WO1990002162A1 - Allothermes verfahren zur erzeugung eines brenngases aus müll oder aus müll zusammen mit kohle und vorrichtung zur durchführung des verfahrens - Google Patents

Allothermes verfahren zur erzeugung eines brenngases aus müll oder aus müll zusammen mit kohle und vorrichtung zur durchführung des verfahrens Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to a method for producing a fuel gas suitable for public supply from waste or from waste together with coal.
  • energy-containing garbage e.g. B. household waste and other waste, such as industrial waste, viewed. Also e.g. This includes wood waste or other types of biomass.
  • energy-containing waste means carbon-based waste.
  • the garbage is burned in a furnace and the heat contained in the flue gas is transferred to a steam boiler.
  • Electricity and district heating are obtained from the energy contained in the steam.
  • a complex electrical district heating system and a complex district heating network are required.
  • the garbage is carbonized in a carbonization gas generator (rotary drum heated by tube heat exchanger) at a temperature of approximately 450 degrees C. with the exclusion of air or oxygen (allothermal) without gasifying agents, as a result of which a carbonization gas is produced.
  • a carbonization gas generator rotary drum heated by tube heat exchanger
  • the ferrous metals and after the smoldering process practically all metals can be deposited, as well as inert materials (stones, glass).
  • the formation of toxic oxides and toxic organic compounds is excluded by the allothermal procedure. .
  • the metals get their metal-typical surface in the reducing atmosphere of the smoldering drum and can be recycled after separation from the residual carbon.
  • the residual carbonization material is ground in a mill, burned together with the carbonization gas in a high-temperature melting chamber furnace, and the heat contained in the flue gas is transferred to a steam boiler. . Electricity and external heat are obtained from the energy contained in the steam.
  • a complex electrical distribution and a complex district heating network are required.
  • the efficiency of the generation of electricity is to be assessed more favorably than in the case of the process because of the better handling properties of the carbonization products compared to the waste.
  • the carbonization gas is refined by means of partial heating (autothermal) with the supply of air and the raw gas thus produced is purified. During the refinement, large-molecular carbon compounds are converted into small-molecular carbon compounds.
  • the clean gas is - due to the nitrogen absorbed in the processing stage - a weak gas and cannot be used for public supply. .
  • the ring gas can only be converted into electricity and district heating on site.
  • the gas volume is increased, which means that the cleaning systems also require a larger volume.
  • coal dust is converted to a raw gas at a temperature of about 850 degrees C. with the exclusion of air or oxygen in an externally heated raw gas generator (steam, fluidized bed, gasification reactor with tubular heat exchanger) using only steam as a gasifying agent ⁇ guest.
  • an externally heated raw gas generator steam, fluidized bed, gasification reactor with tubular heat exchanger
  • the invention has for its object to provide a method and an apparatus which allow the generation of a fuel gas suitable for public supply from waste or from waste together with coal.
  • the method according to the invention for producing a fuel gas suitable for public supply from waste containing energy or from waste containing energy together with coal consists in that
  • a carbonization gas and a residual carbonization substance are generated from the waste in a sulfuric gas generator heated from the outside with the exclusion of air or oxygen (alloth), without gasification agent,
  • the device according to the invention is characterized in that it has an allothermic (operating with the exclusion of air or oxygen and equipped with a heat exchanger for the input of the process heat) a sulfur gas generator, an allothermal raw gas generator and a gasification raw material combustion chamber.
  • the carbonization can be carried out without generating high flow velocities or turbulence in the carbonization gas, so that the carbonization gas removed from the carbonization level contains only a few dusty components. If necessary, a further mill for grinding coal can be provided, or coal dust that has been supplied can be added.
  • the sulfur gas is further converted in the gasification device.
  • One advantage is that a uniform gas is generated as the only gaseous end product of the process.
  • the gasification can take place under a pressure of approximately 20 bar, but a reduced pressure of preferably less than 20 bar, or preferably also less than 10 bar, or preferably approximately at atmospheric pressure.
  • no complex compression devices are required to convey the carbonization gas under high pressure into the gasification device.
  • the method and the device according to the invention are therefore advantageous compared to other methods of thermal waste recycling, , that a fuel gas suitable for public supply can be generated and not - as in all the waste management methods mentioned above - there is a restriction to the electricity and district heating supply,. that by providing the energy in gaseous form, costs for the electrical remote distribution and for the district heating can be saved on a large scale and the electricity and heat generation can be decentralized. that emergency power units can be saved by the possible decentralization of electricity generation. that savings can be made through the possible decentralized arrangement of the power plants and the gas generators can be erected at the locations of the expanded coal-fired power plants,
  • the nitrogen oxide release ring is to be considered and not - as in method 1 and especially in method 2a - due to high combustion temperatures with large nitrogen oxide emissions (Chimneys - formation of photooxidanti ⁇ n - forest dieback) - is to be expected.
  • the invention also includes the use of intermediate products and the end product specified in the claims.
  • the process up to and including the production of the raw gas, preferably also the clean gas and the combustion of the gasification residues and further substances in a high-temperature melting-chamber furnace or fluidized-bed combustion is expediently carried out as part of an installation.
  • the high-temperature control is preferably located at the location where the gasification device is located.
  • garbage and coal for example hard coal or brown coal
  • the process according to the invention preferably uses the allothermal carbonization gas generator known from the waste-gas congestion and the alloth-raw gas gas generator known from coal gasification together with its series Component in-tuned to the new process arrangement.
  • the swelling is expediently controlled in such a way that as much carbonization gas as possible arises and only solid constituents remain as residual smoldering material.
  • the charring preferably takes place at approximately atmospheric pressure.
  • a fuel gas suitable for public supply with a calorific value of 4.6 kWh / m 3 and with the following chemical composition can be generated: hydrogen 83%, methane 16%, nitrogen 1%.
  • FIG. 1 schematically shows the functional blocks of the first system for the recycling of energy-containing waste, and the coupling of these functional blocks.
  • Fig. 2 shows another system.
  • FIG. 1 The path of the different substances in the system according to FIG. 1 is shown by the arrow.
  • these arrows are to be understood as pipelines; in the case of the transport of solids, they can also be conveyor belts or other transport devices.
  • Garbage is fed to a convoluting device 1 along the transport path 3.
  • the waste is comminuted by cutting shear rollers (shredders) before being fed to the welding device, and the iron parts are removed by magnetic cutters. distant.
  • the carbonization device has a gas-tight container, the interior of which can be heated via a heat exchanger 5.
  • d ⁇ r down gasifier 12 flows ⁇ rz ⁇ ugte raw gas in the example, and heats the interior of the Verschw ⁇ lungsvortechnisch on to about 450 * C.
  • Metals, such as iron, copper, aluminum, white brass, heavy metals and so-called inert materials, such as stone or glass, can be sorted out of the reinforcing material.
  • the gasification device 12 has a gas-tight container which is heated to a temperature of, for example, 800 ° C. via a heat exchanger 14, through which part of the flue gas generated by the below-mentioned high-temperature furnace 26 is heated.
  • the gasification device is a fluidized bed gasifier. Water vapor is also supplied to the inside of the gasification container in a way 18. Oxygen or air is not supplied.
