DE-102024132259-A1 - Verfahren zur Abfallbehandlung

Abstract

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Abfallbehandlung von unsortiertem Abfall vorgeschlagen, dass eine verbesserte Energieeffizienz aufweist und eine weitgehend vollständige weitere Verwendung des bereitgestellten Abfalls ermöglicht. Die höhere Energieeffizienz des beanspruchten Verfahrens zur Abfallbehandlung beruht auf - der Trocknung des Abfalls in einer Malkörpermühle ohne externe Wärmezufuhr im Rahmen der Aufbereitung des Abfalls, - dem ausschließlichen Zuführen eines im Wege der Aufbereitung gewonnenen Ersatzbrennstoffs (EBS) zu einer Abfallpyrolyse, wobei der Ersatzbrennstoff im Anschluss an die Aufbereitung ohne eine Nachbehandlung der Abfallpyrolyse zugeführt wird, um unter Ausschluss von Sauerstoff den Ersatzbrennstoff (EBS) in Pyrolysegas und Pyrolysekoks umzuwandeln, - der indirekten Beheizung des Pyrolysereaktors ausschließlich mit der ohnehin anfallenden Abwärme aus dem Abgas einer mit dem Pryolysegas betriebenen Verbrennungskraftmaschine eines Gasstromerzeugers, welcher eingerichtet ist mehr elektrische Energie bereitzustellen, als für die Durchführung des Verfahrens zur Abfallbehandlung erforderlich ist.

Inventors

• Heinrich Höhl
• Heinz Dieter Plobst

Assignees

• MS Montan Services UG (haftungsbeschränkt)

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20241106

Claims (14)

