DE4326484B4

DE4326484B4 - Einrichtung zur Abfallentsorgung auf thermischem Wege

Info

Publication number: DE4326484B4
Application number: DE4326484A
Authority: DE
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Takuma Co Ltd; Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Priority date: 1993-08-06
Filing date: 1993-08-06
Publication date: 2005-07-21
Anticipated expiration: 2013-08-07
Also published as: CH686520A5; DE4326484A1; IT1274705B; ITMI941690A0; ITMI941690A1

Abstract

Einrichtung zur thermischen Abfallentsorgung mit einer Presse (4) für den Abfall (A), mit einem beheizten Entgasungskanal (8), mit einem Hochtemperatur-Reaktor (22), aus dem eine Schmelze (S) und Schwelgase (G) austragbar sind, mit einer Schockkühleinrichtung (46) und mit einer Reinigungseinrichtung (48) für die Schwelgase (G), dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (56; 62, 64, 66) für eine Auskopplung der thermischen Energie der Schwelgase (G)
a) an der Schockkühleinrichtung (46)
b) und/oder zwischen dem Hochtemperatur-Reaktor (22) und der Schockkühleinrichtung (46)
c) und/oder zwischen dem Hochtemperatur-Reaktor (22) und der Reinigungseinrichtung (48) mit integrierter Schockkühleinrichtung (46) vorgesehen sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur thermischen Abfallentsorgung mit einer Presse für den Abfall, mit einem beheizten Entgasungskanal, mit einem Hochtemperatur-Reaktor, aus dem eine Schmelze und Schwelgase austragbar sind, mit einer Schockkühleinrichtung und mit einer Reinigungseinrichtung für die Schwelgase.

Eine solche Einrichtung ist aus der EP 04 43 596 A1 bekannt. Danach wird der Abfall ohne Vorbehandlung und Vorsortierung in einer Presse unter hohem Druck auf etwa ein Zehntel des ursprünglichen Volumens verdichtet. Der dichte Abfallballen gelangt dann in einen indirekt beheizten Entgasungs- oder Schwelkanal. Hier wird er bei ca. 600°C unter Luftabschluß getrocknet und zu Pyrolyse-Koks verschwelt. Die Abfallballen werden unmittelbar anschließend in einem Hochtemperatur-Reaktor oder -Vergaser unter Zufuhr reinen Sauerstoffs bei etwa 2000°C vergast. Bei dieser Temperatur schmelzen mineralische und metallische Bestandteile, und Kohlenwasserstoff und andere organische Bestandteile zersetzen sich. Die Schmelze wird abgetrennt. Sie enthält einen glasigen mineralischen Rückstand und einen hauptsächlich aus Eisen bestehenden metallischen Anteil. Die Schwel- oder Verbrennungsgase werden von 1200°C schockartig in einer Schockkühleinrichtung (Quencher) auf eine Temperatur von etwa 90°C abgekühlt. Dadurch soll die Bildung von Dioxinen und Furanen verhindert werden. Anschließend durchlaufen die Verbrennungsgase ein mehrstufiges Reinigungssystem aus Filtern und Wäschern, bis sie als brennbares Synthesegas in den Prozeß zurückgeführt oder anderweitig, etwa zur Stromerzeugung, verwendet werden. Das hier angewandte Verfahren ist auch unter dem Namen "Thermoselect"-Verfahren aus der Presse bekannt geworden, beispielsweise aus der "Berliner Morgenpost" vom 6. Juni 1993. Es steht im Wettbewerb zum Schwelbrenn-Verfahren (EP 0 302 310 A1).

Überlegungen haben nun gezeigt, daß bei der bekannten Einrichtung eine Menge thermische Energie an oder in der Schockkühleinrichtung (Quencher) ungenutzt verloren geht. Im Sinne einer Verbesserung des bekannten Abfallentsorgungs-Verfahrens wäre aber eine Nutzung dieser Energie der Schwelgase dringlich erwünscht.

Darüber hinaus kann die Abfuhr dieser Energie an die Umwelt zu Problemen führen.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß die Energie der Schwelgase genutzt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Mittel für eine Auskopplung der thermischen Energie der Schwelgase

a) an der Schockkühleinrichtung
b) und/oder zwischen dem Hochtemperatur-Reaktor und der Schockkühleinrichtung
c) und/oder zwischen dem Hochtemperatur-Reaktor und der Reinigungseinrichtung mit integrierter Schockkühleinrichtung vorgesehen sind.

Die mittels der genannten Mittel ausgekoppelte Energie kann genutzt werden, beispielsweise im Abfallentsorgungs-Prozeß selbst. Sie kann beispielsweise zur elektrischen Energieerzeugung oder zur Beheizung des Entgasungskanals herangezogen werden.

