NL8600881A - Afval-vernietiging. - Google Patents

Description

« ï'V

Afval-vemietiging.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vernietigen van huishoudelijk en industrieel afval om een uitloging-bestendige slak te vormen en een gas waarin de brandbare bestanddelen in hoofdzaak 5 bestaan uit uitsluitend en CO.

Heden ten dage wordt dergelijke afval naast storten bijna uitsluitend verwerkt door middel van totale verbranding. In de verbrandingsstap wordt een betrekkelijk lage temperatuur bereikt als gevolg van de 10 geringe verbrandingswaarde, het hoge gehalte aan water en de ongelijkmatige samenstelling. Dit betekent dat de verbranding onvolledig is en dat zware koolwaterstoffen worden gevormd.

Onbrandbare bestanddelen worden afgevoerd als as waarin de bestanddelen zijn ontleed of in het geheel niet zijn gebonden 15 hetgeen oorzaak is van stortproblemen zoals stof en van schadelijke stoffen die gemakkelijk uit de as worden uitgeloogd.

Het doel van de uitvinding is het bewerkstelligen van een proces dat de hierboven genoemde bezwaren opheft en een voor het milieu gunstige 20 werkwijze biedt waarbij het resterende product praktisch vrij is van alle niet-gehonden vervuilende stoffen -2- » ν' en een brandbaar gas wordt geproduceerd waarin de brandbare bestanddelen in hoofdzaak uitsluitend en CO.zijn.

Dit wordt bereikt door middel van de werkwijze volgens de uitvinding die 5 de stappen omvat van: a) het toevoeren van het afvalmateriaal aan de top van een schachtoven terwijl tegelijkertijd energie wordt toegevoerd in de vorm van heet oxiderend gas aan de bodem van de schacht-oven, 10 b) het af voeren van vloeibare slak vanuit de bodem van de ovenschacht en het onttrekken van het gegenereerde gas aan de top van de ovenschacht, en c) het toevoeren van het gegenereerde gas aan een volgende reactiekamer terwijl tegelijkertijd energie wordt toe-15 gevoerd in de vorm van een heet gas.

Het in de ovenschacht gegenereerde gas bevat vervuiling opleverende stoffen, zoals zware koolwaterstoffen. De toevoer van energie aan de volgende reactiekamer en de aanwezigheid van water dat is verdampt uit 20 het afvalmateriaal zijn er oorzaak van dat de koolwaterstoffen thermisch worden gekraakt om CO en te vormen.

Volgens een eerste uitvoeringsvoorbeeld van de uitvinding wordt een oxiderend gas, bij voorkeur lucht,die is verwarmd in een piasmagenerator, 25 gebruikt voor het toevoeren van energie aan de bodem van de schachtoven. De temperatuur kan aldus nauwkeurig en snel worden ingesteld op het gewenste niveau volgend op variaties in de samenstelling van het afval.

Volgens een tweede 30 uitvoeringsvoorbeeld van de uitvinding wordt het hete gas dat aan de volgende reactiekamer wordt toegevoerd, in een piasmagenerator verwarmd. Het gebruik van een piasmagenerator voor het verwarmen van het gas geeft het een uiterst hoge ener- "> Λ ^ ' - .

-3- gie dichtheid en het volume aan gas dat nodig is voor de gewenste hoeveelheid energie, is daarom betrekkelijk klein.

Volgens nog een ander uitvoeringsvoorbeeld van de uitvinding worden fijn 5 verpoederde cokes en/of waterdamp geïnjecteerd in de volgende reactiekamer om te compenseren voor een te geringe concentratie van C en/of H^O.

Volgens weer een ander uitvoeringsvoorbeeld van de uitvinding wordt het gas 10 tevens onderworpen aan een katalytische reiningsstap teneinde alle resten van zware koolwaterstoffen te verwijderen. Het gas wordt door een kamer die een katalysator bevat, gevoerd. De katalysator is bij voorkeur kalk of dolomiet, maar ook andere katalysatoren zijn bruikbaar, zoals nikkel.