1. Verfahren zur Abfallbehandlung umfassend folgende Schritte: - Bereitstellen unsortierten Abfalls (1), - Aufbereiten des unsortierten Abfalls (1) mit mindestens folgenden Aufbereitungsschritten: - Zuführen des unsortierten Abfalls (1) zu einer Mahlkörpermühle (3), eingerichtet um den Abfall (1) zu zerkleinern, zu homogenisieren und ohne externe Wärmezufuhr zu trocknen, - Klassieren und Sortieren des in der Mahlkörpermühle (3) behandelten Abfalls in mehrere Fraktionen umfassend einen Ersatzbrennstoff (EBS) (4.4) als heizwertreiche Fraktion und mindestens eine wiederverwertbare Fraktion (4.1, 4.2, 4.3), - Unmittelbares Zuführen ausschließlich des Ersatzbrennstoffs (EBS) (4.4) zu einer Abfallpyrolyse, - Durchführen der Abfallpyrolyse des zugeführten Ersatzbrennstoffs (EBS) (4.4) in einem indirekt beheizten Pyrolysereaktor (5), eingerichtet um unter Ausschluss von Sauerstoff den Ersatzbrennstoff (EBS) (4.4) in Pyrolysegas (5.1) und Pyrolysekoks (5.2) umzuwandeln, - Verbrennen des Pyrolysegases (5.1) in einer Verbrennungskraftmaschine (7.1) eines Gasstromerzeugers (7), - Nutzung der von dem Gasstromerzeuger (7) erzeugten elektrischen Energie (8) zumindest für die vollständige Deckung des Bedarfs an elektrischer Energie zur Durchführung des Verfahrens zur Abfallbehandlung und - Nutzung der von dem Gasstromerzeuger (7) erzeugten Abwärme zur indirekten Beheizung des Pyrolysereaktors (5).
2. Verfahren zur Abfallbehandlung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass das Zuführen des Ersatzbrennstoffs (EBS) (4.4) zu der Abfallpyrolyse kontinuierlich erfolgt.
3. Verfahren zur Abfallbehandlung nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet , dass im Anschluss an die Aufbereitung des unsortierten Abfalls (1) durch Klassieren und Sortieren der Ersatzbrennstoff (4.4) unmittelbar, d.h. ohne eine Nachbehandlung im Wege der Umformung der Abfallpyrolyse zugeführt wird.
4. Verfahren zur Abfallbehandlung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , dadurch gekennzeichnet , dass Abwärme aus der Mahlköpermühle (3) in einem nachgelagerten Prozess verwendet wird.
5. Verfahren zur Abfallbehandlung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 , dadurch gekennzeichnet , dass die Mahlkörpermühle (3) eine Kugelmühle ist.
6. Verfahren zur Abfallbehandlung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 , dadurch gekennzeichnet , dass der Mahlkörpermühle (3) eine Vorzerkleinerung und/oder eine Vorsortierung vorgeschaltet ist.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6 , dadurch gekennzeichnet , dass die wiederverwertbaren Fraktionen Metalle (4.1), organisches Material (4.3) und inertes Material (4.2) umfassen.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7 , dadurch gekennzeichnet , dass der Pyrolysekoks (5.2) in einem nachgelagerten Prozess verfeuert wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8 , dadurch gekennzeichnet , dass der Pyrolysekokses (5.2) in einem Kohlekraftwerk und/oder einer Zementfabrik und/oder in einem Stahlwerk verfeuert wird.
10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9 , dadurch gekennzeichnet , dass die Verbrennungskraftmaschine (7.1) des Gasstromerzeugers ein Gasmotor oder eine Gasturbine ist.
11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10 , dadurch gekennzeichnet , dass das von der Verbrennungskraftmaschine (7.1) erzeugte Abgas (7.3) zur indirekten Beheizung des Pyrolysereaktors (5) genutzt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet , dass das Abgas (7.3) durch einen den Pyrolysereaktor (5) umgebenden Ringraum hindurchgeleitet wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12 , dadurch gekennzeichnet , dass das aus dem Ringraum abgeführte Abgas (7.4) in einem nachgelagerten Prozess verwendet wird.
14. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13 , dadurch gekennzeichnet , dass die nicht für die Durchführung des Verfahrens zur Abfallbehandlung benötigte, von dem Gasstromerzeuger (7) erzeugte elektrische Energie (8) in ein Stromnetz eingespeist wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abfallbehandlung umfassend folgende Schritte:- Bereitstellen unsortierten Abfalls,- Aufbereiten des unsortierten Abfalls umfassend einen Zerkleinerungsschritt und einen Sortierschritt, um den zerkleinerten Abfall in mehrere Fraktionen zu trennen,- Zuführen einer abgetrennten Fraktion zu einer Abfallpyrolyse, um unter Ausschluss von Sauerstoff aus der abgetrennten Fraktion Pyrolysegas zu gewinnen und- Verbrennen des Pyrolysegases in