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Title:
PROCESS AND FACILITY FOR PYROLYSIS OF PLASTICS, SPECIAL WASTE CONTAINING ORGANIC MATERIALS, ETC., IN MODIFIED SAND COKES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1989/012086
Kind Code:
A1
Abstract:
In a process for pyrolysis of plastics, special waste containing organic materials, old tyres, toxic spent oils, chlorofluorocarbons, etc., in modified sand cokes, the material is gently pyrolysed by a fine-particle heat carrier heated to approx. 400-700°C in a vertical reactor. Also described is a two-stage facility in which the first stage is heated at approx. 400-500°C and the second stage at approx. 600-800°C.

Inventors:
GREUL ARTUR RICHARD (DE)
Application Number:
PCT/DE1989/000411
Publication Date:
December 14, 1989
Filing Date:
June 09, 1989
Export Citation:
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Assignee:
GREUL ARTUR RICHARD (DE)
International Classes:
A62D3/40; C10B49/18; C10B53/00; C10B53/07; C10B57/02; A62D101/20; A62D101/22; (IPC1-7): C10B53/00
Foreign References:
EP0297408A21989-01-04
DE971243C1958-12-31
DE977147C1965-04-01
US2906674A1959-09-29
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Claims:
- 6 —P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zur Pyrolysierung von Kunststoffen, Teilen or¬ ganischen Sondermülls, auch chlorierter und/oder fluo¬ rierter Stoffe, auch Gemischen mit Kohlenwasserstoffen daraus unter absolutem Luftabschluß im modifizierten Sandkoker, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die ggf. vorzerkleinerten Materialien über eine Schleuse (41) einem vertikalen Reaktor (40) zugeführt werden, dem gleichzeitig über einen Auf gabezyklon (42) mit Schleuse (41a) ein auf ca. 400 700 °C erhitzter, feinkörniger Wärme träger, z.B. Sand, Feinerz, Rest¬ schlacke etc., von einem Durchmesser von 0,5 3 nun in einem GewichtsMengen— erhältnis von 1 : 4 bis 1 : 8 zugegeben wird, welche beim Eintrag im Reaktor (40) durch einen Egalisator (44) innig vermischt wer¬ den , die Mischung durch die Abwärtsbewegung im Reaktor (40) in steter Bewegung gehalten und am Fuße des Reaktors (40) von mindestens einer horizontalen Transport¬ schnecke (45) übernommen wird, die im Troge versetzt mit einem Sieb (50) versehen ist, durch welches der Wärmeträger in einen Bunker (51) abläuft, der Pyrolysekoks unter Luftabschluß einer Mühle zuge¬ führt und auf 0,5 bis 3 mm gemalen wird, um ggf. über Eingabe (57) zur Erhitzung des Wärmeträgers als Er¬ satz für Pyrolysegas zu dienen.
2. Verfahren zur Pyrolysierung von Kunststof en, Teilen or¬ ganischen Sondermülls, auch chlorierter und/oder fluo¬ rierter Stoffe, auch Gemischen mit Kohlenwasserstoffen daraus unter absolutem Luftabschluß im modifizierten Sandkoker, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß bei zweistufiger Pyrolyse über einen Dosierer (59) aus einem Silo (58) ein auf 6C ois 8CO C erhitzter Wärme träger für eine Nachpyrolyse dem Material zuge¬ geben wird, der versetzt über ein Trogsieb (63) in einen Bunker (61) abgezogen und über einen Dosierer (62) und Leitung (64) in einen Gasstrom dem Auf gabe¬ zyklon (42) mit einer Temperature von 4O0 bis 500 °C zur Vorpyrolyse im Reaktor (40) zugeführt wird, der Pyrolysekoks unter Luftabschluß einer Mühle zuge¬ führt und auf 0,5 bis 3 mm gemahlen wird, um ggf. über Eingabe (57) zur Erhitzung des Wärmeträgers als Ersatz für Pyrolysegas zu dienen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß pastöse und dickflüssige Stoffe durch geeignete Materialien wie z.B. Sägespäne, Säge¬ mehl etc. verfestigt und so dem zu pyrolysierenden Ma¬ terialstrom zugegeben werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 und 3, dadurch g e ¬ k e n n z e i c h n e t , daß gasförmige oder flüs¬ sige Stoffe, ggf. vorerhitzt, über Düse oder Lanze (47) eingegeben werden .
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 und 3 und 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die über Leitung (46) abgezogenen Pyrolysegase mit den kondensierbaren Dämpfen zur Weiterverarbeitung einer Hydrierung zuge¬ führt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 und 3 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß überschüssiges Pyro¬ lysegas ggf. zur Wassersto ferzeugung genutzt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 und 3 bis 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Verfahren auch in geteilten Transportschnecken durchgeführt werden kann.
8. Verkokungsvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 oder 2 und 3 bis 7, dadurch g e ¬ k e n n z e i c h n e t , daß alle Teile, die hohem Verschleiß unterworfen sind, wie z.B. Schneckentröge, Sehnec enWindungen der Transportseite, Zyklone etc., mit einem Verschleißsdutz, wie z.B. Schmelzbasalt, ver¬ sehen sind.
9. Verkokungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch g e ¬ k e n n z e i c h n e t , daß er geteilte Transport¬ schnecken aufweist.
Description:
Verfahren zur Pyrolisierung von Kunst¬ stoffen, Teilen organischen Sondermülls etc. im modifizierten Sandkoker und Vorrichtung zu seiner Durchführung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur pyrolytischen Verwertung von Kunststoffen, aber auch Teilen von orga¬ nischem Sondermüll, Altreifen, Fluorchlorkohlenwasser¬ stoffen usw., sowie dadurch.die Rückgewinnung wert¬ voller Rohstoffe.

