DE69729225T2

DE69729225T2 - Verfahren und vorrichtung zur rückgewinnung von energie aus müllsortierung und -verbrennung

Info

Publication number: DE69729225T2
Application number: DE69729225T
Authority: DE
Inventors: Siren Jian
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-05-22
Filing date: 1997-05-22
Publication date: 2005-05-19
Anticipated expiration: 2017-05-23
Also published as: JP2000512376A; WO1998053251A1; DE69729225D1; EP1013991B1; EP1013991A1; AU742345B2; JP3579875B2; EP1013991A4; AU2884897A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Rückgewinnen von Energie aus Abfallklassifizierungsverbrennung und Vorrichtungen dafür, und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Rückgewinnen von umgewandelten Produkten mit hoher Wertschöpfung, beispielsweise Brennöl, Kohleasche, Gase und feuerfeste Materialien durch das Klassifizieren von Abfällen in brennbare Abfälle und Kunststoffabfälle und das Kalzinieren derselben.
2. Beschreibung des Standes der Technik
In jüngster Zeit haben auf Grund der Diversifizierung im Alltag die Mengen an Abfällen, welche durch Haushalte und Fabriken verursacht werden, ständig zugenommen, wobei ihre Arten immer komplizierter werden. Es ist bekannt, dass Behandlungen unterschiedlicher Abfallarten unterschiedlich sind. Da allerdings das Sortieren von Abfällen schwierig ist, wird das Problem der Abfallentsorgung immer ernster und stellt ein Problem dar, das unverzüglich gelöst werden muss.
Die herkömmliche Abfallbehandlung umfasst die Kalzinierung oder Deponierung, ohne dass der Abfall zunächst sortiert oder nach Abfallart getrennt behandelt wird. Eine derartige Entsorgung von Abfällen verschmutzt nicht nur die Umwelt, sondern vermag offensichtlich auch nicht, das Ziel der Energierückgewinnung zu realisieren. Unter den Abfallarten sind Kunststoffabfälle auf Grund ihrer natürlichen Unabbaubarkeit und allmählichen Anhäufung Hauptschmutzstoffe geworden. Die herkömmliche Entsorgung von Kunststoffabfällen umfasst das Kalzinieren oder aber das Sortieren für die Rückgewinnung. Dabei umfasst das Kalzinierverfahren das direkte Verbrennen der Kunststoffabfälle, während das Sortier-Rückgewinnungs-Verfahren das Sortieren von Kunststoffabfällen und das Rückgewinnen der wieder nutzbar gemachten Kunststoffe umfasst. Ersteres ist voll und ganz eine Verbrauchstechnik, die aufwändiger Ausstattungen zum Verhindern sekundärer öffentlicher Ärgernisse wie Luftverschmutzung bedarf, während das Sortier-Rückgewinnungs-Verfahren mit dem Problem von Handhabungsschwierigkeiten infolge der großen Vielfalt von Kunststoffarten und darin enthaltenen Additiven behaftet ist. Zudem macht die schlechte Qualität wieder nutzbar gemachter Produkte den Rückgewinnungsvorgang unzweckmäßig.
In Jürgen Carl, Peter Fritz: Noell-Konversionsverfahren zur Verwertung und Entsorgung von Abfällen, EF-Verlag für Energie- und Umwelttechnik GmbH, Berlin 1994, wird eine indirekt beheizte Pyrolyse von zerkleinerten und getrockneten, jedoch nicht weiter klassifizierten Abfällen, umfassend eine Nachbehandlung von Koks aus dem Pyrolyserückstand und einen Vergasungsschritt mit Rückgewinnung von nutzbarem Gas aus dem Pyrolyseabgas und -koks, offenbart. Der Abfall wird durch Gasverbrennung in einer Rotationstrommel erhitzt, welche von einem Mantel für das Heizgas umgeben ist. Bei diesem Verfahren wird weder eine Beheizung mit einem organischen Abfallsanteil, noch eine Ölrückgewinnung namhaft gemacht. Das in einer Gaskühlstufe gewonnene Kondensat wird zum Vergasungsvorgang rückgeführt, mit dem Ziel, nur ein gasförmiges Produkt zu erreichen.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
In Anbetracht herkömmlicher Abfallentsorgungsverfahren, welche lediglich aus Gründen momentaner Zweckmäßigkeit angewandt werden, ohne die zukünftige globale ökologische Situation in Betracht zu ziehen, haben die Erfinder umfassende Pläne erstellt und Studien durchgeführt und in weiterer Folge ein Verfahren zur Abfallbehandlung und eine Vorrichtung dafür konzipiert, wobei Abfälle, nachdem diese durch die erfindungsgemäße Vorrichtung behandelt wurden, weder Raum ausfüllen, wie dies bei der Deponierung der Fall ist, noch die Umwelt verschmutzen, wie dies beim Kalzinierverfahren der Fall ist. Und überdies kann die erfindungsgemäße Vorrichtung mittels Abfallklassifizierung und -kalzinierung nutzlose Abfälle zu Produkten mit hoher Wertschöpfung, beispielsweise Brennöl, Kohleasche, Gas und feuerfeste Materialen, umwandeln, um dadurch das Ziel der Rückgewinnung von Energie zu realisieren.
