Thermolytical Working-up of Contaminated Sewage Sludges and Comparable Waste Materials in a Three-Step Batch Procedure

Abstract

A three-step batch procedure for thermal treatment (drying, pyrolysis, gasification = thermolysis) of contaminated waste materials Is suggested - for one reactor and regulated by temperature. Contaminated sewage sludges have been investigated under technical criteria and material management criteria. Technical processing yields gases from a pyrolytic step (823 K, C₁-C₄-fraction) and from a steam gasification step (1173 K, H₂, CO, CO₂, CH₄). A solid residue has been leached with water and compared with contemporary legal restrictions. Catalytic treatment (723 K) of volatiles from the pyrolytic step yields a liquid fraction - including btxcompounds. Contaminated intermediate fractions (water from drying and from reaction in a pyrolytic step, contaminated solid residues) should be gasified under definite conditions. The process adapted to contaminated material may be applied to conventional organic feedstocks, too.

Ein dreistufiges „batch” -Verfahren flir die thermische Verarbeitung von kontaminierten Abfallstoffen wird vorgestellt: Trockung, Pyrolyse und (Wasserdampf-) Vergasung - zusammenfassend als Thermolyse bezeichnet - werden in einem zeit-temperaturgesteuerten Wirbelschicht-reaktor durchgefuhrt. Das Verfahren wurde für kontaminierte Klärschlamme unter besonderer Betrachtung der technischen Durchführbarkeit und des erforderlichen Stoffstrommanagement untersucht. Der technische Prozeß liefert Gase aus der Pyrolysestufe (823 K) die sofort einer katalytischen Behandlung (723 K) unterzogen werden. Es resultiert ein Anteil an kondensierbaren Stoffen unter denen gut verwertbare niedere Aromaten (BTXE) einen bedeutenden Teil ausmachen. Der feste Rückstand und die nicht verwertbaren Anteile des Kondensats aus der Pyrolyse werden unter Verwendung des Schwelwassers aus der Pyrolyse und des Brüdenkondensats aus der Trocknung unmittelbar im Reaktor in einer Wasserdamfvergasung (1173 K) weiter verarbeitet. Das dabei entstehende Gasgemisch (H₂, CO, CO₂, CH₄) wird über Gaswäsche von CO₂ sowie sauren und basischen Spurenbestandteilen befreit und dann entweder zur unmittelbaren Befeuerung des Reaktors oder zur Verstromung eingesetzt. Der feste Rückstand der Wasser-damfvergasung erfüllt die Voraussetzungen zur Deponierung auf einer Deponie für Inertstoffe. Seine Verwendbarkeit im Bausektor wurde noch nicht technisch geprüft. Das für kontaminierten Klärschlamm entwickelte und im kleinen Technikumsmaßstab erprobte Verfahren kann auch für andere biogene Stoffe eingesetzt werden.

W pracy przedstawiono trzystopniowy proces termicznego przetwarzania (odwodnienie, piroliza i gazyfikacja) skażonych materiałów odpadowych. Skażone osady ściekowe przebadano z uwzględnieniem aspektów technicznych i organizacyjnych. Piroliza prowadzona w temperaturze 823 K powadzi do otrzymania gazów frakcji C₁-C₄, a zgazowanie parą w temperaturze 1173 K dostarcza gazu o składzie H₂, CO, CO₂ i CH₄. Stała pozostałość jest przemywana wodą, w której oznacza się wymywane substancje celem konfrontacji z obowiązującymi normami. Lotne związki tworzące się na etapie pirolizy są przerabiane w procesie katalitycznym w temperaturze 723 K. Proces opracowany w celu termicznego przetwarzania skażonych osadów ściekowych może być stosowany do przerobu konwencjonalnego organicznego materiału.