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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Behandlung eines kohlenwasserstoffhaltigen Abfallstoffes, insbesondere eines Walzzunderschlammes und/oder Schleifschlammes, wobei der Abfallstoff in einem Trockner unter Bewegung durch indirekte Wärmezufuhr erwarmt und dabei von Kohlenwasserstoffen und anderen flüchtigen Komponenten, insbesondere H2O, befreit wird.
Mit Kohlenwasserstoffen (organischen Verbindungen) kontaminierte Abfallstoffe, insbesondere Feststoffe und Schlämme, fallen einerseits in vielen Produktionsprozessen, z. B. als Schleifschlämme oder Walzzunder, andererseits auch beim ungewollten Austritt von Kohlenwasserstoffen in die Umwelt, wie beispielsweise als ölkontaminiertes Erdreich, an Kohlenwasserstoffkontaminierte Abfallstoffe stellen für die Umwelt ein beträchtliches Problem dar, da kein effizientes und zugleich kostengünstiges Verfahren zur Aufarbeitung dieser Abfallstoffe zur Verfügung steht.
Im Stand der Technik sind verschiedene Verfahren zur Behandlung von kohlenwasserstoffkontaminierten Abfallstoffen bekannt.
In EP0373577A1 wird ein zweistufiges Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Aufbereitung von, organische Anteile aufweisenden, Klar- oder Industrieschlämmen gelehrt. Im Rahmen des gelehrten Konversionsverfahren werden die Schlämme mechanisch vorentwässert, in den Innenraum eines indirekt beheizten Stetigförderers befördert und dort einer Aufheizung bei gleichzeitigem Austrieb der leichtflüchtigen Komponenten ausgesetzt. In einer darauffolgenden zweiten Stufe erfolgt ein Verweilen bei Konversionstemperatur zum restlichen Austrieb der flüchtigen Komponenten aus dem Feststoffprodukt. In der Praxis stellt sich diese Vorgangsweise als vergleichsweise ineffizient dar, da zum Austreiben der Kohlenwasserstoffe durch die dargestellte Vorrichtung sowie Verfahrensweise eine Aufheizung des Schlammes auf eine relativ hohe Temperatur erforderlich ist.
Ein wirtschaftlicher Betrieb einer derartigen Anlage kann daher nicht erreicht werden.
DE19715839A1 lehrt ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Reinigung von öl- und wasserhältigen WalzzunderschlÅammen, wobei die Schlämme einer zweistufigen Behandlung unterzogen werden. In einem ersten Schritt wird durch Erwärmen der Schlämme Wasser verflüchtigt In einem zweiten Schritt wird der getrocknete Schlamm bei erhöhter Temperatur einer Vakuumbehandlung zur Verflüchtigung der Kohlenwasserstoffe unterzogen. Die Praxis zeigt eine relative Ineffizienz der Anlage, da die Erzeugung des, zur Verflüchtigung der Kohlenwasserstoffe erforderlichen Vakuums mit hohen Errichtungs- und Betnebskosten verbunden ist.
Zweistufige Verfahren sind durch einen höheren apparativen sowie Steuer- und regelungstechnischen Aufwand gekennzeichnet.
AT400579B lehrt ein einstufiges Verfahren zur Verwertung von mit organisch-chemischen Verunreinigungen, wie beispielsweise Öl oder Fett versetzten und gegebenenfalls feuchten und metallhaltigem Material, wie beispielsweise Zunder oder Späne, wobei das Material in reduzierender Atmosphäre durch indirekte Erwärmung bis über die Siedetemperatur der höchstsiedenden Fraktion der organischen Verunreinigung erhitzt wird, und dabei zur Vermeidung von Kondensation mit "nichtoxidierendem Trägergas" gespült wird. Dieses Verfahren erweist sich in der Praxis als unwirtschaftlich, da das Material auf eine Temperatur oberhalb des Siedepunktes der höchstsiedenden organischen Verunreinigungen erhitzt werden muss.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu überwinden, und ein einfaches und wirtschaftliches Verfahren entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie eine geeignete Vorrichtung zur Durchführung des genannten Verfahrens entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 14 zu entwickeln.
Diese Aufgabe wird entsprechend dem erfindungsgemässen Verfahren nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1, sowie entsprechend der erfindungsgemässen Vorrichtung nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 14 gelöst.
