METHOD FOR THE THERMAL TREATMENT OF WASTES COMPRISING FURTHER PROCESSING OF THE OBTAINED RESIDUE

Abstract: Waste and mixtures of wastes with carbon-containing organic materials are treated by degassing and/or gasification in such a way that fractions lower in carbon and richer in mineral substances are separated from the dry residue obtained. After coarse fractions above 10 mm, preferably 3 mm, and fines below 0.01 mm, preferably 0.05 mm, have been removed, fractions lower in carbon and richer in mineral substances can be separated from the remaining residue by electrostatic sorting. The fractions lower in carbon and richer in mineral substances can also be separated off by removing the fraction of 0.5 to 15 mm, preferably 1 to 10 mm, by screening from the dry residue obtained and effecting the separation of the fractions lower in carbon and richer in mineral substances from this fraction by means of a sieve jigger or hearth or by air classification. Domestic refuse, sewage sludge, shredder wastes, old tyres, paint wastes, plastic wastes, vegetable residues such as straw or wood, paper wastes and the like can be treated. <IMAGE>

Description: Verfahren zur thermischen Behandlung von Abfällen unter Weiterverwertung des entstehenden Rückstandes Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur thermischen Behandlung von Abfallstoffen und Gemischen aus Abfallstoffen mit kohlenstoffhaltigen, organischen Stoffen durch Entgasung und/oder Vergasung. Die Beseitigung von Abfällen, insbesondere von Hausmüll, wird zunehmend ein Problem. Die herkömmlichste Art der Abfallbeseitigung, die Deponierung wird ständig schwieriger, da immer weniger Deponieraum zur Verfügung gestellt werden kann. Die Verbrennung der Abfälle ist zwar mit einer erheblichen Volumenreduzierung verbunden, doch werden infolge eines gestiegenen Umweltbewusstseins immer höhere Anforderungen an die Reduzierung der Schadstoffemission gestellt. Schadstoffemissionen erfolgen luftseitig über die Abgase und wasserseitig über das entstehende Abwasser. Ein in letzter Zeit besonders akut gewordenes Problem ist der Ausstoss von Schwermetallen in feinster Form, bedingt durch die hohen Temperaturen der Verbrennung. Eine weitere Variante der thermischen Abfallbehandlung stellt die Pyrolyse dar. Dieses Verfahren wird auch als Entgasung oder Verschwelung bezeichnet. Im vorliegenden Falle wird auch die Vergasung zur Pyrolyse gerechnet. Gekennzeichnet ist dieses Abfallbehandlungsverfahren dadurch, dass die thermische Behandlung unter Luftausschluss bei Temperaturen von 300-600 C durchgeführt wird. Durch die niedere Temperatur sind die Emissionen an sauren Schadstoffen, d.h. Flourwasserstoff Schwefeldioxid und Chlorwasserstoff, wesentlich geringer. Auch der Ausstoss an Schwermetallen liegt beträchtlich tiefer. Ein weiteres Kennzeichen der Pyrolyse von Abfallstoffen ist darin zu sehen, dass ein Rückstand aus anorganischen Bestandteilen, den sogenannten Mineralstoffen, und Kohlenstoff, den organischen Verbindungen entstammend, entsteht. Bei Hausmüll sind die Mineralstoffe vorwiegend Glas, Keramik, Metalle, Sand, Steine und Asche. Hinzu kommt noch, dass die Bestandteile des Hausmülls bei der thermischen Behandlung ebenfalls Mineralstoffe freisetzen. So entstehen bei der thermischen Zersetzung von Holz nicht nur Kohlenstoff und die flüchtigen organischen Bestandteile, sondern auch noch Mineralstoffe wie Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, Kalimverbindungen und Calciumverbindungen. Die Kunststoffe liefern neben den Füllstoffen Kalk und Gips auch noch die Schwermetalle Barium, Kadmium und Zink. Die Pyrolyse von Papier führt neben den flüchtigen organischen Verbindungen und Kohlenstoff auch noch zur Freisetzung von Aluminium - Magnesium - Silikaten, Gips, Magnesium- und Calciumcarbonat sowie auch von Titandioxid. Wesentliche Rückstandsprodukte der thermischen Zersetzung von Altreifen sind neben Russ auch noch Eisen und Zinkverbindungen. Hinzu kommen Chloride und Sulfate in verschiedenster Form. Wurde dem Abfallstoff bei der Pyrolyse auch noch Kalk zugesetzt, dann findet sich im Rückstand Calciumchlorid. Eine