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(11) | EP 0 509 134 B1 |
| (12) | EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
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Verfahren und Anlage zum thermischen Aufbereiten von mit organischen Komponenten verunreinigten Abfällen, insbesondere von Metallschrott Process and installation for the thermal processing of waste materials contaminated with organic components particularly scrap metal Procédé et installation pour le traitement thermique d'échets contaminés de composants organiques en particulier de déchets métalliques |
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| Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum thermischen Aufbereiten von mit organischen Komponenten verunreinigten Abfällen. In erster Linie geht es dabei um die Aufbereitung von Metallschrott, und zwar um den in einer Autoschredderanlage anfallenden Schrott, insbesondere auch um Aluminiumschrott, der durch die beim Autobau verwendeten organischen Kunststoffe verunreinigt ist.
[0002] Aus der DE-A- 36 35 068 ist ein Verfahren zur thermischen Entsorgung von mit Schadstoffen kontaminiertem Gut bekannt. Als Beispiele für zu entsorgende Güter sind Erde, Müll, Sonderabfall und Klärschlamm genannt. Bei dem bekannten Verfahren werden alle im Gut befindlichen verflüchtigbaren Stoffe in Gas- und/oder in Dampfform überführt und von den festen Entsorgungsprodukten getrennt, wobei die beim Entgasungsprozeß anfallenden, von den festen Entgasungsprodukten getrennten flüchtigen Stoffe, bevor sie zur Verbrennung der festen Entgasungsprodukte der Hochtemperaturstufe zugeführt werden, über ein bei Temperaturen von etwa 1200°C reduzierend unter Luftabschluß betriebenes festes Koksbett geleitet und anschließend weitergereinigt werden. Die Verwendung bei der Aufbereitung insbesondere von Metallschrott ist bei dem bekannten Verfahren nicht erwähnt.
[0003] Als Einzelsystem ist auch eine Hochtemperaturvergasungsstufe bekannt (z.B. EP-A-0257018). Dabei wird aber ein hoher Anteil von freier Primärenergie benötigt.
[0004] An sich bekannt sind auch Verschwelungsstufen (z.B. GB-A-1562492). Dabei ist aber die Reinigung des Pyrolysegases und des Abwassers problematisch, und außerdem muß der Pyrolysekoks aufwendig entsorgt werden.
[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bzw. eine Anlage zum thermischen Aufbereiten von mit organischen Komponenten verunreinigten Abfällen anzugeben, bei dem bzw. bei der mit möglichst geringem Energieaufwand neben den wiederverwendbaren Stoffen nur mit möglichst geringem Aufwand zu entsorgende Abfallstoffe anfallen.
[0007] Aus dem im Anspruch 1 beschriebenen System werden nach außen abgegeben:
Aus der der Verschwelungsstufe nachgeordneten mechanischen Aufbereitung gereinigtes Gut, das z.B. in Form von reinem Schrott zum Schmelzwerk abgegeben wird;
aus der Hochtemperaturvergasungsstufe verglaster Baustoff und Verbraucherenergie;
am Ende des Systems Rauchgas.
[0008] Das in der Verschwelungsstufe anfallende Pyrolysegas wird in der nachfolgenden Hochtemperaturvergasungsstufe gereinigt und zu den vermarktbaren Produkten Heizgas und verglaste Schlacke umgesetzt. Die Zufuhr von Primärenergie zur Hochtemperaturvergasungsstufe wird durch die Zufuhr des in der Verschwelungsstufe anfallenden Pyrolysegases minimiert und kann in Abhängigkeit von dem Anteil an organischen Stoffen sogar gegen Null gehen.
[0009] Außerdem wird das Einschleusen in die Hochtemperaturvergasungsstufe vereinfacht, weil an festen Bestandteilen nur noch Pyrolysekoks zugeführt wird.
[0010] Insgesamt wird mit dem beanspruchten Verfahren mit der Anordnung und funktionellen Verbindung von teilweise an sich bekannten Einzelstufen ein besonders vorteilhaftes Gesamtergebnis erreicht.
