DE102004030206B4 - Verfahren, und Verwendung eines Ofens zum Deaktivieren von Munitionsresten - Google Patents

Abstract

Verfahren zum Deaktivieren von Munitionsresten, welche frei zugänglichen, ungekapselten Sprengstoff oder Phosphor aufweisen,
wobei die Munitionsreste einer offenen Flamme ausgesetzt werden,
und wobei mittels der offenen Flamme zündfähige Zerfallsprodukte der Munitionsreste entzündet werden,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Munitionsreste nacheinander steigenden Temperaturniveaus ausgesetzt werden,
wobei während jedes Temperaturniveaus mittels der offenen Flamme zündfähige Zerfallsprodukte der Munitionsreste entzündet werden.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Deaktivieren von Munitionsresten nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie die Verwendung eines Ofens.
• Als „Munitionsreste” werden im Sinne des vorliegenden Vorschlags Sprengstoffe und mit Sprengstoffen behaftete Teile verstanden, solange der Sprengstoff frei zugänglich ist; zur Unterscheidung von „Munition”, bei welcher der Sprengstoff in einer gekapselten, abgeschlossenen Umhüllung angeordnet ist.
• Aus der DE 40 41 744 C2 ist ein Reaktor zur Verbrennung von Explosivstoffen bekannt, der zur Durchführung eines gattungsgemäßen Verfahrens verwendet wird. Mehrere Wannen, welche die Munitionsreste enthalten, werden in mehreren Reaktionskammern erhitzt, wobei zum Schutz vor Splittern gasdurchlässige Abtrennungen zwischen den Reaktionskammern vorgesehen sind. Es ist vorgesehen, dass die offenen Flammen in sämtlichen Reaktionskammern das zu verbrennende Gut deutlich berührten. Die dazu vorgesehenen Brenner lassen sich auf die jeweiligen Explosivstoffe einstellen, z. B. durch Variation der Drucke der zugeführten Gase.
• Aus der DE 38 22 648 C2 ist ein gattungsgemäßes Verfahren bekannt, bei dem die Explosivstoffe auf einer den Charakter eines offenen Brandplatzes wahrenden Brandstelle angezündet und abgebrannt werden. Dazu werden Teilmengen der Explosivstoffe in Wannen gegeben und unter einer Abgashaube abgebrannt.
• Aus der DE 102 39 345 A1 ist ein Verfahren zur Vernichtung von Munition bekannt. Häufig besteht jedoch das Problem, Munitionsreste zuverlässig von anhaftenden Sprengstoffen und Phosphor zu befreien. Dies gilt für konventionelle Munition, Kampfstoff-Munition und WP-Munition (weißer Phosphor).
• Aus der DE 44 11 655 C1 ist eine Entsorgungsanlage für Explosivstoffe bekannt, bei der ein Drehrohrofen zur Verbrennung der Explosivstoffe verwendet wird.
• Aus der DE 199 34 070 C1 ist ein Rohrofen bekannt, bei dem im Gegensatz zu den bekannten Drehrohröfen eine drehbare Förderschnecke innerhalb des fest stehendeden Brennrohres angeordnet ist.
• Aus der DE 26 60 429 C2 ist es bekannt, von Metall befreiten Abfall, insbesondere Hausmüll, in einer sauerstofflosen Atmosphäre durch Pyrolyse umzusetzen.
• Aus der US 3,772,958 A , WO 03/044446 A1 und DE 337 877 A ist es jeweils bekannt, Munition einschließlich der darin enthaltenen Sprengstoffe, also der so genannten Ladung, dadurch zur Explosion zu bringen, dass die Munition entsprechend hohen Temperaturen ausgesetzt wird. Große Bedeutung hat in all diesen Fällen, die Explosivkräfte und die umherfliegenden Geschosse auf ungefährliche Weise aufzunehmen. Daher sind dementsprechend starke Bunker ( US 3,772,958 A , DE 337 877 A ) oder große Räume ( DE 337 877 A ) vorgesehen, oder das Zünden der Munition innerhalb einer Schüttung aus Stahlkugeln ( WO 03/044446 A1 ).