Ablagerung des Produktes ist prinzipiell möglich. Es ist jedoch zu bedenken, dass sich im Rückstand der Hausmüllpyrolyse immerhin noch 10-20 Gewç Kohlenstoff finden, im Falle der Altreifenpyrolyse 30-50 GewO Kohlenstoff. Die Deponierung eines derartigen Produktes bedeutet damit einen erheblichen Energieverlust. Eine Verwertung des Kohlenstoff ist aufgrund des hohen Mineralstoffanteils nicht möglich. Eine Verbrennung bereitet Schwierigkeiten, da es durch die zwangsweise hohen Temperaturen von rd. 900oC zur Emission der im Rückstand enthaltenen Schwermetalle kommt. Eine besondere Variante der Pyrolyse stellt die Herstellung von Brennstoff aus Hausmüll dar. Nach diesem Verfahren wird ein möglichst hoher Kohlenstoffgehalt des Rückstandes angestrebt. Dies wird dadurch erreicht, dass bei der Pyrolyse nur soviel Pyrolysegas erzeugt wird, als zur Aufrechterhaltung des Prozesses erforderlich ist. Das Produkt ist ein kohlenstoffhaltiger Brennstoff, dessen Kohlenstoffgehalt 20-50 GewO beträgt. Nachteilig ist jedoch der hohe Aschenanteil. Auch der Chlorund Schwermetallanteil sind von Nachteil, da diese Verbindungen bei der Verbrennung anteiligt freigesetzt werden. Es besteht daher ein dringendes Bedürfnis, aus dem bei der Pyrolyse von Abfallstoffen entstehenden Rückstand aus Kohlenstoff und Mineralstoffen, kohlenstoffärmere und mineralstoffreichere Fraktionen abzutrennen. Der verbleibende Rückstand ist dementsprechend kohlenstoffreicher und mineralstoffärmer und kann vorteilhafter der Verwertung zugeführt werden. Diese Aufgabe kann nach dem erfindungsgemässen Verfahren zur thermischen Behandlung von Abfallstoffen und Gemischen aus Abfallstoffen mit kohlenstoffhaltigen organischen Stoffen durch Entgasung und/oder Vergasung dadurch gelöst werden, dass vom anfallenden Rückstand kohlenstoffärmere, mineralstoffreichere Fraktionen abgetrennt werden. Eine Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Abtrennung durch Siebugn und elektrostatische Sortierung erfolgt. Die elektrostatische Sortierung von Stoffgemischen in Einzelkomponenten beruht hierbei darauf, dass man die Oberflächen der Einzelstoffe in elektrisch differenzierten Zustand bringt. Unter dem Einfluss elektrischer Felder treten bei festen Körpern Aufladungen und/oder Ladungstrennungen auf, deren Grösse stoffabhängig ist und durch die Dielektrizitätskonstante, die Influenzierung und die elektrische Leitfähigkeit bestimmt wird. Durch gezielte Massnahmen können die elektrischen Unterschiede noch verstärkt werden. Für die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens hat es sich als günstig erwiesen, aus dem anfallenden Rückstand vor der elektrostatischen Sortierung die Stoffe grösser 10 mm und kleiner 0,01 mm, vorzugsweise grösser 3 mm und kleiner 0,05 mm, abzutrennen. Die abgeschiedenen Fraktionen stören durch ihre Grösse die elektrostatische Sortierung. Durch die Reduzierung des Rückstandes auf den Korngrössenbereich von 10 mm bis 0,01 mm, vorzugsweise 3 mm bis 0,05 mm, wird die Abtrennung der kohlenstoffärmeren, mineralstoffreicheren Fraktion erleichtert. Die Abtrennung der gröberen Stoffe, wie Eisen, Glas, Steine, Drahtgeflechte udgl., wie auch der Feinanteil erfolgt durch Siebung. Eisenteile können auch auf magnetischem Wege abgetrennt werden. Erfindungsgemäss eignen sich für die elektrostatische Sortierung besonders die bei der Pyrolyse von Abfallstoffen trocken gewonnenen und gekühlten Rückstände. Prinzipiell ist es auch möglich, nass ausgetragenes Material nach anschlie Sender Trocknung einzusetzen. Dies ist jedoch weniger günstig, da durch die Behandlung im Wasserbad eine Verschmieren der Oberfläche mit Salzen und damit eine Vereinheitlichung der Oberflächenleitfähigkeit eintritt. Weiterhin hat es sich als günstig erwiesen, die anfallenden Rückstände vor der elektrostatischen Sortierung auf Temperaturen unterhalb 1500C zu kühlen. Danach erfolgt die Siebung zur Abtrennung der Grob- und Feinanteile. Bei höheren Temperaturen besteht die Gefahr der Entzündung, z.B. der sehr feinen Fraktionen. Die Rückstände werden im allgemeinen trocken eingesetzt. Zur gezielten Änderung der Oberflächenleitfähigkeit