Mit dem Abbau der Kohlenwasserstoffe durch chemische und/oder strahlungstechnische Hilfsmittel, welche eine Zerlegung der Kohlenwasserstoffe mit hohem Molekulargewicht in Kohlenwasserstoffe mit niedrigerem Molekulargewicht, insbesondere mittels einer selektiven Oxidation, bewirken, kann auch bei niedrigen Temperaturen eine effektive Reinigung des Abfallstoffes von Kohlenwasserstoffen erfolgen.
Zur Erreichung hoher Temperaturen, insbesondere bei grösseren Anlagen, scheidet die indirekte Erwärmung, beispielsweise durch die Gefässwand eines Trockners, insofern aus wirtschaftlichen
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Gründen aus, als bei der indirekten Erwärmung, im Gegensatz zu einer direkten Befeuerung durch eine Flamme und heisses Gas, die Erwärmung alleine durch Wärmeleitung erfolgt. Entsprechend langsam wird die Betriebstemperatur im Trockner erreicht
Wird demnach die Verfahrenstemperatur im Trockner niedrig gehalten, kann eine deutliche Zeitersparnis, insbesondere im Fall des Anfahrens des kalten Trockners, verbucht werden.
Durch den Einsatz von chemischen und/oder strahlungstechnischen Hilfsmitteln zur Zerlegung der Kohlenwasserstoffe, wodurch eine Absenkung der mittleren Verflüchtigungstemperatur der Kohlenwasserstoffe herbei geführt wird, wird eine deutliche Beschleunigung des Reinigungsvorganges erreicht.
Es ergibt sich die erhöhte Wirtschaftlichkeit des Verfahrens gegenüber dem Stand der Technik, einerseits durch einen niedrigeren Heizenergiebedarf und andererseits, bedingt durch die kürzere Behandlungsdauer und die geringere maximale Betriebstemperatur, durch kleinere, kostengünsti- gere Apparate.
Die Erwärmung des Abfallstoffes erfolgt unter Bewegung desselben, um eine rasche und gleichmässige Aufheizung zu gewährleisten.
Die Bewegung der Feststoffe und/oder Schlämme im Gefäss kann durch eine Bewegung des Gefässes, beispielsweise durch Drehen des Gefässes, und/oder durch Bewegung einer Vorrichtung im Gefäss, beispielsweise durch Drehen eines Werkzeuges, erfolgen.
Nach verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung ist es möglich, das Verfahren bei Atmosphärendruck, bei Über- oder Unterdruck zu betreiben. Der Überdruckbereich erspart das Gebläse zu Absaugen der Abgase. Hierzu ist eine gasdichte Ausführung der Materialzufuhr und Materialabfuhr vorteilhaft.
Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung erfolgt der Abbau der Kohlenwasserstoffe bei Temperaturen unterhalb von 450 OC, insbesondere 400 C.
Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung erfolgt die indirekte Wärmezufuhr über die Gefässwand und/oder über beheizte bewegliche Teile und/oder mittels Strahlung, wie beispielsweise über Mikrowellen.
Da nach dem erfindungsgemässen Verfahren kein Heizgas in das Gefäss eingebracht wird, und das Volumen der abzusaugenden Gase sehr klein ist, wird der Aufwand für die notwendige Behandlung des abgesaugten Gases minimiert.
Vorteilhaft ist auch die durch die indirekte Beheizung mögliche unabhängige Regelung von Heizleistung und Zusammensetzung der Gasatmosphäre im Trockner.
Nach einer weiteren besonderen Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens wird Sauerstoff, insbesondere Sauerstoff-Inertgasmischungen oder mit Sauerstoff angereicherte Luft, und/oder festes und/oder flüssiges und/oder gasförmiges Peroxid/Hyperoxid, vorzugsweise Wasserstoffperoxid, und/oder Ozon und/oder ein Katalysator als chemisches Hilfsmittel zur Zersetzung der Kohlenwasserstoffe eingesetzt.
Die Verflüchtigung der in den Abfallstoffen enthaltenen Feuchtigkeit unterstützt die Verflüchtigung von wasserdampfflüchtigen Kohlenwasserstoffen. Insbesondere durch die Zugabe von sau- erstoffhältigen Oxidationsmitteln entstehen Sauerstoff enthaltende Gruppen in den Kohlenwasserstoffmolekülen, wodurch die wasserabweisenden (hydrophoben) Eigenschaften der Kohlenwasser- stoffe verringert werden. Dies wirkt sich vorteilhaft auf die Wasserdampfflüchtigkeit der Kohlenwasserstoffe aus, so dass es zu einer weiteren Beschleunigung der Verflüchtigung der Kohlenwasserstoffe kommt.