Demzufolge ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Rückgewinnen von Energie durch Abfallklassifizierung und -kalzinierung und eine Vorrichtung dafür bereitzustellen, welches eine Reihe von Behandlungen, Klassifizierung, Kalzinierung und die Rückgewinnung von zu behandelnden Abfällen umfasst, um effizient Brennöl, Brenngase und wieder nutzbar gemachte Rückstände rückzugewinnen und Kraft und Wärme, welche durch das autarke Rückkopplungssystem benötigt werden, zuzuführen sowie die Möglichkeit einer durch die Abfallbehandlung verursachten sekundären Verschmutzung zu reduzieren.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung sowie ihre zahlreichen Vorteile werden durch die folgende ausführliche Beschreibung und die Zeichnungen besser verständlich. Es zeigen:
1 das Flussdiagramm des Verfahrens zur Energierückgewinnung durch Abfallklassifizierung und -kalzinierung gemäß der Erfindung;
2 das Flussdiagramm der zugehörigen Vorrichtung, welche beim Verfahren zur Energierückgewinnung durch Abfallklassifizierung und -kalzinierung gemäß der Erfindung verwendet wird;
3 das Flussdiagramm der zugehörigen Vorrichtung für das Abfallsortieren gemäß der Erfindung;
4 ein Diagramm, welches den Aufbau eines Kalzinierofens darstellt, der Kunststoffabfälle gemäß der Erfindung schmilzt; und
5 ein schematisches Diagramm, welches den Reaktionsofen für die irreversible Spaltreaktion von Ölgas gemäß der Erfindung darstellt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Bezugnehmend auf 1 sieht die Erfindung ein Verfahren zur Energierückgewinnung durch Abfallklassifizierung und -kalzinierung vor, umfassend folgende Schritte:
(1) Vorbehandlung
Zerstoßen verschiedener Abfälle (10) in einen zerstoßenen Zustand und Sortieren der zerstoßenen Abfälle auf der Grundlage des spezifischen Gewichts in: gemischten Abfall (11), organischen Abfall (12) und leichten Kunststoffabfall (13) usw., von denen der gemischte Abfall (11) weiter unterteilt werden kann, um Metall für den Verkauf abzuscheiden, während der Rest der Deponierung zugeführt oder in ein künstliches Riff umgewandelt werden kann;
(2) Abfallbehandlung
Der kunststoffhaltige leichte Abfall (13), der aus dem oben beschriebenen Vorbehandlungsschritt (1) gewonnen wurde, kann mit Lösemittel gemischt und einer Wärmeauflösungsbehandlung (2B) unterzogen werden, während der organische Abfall (12), der aus dem Vorbehandlungsschritt (1) gewonnen wurde, mit Gas (2A) kalziniert werden kann, wobei die erzeugte Hochtemperatur-Wärmeenergie beim Wärmeauflösen (2B) des leichten Abfalls (13) und beim Spalten von Kunststoffen in Ölgas (25) genutzt werden kann;
(3) irreversibles Spalten von Ölgas
Einführen von Ölgas (25) in einen Reaktor (31) und Durchführen einer irreversiblen Reaktion, um Moleküle unter geregelter Temperatur und geregeltem Druck zu spalten;
(4) Öl/Gas-Abscheidung
Auffangen von Ölgas (25), welches im oben genannten Schritt (3) gewonnen wurde, und stufenweises Kühlen auf nahezu Lufttemperatur, um es in einen flüssigen Zustand zu kondensieren und zu präzipitieren, welcher als Rohöl (41) rückgewonnen wird, während ein Teil der unkondensierten Gase als Brenngas (42) rückgewonnen wird;
(5) Brenngasenergierückgewinnung
Druckverflüssigen von Brenngas (42), das im oben beschriebenen Schritt (4) gewonnen wurde und Lagern oder Füllen desselben in Flaschen zum Verkauf oder zum Bereitstellen von Wärme in der Vorrichtung;
(6) Fraktionierte Destillation
Rohöl (41), welches im oben genannten Schritt (4) gewonnen wurde, kann erhitzt, gekühlt, fraktioniert destilliert und das Destillat (413, 414) aufgefangen werden;
(7) Energierückgewinnung aus Brennöl
Die aus der oben beschriebenen fraktionierten Destillation (6) gewonnenen Destillate können Beizen, Neutralisieren und dem Entfernen von Schmutzstoffen und dann dem Präzipitieren zum Bleichen unterzogen werden, und werden dann als reines Dieselöl oder Benzin rückgewonnen.
