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DE4112593C2 - Verfahren und Anlage zum thermischen Aufbereiten von mit organischen Komponenten verunreinigten Metallschrott - Google Patents

Verfahren und Anlage zum thermischen Aufbereiten von mit organischen Komponenten verunreinigten Metallschrott

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum thermischen Aufbereiten von mit organischen Komponenten verunreinigtem Metallschrott. Insbesondere handelt es sich hierbei um den in einer Autoschredderanlage anfallenden Schrott und um Aluminiumschrott, der durch die beim Autobau ver­ wendeten organischen Kunststoffe verunreinigt ist.
Aus der DE 36 35 068 C2 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 Entga­ sungsprozeß anfallenden, von den festen Entgasungsprodukten getrennten flüchtigen Stoffe, bevor sie zur Verbrennung der festen Entgasungspro­ dukte der Hochtemperaturstufe zugeführt werden, über ein bei Tempera­ turen von etwa 1200°C reduzierend unter Luftabschluß betriebenes festes Koskbett geleitet und anschließend weitergereinigt werden. Die Verwen­ dung bei der Aufbereitung von Metallschrott ist bei dem bekannten Verfahren nicht erwähnt.
Als Einzelsystem ist auch eine Hochtemperaturvergasungsstufe bekannt. Dabei wird aber ein hoher Anteil von freier Primärenergie benötigt.
An sich bekannt sind auch Verschwelungsstufen. Dabei ist aber die Reinigung des Pyrolysegases und des Abwassers problematisch, und außerdem muß der Pyrolysekoks aufwendig entsorgt werden.
Aus der DE 24 32 504 A1 ist ein Verfahren zum Herstellen von Brenn­ gas bekannt, welches durch Verbrennen von Haus- und Industriemüll, Altreifen, Kunststoffabfällen u.dergl. gewonnen wird. Die Abfallstoffe werden dabei zunächst bei 300 bis 600°C unter Luftabschluß verschwelt, wobei die Schwelgase durch ein glutheißes aus Schwelkoks und vorge­ wärmter Frischluft gebildetes Reaktionsbett gezogen und zu einem hoch­ energetischen Brenngas umgewandelt werden.
Mit diesem bekannten Vorgehen kann Metallschrott allerdings nicht thermisch aufbereitet werden.
Auch dem Artikel "Müllverbrennung" in "umwelt & technik" 84, S. 34 ist ein Verfahren im nachfolgenden Sinne zur Aufbereitung von Metall­ schrott nicht zu entnehmen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bzw. eine Anlage zum thermischen Aufbereiten von mit organischen Komponenten verunreinigtem Metallschrott anzugeben, bei dem mit möglichst geringem Energieaufwand neben den wiederverwendbaren Stoffen nur mit möglichst geringem Aufwand zu entsorgende Abfallstoffe anfallen.
Die Lösung dieser Aufgabe wird mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen erreicht.
Aus dem im Anspruch 1 beschriebenen System werden nach außen abgegeben:
aus der der Verschwelungsstufe nachgeordneten mechanischen Aufberei­ tung gereinigtes Gut, das z. B. in Form von reinem Schrott zum Schmelz­ werk abgegeben wird;
aus der Hochtemperaturvergasungsstufe verglaster Baustoff und Verbrau­ cherenergie;
am Ende des Systems Rauchgas.
Das in der Verschwelungsstufe anfallende Pyrolysegas wird in der nach­ folgenden Hochtemperaturvergasungsstufe gereinigt und zu den vermarkt­ baren 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.
Außerdem wird das Einschleusen in die Hochtemperaturvergasungsstufe vereinfacht, weil an festen Bestandteilen nur noch Pyrolysekoks zugeführt wird.
Insgesamt wird mit dem beanspruchten Verfahren mit der Anordnung und funktionellen Verbindung von teilweise an sich bekannten Einzel­ stufen ein besonders vorteilhaftes Gesamtergebnis erreicht.
Vorteilhafte weitere Ausbildungen des Verfahrens nach Anspruch 1 sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 5.
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 Gasreini­ gungsanlage erfolgt selbstverständlich die Rückführung des Gases in die Verschwelungsstufe nach dem Reinigen des Gases.
Die Erfindung betrifft auch eine Anlage zum Durchführen des in den Ansprüchen 2 bis 5 beschriebenen Verfahrens. Für die in den Ansprü­ chen 6 bis 8 beschriebene Anlage gelten sinngemäß die vorstehenden, sich auf ein Verfahren beziehenden Ausführungen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der einzigen Zeich­ nungsfigur schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert, wobei es beim Ausführungsbeispiel um das Aufbereiten von Metallschrott geht.
Der mit organischen Komponenten verunreinigte Metallschrott 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.
Der zerkleinerte Metallschrott 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.
Die Feststoffe 5 werden anschließend in einer mechanischen Aufberei­ tungsstufe 6 in wiederverwendbares Metall 7 und Pyrolysekoks 8 getrennt.
Das gereinigte Metall 7 kann als Reinschrott einem Schmelzwerk zu­ geführt werden.
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.
Ein Großteil des Energiebedarfs oder im Idealfall der gesamte Energie­ bedarf sind durch das Pyrolysegas gedeckt. Der Deckungsfaktor hängt ab vom Anteil der organischen Stoffe. Über Schleusen muß der Hochtempe­ raturvergasungsstufe nur der Pyrolysekoks 8 zugeführt werden. Die Zufüh­ rung des Pyrolysegases 4 erfolgt über einen Brenner.
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.
Das in der Hochtemperaturvergasungsstufe 14 anfallende Heizgas 11 wird einer Gasreinigungsanlage 13 zugeführt, wo es von unerwünschten Bei­ mengungen z. B. von HCl, HF, Staub und Staubinhaltsstoffen befreit wird.
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.
Die in der energetischen Verwendung 12 gewonnene Energie wird zu­ sammen mit der in der Hochtemperaturvergasungsstufe gewonnenen Energie 20 an Verbraucher abgegeben.
Der energetischen Verwendung 12 ist eine Rauchgasentschwefelungsanlage 16 nachgeschaltet, was aber nur bedarfsweise geschieht. Der Rauchgasent­ schwefelungsanlage 16 kann auch das in der Verschwelungsstufe 3 an­ fallende Rauchgas 18 zugeführt werden. Nach der Entschwefelung geht das Rauchgas 24 gegebenenfalls unter Zwischenschaltung weiterer Filter in die Atmosphäre.

