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DE10333279B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Pyrolyse und Vergasung von organischen Stoffen oder Stoffgemischen, die organische Bestandteile enthalten - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Pyrolyse und Vergasung von organischen Stoffen oder Stoffgemischen, die organische Bestandteile enthalten Download PDF

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Abstract

Verfahren zur Pyrolyse und Vergasung von organischen Stoffen oder Stoffgemischen, die organische Stoffe enthalten,
bei dem die organischen Stoffe bzw. das Stoffgemisch, das organische Stoffe enthält, aus Hausmüll oder hausmüllähnlichen Abfällen oder sonstigen Siedlungsabfällen hergestellt sind, wobei diese in geschlossenen Behältern unter Zwangsbelüftung kompostiert werden, die Kompostierung nach einer bestimmten Zeit durch Trocknung zum Stillstand gebracht wird und das Material auf eine Restfeuchte von höchstens 15% getrocknet wird,
und bei dem dieses Material in einem Pyrolysereaktor (23) mit heißem Rohmehl (17) aus einem Vorwärmen eines Zementwerks in Kontakt gebracht und pyrolisiert wird, wobei das heiße Rohmehl (17) über einen fluidisierten Siphon (16) zugeführt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Pyrolyse und Vergasung von organischen Stoffen oder Stoffgemischen, die organische Stoffe enthalten. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Herstellung von Zement und zur Pyrolyse und Vergasung von organischen Stoffen oder Stoffgemischen, die organische Stoffe enthalten.
  • Pyrolyseverfahren sind bereits bekannt. Eine nach dem Stand der Technik bekannte Möglichkeit zur Erzeugung von Brenngas und Koks ist der Einsatz eines Pyrolyse-Drehrohrs mit indirekter Beheizung durch Rauchgase. Dieses Verfahren ist jedoch mit Nachteilen behaftet, insbesondere die starke Staubentwicklung im Drehrohr, der hohe technische Aufwand zur Abdichtung der reduzierenden Atmosphäre im Drehrohr gegen die Umgebung, der hohe technische Aufwand der indirekten Beheizung durch Rauchgase und der schlechte Wärmeübergang. Die aus den erforderlichen langen Verweilzeiten resultierenden großen Abmessungen des Pyrolyse-Drehrohrs und die in der Folge auftretenden Probleme mit der Lagerung und Durchbiegung bei hohen Temperaturen sowie die hohen Investitionen für derartige Pyrolyse-Drehrohre stellen weitere Nachteile dar. Für die indirekte Beheizung werden zumeist fossile Energieträger wie Erdgas oder Erdöl eingesetzt. Der Einsatz von Pyrolysegas zur Deckung des Eigenbedarfs zur Beheizung des Drehrohrs scheitert zumeist an Verschmutzungen bzw. an dem erforderlichen Aufwand für die Reinigung und Verdichtung des Gases.
  • Aus der DE 100 33 453 A1 ist ein Verfahren zur Pyrolyse und Vergasung von Stoffgemischen, die organische Bestandteile enthalten, bekannt. Bei diesem Verfahren werden die organischen Stoffe bzw. das Stoffgemisch, das organische Bestandteile enthält, in einem Pyrolysereaktor mit einem Wärmeträgermedium in Kontakt gebracht und pyrolisiert. Der durch die Pyrolyse entstehende Pyrolysekoks wird in einem Verbrennungsreaktor unter Luftzufuhr verbrannt. Das durch die Pyrolyse erzeugte Rohgas wird in einem Crackreaktor gereinigt. Vorzugsweise besteht das Wärmeträgermedium aus der Asche des Verbrennungsreaktors. Im Crackreaktor kann ein Katalysator vorgesehen sein. Es ist ferner möglich, daß eine Zone des Pyrolysereaktors als Crackreaktor verwendet wird, daß also der Pyrolysereaktor als Pyrolyse-Crack-Reaktor ausgestaltet ist. Auf die DE 100 33 453 A1 wird hiermit ausdrücklich Bezug genommen.
