BE1016681A3 - Werkwijze voor het saneren van grond. - Google Patents

Abstract

Werkwijze voor het saneren van grond waarbij de te saneren grond wordt onderworpen aan een oxidatie door het verhitten ervan in een oxidatiereactor (1), daardoor gekenmerkt dat ze in hoofdzaak bestaat in het uitvoeren van een pyrolyse van biomassa in een pyrolysereactor (2); het versassen van minstens een deel van het vast residu van een afvoer (17) van de pyrolysereactor (2) naar een toevoer (6) van de oxidatiereactor; en het verbranden van dit vast residu voor het verbranden van verontreinigingen uit de te saneren grond.

Description

Werkwijze voor het saneren van grond

De huidige uitvinding heeft betrekking op een werkwijzevoor het saneren van grond, meer bepaald op hetenergetisch voordelig saneren van grond.

Het is bekend om bijvoorbeeld met olie vervuilde grond tesaneren door middel van een oxidatieproces, waarbij degrond in een oxidatiereactor wordt verhit tot op een hogetemperatuur in de aanwezigheid van zuurstof, zodat de olieen andere brandbare afvalstoffen verbranden en de reactorverlaten onder de vorm van rookgassen, terwijl degesaneerde grond in vaste toestand blijft en uit dereactor kan worden afgevoerd.

Een belangrijk nadeel van deze werkwijze voor het sanerenvan grond is echter dat het opwarmen van de grond veelenergie vergt, waardoor het saneren van grond relatiefduur is.

Een ander nadeel is dat de gesaneerde grond warm is na devoornoemde oxidatie, zodat relatief veel energie verlorengaat wanneer deze gesaneerde grond zonder meer uit dereactor wordt afgevoerd, te meer omdat een recuperatie vande warmte-energie uit de gesaneerde grond niet efficiëntkan worden uitgevoerd.

De huidige uitvinding heeft als doel aan één of meer vande voornoemde en andere nadelen een oplossing te bieden.

Hiertoe betreft de huidige uitvinding een werkwijze voorhet saneren van grond waarbij de te saneren grond wordt onderworpen aan een oxidatie door het verhitten ervan ineen oxidatiereactor, welke werkwijze in hoofdzaak bestaatin het uitvoeren van een pyrolyse van biomassa in eenpyrolysereactor; het versassen van minstens een deel vanhet vast residu van de pyrolyse naar de oxidatiereactor;en het verbranden van dit vast residu voor het verbrandenvan verontreinigingen uit de te saneren grond.

Een voordeel van de huidige uitvinding is dat de brandstofvoor het verhitten van de te saneren grond relatiefgoedkoop wordt bekomen onder de vorm van het vast residuvan een pyrolyseproces, waardoor de kosten voor hetsaneren van grond kunnen worden beperkt.

Bij voorkeur wordt de warmtedrager van de uitlaat van deoxidatiereactor versast naar de inlaat van depyrolysereactor.

In dat geval is het gebruik van het vast residu van eenpyrolyseproces voor het verbranden van biomassa in hetbijzonder voordelig vermits, bij het verbranden van hetvast residu in de oxidatiereactor, niet enkel deverontreinigingen worden verbrand, maar eveneens dewarmtedrager wordt verhit tot op een temperatuur dievoldoende hoog is om de pyrolysereactor opbedrijfstemperatuur te houden.

Het verbranden van het vast residu levert met anderewoorden de benodigde energie voor, zowel het saneren vande grond, als voor het onderhouden van de pyrolysereactie,zodat het saneren van de grond met een werkwijze volgensde uitvinding geen extra energie vereist.

Met het inzicht de kenmerken van de huidige uitvindingbeter aan te tonen, zijn hierna, als voorbeeld zonder enigbeperkend karakter, enkele voorkeurdragende werkwijzenvolgens de uitvinding beschreven voor het saneren vangrond, met verwijzing naar de bijgaande figuren, waarin: figuur 1 schematisch een werkwijze volgens de uitvinding weergeeft; figuur 2 een variante weergeeft van figuur 1.

In figuur 1 wordt schematisch een werkwijze weergegevenvoor het saneren van verontreinigde grond, waarbij onderde term grond in dit geval, zowel aarde, slib, zand, alskeien en dergelijke moet worden begrepen.

Voor de werkwijze volgens de uitvinding wordt in dit gevaleen inrichting toegepast die hoofdzakelijk bestaat uittwee reactoren, meer bepaald een oxidatiereactor 1 waarinde grond wordt gesaneerd en een pyrolysereactor 2 waarineen hoeveelheid biomassa onder zuurstofloze ofzuurstofarme condities kan worden gereduceerd.