• Aus der DE 195 08 322 A1 ist es bekannt, Spreng- und Giftstoffe zu verbrennen, oder bei einer Temperatur von 1250°C pyrolytisch zu behandeln, und ggf. Reste des Sprengstoffs zu sprengen.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren dahingehend zu verbessern, dass zuverlässig und möglichst gefahrlos Munitionsreste von anhaftenden Sprengstoffen und Phosphor gereinigt werden können. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Vorrichtung anzugeben.
• Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Verfahrensschritten des Anspruchs 1 und durch die Verwendung eines Ofens nach Anspruch 4 gelöst.
• Die Erfindung schlägt mit anderen Worten vor, die Munitionsreste langsam zu erhitzen, wobei die dabei durchlaufenden unterschiedlichen Temperaturniveaus dazu führen, dass die anhaftenden Sprengstoffe und Phosphor sowie ggf. die ganzen Munitionsteile in den unterschiedlichen Temperaturzonen zunächst erhitzt, dann verflüssigt und schließlich in einen gasförmigen Zustand gebracht werden. Die jeweils frei werdenden zündfähigen Bestandteile werden durch Kontakt mit einer offenen Flamme entzündet, so dass zu keinem Zeitpunkt ein regelrechter Stau von zündfähigen Produkten entstehen kann und eine Explosionsgefahr begründen kann.
• Vorteilhaft können die entstehenden Abgase in einer Filtereinrichtung, beispielsweise einem Filterpaket gereinigt werden, so dass nicht nur die zuverlässige Beseitigung der unmittelbar von der Munition ausgehenden Gefahr, sondern auch eine möglichst umweltgerechte Entsorgung der verbleibenden, ausgeglühten Munitionsreste möglich ist.
• Vorteilhaft kann das Verfahren kontinuierlich durchgeführt werden, so dass eine besonders große Menge an Munitionsresten innerhalb einer bestimmten Zeitspanne bearbeitet werden kann. Die Beschickung einer entsprechenden Vorrichtung mit zu behandelnden Munitionsresten führt dazu, dass diese Munitionsreste zunächst einem vergleichsweise niedrigen Temperatur niveau ausgesetzt werden. Wenn diese Munitionsreste durch die Vorrichtung, insbesondere durch eine entsprechende Brennkammer gefördert werden, werden sie kontinuierlich erhitzt und auf immer höhere Temperaturen gebracht, wobei sie am Ende aus der Brennkammer ausgetragen werden, nachdem die anhaftenden Verunreinigungen in der vorgeschriebenen Weise entfernt worden sind.
• Die hierzu geeignete Vorrichtung kann etwa entsprechend einem Drehrohrofen aufgebaut sein: Sie weist eine rohrförmige liegend ausgerichtete Brennkammer auf. Außen sind an der Brennkammer verteilt angeordnete Brenner vorgesehen, die für die geeignete Temperatur im Inneren der Brennkammer sorgen, und dadurch, dass die Brennkammer mit einer Vielzahl von Öffnungen an ihrem Umfang versehen ist, können von den Brennern aus offene Flammen in das Innere der Brennkammer schlagen und so die zündfähigen Bestandteile der Munition entzünden.
• Vorschlagsgemäß ist eine radiale Auslassöffnung für flüssige Abfälle an der Vorrichtung vorgesehen. Diese flüssigen Abfälle treten erfahrungsgemäß nahe dem Beschickungsende des Ofens auf, bevor die Stoffe weiter erhitzt und in einen gasförmigen Zustand übergehen. Unter der Brennkammer ist eine Auffangwanne vorgesehen. Durch die ohnehin vorhandenen Öffnungen, die in der Brennkammer umfangsmäßig vorgesehen sind und die zur Belüftung der Brennkammer sowie als Zutrittsöffnungen für die offenen Flammen dienen, können die flüssigen Abfallstoffe aus der Brennkammer heraustropfen und in die Auffangwanne gelangen, die ihrerseits einen Auslass aufweist, der durch die Ofenwandung geführt ist, also beispielsweise durch eine feuerfeste und wärmeisolierende Ummauerung, innerhalb derer die Brennkammer angeordnet ist.