  • Aus der DE 1 223 293 A ist ein Verfahren zur Herstellung von Zement und zur Gewinnung von Crackungsprodukten aus der thermischen Zersetzung von kohlenwasserstoffhaltigen Ölen bekannt, bei dem dem vorgeheizten Zementausgangsmaterial ein Öl zugesetzt wird. Die dabei durch die Wärmezersetzung des Öls entstehenden Crackprodukte werden abgeschieden. Das Zementausgangsmaterial wird mittels der in ihm verbleibenden Crackrückstände gebrannt.
  • Die WO 83/03601 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Zementklinker, bei dem in den Einlaufbereich eines Brennofens grob zerkleinerter Abfall eingebracht werden kann. Dieser Brennstoff erhitzt, zersetzt sich und verbrennt nur unvollständig und/oder pyrolisiert, wobei die freigesetzten Gase ein Sekundärbrenngas bilden können, das durch eine Abgasführung einem Kalzinierofen zugeführt werden kann.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zur Pyrolyse- und Vergasung von organischen Stoffen oder Stoffgemischen, die organische Stoffe enthalten, vorzuschlagen.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Das heiße Rohmehl dient als Wärmeträgermedium. Es handelt sich vorzugsweise um heißes Rohmehl, das bei der Zementherstellung anfällt, insbesondere Rohmehl aus einem Vorwärmen, insbesondere Zyklon-Vorwärmer eines Zementwerks.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
  • Der Pyrolysereaktor ist vorzugsweise ein Pyrolyse-Crack-Reaktor.
  • Der Pyrolysereaktor bzw. der Pyrolyse-Crack-Reaktor kann als Schachtofen ausgebildet sein. Er kann insbesondere derart als Schachtofen ausgebildet sein, daß das Pyrolyse-Rohgas ein Wanderbett aus heißem Rohmehl durchströmt.
  • Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung ist dadurch gekennzeichnet, daß die organischen Stoffe bzw. das Stoffgemisch, das organische Stoffe enthält, aus Hausmüll oder hausmüllähnlichen Stoffen hergestellt sind. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere für die Pyrolyse und Vergasung eines Stoffgemisches, das aus Hausmüll oder hausmüllähnlichen Abfällen nach folgendem Verfahren hergestellt worden ist: Der Hausmüll bzw. die hausmüllähnlichen Abfälle oder sonstigen Siedlungsabfälle werden erforderlichenfalls zunächst vorbehandelt, insbesondere zerkleinert. Aus den organischen Stoffen kann vor der Pyrolyse eine Feinfraktion abgetrennt werden. Die derart behandelten Abfälle werden anschließend in geschlossenen Behältern unter Zwangsbelüftung kompostiert, wobei organische Bestandteile abgebaut werden. Nach einer bestimmten Zeit von beispielsweise 7 Tagen – nach dieser Zeit sind die biologisch leichter zersetzbaren Bestandteile typischerweise ganz oder zu einem wesentlichen Teile abgebaut – wird die Kompostierung durch Trocknung zum Stillstand gebracht. Das Material wird auf eine Restfeuchte von höchstens 15% getrocknet. Es kann dann erforderlichenfalls noch nachbehandelt werden, z. B. mittels Trennverfahren. Ein derartiges Material wird unter dem Namen Trockenstabilat in Verkehr gebracht.
  • Eine weitere vorteihafte Weiterbildung ist dadurch gekennzeichnet, daß in dem Pyrolysereaktor bzw. dem Pyrolyse-Crack-Reaktor bzw. dem Schachtofen keine bewegten Mischorgane vorgesehen sind. Überraschend hat sich gezeigt, daß der Entgasungsdruck des freigesetzten Gases eine Fluidisierung und Durchmischung von Brennstoff und Rohmehl und dadurch eine weitgehende Entgasung bewirkt. Eine Durchmischung durch den Einsatz bewegter Mischorgane im heißen Bereich, der mit technischen Problemen verbunden ist, erübrigt sich dadurch.
  • Dem Pyrolysereaktor bzw. dem Pyrolyse-Crack-Reaktor bzw. dem Schachtofen kann Wasserdampf, insbesondere gesättigter oder überhitzter Wasserdampf zugesetzt werden. Der zugesetzte Wasserdampf kann zur Unterstützung der Fluidisierung und Durchmischung dienen. Stattdessen oder zusätzlich kann der zugesetzte Wasserdampf zur Unterstützung der chemisch-thermischen Umwandlung dienen.
