chlor sowie saure Gaskomponenten gebunden. Gas förmige Komponenten werden an der heißen Koksschüttung reduziert. Das in der Verbrennungs- und Schmelzzone gebildete Kohlendioxid reagiert an der Koksschüttung zu Kohlenmonoxid. Das den Reaktions behälter verlassende Abgas ist kohlenmonoxid- und kalorienreich. Die schmelzflüssigen Bestandteile sammeln sich als Schmelz- und/oder Schlackebad im Bodenbereich des Reaktionsbehälters. Dort können sie dem Reaktionsbehälter entnommen und nach Abkühlung ge lagert sowie später einer weiteren Nutzung zugeführt werden. Je nach Zusammensetzung des dem Reaktionsbehälter bei dem erfindungs gemäßen Verfahren zugeführten Beschickungsmaterials, welches neben den bereits aufgeführten Bestandteilen auch noch eisenoxid- und/oder metalloxidhaltige Bestandteile sowie siliziumoxid- und alkalioxidhaltige Stoffe enthalten kann, können diese Stoffe in der Eisen- oder Metallindustrie sowie der Glas- oder Zementin dustrie Verwendung finden.

Vorzugsweise werden schmelzflüssige Bestandteile und Reaktionsgas im Gleichstrom durch die Koksschüttung geführt, es ist aber auch möglich, diese nur bereichsweise im Gleichstrom durch die Koks schüttung zu führen und dann das Reaktionsgas nach oben durch die Koksschüttung aus dem Reaktionsbehälter herauszuführen und die schmelzflüssigen Bestandteile im Gestell des Reaktionsbehälters zu sammeln.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren treten keine Probleme mit der Feuerfestausmauerung der Reaktionsbehälter auf, da die Ofenaußen mauerung durch die Beschickungsmaterialien bzw. die Koksschüttung geschützt ist sowie bei den hohen Reaktionstemperaturen beispiels weise eisenoxidhaltige Schlacken und Schmelzbestandteile relativ schnell reduziert werden.

Weiterhin ist das Abgas auch nahezu vollständig frei von Stick oxiden, da in dem Reaktionsbehälter etwa gebildetes Stickoxid durch reduzierend wirkende Gasbestandteile wieder zerlegt wird.

Neben der im Vordergrund stehenden Beseitigung von Abfallstoffen durch thermische Behandlung wird bei dem erfindungsgemäßen Ver fahren in der Hauptsache ein kohlenmonoxid- und kalorienreiches Gas erzeugt. Dieses Gas wird durch Eindüsung von vorzugsweise Sauerstoff in die Koksschüttung und die Koks und/oder Kohle ent haltende Festbettbeschickung sowie die Umsetzung des Kohlendioxids an der Koksschüttung erzeugt. Hierbei kann zur Verminderung des Koksverbrauches sowohl dem Beschickungsfestbett als auch im Be reich der Koksschüttung Kohle zugeführt und vergast werden. Das sich bei der Kohlenvergasung bildende Kohlendioxid wird an der Koksschüttung ebenfalls zu Kohlenmonoxid umgesetzt. Es wurde ge funden, daß bis zu 60% des eingesetzten Kokses durch Kohle zu ersetzen sind. Es muß lediglich soviel Koks vorhanden sein, daß die Umsetzung von Kohlendioxid in Kohlenmonoxid gewährleistet ist und die Koksschüttung ihre weitere Funktion als Stützgerüst für das Beschickungsfestbett noch erfüllen kann sowie ausreichend Zwischenräume für die Durchgasung und das Abtropfen schmelzflüs siger Bestandteile vorhanden sind.

Das den Reaktionsbehälter verlassende kohlenmonoxid- und kalorien reiche Abgas kann zur sythetischen Erzeugung von flüssigen Koh lenwasserstoffen oder zur Erzeugung eines Synthesegases verwendet werden. Beispielsweise kann das kohlenmonoxidreiche Abgas zur Methanol- oder zur Oxo-Synthese verwendet werden. Je nach Art der für das Abgas vorgesehenen Weiterverwendung ist das Einblasen von Wasserdampf und/oder Wasserstoff in den Reaktionsbehälter zweck mäßig.

Zur Ausnutzung des bei dem erfindungsgemäßen Verfahren entstehen des Abgases ist es gemäß weiterer Erfindung vorgesehen, diesem Verfahren weitere Verfahrensstufen zur thermischen Abfallstoff behandlung, wie eine Pyrolyse-Vorrichtung oder eine Schlamm trocknungsvorrichtung, zuzuordnen und diesen das Abgas zuzuführen. Auch kann das Abgas teilweise wieder in den Reaktionsbehälter rückgeführt werden.

Besonders zweckmäßig und von Vorteil ist die Ausgestaltung, daß im Bereich der Herausleitung des Reaktionsgases aus dem Reaktions behälter Wasserdampf und/oder Wasser und/oder alkalihaltiges, ins besondere kalziumhaltiges, Material in den Reaktionsbehälter ein geleitet und mit dem Reaktionsgas in Kontakt gebracht wird. Durch die Einleitung bzw. Eindüsung oder das Einblasen von Wasserdampf oder Wasser können in diesem Bereich die Temperatur reguliert und deutlich gesenkt sowie Staubpartikel zurückgehalten werden. Alka lihaltiges, insbesondere kalziumhaltiges, Material wird in diesem Bereich dem Ofeninnenraum zugeführt, damit dieses mit evtl. noch im Reaktionsgas vorhandenen sauren Gaskomponenten reagiert und diese ggf. im Reaktionsbehälter zurückgehalten und somit aus dem Abgas ferngehalten werden.

Weitere Vorteile durch Weiterbildung und Ausgestaltung des Ver fahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bei einer Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art wird die oben stehende Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Be schickungsmaterial thermisch zu behandelnden Abfallstoff, Koks sowie ggf. kalziumhaltiges Material enthält und der Reaktionsbe hälter im Übergangsbereich vom Feststoffbett aus dem Beschickungs material zur Koksschüttung in Strömungsrichtung des Reaktionsgases eine Querschnittserweiterung aufweist.

Auch diese Vorrichtung ist relativ unempfindlich gegenüber allen möglichen eingesetzten Abfallstoffen und verbrennt, vergast und schmilzt nahezu alle Abfallstoffe, die zugeführt werden. Zwar sind gattungsgemäße Vorrichtungen aus der DE-OS 33 24 064 und der DE-OS 32 16 019 bekannt, jedoch ist es bei diesen Vorrichtung nicht vor gesehen, hierin Abfallstoffe thermisch zu behandeln. Durch die im Übergang vom Beschickungsmaterial-Festbett zur Koksschüttung aus gebildete Querschnittsveränderung wird erreicht, daß nach Durch strömen dieses Bereiches die Strömungsgeschwindigkeit des Reakti onsgases in der Koksschüttung herabgesetzt wird.

Weitere Vorteile durch Weiterbildung und Ausgestaltung der erfin dungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Weitere Vorteile sind in der weiteren sowie der vorstehenden Be schreibung aufgeführt.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Diese zeigt in

Fig. 1 ein prinzipielles Schnittbild eines ersten Ausführungs beispiels eines Reaktionsbehälters zur Durchführung des Verfahrens;

Fig. 2 ein prinzipielles Schnittbild eines zweiten Ausführungs beispiels eines Reaktionsbehälters zur Durchführung des Verfahrens;

Fig. 3 ein prinzipielles Schnittbild eines dritten Ausführungs beispiels eines Reaktionsbehälters zur Durchführung des Verfahrens;

Fig. 4 ein prinzipielles Schnittbild eines Ausführungsbeispiels eines Reaktionsbehälters mit Abgasaustritt nach oben;

Fig. 5 eine geänderte Ausgestaltung des Unterofens eines Reak tionsbehälters und in

Fig. 6 in prinzipieller Darstellung ein Anlagenschema zur Durchführung des Verfahrens mit weiteren zugeordneten Abfallbehandlungsvorrichtungen.

Bei dem in Fig. 1 insgesamt mit 1 bezeichneten Reaktionsbehälter handelt es sich im wesentlichen um einen Schmelz-Vergasungsofen, der aus einem Oberofen 2, einem Unterofen 3 und einem Gestell 4 mit Ofenboden 5 besteht. Nach oben, d. h. oberhalb des Oberofens 2, ist der jeweilige Reaktionsbehälter 1 mit einer in den Fig. 1 und 2 nicht dargestellten, aber aus den Fig. 3 und 6 ersichtlichen Beschickungsvorrichtung 6 im wesentlichen gas- und druckdicht ver schlossen. Insgesamt handelt es sich bei dem Reaktionsbehälter 1 bzw. dem Schmelz-Vergasungsofen um einen im wesentlichen geschlos senen Behälter. Die Behälterwände bestehen aus einer feuerfesten Ausmauerung, die im Oberofen 2, im Unterofen 3 und im Gestell 4 sowie Bodenbereich 5 aus unterschiedlichem Material bestehen bzw. eine unterschiedliche Zusammensetzung aufweisen kann. Geeignete feuerfeste Materialien sind dem Fachmann aus dem Bereich des Ofen baus sowie der Eisenhüttenindustrie bekannt.

Der Reaktionsbehälter 1 ist im wesentlichen zylindrisch mit meh reren Querschnittserweiterungen und -verengungen ausgebildet. Aus gehend von dem zylindrischen Gestell 4 schließt sich nach oben mit einer konischen Querschnittserweiterung 3a, einem anschließenden zylindrischen Teil 3b und einer folgenden konischen Querschnitts verengung 3c der Unterofen 3 an. Der Unterofen 3 geht dann in den Oberofen 2 über, der aus einem zylindrischen Ringteil 2a, einer konischen Querschnittserweiterung 2b und einem zylindrischen Wan dungsbereich 2c besteht. In den zylindrischen Bereich 2c des Ober ofens 2 münden mit Durchtrittsöffnungen zum Ofen- bzw. Behälter innenraum hin radial an der Ofeninnenwand verteilte Rohrleitungen 7. Durch diese Rohrleitungen 7 hindurch sind Sauerstoff 8 und Brennstoff 9 in den Oberofen 2 einzudüsen bzw. einzublasen. Bei dem Sauerstoff 8 handelt es sich vorzugsweise um technisch reinen oder industriellen Sauerstoff. Es ist aber auch möglich, hier Luft einzublasen, welche aber dann vorzugsweise auf eine Temperatur von 500°C vorgewärmt worden ist. Als Brennstoff kann Kohlenstaub, Koksgrus, Öl, Erdgas o. dgl. eingeblasen werden. Je nach Reak tions- bzw. Verfahrensführung werden durch die Rohrleitungen 7 oder andere, nicht näher dargestellte Rohrleitungen, ein Flußmit tel bzw. Schlackenbildner 10, wie beispielsweise pulverförmiger Kalkstein (CaCO₃) oder Calciumoxid (CaO) und/oder Wasserdampf, wie durch Pfeil 11 dargestellt, und/oder Wasserstoff (H₂) in den Ober ofen 2 eingeblasen. In dem an den Oberofen 2 anschließenden Unter ofenbereich 3c mit konischer Querschnittsänderung münden mit Durchtritt zum Ofeninnenraum mehrere radial am Ofenumfang verteil te Zuleitungen 12 in Form von Rutschen. Durch diese Leitungen 12 ist der Unterofen 3 mit Koks 13 zu beschicken. Der Koks 13 weist eine Körnung von 10-100 mm, vorzugsweise 30-60 mm, auf. Des weiteren kann durch die Leitungen 12 dem Unterofen 3 auch Kalk 48, vorzugsweise Calciumcarbonat (Kalkstein) oder Calciumoxid (CaO), zugeführt werden. Dies entweder schichtweise oder im Gemisch mit dem Koks 13. Unterhalb der Zuleitungen 12 münden mit Durchtritt zum Unterofeninnenraum weitere Leitungen 49 in den Ofen ein. Durch diese Leitungen 49 ist weiterer Sauerstoff 50 in den Unterofen 3 einzublasen. Im unteren Bereich des zylindrischen Teiles 3b des Unterofens 3 ist außen um den Unterofen 3 herum eine Ringleitung 14 angeordnet. Von dieser Ringleitung 14 gehen radial um den Um fang des Unterofens 3 verteilt Stichleitungen 15 ab, die mit Durchtrittsöffnungen in den Innenraum des Unterofens 3 einmünden. Durch die Stichleitungen 15 und die Ringleitungen 14 wird in Pfeilrichtung 16 in dem Schmelz-Vergasungsofen 1 entstandenes Reaktionsgas, angedeutet durch Pfeile G, aus dem Reaktionsbehälter 1 abgezogen. Im Bereich des Gestells 4 sind verschließbare Lei tungen 18 und 19 angeordnet, durch welche hindurch Schlacke F (Leitung 18) und Schmelze S (Leitung 19) aus dem Gestell 4 abge zogen bzw. abgestochen wird. Weiterhin weist der Schmelz-Verga sungsofen 1 nach Fig. 1 im Bereich des Gestelles 4 noch eine elek trische Zusatzheizung 20 auf.