Bevorzugte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand zweier Figuren näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Einrichtung zur thermischen Entsorgung von Abfall mit Energieauskopplung direkt am Quencher und
2 eine Einrichtung zur thermischen Entsorgung von Abfall mit Energieauskopplung direkt hinter dem Hochtemperatur-Reaktor sowie mit Energieauskopplung in einem kombinierten Quencher-Gaswäsche-Teil.
In 1 ist eine Einrichtung zur thermischen Abfallentsorgung gezeigt. Der Abfall A wird dabei über eine Eintragseinrichtung 2 einer Presse 4 zugeführt, wo er unter hohem Druck zu Abfallballen 6 zusammengepreßt wird. Die verdichteten Abfallballen 6 gelangen sodann in einen Schwel- oder Entgasungskanal 8. Die Außen heizung dieses Entgasungskanals 8 ist mit 10 bezeichnet. Vom Entgasungskanal 8 gelangen das Fest- oder Schwelgut F der Abfallpakete 6 und die entstandenen Schwelgase G in einen direkt nachgeschalteten Hochtemperatur-Reaktor 22. Das feste Schwelgut F besteht zu einem großen Anteil aus kohlenstoffhaltigen Substanzen. Dieses Festgut F wird im unteren Teil des Hochtemperatur-Reaktors 22 bei einer Temperatur von 2000 °C vergast. Über einen Eingang 38 wird dazu dem unteren Teil des Hochtemperatur-Reaktors 22 reiner Sauerstoff 02 zugeleitet. Dies führt zu einer unterstöchiometrischen Verbrennung oder Vergasung. Die dabei entstehende Schmelze im Hochtemperatur-Reaktor 22 ist mit S bezeichnet. Sie kann über einen Abzug 40 entnommen und in einem Behälter 42 aufgefangen werden.
In dem oberen Teil des Hochtemperatur-Reaktors 22 erfahren die Schwelgase G eine Durchmischung. Auch hier erfolgt durch Sauerstoffzugabe eine unterstöchiometrische Verbrennung.
Die dem Gasabzug 44 des Hochtemperatur-Reaktors 22 entnommenen Schwelgase G werden in einen Quencher oder eine Schockkühleinrichtung 46 mit Energieauskopplung eingeleitet, wo sie beispielsweise auf eine Temperatur von 90 °C abgekühlt werden. Dieser Schockkühleinrichtung 46 ist ein Reinigungssystem 48 nachgeschaltet. Ein Sauggebläse 50 sorgt für eine ausreichende Strömungsgeschwindigkeit der Schwelgase G. Nach der Reinigung können die Schwelgase G zur Beheizung der Außenheizung 10 des Entgasungskanals 8 oder aber zur Energiegewinnung herangezogen werden.
An der Schockkühleinrichtung 46 sind die Zu- und Ableitung der Quenchflüssigkeit Q durch Pfeile 52, 54 verdeutlicht. Von besonderer Bedeutung ist nun, daß die Schockkühleinrichtung 46 einen Kühlmantel 56 aufweist, an dessen Eingang 58 ein Kühlmittel K eingeleitet und an dessen Ausgang 60 das aufgeheizte Kühlmittel K abgenommen und einer (nicht näher gezeigten) Verwertung zugeführt wird. Der Kühlmantel 56 wirkt somit als Wärmetauscher zur Auskopplung der thermischen Energie der Schwelgase G.
In 2 ist eine alternative Ausführungsform für die Energieauskopplung im Bereich der Quencheinrichtung dargestellt. Zunächst einmal ist vorgesehen, daß zwischen dem Ausgang 44 des Hochtemperatur-Reaktors 22 und der Schockkühleinrichtung 46 ein Abhitzekessel 62 mit beispielsweise drei Wärmetauschern 64 angeordnet ist. Die Wärmetauscher 64 dienen auch hier zur thermischen Energieaus kopplung. Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, daß die Schockkühleinrichtung 46 in eine Reinigungseinrichtung 48 integriert und daß in diese Kombination ein Wärmetauscher 66 zur Energieauskopplung einbezogen ist. Die Quenchflüssigkeit Q wird hier durch zwei parallel geschaltete Quencher 70, 72 geleitet, die für die Schwelgase G in Serie geschaltet sind. Der Quenchkreislauf ist durch Eintrittspfeile 74 und Austrittspfeile 76 verdeutlicht. Im Quench-Flüssigkeits-Kreislauf liegen hier noch eine Pumpeinrichtung 78 und ein Abscheidebecken 80. Über den Wärmetauscher 66 wird hier ebenfalls thermische Energie ausgekoppelt. Diese kann, wie bereits dargelegt, für den Abfall-Entsorgungsprozeß selbst genutzt werden. Sie kann auch einer anderen Verwertung zugeführt werden.

Claims

Einrichtung zur thermischen Abfallentsorgung mit einer Presse (4) für den Abfall (A), mit einem beheizten Entgasungskanal (8), mit einem Hochtemperatur-Reaktor (22), aus dem eine Schmelze (S) und Schwelgase (G) austragbar sind, mit einer Schockkühleinrichtung (46) und mit einer Reinigungseinrichtung (48) für die Schwelgase (G), dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (56; 62, 64, 66) für eine Auskopplung der thermischen Energie der Schwelgase (G) a) an der Schockkühleinrichtung (46) b) und/oder zwischen dem Hochtemperatur-Reaktor (22) und der Schockkühleinrichtung (46) c) und/oder zwischen dem Hochtemperatur-Reaktor (22) und der Reinigungseinrichtung (48) mit integrierter Schockkühleinrichtung (46) vorgesehen sind.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schockkühleinrichtung (46) einen Kühlmantel (56) aufweist, der von einem Kühlmittel (K) durchströmbar ist.
Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Hochtemperatur-Reaktor (22) und der Schockkühleinrichtung (46) ein Abhitzekessel (62) mit Wärmetauscher (64) angeordnet ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungseinrichtung (48) mit integrierter Schockkühleinrichtung (46) an einen Wärmetauscher (66) angeschlossen ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungseinrichtung (48) mit integrierter Schockkühleinrichtung (46) zwei bezüglich der Schwelgase (G) in Reihe geschaltete Quencher (70, 72) umfaßt.
Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in den Quenchmittelkreislauf ein Abscheidebecken (80) eingeschaltet ist.