DE19731027C1 - Verfahren und Einrichtung zur umweltschonenden Entsorgung von vorzugsweise lose oder in kleinen Gebinden vorliegendem Gefahrengut - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur umweltschonenden Entsorgung von vorzugsweise lose oder in kleinen Gebinden vorliegendem Gefahrengut, bei dem das Gefahrengut in Sammel­ behältern durch eine Schleusenkammer in eine geschlossene Reaktionskammer eines Reaktors eingebracht, dort gesprengt und/oder verbrannt und/oder pyrolysiert wird und die im Reaktionsprozeß verbleibenden festen Reststoffe periodisch über eine verschließbare Auslaßöffnung der Reaktionskammer abgezogen werden. Bei dem Gefahrengut kann es sich um Altmu­ nition, Gifte und Abfallstoffe aus der chemischen Industrie u ä. handeln.

Sie betrifft außerdem Einrichtungen zur Durchführung dieses Verfahrens.

Aus der DE 195 21 204 C1 sind bereits ein Verfahren und eine Spreng- und Brennkammer bekannt, mit denen Gefahrengut quasi-kontinuierlich gesprengt, verbrannt bzw. pyrolysiert werden kann. Der anfallende Metallschrott, der durch den Reaktionsprozeß mit Verbrennungsrückständen, Salzstäuben, Ruß, Resten von zugegebenen Chemikalien etc. verunreinigt ist, wird dabei in regelmäßigen Abständen in einen Behälter abgelassen. Der Behälter ist in einer unter der Spreng- und Brennkammer befindlichen Schleusenkammer aufgestellt. Er wird nach dem Befüllen nach außen geschleust, durch einen zweiten Behälter ersetzt und muß dann abkühlen, bevor er in ein Transportfahrzeug, z. B. einen Eisenbahnwaggon, entleert werden kann.

Der verunreinigte Metallschrott kann dann, sofern er nach dem Abkühlen überhaupt noch zur Weiterverarbeitung geeignet ist, nur mit aufwendigen Verfahren unter hohem Energieein­ satz gereinigt werden, um ihn wiederverwenden zu können. Im anderen Fall kommt nur eine Entsorgung auf einer Sondermüll­ deponie in Frage.

Insbesondere bei lose oder in kleinen Gebinden vorliegendem Gefahrengut ist der Anteil an festen Stoffen, z. B. Geschoßhülsen, Glasverpackungen etc. gegenüber den entste­ henden Reaktionsgasen sehr hoch, so daß im Prozeß große Men­ gen fester Reststoffe anfallen, die in schneller Folge aus der Anlage herausgeschleust werden müssen.

Neben den Problemen mit der weiteren Verwertung der Rest­ stoffe stellt deshalb auch die Handhabung größerer Rest­ stoffmengen ein unmittelbares Problem dar. Die heißen Schrottbehälter müssen zunächst abkühlen, bevor sie entleert werden können. Bei großen Reststoffmengen müssen also ent­ sprechend viele Schrottbehälter bereitgehalten werden und der Platz für den Abkühlprozeß zur Verfügung stehen. Zum anderen dürfen die Schrottbehälter, die mit einer Keramik ausgekleidet sind, keinen schnellen und hohen Temperatur­ wechseln unterzogen werden, da die Auskleidung sonst sprin­ gen und vorzeitig verschleißen würde.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Behandlung der bei einer Gefahrengutentsorgung der eingangs genannten Art anfallenden festen Reststoffe sowie zu dessen Durchführung geeignete Einrichtungen anzugeben, mit denen auf einfache und energetisch günstige Weise unmittelbar wie­ derverwendbarer Metallschrott gewonnen werden kann.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die festen Reststoffe unmittelbar nach dem Verlassen der Reakti­ onskammer nach ihrem spezifischen Gewicht und/oder ihrer Korngröße und/oder magnetisch getrennt werden.

Das Verfahren kann bevorzugt so durchgeführt werden, daß die festen Reststoffe in eine perforierte, rotierende Trommel eingefüllt werden, daß die durch die Perforation der Trommel durchfallenden Reststoffe aufgefangen und die übrigen Rest­ stoffe separat gesammelt werden.

Zweckmäßig werden die festen Reststoffe aus der Reaktions­ kammer dazu zunächst in einen Container abgezogen, der anschließend in die Trommel entleert wird, indem diese z. B. mit dem Container eine halbe Umdrehung vollführt. Der Con­ tainer wird anschließend sofort wieder an seinen Platz unter der Auslaßöffnung der Reaktionskammer zurückgestellt.

Bevorzugt wird die Trommel außerdem mit Gas, zweckmäßig mit einem kalten Gas beblasen, wofür entweder die Umgebungsluft oder das im Reaktionsprozeß entstehende Gas herangezogen werden können.

Zusätzlich oder anstelle der vorgenannten Maßnahmen kann auch eine magnetische Trennung der Reststoffe vorgenommen werden.