In der Bundesrepublik Deutschland fallen pro Jahr ca. 5 Mio. t Sondermüll an mit steigender Tendenz, die zu mehr als 25 Prozent als pyrolysefähig zu betrachten sind. Durch Getrenntsammlung beim Hausmüll könnten täglich Tau¬ sende von Tonnen Kunststoff der Pyrolyse zugeführt werden. All diese Stoffe werden deponiert oder verbrannt.

Die Verbrennung von Sondermüll an Land, im Drehrohrofen sowie FCKW zu Schiff auf See ist die am meisten prakti¬ zierte Beseitigungsart mit all ihren Risiken: Explosionen, Brände, Entweichen von hochtoxischen Gasen und Dämpfen und ca. 6COO m Abgas pro Tonne Sondermüll sowie ihrer Unzu- verlassigkeit, denn Drehrohrofenanlagen, die bei ca. 120O °C arbeiten, stehen im Durchschnitt ein Drittel des Jahres wegen Reparaturen still, so daß meist zwei Anlaαen gebaut werden müssen, um eine zu betreiben.

Als weiteres ist die Pyrolysierung im indirekt beheizten Drehrohr vorgeschlagen (Noell, Salzgitter). Sie wurde auch bis Mai 1988 als Versuchsanlage betrieben. Es hat große Probleme mit der zwangsläufig großdimensionierten Abdichtung des Drehrohrs sowie des Eintragsystems gegeben, die noch nicht behoben sind.

Ersatz

Ein weiterer Vorschlag ist unter DE-PS 26 58 371 ' ge¬ macht durch die Pyrolysieruπg von Altreifen, aber auch Kunststoffen, Kunststoffabfällen etc. in der Wirbel¬ schicht mit einem Wirbelmate ial, das eine Korngröße kleiner als 0,5 mm und einer Temperatur zwischen 650 bis 9CO C vorsieht. Eine Anlage wurde erbaut (Eben¬ hausen) , geplante Durchsatzmenge 6θOO t/a.

Wegen der beschriebenen, aber auch erkannten Nachteile aller Verfahren konnte sich bis heute nur die Verbren¬ nung im Drehrohrofen halten.

Die vorliegenden Erfindung geht von der Aufgabe aus, ein Verfahren zur Pyrolysierung im modifizierten Sand- koker zu schaffen, bei dem die für eine praktische Brauchbarkeit entscheidenden Forderungen nach hoher Sicherheit beim Betrieb, geringe Emissionen, da kaum Abgase, lange Standzeiten sowie hohe Durchsatzmengen, schnelle Durchheizung und damit eine vollständige Ent¬ gasung im jeweiligen Temperaturspektrum gegeben sind. Hierzu ist der Sandkoker so auszurüsten, daß er allen Anforderungen genügt.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe mit den Ver¬ fahren nach den Ansprüchen 1 und 2 und der Verkokungs- vorrichtung nach Anspruch 8.

Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß der in den 5θer und 60er Jahren konzipierte Sandkoker zur Schwelung von Steinkohlenbriketts, wie unter den DE-PS'n 971 243, 977 147 sowie 14 71 556 mit Zusatzpa¬ tenten sowie 15 71 639 mit Zusatzpatenten beschrieben, in modifizierter Form eine perfekte und schonende Pyro¬ lyse im jeweiligen Temperaturbereich gewährleistet.

Es hat sich gezeigt, daß in den einzelnen Stufen be¬ stimmte Temperaturen für gegebene Materialien fast

genau eingehalten werden können, so daß eine höchstmög¬ liche Genauigkeit in der Prozeßführung machbar ist, was ein gutes Recyclingergebnis bedeutet.