  • the gasification device supplies raw gas as the starting material, which is fed via a transport path 20 to a cleaning device 22. What remains as a non-vaporizable residue is a gassing residue, which is fed to a high-temperature furnace 26 on a conveyor 24. In the example, this is a high-temperature melting chamber firing from MAN.
  • the major part of the clean gas is fed on a transport path 32 as fuel to a gas turbine 34, air being also fed on a transport path 36 for combustion.
  • the gas turbine 34 supplies mechanical energy to a rotating shaft 38, which drives an electrical generator 4.0a. This of this electrical energy is derived via electrical lines that are not shown.
  • the exhaust gas leaving the gas turbine heats, via a heat exchanger 44, a steam boiler 46 which generates live steam (water vapor), which is fed along a transport path 48 to a steam turbine 50 which drives a shaft 52, through which an electrical generator 54 is in turn driven becomes.
  • the exhaust steam from the steam turbine is condensed in a known manner in a condenser 56 and returns to the steam boiler 46 as feed water.
  • the exhaust gases from the gas turbine 34 do not contain any disruptive proportions of nitrogen oxides, so that they can get into the open air after leaving the heat exchanger 44 on a transport path 58.
  • the use of a catalyst is possible because the clean gas fed to the gas turbine contains no catalyst poisons.
  • the flue gas leaving the high-temperature melting chamber furnace 26 is passed through a second heat exchanger 60, which is also arranged in the steam 46.
  • This flue gas contains dusts and other harmful substances, as far as in a flue gas cleaning device 62, as it is also used for cleaning the flue gas in waste incineration possible to be removed. If necessary, this cleaning can be carried out before the second heat exchanger.
  • the gasification device 12 operates at atmospheric pressure. Therefore, deviating from the known fluidized bed gasifier, the fluidized bed gasifier used can have a reduced wall thickness because it is not operated with excess pressure. However, the amount of gas generated per unit of time must be greater for the gasification tank when operating at atmospheric pressure than when operating with an overpressure of, for example, 20 bar.
  • the proportion of pollutants entering the atmosphere is particularly low.
  • each path has a number from 1 to 6, which would be used in FIG. 2 to narrow the path.
  • the refuse is brought into the rotating drum of smoldering gas 101 and discharged at the other end.
  • the Schwelgaserz ⁇ ug ⁇ r 101 works in the example at about 450 degrees C and a pressure of 1 bar, that is, atmospheric pressure.
  • the metals and materials (glass, stones) are sorted out from the discharge.
  • the remaining residual carbonization material is ground to dust together with the insert coal in a mill 108.
  • the dust is gasified in a crude gas generator 112, which works at about 850 degrees C and 10 bar.
  • the raw material for the gas is discharged from the raw gas generator 112 and introduced into a fluidized bed combustion chamber 126.
  • the ash is removed from the fluidized bed comb.
  • Fuel gas path (2) - The carbonization gas produced in the carbonization gas generator 101 is fed to the crude gas generator 112 via a compressor V3.
  • the raw gas is then cleaned in a cleaning device 122, which separates sulfur and toxic substances from the raw gases.
  • the small part of the clean gas flows to a combustion chamber 127 for generating the heat transfer gas 2 (path 4).
  • the major part of the ring gas flows to a device 129 for carbon monoxide conversion, which converts the toxic CO with water into H 2 and CO2.
  • the carbon dioxide is then washed out (CO2 washout device 131) and the clean gas is fed into the storage device 133. There it is fed for the public need and via its pressure compensation device 158 into a gas network 160 with a operating pressure of, for example, 8 bar, which is connected via a remote gas transfer station 162 to a remote gas network, with an operating pressure of, for example, 40 bar is.
  • the clean gas has a calorific value of 4.6 kWh / m 3 and the following chemical composition: hydrogen 83%, methane 16%, nitrogen 1%.
  • the heat transfer gas 1 is warmed by the raw gas (path 2) in the heat exchanger W1 and releases the absorbed heat in the Schwgasgasrz ⁇ ug ⁇ r 101 again. It then returns to the heat exchanger, etc. It is moved by the compressor VI.
  • Air is compressed to the required pressure and burned in the adjoining combustion chamber 127 with clean gas in a superstoichiometric manner to the heat transfer gas 2 by means of the compression seal V2 of the expansion gas turboset 135.
  • the heat transfer gas 2 gives its part of its sensible heat in the steam superheater W3 to the process ze ⁇ dampf (path 6). With a further part of its sensible heat, it covers the heat requirement of the raw gas generator 112. Thereafter, it is used in the expansion turbo set 135 to drive the V-seal V2 and the power generator 140 and finally to preheat the feed water for the process steam (path 6) and to reach the chimney 150.
  • Fresh water and waste water from the cleaning stage of the fuel gas path (2) are treated in the water treatment 141 and preheated, evaporated and overheated in the four heat exchangers W5, W2, W4, W3 of the path 6.
  • the superheated process steam is passed into the raw gas generator 112. Part of the process water is recovered in the raw gas purification 122 and fed to the water treatment (circulating water).
  • the sulfur gas generator 101 is a rotary drum with tubular heat exchanger
  • the raw gas generator 112 is a water vapor fluidized bed reactor with tubular heat exchanger.
  • Added coal in the ground state expediently has a grain size of approximately 1 mm at most.
  • the optimal maximum grain size of the ground residual contamination material is somewhat smaller than 1 mm, but values of more than 1 mm are not excluded.
  • An invention is seen in particular in the following individual points: 1.
  • Method according to 6 the waste heat from the gas turbine being used to generate water vapor which is fed to a steam turbine.
  • Device according to one of the items 12 to 15, wherein it has a device for introducing the smoldering gas formed in the charring device into the processing device.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines für die öffentliche Versorgung geeigneten Brenngases aus Müll oder aus Müll zusammen mit Kohle, wobei Müll und Kohle gemeinsam in einem beliebigen Verhältnis eingetragen werden können. In dem Verfahren wird Müll allotherm verschwelt, die Verschwelungsprodukte gegebenenfalls zusammen mit Kohle werden allotherm vergast, der Vergasungsreststoff wird verbrannt, das Rohgas wird gereinigt und das Reingas wird für die öffentliche Versorgung konditioniert.

Description

Allothermes Verfahren zur Erzeugung eines Brenngases aus Müll oder aus Müll zusammen mit Kohle und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines für die öffentliche Versorgung geeigneten Brenngases aus Müll oder aus Müll zusammen mit Kohle.
Als Müll wird hier energiehaltiger Müll, z. B. Hausmüll und anderer Müll, wie Industriemüll, angesehen. Auch z.B. Holz¬ abfälle oder andere Arten von Biomasse gehören hierzu. Energie¬ haltiger Müll bedeutet hier kohlenstoff altiger Müll.
Zur thermischen Verwertung von Müll sind im wesentlichen drei verschiedene Verfahren bekannt:
1. Müllverbrennung
2. Müllverschwelung a) mit anschließender Verbrennung der Verschwelungsprodukte b) mit anschließender Veredelung und Verbrennung des Schwelgases
Es werden die drei bekannten Verfahren in ihren typischen Auεformungεn beschrieben und ihre nachteiligen Ergebnisse und Auswirkungen dargelegt:
1. Müllverbrennung
. Der Müll wird in einer Feuerungsanlage verbrannt und die im Rauchgas enthaltene Wärme wird auf einen Dampfkessel übertra¬ gen.