Auf der Grundlage des oben beschriebenen Verfahrens und Bezug nehmend auf 2 und 3 wird die Vorrichtung zur Energierückgewinnung durch Abfallklassifizierung und -kalzinierung gemäß der Erfindung ausführlich beschrieben. Die Vorrichtung der Erfindung umfasst: Müllabfuhrwagen (9), welcher Abfälle (10) transportiert und auf ein Förderband (90) entladen wird, um Abfälle (10) zu einem Brechwerk (91) zu befördern, welches darin mit einer Pulverisiermühle (911) zum Pulverisieren von Abfällen (10) ausgestattet ist. Die Pulverisiermühle kann eine enorme Windkraft erzeugen, welche den Wassergehalt von Abfall zu senken und pulverisierte Abfälle auf der Grundlage ihres spezifischen Gewichts zu sortieren vermag. Abfälle nach dem Sortieren gemäß dem spezifischen Gewicht können klassifiziert werden in: gemischte Abfälle (11), umfassend Metalle, Blechdosen, Kunstharze, Gestein, Holz, Bambus, Beton und so weiter, welche in Form eines Klumpens vorliegen und von denen größere Holzblöcke zur Verbrennung aufgegriffen werden können; organische Abfälle (12), umfassend gewöhnliche Haushalts-Küchenabfälle pflanzlicher und tierischer Herkunft sowie Baumäste und -blätter, welche zu feinen Körnern pulverisiert sind; und leichte Abfälle (13), umfassend Papier, Bekleidungsstücke, Plastiksäcke und dergleichen, welche zu Stücken pulverisiert sind. Diese drei Arten von Abfällen werden getrennt aus den Auslässen (X, Y, Z) der Pulverisiermühle (91) ausgetragen, von welchen die gemischten Abfälle (11), welche aus dem Auslass (X) ausgetragen werden, durch ein Deponierungsverfahren entsorgt werden können; die organischen Abfälle (12), welche aus dem Auslass (Y) ausgetragen werden, per Förderband (23) zu den Förderleitungen (23) der Brennplatte (23) im Kalzinierofen (20) befördert werden können; während die leichten Abfälle (13) aus dem Auslass (Z) per Förderband (93) zum Einlass (214) auf dem Deckel (213) des Spaltofens (21) im Kalzinierofen (20) befördert werden können.
Nunmehr auf 4 Bezug nehmend zeigt dort ein Diagramm den Aufbau des Kalzinierofens (20) in der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Energierückgewinnung durch Abfallklassifizierung und -kalzinierung, wobei der Ofenkörper (201) des Kalzinierofens (20) an einem geeigneten Ort darüber mit einem Spaltofen (21) versehen ist, und um den Ofenkörper (201) herum Kühlwasserleitungen (211) mit einem Ventil (212) an einem geeigneten Ort darauf, welches verwendet werden kann, um die Durchflussgeschwindigkeit von Kühlwasser zu regeln, um dadurch die Temperaturänderung im Spaltofen (21) zu steuern, vorgesehen sind. Ein Deckel (213) ist am oberen Ende des Kalzinierofens vorgesehen, welcher geöffnet werden kann, um leichte Abfälle (13) in den Spaltofen (21) einzutragen. Der Spaltofen ist mit einer Schwerölleitung (24) verbunden, welche ein Ventil (241) aufweist, das die Menge an Schweröl regeln kann, die in den Spaltofen (21) fließt (das Schweröl kann durch Schwerbenzine oder Leichtöl ersetzt werden), um das Spalten von Kunststoffabfällen innerhalb des Spaltofens (21) zu fördern. Der Spaltofen ist weiterhin mit einer Ölgasleitung (251) verbunden, welche Ölgas (25) rückgewinnen kann, das durch das Spalten von Kunststoffen, die in geschmolzenen leichten Abfällen (13) enthalten sind, im Spaltofen erzeugt wird. Die Schwerölleitung (24) kann weiterhin als Sicherheitssystem verwendet werden, in Fällen, in denen leichte Abfälle (13) große Mengen von Schäumen oder Schwämmen, die Wärme rascher aufnehmen, enthalten, oder wenn die Ölgasleitung (251) derart blockiert ist, dass erzeugtes Ölgas nicht austreten kann, was zu einem Druckanstieg innerhalb des Spaltofens (21) führen kann, dann können Öle, die im Spaltofen (21) enthalten sind, über die Schwerölleitung (24) in einen Schwerölbehälter ausgetragen werden, und unterdessen kann Ölgas mittels der Schwerölleitung (24) gekühlt werden, um die Gefahr von überhöhtem Druck zu verhindern.
