DE19640473A1 - Valorisation of urban waste - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verwertung von Restmüll, insbesondere von Siedlungsabfällen.The invention relates to a method for recycling residual waste, in particular of Municipal waste.
Es ist bekannt, den Restmüll mittels mechanisch-biologischer oder thermischer Behandlung aufzubereiten. Das Ziel der mechanisch-biologischen Aufbereitung des Restmülls ist es, durch das Abtrennen von verwertbaren Anteilen und direkt ablagerbaren Inertstoffen sowie biologischen Abbau organischer Inhaltsstoffe, Komposte oder Sekundärbrennstoffe zu erzeugen und damit die Deponiebelastung wesentlich zu verringern.It is known, the residual waste by means of mechanical-biological or thermal To process the treatment. The aim of the mechanical-biological treatment of the Residual waste is it, by separating usable portions and directly storable inert substances and biodegradation of organic ingredients, Compost or secondary fuels to produce and thus the landfill burden to reduce substantially.
Bekannt sind Rotteverfahren, bei denen die biologisch abbaubaren organischen Abfallinhaltsstoffe aerob abgebaut werden. Man unterscheidet "Low Tech"- und "High Tech"-Verfahren, je nachdem, ob die Rotte offen oder geschlossen durchgeführt wird. Durch geschlossene Verfahren kann die Rottezeit erheblich verkürzt werden. Weiter bekannt sind Vergärungsverfahren, bei denen ein anaerober Abbau der organischen Materialien erfolgt. Bei der für Abfallinhaltsstoffe allein interessierenden Methangärung wird Biogas gebildet, das energetisch genutzt werden kann. Man unterscheidet Flüssig- und Feststoffverfahren.Rotteverfahren are known in which the biodegradable organic Waste components are aerobically degraded. One distinguishes "Low Tech" - and "High Tech "method, depending on whether the rump is performed open or closed. By closed procedures, the rotting time can be shortened considerably. Continue are known fermentation processes in which an anaerobic degradation of organic Materials are made. For methane fermentation of sole interest for waste ingredients Biogas is formed, which can be used energetically. One differentiates between liquid and solid process.
Einigkeit besteht darin, daß keines der bekannten Verfahren zur mechanisch biologischen Abfallbehandlung die Forderung der am 1. Juni 1993 in Kraft getretenen "Dritten Allgemeinen Verwaltungsvorschrift zum Abfallgesetz" (TASi) bezüglich einem maximalen Glühverlust von 5% erfüllen kann. Unity is that none of the known methods for mechanical biological waste treatment the requirement of 1 June 1993 came into force "Third General Administrative Provisions on the Waste Act" (TASi) with regard to a maximum ignition loss of 5%.
Es ist weiterhin bekannt, der mechanisch-biologischen Abfallbehandlung eine naßoxidative Nachbehandlung anzuschließen, um so den verbleibenden Restmüll, der einer thermischen Verwertung zuzuführen ist, wesentlich zu reduzieren (Kionka, UmweltMagazin, Vogel Verlag Würzburg, 1996, Heft 7/8, Seite 38).It is also known, the mechanical biological waste treatment a wet oxidative aftertreatment, so as to remove the remaining residual waste, the a thermal recovery is to reduce substantially (Kionka, UmweltMagazin, Vogel Verlag Würzburg, 1996, Issue 7/8, page 38).
Die thermische Abfallverwertung erfolgt in der Regel in den Stufen Trocknung, Entgasung, Schwelung (Pyrolyse), Vergasung, Verbrennung, wobei je nach Zielstellung des Verfahrens nicht alle Stufen durchlaufen werden müssen. Moderne Verfahren sind die Verbrennung in der Wirbelschicht sowie Kombinationsverfahren aus Pyrolyse und Hochtemperaturverbrennung oder Pyrolyse und Flugstromvergasung oder Pyrolyse und Hochtemperaturvergasung. Die Behandlungstemperatur liegt in der Regel zwischen 1000°C und 2000°C. Mit den Verfahren der thermischen Abfallverwertung gelingt es, die Forderungen der TASi bezüglich eines Glühverlustes von kleiner als 5% zu erfüllen. Jedoch sind diese Verfahren deutlich kostenaufwendiger als die mechanisch biologischen. Der Energieverbrauch für die Verfahrensführung liegt in der Regel bei bis zu 80% und mehr der im Müll nutzbaren Energie. Verschiedene Verfahren der thermischen Abfallverwertung besitzen eine geringe Akzeptanz in der Öffentlichkeit.Thermal waste recycling is usually carried out in the drying stages, Degassing, carbonization (pyrolysis), gasification, combustion, depending on the objective the process does not have to go through all stages. Modern methods are the combustion in the fluidized bed and combination of pyrolysis and High temperature combustion or pyrolysis and entrained flow gasification or pyrolysis and High-temperature gasification. The treatment temperature is usually between 1000 ° C and 2000 ° C. With the methods of thermal waste utilization succeed it, the TASi requirements for a loss on ignition of less than 5% fulfill. However, these methods are significantly more expensive than the mechanical ones biological. The energy consumption for the process is usually up to 80% and more of the energy that can be used in the waste. Various methods of Thermal waste utilization have a low acceptance in the public.