. Aus der im Dampf enthaltenen Energie wird Elektrizität und Fernwärme gewonnen.
. Eine aufwendige elektrische Fernvεrtεilung und ein aufwendi¬ ges Fernwärmenetz sind erforderlich.
. Der Wirkungsgrad der Elektrizitätserzeugung ist wegen der ungünstigen Handhabungseigenschaften des Mülls gering. . Es können an wiederverwertbaren Bestandteilen im wesentlichen nur stückige Ferro etalle ausgeschieden und der Wiederverwen¬ dung zugeführt werden.
. Alle übrigen Metalle gelangen in die Verbrennung. . Die reaktiven Stoffe, z.B. Schwefel und Schwermetalle, gehen - begünstigt durch den erforderlichen hohen Luftüberschuss - in die meist giftige Oxidform über und müssen in einem aufwendigen Rεinigungsprozess aus dem - wegen des Luftüberschusses — sehr großvolumigen Rauchgas entfernt werden.
. Es bildet sich Schwefeldioxid, welches unter Zugabe von Kalk in Gips verwandelt wird, der sodann aufwendig εntsorgt wεrdεn uss.
. Die Entstickung gεstaltet sich schwierig, da im Rauchgas noch enthaltεne Katalysatorgifte die Standzeiten der Katalysatoren stark beeinträchtigen.
. Es können nach dem Stand der Technik noch keine Entstickungs- anlagen für die Müllvεrbrεnnung aijgeboten werden. . Die in großen Höhen abgegebenen Stickoxide bilden unter Son¬ neneinwirkung Photooxidantien (Ozon) und tragen damit zum Wald- εterben bei.
. Durch den hohen Sauerstoffüberschuss bei Anwesenheit zahlrei¬ cher anderer chemischer Stoffe besteht auch diε Gefahr, dass sich extrem giftige organische Schadstoffe (z. B. Dioxine) bilden. 2. Müllverschwelung
. Der Müll wird in einem Schwelgaserzeuger (durch Rδhrenwär e- tauscher beheizte Drehtrommel) bei einer Temperatur von etwa 450 Grad C unter Ausschluss von Luft bzw. Sauerstoff (allo¬ therm) ohne Vergasungsmittel verschwelt, wodurch ein Schwelgas entsteht.
. Vor dem Schwεlprozess können die Ferro etalle und nach dem Schwelprozεss praktisch sämtliche Metalle abgeschieden werden, ferner Inertien (Steine, Glas).
. Die Bildung giftiger Oxidε und giftigεr organischεr Verbin¬ dungen ist durch die allotherme Verfahrensweise ausgeschlossen. . Die Metallε erhalten in der reduzierenden Atmosphäre der Schweltrommel ihre mεtalltypische Oberfläche und können nach Trennung vom Verschwelungsreststoff einer Wiederverwertung zugeführt werden.
a) mit anschließender Verbrennung der Verschwelungsprodukte
. Der Verschwelungsreststoff wird in einer Mühle gemahlen, zusammen mit dem Schwelgas in einer Hochtemperatur-Schmelz¬ kammer-Feuerung verbrannt, und die im Rauchgas enthaltenε Wärmε wird auf εinεn Dampfkessεl übεrtragεn. . Aus der im Dampf enthaltenen Energiε wird Elεktrizität und Fεrnwärme gewonnen.
. Eine aufwendigε εlektrische Fεrnverteilung und ein aufwe¬ ndiges Fernwärmenetz sind erforderlich.
. Der Wirkungsgrad der Elεktrizitätsεrzeugung ist wegen dεr bεsseren Handhabungseigεnschaftεn der Vεrschwelungsprodukte im Vergleich zum Müll günstiger zu beurteilen als im Ver¬ fahren 1.
. Bei der Verbrennung gehen Bεstandtεilε dεs Verschwelungs- reststoffs in die meist giftige Oxidform über und müssen in einem aufwendigen Rεinigungsprozεss aus einem auch bei diesem Verfahren - trotz des geringeren Luftüberschusses - noch recht großvolu igen Rauchgas entfernt werdεn. . Es bildεt sich Schwefeldioxid, welchεs unter Zugabe von Kalk in Gips verwandelt wird, der sodann aufwendig entsorgt werden muss.
. Durch die Hochtempεraturvεrbrεnnung fallen in großer
Mengε Stickoxide an.
. Die Entstickung von Hochtemperatur-Schmelzkammer-Feue- rungεn ist noch nicht befriedigend gelöst.
. Die in großen Höhen abgegebenen Stickoxide bilden unter
Sonneneinwirkung Photooxidantien (Ozon) und tragen damit zum Waldstεrben bei.
b) mit anschließender Veredelung und Verbrennung des Schwelga¬ ses
. Das Schwelgas wird durch Tεilvεrbrεnnung (autotherm) unter Zufuhr von Luft veredelt und das so entstandεne Rohgas wird gεreinigt. Bei der Veredelung werden großmole¬ kulare Kohlenstoffvεrbindungen in kleinmolekulare Kohlen¬ stoffVerbindungen überführt.
. Das Reingas ist - wegen des in der Vεredelungsstufε aufgenommenen Stickstoffs - ein Schwachgas und kann nicht für die öffentliche Versorgung verwendet werden. . Das Rεingas kann nur an Ort und Stεlle in Elektrizität und Fernwärme umgesetzt werden.
. Eine aufwendige elektrische Fernverteilung und ein auf- wεndiges Fernwärmenetz sind erforderlich. . Der Verschwεlungsreststoff, der noch einεn großen Teil des Enεrgiεgehalts dεs Aufgabεmülls enthält, kann - wegen dεr zu εrwartεnden Schadstoffbelastung - nicht weiter thermisch verwεrtet wεrdεn.
. Der εnεrgetische Wirkungsgrad des Verfahrens ist deshalb gering.
. In der Verεdεlungsstufε wird das Gasvolumεn vergrößert, wodurch auch die Reinigungsanlagen εntsprεchend ein größe¬ res Volumεn εrfordεrn.
. Durch die (unterstδchio etrische) Luftzufuhr kommt es jedoch kaum zu unerwünschten Oxidationen.
. Schwεfεl kommt im Rohgas praktisch nur als Schwefelwas- sεrstoff vor und lässt sich durch einfache Schwefelwäsche auswaschen. . Es kann elemεntarer Schwefel von hoher Reinheit gewonnen werden.
. Stickoxide fallen - dank der möglichen katalytischεn Rεduktion - bei der Vεrbrεnnung des Reingasεs nur in gεrin- gεr Menge an.
Zur thermischεn Verwεrtung von Kohlε ist eine allotherme Kohle- Wasserdampf-Wirbεlschichtvergasung bekannt.
. Bei diesε Vεrfahrεn wird Kohlestaub bei εinεr Temperatur von etwa 850 Grad C unter A-usschluss von Luft bzw. Sauerstoff in einem von außen beheizten Rohgaserzεuger (Wasserdampf-Wirbεl- schicht-Vergasungsreaktor mit Röhrenwärmetauscher) ausschlie߬ lich mit Wasserdampf als Vergasungsmittel zu einem Rohgas ver¬ gast.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die die Erzeugung eines für die öffentliche Versorgung geeignεten Brenngasεs aus Müll oder aus Müll zusammen mit Kohle gestatten.