  • Das heiße Rohmehl wird über einen fluidisierten Siphon zugeführt. Ein derartiger fluidisierter Siphon ist aus der prioritätsälteren, nicht vorveröffentlichten Deutschen Patentanmeldung 102 28 100.9 , auf die hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird, bekannt. In dem fluidisierten Siphon wird insbesondere überhitzter Wasserdampf als Fluidisierungsmittel verwendet. Dem fluidisierten Siphon ist überhitzter Wasserdampf als Fluidisierungsmittel zuführbar. Er umfaßt ein Fallrohr, in dem ein Wanderbett vorgesehen bzw. ausbildbar ist. Das Fallrohr bzw. das Wanderbett ist von Wasserdampf durchströmbar.
  • Vorteilhaft ist es, wenn das Pyrolysegas der Calcinatorfeuerung zugeführt wird. Insbesondere kann das Pyrolyserrohgas entweder ohne weitere Behandlung oder nach einer weiteren Behandlung, z. B. einer Reinigungsstufe, der Calcinatorfeuerung zugeführt und dort verbrannt werden.
  • Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Koksrückstand und Rohmehl enthaltende Gemisch des Pyrolysereaktors bzw. Pyrolyse-Crack-Reaktors bzw. Schachtofens einem Zementofen, insbesondere einem Zement-Drehrohrofen, zugeführt wird. Der Koks verbrennt im Drehrohr. Er kann die üblicherweise über den Drehrohreinlauf zudosierten Brennstoffe ersetzen.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung wird das Pyrolysegas in einer Reinigungsstufe gereinigt.
  • Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Herstellung von Zement und zur Pyrolyse und Vergasung von organischen Stoffen oder Stoffgemischen, die organische Stoffe enthalten.
  • Bei der Zementherstellung ist es oftmals wünschenswert, Ersatzbrennstoffe zu verwenden. Der Einsatz von Ersatzbrennstoffen in Zementwerken kann nach dem Stand der Technik mittels eines zirkulierenden Wirbelschichtvergasers erfolgen. Dabei wird das entstehende Schwachgas ohne weitere Behandlung der Calcinatorfeuerung zugeführt. Die entstehende inerte Asche wird am Reaktorboden des Wir belschichtvergasers ausgetragen und als Rohstoffkomponente im weiteren Zement-Prozeß eingesetzt.
  • Der zirkulierende Wirbelschichtvergaser ist allerdings mit Nachteilen behaftet. Nachteilig sind insbesondere der hohe technische Aufwand, die Gefahr der Ausbildung von Anbackungen und die Gefahr der Ascheerweichung im Bereich des Wirbelbetts mit negativen Auswirkungen auf die Verfügbarkeit der Anlage. Die Gefahr der Ascheerweichung durch lokale Eutektika und/oder durch eine ungleichmäßige Temperaturverteilung im Wirbelbett und/oder durch generelle Probleme bei der Beherrschung des Temperaturbereichs im Wirbelbett kann insbesondere bei Ersatzbrennstoffen durch eine veränderliche mineralische Zusammensetzung der Asche auftreten. Ein weiterer Nachteil eines zirkulierenden Wirbelschichtvergasers ist der energieintensive Betrieb des Wirbelluftgebläses.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Herstellung von Zement vorzuschlagen, in der ein Ersatzbrennstoff verwendet werden kann.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist insbesondere geeignet zur Verarbeitung eines Stoffgemisches, das aus Hausmüll oder hausmüllähnlichen Abfällen nach dem oben beschriebenen Verfahren hergestellt worden ist, also zur Verarbeitung des Materials, das unter dem Namen Trockenstabilat in Verkehr gebracht wird.
  • In der Vorrichtung ist ein fluidisierter Siphon vorhanden.
  • Vorzugsweise ist in der Vorrichtung ein Calcinator und/oder eine Reinigungsstufe zum Reinigen des Pyrolysegases vorhanden.