einer Verbrennungskraftmaschine eines Gasstromerzeugers. Der unsortierte Abfall umfasst gewerbliche Siedlungsabfälle und Hausabfall sowie andere Abfallarten. Gewerbliche Siedlungsabfälle sind gewerbliche und industrielle Abfälle sowie Abfälle aus privaten und öffentlichen Einrichtungen. Hausabfall sind feste Abfälle aus privaten Haushaltungen, die von den Entsorgungspflichtigen selbst oder von ihnen beauftragten Dritten insbesondere in genormten, im Entsorgungsgebiet vorgeschriebenen Behältern gesammelt und geleert werden. Andere Abfallarten umfassen beispielsweise Bau- und Abbruchabfälle, Elektroschrott, medizinische Abfälle und Gartenabfälle, soweit sie nicht als Hausabfall anfallen. Der Abfall kann in fester, flüssiger oder pastöser Form vorliegen. Bereits seit mehreren Dekaden werden durch Aufbereitung von Abfall einschließlich Abfallgemischen Ersatzbrennstoffe hergestellt. Nach der EU-Abfallrahmenrichtlinie (2008/98/EG) stellt die Aufbereitung von Abfällen zu Ersatzbrennstoffen kein Recycling dar. Die Ersatzbrennstoffe werden aktuell unverändert als Abfall qualifiziert. Ersatzbrennstoffe (EBS), die aus dem Abfall gewonnen werden, grenzen sich gegenüber fossilen Brennstoffen ab. Durch Aufbereitung werden die den Ersatzbrennstoff bildenden, heizwertreichen Fraktionen aus den Abfällen gewonnen. Bekannte Aufbereitungsschritte zur Gewinnung der hochkalorischen, heizwertreichen Fraktionen aus Abfällen umfassen die Vorsortierung, die Grobzerkleinerung, die Klassierung (Siebklassierung), die Windsichtung sowie die Metallabscheidung. Weitere Aufbereitungsschritte zur Herstellung von Ersatzbrennstoffen aus Abfall können die sensorische Sortierung und Trocknung umfassen. Pyrolyse von Abfällen ist ein thermischer Prozess, bei dem Abfall in Abwesenheit von Sauerstoff erhitzt wird. Bei der Pyrolyse wird der Abfall auf Temperaturen, typischerweise zwischen 400°C und 800°C erhitzt, wodurch flüchtige Bestandteile freigesetzt werden. Dies geschieht unter Ausschluss von Sauerstoff, sodass keine Verbrennung stattfindet. Die Pyrolyse in einem Pyrolysereaktor erzeugt drei Hauptprodukte, nämlich Pyrolysekoks, Pyrolysegas und flüssige Pyrolyseöle. Die Art und Menge der Produkte, die bei der Pyrolyse entstehen, hängen von verschiedenen Faktoren ab, wie insbesondere der Zusammensetzung des Abfalls und den spezifischen Bedingungen des Prozesses, z.B. der Temperatur. Pyrolysegas kann energetisch zur Strom- und/oder Wärmeerzeugung verwendet werden; zudem ist die Nutzung als Rohstoffquelle für chemische Anwendungen möglich. Vor der Weiterverarbeitung bzw. Verwendung wird das Pyrolysegas in der Regel einer Wäsche unterworfen, um einzelne Bestandteile oder Staub zu entfernen. Pyrolysekoks kann beispielsweise in der Stahlherstellung als Reduktionsmittel, in der Energiegewinnung als Brennstoff sowie zur Herstellung von porösen Materialien eingesetzt werden. Pyrolyseöl kann beispielsweise als Brennstoff und als Rohstoff für die chemische Industrie verwendet oder auch zu Bio-Kraftstoffen weiterverarbeitet werden. Ein wesentlicher Vorteil der Abfallbehandlung durch Pyrolyse besteht darin, dass das Volumen des Abfalls erheblich reduziert wird, Energie aus Abfall gewonnen und Wertstoffe zurückgewonnen werden können. Die DE 35 29 445 A1 offenbart ein Verfahren zur Gewinnung von Pyrolysegas aus Abfall durch Pyrolyse. Der Abfall wird vor der Pyrolyse in einem mehrstufigen Aufbereitungsprozess in eine vegetabile Nassfraktion und eine leichtgewichtigere Leichtfraktion getrennt. Der Abfall gelangt hierzu zunächst in einen Vorbrecher zur Grobzerkleinerung. Auf einem sich anschließenden Förderband wird Schrott durch eine Magnetabscheideeinrichtung abgeschieden. Sodann gelangt der Abfall auf eine Sortiereinrichtung, in der die schwerere, vegetabile Nassfraktion aussortiert wird. Die leichtgewichtigere Fraktion wird am Ende der Sortiereinrichtung einer weiteren Zerkleinerungseinrichtung und einem Hydrozyklon zugeführt, um nochmals eine Schwergutfraktion abzuscheiden. Im Anschluss an den Hydrozyklon wird die Leichtfraktion zu Briketts, Pellets oder Granulat in einer Größe von 1-50 mm gepresst, wobei das Pressgut auf einen Trockensubstanzgehalt von mindestens 75 % gebracht wird. Die zu den Briketts, Pellets oder Granulaten gepresste Leichtfraktion wird anschließend durch die Pyrolyse entgast und die Nassfraktion einer Biogasanlage zur Methangasbildung zugeführt. Die Pyrolyse der verpressten Leichtfraktion ist eine Niedertemperaturpyrolyse in einer Schweltrommel, die mit einem Gasbrenn