Das εrfindungsgemäße Verfahren zur Erzeugung eines für die öffentliche Versorgung geεignεten Brenngasεs aus εnεrgiehalti- gεm Müll oder aus εnergiεhaltigεm Müll zusammεn mit Kohlε, besteht darin, dass
- aus dem Müll in einem von außen bεhεiztεn Schwεlgaserzeugεr unter Abschluss von Luft bzw. Sauεrstoff (allothεrm) ohnε Ver- gasungsmittεl ein Schwelgas und εin Verschwelungsreststoff erzeugt werden,
- und der Verschwelungsreststoff ohne Kohle odεr mit εiner beliεbigεn Menge beigεmischter Kohle in einer Mühle zu einem feinkörnigen Mahlgut, nachfolgend als Staub bεzeichnet, vermäh¬ len wird,
- und aus dem Schwεlgas und dem Staub in einem von außen be¬ heizten Rohgaserzeuger unter Abschluss von Luft bzw. Sauerstoff (allotherm) mit Wasser als Vergasungsmittel ein Rohgas und ein
Vergasungsreststoff erzεugt wεrden,
- und aus dεm Rohgas durch Reinigung ein Rεingas εrzeugt wird, - und aus dem Vergasungsreststoff in einer Vergasungsrεststoff- Brennkam εr εin Rauchgas {Wärmeträgergas) erzεugt wird.
Diε erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzεichnεt, dass sie einen allother εn (unter Abschluss von Luft bzw. Sauerstoff arbeitenden und mit Wärmetauschεr zur Eintragung der Prozesswärme ausgεstattεtεn) Schwεlgasεrzεuger, εinen allother¬ mεn Rohgaserzeuger und eine Vergasungsrεststoff-Brεnnkammer aufweist.
Da beim Vεrschwεl-εn keine Luft oder Sauεrstoff zugεführt wird, kann das Verschwelεn ohnε Erzεugung von großεn Strömungsgε- schwindigkeiten oder Turbulenzεn im Schwεlgas ausgeführt wer¬ den, so daß das dεr Vεrschwelungsstufe entnommene Schwelgas nur wenig staubförmige Bestandteile enthält. Falls erforderlich, kann einε weiterε Mühlε zum Mahlen von Kohle vorgesehen werden oder fertig angeliefεrter Kohlestaub zugesetzt werden.
In der Vergasungsvorrichtung wird das Schwεlgas weiter umge¬ setzt. Ein Vorteil liegt darin, daß ein einhεitlichεs Gas als εinziges gasförmiges Endprodukt des Verfahrens erzeugt wird.
Die Vergasung kann unter einem Druck von etwa 20 bar erfolgεn, es kann aber auch ein vεrringerter Druck von vorzugsweise weniger als 20 bar, oder vorzugsweise auch weniger als 10 bar, oder vorzugsweise etwa bei Atmosphärendruck erfolgεn. Jε näher der Druck innerhalb dεr Vergasungsvorrichtung an dem Atmosphä¬ rendruck liegt, umso εinfacher ist eine derartige Vorrichtung im Aufbau, weil entweder überhaupt kein Druckbehälter oder εin Druckbehälter für nur relativ gεringen übεrdruck bεnötigt wird. Außerdem wεrdεn bεi Verwendung von Atmosphärendruck in der Vergasungsvorrichtung keine aufwendigεn Vεrdichtervorrichtungen zum Fördern des Schwelgases unter hohem Druck in die Verga¬ sungsvorrichtung benötigt.
Das erfindungsgεmäße Verfahren und die Vorrichtung sind gegen¬ über anderen Verfahrεn dεr thermischen Müllverwertung dadurch im Vortεil, . dass aus dem Müll ein für die öffentiche Versorgung geεigne- tεs Brεnngas erzeugt werden kann und nicht - wie in allen oben genannten Müllverwεrtungsvεrfahren - eine Beschränkung auf die Elektrizitäts- und Fεrnwärmεvεrsorgung gεgεbεn ist, . dass durch diε gasförmigε Bεreitstellung der Energie in großem Umfang Kosten für die elεktrischε Fernvertεilung, und für die Fernwärme eingespart werdεn könnεn und diε Elεktrizität und Wärmεerzεugung dezentraliert vorgeno mεn wεrden kann, . dass durch die möglichε Dezεntralisiεrung der Elektrizitäts- εrzεugung Notstromaggregate εingεspart wεrdεn können, . dass durch die mögliche dezεntralisiertε Anordnung dεr Kraft- wεrkε Großkraftwerkε eingespart und die Gasgeneratoren an den Standorten ausgεdiεntεr Kohlekraftwerkε errichtet werden kön¬ nen,
. dass die Kohlevergasung in der Kombination mit der - unver¬ zichtbaren - Müllentsorgung nunmehr kostengünstig und wettbe¬ werbsfähig angeboten werden kann,
. dass - zur Deckung von Lastspitzen im Gasbedarf dεs öffent¬ lichen Netzes - Kohle jeder Qualität und in jedem beliεbigεn Vεrhältnis zusammεn mit dεm Müll verwertεt wεrden kann, und nicht εinε Beschränkung der Anlagen auf den Müll bzw. auf diε Kohle - wie in allεn andεren thermischεn Müll- bzw. Kohlεvεr- wertungsvεrfahrεn gegebεn ist,
. dass εtwa 95 % dεr im Müll εnthaltεnεn Enεrgiε übεr dεn Vεr- gasungsprozεss nutzbar gεmacht wεrden kann und nicht - wie im Verfahren 2 b - ein erheblicher Teil des Enεrgiεgehalts in εinεm εnεrgεtisch nicht verwertbaren Reststoff zurückbleibt, . dass diε Gasrεinigung im εxtrεm kleinen Gasvolumen εrfolgεn kann und nicht - wie in den Verfahrεn 1 und 2 a - im großen bzw. - im Verfahrεn 2 b - im vεrgrößεrtεn Gasvolumen, . dass diε Gasreinigung verhältnismäßig unproblematisch ist, da nur etwa 5 % der reaktivεn Stoffε der Verbrennung zugeführt werden und daher nur in diesem Umfang eine Oxidation stattfin¬ det und nicht - wie in den Verfahren 1 und 2 a - zu 100 %, . dass das Rauchgasvolumen äußerst gering ist, nämlich nur etwa 3 % dεsjεnigεn dεr Verfahren 1 und 2 a,
. dass zur Entschwefelung (des Rohgases) nur εine einfache Wäsche erforderlich ist und keine aufwendige Rauchgasentschwe- fεlungsanlagε mit Kalkeinsatz und Gipsentsorgung wie bei den Verfahrεn 1 und 2 a,
. dass bεi dεr Vεrbrennung des Brεnngases in dεn dεzεntrali- siεrtεn Verbrauchsstellen wegen der Schadstoffarmen Verbrennung des Wasserstoffs auf Katalysatoren verzichtεt und diε Vεrbrεn- nungsmotorεn der Kraftwεrkε auf Magεrgemischbasis betriεbεn werden können und nicht, wie in den Verfahren 1 und 2 a, Kata¬ lysatoren erforderlich sind,
. dass durch den auf etwa 5 % reduziεrtεn Vεrbrennungsantεil und diε mögliche Verbrennung in der Wirbelschichtf uerung die Stickoxidabgabεn-gεring zu vεranschlagεn sind und nicht - wie im Verfahren 1 und besonders im Verfahrεn 2 a - durch hohε Vεrbrennungstεmperaturen mit bεdεutεnden Stickoxidabgaben - dazu in großen geodätischεn Höhen (Hochkamine - Bildung von Photooxidantiεn - Waldsterben) - zu rechnen ist.