  • Gemäß der Erfindung kann ein Pyrolysereaktor bzw. ein Pyrolyse-Crack-Reaktor bzw. ein Schachtofen, insbesondere der in der DE 100 33 453 A1 beschriebene Pyrolyse-Crack-Reaktor, in eine Vorrichtung zur Herstellung von Zement, insbesondere ein Zementwerk, integriert werden. Der in der DE 100 33 453 A1 beschriebene Wirbelschichtofen zur Verbrennung des Pyrolysekokses kann dabei eingespart werden.
  • Bei Ersatzbrennstoffen aus biogenen Reststoffen, insbesondere bei dem als Trockenstabilat vertriebenen Produkt aus der mechanisch-biologischen Aufbereitung von Siedungsabfällen, liegt ein sehr hoher Anteil flüchtiger Bestandteile vor, der durch eine einfache Pyrolyse als Brenngas freigesetzt werden kann und nicht den Einsatz einer zirkulierenden Wirbelschicht erfordert. Bei derartigen Ersatzbrennstoffen ist die Vergasung in einem Wirbelschichtvergaser, die insbesondere für Brennstoffe mit einem geringen Anteil flüchtiger Bestandteile und einem hohen Anteil an fixem Kohlenstoff (wie z. B. Kohlen) sinnvoll sein kann, nicht erforderlich.
  • Durch die Erfindung kann die Brenngaserzeugung in ein Zementwerk integriert werden. Dabei kann als wichtige Komponente der Pyrolyse-Crack-Reaktor gemäß der DE 100 33 453 A1 zum Einsatz kommen, der in das Zementwerk integriert werden kann.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnung im einzelnen erläutert. In der Zeichnung zeigt
  • 1 ein Zementwerk in einer schematischen Darstellung,
  • 2 die in das Zementwerk zu integrierenden Bestandteile, die einen Pyrolyse-Crack-Reaktor umfassen, in einer schematischen Darstellung, und
  • 3 eine Abwandlung der in das Zementwerk zu integrierenden Bestandteile.
  • Das in 1 schematisch dargestellte Zementwerk umfaßt einen Drehrohrofen 1 mit einer Primärfeuerung (1. Brennstoffaufgabe) 2 und einem Klinkerkühler 3, dem Kühlerzuluft 4 zugeführt und aus dem Klinkerkühlerabluft 5 mit einer Temperatur von 350°C abgeführt wird. Der Klinker ist mit 6 bezeichnet. Die Temperatur am Drehrohreinlauf (3. Brennstoffaufgabe (Möglichkeit)) 7 des Drehrohrofens 1 beträgt 1050°C bis 1150°C. Am Ausgang 8 des Drehrohrofens 1 beträgt die Temperatur 2000°C. In der Tertiärluftleitung 9 beträgt die Temperatur 700°C bis 1000°C.
  • In den Zyklonvorwärmer 10 wird Rohmehl 11 eingegeben. Der Pfeil 12 führt zur Rohmühle und zum Elektrofilter (Temperatur: 300°C bis 350°C). Der Calcinator ist mit 13 bezeichnet, die Calcinatorfeuerung (2. Brennstoffaufgabe) mit 14.
  • In die Verbindungsleitung 15 zwischen dem Zyklonvorwärmer 10 und dem Drehrohreinlauf 7, nämlich zwischen die dort bezeichneten Schnittstellen A und B, wird die in 2 gezeigte Vorrichtung eingesetzt. Diese Vorrichtung umfaßt einen fluidisierten Siphon 16, der sich unmittelbar an die Schnittstelle A anschließt und dem heißes Rohmehl 17 aus dem Zyklonvorwärmer 10 zugeführt wird. Der fluidisierte Siphon 16 ist in der prioritätsälteren, nicht vorveröffentlichten Deutschen Patentanmeldung 102 28 100.9 im einzelnen beschrieben. Er umfaßt ein Fallrohr 18, das auch als Fallschacht ausgebildet sein kann, und einen Behälter 19 mit Überlauf 20. Das heiße Rohmehl 17 gelangt in das Fallrohr 18, wo es aufgefangen wird. Das heiße Rohmehl 17 bildet in dem Fallrohr 18 ein Wanderbett aus und rutscht in den Behälter 19. Der Boden des Behälters 19 ist als Düsenboden ausgebildet, durch den dem Behälter 19 überhitzter Wasserdampf 21 zugeführt wird. Mit Hilfe des überhitzten Wasserdampfs 21 wird der Behälter 19 über den am Behälterboden befindlichen Düsenboden angeströmt, so daß eine Fluidisierung des aus dem Fallrohr 18 nachrutschenden Rohmehls erreicht wird und das Rohmehl aus dem Überlauf 20 des Behälters 19 in das weitere Fallrohr 22 abgezogen werden kann. Es wird von dem weiteren Fallrohr 22 zu dem Pyrolyse-Crack-Reaktor 23, der als Schachtofen ausgestaltet ist, geführt.