Von oben, mittels der in Fig. 1 nicht dargestellten, den Reakti onsbehälter 1 nach oben hin dicht verschließenden Beschickungs vorrichtung 6, wird der Reaktionsbehälter 1 mit dem thermisch zu behandelnden Abfallstoff 21 beschickt. Der Abfallstoff ist vor zugsweise soweit vorbehandelt, daß er in stückiger oder fester Form vorliegt. Es ist aber auch durchaus möglich, in teigiger oder pastöser Form oder sogar als Flüssigkeit vorliegende Abfallstoffe durch die Beschickungsanlage 6 in den Schmelz-Vergasungsofen 1 einzubringen. Es kann also jeglicher Abfallstoff in den Schmelz- Vergasungsofen eingebracht werden. Bei dem Abfallstoff kann es sich handeln um Hausmüll, Gewerbemüll, Industriemüll, Bauschutt, - dieser vorzugsweise aufgemahlen -, Stäube, Filterstäube aus Abluft und Abgasreinigungsanlagen, Klär- und sonstige Schlämme, - diese vorzugsweise vorgetrocknet -, Kunststoffabfälle jeglicher Art, Gebinde mit Flüssigkeiten wie Lösungen, Suspensionen, Schlämmen, in einer anderen Behandlungsvorrichtung bereits vorbehandelter Abfallstoff, - beispielsweise feste Rückstände in einer Pyrolyse anlage verkokter und/oder verschwelter Abfallstoffe -, o. dgl. mehr.

Weiterhin besteht die Möglichkeit, durch die Beschickungsvorrich tung 6 dem Oberofen 2 Koks 22 und/oder Kohle 23 sowie weitere Zu schlagstoffe 24 zuzuführen. Bei diesen Zuschlagstoffen 24 handelt es sich um Kalk (CaO) oder Kalkstein (CaCO₃) oder andere bei spielsweise bei der Hochofentechnologie zur Roheisenerzeugung Hochöfen zugesetzte Hochofenmöllerinhaltsstoffe. Diese Zuschlag stoffe 24 werden je nach ihrer Aufgabe zugesetzt und sollen bei spielsweise als Flußmittel wirken, d. h. im Oberofen 2 relativ schnell aufschmelzen, beispielsweise aber auch bei der Reaktion im Oberofen 2 oder Unterofen 3 entstehende Reaktionsprodukte binden. Beispielsweise soll zugesetzter Kalk (CaO) Schwefel, Fluor, Chlor sowie saure Gaskomponenten binden. Die zugegebenen Zuschlagstoffe 24 sammeln sich bei Durchführung des Verfahrens in der Schlacke F und/oder der Schmelze S im Gestell 4 des Reaktionsbehälters 1. Kalk oder Kalkstein wird vorzugsweise im Überschuß in bezug auf die Chlor-, Fluor- und Schwefelbeladung der Beschickung zugegeben.

Schließlich besteht noch die Möglichkeit durch die Beschickungs vorrichtung 6 weitere, im Oberofen 2 aufschmelzende Zusatz- oder Beschickungsstoffe 25 dem Oberofen 2 zuzuführen. Diese weiteren Beschickungsstoffe 25 können beispielsweise metalloxidhaltige Partikel, vorzugsweise Eisenerz, aber auch siliziumoxid- und alka lioxidhaltige Stoffe sein. Diese Beschickungsstoffe 25 werden im Oberofen 2 aufgeschmolzen und sammeln sich bei der Durchführung des Verfahrens im Schmelzbad S und/oder der Schlacke F im Gestell 4 des Reaktionsbehälters 1. Die gesamte Beschickung des Oberofens 2, bestehend aus dem Abfallstoff 21 und dem Koks 22 und/oder der Kohle 23 sowie den ggf. weiteren Zuschlagsstoffen 24 und Beschic kungsstoffen 25 wird dem Oberofen schichtweise oder als Gemisch zugeführt, wobei der Abfallstoff dem Oberofen 2 vorzugsweise als separate Schicht und die weiteren Stoffe 22-25 jeweils auch als separate Schicht oder als Gemisch zugegeben werden.

Die dem Oberofen 2 zugeführte Beschickung gelangt in den Oberofen 2, wo sie als Festbett zunächst auf der im Unterofen 3 ausgebil deten Koksschüttung K aufliegend und von dieser abgestützt ver bleibt bzw. liegenbleibt. Durch das Einblasen von Sauerstoff 8 und ggf. Brennstoff 9 durch die Leitungen 7 in den Oberofen 2 und da mit auch in das dort befindliche Beschickungsfestbett, bildet sich im Oberofen 2 die Verbrennungs- und Schmelzzone V aus. Die Ver brennungs- und Schmelzzone V füllt im wesentlichen den gesamten Oberofen 2 aus. In der Verbrennungs- und Schmelzzone V wird eine Temperatur von über 2000°C (bis zu ca. 2800°C) erreicht. Diese hohe Temperatur bewirkt, daß die dem Oberofen 2 zugeführte Be schickung, d. h. vor allem und zumindest der Abfallstoff, in schmelzflüssigen und/oder gasförmigen Zustand überführt wird. In der Verbrennungs- und Schmelzzone V bilden sich schmelzflüssige Bestandteile und ein Reaktionsgas. Die schmelzflüssigen Bestand teile treten nach unten aus dem Unterofen 2 aus und durchfließen bzw. durchtropfen in Richtung der Doppelpfeile die im Unterofen 3 ausgebildete Koksschüttung K und werden im Gestell 4 als Schmelz bad S und Schlackebad F gesammelt bzw. aufgefangen. Das Reakti onsgas G tritt ebenfalls nach unten aus dem Oberofen 2 aus und durchströmt in engem Kontakt mit den schmelzflüssigen Bestand teilen die Koksschüttung K. Das Reaktionsgas G wird durch die Leitungen 15 und die Ringleitung 14 als Abgas 16 aus dem Schmelz- Vergasungsofen 1 abgezogen. Das heiße, aus dem Oberofen 2 austre tende Reaktionsgas G sowie die schmelzflüssigen Bestandteile geben beim Durchströmen der Koksschüttung K an diese Wärme ab und erhit zen diese auf Temperaturen von über 1000°C. Kohlendioxid (CO₂), das sich durch Reaktionen in der Verbrennungs- und Schmelzzone V sowie im Bereich der Kokszuführung 12 gebildet hat, wird in der Koksschüttung K mit dem Kohlenstoff des Kokses zu Kohlenmonoxid (CO) unmgesetzt, so daß das Abgas 16 nur sehr geringe Anteile an Kohlendioxid aufweist. Auch weist das Abgas nur sehr geringe Stickoxidgehalte (NO_x) auf. Aufgrund der sehr hohen Temperaturen in der Verbrennungs- und Schmelzzone V, der sich dort bildenden, reduzierend wirkenden Reaktionsgase (CO) sowie der anschließenden Durchströmung der weiterhin reduzierend wirkenden Koksschüttung K werden sich etwa gebildet habende Stickoxide reduziert und bildet sich ggf. atomarer Stickstoff. Sich im Unterofen 3 verbrauchender Koks wird durch die Leitungen 12 nachgefüllt. Die Leitungen 12 sind mit der in Fig. 3 dargestellten Beschickungsvorrichtung 26 gas- und druckdicht gegenüber der Außenatmosphäre abgeschlossen. Vor der Aufgabe von Beschickungsstoffen in den Oberofen 2 wird der Unterofen 3 zunächst mit Koks 13 befüllt.

Das in Fig. 2 dargestellte weitere Ausführungsbeispiel eines Re aktionsbehälters 1a unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 durch eine andere Gestaltung des Oberofens 2 sowie des Überganges vom Oberofen 2 zum Unterofen 3. Diese Ausführungs form des Oberofens 2 kann sowohl mit dem Unterofen 3 nach Fig. 1 als auch mit dem Unterofen 3 nach Fig. 3-5 kombiniert werden. Teile, Bereiche und Leitungen, die solchen zur Fig. 1 beschrie benen entsprechen oder identisch zu diesen sind, sind in der Fig. 2, wie auch in den später nachfolgenden Fig. 3-6, mit denselben Bezugszeichen versehen, ohne daß diese in jedem Fall in der Be schreibung noch einmal aufgeführt sein müssen.