An einem unteren Teil des Spaltofens (21) ist eine Brennplatte (22) vorgesehen, rund um welche Platte (22) eine Luftleitung (26), eine Gasleitung (27) und eine Abfallförderleitung (23) angeordnet sind. Die Abfallförderleitung (23) kann organischen Abfall (12) auf der Brennplatte verteilen (22), und nachdem er mit Luft (261) aus der Luftleitung (26) und Gas (42) aus der Gasleitung (27) vermischt wurde, kann der organische Abfall (12) auf der Brennplatte (22) verbrannt werden, wobei Wärme, die während des Verbrennens von organischen Abfällen erzeugt wird, direkt zum Spaltofen oberhalb der Brennplatte (22) übertragen werden kann, um Kunststoffe zu schmelzen und zu Ölgas (25) zu verdampfen, welches über die Ölgasleitung (251) ausgetragen wird. Darüber hinaus, da die Brennplatte (22) selbst mit einer Mehrzahl von Löchern (221) darauf versehen ist und sich derart drehen kann, dass Abfälle (12) gleichmäßig darauf verteilt werden können wie auch Asche (121) , die nach dem Verbrennen von Abfällen erzeugt wird, durch jene Löcher (221) auf eine bewegliche Platte (28) herabfallen kann, veranlasst, wenn eine ausreichende Menge von Asche (121) aufder beweglichen Platte vorhanden ist, das Gewicht der Asche die bewegliche Platte (28), derart zu kippen, dass jene Asche automatisch die bewegliche Platte entlang aus dem Ofenkörper (201) fließt. Ferner ist auf einer geeigneten Höhe innerhalb des Kalzinierofens (20) eine Rauchgasleitung (291) vorgesehen, welche in der Lage ist, Rauchgas (29) einzufangen, welches eine hohe Temperatur von 600°C aufweist, die durch das Verbrennen von organischen Abfällen (12) auf der Verbrennungsplatte (22) erzeugt wird, und das Rauchgas (29) in einen sekundären Kalzinierofen (202) einzuführen, wo die Temperatur des Rauchgases (29) auf 1000°C erhöht werden kann, und durch Hindurchtreten durch einen Wärmetauscher (203) kann es Hochdruck- und Hochtemperaturluft zur Verwendung in einer Dampf/Elektrizitäts-Heizkraftanlage (204) bilden, welche in die erfindungsgemäße Vorrichtung eingebunden ist.
Nach dem Einführen von leichten Abfällen (13) in den Spaltofen (21) des Kalzinierofens gemäß der Erfindung wird ein Ölmaterial (412) mit einem Gewichtsverhältnis von 1 : 10 (vorzugsweise ein Schweröl, da sein Siedepunkt über 400°C liegt, derart, dass es vor dem Sieden Kunststoffe auflösen und verdampfen kann) eingetragen. Dann wird der Ofen geschlossen und für den ersten Heizschritt auf 85–130°C erhitzt, um Kunststoffabfälle völlig aufzulösen. Daraufhin wird die Temperatur allmählich erhöht, die Gasentwicklung beginnt bei etwa 200°C, und der Druck steigt rapide an. Es sollte beachtet werden, dass die Druckregelung während des gesamten Heizverlaufs durch ständiges Austragen des inneren Ölgases (25) sorgfältig durchgeführt werden muss, um den Druck auf 4 Kg/cm² zu halten. In weiterer Folge wird das Erhitzen langsam fortgesetzt, um eine Temperatur von 340–380°C zu erreichen, wo die Kunststoffabfälle im Ofen klebrig werden. Wenn die Temperatur 400–450°C erreicht, ist die Gaserzeugungsgeschwindigkeit die schnellste, und bei 500°C sind alle vergasbaren Materialien vergast worden und durch die Ölgasleitung hindurchgeführt worden, um in weiterer Folge verarbeitet zu werden. Die Rückstände (131), die im Ofen zurückbleiben, umfassen Ausgangsfüllmasse und Restkohle, welche, nachdem sie unter reduziertem Druck abgekühlt wurde, in Form eines schwarzen, leichten, porösen, schwammartigen Materials vorliegt, welches als Adsorptionsmittel verwendet werden kann, oder, abhängig von der Art des Kunststoffabfalls, verwendet werden kann, um Produkte von kommerziellem Wert, beispielsweise Koks, Teer, Aktivkoks und so weiter, zu gewinnen. Darüber hinaus kann es auf Grund seiner Wärmebeständigkeit und niedrigen Wärmeleitfähigkeit verwendet werden, um hervorragende Materialien wie Kohleziegel (eine Art moderner feuerfester Ziegel), Wärmedämmstoffe und dergleichen herzustellen. Zudem können sie, nachdem sie mittels einer Mühle zu einem Pulver mit einer Teilchengröße von 2 mm zermahlen wurden, in Wärmedämmbeschichtungen für Kraftfahrzeuge verwendet werden, und wenn das Pulver mit klebrigem Asbest oder anderem feuerfesten Material und Wasser unter Rühreinwirkung in einem Mischer gemischt und dann extrudiert und kalziniert wird, können feuerfeste Ziegel hergestellt werden.