  • Das auf beispielsweise 850°C aufgeheizte mineralische Rohmehl 17 aus dem Zyklonvorwärmer 10 des Zementwerks wird über den fluidisierten Siphon 16, der allerdings auch weggelassen werden kann, vollständig oder als Teilstrom im Bypass dem Pyrolyse-Crack-Reaktor 23 zugeführt. Dem als Schachtofen ausgebildeten Pyrolyse-Crack-Reaktor 23 wird über eine Brennstoffschleuse und mechanische Förderorgane der Ersatzbrennstoff 24, nämlich Trockenstabilat, zudosiert. Der Ersatzbrennstoff 24 wird in dem Pyrolyse-Crack-Reaktor 23 mit dem heißen Rohmehl in direkten Kontakt gebracht. Dabei werden die flüchtigen Bestandteile freigesetzt. Sie bilden das Pyrolyse-Rohgas 25, das der Schnittstelle C in 1 zugeführt wird, also der Calcinatorfeuerung 14.
  • Überraschend hat sich gezeigt, daß der Entgasungsdruck des freigesetzten Gases eine Fluidisierung und Durchmischung von Ersatzbrennstoff 24 und Rohmehl 17 und dadurch eine weitgehende Entgasung bewirkt. Eine Durchmischung durch den fraglichen Einsatz bewegter Mischorgane im heißen Bereich erübrigt sich dadurch.
  • Es ist auch möglich, zur Unterstützung der Fluidisierung und Durchmischung zusätzlich Wasserdampf 26 einzusetzen, der entweder gesättigt oder überhitzt sein kann. Der Wasserdampf 26 kann auch zur Unterstützung der chemisch-thermischen Umwandlung zugesetzt werden. Auch in diesem Fall kann der Wasserdampf entweder gesättigt oder überhitzt sein.
  • Es ist auch möglich, den Pyrolyse-Crack-Reaktor 23 als Schachtofen derart auszubilden, daß das Pyrolyse-Rohgas 25 ein Wanderbett aus heißem Rohmehl durchströmt. Dabei werden kondensierbare Bestandteile, z. B. höhere Kohlenwasserstoffe, gecrackt und in Permanentgase umgewandelt.
  • Die Zufuhr des heißen Rohmehls 17 kann über einen fluidisierten Siphon 16 erfolgen, der mit Wasserdampf 21 betrieben werden kann. In diesem Zusammenhang wird in vollem Umfang auf die Deutsche Patentanmeldung 102 28 100.9 Bezug genommen.
  • Das Pyrolyse-Rohgas 25 kann je nach Zusammensetzung entweder ohne weitere Behandlung oder nach einer weiteren Behandlung der Calcinatorfeuerung 14 zugeführt und dort verbrannt werden. Zu diesem Zweck kann der Pyrolyse-Crack-Reaktor durch Aufrechterhaltung des sich einstellenden Entgasungsdrucks unter einem leichten Überdruck betrieben werden, um den nötigen Vordruck für die Zuführung in die Calcinatorfeuerung 14 zu erzeugen.
  • Als Rückstand entsteht ein Koks, der mit dem Rohmehl vermischt am Austritt des Pyrolyse-Crack-Reaktors 23, also an der Schnittstelle B, ausgetragen wird. Der Austrag kann über eine mechanische Fördervorrichtung erfolgen. Das Gemisch 27 aus Koks (Koksrückstand) und Rohmehl wird über den Drehrohreinlauf 7 dem Drehrohrofen 1 des Zementwerks zugeführt. Der Koks verbrennt im Drehrohrofen 1 und ersetzt die üblicherweise über den Drehrohreinlauf 7 zudosierten Brennstoffe.