ist es jedoch möglich, diese Rückstände auf einen Wassergehalt von 0,2-5 ", vorzugsweise von 0,5-2 > , zu bringen. Nach einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens werden die Rückstände vor der elektrostatischen Sortierung durch Zugabe von Wasser, Durchleiten von wasserdampfhaltiger Luft oder von Wasserdampf auf einen Wassergehalt von 0,2-5 DDs vorzugsweise 0,5-2 > gebracht. Eine Verbesserung des Sortiereffektes wird durch mehrmalige Wiederholung der elektrostatischen-Sortierung erreicht. Als Vorrichtungen zur Durchführung der elektrostatischen Sortierung kommen Freifallscheider und Walzenscheider in Frage. Beim Freifallscheider wird das Gemisch zwischen zwei entgegengesetzt geladenen Elektroden aufgegeben. Die Teilchen erfahren während des freien Falls durch das elektrische Feld in Abhängigkeit von ihren elektrischen Eigenschaften eine Ladungsänderung und werden voneinander getrennt. Der Walzenscheider zählt zu den am häufigsten eingesetzten Vorrichtungen. Der Walzenscheider besteht aus einer Aufgabe vorrichtung, der metallischen, rotierenden Transportwalze, die gleichzeitig als geerdeter Gegenpol zur Elektrode dient und einer aktiven Elektrode zur Erzeugung des elektrischen Feldes. Unterhalb der Walze befinden sich leitbleche, um die verschiedenen Fraktionen von einander zu trennen. Bei den Walzenscheidern wird hinsichtlich ihres elektrischen Feldes zwischen Walzenscheider mit dynamischem Feld und statischem Feld unterschieden. Als besonders günstig für das erfindungsgemässe Verfahren hat sich der Walzenscheider mit dynamischem Feld erwiesen. In diesem Fall sind die Pole ein Ionisator, entweder ein Draht- oder Metallkamm, und die am Erdpotential liegende Walze. Als Ionisator wird eine Gleichspannung von 20-50 kV erzeugt. Es entsteht ein Sprühfeld zwischen dem Ionisator und der geerdeten Walze. Hierbei werden die auf der Walze befindlichen Teilchen im Bereich des Sprühfeldes von den emitierten Ionen gleichsinnig aufgeladen. Nach Verlassen dieser Zone entladen sie sich entsprechend ihrer elektrischen Leitfähigkeit. Die guten Leiter nehmen hierbei die Ladung der geerdeten Walze an -und werden nach Massgabe der auftretenden Zentrifugalkräfte von dieser abgel worfen. Die schlechten Leiter geben ihre Ladung langsamer ab und bleiben deshalb an der Walze haften. Beim Walzenscheider mit statischem Feld hat die aktive Elektrode einen Durchmesser von mindestens 15 mm, so dass kein Koronaeffekt auftreten kann. Es wird lediglich ein inhomogenes statisches Feld erzeugt. In seinem Bereich wird die Ladung durch Influenzierung getrennt, die Teilchen nehmen die Polarität der geerdeten Elektrode an und werden von dieser abgestossen bzw. von der aktiven Elektrode angezogen. Die Ablenkung der Teilchen kann durch ein kombiniertes Feld wesentlich verstärkt werden. Durchläuft das Stoffgemisch nach einem Sprühfeld ein statisches Feld, so bleiben die Nichtleiter in ihrem Verhalten durch dieses Feld unbeeinflusst. Die leitenden Teilchen, die ihre Ladung bereits an die Walze abgegeben haben, erfahren sodann im statischen Feld eine Influenzierung und damit eine stärkere Ablenkung. Die Elektrodenspannung kann 10-50 kV betragen. Die Walzenumdrehung kann bei den Walzenscheidern 50-250 Umdrehungen pro Minute betragen. Nach einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens lässt sich die eingangs gestellte Aufgabe auch dadurch lösen, dass die trockenen Rückstände grösser 10 mm, vorzugsweise grösser 3 mm, zur Abtrennung von kohlenstoffärmeren, mineralstoffreicheren Fraktionen unter 1000C, vorzugsweise 50 C, abgekühlt und in eine wässrige Phase gegeben werden. Wird der abgekühlte Rückstand ins Wasser gegeben, dann sinken nicht nur die Schwerteile, wie Glas, Steine, Metalle und Keramik ab, und scheiden sich von den leichteren kohlenstoffhaltigen Stoffen, sondern auch ein Teil der kohlenstoffärmeren, mineralstoffreicheren Fraktionen. Die aufschwimmenden Teile sind kohlenstoffreicher und mineralstoffärmer. Sie können von der Wasseroberfläche abgezogen werden. Eine weitere Lösung der gestellten Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, dass aus dem anfallenden