Es ist auch in Erwägung gezogen worden, mechanisch-biologische Verfahren der Restmüllbehandlung mit thermischen zu kombinieren. Doch wird dieser Weg allgemein verworfen, weil er gegenüber der thermischen Verwertung als nicht vorteilhaft angesehen wird (J. Bohlmann, AJ 6/96, S. 20-22 ).It has also been considered to be the mechanical-biological method of Combine residual waste treatment with thermal. But this way becomes general rejected, because he compared to the thermal recovery as not beneficial is considered (J. Bohlmann, AJ 6/96, p 20-22).
Diskutiert worden sind auch folgende Kombinationen:The following combinations have also been discussed:
- - Der Restmüll wird mechanisch getrennt, die heizwertarme Fraktion wird biologisch behandelt und abgelagert, die heizwertreiche Fraktion wird parallel thermisch behandelt oder- The residual waste is mechanically separated, the low-calorific fraction becomes biological treated and deposited, the high calorific fraction becomes thermally parallel treated or
- - der Restmüll wird mechanisch getrennt, die heizwertarme Fraktion wird biologisch behandelt und anschließend gemeinsam mit der heizwertreichen Fraktion thermisch behandelt (Th. Saure u. a., Müllmagazin 3/1996, S. 61-66).- The residual waste is mechanically separated, the low-calorific fraction becomes biological treated and then thermally together with the high-calorific fraction Treated (Th. Saure et al., Müllmagazin 3/1996, pp. 61-66).
Allen diesen Varianten einschließlich der Verwertungsvorschläge für Sekundärbrennstoff aus Müll ist gemeinsam, daß sie eine thermische Behandlung mit Sauerstoffüberschuß vorsehen, also eine Verbrennung.All these variants including the utilization proposals for Secondary fuel from garbage is common that they have a thermal treatment with Provide oxygen excess, so a combustion.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Verwertung von Restmüll zu schaffen, daß die Aufbereitung des Restmülls mit geringem energetischem, logistischem, apparativen und Nachsorge-Aufwand bei Einhaltung der Forderungen der TASi ermöglicht, bei möglichst niedrigen Temperaturen arbeitet und kostengünstiger als die bekannten Verfahren ist.The object of the invention is to provide a method for recycling residual waste, that the treatment of the residual waste with low energetic, logistical, equipment and aftercare effort in compliance with the requirements of TASi allows to work at the lowest possible temperatures and cheaper than the known method.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Es ist besonders vorteilhaft, in einer mechanisch-biologischen Abfallbehandlungsstufe zunächst den Wassergehalt auf kleiner als 25% abzusenken und mineralische und metallische Stoffe sowie Plaste und toxische Inhaltsstoffe abzutrennen und danach den Restmüll in feuchter Atmosphäre bei Temperaturen um 600°C bei einem stöchiometrischen Sauerstoff-Unterschuß solange zu vergasen, bis der Kohlenstoffgehalt des Restproduktes kleiner als 3%, bezogen auf die Trockensubstanz, beträgt.This object is achieved by a method having the features of claim 1. It is particularly advantageous in a mechanical-biological waste treatment stage first reduce the water content to less than 25% and mineral and separating metallic substances as well as plastics and toxic ingredients and afterwards the residual waste in a humid atmosphere at temperatures around 600 ° C at a To gasify stoichiometric oxygen deficit until the Carbon content of the residual product less than 3%, based on the dry matter, is.