  • 3 zeigt eine Abwandlung der in 2 gezeigten Vorrichtung, bei der zusätzlich eine Reinigungsstufe 28 vorgesehen ist, der das Pyrolysegas bzw. Pyrolyse-Rohgas 25 zugeführt wird, das in der Reinigungsstufe 28 gereinigt wird. Das die Reinigungsstufe 28 verlassende Pyrolyse-Reingas 29 wird der Calcinatorfeuerung 14 zugeführt. Bei der Reinigung können eines oder mehrere Rückstände (Reinigungsprodukte) 30 anfallen, die aus der Reinigungsstufe 28 abgezogen werden. Insbesondere können die Schadstoffe Chlor, Schwefel und/oder Quecksilber aus dem Pyrolyse-Rohgas 25 abgetrennt und mit den Rückständen 30 abgeführt werden. Die Rückstände 30 können deponiert werden. Optional können der Reinigungsstufe 28 eines oder mehrere Additive 31 zugegeben werden. Es können eine oder mehrere Reinigungsstufen vorhanden sein. Die Reinigungsstufe 28 bildet eine Schadstoffsenke zwischen Pyrolyse-Crack-Reaktor 23 und Calcinatorfeuerung 14 bzw. Drehrohrofen 1.
  • Die Beheizung der Pyrolyse wird bei der Erfindung nicht, wie bei der DE 100 33 453 A1 , durch im Kreislauf geförderte heiße Asche betrieben. Stattdessen dient ein vorhandenes Edukt für den Zementprozeß nahezu ohne zusätzlichen Aufwand zunächst als Wärmelieferant für die Pyrolyse. Danach wird es dem Drehrohrofen zu geführt. Der Aufwand für den Betrieb einer Kreislaufführung heißer Asche nach der DE 100 33 453 A1 wird dabei vermieden. Der Energiebedarf für die Pyrolyse und Crackung wird durch einen Teil des Energieinhalts der Ersatzbrennstoffe gedeckt, ohne daß eine indirekte Wärmeübertragung erfolgen müßte. Die Verbrennung des Pyrolyse-Rohgases 25 deckt bei der Verbrennung in der Calcinatorfeuerung 14 unter anderem den Energiebedarf für die Pyrolyse mit ab. Die Erzeugung von Brenngas wird dadurch mit minimalem Aufwand in den Zement-Prozeß integriert. Die Nachteile der Verfahren nach dem Stand der Technik werden dabei umgangen.
  • Durch die Erfindung ist es erstmals möglich, mit einem sehr einfachen, robusten, kompakten und prozeßintegrierten Verfahren Brenngas und Koks in Zementwerken zu erzeugen. Gegenüber dem Stand der Technik, der durch den zirkulierenden Wirbelschichtvergaser und Pyrolyse-Drehrohre repräsentiert wird, kann die Betriebssicherheit erhöht und die Wirtschaftlichkeit verbessert werden.

Claims (14)

  1. Verfahren zur Pyrolyse und Vergasung von organischen Stoffen oder Stoffgemischen, die organische Stoffe enthalten, bei dem die organischen Stoffe bzw. das Stoffgemisch, das organische Stoffe enthält, aus Hausmüll oder hausmüllähnlichen Abfällen oder sonstigen Siedlungsabfällen hergestellt sind, wobei diese in geschlossenen Behältern unter Zwangsbelüftung kompostiert werden, die Kompostierung nach einer bestimmten Zeit durch Trocknung zum Stillstand gebracht wird und das Material auf eine Restfeuchte von höchstens 15% getrocknet wird, und bei dem dieses Material in einem Pyrolysereaktor (23) mit heißem Rohmehl (17) aus einem Vorwärmen eines Zementwerks in Kontakt gebracht und pyrolisiert wird, wobei das heiße Rohmehl (17) über einen fluidisierten Siphon (16) zugeführt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Pyrolysereaktor ein Pyrolyse-Crack-Reaktor (23) ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Pyrolysereaktor bzw. der Pyrolyse-Crack-Reaktor (23) als Schachtofen ausgebildet ist.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Pyrolysereaktor bzw. dem Pyrolyse-Crack-Reaktor (23) bzw. dem Schachtofen keine bewegten Mischorgane vorgesehen sind.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Pyrolysereaktor bzw. dem Pyrolyse-Crack-Reaktor (23) bzw. dem Schachtofen Wasserdampf (26) zugesetzt wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Pyrolysegas (25) der Calcinatorfeuerung (14) zugeführt wird.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Koksrückstand und Rohmehl enthaltende Gemisch (27) des Pyrolysereaktors bzw. Pyrolyse-Crack-Reaktors (23) bzw. Schachtofens einem Zementofen, insbesondere einem Zement-Drehrohrofen (1), zugeführt wird.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Pyrolysegas (25) in einer Reinigungsstufe (28) gereinigt wird.