Der Oberofen gemäß Fig. 2 unterscheidet sich vom Oberofen gemäß Fig. 1 zunächst dadurch, daß er eine größere Bauhöhe aufweist und hier übereinander mehrere Eindüsungsebenen vorgesehen sind. Wei terhin ist der Übergang vom Oberofen 2 zum Unterofen 3 anders ge staltet. Hier schließt sich an den zylindrischen Oberofenbereich 2a eine konische Querschnittserweiterung 2d an, die in einen wei teren zylindrischen Bereich 3d des Oberofens 3 ausläuft, der ober halb des konischen Wandungsbereiches 3c des Oberofens an diesen anschließt. In dem Wandbereich 2d münden mit Durchtritt in den Ofeninnenraum Rohrleitungen 27. Durch diese Rohrleitungen 27 ist, insbesondere feinstückige, Kohle 28 dem Ofeninnenraum zuzuführen. Unterhalb der Rohrleitungen 27 münden weiteren Zuleitungen 29 im Wandungsbereich 2d in den Ofeninnenraum ein, durch welche ein oxidierendes Mittel, vorzugsweise Sauerstoff 30, in den Ofenin nenraum eingeblasen bzw. eingedüst wird. Hierdurch wird die zuge führte Kohle 28 verbrannt und bildet sich in dem Ofeninnenraum die weitere Verbrennungszone V₃ aus. Zur Temperaturregelung innerhalb der Verbrennungszone V₃ kann durch weitere, nicht dargestellte Eindüsungsöffnungen auch ggf. zusätzlich Wasserdampf in den Ofen innenraum eingeblasen werden. Ansonsten sind in dem Oberofen 2 vier übereinander angeordnete Eindüsungsebenen durch mit Zulei tungen verbundene, jeweils radial am Ofeninnenumfang verteilte Eintrittsöffnungen ausgebildet. Die oberste, erste Eindüsungsebene wird von mit Durchtritt zum Ofeninnenraum mündende Leitungen 31 gebildet. Bei diesen Zuleitungen 31 kann es sich um übliche Bren ner handeln, durch welche hindurch ein Brennstoff 9a und ein oxi dierendes Mittel 8a, wie Luft oder Sauerstoff, in den Oberofen eingeblasen und dort verbrannt werden. Bei der Beschickung des Oberofens wird der Ofenraum oberhalb der Einmündungen der Leitun gen 31 nicht mit Material befüllt, so daß hier im Ofenraum ein Freiraum verbleibt. Hier bildet sich die Verbrennungszone V_ox aus, in welcher hauptsächlich oxidierende Reaktionsbedingungen vorlie gen. Bis unterhalb zu dieser Verbrennungszone bzw. der Einmündung der Leitungen 31 ist der Oberofen 2 mit Beschickungsmaterial be füllt. Unterhalb dieser ersten Ebene wird eine zweite Eindüsungs ebene durch Einmündung der Leitungen 7 gebildet. Diese Leitungen 7 sind bereits zu Fig. 1 beschrieben und ermöglichen die Zuführung bzw. Einleitung von Brennstoff 9, Sauerstoff 8 sowie kalziumhal tigem Material oder Stoff 10, wie beispielsweise Calciumoxid, und ggf. Wasserdampf 11 und/oder Wasserstoff (H₂) in den Innenraum des Oberofens 2. Diese Ebene ist mit Beschickungsmaterial gefüllt, d. h. das Beschickungsfestbett reicht bis in diese Zone. Hier bildet sich eine Verbrennungs- und Schmelzzone V₁ aus. Unterhalb dieser Eindüsungsebene ist eine dritte Eindüsungsebene durch Einmündung von Rohrleitungen 32 und 33 in den Ofeninnenraum ausgebildet. In dieser Ebene kann in flüssiger Form vorliegender Abfallstoff 34, gasförmig vorliegender Abfallstoff 35 oder ein Abgas 36 in den Oberofen 2 eingeblasen bzw. eingeleitet werden. Die in dieser Ebene zugeleiteten Stoffe 34, 35, 36 können entweder separat in den Ofen eingedüst oder aber vorher zusammengeführt und als Ge misch in den Oberofen eingeblasen werden. Bei dem Abgas 36 kann es sich um teilweise rückgeführtes, aus dem Unterofen 3 abgezogenes Abgas 16 und/oder um Abgas handeln, das aus weiteren Abfallstoff behandlungsanlagen, wie beispielsweise einer Schlammtrocknung oder einer Pyrolyseanlage, stammt, welches zumindest teilweise in die ser Eindüsungsebene dem Oberofen 2 zugeführt wird. Unterhalb die ser Eindüsungsebene ist eine vierte, aus Einmündungen von Rohrlei tungen 37 in den Ofeninnenraum gebildete Eindüsungsebene vorgese hen. Durch die Rohrleitungen 37 wird dem Ofeninnenraum wiederum Sauerstoff 8b zugeführt, so daß sich hier eine weitere Verbren nungs- und Schmelzzone V₂ ausbildet.

Der in der Fig. 2 dargestellte Reaktionsbehälter 1a bzw. Schmelz- Vergasungsofen ist geeignet, Abfallstoff jeglicher Art thermisch zu zersetzen und in ein Reaktionsgas sowie schmelzflüssige Be standteile zu zerlegen. Insbesondere ist der Reaktionsbehälter 1a geeignet, thermische Abfallstoffe aufzunehmen und zu behandeln, wenn die Zusammensetzung und der mengenmäßige Anfall an Abfall stoff zeitlich sehr schwankend und nicht vorhersehbar ist.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 durchrieseln der zugege bene Abfallstoff 21 und der zugegebene Koks 22 sowie die ggf. wei terhin zugegebenen Beschickungsbestandteile Kohle 23, Zuschlags stoff 24 und Beschickungsstoff 25 zunächst den im Bereich der ersten Eindüsungsebene ausgebildeten Freiraum und damit die Ver brennungs- und Schmelzzone V_ox, bis sie auf dem im Oberofen 2 ausgebildeten Materialfestbett zu liegen kommen, welches sich auf der Koksschüttung K abstützt, welche selbst wiederum auf dem Schmelz- und Schlackebad S, F aufschwimmt. Nach dem Durchrieseln der oxidierend wirkenden Verbrennungs- und Schmelzzone V_ox, ge langt das Beschickungsmaterial in die Verbrennungszone V₁. In dieser Zone wird kohlenstoffhaltiges Material verbrannt und es entstehen so hohe Temperaturen, daß festes Material aufgeschmolzen wird und sich ein Reaktionsgas bildet. In der darunterliegenden Ebene wird weiterer Abfallstoff in flüssiger Form 34, in gasför miger Form 35 oder Abgas 36 eingeblasen. Je nach Zusammensetzung der hier zugeführten weiteren Stoffe, kann sich in diesem Bereich eine reduzierende Atmosphäre einstellen. Unterhalb dieser Ebene ist durch die Eindüsung von Sauerstoff 8b durch die Leitungen 37 die weitere Verbrennungs- und Schmelzzone V₂ ausgebildet. Im Über gang vom Oberofen 2 zum Unterofen 3 wird das Beschickungsmaterial abschließend noch der im Bereich der Zuführung von Kohle 28 und Sauerstoff 30 ausgebildeten weiteren Verbrennungs- und Schmelzzone V₃ zugeführt. Insgesamt ist durch diese Anordnung der verschie denen Verbrennungs- und Schmelzzonen V_ox, V₁, V₂ und V₃ sicherge stellt, daß in dem Oberofen für die thermische Behandlung von Ab fallstoff ausreichend hohe Temperaturen herrschen und Zonen von Temperaturen mit über 2000°C mit Sicherheit vorliegen. Die dem Oberofen 2 zugeführten Stoffe und Beschickungsbestandteile, d. h. vor allem und zumindest der Abfallstoff, treten aus dem Oberofen in gasförmiger Form als Reaktionsgas G oder in schmelzflüssiger Form aus und durchfließen oder durchströmen anschließend in Kon takt miteinander die Koksschüttung K in der durch die Pfeile ange deuteten Art und Weise. Das Reaktionsgas G wird im Unterofen durch die Leitungen 15 und 14 als Abgas 16 abgezogen, die schmelzförmi gen Bestandteile sammeln sich im Gestell 4 als Schmelze S oder Schlacke F.

Die in den Fig. 1-6 dargestellten verschiedenen Anordnungen von im Oberofen 2 ausgebildeten Eindüsungsebenen sind rein beispiel haft. Je nach Zusammensetzung und Anfall der verschiedenen, dem Oberofen zugeführten Stoffe und Materialien und daraus abgelei teter Reaktionsführung ist es dem Fachmann ohne weiteres möglich, auch andere Anordnungen und/oder eine andere Anzahl an Eindüsungs ebenen vorzusehen. Beispielsweise kann auf den Freiraum und die Verbrennungs- und Schmelzzone V_ox verzichtet werden. Erfindungs gemäß wichtig ist es allein, daß in dem Oberofen 2 zumindest eine Verbrennungs- und Schmelzzone durch Verbrennung von kohlenstoff haltigem Material mit einem oxidierend wirkenden Mittel erzeugt und ggf. kalziumhaltiges Material zugesetzt wird. Soll in einem erfindungsgemäßen Schmelz-Vergasungsofen 1, 1a oder 1b beispiels weise nur in flüssiger Form vorliegender Abfallstoff thermisch behandelt werden, so ist der Oberofen 2 des Reaktionsbehälters beispielsweise auch nur mit einer Mischung aus kalziumhaltigem oder siliziumoxidhaltigem und alkalioxidhaltigem Material zu be schicken, wobei in diese Materialbeschickung im Oberofen dann der flüssige Abfallstoff 34 eingeblasen oder eingedüst oder vorher mit der Beschickung vermischt wird. Im wesentlichen dient ein derar tiger Schmelz-Vergasungsofen dann zur Herstellung von Glas- oder Wasserglasbestandteilen, welche im Oberofen 2 erschmolzen und nach Durchströmen der Koksschüttung K im Unterofengestell 4 gesammelt und, ggf. kontinuierlich, abgezogen werden. Quasi als Nebenprodukt ist in einem derartigem Reaktionsbehälter dann flüssiger Abfall stoff thermisch zu behandeln und wird ein kohlenmonoxid(CO)- und ggf. wasserstoff(H₂)- sowie kalorienreiches Abgas 16 erzeugt. Ebenso kann der Reaktionsbehälter dazu ausgelegt sein, in der Hauptsache eine Roheisenschmelze zu produzieren, wobei dann eine in der Hauptsache aus Eisenerzen bestehende Beschickung dem Ober ofen 2 zugeführt wird.

Neben den in den Fig. 1-6 dargestellten Eindüsungsebenen kann es auch vorgesehen sein, zusätzlich im Unterofen 3 weitere, nicht dargestellte Eindüsungsöffnungen zur Eindüsung von Sauerstoff vor zusehen.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Reaktionsgefäß 1b bzw. einen Schmelz-Vergasungsofen ist in der Fig. 3 dargestellt. Dieser Reaktionsbehälter 1b unterscheidet sich von den Ausführungsbei spielen nach Fig. 1 und 2 durch eine etwas andere Anordnung von Eindüsungsebenen im Oberofen 2 sowie durch zusätzliche Eindüsungen in den Unterofen 3 bzw. in das Gestell 4. Darüber hinaus sind in der Fig. 3 Beschickungsvorrichtungen 6 und 26 dargestellt. Teile, Beschickungen, etc., die entsprechend oder identisch schon zu den Fig. 1 und 2 beschrieben worden sind, sind in der Fig. 3 mit den selben Bezugszeichen versehen und nicht in jedem Fall noch einmal ausdrücklich erwähnt. Die Fig. 3 zeigt die den Reaktionsbehälter 1b nach oben gas- und druckdicht verschließende Beschickungsvor richtung 6, welche bei den Reaktionsbehältern 1 und 1a ebenfalls vorhanden, in den Fig. 1 und 2 aber nicht dargestellt ist. Die Beschickungsvorrichtung 6 besteht aus einem Doppelglockenverschluß 6a sowie einer mit Doppelschleusenverschluß 6b dort einmündenden Beschickungsleitung. Art und Funktionsweise des Doppelglockenver schlusses 6a und der Doppelschleuse 6b sind aus der Hochofen- und Stahlerzeugungstechnologie bekannt. Mit Hilfe der Beschickungs vorrichtung 6 wird das Beschickungsmaterial von oben in den Ober ofen 2 eingegeben. Die Beschickungsvorrichtung kann mit Abfall stoff jeglicher Art, wie er beispielsweise anfangs dieser spezi ellen Beschreibung aufgezählt worden ist, Koks 22, Kohle 23, Zu schlagstoffen 24 sowie weiteren Beschickungsstoffen 25 beschickt werden. Ob alle diese Stoffe der Beschickungsvorrichtung zugeführt werden, ergibt sich im Einzelfall. Es ist durchaus möglich, den Reaktionsbehälter zu betreiben, wenn nur einer dieser Beschic kungsstoffe dem Reaktionsbehälter zugeführt wird. Vorzugsweise sollten aber fester oder stückiger Abfallstoff 21 und Koks 22 oder Kohle 23 sowie kalziumoxidhaltiges Material zumindest dem Reakti onsbehälter 1b zugeführt werden. Der Oberofen 2 ist wie der des Reaktionsbehälters 1 nach Fig. 1 ausgebildet und weist mehrere Eindüsungsebenen auf, die durch Zuleitungen 7, 32, 33 und 37 ge bildet werden, durch die verschiedene Stoffe in den Oberofen ein geblasen oder eingedüst werden, wie dies zur Fig. 2 beschrieben worden ist.