• Vorteilhaft kann die rohrförmige Brennkammer leicht schräg gestellt werden. Hierdurch werden einerseits die Transporteigenschaften der Munitionsreste, wenn diese durch die Brennkam mer gefördert werden, begünstigt und weiterhin wird insbesondere automatisch die Gasführung innerhalb der Brennkammer unterstützt, indem die heißesten Gase an der höchsten Stelle aus dem Ofen entweichen, so dass eine gerichtete Strömung bewirkt wird und keine zufällige Verteilung der Luft innerhalb des Ofens.
• Vorzugsweise kann zur Schrägstellung eine Neigung der Rohrlängsachse beispielsweise mittels einer mechanischen Spindel bewirkt werden. Der Ofen ist hierzu an einem Lagerpunkt gelenkig gelagert und stützt sich im übrigen an der Einstellvorrichtung ab, so dass über deren Verstellung die Ofenneigung einstellbar ist.
• Vorteilhaft kann die Brennkammer an ihrer Wandung eine innen liegende Förderwendel aufweisen, so dass ein zuverlässiger Transport der Munitionsreste durch die Brennkammer bewirkt werden kann, indem die gesamte Brennkammer in Drehung versetzt wird, ohne dass es beweglicher Einbauten innerhalb der Brennkammer bedarf. Vorteilhaft können die Brenner am unteren Drittel des Rohrumfangs verteilt angeordnet sein, so dass eine intensive Beheizung des Innenraums möglich ist. Die ansteigenden Temperaturniveaus ergeben sich automatisch dadurch, dass durch das Einfüllen neuer Munitionsreste und durch die Luft-Durchströmung der Brennkammer eine Abkühlung im Bereich des Luftzutritts und des Zutritts der neuen Munitionsreste bewirkt wird und eine demgegenüber ansteigende Aufheizung der Brennkammer.
• Vorteilhaft weist die Brennkammer eine axiale Beschickungsöffnung auf. Wenn die grundsätzlich rohrförmige Brennkammer an beiden Enden durch Kopfplatten verschlossen ist, kann durch entsprechend groß dimensionierte Öffnungen sichergestellt werden, dass die heißen Gase innerhalb der Brennkammer nicht unzulässig schnell entweichen. Zudem kann, anders als bei einer radial angeordneten Beschickungsöffnung, sichergestellt werden, dass das axial zugeführte frische Material an Munitionsresten nicht versehentlich aus der Brennkammer herausfällt.
• Der Beschickungsöffnung beabstandet, beispielsweise am gegenüberliegenden Ende der Brennkammer, kann die Ausgabeöffnung für die ausgeglühten Munitionsreste vorgesehen sein. Diese Ausgabeöffnung kann beispielsweise als radial im Rohrumfang angeordnete Öffnung ausgestaltet sein, so dass regelmäßig das bis dort geförderte Material entleert wird, wenn diese Ausgabeöffnung während der Drehbewegung der Brennkammer nach unten gerät.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sowie das erfindungsgemäße Verfahren werden anhand der rein schematischen Darstellung nachfolgend näher erläutert.
• In der Zeichnung ist mit 1 insgesamt eine Vorrichtung zum Deaktivieren von Munitionsresten bezeichnet. Die Vorrichtung 1 weist eine rohrförmige Brennkammer 2 auf, die innerhalb einer Ofenwandung 3 angeordnet ist und auf einer Drehachse 4, durch einen Motor 5 angetrieben, drehbar gelagert ist. Die Drehachse 4 ist hierzu in zwei Lagerböcken 6 gelagert. In der Ofenwandung 3 sind mehrere Brenner 7 verteilt angeordnet, so dass sie das untere Drittel der Brennkammer 2 mit Wärme beaufschlagen.