Wie in 5 dargestellt ist, ist der Reaktor (31) eine rechteckige Heizvorrichtung mit einer Anzahl von internen horizontalen Trennelementen (311), die entlang der vertikalen Achse angeordnet sind, von denen jedes an einem Ende davon eine Siebplatte (312) aufweist, wobei die Siebplatten auf benachbarten Trennelementen jeweils abwechselnd auf entgegengesetzten Enden zum Kommunizieren angeordnet sind, und diese Siebplatten können mit auf 2 Kg/cm² geregeltem Druck auf 500–600°C erhitzt werden. Wenn sich Gas (25), das im Spaltofen (21) des Kalzinierofens erzeugt wird, auf Grund unvollständigen Spaltens in einem reversiblen Zustand befindet, können die degradierten Ketten in Form einer Flüssigkeit oder eines Gels neu angeordnet werden, was die Leitungen blockieren könnte. Angesichts dessen wird gemäß der Erfindung dieses Ölgas (25) zuerst zum Vorheizen in den Reaktor (31) eingeführt, und dann werden mittels des Verzögerungseffekts der Siebplatten (312) Makromoleküle freigesetzt und allmählich in kleine Moleküle aufgespalten, wobei der Spaltvorgang im Spaltofen fortgesetzt wird, um dadurch die Umkehrreaktion zu blockieren, und gleichzeitig kann durch Regeln der Temperatur auf etwa 400°C das Aufspalten der Moleküle gestoppt werden, wobei es zu unmittelbarer Neuanordnung oder Stabilisierung kommt, so dass keine Umkehrreaktion stattfindet.
Ferner wird irreversibel gespaltenes Ölgas (25) durch einen ersten Kondensator (32) aufgefangen, und seine Temperatur wird stufenweise auf etwa 100°C gesenkt, um den chemischen Zustand des Gasflusses vollends zu stabilisieren. Unter diesem Umstand werden Makromoleküle zu kleinen umgewandelt, wobei ein Teil dieser zu Flüssigkeit kondensiert wurde. Hernach wird die Temperatur des Ölgases (25) mittels eines zweiten Kondensators (33) weiter auf eine Umgebungstemperatur von etwa 35°C gesenkt, wo das Ölgas (25) einer Präzipitation in einem Absetzbecken (34) unterzogen wird, um Schmutzstoffe aus der Flüssigkeit zu entfernen. Diese Schmutzstoffe werden aus einem Abwasserbehandler (35) ausgetragen, während das gereinigte Filtrat einem Öl/Gas-Abscheidebecken (40) zugeführt wird, um flüssige Alkane höher als C5 (Rohöl) (41) abzuscheiden. Andererseits werden nichtkondensierte gasförmige Alkane niedriger als C4 (42) druckverflüssigt und in einem Gaslagerbehälter (44) gelagert, welche nach dem Entfernen gefährlicher Schmutzstoffe in einem Wasserwaschbehälter in Flaschen (44) für den Verkauf verpackt werden oder bereitgestellt werden, um dem prozessinternen Kalzinierofen (20), dem sekundären Kalzinierofen (202), dem Reaktor (31) und der Fraktioniersäule (60) Brennstoff zuzuführen.
