DE19734488A1 - Verfahren zur vollständigen, stofflichen, emissionslosen Nutzung des beim Hochtemperaturrecycling von Abfällen aller Art gewonnenen Synthesereingases - Google Patents
Verfahren zur vollständigen, stofflichen, emissionslosen Nutzung des beim Hochtemperaturrecycling von Abfällen aller Art gewonnenen SynthesereingasesInfo
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Description
Alle bekannten thermischen Verfahren zur Abfallent
sorgung zeichnen sich dadurch aus, daß gasförmige
Emissionen entstehen und daß zu deponierende Rest
stoffe verbleiben.
In DE 41 30 416 C1 wird ein thermisches Verfahren zur
Abfallverwertung beschrieben, das vergleichen mit
allen bekannten und großtechnisch eingesetzten Ver
fahren wesentliche ökologische, wirtschaftliche und
technische Vorteile besitzt. Das anfallende minerali
sche Granulat ist absolut inert, die Eisenmetallegie
rung kann metallurgisch genutzt werden. Im Anspruch
11 dieses Verfahrens wird vorgeschlagen, das gerei
nigte Synthesegas thermisch, bzw. energetisch zu nut
zen; hierbei entstehen zwangsläufig verbrennungsbe
dingte Schadstoffe, die mindestens teilweise die At
mosphäre belasten können. Die im Synthesegas enthal
tenen Schwermetalle und Chlor- und Fluorverbindungen
werden separiert, und es entsteht u. a. ein zu depo
nierender Schwermetallsulfid- bzw. -hydroxidschlamm.
Obwohl bei diesem Verfahren nur minimale Schadstoff
konzentrationen anfallen können, die weit unter allen
Vorschriften und Normen liegen, und die zu deponie
renden Restmengen gemessen am Input zumeist unter 1%
liegen, ist auch dieses Verfahren weder emissions
noch rückstandsfrei.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrun
de, ein Verfahren zu entwickeln, bei dem das Synthe
sereingas vollständig stofflich genutzt wird und kei
ne Emissionen entstehen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kenn
zeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale
gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen die
ser Aufgabenlösung ergeben sich aus den Unteransprü
chen.
Erfindungsgemäß wird somit vorgeschlagen, Synthese
reingas, das bevorzugt aus dem Prozeß, wie in der DE 41 30 416 C1
beschrieben, stammt, mindestens teilwei
se in CO2 und Wasserstoff zu konvertieren. Besonders
hervorzuheben ist, daß die verbleibenden Restgase in
den Hochtemperaturreaktor zurückgeführt werden kön
nen, und der Prozeß emissionslos abläuft. Die konver
tierten Komponenten werden einer Nutzung zugeführt.
Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, das Syn
thesereingas, das im wesentlichen aus Wasserstoff,
Kohlenmonoxid und Kohlendioxid besteht, in einem ka
talytischen Prozeß mit Wasserdampf zu beaufschlagen,
um das im Synthesegas enthaltene Kohlenmonoxid voll
ständig in Wasserstoff und Kohlendioxid zu konvertie
ren (CO + H2O → H2 + CO2). Die beiden Gasbestandteile
Wasserstoff und Kohlendioxid können mit allgemein
bekannten Verfahren (wie z. B. Preasure Swing Adsorp
tions-Anlage) getrennt und marktlich genutzt werden.
Kohlendioxid kann verdichtet, gekühlt und als Troc
keneis eingesetzt werden.
Wasserstoff kann energetisch und/oder stofflich ge
nutzt werden. Wird Wasserstoff als Brenn- oder Kraft
stoff eingesetzt, besitzt inan einen absolut emis
sionsfreien Energieträger, da bei der energetischen
Nutzung von Wasserstoff ausschließlich Wasser ent
steht (2H2 + O2 → 2H2O).
Wird Wasserstoff anstelle von fossilen Brenn- oder
Kraftstoffen eingesetzt, entfällt die Belastung der
Umwelt, die bei Einsatz von fossilen Brenn- oder
Kraftstoffen zwangsläufig entsteht. Da die Rohstoffe,
aus denen fossile Brenn- und Kraftstoffe gewonnen
werden, begrenzt sind, können diese Ressourcen sinn
voller genutzt werden.