Claims (8)

1. Verfahren zum thermischen Aufbereiten von mit organischen Komponenten verunreinigtem Metallschrott, mit folgenden Verfahrens­ schritten:
  • 1) der Metallschrott wird auf Stückgrößen von maximal 5 cm zerkleinert;
  • 2) in einer mit etwa 550° bis 600°C betriebenen Verschwelungs­ stufe (3) erfolgt die Trennung in Feststoffe (5) und Pyrolysegas (4);
  • 3) die Feststoffe (5) werden in einer mechanischen Aufberei­ tungsstufe (6) in reines Metall (7) und Pyrolysekoks (8) getrennt;
  • 4) der Pyrolysekoks (8) wird zusammen mit dem in der Ver­ schwelungsstufe (3) anfallenden Pyrolysegas (4) in einer Hochtemperatur­ vergasungsstufe (14) unter Zufuhr eines Oxidationsmittels (9) und gegebe­ nenfalls von Hüttenkoks (10) zu einem von organischen Stoffen freien Heizgas (11) umgesetzt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochtemperaturvergasungsstufe (14) mit einer Temperatur von etwa 1600°C betrieben wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizgas (11) vor seiner energetischen Verwendung (12) in einer Gasreinigungsanlage (13) von unerwünschten Komponenten, z. B. von HCl, HF sowie von Staub befreit wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des in der Gasreinigungsanlage (13) gereinigten Gases (17) in die Verschwelungsstufe (3) zurückgeführt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das bei der energetischen Verwendung (12) anfallende Rauchgas (15) gegebe­ nenfalls gemeinsam mit dem Rauchgas (18) aus der Verschwelungsstufe (3) in einer Entschwefelungsanlage (16) entschwefelt wird.
6. Anlage zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1 mit folgenden hintereinandergeschalteten Aufbereitungsstufen:
  • 1) eine Vorzerkleinerungsanlage (2);
  • 2) eine mit einer Temperatur von ca. 550° bis 600°C betriebene Verschwelungsstufe (3), welche Zuführleitungen für von außen zu geführte 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 Oxidations­ mittel (9) und für den Pyrolysekoks (8) aufweist.
7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochtemperaturvergasungsstufe (14) eine Gasreinigungsanlage (13) und ein Heizkessel (12) nachgeschaltet sind.
8. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem Heizkessel (12) eine Rauchgasentschwefelungsanlage (16) nachgeschaltet ist.
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