Das Rohöl (41) im Öl/Gas-Abscheidebecken (40) wird kontinuierlich in eine Fraktioniersäule (60) eingetragen, wo unter Erhitzen auf etwa 450 durch Verbrennen von Gas Destillat (411) durch einen Kühler (61) auf 450 °C kondensiert und dann mittels eines Destillators (62) einer stufenweisen Destillation unterzogen wird, und die Destillate werden dann aufgefangen und gelagert. Das bei 200–450°C gewonnene Destillat (413), das eine dieselnahe Qualität aufweist, wird in einem Öllagerbehälter (63) gelagert, während das bei 20–200°C gewonnene Destillat (414), das eine benzinnahe Qualität aufweist, in einem zweiten Öllagerbehälter (64) gelagert wird und zu Waschbehältern (65, 66) zum Beizen, Neutralisieren und Entfernen von Schmutzstoffen darin geführt wird, und dann, nach dem Entfernen von Spurenwasser mit aktiviertem Ton und Entfärben, als Diesel (671) und Benzin rückgewonnen werden kann, um im Diesellagerbehälter (67) bzw. im Benzinlagerbehälter (68) gelagert zu werden. Darüber hinaus kann Tetraethyl-Blei in das gewonnene Benzin eingebunden werden, um ausgereiftes Benzin (681) herzustellen, welches nach Einbindung von Methylbutylether zu bleifreiem Benzin (682) für den Verkauf an Tankstellen umgewandelt werden kann.
Darüber hinaus kann Schweröl (412), das sich in der Fraktioniersäule (60) abgesetzt hat, im Schweröllagerbehälter (45) rückgewonnen und in weiterer Folge im Spaltofen (21) des Kalzinierofens (20) verwendet werden.
Demzufolge vermag die Vorrichtung zur Energierückgewinnung durch Abfallklassifizierung und -kalzinierung nicht nur Abfälle zu sortieren und zu behandeln, sondern kann auch verschiedene Energiequellen in Abfällen (Gas, Diesel, ausgereiftes Benzin und dergleichen) rückgewinnen, wobei ein Teil der Energiequelle zum Aufrechterhalten des Betriebs der Erfindung verwendet werden kann, so dass die Erfindung autark ohne Zufuhr externer Energiequellen betrieben werden kann.
Selbstverständlich können zahlreiche Änderungen und Modifizierungen an der oben beschriebenen Ausführungsform der Erfindung vorgenommen werden, ohne von ihrem Umfang abzuweichen. Demzufolge wird, um den Fortschritt in der Wissenschaft und den zweckdienlichen Stand der Technik voranzutreiben, die Erfindung offenbart und soll lediglich durch den Umfang der beiliegenden Ansprüche eingeschränkt werden.
Erläuterung der Bezugszahlen

(1): Vorbehandlung
(10): Abfälle
(11): gemischte Abfälle
(12): organische Abfälle
(121): Asche
(13): leichte Abfälle
(131): Rückstände
(2): Abfallbehandlung
(2A): Kalzinierung organischer Abfälle
(2B): Wärmeschmelzen
(20): Kalzinierofen
(201): Ofenkörper
(202): sekundärer Kalzinierofen
(203): Wärmetauscher
(204): Dampf/Elektrizitäts-Heizkraftanlage
(21): Spaltofen
(211): Kühlwasserleitungen
(212): Ventil
(213): Deckel
(214): Einlass
(22): Kalzinierplatte
(221): Loch
(23): Förderleitungen
(24): Schwerölleitungen
(241): Ventil
(25): Ölgas
(251): Ölgasleitungen
(26): Luftleitungen
(261): Luft
(27): Gasleitungen
(28): bewegliche Platte
(29): heißes Rauchgas
(291): Leitungen für heißes Rauchgas
(3): irreversibles Spalten von Ölgasen
(31): Reaktor
(311): Trennelement
(312): Siebplatte
(32): erster Kondensator
(33): zweiter Kondensator
(34): Absetzbecken
(35): Abwasserbehandler
(4): Öl/Gas-Abscheidebecken
(40): Öl/Gas-Abscheidebecken
(41): Rohöl
(411): Destillat
(412): Schweröl
(413): Destillat
(414): Destillat
(42): Brenngas
(43): Gaslagerbehälter
(44): Gasflasche
(45): Schweröllagerbehälter
(5): Brenngas-Energierückgewinnung
(6): fraktionierte Destillation
(60): Fraktioniersäule
(61): Kühler
(62): Destillator
(63): Lagerung in erstem Öllagerbehälter
(64): Lagerung in zweitem Öllagerbehälter
(65, 66): Waschbehälter
(67): Dieselöllagerbehälter
(671): Dieselöl
(68): Benzinlagerbehälter
(681): ausgereiftes Benzin
(682): bleifreies Benzin
(7): Dieselöl-Energierückgewinnung
(9): Müllabfuhrwagen
(90): Förderband
(91): Brechwerk
(911): Pulverisiermühle
(92): Förderband
(X, Y, Z): Auslass

Claims