Es ist weiterhin vorteilhaft, das bei der Vergasung anfallende Gasgemisch einer Wasserwäsche zu unterwerfen und es energetisch oder stoffwirtschaftlich zu nutzen.It is also advantageous that the gas mixture obtained in the gasification of a Submit water wash and use it energetically or materially.
Es ist besonders vorteilhaft, dem Restmüll gegebenenfalls Klärschlamm zuzusetzen.It is particularly advantageous to optionally add sewage sludge to the residual waste.
Die Vorteile der Kombination aus mechanisch-biologischer Restmüllaufbereitung mit einer Vergasung in feuchter Atmosphäre bei niedrigen Temperaturen bestehen insbesondere im Anfall eines hohen Anteiles verwertbarer, das heißt nicht zu deponierender Inhaltsstoffe, einer hohen Energieausbeute und in der Erfüllung der Forderungen der TASi bezüglich des Glühverlustes kleiner als 5%. Die Realisierung des Verfahrens ermöglicht eine wesentliche Senkung des apparativen Aufwandes sowohl hinsichtlich des eigentlichen Vergasungsverfahrens als auch der Reinigung der emittierten Gase. The advantages of the combination of mechanical-biological residual waste processing with a gasification in a humid atmosphere at low temperatures especially in the event of a high proportion usable, that is not too depositing ingredients, a high energy yield and in the fulfillment of the Requirements of the TASi regarding the loss on ignition less than 5%. The realization of the method allows a significant reduction in equipment costs both in terms of the actual gasification process as well as the cleaning of emitted gases.
Die Erfindung soll an einigen Ausführungsbeispielen näher erläutert werden:The invention will be explained in more detail with reference to some embodiments:
Ein unsortierter Hausmüll mit einer Bruttozusammensetzung von 48 Masse-% Wasser, 27 Ma-% organisch gebundenem Kohlenstoff, 24 Ma-% Asche und Metalle sowie einem Stickstoffgehalt zwischen 0,6 und 1 Ma-% wurde einer 75stündigen Intensivrotte in einer sich langsam drehenden Stahltrommel unter Luftströmung unterworfen. Dabei erwärmte sich die Masse auf 65°C. Nach dieser Behandlung und der mechanischen bzw. magnetischen Abscheidung von Wert-, Stör- und Hartstoffen sowie einer 300stündigen Nachrotte war ein Masseverlust von 44% eingetreten. Das erhaltene Produkt hatte einen Wassergehalt von 19 Ma-%, der Gehalt an organisch gebundenen Kohlenstoff betrug 44%, der mineralische Anteil 36 Ma-% und der Stickstoffgehalt ca. 1%. Dieses Produkt wurde kontinuierlich einem Schachtvergaser eingegeben und durch die Menge eines gleichmäßig zugeführten Luftstromes die Vergasungstemperatur im Bereich von 600 bis 650°C gehalten. Das den Vergaser verlassende Rohgas hatte eine Temperatur von 500°C und durchströmte einen Zyklon zur Nachabscheidung feiner Feststoffteilchen, bevor es in einem Wärmeübertrager abgekühlt wurde. Die Gasreinigung erfolgte in einem Zentrifugalwäscher durch intensive Durchmischung mit Wasser. In dieser Verfahrensstufe werden auch feinste Asche- und Kohlepartikel aus dem Gas entfernt. Das Gas hatte bei 50°C folgende Zusammensetzung (in Vol.-%):An unsorted municipal waste with a gross composition of 48% by mass of water, 27% by mass of organically bound carbon, 24% by mass of ash and metals as well a nitrogen content between 0.6 and 1Ma% became a 75 hour Intensivrotte in a slowly rotating steel drum under air flow subjected. The mass heated to 65 ° C. After this treatment and the mechanical or magnetic separation of valuable, interfering and hard materials and a 300-hour post-rotting had a mass loss of 44% occurred. The product obtained had a water content of 19% by mass, the content of organic bound carbon amounted to 44%, the mineral fraction 36% by mass and the Nitrogen content approx. 1%. This product was continuously a shaft carburetor entered and by the amount of a uniformly supplied air flow the Gasification temperature is maintained in the range of 600 to 650 ° C. That the carburetor leaving raw gas had a temperature of 500 ° C and flowed through a cyclone for the subsequent deposition of fine solid particles before it in a heat exchanger was cooled. Gas purification was carried out in a centrifugal scrubber intensive mixing with water. In this process step even the finest Ash and coal particles removed from the gas. The gas was at 50 ° C following Composition (in% by volume):
Der Rest entfällt auf höhere Alkane C₂-C₆ und Verunreinigungen. Die häufigsten dieser Verunreinigungen sind:The rest is attributable to higher alkanes C₂-C₆ and impurities. The most common These impurities are:
Eine genaue Gasanalyse, die außer den bereits aufgeführten Verbindungen polychlorierte Dioxine und Furane, polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe, Stickoxide, Cyanide und Ammoniak sowie die Elemente Quecksilber, Cadmium, Phosphor, Bor, Arsen, Chrom, Kupfer, Zink, Zinn umfaßte, ergab, daß die Schadstoffgehalte den Anforderungen der 17. BlmSchV entsprachen. Das erzeugte Schwachgae ist geeignet zum Betreiben eines Gasmotors zur Stromerzeugung.An accurate gas analysis, in addition to the compounds already listed polychlorinated dioxins and furans, polycyclic aromatic hydrocarbons, Nitrogen oxides, cyanides and ammonia and the elements mercury, cadmium, Phosphorus, boron, arsenic, chromium, copper, zinc, tin, showed that the Pollutant contents complied with the requirements of the 17th BlmSchV. The generated Schwachgae is suitable for operating a gas engine for power generation.
