(84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
|
BE CH DE FR GB LI NL |
(30) |
Priorität: |
02.05.1994 DE 4415355
|
(71) |
Anmelder: BASF AKTIENGESELLSCHAFT |
|
D-67056 Ludwigshafen (DE) |
|
(72) |
Erfinder: |
|
- Seifert, Helmut, Dr.
D-67069 Ludwigshafen (DE)
- Christill, Michael, Dr.
D-68307 Mannheim (DE)
- Geiger, Thomas
D-67071 Ludwigshafen (DE)
- Janisch, Gerhard, Dr.
D-67227 Frankenthal (DE)
- Haubold, Helmut
D-68309 Mannheim (DE)
- Spliethoff, Hartmut, Dr.
D-70569 Stuttgart (DE)
- Gerhardt, Thomas
D-70565 Stuttgart (DE)
- Kicherer, Andreas
D-71065 Sindelfingen (DE)
- Hein, Klaus Richard Gerhard, Prof. Dr.
D-72184 Eutingen (DE)
- Knopf, Hans Jürgen, Dr.
D-67227 Frankenthal (DE)
|
(56) |
Entgegenhaltungen: :
|
|
|
|
|
|
|
|
[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbrennen von Kunststoffabfällen.
[0002] Bisher wurden Kunststoffabfälle, die beispielsweise in privaten Haushalten anfallen,
im Gemisch mit dem Restmüll entweder deponiert oder in Hausmüllverbrennungsanlagen
verbrannt. Die Feuerräume der Hausmüllverbrennungsanlagen sind nach heutigem Entwicklungsstand
überwiegend als Rostfeuerungen ausgeführt, die bezüglich der thermischen Auslegung
auf den Heizwert des Hausmülls ausgerichtet sind. Reine Kunststoffe können aufgrund
des sehr viel höheren Heizwertes und des niedrigen Schmelzpunktes dort alleine nicht
eingesetzt werden (Verklebungsgefahr). Demzufolge müßte die Kunststofffraktion, die
aus dem Hausmüll aussortiert wurde, zur thermischen Verwertung in einer Hausmüllverbrennungsanlage
wieder homogen mit dem Restmüll vermischt werden.
[0003] Es war daher die Aufgabe zu lösen, ein Verfahren zum Verbrennen von Kunststoffabfällen
zu schaffen, nach dem die Abfälle sowohl in reiner als auch in gemischter Form in
einer vorhandenen Verbrennungsanlage ohne tief eingreifende apparative Änderung mit
möglichst hoher Energienutzung verfeuert werden können.
[0004] Das die Aufgabe lösende Verfahren besteht darin, daß die auf eine bestimmte Korngröße
gemahlenen Kunststoffabfälle mittels einer Einblasvorrichtung begleitet von mindestens
einem weiteren separaten Energieträgerstrom und einem separaten Verbrennungsluftstrom
in einen Brennraum einer Staubfeuerung geführt und dort miteinander vermischt und
entzündet werden.
[0005] Einzelheiten und Vorteile des Verfahrens nach der Erfindung sind anhand eines in
der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels nachfolgend beschrieben.
[0006] Es zeigen
- Figur 1
- einen Brenner für die Zugabe mehrerer Brennstoff- und Gasströme, im Längsschnitt,
- Figur 2
- einen Brenner für die Zugabe von Brennstoff- und Gasstrom mit einer nebenliegenden,
separaten Lanze für die Zugabe der Kunststoffabfälle, im Längsschnitt.
[0007] Bei der Verbrennung von Kunststoffen, beispielsweise in einer Kraftwerksfeuerung,
ist eine direkte Zugabe des Kunststoffabfalls zur Rohkohle aufgrund der Temperaturbedingungen
bei der Kohletrocknung und -mahlung und der damit verbundenen Verklebungsgefahren
nicht möglich. Die Zugabe muß daher über eine separate Einblasvorrichtung, die mit
einem nicht vorgewärmten Gasstrom beaufschlagt wird, derart erfolgen, daß die Verweilzeit
der Kunststoffpartikel in der heißen Verbrennungszone für eine vollständige Entgasung
und einen vollständigen Ausbrand ausreichend ist.