Nach bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung werden zur selektiven Oxidation als Oxidationsmittel Sauerstoff oder sauerstoffangereicherte Luft verwendet. Es können aber auch andere, Sauerstoff enthaltende Gasmischungen oder Stoffe eingesetzt werden. Enthält der Abfallstoff auch leichtoxidierbare Stoffe, wie beispielsweise metallisches Magnesium, kann es in Abhängigkeit der Korngrösse erforderlich werden, einen Sauerstoffgehalt unterhalb von 20, 8% einzustellen, um die Oxidationskinetik einzuschränken. Vorteilhaft wird in diesem Fall Strahlung zur Unterstützung des Kohlenwasserstoffabbaues eingesetzt.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden als Oxidationsmittel ausschliesslich oder zusätzlich Peroxide/Hyperoxide in gasförmiger und/oder flüssiger und/oder fester Form, vorzugsweise Wasserstoffperoxid, und/oder Ozon eingesetzt.
Ebenso führt die Anwendung von Katalysatoren zu einer Beschleunigung der Abbaureaktionen
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an den Kohlenwasserstoffen. Dabei kann der Katalysator je nach Zusammensetzung als Feinmaterial eingebracht werden und anschliessend In dem entölten Material verbleiben oder in Form von grösseren Stücken in das Gefäss eingebracht werden, wobei die Stücke anschliessend vom entölten Material wieder abgetrennt und wieder eingesetzt werden. Vor dem Wiedereinsatz ist dabei je nach Katalysatortyp auch eine Behandlung zur Steigerung der Aktivität des Katalysators möglich.
Durch die Zerlegung der Kohlenwasserstoffe, beispielsweise durch die exotherme Oxidation, entsteht zusätzliche Wärme, die direkt an dem Abfallstoff wirksam wird, und somit den Abfallstoff von innen heraus erwärmt. Damit wird die Er- und Durchwärmung des Einsatzgutes verbessert und eine Beschleunigung des Verfahrens herbeigeführt.
Die Zugabe von Oxidationsmittel führt zu einem oxidativen teilweisen Abbau der Kohlenwasserstoffe, der wiederum zu einer Absenkung der Verflüchtigungsstemperatur und daher zu einer rascheren Verflüchtigung der Kohlenwasserstoffe führt.
Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens wird als strahlungstechnisches Hilfsmittel hochenergetische Strahlung, insbesondere in Form von UVStrahlung, In den Trockner zur Zersetzung der Kohlenwasserstoffe eingebracht.
Hiermit wird eine Beschleunigung der Abbaureaktion erreicht.
Durch die Zerlegung der Kohlenwasserstoffe, beispielsweise das Spalten der chemischen Bindung mittels hochenergetischer Strahlung, entsteht zusätzliche Wärme, die direkt an dem Abfallstoff wirksam wird, und somit den Abfallstoff von innen heraus (im Trockner) erwärmt. Damit wird die Er-und Durchwärmung des Einsatzgutes verbessert und eine Beschleunigung des Verfahrens herbeigeführt
Nach einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens wird in dem Trockner eine auf das Heizmedium bezogene maximale Temperatur von 350 C, insbesondere 300 C eingestellt.
Entsprechend weiterer besonderer Ausgestaltungen des erfindungsgemässen Verfahrens erfolgt der Betrieb des Trockners bel einer, auf den Abfallstoff bezogenen, druckabhängigen Innen-
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im Bereich von 80 C bis 250 OC, besonders bevorzugt 120 C bis 200 OC (bei 1 atm)
Dabei ist nicht auszuschliessen, dass kurzzeitig, insbesondere lokal, eine Erwärmung des Einsatzgutes über die Verfahrenstemperatur erfolgt.
Nach einem zusätzlichen Merkmal des erfindungsgemässen Verfahren wird der Abfallstoff vor der Behandlung mechanisch entwässert und/oder chemisch und/oder thermisch vorgetrocknet.