Zur Erfindung gehören auch die in den Ansprüchen angegebεnε Vεrwεndung von Zwischεnprodukten und des Endprodukts.
Das Verfahrεn bis einschliεßlich zur Erzεugung dεs Rohgasεs, vorzugswεisε auch dεs Reingases und der Verbrennung der Verga¬ sungsreststoffe und weitεrεr Stoffε in εiner Hochtεmpεratur- Schmεlzkammer-Feuerung oder Wirbelschichtfeuerung wird zwar zweckmäßigεrwεiεe im Rahmen einεr εinzigen Anlage ausgeführt. Es ist jedoch auch möglich, den Verschwelungsreststoff entweder zwischenzulagern und zu einεm gεeigneten Zeitpunkt der Verga¬ sungsstufe zuzuführen, oder aber an einen anderen Ort zu trans¬ portieren und dort einεr Vεrgasungsanlage zuzuführen. Die Hochtε peratur-Fεuεrung befindet sich im letztgenannten Fall vorzugsweise an dem Ort, an dem sich die Vergasungsvorrichtung bεfindεt.
Bεi dεr Erfindung kδnnεn Müll und Kohlε (z.B. Stεinkohlε odεr Braunkohlε) gemεinsam in einem beliebigen Verhältnis eingetra¬ gen werden. Das erfindungsgemäße Verfahren verwendεt vorzugs¬ weise den aus der Müllverschwεlung bekannten allothermen Schwelgasεrzeuger und den aus der Kohlevεrgasung bεkanntεn allothεrmεn Rohgasεrzεugεr zusammen mit εinεr Reihe weitεrεr Bauteilε in εinεr auf diε Verfahrensziεlε abgεstimmtεn, neuar¬ tigen Anordnung.
Das Verschwεlen wird zweckmäßig so gesteuεrt, daß möglichst viel Schwelgas entsteht und lediglich festε Bestandteile als Verschwelungsreststoff übrig bleiben. Die Verschwelung erfolgt vorzugsweise ungefähr bei Atmosphärendruck.
Mit dem erfindungsgemäßεn Verfahren kann ein für diε öffentli¬ che Versorgung geeignetes Brenngas mit einem Heizwert von 4,6 kWh/m3 und mit folgender che ischεr Zusammensetzung erzeugt werdεn: Wassεrstoff 83* %, Mεthan 16 %, Stickstoff 1 %.
Weitere Merkmale und Vorteilε dεr Erfindung ergeben sich aus der folgεnden Beschrεibung von Ausführungsbεispielen der Erfin¬ dung anhand der Zeichnung, die erfindungswesentliche Einzelhεi- ten zeigt, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale kδnnεn je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Ausführungsform der Erfindung verwirk¬ licht sein.
Fig. 1 zeigt schematisch die Funktionsblδcke εinεr εrsten Anlagε zur Vεrwεrtung von εnergiehaltigεn Müll, und die Kopplung dieser Funktionsblδcke.
Fig. 2 zeigt eine weitere Anlage.
Dεr Weg dεr vεrschiedenen Stoffe in der Anlage nach Fig. 1 ist durch Pfeilε dargestellt. Diese Pfeilε sind im Fall dεs Trans¬ ports eines Gases als Rohrleitungen zu verstehen, im Fall des Transports von Feststoffen kann es sich hierbei stattdessεn auch um Förderbänder oder andere Transportvorrichtungen han¬ deln.
Einer Verschwεlungsvorrichtung 1 wird Müll auf εinεm Transport¬ weg 3 zugeführt. Der Müll wird vor dem Zuführen zur Verschwe- lungsvorrichtung durch Schneidscherwalzεn (Shrεddεr) zerklei¬ nert, und die Eisenteile werdεn durch Magnetabschneider ent- fernt. Die VerschwelungsVorrichtung weist εinεn gasdichtεn Behälter auf, dessen Inneres über einen Wärmetauscher 5 auf- hεizbar ist. Durch den Wärmetauschεr 5 strömt im Beispiel das von dεr unten genannten Vergasungsvorrichtung 12 εrzεugte Rohgas und heizt das Innere der Verschwεlungsvorrichtung auf etwa 450* C auf. Aus dε Vεrschwεlungsrεststoff könnεn Mεtallε, wiε Eisen, Kupfer, Alluminium, Weißblεch, Schwermεtallε und sogenannten Inertiεn, wiε Stεin oder Glas, aussortiεrt wεrdεn. Dies ist in der Figur schematisch dargestellt. Der übrige festε Verschwelungsrεststoff gεlangt auf einem Transportweg 6 zu einer Kohlemühlε *8r in dεr εr staubfεin gemahlen wird und von wo er auf einem Transportweg 10 einεr Vεrgasungsvorrichtung 12 zugeführt wird. Bei der Verschwelung ist brennbares Schwεlgas entstandεn, das ebenfalls dem Innεrεn der Vergasungsvorrichtung 12 auf einεm Transportwεg 16 zugεführt wird.
Diε Vεrgasungsvorrichtung 12 weist einεn gasdichten Behältεr auf, der über einen Wärmetauschεr 14, durch dεn εin Teil der von der unten genanntεn Hochtempεratur-Feuerung 26 erzεugtεn Rauchgasε strömt, auf εinε Temperatur von beispielsweise 800°C erwärmt wird. Bei dεr Vergasungsvorrichtung handelt es sich um einen Wirbelschicht-Vεrgaser. Dem Innerεn des Vergasungsbεhäl- ters wird auch Wassεrdampf auf einεm Weg 18 zugeführt. Sauer¬ stoff oder Luft wird nicht zugeführt. Die VergasungsVorrichtung liefεrt als Ausgangsmatεrial Rohgas, das übεr einεn Transport¬ wεg 20 εinεr Rεinigungsvorrichtung 22 zugεführt wird. Als nicht vεrgasungsfähigεr Rückstand verblεibt εin Vεrgasungs-Rεststoff, dεr auf εinem Transportwεg 24 εinεr Hochtεmpεratur-Feuerung 26 zugeführt wird. Hierbei handelt es sich im Beispiel um eine Hochtemperatur-Schmelzkammer-Feuεrung dεr Firma MAN. Dεm Innen¬ raum dieser Feuerung wird ein Teil des die Reinigungsvorrich¬ tung 22 verlassεndεn Reingases und außerdεm Luft zugeführt. Die Verbrennung erfolgt bei etwa 1300°C. Als festεr Rückstand vεrblεibt in dεr Hochtεmpεratur-Fεuεrung vεrglaste Schlacke, die möglicherwεisε für dεn Straßεnbau verwendet werden kann oder εinεr gewöhnlichen Deponiε zugεführt wεrdεn kann. In der Reinigungsvorrichtung 22, die das Rohgas reinigt, wird Schwefel in elεmentarεm Zustand ausgeschieden und auf einem Transportweg 30 aus der Reinigungsvorrichtung herausgεfordert. Vor der Reinigung wird das Rohgas abgekühlt, was in dεr Zεich- nung nicht gezeigt ist. Die hierbei gewonnene Wärmeenergie kann in beliebiger Weise innerhalb des Verfahrens oder extern ausge¬ nutzt werden. Es können auch noch weitεre Stoffe herausgεführt werden.