Die aus dem Vergaser ausgetragene Asche hatte einen Anteil von weniger als 3 Ma.-% organisch gebundenem Kohlenstoff.The ashes discharged from the gasifier had a share of less than 3% by mass organically bound carbon.
Einem Restmüll, dessen Organikanteil bei nur 12 Ma-% lag, wurde Klärschlamm mit einem Trockensubstanzanteil von 20% zugesetzt. Das Gemisch hatte eine Bruttozusammensetzung von 51 Ma-% Wasser, 23 Ma-% organisch gebundenem Kohlenstoff, 26 Ma-% mineralische Bestandteile einschließlich Metalle und 0,5% Stickstoff. Es wurde in analoger Weise wie in Beispiel 1 beschrieben biologisch mechanisch vorbehandelt, wodurch ein Masseverlust von 48,5% eintrat. Das Zwischenprodukt hatte eine Zusammensetzung von 17 Ma-% Wasser, 39 Ma-% organisch gebundenem Kohlenstoff, 43 Ma-% Mineralstoffe und 1 Ma-% Stickstoff. Es wurde wie ebenfalls in Beispiel 1 beschrieben vergast. Durch die zugeführte Luft wurde die Temperatur auf 650-700°C eingestellt. Das entstandene Schwachgas wurde wie in Beispiel 1 beschrieben nachbehandelt und hatte nach Trocknung folgende Zusammensetzung (in Vol.-%):A residual waste, whose organic content was only 12% by mass, sewage sludge with added to a dry matter content of 20%. The mixture had one Gross composition of 51% by mass of water, 23% by mass organically bound Carbon, 26% by mass of mineral constituents including metals and 0.5% nitrogen. It was biologically analogous as described in Example 1 mechanically pretreated, resulting in a mass loss of 48.5%. The Intermediate had a composition of 17% by mass of water, 39% by mass organically bound carbon, 43% by mass of minerals and 1% by mass of nitrogen. It was gasified as also described in Example 1. By the supplied air the temperature was set to 650-700 ° C. The resulting lean gas was post-treated as described in Example 1 and had the following after drying Composition (in% by volume):
Der Rest entfällt wiederum auf höhere Alkane C₃-C₆ und Verunreinigungen. Insgesamt wurden wiederum die Forderungen der 17. BlmSchl erfüllt.The rest is again attributable to higher alkanes C₃-C₆ and impurities. A total of In turn, the demands of the 17th BlmSchl were met.
Der Vergaser-Austrag hatte einen C-Anteil (organisch) unter 2 Masse-%.The carburetor discharge had a C content (organic) below 2% by mass.
Claims (9)
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| DE1996140473 DE19640473A1 (en) | 1996-10-01 | 1996-10-01 | Valorisation of urban waste |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| DE1996140473 DE19640473A1 (en) | 1996-10-01 | 1996-10-01 | Valorisation of urban waste |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE19640473A1 true DE19640473A1 (en) | 1998-04-09 |
Family
ID=7807556
Family Applications (1)
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| DE1996140473 Withdrawn DE19640473A1 (en) | 1996-10-01 | 1996-10-01 | Valorisation of urban waste |
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1996
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