[0011] Vorteilhafte weitere Ausbildungen des Verfahrens nach Anspruch 1 sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 5.
[0012] So wird in vorteilhafter Weise das in der Hochtemperaturvergasungsstufe anfallende Heizgas in einer Gasreinigungsanlage von unerwünschten Komponenten befreit, bevor es einer energetischen Verwendung zugeführt wird. Auf eine Entstickungsanlage, wie auch auf einen Dioxinfilter kann dann unter Umständen verzichtet werden. Bei Anordnung einer Gasreinigungsanlage erfolgt selbstverständlich die Rückführung des Gases in die Verschwelungsstufe nach dem Reinigen des Gases.
[0013] Die Erfindung betrifft auch eine Anlage zum Durchführen des in den Ansprüchen 2 bis 5 beschriebenen Verfahrens. Für die in den Ansprüchen 6 bis 8 beschriebene Anlage gelten sinngemäß die vorstehenden, sich auf ein Verfahren beziehenden Ausführungen.
[0014] Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der einzigen Zeichnungsfigur schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert, wobei es beim Ausführungsbeispiel um das Aufbereiten von Metallschrott geht.
[0015] Der mit organischen Komponenten verunreinigte Schrott 1 wird einer Vorzerkleinerungsanlage 2 zugeführt und dort auf Stückgrößen von maximal 5 cm zerkleinert. Größere Stücke können noch einmal in den Zugang der Vorzerkleinerungsanlage 2 zurückgeführt werden.
[0016] Der zerkleinerte Schrott wird dann einer Verschwelungsstufe 3 zugeführt, die mit einer Temperatur von ca. 550° bis 600°C betrieben wird. Der Verschwelungsstufe 3 wird gegebenenfalls Energie 21 und Luft bzw. Sauerstoff 22 zugeführt. In der Verschwelungsstufe 3 werden durch Pyrolyse die Feststoffe 5 vom Pyrolysegas 4 getrennt.
[0017] Die Feststoffe 5 werden anschließend in einer mechanischen Aufbereitungsstufe 6 in wiederverwendbares Metall 7 und Pyrolysekoks 8 getrennt.
[0019] Der Pyrolysekoks 8 kommt in eine Hochtemperaturvergasungsstufe 14. Dorthin gelangt aus der Verschwelungsstufe 3 auch das Pyrolysegas 4. Weiter hat die Hochtemperaturvergasungsstufe 14 auch Zufuhrleitungen für Energie 23 und ein Oxidationsmittel 9, z.B. Luft bzw. Sauerstoff, und gegebenenfalls auch für Hüttenkoks 10.
[0020] Ein Großteil des Energiebedarfs oder im Idealfall der gesamte Energiebedarf sind durch das Pyrolysegas gedeckt. Der Deckungsfaktor hängt ab vom Anteil der organischen Stoffe. Über Schleusen muß der Hochtemperaturvergasungsstufe nur der Pyrolysekoks 8 zugeführt werden. Die Zuführung des Pyrolysegases 4 erfolgt über einen Brenner.
[0021] Die Behandlung in der Hochtemperaturvergasungsstufe 14 erfolgt bei einer Temperatur von ca. 1600°C. Dabei werden ein verglaster Baustoff 19 und Energie 20 gewonnen, die an Verbraucher abgegeben werden können.
[0022] Das in der Hochtemperaturvergasungsstufe 14 anfallende Heizgas 11 wird einer Gasreinigungsanlage 13 zugeführt, wo es von unerwünschten Beimengungen z.B. von HCl, HF, Staub und Staubinhaltsstoffen befreit wird.
[0023] Das so gereinigte Gas wird anschließend einer energetischen Verwendung 12, z.B. in Form eines Heizkessels, zugeführt. Ein Teil 17 des gereinigten Gases wird zur Verschwelungsstufe 3 zurückgeführt und minimiert die Zufuhr von Primärenergie.
[0024] Die in der energetischen Verwendung 12 gewonnene Energie wird zusammen mit der in der Hochtemperaturvergasungsstufe gewonnenen Energie 20 an Verbraucher abgegeben.