Durch die Vorentwässerung bzw. Vortrocknung wird bereits ein grosser Anteil des Wassers aus den Walzzunderschlämmen entfernt, wodurch sich die Durchlauf- bzw. Behandlungszeiten im Gefäss zur Entfernung der Kohlenwasserstoffe deutlich verringern.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann zumindest ein Teil des H2O-Gehaltes des Abfallstoffes durch Zugabe von Branntkalk abgebunden werden, wobei die Menge des zugegebenen Branntkalkes vorzugsweise dem stöchiometrischen Verhältnis der Kalklöschreaktion entspricht oder dieses unterschreitet
Durch die Reaktion des Branntkalkes entsteht Wärme, wodurch die Aufheizung des Abfallstoffes wesentlich beschleunigt wird. Weiters erweist sich die Zugabe des Kalkes für die weitere Verarbeitung des Abfallstoffes beispielsweise in einer Sinteranlage oder in einem Agglomerationsverfahren als besonders vorteilhaft. Insbesondere bei der Agglomeration (bsp Granulierung, Brikettierung) kann auf diese Welse zumindest teilweise auf den Einsatz eines zusätzlichen Bindemittels verzichtet werden.
Eine Agglomeration ohne zusätzliche Bindemittel ist erfahrungsgemäss bei einer Zugabe von mehr als 5 Gew% CaO möglich. Schliesslich kann, wie dem Fachmann aus dem Stand der Technik bereits bekannt ist, eine Aushärtung der Agglomerate mit C02 (Kalksteinbildung) erfolgen
Nach einem weiteren zusätzlichen Merkmal des erfindungsgemässen Verfahren wird in dem Trockner die Temperatur des Abfallstoffes und/oder die Zusammensetzung der abgesaugten Gase gemessen Nach einem weiteren Merkmal des erfindungsgemässen Verfahrens wird aufgrund der ermittelten Messgrössen eine Steuerung und/oder Regelung der Prozessparameter der Behandlung im Trockner, beispielsweise der Bewegungsintensität Im Trockner und/oder der Heizleistung im Trockner und/oder der quantitative Einsatz der chemischen und/oder strahlungstechnischen Hilfsmittel zum Abbau der Kohlenwasserstoffe, durchgeführt.
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Zur effizienten Steuerung des Verfahrens ist es vorteilhaft die Temperatur im Gefäss, vorzugsweise die Temperatur des Abfallstoffes, und/oder die Temperatur und/oder die Zusammensetzung der abgesaugten Gase (eine oder mehrere aus : Kohlenmonoxidgehalt, Kohlendioxidgehalt, Wasserstoffgehalt, Sauerstoffgehalt, Kohlenwasserstoffgehalt) zu messen. Die ermittelten Messgrössen unterstützen die Steuerung und/oder Regelung der Prozessparameter, insbesonders der Heizenergiezufuhr und/oder der Oxidationsmittelzufuhr und/oder der Bewegungsintensität, die im Laufe des Prozesses geeignet verändert werden können.
Durch die Auswerfung der Messgrössen sind Rückschlüsse auf den Reaktionsfortschritt des Verfahrens möglich. Somit kann ein Produkt hergestellt werden, dass eine gleichbleibende Zusammensetzung aufweist, und den hohen Qualitätsnormen der Eisen- und Stahlindustne entspricht. Insbesondere bel der Verwertung des Endproduktes des erfindungsgemässen Verfahrens in einer Sinteranlage und/oder Chargierung in einen Hochofen darf das Endprodukt nur einen limitierten Gehalt an Kohlenwasserstoffen aufweisen. Auch bei der Rezyklierung eines kontaminierten Erdreiches sind strenge Vorgaben betreffend den maximalen Gehalt an Kohlenwasserstoffen einzuhalten.
Die Temperaturmessung am Gefäss erfolgt vorzugsweise mit Thermoelementen, die in einem Schutzmantelrohr in den Arbeitsbereich des Gefässes geführt werden.
Nach einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahren wird eine Regelgrösse bestimmt, indem, beispielsweise über die Analyse der Gaszusammensetzung, ein Vergleich des Kohlenwasserstoffgehaltes des Abfallstoffes vor und nach der Behandlung in dem Trocknungsgefäss erfolgt, und unter Berücksichtigung der Temperatur und/oder der Bewegungsintensität des Einsatzmateriales im Trockner der quantitative Einsatz der chemischen und/oder strahlungtechnischen Hilfsmittel zum Abbau der Kohlenwasserstoffe geregelt wird.