[0008] In solchen sogenannten Staubfeuerungen, die typischerweise in Kraftwerkskesseln zur
Anwendung kommen, werden normalerweise Braun- und Steinkohle zur Energieerzeugung
eingesetzt. Die Kohle wird vor der Verbrennung mit vorgewärmter Verbrennungsluft (Temperatur
maximal 400°C) getrocknet, anschließend auf eine Korngröße kleiner als 100 µm gemahlen
und dann durch einen Brenner in den Feuerraum eingeblasen.
[0009] Bei Zugabe der Kunststoffabfälle durch einen Brenner 1 wird der auf eine Korngröße
von 1-2 mm gemahlene Kunststoff K mit einem nicht vorgewärmten Teilstrom der Verbrennungsluft
in einem Innenrohr zentral, ein gasförmiger Brennstoff, z.B. Erdgas G oder ein Kühlluftstrom
in einem zweiten Rohr, konzentrisch um das Innenrohr, und die vorgewärmte Verbrennungsluft
L mit oder ohne Kohle beladen in einem dritten, konzentrisch um das zweite Rohr geführten
Außenrohr einem Brennraum 2 zugegeben. Die Führung der Brennstoff- und Gasströme erfolgt
derart, daß eine gute Durchmischung, eine gute Flammenstabilität und ein vollständiger
Ausbrand gewährleistet ist. Alternativ dazu kann der Kunststoff K über eine separate
Lanze 3, die gekühlt oder ungekühlt ausgeführt sein kann, in den Brennraum 2 derart
zugegeben werden, daß die Flugbahn der Kunststoffpartikel zur vollständigen Verbrennung
ausreichend lange im Bereich hoher Temperaturen verweilt.
[0010] Als Kunststoffabfälle sind Homo- und Copolymere des Ethylens, des Propylens, des
Styrols und Polyamid sowie beliebige Mischungen dieser Stoffe auch bei Anwesenheit
von PVC und PET und in Zusammensetzungen, die der Kunststoffraktion im Hausmüll entsprechen,
einsetzbar, wenn die maximale Korngröße kleiner als 2 mm ist. Dabei können die Kunststoffabfälle
sowohl über den Brenner 1, jedoch getrennt vom Kohle- und Luftstrom, als auch separat
über eine zusätzliche Lanze 3 in den Feuerraum 2 eingebracht werden. Als Stützbrennstoffe
sind alle Kohlen (Stein- und Braunkohle) und üblichen Brenngase (z.B. Erdgas, Stadtgas,
Synthesegas etc.) in beliebigen Anteilen einsetzbar, wobei sich der Ausbrand mit zunehmendem
Lastanteil des Kunststoffes verbessert. Die besten Ausbrand- und Emissionsergebnisse
wurden in Technikumsversuchen bei einem thermischen Lastanteil des Kunststoffs von
50 bis 80 % bei Steinkohlestützfeuerung und Zugabe des Kunststoffes über eine separate
Lanze erzielt.
1. Verfahren zum Verbrennen von Kunststoffabfällen, dadurch gekennzeichnet, daß die auf
eine bestimmte Korngröße gemahlenen Kunststoffabfälle mittels einer Einblasvorrichtung
begleitet von mindestens einem weiteren separaten Energieträgerstrom und einem separaten
Verbrennungsluftstrom in einen Brennraum einer Staubfeuerung geführt und dort miteinander
vermischt und entzündet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gemahlenen Kunststoffabfälle
in einem zentralen Rohr, der Energieträgerstrom in einem konzentrischen zweiten Rohr
und der Verbrennungsluftstrom in einem konzentrischen dritten Rohr dem Brennraum zugeführt
werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbrennungsluftstrom
mit Kohlenstaub beladen ist.