Im Beispiel wird der größte Teil des Rεingases auf einεm Trans¬ portweg 32 als Brennmaterial einer Gasturbine 34 zugeführt, wobei zur Verbrεnnung auch Luft auf einem Transportweg 36 zu¬ geführt wird. Die Gasturbine 34 liefert mechanischε Enεrgiε an εiner rotierεndεn Wellε 38, diε εinεn εlεktrischεn Gεnεrator 4.0 a trεibt. Diε von diεsε εrzεugtε εlεktrischε Enεrgiε wird über nicht gεzεigte elektrische Leitungεn abgεleitet. Das die Gas¬ turbine verlassεndε Abgas erwärmt über einen Wärmetauscher 44 einen Dampfkessel 46, der Frischdampf (Wassεrdampf) erzeugt, der auf einem Transportweg 48 einer Dampfturbine 50 zugeführt wird, die eine Wellε 52 antrεibt, durch die wiederum ein elek¬ trischer Generator 54 angetrieben wird. Der Abdampf der Dampf¬ turbine wird in bekannter Weisε in einem Kondεnsator 56 konden¬ siert und gelangt als Speisewasser zum Dampfkessel 46 zurück. Im Beispiel wird angenommen, daß die Abgase der Gasturbine 34 keine störenden Anteilε an Stickσxidεn εnthaltεn, so daß sie nach dem Verlassen des Wärmetauschers 44 auf einεm Transportwεg 58 ins Freiε gelangen können. Es ist aber auch möglich, bei Bedarf diese Abgase katalytisch von Stickoxidεn zu befreien. Die Vεrwendung eines Katalysators ist möglich, wεil das der Gasturbine zugeführte Reingas keine Katalysatorgifte enthält.
Das die Hochtemperatur-Schmelzkammer-Feuerung 26 verlassende Rauchgas wird durch einεn zweiten Wärmetauscher 60 geleitet, der ebenfalls im Dampf essεl 46 angεordnεt ist. Diεses Rauchgas εnthält Stäube und anderε schädliche Stoffε, diε in einer Rauchgasreinigungsvorrichtung 62, wie sie auch zum Reinigεn der Rauchgasε bεi dεr Müllvεrbrennung verwendet wird, so weit wie möglich entfernt werden. Bei Bedarf kann diese Reinigung vor dem zweiten Wärmetauschεr εrfolgεn.
Im Bεispiεl arbεitet die Vergasungsvorrichtung 12 mit Atmosphä¬ rendruck. Daher kann dεr vεrwεndεte Wirbelschicht-Vergaser abweichεnd von dεn bεkanntεn Wirbεlschicht-Vεrgasern einε ver¬ ringerte Wandstärke aufweisen, weil er nicht mit Überdruck betriebεn wird. Bεi glεichεr pro Zεitεinheit erzεugtεr Gasmenge muß dεr Vergasungsbehältεr bεim Bεtrieb mit Atmosphärendruck allerdings größer sein als beim Betriεb mit übεrdruck von bei- spielsweise 20 bar-.
Beim erfindungsgemäßεn Verfahren und dεr εrfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Anteil von in die Atmosphäre gelangendεn Schadstoffen bεsonders gering.
Anhand der Fig. 2 wird diε weiterε Vorrichtung und das auf diεsεr ausgεführtε Verfahren beschriεben. Dabei werdεn die Pfade dεr εinzelnen Stoffε ebenfalls beschriebεn. Jeder Pfad hat eine Nummer von 1 bis 6, diε in Fig. 2 zur Kεnnzεichnung dεr Pfadε vεrwεndεt wεrden.
. Feststoff-Pfad (1)
- Der Einsatzmüll wird in die rotierendε Trommεl εinεs Schwel- gasεrzεugεrs 101 εingebracht und am andεrεn Endε ausgεtragεn. Der Schwelgaserzεugεr 101 arbeitet im Beispiel bei etwa 450 Grad C und einεm Druck von 1 bar, also Atmosphärendruck. Aus dem Austrag werden diε Mεtallε und Inεrtien (Glas, Stεine) aussortiert. Dεr vεrblεibεnde Verschwelungsreststoff wird zusammen mit dεr Einsatzkohlε in einer Mühle 108 zu Staub ver¬ mählen. Der Staub gεlangt zur Vergasung in einεn Rohgasεrzεuger 112, der bei etwa 850 Grad C und 10 bar arbeitεt. Dεr Vεrga- sungsrεststoff wird aus dεm Rohgaserzeuger 112 ausgetragen und in eine Wirbelschicht-Brennkammεr 126 εingεbracht. Die Asche wird aus der Wirbelschicht-Brεnnkammεr ausgεtragen.
. Brenngas-Pfad (2) - Das im Schwelgaserzεugεr 101 entstehende Schwelgas wird über einen Verdichter V3 zum Rohgaserzεuger 112 gelεitεt. Das dort εntstehende Rohgas überträgt in einem Wärmetauscher Wl εinεn Teil seinεr fühlbarεn Wärme auf das Wärmεträgergas 1 (Pfad 3) und einen weiteren Teil in einem zweiten Wärmetauscher W2 auf den Prozεssdampf (Pfad 5) . Danach wird das Rohgas in εiner Reinigungsvorrichtung 122 gereinigt, die Schwefεl und giftige Beεtandtεilε dεs Rohgaseε abεcheidet. Der kleine Teil dεs Reingases strömt zu einer Brennkammer 127 zur Erzeugung des Wärmeträgεrgasεs 2 • (Pfad' 4) . Dεr großε Teil deε Rεingasεs strömt zu einer Vorrichtung 129 zur Kohlenmonoxid-Konvertie- rung, diε das giftigε CO mit Wassεr in H2 und CO2 umwandelt. Danach wird das Kohlendioxid ausgewaschεn (CO2 -Auswaschvorrich¬ tung 131) und das Rεingas εinεm Spεicher 133 zugeführt. Dort wird es für den δffentlichεn Bεdarf εntnommεn und übεr εinε Druckausgleichsvorrichtung 158 in ein Gasnetz 160 mit einεm Bεtriebsdruck von z.B. 8 bar eingespeiεt, das über eine Fern- gas-übεrnahmεstation 162 mit einem Ferngasnetz, mit einem Be¬ triebsdruck von z.B. 40 bar in Verbindung ist. Das Reingas hat im Bεispiεl einen Heizwert von 4,6 kWh/m3 und folgendε chε i- εche Zuεammensetzung: Wasserstoff 83 %, Methan 16 %, Stickstoff 1 %.