Nach einer besonderen Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens werden die abgesaugten Gase zur Entstaubung, vorzugsweise über beheizte Leitungen, in eine, vorzugsweise wärme- isolierte und/oder indirekt beheizte, Entstaubungseinrichtung, insbesondere einen Heissgaszyklon, geleitet.
Für die Behandlung der abgesaugten Gase stehen dem Fachmann je nach Art der Kohlenwasserstoffe verschiedene Abgasreinigungsverfahren zur Auswahl. Vorteilhaft ist es jedoch, die abgesaugten Gase in eine, vorzugsweise wärmeisolierte und/oder indirekt beheizte, Entstaubungsvorrichtung zu leiten, um, aus dem Gefäss mitgerissene Staubpartikel abzuscheiden. Die Beheizung der Leitungen, welche zum Transport der abgesaugten Gase dienen, ist angeraten und entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahren sowie der erfindungsgemässen Vorrichtung vorgesehen.
Bevorzugt wird die Entstaubungsvornchtung dabei bei einer Temperatur, die zumindest so hoch wie die Temperatur im Gefäss ist, betrieben. Hiermit wird ein Niederschlag der flüchtigen Komponenten, insbesondere der, vorzugsweise höhersiedenden, Kohlenwasserstoffe, auf kalten Flächen verhindert.
Nach einer weiteren Ausführung des erfindungsgemässen Verfahren werden die, vorzugsweise vorentstaubten, Abgase in einem Kühler, vorzugsweise einem Kondensator, gekühlt und gegebenenfalls anschliessend in einem Aktivkohlefilter und/oder Biofilter gefiltert.
Nach einer weiteren Ausführung des erfindungsgemässen Verfahren werden die, vorzugsweise vorentstaubten, Abgase thermisch oder katalytisch nachverbrannt
Nach einer besonderen Ausführung des erfindungsgemässen Verfahren wird die Energie aus der thermischen oder katalytischen Nachverbrennung zur Beheizung des Trockners, beispielsweise zur Aufheizung eines Thermoöls, und/oder weiterer Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens verwendet.
Der vollständige Abbau der Kohlenwasserstoffe erfolgt bevorzugt durch Verbrennung in einer thermischen oder katalytischen Nachverbrennung. Vorteilhafterweise wird die Energie dieser Verbrennung, etwa zur Aufheizung des Heizmediums, welches zur Beheizung des Gefässes benötigt wird, genutzt
Die Erfindung erweist sich bei der Behandlung von Walzzunderschlämmen und Schleifschlämmen als besonders vorteilhaft, und ist diesbezüglich am detailliertesten dokumentiert. Die Ausführungen zu diesem speziellen Medium haben jedoch nur beispielhaften Charakter, und schränken die Anwendung des Erfindungsgegenstandes In keiner Weise, auf die Behandlung von Schlammen
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allgemein oder Walzzunderschlämmen im speziellen, ein.
Das erfindungsgemässe Verfahren und die erfindungsgemässe Vorrichtung kann auch zur Behandlung anderer kohlenwasserstoffhältiger, insbesondere feststoffteilchen aufweisender, Abfallstoffe, vorzugsweise metallverarbeitenden Industrie, angewendet werden, wie sie beispielsweise bei der Herstellung oder Bearbeitung von Aluminium, Titan, oder Kupfer anfallen. Weiters können auch kohlenwasserstoffhältige Feststoffe und/oder Schlämme aus der nichtmetall-verarbeitenden Industrie, insbesondere Schleifschlämme, gemäss dem erfinderischen Verfahren behandelt werden.
Das erfindungsgemässe Verfahren sowie die erfindungsgemässe Vorrichtung eignet sich weiters zur Reinigung von ölkontaminierten Böden.
Durch die erfindungsgemässe Abtrennung der Kohlenwasserstoffe aus dem Feststoff und/oder Schlamm, insbesondere aus dem Walzzunderschlamm, kann das Endprodukt des Verfahrens in Sinteranlagen oder anderen Einrichtungen, für welche ein niedriger Gehalt an Kohlenwasserstoffen nötig ist, eingesetzt werden.