15 Het proces wordt bij voorkeur zo geregeld dat de temperatuur van het gas dat de schachtoven verlaat, tenminste 800°C bedraagt en de temperatuur van het gasmengsel dat de volgende reactiekamer verlaat, hoger is dan 1000°C, bij voorkeur ongeveer 1200°C.

20 De hoge temperatuur in de volgende reactiekamer levert een praktisch totale thermische desintegratie van zware koolwaterstoffen die in het gas aanwezig zijn.

Een temperatuur die het smeltpunt van de slak overtreft, wordt in het onderste 25 gedeelte van de schacht in stand gehouden. Wanneer de slak stolt worden onbrandbare bestanddelen van een omhulling met glas voorzien waardoor dus de slak veilig kan worden gestort.

Volgens een nog ander uitvoeringsvoorbeeld van de uitvinding worden chloor-30 houdende verbindingen uit het gas verwijderd door dit na afkoeling door een kamer te leiden die ongebluste kalk bevat. De ongebluste kalk wordt bij voorkeur uit een voorafgaande katalytische zuiveringsstap ontleend waarin kalk/dolomiet -¾ -4- is uitgegloeid als gevolg van de hoge begintemperatuur van het gas.

Andere voordelen en kenmerken van de uitvinding zullen blijken uit de volgende 5 beschrijving in bijzonderheden die verwijst naar de bijgaande tekeningen waarin figuur 1 een schematisch aanzicht toont van een installatie voor het uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding, en 10 figuur 2 een orgaan toont voor de katalytische desintegratie van zware koolwaterstoffen en de verwijdering van chloorhoudende verbindingen uit het gas dat bij de pyrolyse van het afval is gegenereerd.

Het afvalmateriaal 15 wordt via een geschikte sluis 2 toegevoerd aan een sehacht-oven 1. Energie en oxidatiemiddel worden toegevoerd aan de onderzijde van de schachtoven door middel van één of meer voorzieningen voor de toevoer van hete lucht in het getekende uitvoeringsvoorbeeld. Deze voorzieningen kunnen bijvoorbeeld 20 plasma-generatoren zijn. Het bij pyrolyse gegenereerde gas wordt onttrokken via een verzamelpijp 5 die in het getoonde uitvoeringsvoorbeeld zo is aangebracht dat gas' wordt onttrokken onder het oppervlak 7 van het afvalmateriaal 6 in de schachtoven.

25 Het aldus gegene reerde gas wordt vervolgens geleid -naar een volgend reactie-kamer 8. Door middel van een heet gas dat in het getoonde voorkeursuitvoeringsvoorbeeld wordt verhit in een piasmagenerator 9, wordt energie toegevoerd. Al het gas of een 30 gedeelte daarvan kan door de piasmagenerator worden geleid.

Fijn verpoederd cokes en/of waterdamp kunnen eveneens worden toegevoerd indien dat nodig is via lansen 10 dicht bij de inlaat 11 voor het door middel van de piasmagenerator verwarmde 11 Μ -.

-5- gas. Verontreinigingen, voornamelijk in de vorm van zware koolwaterstoffen, worden in deze reactiekamer thermisch gedesintegreerd.

Na thermische des- 5 integratie kan het gas worden onderworpen aan een verdere reiniging in een orgaan 12 dat in de tekening slechts schematisch is aangeduid in de vorm van een lege kamer. Bijvoorbeeld kan fijn verpoederde kalk in deze kamer worden geïnjecteerd voor katalytische desintegratie van alle zware 10 koolwaterstoffen die in het gas zijn achtergebleven. Anders kan het gas worden gevoerd door een vulling van kalk in de vorm van brokken of van een andere katalysator voor het desintegratie-proces.