Es hat sich ferner gezeigt, daß Shreddergut, Kunststoffe wie PVC etc., chlorierte Kohlenwasserstoffe, etwa Hexa- chlorbenzol (HCB), polychlorierte Biphenyle (PCB) oder Dibenzofurane und Dioxine (TCDD), Chlorkohlenwasserstoff¬ gemische aus der Pflanzenschutzmittelproduktion mit einem vergleichsweise hohen Gesamtgehalt an gebundenem Chlor von mehr als 50 Prozent und vielen Materialien und Stoffen mehr, die als Sondermüll gelten, nach diesem Verfahren pyrolysiert und der darauffolgenden Hydrierung sowie katalytischen Dehydrochlorierung im KTI-Relube- oder Chloroff-Verfahren, welches sich als Hydrodechlorierungs- Verfahren darstellt, verarbeitet werden, so daß eine Ver¬ nichtung durch Deponierung, Verbrennung, auch Seeverbren¬ nung entfällt, vielmehr all diese Stoffe und ähnliche andere einem ganz normalen Recycling zugeführt werden können.

Es muß darauf hingewiesen werden, daß alle Teile, die un¬ ter Vorrichtungsanspruch 8 genannt werden, hoher Abrasi- vität unterworfen sind, so daß eine Auskleidung mit einem Verschleißschutz geboten ist. Auch können die Transport¬ schnecken geteilt nach beiden Seiten austragen.

Beispiel 1 (Fig. 1)

Vorzerkleinerte Kunststoffe aus einer Getrenntsammlung bei der Hausmüllentsorgung sowie toxische Altöle, welche in Sägespänen gebunden wurden, gebundene trockene Farben und Lackschlämme werden über einen nicht dargestellten Roll¬ gurtförderer über eine Schleuse 41 in den Pyrolysereaktor 4+ eingetragen. Gleichzeitig wird durch Gebläse 48 und über Erhitzer 49 ein aufgeheizter Wärmeträger über Leitung 52 durch einen Gasstrom einem Aufgabezyklon 42 zugeführt, om Heiz- bzw. Transportgas getrennt und über Schleuse 1a im Zyklon 42

gleichfalls dem Reaktor 40 zugeführt und durch den Egalisator 44 gleichmäßig verteilt. Hierbei setzt so¬ fort die Entgasung bzw. die Verkokung ein, wobei die entstehenden Pyrolysegase und -dämpfe über Leitung 46 zur Weiterverarbeitung abgezogen werden. Das Pyrolyse¬ gut mit dem Wärmeträger wandert durch die eigene Schwer¬ kraft nach unten und wird von mindestens einer Trans¬ portschnecke 45 übernommen und über ein Sieb 50, wel¬ ches versetzt zum Reaktor 40 angeordnet ist, geführt. Hier läuft der Wärmeträger im Eunker 51 ab und wird über Dosierer 60 und Gebläse 48 über den Erhitzer 49 und Leitung 52 zum Aufgabezyklon 42 zurückgeführt. Der in der Schnecke 45 verbleibende Pyrolysekoks wird heiß einer nicht dargestellten Mühle zugeführt und auf eine Korngröße 0,5 bis 3 mm gemahlen und dann über Leitung 57 dem Erhitzer 49 ggf. als Energieträger zugeführt. Die notwendige Luft wird über Leitung 56 in das Kreislaufgas der Leitung 53 zugegeben. Überschüssiges Kreislaufgas wird abgezogen.

Beispiel 2 (Fig. 2)

Um eine schonende Pyrolyse durchzuführen, kann man mit zwei oder mehreren Wärmestufen arbeiten, indem man das bei niedriger Temperatur vorpyrolysierte Gut durch Zugabe eines höher erhitzten Wärmeträgers über einen Dosierer 59 aus Silo 58 in der Transportschnecke 45 nachpyrolysiert und die Pyrolysegase über Sammelleitungen 55 und Abgabe 46 abführt. Der hocherhitzte Wärmeträger aus Erhitzer 49 wird über eine Leitung 52 in einem Gasstrom dem Silo 58 zugeführt, während das heiße Abgas über Leitung 54 dem Gebläse 65 zugeführt wird. Über Sieb 63 wird der Wärme¬ träger in Bunker 61 abgezogen und über Dosierer 62 mit Gebläse 65 und Leitung 64 dem Aufgabezyklon 42 mit der Restwärme, die hier noch ca. 400 - 500° C beträgt, zuge-

führt. Der Koks wird wie vor behandelt.

Mit einem Sandkoker dieser Modifizierung können bei

3 einem Rauminhalt von ca. 2C m ca. 1150 t/d Pyrolyse¬ gut durchgesetzt werden, wobei, wenn als Wärme räger Sand verwandt wird, ca. 70O0 t/d im Kreislauf umge¬ wälzt werden. Auf den ersten Blick hält man dies für sehr aufwendig. In Wirklichkeit beträgt der Energie¬ bedarf für den Sandtransport rund 35θ kwh: das sind auf den Durchsatz bezogen 7 kwh/t.