  9. Vorrichtung zur Herstellung von Zement und zur Pyrolyse und Vergasung von organischen Stoffen oder Stoffgemischen, die organische Stoffe enthalten, mit einem geschlossenen Behälter zum Kompostieren von Hausmüll oder hausmüllähnlichen Abfällen oder sonstigen Siedlungsabfällen unter Zwangsbelüftung, wobei die Kompostierung nach einer bestimmten Zeit durch Trocknung zum Stillstand gebracht wird und das Material auf eine Restfeuchte von höchstens 15% getrocknet wird, einem Vorwärmer zum Vorwärmen von Rohmehl für ein Zementwerk, einem Zementofen, einem Pyrolyse-Reaktor zum Pyrolysieren des Materials aus dem geschlossenen Behälter mit dem heißen Rohmehl (17), und einem fluidisierten Siphon (16) zur Zuführung des vorgewärmten Rohmehls.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorwärmer ein Zyklon-Vorwärmer (10) ist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Zementofen ein Zement-Drehrohrofen (1) ist.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Pyrolyse-Reaktor ein Pyrolyse-Crack-Reaktor 23 oder ein Schachtofen ist.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 9 bis 12 gekennzeichnet durch einen Calcinator (13).
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, gekennzeichnet durch eine Reinigungsstufe (28) zum Reinigen des Pyrolysegases (25).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PT1607681E (pt) * 2004-06-10 2011-10-24 Scoutech S R L Método e equipamento para o tratamento térmico a alta temperatura de material combustível em particular resíduos
ITRM20050207A1 (it) * 2005-05-02 2006-11-03 Pyrolb S R L Procedimento integrato per il trattamento di rifiuti mediante pirolisi e relativo impianto.
CN104089279B (zh) * 2014-07-08 2016-08-17 北京科电瑞通科技股份有限公司 低氮燃烧系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1223293B (de) * 1964-01-22 1966-08-18 Horoshi Tokuhisa Verfahren zum Brennen von Zement mittels Kohlenwasserstoffoelen
WO1983003601A1 (en) * 1982-04-16 1983-10-27 Kwech, Ludwig Method for producing clinker and device for implementing such method
DE10033453A1 (de) * 2000-07-10 2002-01-31 Herhof Umwelttechnik Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Pyrolyse und Vergasung von Stoffgemischen, die organische Bestandteile enthalten
DE10228100A1 (de) * 2001-06-27 2003-01-16 Herhof Umwelttechnik Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Pyrolyse und Vergasung von Stoffgemischen, die organische Bestandteile enthalten

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1223293B (de) * 1964-01-22 1966-08-18 Horoshi Tokuhisa Verfahren zum Brennen von Zement mittels Kohlenwasserstoffoelen
WO1983003601A1 (en) * 1982-04-16 1983-10-27 Kwech, Ludwig Method for producing clinker and device for implementing such method
DE10033453A1 (de) * 2000-07-10 2002-01-31 Herhof Umwelttechnik Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Pyrolyse und Vergasung von Stoffgemischen, die organische Bestandteile enthalten
DE10228100A1 (de) * 2001-06-27 2003-01-16 Herhof Umwelttechnik Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Pyrolyse und Vergasung von Stoffgemischen, die organische Bestandteile enthalten

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