• Die Vorrichtung 1 umfasst weiterhin einen Rahmen 8 mit mehreren Rahmenbauteilen, die unter anderem die Lagerböcke 6 und den Motor 5 tragen, wobei der gesamte Rahmen bei einem Lagerpunkt 9 gelenkig gelagert ist. Bei 10 ist eine Höhenverstellbarkeit angedeutet, beispielsweise mechanisch mittels einer Spindel, so dass hierdurch die Schrägstellung des Ofens und insbesondere der Brennkammer 2 beeinflusst werden kann, indem die gesamte Vorrichtung um den Lagerpunkt 9 verschwenkt wird.
• Im Inneren der Brennkammer 2 ist umlaufend eine Förderwendel 11 vorgesehen und in der Wandung der Brennkammer 2 ist eine Vielzahl von Öffnungen 12 vorgesehen. An beiden Stirnenden ist die Brennkammer 2 mit Stirnplatten 14 verschlossen, wobei die rechts dargestellte Stirnplatte 14 eine Einfüllöffnung 15 aufweist, die durch einen Einfülltrichter 16 mit anschließender Rutsche 17 beschickt werden kann. Wenn die Brennkammer 2 durch den Motor 5 in Drehung versetzt ist, gelangt die Einfüllöffnung 15 regelmäßig vor die Öffnung der Rutsche 17, so dass Munitionsreste über den Einfülltrichter 16 und die Rutsche 17 in die Brennkammer 2 gegeben werden können. Die Einfüllöffnung 15 kann dabei als Langloch ausgestaltet sein und/oder es können mehrere Einfüllöffnungen 15 vorgesehen sein, so dass problemlos auch größere Mengen an Munitionsresten innerhalb kurzer Zeit in die Brennkammer 2 gegeben werden können. Die Rutsche 17 ist mittels einer Verschlussklappe 18 verschließbar.
• Im Betrieb der Vorrichtung 1 wird die Verschlussklappe 18 geöffnet und Munitionsreste werden in die Brennkammer 2 gegeben. Sie gelangen in den rechts dargestellten Teil der Brennkammer 2, in dem ein vergleichsweise niedriges Temperaturniveau herrscht. Abgesehen von der direkten Erhitzung der Brennkammer 2 insbesondere deren Wandung, durch die Brenner 7 gelangt zusätzlich erhitzte Luft über die Öffnungen 12 in die Brennkammer 2 und mittels eines Luft-Zufuhr-Rohres 19 gelangt Frischluft in das Innere der Ofenwandung 3 und über die Öffnungen 12 auch in die Brennkammer 2. Die Luftzufuhr kann durch eine Drosselklappe 20 beeinflusst werden.
• Durch die Förderwendel 11 erfolgt automatisch ein Transport entgegen dem Gefälle, welches die Brennkammer 2 aufweist, wobei die Munitionsreste zunehmend höheren Temperaturen ausgesetzt werden, so dass die anhaftenden Verunreinigungen zunächst erwärmt werden, anschließend verflüssigt werden und schließlich gasförmig mobilisiert werden. Die flüssigen Abfallstoffe treten durch die Öffnungen 12 aus der Brennkammer hinaus. Dies erfolgt in dem beschickungsnahen Bereich der Vorrichtung 1, so dass dort unterhalb der Öffnungen 12 eine Auffangwanne 21 vorgesehen ist und einen Auslass 22 aufweist, der durch die Ofenwandung 3 geführt ist. Unterhalb des Auslass 22 ist ein Behälter 23 als Abfallbehälter für die flüssigen Abfälle aufgestellt, der regelmäßig entleert werden kann, so dass die flüssigen Abfälle geordnet entsorgt werden können.