Verfahren zur Energierückgewinnung durch Abfallklassifizierung und -kalzinierung, umfassend folgende Schritte: (1) Vorbehandlung Zerstoßen verschiedener Abfälle (10) in einen zerstoßenen Zustand und Sortieren der zerstoßenen Abfälle auf der Grundlage des spezifischen Gewichts in: gemischten Abfall (11), organischen Abfall (12) und leichten Kunststoffabfall (13) usw., von welchen der gemischte Abfall (11) weiter unterteilt werden kann, um Metall für den Verkauf abzuscheiden, während der Rest der Deponierung zugeführt oder in ein künstliches Riff umgewandelt werden kann; (2) Abfallbehandlung Der kunststoffhaltige leichte Abfall (13), der aus dem oben beschriebenen Vorbehandlungsschritt (1) gewonnen wurde, wird mit Lösemittel gemischt und einer Wärmeauflösungsbehandlung (2B) unterzogen, während der organische Abfall (12), der aus dem Vorbehandlungsschritt (1) gewonnen wurde, mit Gas (2A) kalziniert wird, wodurch die erzeugte Hochtemperatur-Wärmeenergie beim Wärmeauflösen (2B) des leichten Abfalls (13) und beim Spalten von Kunststoffen in Ölgas (25) genutzt werden kann; (3) irreversibles Spalten von Ölgas Einführen von Ölgas (25) in einen Reaktor (31) und Durchführen einer irreversiblen Reaktion, um Moleküle unter geregelter Temperatur und geregeltem Druck zu spalten; (4) Öl/Gas-Abscheidung Auffangen des Ölgases (25), welches im oben genannten Schritt des Spaltens (3) gewonnen wurde, und stufenweises Kühlen desselben auf nahezu Lufttemperatur, um es in einen flüssigen Zustand zu kondensieren und zu präzipitieren, welcher als Rohöl (41) rückzugewinnen ist, während ein Teil der unkondensierten Gase als Brenngas (42) rückgewonnen wird; (5) Brenngasenergierückgewinnung Druckverflüssigen des Brenngases (42), das im oben beschriebenen Schritt der Abscheidung (4) gewonnen wurde, und Lagern desselben oder Abfüllen desselben in Flaschen zum Verkauf oder zum Bereitstellen von Wärme für die Vorrichtung innerhalb des Prozesses; (6) Fraktionierte Destillation Das Rohöl (41), welches im oben genannten Schritt des Abscheidens (4) gewonnen wurde, wird erhitzt, gekühlt, fraktioniert destilliert, und ein Destillat (413, 414) wird aufgefangen; (7) Energierückgewinnung aus Brennöl Die aus der oben beschriebenen fraktionierten Destillation (6) gewonnenen Destillate werden Beizen, Neutralisieren und dem Entfernen von Schmutzstoffen und dann dem Präzipitieren zum Bleichen unterzogen und werden dann als reines Dieselöl oder Benzin rückgewonnen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Ölmaterialien, die als Lösemittel verwendet werden, Schweröl, Schwerbenzine oder Leichtöl umfassen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die leichten Abfälle mit dem Lösemittel gemischt und dann der Wärmelösungsbehandlung (2B) unterzogen werden, deren Rückstände unter reduziertem Druck gekühlt werden, um ein schwarzes, leichtes, poröses, schwammartiges Material zu bilden, das als Rohmaterial für feuerfeste Ziegel verwendet werden kann.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Rückstände verwendet werden, um je nach der Art des Kunststoffabfalls Koks, Teer, Aktivkoks und dergleichen zu gewinnen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Spaltens (3) weiterhin das Einführen von gelöstem Ölgas in den Reaktor und das Erhitzen auf 500–600°C, wobei der Druck auf etwa 2 Kg/cm² geregelt wird, um die Reaktion umzukehren, umfasst, wodurch allmählich Makromoleküle freigesetzt und in kleine Moleküle gespalten werden, wobei sie sofortige Neuanordnung oder Stabilisierung als irreversible Reaktion erfahren.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Destillierens (6) weiterhin fraktioniertes Erhitzen des Rohöls, das im Schritt der Öl/Gas-Abscheidung (4) gewonnen wurde, auf etwa 450°C zur fraktionierten Destillation und Auffangen und Lagern der Destillate bei 20–200°C bzw. 200–400°C umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Schweröl, welches durch das Abscheiden in der fraktionierten Destillation von Schritt (6) gewonnen wird, rückgewonnen und als Wärmequelle beim Wärmeauflösen von Schritt (2) genutzt werden kann.