trockenen Rückstand die Fraktion 0,5-15 mm, vorzugsweise 1-10 mm, durch Siebung abgetrennt wird und dass die Abtrennung der kohlenstoffärmeren, mineralstoffreicheren Fraktionen aus dieser Fraktion über eine Setzmaschine oder Herd bzw. durch Windsichtung erfolgt. Weiterhin hat es sich als günstig erwiesen, die Fraktion kleiner 1 mm, vorzugsweise 0,5 mm, zur Abtrennung der kohlenstoffärmeren, mineralstoffreicheren Fraktionen in einem Windsichter zu behandeln. Zur Siebung kann der aus dem Reaktor kommende trockene Rückstand heiss oder kalt eingesetzt werden. Die Siebung dient der Abtrennung der Grobanteile, wie Steine, Glasstücke, Keramik und Metallteile, und weiterhin der Abtrennung des Feinstaubes. Es sind hierfür alle Arten von Siebvorrichtungen geeignet, insbesondere Schwingsiebe. Setzmaschinen und Herde sind besonders geeignet zur Abtrennung der kohlenstoffärmeren, mineralstoffreicheren Fraktionen. Sie trennen ein Cemenge nach spezifischem Gewicht. Für das erfindungsgemässe Verfahren haben sich Setzmaschinen und Herde besonders günstig erwiesen, da sie die ausgesiebte Fraktion trocken nach spezifischem Gewicht trennen können. Die spezifisch schweren, kohlenstoffärmeren, mineralstoffreicheren Fraktionen lassen sich auf diese Weise von den spezifisch leichteren, kohlenstoffreicheren, mineralstoffärmeren Fraktionen abtrennen. Als geeignet haben sich Membransetzmaschinen oder Setzmaschinen mit pulsierendem Luftstrom erwiesen. Von den Herden sind besonders die Luftherde für die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens geeignet. Der Vorteil der Setzmaschinen und Herde besteht darin, dass eine wirksame Sortierung ohne Verwendung von Wasser durchgeführt werden kann. Bei der Windsichtung erfolgt die Trennung im wesentlichen nach der Sinkgeschwindigkeit der einzelnen Stoffe, die wiederum von Korngrösse, Dichte und Form abhängig ist. Zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens können Durchluftsichter, Umluftsichter und Stromsichter eingesetzt werden. Geeignet sind im vorliegenden Fall Steigrohrsichter, Ouer- stromsichter, Zickzacksichter, Wurfsichter, Spiralsichter, Stromsichter, Schraubensichter, Streuwindsichter, Jalousiesichter, Korbsichter und das Kanarsch-Sichtrad. Auch mit der Windsichtung ist es möglich, zumindest eine kohlenstoffärmere, heizwertreichere Fraktion abzutrennen. Auf diese Weise kann eine kohlenstoffreichere, mineralstoff ärmere Fraktion erhalten werden. Eine weitere Aufteilung in zusätzliche Fraktionen kann durch Wiederholung des Sichtvorganges erreicht werden. Eine Wiederholung des Trennvorganges ist auch bei den Setzmaschinen und Herden möglich. Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Fraktion grösser 15 mm, vorzugsweise grösser 10 mm, zur Abtrennung der kohlenstoff ärmeren, mineralstoffreicheren Fraktionen auf einer Setzmaschine oder Herd bzw. in einem Windsichter behandelt wird. Durch diese Behandlung kann der Anteil an kohlenstoffreicheren, mineralstoffärmeren Fraktion, die aus dem anfallenden Rückstand gewonnen werden können, vergrössert werden. Mit besonderem Vorteil wird das erfindungsgemässe Verfahren zur Anwendung gebracht, wenn ein Rückstand eingesetzt wird, der aus der Entgasung und/oder Vergasung von Abfällen und Abfallgemischen bei Temperaturen um 350-6500C, vorzugsweise 400-5500C, anfällt. Es handelt sich bei diesen Rückständen um ein Gemisch aus Kohlenstoff und Mineralstoffen, dessen Kohlenstoffgehalt im Bereich von 10-20 > liegt. Ohne die erfindungsgemässe Trennung in kohlenstoffärmere und kohlenstoffreichere Fraktionen, ist eine Verwertung dieses Rückstandes nicht möglich. Mit Vorteilen wird das erfindungsgemässe Verfahren auch dann verwendet, wenn dem einzusetzenden Abfall und den Abfallgemischen vor, und/oder während der Temperaturbehandlung basische Zusatzstoffe zugesetzt werden. Durch den Zusatz der basischen Bestandteile werden die bei der Pyrolyse entstehenden sauren Stoffe, wie Fluorwasserstoff, Chlorwasserstoff, Schwefelwasserstoff, Schwefeldioxid und auch Blausäure, in den Rückstand eingebunden. Bei der Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens stören die gebildeten Salze