Der Unterofen 3 weist ebenfalls die zur Fig. 1 bereits beschrie bene Form auf. Die Zuführung von Koks 13 und kalziumhaltigem Ma terial 48 in die Zuleitungen 12 erfolgt mittels Beschickungsvor richtungen 26. Unterhalb der Einmündung der Zuleitungen 12 sind in dem Unterofenwandbereich 3c Rohrleitungen 38 mit Einmündung in den Ofeninnenraum vorgesehen, durch welche weiterer Sauerstoff 39 in den Unterofen 3 und damit in die Koksschüttung K eingeblasen werden kann. Weitere Eindüsungen für Sauerstoff 40 mittels Ein düsungsleitungen 41, 42 und 43 sind im unteren Bereich des Unter ofens 3 sowie im Gestell 4 vorgesehen. Dabei sind die Eindüsungs leitungen 41 so angeordnet, daß sie oberhalb des Schlackebades F, aber unterhalb des Gasaustrittes 15 für das Abgas 16, im Unter ofenwandbereich 3a in den Unterofen 3 einmünden und an dieser Stelle Sauerstoff in die Koksschüttung K eingeblasen werden kann. Die Eindüsungsleitungen 42 sind derart angeordnet, daß durch diese hindurch Sauerstoff in das Schlackebad F eingedüst werden kann und die Eindüsungsleitungen 43 sind im Bodenbereich 5 des Unterofens angeordnet, so daß durch diese hindurch Sauerstoff in das Schmelz bad S eingedüst werden kann. Die Technologie des Eindüsens von gas- undjoder partikelförmigen Bestandteilen in ein Schmelzbad ist ebenfalls aus der Eisenhüttenindustrie bekannt. Ggf. kann durch die Eindüsungsleitungen 41, 42 und 43 auch noch weiteres kalzium- oder alkalihaltiges Material dem Reaktionsbehälter 1b zugeführt werden. Weiterhin sind bodenseitige Zuleitungen 44 zur Einblasung von Kohlenstaub 9c und 45 zur Eindüsung von gasförmigen Abfall stoffen 35 oder flüssigen Abfallstoffen und eine Leitung 46 zur Eindüsung von weiteren gasförmigen Bestandteilen 36, wobei es sich um teilweise rückgeführtes Abgas 16 oder aus anderen Verfahrens stufen, z. B. einer Schlammtrocknung und/oder einer Pyrolyse, ge wonnenes Abgas handeln kann, vorgesehen. Darüber hinaus ist in der Fig. 3 noch schematisch eine Abstichrinne 47 dargestellt, über welche das Schmelzbad S und die Schlacke F aus dem Gestell 4 ab gezogen werden. Die Schlacke F - und je nach Beschickung die Schmelze S - die das in den Reaktionsbehälter 1b eingebrachte Kalzium und dessen gebildete Verbindungen enthalten, werden vor zugsweise unmittelbar nach dem Verlassen des Schmelz-Vergasungs ofens 1b, beispielsweise mit Wasser, abgeschreckt. Die Ausfüh rungsform des Schmelz-Vergasungsofens 1b mit verschiedenen Ein düsungsmöglichkeiten im Boden 5 ist insbesondere dann von Vorteil, wenn mit der Beschickung größere Mengen an feinkörnigen oder stückigen Eisenerzpartikeln dem Oberofen 2 zugeführt werden und sich im Gestell 4 ein Schmelzbad S aus flüssigem Roheisen mit Temperaturen zwischen 1500 und 1700°C ausbildet.

Die Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Reaktionsbehälters 1c, bei welchem das Abgas 16 nach oben aus dem Reaktionsbehälter abgezogen wird.

Der Reaktionsbehälter 1c oder Schmelz-Vergasungsofen 1c weist ei nen Oberofen 51 mit einer zentral oberhalb angeordneten Beschic kungsvorrichtung 52 auf. Mittels dieser zentralen Beschickungs vorrichtung 52 ist der Reaktionsbehälter 1c mit Koks 13 und ggf. zumindest kalziumhaltigem Zuschlagstoff oder Material 48, vorzugs weise Kalk (CaO) oder Kalkstein (CaCO₃), zentral zu beschicken. Koks 13 und kalziumhaltiges Material 48 werden hier entweder schichtweise oder als Gemisch zugegeben. Zwischen Beschickungs vorrichtung 52 und Oberofen 51 führen Leitungen 53 aus dem Reak tionsbehälter 1c heraus, durch welche hindurch das Abgas 16 aus dem Reaktionsbehälter 1c abgezogen wird. Durch die Beschickungs vorrichtung 52 wird vorzugsweise soviel Material - Koks 13 und ggf. kalziumhaltiges Material 48 - zugegeben, daß der obere Rand der sich im Reaktionsbehälter 1c ausbildenden Koksschüttung K bis kurz unterhalb der Einmündung der Leitungen 53 in den Reaktions behälter 1c reicht. Weiterhin weist der Oberofen 51 radial an seinem Umfang verteilt mehrere seitliche Zuleitungen 54 auf, die im unteren Bereich des Oberofens 51 kurz oberhalb von dessen Über gang in den Unterofen 55 in den Oberofen 51 einmünden. Mittels Beschickungsvorrichtungen 56, die ebenso wie die Beschickungsvor richtung 52 als Doppelglockenverschluß ausgebildet sind, werden den Zuleitungen 54 der thermisch zu behandelnde Abfallstoff 21, Koks 22, ggf. Kohle 23, Zuschlagstoffe 24 und ggf. weitere Be schickungsstoffe 25 zugeführt und durch die Leitungen 54 in den Oberofen 51 eingebracht. Im Bereich der Einmündung der Zuleitungen 54 in den Oberofen 51 ist eine Querschnittserweiterung der Zulei tungen 54 ausgebildet, in welche die schon zu den vorstehenden Ausführungsbeispielen beschriebenen Leitungen 7 einmünden. Durch diese Leitungen 7 hindurch ist dem Oberofen 51 Sauerstoff 8, Brennstoff 9, ggf. Wasserdampf 11 oder Wasser sowie ggf. weiteres kalziumhaltiges Material 10, wie Kalk oder Kalkstein, zuzuführen bzw. in diesen einzublasen oder einzudüsen. Vor den Einmündungen der Rohrleitungen 7 bilden sich in dem querschnittserweiterten Bereich der Zuleitungen 54 Verbrennungs- und Schmelzzonen V aus.

An den Oberofen 51 schließt sich nach unten der Unterofen 55 an, in welchem sich das Schlackebad F und das Schmelzbad S sammeln. Hier sind zumindest eine Abstichleitung 19 für die Schmelze S und eine Abstichleitung 18 für die Schlacke F vorgesehen. Natürlich ist es auch bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 möglich, wei tere, nicht dargestellte Zuleitungen in den Oberofen 51 und/oder den Unterofen 55 einmünden zu lassen, durch welche hindurch Sauer stoff, weiterer flüssiger Abfallstoff, weiterer gasförmiger Ab fallstoff, weiterer Brennstoff und/oder rückgeführtes Abgas in den Reaktionsbehälter 1c eingedüst oder eingeblasen werden können. Wie schon zu den vorstehenden Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1-3 beschrieben, können diese weiteren Zuleitungen je nach ge wünschter Verfahrensführung, Menge und Zusammensetzung des ther misch zu behandelnden Abfallstoffes sowie weiterer Parameter vor gesehen und am Reaktionsbehälter angeordnet werden. Mit dem Aus führungsbeispiel nach Fig. 4 soll gezeigt werden, daß es auch möglich ist, das erfindungsgemäße Verfahren in einer Vorrichtung durchzuführen, bei welcher das Abgas nach oben abgezogen wird. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 wird das durch die Zuleitungen 54 zugeführte Material in den Verbrennungs- und Schmelzzonen V aufgeschmolzen und vergast. Die schmelzflüssigen Bestandteile bzw. Komponenten fließen durch die zentral in dem Reaktionsbehälter 1c angeordnete Koksschüttung K - wie durch die Doppelpfeile angeord net - nach unten und sammeln sich im Unterofen 55 bzw. Gestell 57. Das in den Verbrennungs- und Schmelzzonen V sowie durch weitere Reaktion in der Koksschüttung K entstehende Reaktionsgas verläßt den Reaktionsbehälter 1c - angedeutet durch die Pfeile G - nach oben durch die Koksschüttung K hindurch und tritt durch die Lei tungen 53 als Abgas 16 aus dem Reaktionsbehälter 1c aus. Der Oberofen 51 kann auch - anders als in Fig. 4 dargestellt - bis über die Einmündung der Zuleitungen 53 hinaus mit Koks 13 und ggf. kalziumhaltigem Beschickungsmaterial 48 gefüllt sein. In diesem Falle kann es zweckmäßig sein, im Bereich der Einmündungen der Abgasleitungen 53 eine Querschnittserweiterung des Oberofens 51 mit Eindüsungsmöglichkeiten für Wasserdampf oder ggf. Wasser und/oder kalziumhaltiges Material, insbesondere Kalk (CaO), Kalk stein (CaCO₃) oder eine wäßrige Calciumhydroxidlösung (Ca(OH)₂; Kalkmilch), vorzusehen, wie dies nachstehend zur Fig. 5 beispiel haft für den Abgasaustritt aus dem Unterofen 3 nach einem der Ausführungsbeispiele nach Fig. 1-3 beschrieben ist. Auch in dem Reaktionsbehälter 1c treten Reaktionsgas G und schmelzflüssige Bestandteile zumindest im Bereich der Verbrennungs- und Schmelz zonen V in engen und intensiven Kontakt zueinander.