Beide reactoren 1 en 2 zijn bij voorkeur van het typepropstroomreactoren, waarbij de te saneren grond,respectievelijk de te verwerken biomassa, niet uniformverdeeld zijn over de betreffende reactoren 1 en 2, maarwaarbij de mate waarin de te saneren grond is verwerkt ofde biomassa is gereduceerd, afhankelijk is van de plaatsin de reactoren 1 en 2.

De oxidatiereactor 1 bevat aan zijn inlaatzijde 3 eentoevoer 4 voor te saneren grond, een toevoer 5 voorzuurstof en een toevoer 6 voor een mengsel van een brandstof en een warmtedrager, meer bepaald een hoeveelheid vaste materie met een grote warmteopslagcapaciteit, zoals bijvoorbeeld zand.

Aan zijn uitlaatzijde 7 zijn een afvoer 8 voor rookgassen;een afvoer 9 voor gesaneerde grond; en een afvoer 10 voorde warmtedrager voorzien.

De pyrolysereactor 2 is aan zijn inlaatzijde 11 voorzienvan, enerzijds een toevoer 12 voor biomassa, en,anderzijds, een toevoer 13 voor de voornoemde warmtedragerdie door middel van een leiding 14 verbonden is met de voornoemde afvoer 10 van de oxidatiereactor 1.

Aan de uitlaat 15 van de pyrolysereactor 2 is een afvoer 16 voorzien voor gassen en/of vloeistoffen en een afvoer 17 voor, in dit geval, zowel het vast residu van de pyrolyse, dat de brandstof vormt voor de oxidatiereactor1, als voor de warmtedrager, waarbij deze afvoer 17 doormiddel van een leiding 18 is verbonden met de voornoemdetoevoer 6 van de oxidatiereactor 1.

De werkwijze volgens de uitvinding voor het saneren vangrond is eenvoudig en als volgt.

In werking wordt te saneren grond aangevoerd in de oxidatiereactor 1 langs de toevoer 4 en vermengd met eenmengsel van de voornoemde warmtedrager en het vast residu,die, uit de pyrolysereactor 2, worden aangevoerd via de toevoer 6.

Verder wordt in de oxidatiereactor 1 zuurstof toegevoegd,teneinde een volledige verbranding van de brandstof tekunnen bekomen.

Door het verbranden van de brandstof wordt de verbrandingvan de verontreinigingen in de te saneren grondgeïnitieerd en onderhouden, waardoor dezeverontreinigingen onder de vorm van rookgassen uit degrond worden verwijderd.

De verbranding van het vast residu resulteert eveneens inhet verhitten van de warmtedrager die hierdoor aan deuitlaatzijde 7 van de oxidatiereactor 1 een temperatuurbereikt die minstens voldoende hoog is voor het opbedrijfstemperatuur houden van de pyrolysereactor 2.

De gesaneerde grond kan aan de uitlaatzijde 7 van deoxidatiereactor 1 worden afgescheiden, terwijl deverbrande verontreinigingen de oxidatiereactor 1 verlatenlangs de afvoer 8 voor rookgassen.

De warmtedrager wordt langs de afvoer 10 uit deoxidatiereactor 1 verwijderd en doorheen leiding 14 naarde pyrolysereactor 2 versast, waarbij, zoals vermeld, dewarmte die is opgeslagen in de warmtedrager wordtaangewend voor het onderhouden van de temperatuur in depyrolysereactor 2.

In de pyrolysereactor 2 wordt een hoeveelheid biomassagekraakt bij een hoge temperatuur en een lagezuurstofdruk. Dit kraken resulteert in de vorming van eengas- en/of vloeistoffractie die kan worden opgeslagen enaangewend als hoogwaardige brandstof, en een vast residu van lange koolstofketens die, bij verbranding, doorgaansmeer energie vrijgeven dan nodig voor het onderhouden vande temperatuur in de pyrolysereactor 2.

Opgemerkt wordt dat, wanneer de hoeveelheid vast residugevormd in de pyrolysereactor 2, meer energie bevat dannodig voor het onderhouden van de verbranding vanverontreinigingen in de te saneren grond en voor het totop een gewenste temperatuur verhitten van de warmtedrager,het volstaat slechts een deel van het vast residu teversassen naar de oxidatiereactor 1.

De niet versaste fractie vast residu kan in dat gevalworden aangewend als brandstof voor andere doeleinden,zoals het drogen van de biomassa of van de te sanerengrond.

Volgens de uitvinding wordt dit voornoemde vast residu, aldan niet samen met de warmtedrager, versast naar deoxidatiereactor 1, waar het vast residu wordt aangewendals brandstof voor het saneren van de grond, waarna dehierboven beschreven cyclus herbegint.

Opgemerkt wordt dat in plaats van zand of dergelijke ookde gesaneerde grond als warmtedrager kan worden aangewend.