nicht. Aufgrund ihrer Dichte und ihrer elektrischen Eigenschaften finden sie sich vorwiegend in den kohlenstoff ärmeren, mineralstoffreicheren Fraktionen. Als besonders günstig hat sich das erfindungsgemässe Verfahren erwiesen, wenn Rückstände eingesetzt werden, die aus der thermischen Behandlung von Abfallstoffen, gemischt mit kohlenstoffhaltigen organischen Stoffen, wie Steinkohle, Braunkohle, Waschberge, Flotationskohle, Russe udgl., stammen. Insbesondere Waschberge, Braunkohle und Flotationskohlen weisen einen hohen Anteil an Mineralstoffen auf. Nach dem erfindungsgemässen Verfahren können ohne viel technischen Aufwand aus den anfallenden Rückständen kohlenstoffärmere, mineralstoffreichere Fraktionen abgetrennt werden. Bei der Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens ergeben sich erhebliche Vorteile. So kann insgesamt das Volumen des zu beseitigenden Rückstandes erheblich reduziert werden. Durch die Abtrennung der kohlenstoffärmeren, mineralstoffreicheren Fraktionen verbleibt eine kohlenstoffreichere, heizwertreichere, mineralstoffärmere Fraktion, die energetisch oder stofflich anderweitig genutzt werden kann. Für die kohlenstoffärmeren, mineralstoffreicheren Fraktionen ergeben sich zusätzliche günstige Verwertungsmöglichkeiten, da der Anteil der löslichen Substanzen vermindert worden ist. Mit den kohlenstoffreicheren, mineralstoffärmeren Fraktionen werden nämlich auch wasserlösliche Substanzen mit entfernt. Die verringerte Wasserlöslichkeit der kohlenstoff ärmeren, mineralstoffreicheren Fraktionen erleichtert damit die Deponierung und auch die Verwertung, z.B. im Strassenbau, bei der Herstellung von Betonsteinen oder beim Einsatz als Füllmaterial. Es ist dabei auch eine Ablagerung in durch¯ lässigen Böden oder der Einsatz im Strassenbau in Wassereinzugsgebieten möglich. Die mit den kohlenstoffreicheren, mineralstoffärmeren Fraktionen ausgetragenen Salze, vorwiegend Chloride, wirken sich z.B. bei der Verbrennung nicht störend aus, da diese in einer wasserlosen Atmosphäre erfolgt und die Hydrolyse der Salze zu Chlorwasserstoff unterbleibt. Eine Emission von Chlorwasserstoff findet demnach nur in begrenztem Masse statt. Die kohlenstoffreicheren, mineralstoffärmeren Fraktionen können einer externen Nutzung in Kohlekraftwerken zugeführt werden. Hierbei ergibt sich ein hoher energetischer Wirkungsgrad, der wesentlich höher ist, als wenn der eingesetzte Abfall auf Rosten in Abfallverbrennungsanlagen verbrannt worden wäre. Die kohlenstoffreichere Fraktion kann insbesondere in Kraftwerken mit Staubfeuerung günstig verbrannt werden. Bei Bedarf kann die kohlenstoffhaltige Fraktion ohne weitere Probleme aufgrund der Sprödigkeit zu Feinstaub vermahlen werden. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens ist darin zu sehen, dass ein stapelbarer, geruchsneutraler Brennstoff gewonnen werden kann, der bei Bedarf verbrannt werden kann. Weiterhin ergibt sich für die kohlenstoffreichere, mineralstoff ärmere Fraktionen die Möglichkeit, diese als Rohstoff zur Herstellung von Aktivkohle oder als Füllstoffe und auch als Pigmente einzusetzen. Wird der anfallende Rückstand der Pyrolyse von Abfallstoffen nach dem erfindungsgemässen Verfahren behandelt und die kohlenstoffreichere, mineralstoffärmere Fraktion der externen energetischen Nutzung zugeführt, dann entfallen die Innevestitionsmassnahmen für eine interne eigenenergetische Nutzung. Dies betrifft insbesondere die Investitionen für Brennkammer, Kessel und Turbine. Ein nicht zu übersehender umweltpolitscher Vorteil ergibt sich auch aus der Reduzierung der Schadstoffemission auf dem Luftwege. Die Verbrennung der kohlenstoffreichen, mineral stoffarmen Fraktionen erfolgt nämlich in trockener Atmosphäre. Die Hydrolyse der Chloride entfällt weitestgehend, so dass der Ausstoss an Chlorwasserstoff gering bleibt. Die Schwefelbestandteile der heizwertreichen, mineralstoffarmen Fraktion onen führen bei der Verbrennung zur Bildung von Schwefeldioxid, das wiederum sich mit den Schwermetallen zu schwerlöslichen und schwerflüchtigen Schwermetallsulfaten umsetzen kann. Werden die kohlenstoffreicheren > mineralstoffärmeren