Die Fig. 5 zeigt den unteren Bereich eines Unterofens 3. Hier ist zwischen den Unterofenbereichen 3a und 3b im Bereich der Einmün dungen der Leitungen 15 eine weitere Querschnittserweiterung des Ofeninnenraumes ausgebildet. In diesen Bereich münden weitere Zu leitungen 58 ein. Um das den Ofen als Abgas 16 verlassende Reak tionsgas G kurz vor Verlassen des Reaktionsbehälters bzw. Schmelz- Vergasungsofens noch gezielt behandeln und/oder in seiner Tempe ratur beeinflussen zu können, kann diesem Bereich durch die Lei tungen 58 hindurch Wasserdampf oder Wasser und/oder kalziumhal tiges Material wie Kalk, Kalkstein oder Kalkmilch (wäßrige Calciumhydroxidlösung) oder anderes alkalihaltiges Material, z. B. Natronlauge (NaOH), zugegeben werden. Zweckmäßigerweise werden diese weiteren Zugabestoffe an dieser Stelle in den Ofeninnenraum eingedüst oder eingeblasen. Feststoffe können aber auch als Schüt tung zugeführt werden, ähnlich bzw. analog wie die Kohle 28 gemäß Fig. 2.

Zur weiteren Behandlung des Abgases 16 kann allen in den Fig. 1-6 dargestellten Reaktionsbehältern eine Abgasbehandlung, bestehend aus Staubfilter und/oder Gasreinigung, beispielsweise einer Gas wäsche, nachgeschaltet sein.

Zu allen Ausführungsbeispielen ist ausgeführt, daß die Beschickung ggf. kalziumhaltiges Material enthalten kann. Ggf. deshalb, weil das kalziumhaltige Material nicht unbedingt der Beschickung bei gegeben werden muß, sondern auch mittels weiter beschriebener Leitungen bzw. Zuleitungen dem jeweiligen Reaktionsbehälter zuge führt werden kann. Wichtig ist allein, daß dem Reaktionsbehälter kalziumhaltiges Material zugeführt wird und dies vorzugsweise im Überschuß.

Die Fig. 6 zeigt ein Anlagenschema, bei welchem ein Reaktionsbe hälter 1b gemäß Fig. 3 im Verbund mit weiteren Abfallbehandlungs vorrichtungen dargestellt ist. Bei diesen Abfallbehandlungsvor richtungen handelt es sich um eine Pyrolysevorrichtung 59, eine Schlammtrocknungsvorrichtung 60 sowie eine Bevorratungsvorrichtung 61 für flüssige Abfallstoffe. In der Pyrolysevorrichtung 59 werden vorzugsweise feste Abfallstoffe verkokt und/oder verschwelt. Der Pyrolysevorrichtung 59 wird von der Abgasleitung 62 des Reakti onsbehälters 1b abzweigend mittels einer Leitung 63 Abgas 16 zu geführt. Hierbei kann das aus dem Reaktionsbehälter 1b austretende Abgas 16 vorher gekühlt und/oder beispielsweise durch einen Luft vorwärmer 64 geführt werden, mittels welchem im Gegenstrom dem Reaktionsbehälter 1b zugeführte Verbrennungsluft erwärmt werden kann. Die der Pyrolysevorrichtung 59 entnommenen festen Reakti onsprodukte werden, wie durch die Linie 65 angedeutet, der Be schickungsvorrichtung 6 des Reaktionsbehälters 1b zugeführt. Die in der Pyrolysevorrichtung 59 entstehenden Abgase werden, wie durch die Linie 66 sowie deren Ab- bzw. Verzweigungen angedeutet, teilweise wieder in den Reaktionsbehälter 1b zurückgeführt. Nicht zurückgeführtes Pyrolysegas wird, angedeutet durch Pfeil 67, einer anderweitigen Behandlung zugeleitet.

Weiterhin wird ein Teil des den Reaktionsbehälter 1b verlassenden Abgases 16 von der Abgasleitung 62 abzweigend mittels einer Lei tung 68 der Schlammtrockungsvorrichtung 60 zugeführt. Die aus der Schlammtrockungsvorrichtung 60 austretenden gasförmigen Reakti onsprodukte 69 können ebenso wie die gasförmigen Reaktionsprodukte der Pyrolysevorrichtung 59 in den Reaktionsbehälter 1b geführt werden, wie dies durch die Linie 66 angedeutet ist. Beispielsweise kann die angedeutete Leitung 69 in die Leitung 66 einmünden. Die in der Schlammtrocknung 60 entstehenden festen Reaktionsprodukte, angedeutet durch die Linie 70, werden ebenso wie die festen Reak tionsprodukte der Pyrolysevorrichtung 59 der Beschickung 6 zuge führt. Aus dem Reaktionsbehälter 1b austretendes und in der Pyro lysevorrichtung 59 oder der Schlammtrocknungsvorrichtung 60 nicht genutztes Abgas 16 wird, wie durch den Doppelpfeil 69 angedeutet, weiteren Behandlungsvorrichtungen zugeleitet.

Die in der Bevorratungsvorrichtung 61 gelagerten flüssigen Abfall stoffe werden, wie durch die Linien 71 und 72 sowie deren Ab- bzw. Verzweigungen angedeutet, entweder dem Reaktionsbehälter 1b oder der Pyrolysevorrichtung 59, ggf. nach Eindüsung in Leitungen für gasförmige Stoffe, zugeführt. Nicht näher beschrieben sind in den Leitungen angeordnete Gebläse, Regeleinrichtungen, etc.

Bei der Anlage nach Fig. 6 stellt der Reaktionsbehälter 1b das Zentrum bzw. den Motor- oder das Herzstück einer Anhäufung von verschiedenen, zugeordneten thermischen Abfallbehandlungsvorrich tungen dar. Der Reaktionsbehälter 1b bildet somit das Kernstück eines, vorzugsweise zentralen, örtlichen Abfallbehandlungs- bzw. -entsorgungszentrums.

Die Schmelz-Vergasungsöfen nach den Fig. 1-6 können mit einem Druck von 1-10 bar betrieben werden. Vorzugsweise liegt der Ar beitsdruck bei 3-5 bar.

Zur Unterstützung des Abtropf- und Durchgasungsvorganges können die im Bereich des Beschickungsfestbettes und/oder der Kohlezu führung 27 zur Einblasung oder Eindüsung von Stoffen in den Reak tionsbehälter einmündenden Leitungen derart ausgerichtet sein, daß sie entgegen der Schwerkraft gerichtet Medien und Stoffe in den Reaktionsbehälter einblasen, wie dies in Fig. 2 beispielhaft für die Leitungen 37 dargestellt ist. Es können alle oder auch nur einzelne Leitungen, durch welche hindurch flüssige oder gasförmige Stoffe in den jeweiligen Reaktionsbehälter eingeblasen werden, derart ausgerichtet sein. Hierdurch werden zumindest bereichsweise Wirbelzonen und eine Auflockerung des Beschickungsfestbettes ge schaffen, die einen günstigen Beitrag zur Wärmeübertragung und zum Durchgasungs- und Abtropfvorgang leisten.

Zur Verminderung des Koksverbrauches kann sowohl dem Beschickungs festbett als auch im Bereich der Koksschüttung K Kohle 23, 28 zu geführt und vergast werden. Das sich bildende Kohlendioxid wird an der Koksschüttung K ebenfalls zu Kohlenmonoxid umgesetzt. Bis zu 60% des eingesetzten Kokses 22, 13 ist durch Kohle 23, 28 zu er setzen. Es muß lediglich soviel Koks vorhanden sein, daß die Um setzung von Kohlendioxid in Kohlenmonoxid gewährleistet ist und die Koksschüttung K ihre Funktion als Stützgerüst für das Be schickungsfestbett noch erfüllen kann sowie ausreichend Zwischen räume für die Durchgasung und das Abtropfen schmelzflüssiger Be standteile vorhanden sind.

Das den Reaktionsbehälter verlassende kohlenmonoxid- und kalorien reiche Abgas 16, 69 kann zur synthetischen Erzeugung von flüssigen Kohlenwasserstoffen oder zur Erzeugung eines Synthesegases ver wendet werden. Beispielsweise kann das kohlenmonoxidreiche Abgas zu Methanol- oder Oxo-Synthese, aber auch als Reduktionsgas, bei spielsweise zur Reduktion von Eisenerzen, verwendet werden. Je nach Art der für das Abgas 16, 69 vorgesehenen Weiterverwendung, ist das Einblasen von Wasserdampf und/oder Wasserstoff in den Reaktionsbehälter zweckmäßig.

Vor Inbetriebnahme der Schmelz-Vergasungsöfen bzw. Reaktionsbe hälter nach den Fig. 1-6 wird zunächst der jeweilige Unterofen 3, 55 mit der Koksschüttung K befüllt. Anschließend wird der Ober ofen 2, 51 mittels der Beschickungsvorrichtung 6 bzw. der Be schickungsvorrichtung 56 mit dem weiteren Beschickungsmaterial, d. h. zumindest Abfallstoff 21, Koks 22 und ggf. kalziumhaltigem Zu schlagstoff 24, beschickt. In den Verbrennungs- und Einschmelz zonen wird der zugesetzte Abfallstoff bei Temperaturen von bis zu 2800°C unter Bildung schmelzflüssiger Bestandteile und eines Re aktionsgases vergast und zersetzt. Die hohen Temperaturen werden durch das Einblasen von Sauerstoff in die Koksbestandteile der Be schickung sowie ggf. in die in dem Reaktionsbehälter ausgebildete Koksschüttung K erzeugt. Die in der zumindest einen Verbrennungs- und Schmelzzone gebildeten schmelzflüssigen Bestandteile und das Reaktionsgas durchströmen zumindest bereichsweise in Kontakt mit einander die Koksschüttung K und verlassen einerseits (das Reak tionsgas G) den Reaktionsbehälter als Abgas oder sammeln sich an dererseits (schmelzflüssige Bestandteile) als Schmelze S oder Schlacke F im Gestell 4 des jeweiligen Reaktionsbehälters.