Het gas kan vervolgens 15 worden onderworpen aan een chloor-zuiveringsstap die in meer bijzonderheden wordt beschreven onder verwijzing naar figuur 2, en in een laatste stap kan uit het gas kwik worden verwijderd door condenseren.

De gas-zuiverings- 20 installatie die in figuur 2 is voorgesteld, omvat een.eerste kolom 13 die een vulling 14 van kalk en dolomiet bevat dat in de kolom is gebracht via een sluisinrichting '15. Het gas uit de volgende reactiekamer wordt toegevoerd, eventueel na warmtewisseling, via een gasinlaat 16 aan de onderzijde 25 van de kolom en wordt via een uitlaat 17 aan de top van de kolom weggevoerd na door de vulling te zijn gegaan. Aan de onderzijde van de schacht is een uitvoertafel of dergelijke aangebracht voor het afvoeren van geheel of gedeeltelijk uitgegloeide kalk via een gasdichte sluisinrichting 18.

30 De geheel of gedeeltelijk uitgegloeide kalk wordt vervolgens op een transportband of dergelijke, in de tekening bij 19 aangegeven, via een sluisinrichting 21 getransporteerd om in een tweede -6- £.

V *· schacht 20 een vulling 22 te vormen.

Het uit de schacht 13 uitgestoten gas gaat door een pijp 23 naar een warmtewisselaar 24 en wordt bij voorkeur met lucht daarin gekoeld 5 waarbij de warmte uit het gas kan worden benut in eerdere processtappen of voor andere doeleinden. Het gas wordt vervolgens door de pijp 25 naar een lage gasinlaat 26 in de tweede schacht gevoerd en door de vulling 22 heen geleid alvorens door een gasuitlaat 27 die zich bevindt aan de 10 top van schacht 20, te worden afgevoerd. Een uitvoer-tafel of dergelijke is aan de onderzijde van de schacht aangebracht voor het afvoeren van het product dat wordt gevormd tijdens het chloor-zuiveringsproces, en wel via een gasdichte sluis-inrichting 28.

15 De temperatuur van het gas dat wordt ingevoerd aan de onderzijde van de eerste

O

schacht, zal hoger zijn dan ongeveer 800 C. Bij deze temperatuur wordt kalk uitgegloeid en vormt de kalk CaO + CC^. Het gehalte aan zware koolwaterstoffen van het gas zoals teer-20 stoffen en dergelijke, wordt gekraakt met behulp van en/of CC>2 met CaO als katalysator. De kwaliteit van de kalk moet worden gekozen in overeenstemming met de heersende temperatuur van het gas omdat verschillende soorten kalk bij verschillende temperaturen in ongebluste kalk worden 25 omgezet. In deze eerste stap werkt dus de kalk slechts als katalysator bij het kraken en wordt de kalk niet door de chemische samenstelling van het gas beïnvloed . De afgevoerde uitgegloeide kalk zal nog steeds in de vorm van brokken zijn, maar aanzienlijk poreuser zijn geworden.

30 Wanneer de teer stoffen of de zware koolwaterstoffen zijn verwijderd kan het gas zonder moeilijkheid aan een warmtewisseling worden onderworpen. Dit wordt bij voorkeur uitgevoerd met gebruikmaking ' .· ~ ' - . 'j 1

V

-7- van koude lucht en de verwarmde lucht kan vervolgens worden gebruikt in een of meer van de voorafgaande processtappen.

De uitgegloeide kalk wordt verder getransporteerd naar de tweede schacht 5 om een vulling te geven die wordt benut voor het reinigen van het gas van chloorverbindingen en/of van chloor. CaO en 2HC1 reageren hier bijvoorbeeld met het vormen van CaCl2·

Deze reactie moet plaatsvinden bij een temperatuur onder het smeltpunt van CaCl2 in de vorm waarin het zich voordoet.