Gegebenenfalls erfolgt bei Einsatz eines Oxidationsmittels eine teilweise Aufoxidation der in dem Abfallstoff enthaltenen metallischen Komponenten, wobei durch die, begrenzt stattfindende, exothermen Oxidation die Temperatur im Innenraum des Trockners rasch und ohne zusätzliche Beheizung ansteigt und auf diese Weise erhebliche Heizkosten eingespart werden. Nicht zuletzt trägt wie bereits erwähnt auch die Oxidation der Kohlenwasserstoffe zur weiteren Erwärmung des Walzzunderschlammes bei.
Bei Einsatz eines Oxidationsmittels als chemisches Hilfsmittel zur Zersetzung der Kohlenwasserstoffe ist ab einer, vom jeweiligen Einsatzgut abhängigen, Temperatur (bei Walzzunderschlammen liegt diese bei etwa 180-200 C (1 atm)) die Umsetzung der Kohlenwasserstoffe Im wesentli- chen abgeschlossen, worauf, durch den Ablauf exothermer Reaktionen, insbesondere der Oxidation von Wüstit zu Haematit und/oder zu Magnetit, ein starker Temperaturanstieg, erfolgt.
Enthält der Abfallstoff neben den Kohlenwasserstoffen weitere mit dem Oxidationsmittel in exothermer Weise reagierende Stoffe, beispielsweise Wüstit oder andere metallische Komponenten, erweist es sich, insbesondere zur gezielten Begrenzung der Guttemperatur, als vorteilhaft, vorzugsweise über die Regelung der Oxidationsmittelzufuhr hinaus, eine regelbare Zufuhr von Inertgasen vorzusehen.
Durch diese Verfahrensweise kann die Regelung der Temperatur wie auch der Oxidation des Abfallstoffes in der Behandlungskammer wesentlich beschleunigt werden
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann durch eine Regelung der indirekten Beheizung, beispielsweise auch im Sinne einer Kühlung des Heizmediums (Kühlmediums), der Prozess, insbesondere die Temperatur des Abfallstoffes in der Behandlungskammer gesteuert werden
Das Verfahren wird kontinuierlich oder als Batch-Verfahren betrieben
Die folgenden nicht einschränkenden Prozessdaten aus Versuchen mit Einsatz von 02 als Oxidationsmittel variieren je nach Art des Walzzunders und der verwendeten Walzöle.
Prozessführung : Batchbetrieb
Menge Einsatzmaterial : 1 t Ölaehalt des Walzzunders vor und nach der Behandlung
Vor der Behandlung : 1-5 Gew%
Nach der Behandlung : < 0, 1-0, 3Gew%
Wassergehalt des Walzzunders vor und nach der Behandlung : Vor der Behandlung : 10-40Gew%
Nach der Behandlung : < 0, 1 Gew%
Behandlungstemperatur Start bei RT ; Ende bei 250-350 C
Behandlungszeit. 30-60 min
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:Beweaunasintensität 30-100 Umdrehungen pro Minute
Die Erfindung ist weiters durch eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens gemäss Anspruch 14 gekennzeichnet.
Nach verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung ist der Trockner als beheiztes Drehrohr oder beheizter Schneckenförderer oder als beheizter Mischer vorgesehen
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Nach weiteren Ausführungsformen der Erfindung erfüllt der erfindungsgemässe Trockner auch die Funktion eines Mischers und/oder Granulators, beispielsweise in Form eines Mischers mit horizontaler oder vertikaler Welle In einer anderen Ausführungsform wird das Gefäss als Drehrohr oder Mischschnecke ausgeführt.
Nach einem zusätzlichen Merkmal der erfindungsgemässen Vorrichtung ist als Einrichtung zur Zerlegung der Kohlenwasserstoffe ein Fördermittel zur Zufuhr von Sauerstoff und/oder Peroxid/ Hyperoxid und/oder Ozon in die Behandlungskammer des Trockners vorgesehen.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist als Einrichtung zur Zerlegung der Kohlenwasserstoffe eine Strahlungsquelle zur Bestrahlung des Abfallstoffes in der Behandlungskammer des Trockners, insbesondere mit UV-Strahlung, vorgesehen.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform Ist am Trockner eine Leitung zur Zufuhr von Trägergas, insbesondere Inertgas, vorgesehen.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist im Trockner eine Einrichtung zur Bewegung des Abfallstoffes vorgesehen und/oder der Behandlungsraum selbst drehbar ausgeführt.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist eine wärmeisolierte und/oder, vorzugsweise indirekt, beheizbare Entstaubungseinrichtung zur Entstaubung der aus der Behandlungkammer abgesaugten Gase vorgesehen, die gegebenenfalls über eine Anzahl von wärmeisolierten und/oder zusätzlich beheizbaren Leitungen einerseits mit dem Trockner sowie andererseits gegebenenfalls mit weiteren Einrichtungen zur Behandlung der aus dem Trockner abgesaugten Gase, verbunden ist.