[0025] Der energetischen Verwendung 12 ist eine Rauchgasentschwefelungsanlage 16 nachgeschaltet, was aber nur bedarfsweise geschieht. Der Rauchgasentschwefelungsanlage 16 kann auch das in der Verschwelungsstufe 3 anfallende Rauchgas 18 zugeführt werden. Nach der Entschwefelung geht das Rauchgas 24 gegebenenfalls unter Zwischenschaltung weiterer Filter in die Atmosphäre.
1) der Schrott wird auf Stückgrößen von maximal 5 cm zerkleinert;
2) in einer mit etwa 550° bis 600°C betriebenen Verschwelungsstufe (3) erfolgt die Trennung in Feststoffe (5) und Pyrolysegas (4);
3) die Feststoffe (5) werden in einer mechanischen Aufbereitungsstufe (6) in reines Metall (7) und Pyrolysekoks (8) getrennt;
4) der Pyrolysekoks (8) wird zusammen mit dem in der Verschwelungsstufe (3) anfallenden Pyrolysegas (4) in einer Hochtemperaturvergasungsstufe (14) unter Zufuhr eines Oxidationsmittels (9) und gegebenenfalls von Hüttenkoks (10) zu einem von organischen Stoffen freien Heizgas (11) umgesetzt.
1) eine Vorzerkleinerungsanlage (2);
2) eine mit einer Temperatur von ca. 550° bis 600°C betriebene Verschwelungsstufe (3), welche Zuführleitungen für von außen zugeführte Energie (21), für Luft bzw. Sauerstoff (22) und für ein aus dem System zurückgeführtes Gas (17) aufweist;
3) eine Hochtemperaturvergasungsstufe (14), die mit ca. 1600°C betrieben wird und Zuführleitungen für Energie (23), für ein Oxidationsmittel (9) und für den Pyrolysekoks (8) aufweist.
(1) said scrap is broken into pieces of a maximum size of 5 cms;
(2) separation into solid materials (5) and pyrolysis gas (4) is accomplished in a carbonizing stage (3) operated at a temperature of approximately 550° to 600° C;
(3) said solid materials (5) are separated in a mechanical processing stage (6) into pure metal (7) and pyrolysis coke (8);
(4) said pyrolysis coke (8) together with said pyrolysis gas (4) obtained from said carbonizing stage (3) in a high temperature gasification stage (14) under supply of an oxidizing agent (9) and possibly of metallurgical coke (10), is converted into fuel gas (11) free of organic materials.
(1) a pre-breaking means (2);
(2) a carbonizing stage (3) operated at a temperature of between approximately 500° to 600° C, comprising lines and conduits for supplying energy (21) fed externally, air or oxygen (22), respectively, and for a gas (17) fed back from the system;
(3) a high temperature gasification stage (14) operating at approximately 1600° C and comprising lines and conduits for supplying energy (23), an oxidizing agent (9) and pyrolysis coke (8).
1) la ferraille est broyée en pièces d'une grandeur de 5 cm maximale;
2) dans une étape de pyrolyse à une température comprise entre 550°C et 600°C environ, se produit la séparation des matières solides (5) et du gaz de pyrolyse (4);
3) dans une étape de préparation mécanique (6), les matières solides (5) sont séparées en métal pur (7) et coke de pyrolyse (8);
4) le coke de pyrolyse (8) est transformé avec le gaz de pyrolyse (4) produit pendant l'étape de pyrolyse (3) en un gaz de chauffage (11) sans matière organique dans une étape de gazéification à haute température (14) par l'alimentation d'un agent d'oxydation (9) et éventuellement de coke sidérurgique (10).
1) une installation de prébroyage (2);
2) une étape (3) de pyrolyse opérée à une température d'environ 550°C à 600°C comprenant des conduits d'alimentation d'énergie (21) venant de l'extérieur; d'air ou d'oxygène (22) et d'un gaz (17) ramené du système;
3) une étape (14) de gazéification à haute température opérée à environ 1600°C et comprenant des conduits d'alimentation d'énergie (23), d'agent d'oxydation (9) et de coke de pyrolyse (8).