Vorrichtung zur Energierückgewinnung durch Abfallklassifizierung und -kalzinierung, umfassend: ein Brechwerk (91, 910), welches Abfälle in zerbrochene Stücke zerstößt und die zerbrochenen Abfälle unter Zugrundelegung ihres spezifischen Gewichts sortiert in: gemischte Abfälle (11), organische Abfälle (12) und leichte Abfälle (13), wobei die gemischten Abfälle durch Deponierung entsorgt werden können; einen Kalzinierofen (20), der die organischen Abfälle (12) und die leichten Abfälle (13) kalziniert, umfassend einen Spaltofen (21), der an einer geeigneten Position innerhalb des Kalzinierofens (20) vorgesehen ist und mit einem Deckel (213) an seinem oberen Ende zum Einführen der leichten Abfälle (13), einer Schwerölleitung (24) zum Einführen von Schweröl, um sich mit den Kunststoffabfällen zu vermischen und diese zu spalten, einer Ölgasleitung (251) zum Rückgewinnen von Ölgas (25), welches durch das Spalten der geschmolzenen Kunststoffe in den leichten Abfällen erzeugt wird, ausgestattet ist; eine Brennplatte (22), die an einem geeigneten Ort unterhalb des Spaltofens (21) vorgesehen und mit einer Luftleitung (26) , einer Gasleitung (27) und einer Abfallförderleitung (23) ausgestattet ist, wobei organische Abfälle (12) über die Abfallförderleitung (23) auf der Brennplatte (22) verteilt und mit Luft (261) und Gas (42), welche aus der Luftleitung (26) bzw, aus der Gasleitung (27) zugeführt werden, vermischt werden, wodurch die organischen Abfälle (12) auf der Brennplatte (22) einer Kalzinierungsbehandlung unterzogen werden, derart, dass dadurch erzeugte Wärme mit hohen Temperaturen indirekt zum darüber angeordneten Spaltofen (21) übertragen werden kann, zum Schmelzen und Verdampfen der Kunststoffe zu Ölgas (25), welches über die Ölgasleitung ausgetragen wird (251); einen Reaktor (31), welcher das Ölgas (25) entgegennimmt und unter geregeltem Druck erhitzt, um Moleküle als irreversible Reaktion zu spalten, einen Kühler (32, 33) , welcher die Produkte, die im Reaktor (31) gewonnen wurden, stufenweise auf nahezu Umgebungstemperatur herunterkühlt, um das Ölgas (25) zu kondensieren und dadurch Produkte zu erhalten; ein Absetzbecken (34), in welchem sich die kondensierten Produkte, die vom Reaktor (31) gewonnen wurden, absetzen; ein Öl/Gas-Abscheidebecken (40), welches die Produkte in Rohöl (41) und Brenngas (42) trennt; eine Fraktioniersäule (60), welche das Rohöl (41) erhitzt; einen Kühler (61), welcher das Rohöl kühlt (41); einen Destillator (62), welcher das Rohöl (41) stufenweise destilliert und auffängt und entsprechende Destillate lagert; Waschbehälter (65, 66), welcher das Beizen, das Neutralisieren und das Entfernen von Schmutzstoffen in den Destillaten durchführt, um reines Diesel und Benzin zu gewinnen; wohingegen Brenngas druckverflüssigt werden kann, umgelagert oder in Flaschen (44) zum Verkauf verpackt oder als Wärmequelle für die Vorrichtung genutzt zu werden.
Vorrichtung nach Anspruch 8, weiterhin umfassend einen sekundären Kalzinierofen (202), welcher ein Hochtemperatur-Rauchgas, das im Kalzinierofen erzeugt wurde, auf eine höhere Temperatur erhitzt, und einen Wärmetauscher (203) zum Nutzen der Wärmeenergie des Rauchgases in einer prozessinternen Dampf-Elektrizitäts-Heizkraftanlage.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei sich die Brennplatte (22) drehen kann und eine Mehrzahl von Löchern (221) umfasst, wodurch die organischen Abfälle gleichmäßig darauf verteilt werden, während Rückstände (121), die nach dem Verbrennen der organischen Abfälle anfallen, durch die Löcher (221) auf eine bewegliche Platte (28) unter der Brennplatte (22) herabfallen und die bewegliche Platte (28) veranlassen können, unter dem Gewicht der Rückstände (121) zu kippen, um die Rückstände (121) aus dem Kalzinierofen (20) auszutragen.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei der Reaktor (31) eine rechteckige Heizvorrichtung mit einer Anzahl von inneren horizontalen Trennelementen (311) ist, die entlang der vertikalen Achse angeordnet sind und Schichten im Reaktor (31) bilden, wobei jedes der Trennelemente (311) an einem seiner Enden eine Siebplatte (312) aufweist und die Siebplatten (312) auf benachbarten Trennelementen (311) jeweils abwechselnd auf einem entgegengesetzten Ende zum Kommunizieren angeordnet sind, wodurch Moleküle des Ölgases (25) Schicht um Schicht gespalten werden.