Die Entstaubungseinrichtung kann beispielsweise als Zyklon oder als Filter ausgeführt sein.
Auch an eine Entstaubung mittels eines Elektrofilters, wie dem Fachmann aus dem Stand der Technik bekannt, kann gedacht werden. Nach einer bevorzugten Ausführungsform der erfindunggemässen Vorrichtung kann die Entstaubungsvorrichtung unmittelbar an das Gefäss anschliessen, und vorzugsweise gemeinsam mit dem Gefäss beheizbar sein.
In einer anderen Ausführungsform wird als Entstaubungsvorrichtung ein Wäscher vorgesehen.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist nach dem Trockner, gegebenenfalls nach der Entstaubungseinrichtung, ein Kühler, vorzugsweise ein Kondensator, und gegebenenfalls anschliessend ein Aktivkohlefilter und/oder Biofilter zur Reinigung der abgesaugten Gase vorgesehen ist.
Der Kondensator, wie aus dem Stand der Technik bekannt, entspannt das Abgas und/oder kühlt es ab und/oder scheidet höhersiedende Bestandteile des Gases, insbesondere Kohlenwasserstoffe, ab. Zur weiteren Reinigung der Abgase kann nach dem Kondensator ein Aktivkohlefilter angebracht werden.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist nach dem Trockner, gegebenenfalls nach der Entstaubungsvorrichtung, eine thermische oder katalytische Nachverbrennungseinrichtung zur Behandlung der abgesaugten Gase vorgesehen ist.
Die Nachverbrennungsvorrichtung ist vorteilhafterweise mit der Beheizungseinnchtung des Gefässes gekoppelt, so dass die bei der Nachverbrennung freiwerdende Energie genutzt wird.
Nach einer besonderen Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung ist nach dem Trockner, gegebenenfalls nach der Entstaubungsvorrichtung, eine Flammendurchschlagssicherungseinrichtung, insbesondere in Form einer Tauchquenche, vorgesehen.
Nach einer weiteren besonderen Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung sind im Trockner freibeweglich Körper, insbesondere Schlagstangen, vorgesehen, die gegebenenfalls auftretende Anbackungen von Abfallstoffen am Trockner sowie Agglomeratbildung verringern.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind an der Gasableitung zur Ableitung der In der Behandlungskammer entstandenen Gase und/oder an dem Trockner eine oder mehrere Sonden und/oder Sensoren angebracht, womit die Temperatur und/oder Zusammensetzung des abgesaugten Gases und/oder die Temperatur Im Gefäss bestimmbar ist, und sind die Einrichtung zur indirekten Beheizung des Trockners und/oder die Einnchtungen zur Bewegung des Abfallstoffes in der Behandlungskammer regelbar ausgeführt.
Über die Sensoren und/oder Sonden sind besonders bevorzugt der Kohlenmonoxidgehalt und/ oder der Kohlendioxidgehalt und/oder der Wasserstoffgehalt und/oder der Sauerstoffgehalt und/ oder der Kohlenwasserstoffgehalt und/oder die Temperatur im Gefäss bestimmbar ist.
Nach einem Merkmal der erfindungsgemässen Vorrichtung sind an dem Mittel zur Zufuhr des
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Oxidationsmittels in das Gefäss Regeleinrichtungen angebracht, womit die Oxidationsmittelzufuhr geregelt werden kann
Nach einem Merkmal der erfindungsgemässen Vorrichtung sind an dem Mittel zur Beheizung des Gefässes Regeleinrichtungen angebracht, womit die zugeführte Energie zur Beheizung des Gefässes geregelt werden kann.