Frak- tionen in Kohlekraftwerken verbrannt, so tritt eine Agglomeration der feinkörnigen Stäube aus der Verbrennung dieser kohlenstoffreicheren Fraktionen mit dem gröberen Korn aus der Verbrennung der Kohle auf. Diese agglomerierten Stäube lassen sich dann ohne Schwierigkeiten in den Elektrofiltern abscheiden. Die Erfindung wird nachfolgend anhand von zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert, anhand derer weitere vorteilhafte Einzelheiten entnommen werden können. Ausführungsbeispiel A - Elektrostatische Sortierung Diese besondere Ausführungsform- des erfindungsgemässen Verfahrens wird im folgenden anhand eines schematisierten Verfahrensstammbaumes (Bild 1) näher -erläutert. Die in der Technik bereits bekannten Einzelvorrichtungen, wie Pyrolysereaktor, Vorrichtungen zur mechanischen Trennung und die elektrostatischen Scheidevorrichtungen sind in diesem Verfahrensstammbau als beschriftete Blöcke wiedergegeben. Dargestellt wird das Verfahren anhand der Behandlung von Hausmüll. Der angelieferte Hausmüll gelangt zuerst in eine Vorzerkleinerungseinrichtung, z.B. eine Ketten-Hammermühle oder in ein Walzenschneidgerät, welche eine gute Auflockerung der verschiedenen Müllbestandteile bewirken und die sperrigen Anteile zerkleinern, während die restlichen Komponenten nach Möglichkeit zerkleinert werden. Es handelt sich um eine schonende Vorzerkleinerung. Aus der Vorzerkleinerungseinrichtung gelangt der Abfall in eine Siebung zur Abtrennung von Rohmüll-Feinanteilen, wie Asche, Sand udgl.. Geeignet sind Siebtrommeln und/oder Spannwellsiebe mit einer Maschenweite von 10-30 mm. Es ist jedoch auch möglich, auf eine derartige Vorsiebung zu verzichten. Die Vorabsiebung erhöht den Heizwert des entgasten Abfalles durch Entfernen des Inertanteiles. Der auf diese Weise vorbehandelte oder auch unvorbehandelte Hausmüll gelangt in den aussenbeheizten Pyrolysereaktor, der in den meisten Fällen ein aussenbeheiztes Drehrohr darstellt. Dort werden die Abfälle unter Luftausschluss auf Temperaturen von 300-600 C, vorzugsweise jedoch auf 300-450 C erhitzt, und dabei pyrolytisch in flüchtige Substanzen und einen festen Rückstand zersetzt. Die entstehenden flüchtigen Produkte werden aus der Pyrolysevorrichtung abgezogen, was entweder im Gleichstrom zur Durchlaufrichtung der Abfälle durch das Drehrohr oder im Gegenstrom erfolgen kann. Die abgezogenen Pyrolysegase werden entstaubt und in den meisten Fällen einer sofortigen energetischen Nutzung zur Beheizung des Pyrolysereaktors und zur Gewinnung von Dampf oder Strom verbrannt. Es ist auch möglich, die abgezogenen Pyrolysegase, einer Reinigung zur Entfernung der sauren Bestandteile zu unterwerfen. Der anfallende Rückstand wird gasdicht ausgetragen. Die Abdichtung erfolgt dabei über den Rückstand selbst. Für die weitergehende Behandlung werden sie auf Temperaturen unterhalb 150C abgekühlt. Da der Rückstand aufgrund der pyrolytischen Behandlung und des Trockenaustrages in loser Schüttung anfällt, können die gröberen Inertstoffe, wie Eisen, Glas, Steine, Keramik, Drahtgeflechte, Nichteisenmetalle udgl., durch Siebung -abgetrennt werden, des gleichen die störenden Feinanteile kleiner 0,01 mm, vorzugsweise kleiner 0,05 mm. Die auf diese Weise gewonnene Fraktion im Körnungsbereich von 0,01 mm bis 10 mm, vorzugsweise im Bereich von 0,05 mm bis 3 mm, kann nun ohne weitere Vorbehandlung der elektrostatischen Sortierung unterworfen werden. Mit einem Walzenscheider mit dynamischem Feld, an dem eine Gleichspannung von 30 kV angelegt ist, und dessen Umdrehungsgeschwindigkeit vorzugsweise im Bereich von 100-200 Umdrehungen pro Minute gehalten wird, lassen sich ohne Schwierigkeiten aus dem Rückstand kohlenstoffärmere, mineralstoffreichere Fraktionen abtrennen. Die verbleibenden kohlenstoffreicheren, mineralstoffärmeren Fraktionen werden aufgefangen und können den obigen Verwendungsmöglichkeiten zugeführt werden. Bei dieser Arbeitsweise kann z.B. aus einem Hausmüll, der 20 Wasser enthält, ein Rückstand gewonnen werden, der bei der Siebung einen Grobanteil grösser 3 mm von 18,6 < und einen Feinanteil kleiner 0,05 mm von 3,6 aufweist. Insgesamt