Wasserstoff kann darüber hinaus energetisch zur
Stromproduktion in Brennstoffzellen eingesetzt wer
den. Brennstoffzellen besitzen - verglichen mit kon
ventionellen Kraftwerken- nicht nur einen wesentlich
höheren Wirkungsgrad, Brennstoffzellen produzieren
darüber hinaus Strom, ohne daß hierbei irgendwelche
Schadstoffe entstehen.
Wasserstoff kann zur stofflichen Nutzung beispiels
weise in Hydrierungs- und Syntheseverfahren einge
setzt werden. Bei der organischen Hydrierung werden
bei Druck und definierten Temperaturen bestehende
organische Moleküle mit Wasserstoff angereichert.
Bei der anorganischen Hydrierung werden Metalloxide
mit Wasserstoff zu Metallen reduziert
(z. B. WO3 + 3H2 → W + 3H2O).
(z. B. WO3 + 3H2 → W + 3H2O).
Aus Wasserstoff und Stickstoff kann in einer Synthese
"Ammoniak" hergestellt werden. Besonders hervorzuhe
ben ist, daß der zur Abfallvergasung benötigte Sauer
stoff mit einer Luftzerlegungsanlage gewonnen wird,
hierbei fällt auch Stickstoff an, der für die Ammoniak
synthese wirtschaftlich genutzt werden kann. Beson
ders vorteilhaft ist, daß die Luftzerlegungsanlage
bereits Bestandteil des Prozesses ist.
Soll Wasserstoff zur Herstellung von Methanol einge
setzt werden, ist es sinnvoll, das im Synthesegas
vorhandene Kohlendioxid durch Beaufschlagung mit Was
serdampf nur soweit in Wasserstoff und Kohlenstoff zu
konvertieren, bis Wasserstoff und Kohlenmonoxid im
Verhältnis 2 : 1 im Synthesegas vorhanden sind (Teil
konvertierung).
Anschließend wird Kohlendioxid mit allgemein bekann
ten Verfahren separiert, Wasserstoff und Kohlenmon
oxid werden einer Synthese unterzogen, es fällt Me
thanol an.
Durch die stoffliche Nutzung des Wasserstoffs werden
lager- und transportfähige Chemierohstoffe gewonnen,
die vielfältig genutzt werden können.
Claims (6)
1. Verfahren zur vollständigen, stofflichen, emis
sionslosen Nutzung des beim Hochtemperaturrecy
cling von Abfällen aller Art gewonnenen Synthe
sereingases,
dadurch gekennzeichnet,
daß das so gewonnene Synthesereingas unterbre
chungslos in einem katalytischen Prozeß mit Was
serdampf beaufschlagt wird, um das im Synthese
gas enthaltene Kohlenmonoxid mindestens teilwei
se in Kohlendioxid und Wasserstoff zu konvertie
ren, die verbleibenden Restgase in den Hochtem
peraturreaktor zurückzuführen, das gewonnene
Hauptprodukt, bestehend aus Wasserstoff, Kohlen
monoxid und Kohlendioxid, anschließend in einem
bekannten Trennverfahren, wie z. B. in einer
"Preasure Swing Adosorptions Anlage" in die Be
standteile Wasserstoff und/oder Kohlenmonoxid
und/oder Kohlendioxid zu trennen und zu nutzen.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das so gewonnene
Synthesereingas unterbrechungslos einer solchen
Teilkonvertierung unterzogen wird, bis Wasser
stoff und Kohlenmonoxid das für die Methanolsyn
these notwendige Volumenverhältnis von 2 zu 1
erreicht, anschließend wird Kohlendioxid durch
allgemein bekannte Verfahren separiert, so daß
aus dem verbleibenden Wasserstoff-Kohlenmonoxid-
Gemisch in einer Synthese Methanol gewonnen wer
den kann (2H2 + CO → CH3OH).
3. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das so gewonnene
Synthesereingas einer vollständigen Konvertie
rung in Kohlendioxid und Wasserstoff unterzogen
wird, und die so gewonnenen Stoffe getrennt ge
nutzt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserstoff zu
sammen mit dem bei der Sauerstofferzeugung bei
der Hochtemperaturvergasung aus der Luftzerle
gung anfallenden Stickstoff zur Ammoniaksynthese
eingesetzt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserstoff be
vorzugt als Treibstoff zum Antrieb der die ther
mische Behandlungseinrichtung beschickende LKW-Flotte
eingesetzt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserstoff in
Brennstoffzellen zur Stromerzeugung eingesetzt
wird.
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