Nach einem Merkmal der erfindungsgemässen Vorrichtung sind an dem Mittel zur Bewegung des Feststoffes und/oder Schlammes Regeleinrichtungen angebracht, womit die Bewegungsintensität geregelt werden kann.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Einbringung des Feststoffes und/oder Schlammes in den Trockner über einen Zwischenbunker mit einer entsprechenden Dosiereinrichtung.
Nachfolgend wird das erfindungsgemässe Verfahren, sowie die erfindungsgemässe Vorrichtung schematisch anhand von nicht einschränkenden Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1 und Fig. 2 zeigen nichteinschränkende schematische Ausführungsformen von Vorrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens.
Nach Fig. 1 ist eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens dargestellt, wobei ein Gefäss 1 über eine Förderleitung 2 mit, vorzugsweise vorentwässertem Walzzunderschlamm beschickt wird. Der Walzzunderschlamm ist dabei bereits durch eine mechanische Behandlung vorentwässert worden, und weist einen niedrigen Wassergehalt, und einen hohen Gehalt an Kohlenwasserstoffen auf Das Gefäss 1 ist mit einer Vorrichtung 3 zur Bewegung des, m den Behälter zur Behandlung eingebrachten, Walzzunderschlammes ausgestattet.
Dem Gefäss 1 wird über eine Anzahl von Leitungen 4 Oxidationsmittel zugeführt. Neben dem Oxidationsmittel können inerte Gase, vorzugsweise Stickstoff, in den Trockner eingeleitet werden In Fig. 1 ist ein quasikontinuierlicher Prozess dargestellt, wobei der Walzzunderschlamm durch das Gefäss gefördert, und schliesslich durch eine Leitung 5 zur weiteren Verwendung abtransportiert wird. Die Im Gefäss entstehenden Abgase werden über eine beheizte Leitung 6 in eine wärmeiso- lierte und beheizte Gasentstaubungsvorrichtung 7 eingeleitet, wobei das Gas von Staub, der über eine Leitung 8 abgeleitet wird, getrennt wird.
Das Gas wird weiter über eine beheizte Leitung 9 in einen Kondensator 10 befordert, in diesem Kondensator entspannt und abgekühlt, und die kondensierte Flüssigkeit über einen Abfluss 11 abgeleitet Dabei sind eine Anzahl von Kühlleitungen 12,13 zur Kühlung des Kondensators vorgesehen.
Schliesslich gelangt das Gas beispielsweise in einen Aktivkohlefilter und wird von weiteren Verunreinigungen, beispielsweise Rest-Kohlenwasserstoffen, befreit.
Das Gefäss in Fig 1 wird bevorzugt indirekt beheizt, wobei ein Heizmedium 14 den Mantel des Gefässes durchströmt An den verschiedenen Leitungen zum Transport der, insbesondere gasförmigen, Medien sind eine Anzahl von Ventilen und Sensoren bzw. Sonden vorgesehen, durch die jeweils die Durchflussmenge, die Zusammensetzung oder andere Messgrössen aufgenommen bzw gesteuert werden. Dabei sind an der Leitung 4 zur Zuführung des Oxidationsmittels Sensoren zur Aufnahme der Konzentration 15, sowie DurchflussmesserNentile 16 zur Steuerung der Durchflussmenge angebracht. An der Leitung zur Zuführung des Heizmediums 14 sowie an der Leitung 18 zur Ableitung des Heizmediums ist jeweils ein Sensor 17 zu Bestimmung der Temperatur des Heizmediums angebracht.
An der Gasentstaubungsvorrichtung wird der Druckabfall des Abgases über einen Sensor 19 bestimmt Schliesslich ist nach dem Kondensator an einer Leitung 20 zum Ableiten des Restgases eine Sonde 21 zur Bestimmung des Kohlenmonoxid-, Kohlendioxid- und Sauerstoffgehaltes vorgesehen
Die Prozesstemperatur wird über Temperaturmesssensoren 22 erfasst und stellt einen Leitwert für die Prozesssteuerung dar.
Fig. 2 stellt eine weitere bevorzugte, nicht einschränkende, Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens dar, wobei das Verfahren chargenweise (Batch Betrieb) arbeitet
Die Vorrichtung unterscheidet sich von der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform, dadurch, dass das Abgas nach dem Filter in einer Nachbrennkammer 24 mit einem Brenner 26 thermisch nachverbrannt wird. Die Energie des Abgases wird mittels eines Wärmetauschers 25 zur Aufheizung des Gefässes 1 genutzt.