beträgt demnach der Anteil des Abgesiebten 22,2 . Es verbleibt ein weiter zu behandelnder Rückstand, dessen Kohlenstoffgehalt, bestimmt als Glühverlust (550ob), 16 beträgt. Dieser vom Fein- und Grobanteil befreite trockene Rückstand liefert bei der elektrostatischen Sortierung eine kohlenstoffreiche, mineralstoffarme und eine kohlenstoffarme, mineralstoffreiche Fraktion. Es werden aus 1 kg der Fraktion 0,05 bis 3 mm rd. 250 g der kohlenstoffreichen, mineralstoffarmen Fraktion mit einem Kohlenstoffgehalt von rd. 48 > erhalten. Der untere Heizwert beträgt 3.840 kcal/kg. Der Anteil der kohlenstoffärmeren, mineralstoffreicheren Fraktion beträgt rd. 750 Gramm, wobei der Kohlenstoffgehalt zu 5,6 > bestimmt wurde. Vom Heizwert des Rückstandes finden sich somit in der kohlenstoffreicheren, mineralstoffärmeren Fraktion rd. 75 % wieder. Ausführungsbeispiel B - Sortierung durch Siebung und Windsichtung Diese Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens wird im folgenden anhand eines schematisierten Verfahrensstammbaumes näher erläutert (Bild 2). Die Vorbehandlung des Hausmülls erfolgt entsprechend dem Ausführungsbeispiel A.- Der auf diese Weise vorbehandelte Hausmüll gelangt nunmehr in den aussenbeheizten Pyrolysereaktor, der im vorliegenden Fall ein aussenbeheiztes Drehrohr sein soll. Dort werden die Abfälle unter Luftabschluss auf Temperaturen von 400-550Dn erhitzt und dabei pyrolytisch zersetzt. Die entstehenden flüchtigen Produkte werden aus der Pyrolysevorrichtung abgezogen, was im Gegenstrom oder im Gleichstrom zu der Durchlaufrichtung der Abfälle durch das Drehrohr erfolgen kann. Die abziehenden Pyrolysegase können nach der trockenen Abscheidung von sauren Bestandteilen, wie Chlorwasserstoff, Flourwasserstoff, Schwefelwasserstoff und Schwefeldioxid, unterworfen werden. Die gereinigten Pyrolysegase werden einmal zur Beheizung des Pyrolysereaktors verwendet, zum anderen können sie einer weiteren energetischen Nutzung zugeführt werden. Der bei der Pyrolyse entstehende Rückstand wird gasdicht ausgetragen. Die Abdichtung erfolgt dabei über den Rückstand selbst. Da der Rückstand aufgrund der pyrolytischen Behandlung und des Trockenaustrages in loser Schüttung vorliegt, kann die Siebung zur Abtrennung der gröberen Stoffe und des Feinan- teiles ohne Probleme durchgeführt werden. Im vorliegenden Falle werden die Fraktionen grösser 10 mm und die Fraktionen kleiner 1 mm abgetrennt. Die bei der Siebung anfallende Feinfraktion A im Korngrössenbereich von 1 mm bis 10 mm wird sodann der Windsichtung unterworfen. Dabei wird eine kohlenstoffreichere, mineralstoffärmere Leichtfraktion B 1 und eine kohlenstoffarme, mineralstoffreichere Schwerfraktion B 2 erhalten. Der Siebdurchgang kleiner 1 mm wird ebenfalls der Windsichtung unterworfen. Dabei wird eine kohlenstoffreiche, mineralstoffarme Leicht fraktion C 1 und eine kohlenstoffarme, mineralstoffreiche Schwerfraktion C 2 erhalten. Die kohlenstoffreichen, mineralstoffarmen Fraktionen B 1 und C 1 können der weiteren energetischen Nutzung, die bereits aufgeführt wurde, zugeführt werden. Die kohlenstoffarmen, mineralstoffreichen Fraktionen lassen sich entweder im Strassenbau oder bei der Betonsteinherstellung verwenden. Sie können auch ohne Probleme deponiert werden. Wird nach dieser Arbeitsweise normaler Hausmüll eingesetzt, so fällt ein Pyrolyserückstand an, dessen Heizwert 1.392 kcal/kg beträgt und dessen Kohlenstoffgehalt zu 17,4 Dó ermittelt wurde. Wird dieser Rückstand trocken der Siebung unterworfen, so kann eine Grobfraktion grösser 10 mm in einer Menge von 8,3 D' und eine Feinfraktion kleiner 1 mm in einer Menge von 44,1 Ó abgetrennt werden. Es verbleibt eine Fraktion A in einer Menge von 47,6 Dó. Der Heizwert dieser Fraktion wurde zu 1.180 kcal/kg ermittelt. Diese Fraktion A kann durch Windsichtung weiter aufgespalten werden. Dabei fällt eine Leichtfraktion B 1 an, dessen Menge 9,5 Dó des ursprünglichen Pyrolyserückstandes beträgt. Die Schwerfraktion B 2 hat einen Anteil von 38,1 m. Der Kohlenstoffgehalt dieser Leichtfraktion wurde über den Glühverlust zu fast 53 m ermittelt. In der Leichtfraktion B 1 finden sich fast 