• Ähnlich wie bei einem Destillationsverfahren werden nach und nach unterschiedliche flüchtige Bestandteile der Munitionsreste bei den steigenden Temperaturniveaus freigesetzt, so dass nach und nach die jeweils entzündlichen Bestandteile problemlos verbrannt werden können, ohne dass es zu einer plötzlichen Entladung eines Energiestaus, also zu einer Explosion kommen kann. Die am Ende ausgeglühten Munitionsreste, frei von Verunreinigungen, gelangen durch eine Ausgabeöffnung 24, die radial in der Brennkammer 2 vorgesehen ist, aus der Brennkammer 2 und durch eine Doppel-Verschlussklappe 25 aus dem Ofen, also aus der Ofenwandung, und fallen in einen Behälter 26 für feste Abfälle, der regelmäßig entleert werden kann.
• Die Abgase verlassen die Ofenwandung 3 durch ein Abgasrohr 27 und werden zu einer geeigneten Filtereinrichtung geführt.
• Die Ofenwandung 3 weist zwei Montageöffnungen 28 auf, die einen Zugang zur Brennkammer 2 ermöglichen.
• Die Wirksamkeit der Öffnungen 12 kann durch verschiebbare Bleche 29 beeinflusst werden, die entweder axial an der Brennkammer 2 verschiebbar gelagert sind oder einen radial unterschiedlich einstellbaren Abstand ermöglichen, so dass insgesamt die Durchtrittsleistung von Gasen durch die Öffnungen 12 mittels dieser Bleche 29 beeinflusst werden kann.

Claims (10)

1. Verfahren zum Deaktivieren von Munitionsresten, welche frei zugänglichen, ungekapselten Sprengstoff oder Phosphor aufweisen, wobei die Munitionsreste einer offenen Flamme ausgesetzt werden, und wobei mittels der offenen Flamme zündfähige Zerfallsprodukte der Munitionsreste entzündet werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Munitionsreste nacheinander steigenden Temperaturniveaus ausgesetzt werden, wobei während jedes Temperaturniveaus mittels der offenen Flamme zündfähige Zerfallsprodukte der Munitionsreste entzündet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die entstandenen Abgase in einem Filter gereinigt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren kontinuierlich durchgeführt wird, wobei die Munitionsreste in eine Brennkammer (2) eingebracht, durch die Brennkammer (2) gefördert, und anschließend aus der Brennkammer (2) ausgetragen werden.
4. Verwendung eines Ofens zum Deaktivieren von Munitionsresten, welche frei zugänglichen, ungekapselten Sprengstoff oder Phosphor aufweisen, nach einem Verfahren der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Ofen mit einer rohrförmigen, liegend angeordneten Brennkammer (2) ausgestaltet ist, mehreren verteilt angeordneten Brennern (7), und am Umfang der Brennkammer (2) vorgesehenen Öffnungen (12), und wobei eine Vielzahl von Öffnungen (12) am Umfang der Brennkammer (2) verteilt angeordnet ist, die Brenner (7) außen an der Brennkammer (2) verteilt angeordnet sind, eine radiale Auslassöffnung für flüssige Abfälle im Bereich eines vergleichsweise niedrigen Temperaturniveaus angeordnet ist, und unter der Brennkammer (2) eine Auffangwanne (21) für die flüssigen Abfälle angeordnet ist, wobei die Auffangwanne (21) einen durch die Ofenwandung (3) geführten Auslass (22) aufweist.
5. Verwendung eines Ofens nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine geringfügige Schrägstellung der Rohrlängsachse gegenüber der Vertikalen.
6. Verwendung eines Ofens nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ofen an einem Lagerpunkt (9) gelenkig gelagert ist und die Schrägstellung ein stellbar ist.
7. Verwendung eines Ofens nach einem der Ansprüche 4–6, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkammer (2) an ihrer Wandung eine innenliegende Förderwendel (11) aufweist.
8. Verwendung eines Ofens nach einem der Ansprüche 4–7, dadurch gekennzeichnet, dass die Brenner (7) über das untere Drittel des Rohrumfangs verteilt angeordnet sind.
9. Verwendung eines Ofens nach einem der Ansprüche 4–8, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkammer (2) eine axiale Beschickungsöffnung (15) aufweist.
10. Verwendung eines Ofens nach einem der Ansprüche 4–9, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkammer (2) eine radiale Ausgabeöffnung (24) aufweist.