10 Het gas dat de tweede schacht verlaat, is dus vrij van koolwaterstofverbindingen en van chloorverbindingen en, na eventueel kwik door condensatie te hebben verwijderd, zullen de enige brandbare bestanddelen zijn CO en Na verbranding kan het gas dat 15 nu slechts C02, HjO en N2 bevat, worden losgelaten op de atmosfeer.

De werkwijze volgens de uitvinding verschaft aldus de mogelijkheid alle schadelijke stoffen voor de omgeving die gewoonlijk grote problemen 20 veroorzaken in de momenteel in gebruik zijnde gebruikelijke processen, te verwerken en om te zetten in schadeloze producten, eventueel zelfs nuttige producten, zoals CaCl2.

• i

Claims (13)

1. Werkwijze voor het vernietigen van afval om daarbij een tegen uitloging bestendige slak te vormen alsmede een gas dat als brandbare bestanddelen slechts en CO bevat, gekenmerkt door de 5 stappen: a) het toevoeren van het afvalmateriaal aan de top van een schachtoven terwijl tegelijkertijd energie wofdt toegevoerd in de vorm van heet oxiderend gas aan de onderzijde van de schachtoven, 10 b) het afvoeren van vloeibare slak vanuit de onderzijde van de ovenschacht en het onttrekken van het gegenereerde gas aan de top van de ovenschacht, en c) het toevoeren van het gegenereerde gas aan een volgende reactiekamer terwijl tegelijkertijd energie wordt toe-15 gevoerd in de vorm van een heet gas.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het hete gas dat aan de volgende reactiekamer wordt toegevoerd, wordt verhit door middel van een piasmagenerator.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat het hete gas dat aan de volgende reactiekamer wordt toegevoerd, bestaat uit lucht, teruggewonnen gas of stikstof.

4. Werkwijze volgens 25 conclusie 1, 2 of 3, met het kenmerk, dat in de volgende reactie- /' ' J V ·.) J a* Sr kamer waterdamp wordt geïnjecteerd.

5. Werkwijze volgens één van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat fijn verdeelde cokes wordt geïnjecteerd in de volgende reactie-5 kamer.

6. Werkwijze volgens één van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat het hete gas dat aan de onderzijde van de schachtoven wordt toegevoerd, wordt verhit in een plasma-generator.

7. Werkwijze volgens één van de conclusies 1 t/m 6, met het kenmerk, dat het aan de onderzijde van de schacht toegevoerde hete gas uit lucht bestaat.

8. Werkwijze volgens 15 één van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat het wordt onderworpen aan een katalytische reiniging in een volgende stap.

9. Werkwijze volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat het gas wordt gevoerd door 20 een vulling die bestaat uit kalk in de vorm van brokken. IQ. Werkwijze volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat verpoederde kalk in het gas wordt geïnjecteerd.

11. Werkwijze volgens 25 één van de voorafgaande conclusies, met het kenmërk, dat alle chloor bevattende verontreinigingen die in het gas aanwezig zijn, worden gekraakt door het gas te laten gaan door een kamer die een vulling van ongebluste kalk bevat.

12. Werkwijze volgens 30 conclusie 11 en conclusie 9, met het kenmerk, dat ongebluste kalk die bij de katalytische desintegratie is gekregen, voor het kraakproces wordt benut.

13. Werkwijze volgens , ' ' ‘ I i Λ -W- één van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat het proces zo wordt bestuurd dat de temperatuur in het gas dat de schachtoven verlaat, ten hoogste 800°C bedraagt.

14. Werkwijze volgens 5 één van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat de hoeveelheid energie die wordt toegevoerd aan de volgende kamer, zo wordt bestuurd dat de temperatuur van het gasmengsel dat in de volgende reactiekamer wordt gegenereerd, boven ongeveer 1000°C ligt. -o-o-o-o-o-o-o-o-o-o-o- ' ·. " ; ~ y 1 ' -J :J '7 *