28,5 Dó des ursprünglichen Heizwertes wieder. Die Kornfraktion kleiner 1 mm wird ebenfalls der Windsichtung unterworfen. Dabei fällt eine kohlenstoffreiche, mineralstoffarme Leichtfraktion C 1 und eine kohlenstoffarme, mineralstoffreiche Schwerfraktion C 2 an. Der Kohlenstoffgehalt dieser Leichtfraktion C 1 beträgt fast 40 %, S der der Schwerfraktion C 2 nur 10,6 Dó. Der Heizwert der Leichtfraktion C 1 wurde zu 3.168 kcal/kg ermittelt. Insgesamt finden sich also in nur 29,5 m des ursprünglichen Pyrolyserückstandes nach der Siebung und Sichtung 74 m des Heizwertes des Pyrolyserückstandes wieder. Das erfindungsgemässe Verfahren kann nicht nur zur Behandlung von Hausmüll, sondern auch für Klärschlamm, Shredderabfälle, Altreifen, Lackabfälle, Kunststoffabfälle, pflanzliche Reststoffe wie Stroh oder Holz, Papierabfälle und dgl. verwendet werden. Sie können für sich allein oder im Gemisch eingesetzt werden.

Claims: ANSPRÜCHE 1. Verfahren zur thermischen Behandlung von Abfallstoffen und Gemischen aus Abfallstoffen mit kohlenstoffhaltigen organischen Stoffen durch Entgasung und/oder Vergasung, dadurch gekennzeichnet, dass vom anfallenden Rückstand kohlenstoffärmere, mineralstoffreichere Fraktionen abge trennt werden. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtrennung durch Siebung und elektrostatische Sor tierung erfolgt. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem anfallenden Rückstand vor der elektrostatischen Sortierung die Stoffe grösser 10 mm und kleiner 0,01 mm, vorzugsweise grösser 3 mm und kleiner 0,05 mm, abgetrennt werden. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstände vor der elektrostatischen Sortierung trocken gewonnen und gekühlt werden. 5. Verfahren nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die trockenen Rückstände vor der elektrostatischen Sortierung auf Temperaturen unterhalb 1500C abgekühlt werden. 6. Verfahren nach den Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstände vor der elektrostatischen Sortierung durch Zugabe von Wasser, Durchleiten von wasserdampfhaltiger Luft oder von Wasserdampf auf einen Wassergehalt von 0,2-5 > , vorzugsweise 0,5-2 > , gebracht werden. 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die trockenen Rückstände grösser 10 mm, vorzugsweise grösser 3 mm, zur Abtrennung von kohlenstoffärmeren, mineralstoff reicheren Fraktionen unter 1000±, vorzugsweise 500C, abge kühlt und in eine wässige Phase gegeben werden. 8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem anfallenden trockenen Rückstand die Fraktion 0,5-15 mm, vorzugsweise 1-10 mm, durch Siebung abgetrennt wird und dass die Abtrennung der kohlenstoffärmeren, mineralstoffreicheren Fraktionen aus dieser Fraktion über eine Setzmaschine oder Herd bzw. durch Windsichtung erfolgt. 9. Verfahren nach Anspruch 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Fraktion kleiner 1 mm, vorzugsweise kleiner 0,5 mm, zur Abtrennung der kohlenstoffärmeren, mineralstoffrei cheren Fraktionen in einem Windsichter gesichtet wird. 10. Verfahren nach Anspruch 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Fraktion grösser 15 mm, vorzugsweise grösser 10 mm, zur Abtrennung der kohlenstoffärmeren, mineralstoffreicheren Fraktion auf einer Setzmaschine oder Herd bzw. in einem Windsichter behandelt wird. 11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rückstand eingesetzt wird, der aus der Entgasung und/oder Vergasung bei Temperaturen von 350-6500C, vor zugsweise 400550o± anfällt. 12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem einzusetzenden Abfall und den Abfallgemischen vor und/oder während der Temperaturbehandlung basische Zu satzstoffe zugesetzt werden. 13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Rückstände eingesetzt werden, die aus der thermischen Behandlung von Gemischen aus Abfallstoffen mit kohlenstoff haltigen organischen Stoffen, wie Steinkohle, Braunkohle, Waschberge, Flotationskohle, Russe, udgl., stammen.

Inventors: BERGHOFF, ROLF, DR., HILLEKAMP, KLAUS, DR.
Applicants: DEUTSCHE KOMMUNAL-ANLAGEN MIETE GMBH
Application year: 1984
Main classification: B03B9
IPC codes: B07B9, B03C7, B03B9