. Wärmeträgεrgas-1-Pfad (3)
Das Wärmeträgergas 1 wird im Wärmetauschεr Wl vom Rohgas (Pfad 2) εrwärmt und gibt diε aufgenommene Wärme im Schwεlgasεrzεugεr 101 wieder ab. Es kehrt sodann zum Wärmεtauschεr zurück, usw. Es wird von εinεm Vεrdichter VI bewεgt.
. Wärmεträgεrgas-2-Pfad (4)
- Übεr dεn Vεrdichtεr V2 dεs Expanεionε-Gasturbosatzεs 135 wird Luft auf den εrfordεrlichεn Druck komprimiert und in der an¬ schließenden Brennkammer 127 mit Reingas überstöchiometriεch zum Wärmeträgergaε 2 verbrannt. Das Wärmeträgεrgas 2 gibt εinεn Teil seinεr fühlbarεn Wärmε im Dampfüberhitzer W3 an den Pro- zeεεdampf (Pfad 6) ab. Mit einem weitεrεn Tεil sεinεr fühlbarεn Wärme deckt es den Wärmebedarf des Rohgaserzεugers 112 ab. Da¬ nach dient es im Expansions-Turbosatz 135 zum Antriεb dεs Vεr- dichtεrs V2 und dεs Stromerzeugεrε 140 und schliεßlich zur Vor¬ wärmung dεs Spεisewassεrs für dεn Prozεεεdampf (Pfad 6) und gεlangt zu εinεm Kamin 150.
. Wärmεträgεrgaε-3-Pfad (5)
- Von der Wirbelεchicht-Brεnnkammεr 126 wird Luft angεsaugt und mit dεm Vεrgasungεrεεtεtoff auε dem Feststoff-Pfad (1) zum Wärmeträgergas 3 verbrannt. Das Wärmeträgergas 3 überträgt seine fühlbare Wärmε auf dεn Prozessdampf (Pfad 6) über zwei Wärmetauschεr W4, W5 und strömt durch den Kamin 150 ab, wobei erforderlichenfalls eine Entgiftung vorgenommen werdεn kann.
. Prozessdampf-Pfad (6)
- Frischwasser und Abwasser aus der Reinigungsstufε des Brenn¬ gas-Pfads (2) werden in der Wasseraufbereitung 141 aufbereitεt und in den vier Wärmetauschern W5, W2, W4, W3 des Pfads 6 vorgewärmt, verdampft und überhitzt. Der überhitzte Prozess¬ dampf wird in den Rohgaserzeuger 112 gelεitet. In dεr Rohgas- rεinigung 122 wird ein Teil des Prozesswassers zurückgewonnεn und dεr Wasseraufbεreitung zugeführt (Kreislaufwasser) .
Im Beispiel ist der Schwεlgaserzeugεr 101 eine Drehtrommel mit Röhrεnwär etauschεr, und dεr Rohgasεrzεuger 112 ist εin Wassεr- dampf-Wirbelschicht-Reaktor mit Röhrenwärmεtauscher.
Zugesetzte Kohle hat im gemahlεnεn Zustand zweckmäßig εinε Korngröße von etwa maximal 1 mm. Nach derzεitiger Kenntnis wird die optimale maximale Korngröße des gemahlenen Verschwεlungs- restεtoffes etwas kleinεr sεin als 1 mm, eε werden jedoch Werte von mehr alε 1 mm nicht ausgeschloεεen.
Eine Erfindung wird insbesondere in folgenden einzεlnen Punkten gesehεn: 1. Verfahren zur Verwertung von energiehaltigεr Masse, wie z.B. Hausmüll, wobei die Masse allothεrm ohnε Sauerstoff- oder Luftzufuhr unter Entwicklung von brennbarem Schwelgas ver¬ schwelt wird, wobei ein Vεrschwεlungsrestεtoff zurückblεibt, wobεi dεr Verschwεlungsrεststoff allothεrm im wεsentlichen ohne Sauerstoff- oder Luftzufuhr, vorzugsweise unter Zufuhr von Wasεerda pf, unter Entwicklung von brεnnbarem Rohgaε vergaεt wird.
2. Verfahren nach 1, wobei daε Schwelgas zuεammen mit dem Vεrεchwεlungsrεststoff εinεr Vεrgasungsvorrichtung zugeführt wird.
3. Verfahren nach 1 oder 2, wobei die Vergasung bei einεm Druck von weniger als 20 bar, vorzugεweise weniger als 10 bar, vor¬ zugsweise etwa bei Atmosphärεndruck εrfolgt.
4. Vεrfahrεn nach 1, 2 odεr 3, wobεi das Rohgas gεrεinigt wird.
5. Verfahren nach einεm der vorhergεhenden Punkte, wobei bei dem Verfahren erzεugtεs Gas zum Einspeisen in ein Netz verwen¬ det wird.
6. Verfahrεn nach einem der vorhergehenden Punkte, wobei bei dem Verfahrεn erzeugtεs Gas zum Antriεb εinεr Gasturbine ver¬ wendet wird.
7. Verfahrεn nach 6, wobei die Abwärme der Gasturbine zur Erzeugung von Wasεεrdampf vεrwendet wird, der einεr Dampftur¬ bine zugeführt wird.
8. Verfahren nach einεm der vorhergehεndεn Punktε, wobεi dεr beim Vergaεen zurückbleibende Vergasungsrεststoff einer Hoch¬ temperaturfeuεrung zugεführt wird. 9. Verfahren nach εine der vorhergεhenden Punkte, wobei dεr Verschwelungsreststoff gemahlεn wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehεndεn Punktε, wobεi zum Vεrgasεn εin Wirbelschicht-Vergasεr mit Wärmεtauscher verwendet wird.
11. Verwendung deε bεi dεr allothermεn Verεchwelung von enεr- giehaltigem Müll im wεεεntlichεn ohnε Sauεrεtoff- odεr Luftzu¬ fuhr zurückbleibendεn Verschwεlungsrεststoffε als Einsatzmate¬ rial für εinεn allothεrmεn Wirbelschicht-Vergaser, der zur Herstellung von brennbarem Gaε vorzugεweise zum Betrieb einer Gasturbine vorgεsεhεn iεt.
12. Vorrichtung zum Durchführεn deε Verfahrenε nach einεm dεr Punktε 1 biε 10, wobεi sie einε allothεrme VerschwεlungsVor¬ richtung und eine allotherme VergasungsVorrichtung aufweist.
13. Vorrichtung nach 12, wobei εinε dεr Vergasungεvorrichtung nachgeεchaltete Reinigungsvorrichtung für das Rohgaε vorgesehen ist.
14. Vorrichtung nach einem der Punkte 12 biε 13, wobεi εiε eine Hochtempεratur-Fεuerung aufweiεt.
15. Vorrichtung nach εinεm dεr Punktε 12 biε 14, wobei εie eine der Vergaεungεvorrichtung vorgεschaltεte Mühle aufweist.
16. Vorrichtung nach einem der Punktε 12 biε 15, wobεi εie eine Vorrichtung zum Einleiten deε in der VerεchwelungεVorrichtung gebildeten Schwelgaεeε in die Vεrgaεungsvorrichtung aufwεist.