Bei den vorstehend beschriebenen Reaktionsbehältern handelt es sich um Schmelz-Vergasungsöfen, mit denen Abfallstoff jeglicher Art, d. h. fester, stückiger, flüssiger oder gasförmiger Abfall stoff thermisch behandelt und das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann. Neben dieser Hauptaufgabe, nämlich Ab fallstoff thermisch zu behandeln und einer Entsorgung zuzuführen, werden ein CO- und kalorienreiches Abgas sowie einer Wiederver wertung bzw. Wiederverwendung zuführbare Reststoffe, nämlich die Schmelze S und die Schlacke F, erzeugt. Nicht wieder- oder weiter verwendbare Reststoffe können problemlos deponiert werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrich tung sind relativ unempfindlich gegenüber allen möglichen einge setzten Abfallstoffen und verbrennen, vergasen und schmelzen na hezu alle Abfallstoffe, die zugeführt werden und beseitigen sie quasi umweltneutral. Im Oberofen wird die Beschickung vergast, zersetzt und aufgeschmolzen und in der Koksschüttung K einer re duzierenden Umgebung ausgesetzt. Mit dem erfindungsgemäßen Ver fahren bzw. in den erfindungsgemäßen Vorrichtungen sind sogar bromierte und chlorierte Benzole, polychlorierte Biphenyle (PCB), Phenole, Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffe, Chlor-Kohlenwasserstoffe und schwefelhaltige organische Verbindungen, sowie Dioxine und Furane vollständig zu zerstören. Bei den im Oberofen herrschenden hohen Temperaturen werden die organischen Verbindungen vollständig zersetzt. Saure Bestandteile des Reaktionsgases werden ebenso wie Schwefel, Chlor und Fluor an dem zugegebenen kalziumhaltigen Ma terial gebunden und in die Schlacke F oder das Schmelzbad S über führt. Spätestens erfolgt die Verbindung dieser Stoffe mit dem zugegebenem Kalzium kurz vor dem Austritt des Reaktionsgases G aus dem Reaktionsbehälter bei Durchströmen der in Fig. 5 dargestellten speziellen Reaktionszone, in welcher durch Leitungen 58 Wasser dampf und/oder kalziumhaltiges Material in den Unterofen eingedüst wird. Durch die Eindüsung von Wasserdampf und/oder ggf. Wasser wird hier eine derartige Temperaturabsenkung erreicht, daß der zugegebene Kalk und/oder Kalkstein und/oder Kalkmilch mit dem im Abgas noch vorhandenen sauren Komponenten reagieren und Verbin dungen eingehen können. Besonders günstig, insbesondere im Hin blick auf etwa noch im Abgas enthaltene geringe Mengen an schäd lichen Reststoffen, ist es, wenn durch Arbeiten unter erhöhtem Druck bis 10 bar die Verweilzeit der zu verbrennenden Stoffe bzw. Gase zur Sicherstellung ihrer vollständigen Zerstörung in dem Re aktionsgefäß noch weiter verlängert wird.

Bei entsprechender Abkühlung der aus dem Gestell abgezogenen Schlacke und/oder des Schmelzbades erfolgt eine Basisstabilisie rung des Kalk-Überschusses und liegen dann Schwermetalle, Schwefel und Fluor in wasserunlöslicher Form in die Schlacke eingebunden vor.

Als hauptsächliches Produkt wird in den Reaktionsbehältern das Abgas 16 gewonnen, da es sich bei den beschriebenen Reaktionsbe hältern um Schmelz-Vergasungsöfen handelt, in welchen in situ vor zugsweise mittels Sauerstoff Brennstoff, in der Hauptsache Koks und Kohle, zu einem Heißgas vergast wird, um die Ofenbeschickung zu schmelzen und ein Reaktionsgas zu erzeugen, daß als hauptsäch liche Bestandteile CO und ggf. H₂ aufweist. Hierbei trägt die Koksschüttung K an ihrer Oberseite bzw. Außenseite die Beschic kung, welche durch Verbrennung und das, vorzugsweise nach unten, abgezogene Reaktionsgas bzw. Heißgas geschmolzen wird. Die Koks schüttung K wirkt als Stützgerüst und hält die Beschickung im Oberofen 2, 51. Weiterhin weist die Koksschüttung K ausreichend große Hohlräume auf, durch welche die im Oberofen 2, 51 und ggf. auch noch im Unterofen 3, 55 entstehende schmelzflüssige Schlacke F und Schmelze S zumindest bereichsweise im Gleichstrom mit dem ent stehenden Reaktionsgas G nach unten fließen können. Das den Schmelz-Vergasungsofen verlassende Abgas 16 ist ein Heißgas von hohem Heizwert und ein Reduktionsgas. Die Koksschüttung K weist in ihrem oberen bzw. dem an die Verbrennungs- und Schmelzzonen an grenzenden Bereich üblicherweise eine Temperatur von ca. 1800-2000°C und in ihrem unteren Bereich eine Temperatur von ca. 1600-1650°C auf. Auch der obere Bereich der Koksschüttung K in dem Reaktionsbehälter 1c nach Fig. 4 weist noch eine Temperatur von über 1000°C auf. Sie besitzt somit durchgehend eine Temperatur, durch welche bewirkt wird, daß Kohlendioxid (CO₂) mit dem Kohlen stoff der Koksschüttung K zu Kohlenmonoxid (CO) reagiert. Die Hohlräume oder Zwischengitterräume der Koksschüttung K sowie der oder die durch den der Beschickung zugegebenen Koks 22 in dem Be schickungsfestbett ausgebildete(n) Bereich(e) mit Koks sind von der Art, daß das durchströmende Heißgas bzw. Reaktionsgas G zu mindest bereichsweise in Gleichstromberührung mit den abwärts fließenden, schmelzflüssigen Bestandteilen bzw. Komponenten ge langt. Dadurch, daß auch der Beschickung Koks 22 beigegeben wird, ist eine gute Durchgas- und Durchströmbarkeit des Beschickungs festbettes im Bereich des Oberofens 2, 51 bzw. der verschiedenen Verbrennungszonen sichergestellt und auch beim Betrieb der Reak tionsbehälter gewährleistet. Der verwendete Koks kann beispiels weise einen Durchmesser von 30 mm haben, eine Größe, die aber je nach der Größe des verwendeten Ofens, den Betriebsbedingungen und weiteren Faktoren veränderlich ist. Die Höhe der Koksschicht kann ca. 4-5 m betragen. Die Koksschüttung K ist ausreichend fest, um an ihrer Oberseite bzw. Außenseite die Beschickung aus Abfall stoff, Koks, Kohle, ggf. kalziumhaltigen Beschickungsstoffen und ggf. weiteren Zuschlag- und Beschickungsstoffen zu halten und zu stützen. Sie nimmt den Hauptbereich des Ofens in Anspruch, d. h . die Höhe des Unterofens 3 ist in der Regel größer als die Höhe des Oberofens 2. Dies ist aber nicht zwingend, wie beispielsweise das Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 zeigt, bei welchem der Oberofen 51 größer als der Unterofen 55 ausgebildet ist. Das kalziumhaltige Beschickungsmaterial weist vorzugsweise eine Korngröße von 6-50 mm auf. Durch Zuleitungen eingeblasenes kalziumhaltiges Mate rial kann allerdings auch pulverförmig oder staubförmig sein.

Die im Oberofen 2, 51 gebildeten CO₂-Bestandteile des Reaktions gases G werden an der heißen Koksschicht zu CO umgewandelt. Der Koksverbrauch wird durch die Zugabe von Koks 13 durch die Zulei tungen 12 bzw. nach dem Ausführungsbeispie nach Fig. 4 durch die zentrale Beschickungsvorrichtung 52 ausgeglichen. Zur Verminderung des Koksverbrauches ist es bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 vorgesehen, im Übergangsbereich von Oberofen 2 zu Unterofen 3 Kohle 28 zuzuführen und mittels Sauerstoff 30 zu verbrennen. Das hierbei entstehende CO₂ wird ebenfalls an der Koksschüttung K in CO umgewandelt. Auch hier kann die Zugabe von kalziumhaltigem Ma terial, wie z. B. Kalkstein in Pulverform, vorgesehen sein, um die rasche Schlackebildung zu fördern und das Fließvermögen zu ver bessern.

Auch in den Unterofen kann im Bereich der Koksschüttung K Sauer stoff eingeblasen werden, so daß hier ebenfalls auch Temperatur bereiche von über 2000°C ausgebildet werden.

Als Sauerstoff dient vorzugsweise reiner Sauerstoff (Reinheit 99% oder mehr), obwohl aus wirtschaftlichen und anderen Gründen auch industrieller Sauerstoff mit einem Sauerstoffgehalt von 96-97% oder selbst ca. 90% verwendet werden kann. Ferner kann in den Schmelz-Vergasungsofen auch flüssiger Sauerstoff als Sauerstoff quelle eingedüst werden, der so vergast wird, daß beispielsweise ein Gas mit einem Druck von 2-5 bar erhalten wird, ohne daß ir gend ein Gebläse nötig ist.

In der Koksschüttung K können in der oder den Verbrennungs- und Schmelzzone(n) V noch nicht vollständig verbrannte gasförmige Pro dukte vollständig ausbrennen. Ruß wird in den Reaktionsbehältern verbrannt oder umgesetzt oder zur Reduktion von Beschickungsstof fen ausgenutzt.

Bei Koksgrößen von 10-100 mm ist in der Koksschüttung K sowie dem Beschickungsfestbett eine gute Durchgasung sowie ein problem freies Abtropfen der schmelzflüssigen Bestandteile gewährleistet. Bei Zusatz von metalloxidhaltigem Beschickungsstoff werden in der die Koksschüttung K durchfließenden bzw. durchtropfenden Schlacke F enthaltene Metalloxide mittels des Kokses reduziert und Kohlen stoff der Koksschüttung K wird in der durchfließenden bzw. durch strömenden Schmelze S gelöst.

Der Staubaustrag aus den Reaktionsbehältern ist gering, da die Koksschüttung K als Staubfilter und -fänger sowie als Ad- und Ab sorptionsmedium wirkt. Zusätzlich kann die in Fig. 5 beschriebene Eindüsung von Wasser und/oder Wasserdampf durch die Leitungen 58 vorgesehen sein, so daß hier eine zusätzliche Kühlung der Koks schüttung K erzielt wird bzw. endotherme Reaktionen ablaufen, so daß hier eine zusätzliche Kühlung und Rückhaltemöglichkeit für staub- und gasförmige Komponenten gebildet wird.

Dadurch, daß im Oberofen auf der Koksschüttung K auf- oder anlie gend ein Festbett ausgebildet wird und dadurch, daß sowohl die Schmelzbestandteile als auch die gasförmigen Reaktionsprodukte der Beschickung zumindest bereichsweise im Gleichstrom durch den Ofen geführt werden, ergibt sich ein intensiver Stoff- und Wärmeaus tausch. Insbesondere in den Reaktionsbehältern nach Fig. 1-3 und 5 wird durch den Gleichstrom von Beschickung bzw. schmelzflüssigen Bestandteilen und Reaktionsgas G eine intensive Reaktion zwischen den schmelzflüssigen und gasförmigen Komponenten erreicht. Spe ziell im Beschickungsfestbett ist eine ausreichende Wärmeübertra gung und Erhitzung des Beschickungsmaterials gewährleistet. Durch die Zugabe der festen Beschickung in den Oberofen sind auch aus reichende Standzeiten für die Ofenausmauerung zu erzielen. Zum einen schützt und kühlt die zugegebene Beschickung die Ofenaus mauerung und zum anderen tragen auch die flüssigen Schlacke- und Schmelzbestandteile zum Schutz der Ofenausmauerung bei. Metall oxidhaltige, etwa FeO-haltige, schmelzflüssige Bestandteile werden durch den zugegebenen Koks und/oder das sich bildende Kohlenmon oxid umgehend reduziert.

Weiterhin ist das Abgas nahezu stickoxid(NO_x)-frei, da spätestens in der Koksschüttung K gebildetes Stickoxid wieder zerlegt wird.