In dit laatste geval wordt de te saneren grond bijvoorkeur aan de warmtedrager toegevoegd tussen deuitlaatzijde 7 van de oxidatiereactor 1 en de inlaatzijde11 van de pyrolysereactor 2.

Inderdaad, het toevoegen van een hoeveelheid koude, tesaneren grond aan de hete warmtedrager, laat toe de temperatuur van de warmtedrager in de pyrolysereactor 2 teregelen, zodat deze op een gewenste bedrijfstemperatuurkan worden gehouden.

Het is duidelijk dat, bij het toevoegen van te sanerengrond, eventueel ook een deel van de gesaneerde grond kanworden afgevoerd.

In figuur 2 is een variante weergegeven van een werkwijzevolgens de uitvinding, waarbij het verhitten van dewarmtedrager en de te saneren grond indirect gebeurt.

Beide reactoren 1 en 2 bevatten in dit geval tweecompartimenten 19, 20, respectievelijk 21, 22, die wordengescheiden door een tussenwand 23, respectievelijk 24, dieillustratief is weergegeven in figuur 2.

Het is duidelijk dat beide compartimenten 19, 20 en 21, 22van elke reactor 1, 2, bij voorkeur een groot onderlingcontactoppervlak vertonen en dat hiertoe één van beidecompartimenten bij voorkeur wordt gevormd door een reeksbuizen die doorheen het andere compartiment in de reactor1, 2 zijn aangebracht, waarbij de scheidingswand 23-24tussen beide compartimenten 19, 20, respectievelijk 21, 22wordt gevormd door de wand van deze buizen.

De inrichting voor het saneren van grond bevat eenbijkomende leiding 25 tussen de uitlaatzijde 15 van depyrolysereactor 2 en de inlaatzijde 3 van deoxidatiereactor 1, welke leiding 25 de uitlaatzijde 15 vanhet compartiment 22 voor biomassa verbindt met deinlaatzijde 3 van het overeenstemmende compartiment 20 inde oxidatiereactor 1.

Een voordeel van deze variante is dat de biomassa en hetdaaruit gevormd vast residu strikt gescheiden blijven vande warmtedrager en de te saneren grond, waardoor deverbrandingsas van het vast residu niet wordt vermengd metde gesaneerde grond.

Dit is in het bijzonder toepasselijk wanneer depyrolysereactor 2 wordt gevoed met zuivere biomassa,waarvan het vast residu na verbranding in deoxidatiereactor 1 een zuivere asrest oplevert die kanworden toegepast als bestanddeel van kunstmest.

De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot dehierboven beschreven en in de figuren weergegevenuitvoeringen, doch een werkwijze voor het saneren vangrond kan volgens vele verschillende varianten wordenuitgevoerd zonder buiten het kader van de uitvinding tetreden.

Claims (8)

1. Werkwijze voor het saneren van grond waarbij de te saneren grond wordt onderworpen aan een oxidatie door hetverhitten ervan in een oxidatiereactor (1), daardoorgekenmerkt dat ze in hoofdzaak bestaat in het uitvoerenvan een pyrolyse van biomassa in een pyrolysereactor (2);het versassen van minstens een deel van het vast residuvan een afvoer (17) van de pyrolysereactor (2) naar eentoevoer (6) van de oxidatiereactor (1); en het verbrandenvan dit vast residu voor het verbranden van verontreinigingen uit de te saneren grond.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt datgebruik wordt gemaakt van een warmtedrager die wordtversast van een afvoer (10) van de oxidatiereactor naareen toevoer (13) van de pyrolysereactor (2).

3. Werkwijze volgens conclusie 2, daardoor gekenmerkt datde warmtedrager aan de toevoer (13) van de pyrolysereactor(2) een gewenste temperatuur bezit die toelaat de gewenstetemperatuur in de pyrolysereactor (2) te onderhouden.

4. Werkwijze volgens conclusie 3, daardoor gekenmerkt datde temperatuur aan de toevoer (13) van de pyrolysereactor(2) wordt geregeld door het toevoegen van te saneren grondaan de warmtedrager tussen de betreffende afvoer (10) vanoxidatiereactor (1) en de voornoemde toevoer (13) van depyrolysereactor (2).

5. Werkwijze volgens conclusie 2, daardoor gekenmerkt datde warmtedrager minstens gesaneerde grond bevat.

6. Werkwijze volgens conclusie 2, daardoor gekenmerkt datde warmtedrager minstens zand bevat.

7. Werkwijze volgens conclusie 4, daardoor gekenmerkt dateen deel van de gesaneerde grond in de warmtedrager wordtvervangen door te saneren grond.

8. Werkwijze volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dathet verhitten van de te saneren grond indirect gebeurt.