Claims

Patentanεprüchε
1. Vεrfahren zur Erzeugung eines für die öffentliche Versorgung geεigneten Brεnngasεε aus εnergiehaltigεm Müll odεr aus ener- giehaltigem Müll zusammen mit Kohle, dadurch gekennzeichnεt, dass
- aus dεm Müll in εinem von außen beheizten Schwelgasεrzεugεr untεr Abschluεε von Luft bzw. Sauεrstoff (allotherm) ohne Ver- gaεungεmittεl εin Schwεlgaε und ein Verεchwεlungεrεεtεtoff erzeugt werden,
- und der Verschwelungsreststoff ohne Kohle oder mit einer beliebigen Mengε bεigεmischter Kohle in einer Mühle zu einem feinkörnigen Mahlgut, nachfolgend als Staub bezεichnεt, vermah- len wird,
- und aus dem Schwelgas und dem Staub in einεm von außεn be- heizten Rohgaserzeuger untεr Abschlusε von Luft bzw. Sauerεtoff (allotherm) mit Wasser als Vergasungsmittel ein Rohgas und εin
Vergaεungεreststoff erzεugt wεrden,
- und aus dem Rohgaε durch Reinigung ein Reingaε erzeugt wird,
- und aus dem Vergaεungεreststoff in einεr Vεrgasungsreststoff- Brennkammεr ein Rauchgas (Wärmeträgergas) erzeugt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekεnnzεichnεt, dass als Schwεlgaserzeugεr εine Drehtrommεl mit Rδhrεnwärmεtauεchεr verwendet wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehendεn Anεprüche, dadurch gekεnnzeichnet, daεε alε Rohgaεerzeuger ein Wasserdampf-Wirbel- schicht-Reaktor mit Röhrenwärmetauεchεr verwendεt wird.
4. Vεrfahrεn nach εinem der vorhergehendεn Ansprüchε, dadurch gεkennzeichnεt, dasε als Vergasungεreεtstoff-Brεnnkammεr einε Wirbelschicht-Feuerung oder eine Hochtε peratur-Schmelzkammεr- Fεuεrung vεrwεndεt wird.
5. Vεrfahrεn nach εinεm der vorhergεhεndεn Ansprüche, dadurch gekεnnzεichnεt, dasε die fühlbare Wärme des Rohgases zur Behei- zung des Schwelgasεrzεugεrs und zur Erhitzung dεs Prozεssdam- pfeε verwendet wird.
6. Verfahren nach einem der vorhεrgεhεndεn Ansprüchε, dadurch gεkennzeichnεt, dass diε fühlbarε Wär ε des Rauchgaseε (Wärme- trägεrgases) aus dεr Vεrgasungsreststoff-Brεnnkammεr zur Erhit¬ zung des Prozessdampf s vεrwendet wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergεhεndεn Ansprüchε, dadurch gekennzeichnεt, dass aus dem Reingas durch Kohlenmonoxidkonver- tiεrung und durch Kohlεndioxidwäsehe ein für die δffentlichε Vεrεorgung gεεignεteε Brenngaε εrzεugt wird.
8. Vεrfahrεn nach εinεm dεr vorhεrgεhεndεn Anεprüchε, dadurch gekennzeichnεt, dass εin Tεil des Reingaεeε in einer Reingaε- Brennkammer vεrbrannt und daε damit εrzeugte Rauchgaε (Wärme- trägergas) nachεinandεr zur Bεheizung des Rohgasεrzεugerε, zum Antrieb εinεr Expansionεgaεturbine und zur Erhitzung des Pro¬ zessdampfε verwendεt wird.
9. Verfahren nach Anεpruch 8, dadurch gekεnnzεichnet, daεs die Expansionsgasturbine einen Verdichter für den Heizkreislauf des Rohgaserzεugers antrεibt.
10. Verfahrεn nach einem der vorhergehenden Anεprüche, dadurch gekennzεichnet, dass der Rohgaserzeuger bei einem Druck von weniger als 20 bar, vorzugsweiεe weniger als 10 bar, vorzugs¬ weise etwa bei Atmosphärendruck betriεbεn wird.
11. Vorrichtung zur Durchführung dεs Vεrfahrens nach einεm der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekεnnzεichnεt, dass siε einen allothermεn (unter Abschluεε von Luft bzw. Sauerstoff arbeitεn- dεn und mit Wärmetauscher zur Eintragung der Prozesεwärmε aus¬ gestatteten) Schwelgasεrzεuger (1,101), εinen allothermen Rohgaserzεuger (12,112) und eine Vergasungsreεtstoff-Brennkam¬ mer (26,126) aufweist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekεnnzεichnet, dasε sie eine Mühlenanlagε (8,108) zur Vεrmahlung des Verschwelungs- reεtεtoffε und εrfordεrlichenfallε der Kohle aufweist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dasε εie zur Verbrennung deε Vergasungsrest¬ stoffs eine Wirbelschicht-Brennkammεr (126) oder eine Hoch¬ temperatur-Schmelz-Brennkammer (26) auf eiεt.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13 dadurch gεkennzεichnεt, daεε εiε Wärmetauscher (W4,W5) zur Übertragung der in der Vεrgasungsreststoff-Brennkammεr (126) erzeugten Wärmε auf dεn Prozeεsdampf aufweist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass sie Wärmetauscher (W1,W2) zur Übertragung der fühlbaren Wärme des Rohgases auf den Schwelgaserzeuger (101) und auf den Prozessdampf aufwεist.
16. Vorrichtung nach einεm der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dasε εie eine Anlage (122) zur Reinigung des Rohgasεs aufwεiεt.
17. Vorrichtung nach εinεm dεr Ansprüchε 11 bis 16, dadurch gεkennzeichnεt, dass siε für εinεn Teilstrom des Reingaseε eine Reingas-Brennkammεr (127) aufwεist.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnεt, dasε εiε Wärmεtauεchεr zur Übεrtragung dεr in der Reingas-Brennkammer (127) erzεugtεn Wärmε auf den Rohgas¬ erzeuger und auf den dεn Prozεssdampf aufwεist.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekεnnzεichnet, dass sie einε Expansionsgasturbinε (135) und εinεn Vεrdichter (V2) für den Heizkreiεlauf des Rohgaserzεugεrs (112) aufweist.
20. Vorrichtung nach einem der Anεprüche 11 bis 19, dadurch gekennzεichnεt, dasε εiε zur Behandlung deε Reingaεeε jε εine Anlage zur Kohlεnmonoxidkonvεrtierung (129)und zur Kohlen- dioxidwäschε (131) aufwεist.
21. Vεrwendung und des Verschwelungεreststoffε, vorzugεwεiεe auch deε Schwelgases, als Aufgabematerial für einen Wasser¬ dampf-Wirbelεchicht-Vergasungεrεaktor.
22. Verwendung des Reingases zum Antrieb einεr Gasturbinε.
23. Vεrwendung des Reingases zum Antrieb einer Gasturbine mit nachgeschaltεter Dampfturbinε.
24. Vεrwendung des zur δffentlichεn Vεrsorgung gεεignεtεn Brεnngasεs zur Einspεisung in ein δffentlichεε Versorgungsnetz.
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