Der von der thermischen Abfallbehandlung im Drehrohrofen her be kannte Nachteil, daß der Ausbrand von stückigem Abfall, der zum schäumen neigt und/oder dessen Schlacke nicht zerfällt, besteht bei den erfindungsgemäßen Vorrichtungen bzw. dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht. Durch die hohen Temperaturen im Oberofen wird verhindert, daß sich eine poröse Schutzschicht um die vorstehenden Stücke bildet, die den Stoff- und Wärmeaustausch und damit einen weiteren Ausbrand verhindert. Z. B. verkohlen Filterkuchenbrocken aus der biologischen Abwasserreinigung vollständig - und nicht nur an der Oberfläche wie in Drehrohröfen - und brennen im Kern voll ständig aus.

Auch der von Drehrohröfen her bekannte Nachteil, daß bei Aufgabe von Fässern mit heizwertreichen Flüssigkeiten Ent- und Vergasung sowie Verbrennung nach dem Auslauf oder Aufplatzen der Fässer so schnell verläuft, daß ein örtlicher Luftmangel und damit Ruß ent steht, welcher auch in einer Nachbrennkammer nur zum Teil ver brennt und in der Rauchgasreinigung schlecht abgeschieden wird, tritt nicht auf.

In die erfindungsgemäßen Vorrichtungen aufgegebene Fässer schmel zen im Oberofen auf. Flüssigkeiten in Fässern können in Mengen von 10-20 kg je nach Heizwert unbedenklich in den Oberofen aufgege ben werden. Der Sauerstoff-Überschuß im Oberofen reicht im allge meinen aus, um diese Mengen ohne Rußbildung zu verbrennen. Klei nere Rußmengen, die örtlich immer entstehen könnten, finden im Oberofen oder Unterofen immer genügend Sauerstoff bzw. Kohlen dioxid und ausreichende Temperaturen zur Verbrennung bzw. Bildung von Kohlenmonoxid. Die Steuerung der Verbrennung im Oberofen kann durch Vorgabe einer bestimmten Verbrennungsluftmenge bzw. Sauer stoffmenge und/oder Aufgabe der Abfallmenge in Abhängigkeit von der Temperatur oder anderen Verfahr 02460 00070 552 001000280000000200012000285910234900040 0002004030554 00004 02341ensparametern erfolgen. Luft überschußzahlen von 1,2 bis 1,3 können ggf. ausreichend sein. Aber auch Luftüberschußzahlen von über 2,0 sind möglich.

Bei zu Explosionen oder Verpuffung neigenden Flüssigkeiten sollten mit diesen ausreichende Mengen an Zuschlagstoffen, z. B. Sand, zu gegeben werden. Hierdurch ist es möglich, die Verbrennung von Flüssigkeiten in Gebinden langsamer verlaufen zu lassen.

Weiterhin ist es möglich flüssige Abfallstoffe in einer Vorbe reitungsstufe, z. B. mit Sägemehl, zu vermischen, so daß eine im wesentlichen stichfeste Masse entsteht, die den erfindungsgemäßen Reaktionsbehältern zugeführt werden kann.

Teigige oder hochpastöse Abfälle können dem jeweiligen Oberofen in größeren Mengen, z. B. in größeren Gebinden, wie 60-kg-Fässern, zugegeben werden. Das Ent- und Vergasen verläuft derartig, daß ein vollständiger Ausbrand gewährleistet ist. Die Zugabe derartiger Gebinde erfolgt vorzugsweise durch die Doppelschleuse 6b.

Neben dem im wesentlichen CO₂-freien und sehr kalorienreichen Ab gas, welches für verschiedene, insbesondere in den Ansprüchen auf geführte Zwecke verwendet werden kann, werden als weitere Produkte Schlacke F und Schmelze S erhalten. Je nach Zusammensetzung und Menge der verschiedenen Zuschlag- und/oder Beschickungsstoffe werden Schlacken F und Schmelzen S erhalten, die nach Abkühlung und ggf. Abschreckung als Roh- bzw. Einsatzstoff in der Stahl-, Metall-, Zement-, Glas- oder Wasserglasindustrie verwendet werden können. Eine eisen- und/oder metallreiche Schmelze kann nach Ab kühlung in der Stahl- oder Metallindustrie bei der Verhüttung oder dem Erschmelzen von Erzen oder metallhaltigen Materialien einge setzt werden. Eine kalziumreiche Schlacke oder Schmelze kann nach Abkühlung beispielsweise in der Zementindustrie, eine silizium und alkalireiche Schlacke oder Schmelze beispielsweise in der Glasindustrie verwendet und verwertet werden. Die Schlacken sind nach Durchlaufen eines erfindungsgemäßen Reaktionsbehälters bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sehr gut ausgebrannt und auch als Granulat in der Bauindustrie zu verwenden oder be denkenlos zu deponieren, da bei glasiger Struktur der Schlacke in ihr Schadstoffe in wasserunlöslicher Form eingebunden sind.

Claims

1. Verfahren zur thermischen Behandlung von Abfallstoffen, wie Hausmüll, Gewerbemüll, Industriemüll, Bauschutt, Filterstaub, Klärschlamm, Verpackungsmaterial, Suspensionen, Lösungen o. dgl., in einem Reaktionsbehälter, bei welchem zumindest in fester und/oder stückiger Form vorliegender Abfallstoff in dem Reaktionsbehälter einer Verbrennungs- und Schmelzzone zugeführt wird, in welcher er unter Verbrennung von Kohlen stoff und/oder kohlenstoffhaltigem Brennstoff bei Entstehung eines Reaktionsgases bis zur Verflüssigung erhitzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktionsbehälter mit thermisch zu behandelndem Ab fallstoff, Koks sowie ggf. kalziumhaltigem Material, insbe sondere Kalk (CaO) oder Kalkstein (CaCO₃), vorzugsweise im Überschuß, beschickt wird und die Beschickung in dem Reakti onsbehälter zumindest einer Verbrennungs- und Schmelzzone, die zumindest im wesentlichen außerhalb einer in dem Reakti onsbehälter ausgebildeten Koksschüttung angeordnet und aus gebildet ist, zugeführt und dort unter Bildung des Reakti onsgases erschmolzen wird, und daß das Reaktionsgas nach zu mindest bereichsweisem Kontakt mit den schmelzflüssigen Be standteilen der Beschickung vor dem Austritt aus dem Reakti onsbehälter durch die eine für die Umwandlung von Kohlen dioxid (CO₂) in Kohlenmonoxid (CO) ausreichend hohe Tempera tur aufweisende Koksschüttung geleitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die feste und/oder stückige Beschickung einer vorzugs weise im oberen Bereich des Reaktionsbehälters zumindest im wesentlichen oberhalb der Koksschüttung ausgebildeten Ver brennungs- und Schmelzzone zugeführt wird und das Reaktions gas im Gleichstrom mit den erschmolzenen Beschickungsbestand teilen unterhalb der Verbrennungs- und Schmelzzone durch die Koksschüttung geführt wird, bis der Gasstrom als Abgas seit lich oder nach oben aus dem Reaktionsbehälter herausgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschickung einer vorzugsweise radial um die zumin dest teilweise zentral in dem Reaktionsbehälter angeordnete Koksschüttung herum ausgebildeten Verbrennungs- und Schmelz zone zugeführt wird und das Reaktionsgas durch die Koksschüt tung hindurch als Abgas nach oben oder seitlich aus dem Re aktionsbehälter abgezogen und die erschmolzenen Beschickungs bestandteile nach unten durch die Koksschüttung geführt wer den.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die feste und/oder stückige Beschickung durch eine in einem Freiraum des Reaktionsbehälters ausgebildete Verbren nungs- und Schmelzzone geführt wird.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erschmolzenen Beschickungsbestandteile unterhalb der Koksschüttung am Boden des Reaktionsbehälters als Schmelz und/oder Schlackebad gesammelt bzw. aufgefangen werden.

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Koks, Abfallstoff und ggf. kalziumhaltiges Material, vor zugsweise abwechselnd schichtweise, oberhalb der zumindest einen Verbrennungs- und Schmelzzone dem Reaktionsbehälter zu geführt werden.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einer Verbrennungs- und Schmelzzone seitlich und/oder von oben ein oxidierend wirkendes Mittel, insbeson dere Luft oder, vorzugsweise technisch reiner, Sauerstoff, zugeführt wird.

8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Koksschüttung seitlich ein oxidierend wirkendes Mit tel, insbesondere Luft oder, vorzugsweise technisch reiner, Sauerstoff, zugeführt wird.

9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einer Verbrennungs- und Schmelzzone und/oder der Koksschüttung seitlich und/oder von oben ein fossiler Brennstoff, wie Kohle, Erdöl oder Erdgas, zugeführt wird.

10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß fester Abfallstoff der zumindest einen Verbrennungs- und Schmelzzone in stückiger oder körniger Form, ggf. nach vor heriger Aufmahlung, zugeführt wird.

11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bis zu 60% des zugeführten Kokses durch Kohle ersetzt werden.

12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als weitere Beschickung des Reaktionsbehälters schicht weise oder als Gemisch metalloxidhaltige Partikel, vorzugs weise Eisenerz, insbesondere in feinkörniger Partikelform, und/oder Zuschlagstoffe, wie Kalk oder andere Hochofenmöller stoffe, und/oder siliziumoxidhaltige und alkalioxidhaltige Stoffe und/oder Kohle zumindest einer Verbrennungs- und Schmelzzone zugeführt werden.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Beschickung unter Bildung eines weiteren Re aktionsgases ebenfalls in der zumindest einen Verbrennungs- und Schmelzzone erschmolzen und vorzugsweise im Gleichstrom mit dem weiteren Reaktionsgas durch die Koksschüttung geführt wird, wobei die Schmelze in dem Schmelz- und/oder Schlackebad am Boden des Reaktionsbehälters aufgefangen und das weitere Reaktionsgas als Abgas vorzugsweise seitlich aus dem Reakti onsbehälter herausgeführt wird.

14. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Koks, Abfallstoff und die weitere Beschickung dem Reak tionsbehälter als Gemisch von oben zugeführt werden.

15. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Reaktionsbehälter erschmolzenen Beschickungs stoffe gemeinsam in dem Schmelz- und/oder Schlackebad am Bo den des Reaktionsbehälters aufgefangen und die gasförmigen Reaktionsprodukte gemeinsam als Abgas aus dem Reaktionsbe hälter abgezogen werden.

16. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschickung in dem Reaktionsbehälter mehreren Ver brennungs- und Schmelzzonen zugeführt wird.

17. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Reaktionsgasabzugs in den Reaktionsbehäl ter Wasserdampf und/oder Wasser und/oder alkalihaltiges, ins besondere kalziumhaltiges, Material eingeleitet und mit dem Reaktionsgas in Kontakt gebracht wird.

18. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß fester und/oder stückiger und/oder als Schlamm vorlie gender, teigiger Abfallstoff zumindest teilweise in einer vorgeschalteten bzw. zugeordneten Verfahrensstufe zunächst in einem oder mehreren weiteren Reaktionsbehältern einer Pyro lyse zugeführt, insbesondere verkokt und/oder verschwelt, wird und das feste Reaktionsprodukt dieser Verfahrensstufe der zumindest einen Verbrennungs- und Schmelzzone des Reak tionsbehälters zugeführt und das gasförmige Reaktionsprodukt dieser Verfahrensstufe in das Schmelz- und/oder Schlackebad und/oder zumindest eine Verbrennungs- und Schmelzzone des Reaktionsbehälters eingeblasen bzw. eingedüst und/oder auf geblasen wird.

19. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in teigiger oder pastöser Form, insbesondere als Schlamm, vorliegender weiterer Abfallstoff zumindest teilweise in ei ner weiteren vorgeschalteten bzw. zugeordneten Verfahrens stufe zunächst in einem oder mehreren weiteren Reaktionsbe hältern, insbesondere mittels einer sogenannten Mahltrock nung, getrocknet wird und das feste Reaktionsprodukt dieser weiteren Verfahrensstufe der zumindest einen Verbrennungs- und Schmelzzone des Reaktionsbehälters zugeführt und das gas förmige Reaktionsprodukt dieser weiteren Verfahrensstufe in das Schmelz- und/oder Schlackebad und/oder zumindest eine Verbrennungs- und Schmelzzone des Reaktionsbehälters einge blasen bzw. eingedüst und/oder aufgeblasen wird.

20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß in zumindest einen Reaktionsbehälter der vorgeschalteten bzw. zugeordneten Abfallpyrolyse und/oder Abfalltrocknung weiterer, in flüssiger Form vorliegender Abfallstoff einge blasen oder eingedüst wird.

21. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 18-20, dadurch gekennzeichnet, daß Teile der festen Reaktionsprodukte der vorgeschalteten bzw. zugeordneten einen oder mehreren Verfahrensstufe(n) nach Aufmahlung in das Schmelz- und/oder Schlackebad eingeblasen und/oder aufgeblasen werden.

22. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 18-21, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgas des Reaktionsbehälters zumindest teilweise und ggf. nach Durchlaufen einer Gaskühlung oder Abwärmenutzung einem oder mehreren Reaktionsbehältern der einen oder mehre ren vorgeschalteten Verfahrensstufe(n) zugeführt wird.

23. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgas des Reaktionsbehälters teilweise rückgeführt und im Bereich der Koksschüttung und/oder zumindest einer Verbrennungs- und Schmelzzone in den Reaktionsbehälter ein geleitet wird.

24. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß weiterer, in flüssiger Form vorliegender Abfallstoff in zumindest eine Verbrennungs- und Schmelzzone eingeblasen oder eingedüst wird.

25. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß weiterer, in flüssiger Form vorliegender Abfallstoff dem gasförmigen Reaktionsprodukt der einen oder mehreren vorge schalteten Verfahrensstufe(n) zugemischt und mit diesem in den Reaktionsbehälter eingeblasen wird.

26. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß weiterer, in flüssiger Form vorliegender Abfallstoff dem rückgeführten oder dem der einen und/oder mehreren vorge schalteten Verfahrensstufe(n) zugeführten Abgas zugemischt und mit diesem in den oder die jeweiligen weiteren Reakti onsbehälter eingeblasen wird.

27. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in das Schmelz- und/oder Schlackebad Kohlenstaub einge blasen wird.

28. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in das Schmelzbad und/oder die Schlacke und/oder oberhalb des Schmelz- und/oder Schlackebades aber unterhalb des Ab gasaustrittes Sauerstoff in den Reaktionsbehälter eingeblasen wird.

29. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schmelz- und/oder Schlackebad elektrisch erzeugte Zusatzwärmeenergie zugeführt wird.

30. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren in dem Reaktionsbehälter mit einem Druck von 1-10 bar, vorzugsweise 2-5 bar, durchgeführt wird.

31. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktionsbehälter mit einer Mischung aus stückigem Abfallstoff, in einer vorgeschalteten Verfahrensstufe erzeug tem, festen Reaktionsprodukt, Koks, Kohle, Eisenerz und Zu schlagstoffen beschickt wird, wobei die zugegebene Mischung kohlenstoffhaltiges Material in einem Mengenverhältnis zum Erz von < 0,7 enthält.

32. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Mischung enthaltene Menge an kohlenstoffhal tigem Material einen Anteil an Kohle von bis zu 60% enthält.

33. Verfahren nach Anspruch 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, daß das kohlenstoffhaltige Material bis auf den für die Re duktion des Erzes erforderlichen Anteil mit Sauerstoff, vor zugsweise technisch reinem Sauerstoff, zu Kohlenmonoxid (CO) verbrannt wird.

34. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die fühlbare Wärme des aus dem Reaktionsbehälter abgezo genen Abgases zur Dampferzeugung genutzt wird.

35. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgas des Reaktionsbehälters zur synthetischen Er zeugung von flüssigen Kohlenwasserstoffen oder zur Erzeugung eines Synthesegases verwendet wird.

36. Verfahren nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgas zur Methanol- oder zur Oxo-Synthese oder zur Reduktion von Eisenerzen verwendet wird.

37. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgas des Reaktionsbehälters zur Erzeugung von Tri mellitsäureanhydrid (C₉H₄O₅) verwendet wird.

38. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgas des Reaktionsbehälters zumindest teilweise ei nem Heizkraftwerk, insbesondere einem Blockheizkraftwerk, zur Verbrennung zugeführt wird.

39. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgas des Reaktionsbehälters zumindest teilweise zur Erwärmung oder Erschmelzung von Schrott verwendet wird.

40. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-39, bestehend aus einem schachtofenähnlichen, im wesentlichen geschlossenen Reaktionsbehälter (1, 1a, 1b, 1c) mit Oberofen 2, 51, Unterofen 3, 55 und Gestell 4, wei terhin mindestens einer, den Reaktionsbehälter (1, 1a, 1b, 1c) gas- und druckdicht abschließenden Beschickungsvorrich tung (6, 52, 56), Leitungen (7) zur Zuführung eines oxidie rend wirkenden Mittels (8) und ggf. eines Brennstoffes (9) in den Reaktionsbehälter (1, 1a, 1b, 1c) und Leitungen (15, 53) zur Herausleitung von Abgas (16) aus dem Reaktionsbehälter (1, 1a, 1b, 1c) sowie Abstichleitungen (18, 19) zur Entnahme von Schlacke (F) und Schmelze (S), wobei in dem Reaktions behälter (1, 1a, 1b, 1c) eine Koksschüttung (K) und ein dar auf aufliegendes oder daran anliegendes Feststoffbett aus Beschickungsmaterial auszubilden sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschickungsmaterial thermisch zu behandelnden Ab fallstoff (21), Koks (22) sowie ggf. kalziumhaltiges Material (24) enthält und der Reaktionsbehälter (1, 1a, 1b, 1c) im Übergangsbereich vom Feststoffbett aus dem Beschickungsmate rial zur Koksschüttung (K) in Strömungsrichtung des Reakti onsgases (G) eine Querschnittserweiterung (3c) aufweist.

41. Vorrichtung nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Querschnittserweiterung (3c) der im wesent lichen zylindrische Oberofen (2) mit Einmündungen von Lei tungen (7) zur Zuführung von Sauerstoff (8), Brennstoff (9), kalziumhaltigem Material (10), Wasserdampf (11) und Wasser stoff ausgebildet ist.

42. Vorrichtung nach Anspruch 40 oder 41, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterofen (3) im Bereich (3c) der Querschnittserwei terung Zuleitungen (12) zur Zuführung von Koks (13) und kal ziumhaltigem Material (48) aufweist.

43. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 40-42, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterofen (3) zumindest im Bereich (3c) der Quer schnittserweiterung Zuleitungen (38, 49) zur Zuführung von Sauerstoff (39, 50) aufweist.

44. Vorrichtung nach einem oder mehrenen der Ansprüche 40-43, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterofen (3) im Übergang zum Gestell (4) einen Be reich (3a) mit Querschnittsverengung aufweist, in welchem Abgasleitungen (15) aus dem Unterofen (3) herausführen.

45. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 40-44, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberofen (2) weitere Zuleitungen (31, 32, 33, 37) für die Zuführung von Brennstoff (9a), Sauerstoff (8a), flüssi gem Abfallstoff (34), gasförmigem Abfallstoff (35) sowie ei nem zu- bzw. rückgeführten Abgas (36) aufweist.

46. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 40-45, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberofen (2) im Übergang zum Unterofen (3) einen querschnittserweiterten Bereich (2d) mit Zuleitungen (27, 29) für Kohle (28) und Sauerstoff (30) aufweist.

47. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 40-46, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestell (4) eine elektrische Zusatzheizung (20) auf weist.

48. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 40-47, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Gestells (4) und/oder des Unterofenberei ches (3a) weitere Zuleitungen (41-46) für die Zuführung von Sauerstoff (40), Brennstoff (9c) - vorzugsweise Kohlenstaub -, flüssigem Abfallstoff, gasförmigem Abfallstoff (35) oder Abgas (36) ausgebildet sind.

49. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 40-48, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Einmündung der Gasabzugsleitungen (15, 53) ein querschnittserweiterter Bereich mit in den Ofeninnenraum einmündenden Zuleitungen (58) zur Zuführung von Wasserdampf und/oder Wasser und/oder alkalihaltigem, insbesondere kal ziumhaltigem, Material ausgebildet ist.

50. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 40-49, dadurch gekennzeichnet, daß in den unteren Bereich des Oberofens (51) mehrere, radial am Ofenumfang verteilte Zuleitungen (54) zur Zuführung von thermisch zu behandelndem Abfallstoff (21), Koks (22), ggf. Kohle (23), Zuschlagstoff (24) und ggf. weiterem Beschic kungsstoff (25) einmünden und daß in diesem Einmündungsbe reich Zuleitungen (7) zur Zuführung von Sauerstoff (8), ggf. Brennstoff (9), ggf. Kalkstein (10) und ggf. Wasserdampf (11) angeordnet sind.

51. Vorrichtung nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktionsbehälter (1c) gichtseitig mit einer zentra len Beschickungsvorrichtung für Koks (13) und kalziumhaltiges Material (48) versehen ist, unterhalb welcher Abgasleitungen (53) aus dem Oberofen (51) herausführen.

52. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 40-51, dadurch gekennzeichnet, daß die im Bereich des Beschickungsfestbettes in den Oberofen (2, 51) einmündenden Leitungen (7, 29, 31, 32, 33, 37) für flüssige oder gasförmige Stoffe zumindest teilweise derart ausgerichtet sind, daß sie entgegen der Schwerkraft gerichtet in Richtung von unten schräg nach oben Stoffe in den Reakti onsbehälter (1, 1a, 1b, 1c) einblasen.

53. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 40- 52, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktionsbehälter (1, 1a, 1b, 1c) für den Betrieb mit einem Druck von 1-10 bar, vorzugsweise 2-5 bar, ausgelegt ist.

54. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 40-53, dadurch gekennzeichnet, daß dem Reaktionsbehälter (1, 1a, 1b, 1c) eine oder mehrere Abfallbehandlungsvorrichtungen, insbesondere eine Abfallpy rolysevorrichtung (59), eine Schlammtrocknungsvorrichtung (60) und/oder eine Bevorratungsvorrichtung (61) für flüssigen Abfallstoff zugeordnet und mit dem Reaktionsbehälter lei tungsmäßig (62, 63, 65, 66, 68, 69, 71, 72) verbunden sind.