Das Verfahren kann bevorzugt auch so durchgeführt werden, daß die festen Reststoffe in einen der Reaktionskammer unmittelbar nachgeordneten Schmelzofen geleitet, dort aufge­ schmolzen und im flüssigen Zustand durch mindestens zwei in im Abstand übereinanderliegenden Ebenen angeordneten Entnah­ meöffnungen abgezogen werden.

Dadurch, daß die Trennung noch im heißen Zustand der Rest­ stoffe erfolgt, ist eine leichte und gründliche Säuberung der metallischen Anteile möglich. Außerdem erfolgt die Rei­ nigung bzw. Trennung mit geringstem Energieaufwand.

Bei Anwendung der mechanischen Trennung mit Hilfe einer Trommel werden die nichtmetallischen Anteile, sofern sie nach dem Reaktionsprozeß nicht bereits kleinteilig oder pulverförmig vorliegen, zerrieben und erreichen dann eine für das Passieren der Perforationen der Trommel geeignete Größe. Mit dem Beblasen der Trommel wird die Reinigung unterstützt und der Metallschrott soweit abgekühlt, daß er gefahrlos weiterbehandelt, z. B. in andere Behälter umge­ schüttet oder anderweitig gelagert werden kann.

Eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Einrichtung kann erfindungsgemäß so aufgebaut sein, daß der Auslaßöff­ nung der Reaktionskammer des Reaktors eine Trommel mit per­ forierter Mantelfläche nachgeordnet ist, die über einem Aus­ laßtrichter horizontal drehbar gelagert und angetrieben ist, die an der der Auslaßöffnung der Reaktionskammer zugewandten Stirnseite eine verschließbare Einlaßöffnung aufweist und die mit einer verschließbaren Entleerungsöffnung versehen ist.

Zweckmäßig wird die Trommel in einer geschlossenen Kammer angeordnet, die außerdem zweckmäßig mit Mitteln zur Gaszu- und -abführung versehen ist. Zur Erhöhung des Beblasungs­ druckes kann die Gaszuführung über einen Verdichter erfol­ gen.

Werden die Reststoffe zunächst in einen unter der Auslaßöff­ nung des Reaktors aufgestellten Container abgelassen, kann die Trommel Mittel zum Halten des durch ihre Einlaßöffnung einfahrbaren Containers aufweisen, so daß dieser umgewendet und in die Trommel entleert werden kann. Zweckmäßig ist dann außerdem an der der Einlaßöffnung der Trommel gegenüberlie­ genden Stirnseite eine verschließbare Durchlaßöffnung für den Container vorgesehen, um diesen gegebenenfalls hindurch­ fahren und durch einen anderen ersetzen zu können.

Um eine selbsttätige Entleerung der Trommel zu bewirken, kann die Mantelfläche der Trommel leicht konisch verlaufen.

Eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Einrichtung kann erfindungsgemäß auch so aufgebaut sein, daß der Auslaß­ öffnung der Reaktionskammer des Reaktors ein beheizter Schmelzofen mit mindestens zwei in übereinanderliegenden Ebenen angeordneten Auslaßöffnungen unmittelbar nachgeordnet ist. Die bereits auf eine Temperatur von bis zu 900° auf­ geheizten Reststoffe können auf diese Weise mit geringem Energieaufwand aufgeschmolzen und durch Abziehen in ver­ schiedener Höhe der Schmelze getrennt werden.

Zur Beschickung des Reaktors werden zweckmäßig Sammelbehäl­ ter verwendet, die mit einem Deckel dichtend verschließbar und mit senkrechten Fächern unterteilt sind und die aus einem brennbaren Material, z. B. Polyethylen, bestehen. Die Fächer des Sammelbehälters sind bevorzugt wabenförmig ange­ ordnet, so daß sie insbesondere für die Aufnahme runder Ver­ packungen geeignet sind. In derartigen Sammelbehältern kann das Gefahrengut auch über längere Zeit ohne die Gefahr einer negativen Umweltbeeinflussung gelagert werden.

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbei­ spiels näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnun­ gen zeigen

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Einrichtung in einer ersten Variante in einer Schnittdarstellung,

Fig. 2 die Einrichtung gern. Fig. 1 in einer Seitenan­ sicht,

Fig. 3 eine Prinzipdarstellung einer zweiten Variante im Schnitt,

Fig. 4 die Einrichtung gern. Fig. 3 in einer Seitenansicht und

Fig. 5 einen Sammelbehälter zur Portionierung und Aufbe­ wahrung des Gefahrengutes in Vorbereitung des Ent­ sorgungsprozesses in zwei Ansichten.

Fig. 1 zeigt in einer Prinzipdarstellung eine gesamte Anlage zur umweltschonenden Entsorgung von Munition, Giften, Abfallstoffen aus der Chemieindustrie und anderem Gefahren­ gut. Kern der Anlage ist ein explosionsbeständiger Reaktor 1 mit einer Reaktionskammer 2, in der das Gefahrengut ver­ brannt oder pyrolysiert und ggf. gesprengt wird. Die Reak­ tionskammer 2 wird über eine Eingangsschleuse 3 mit dem Gefahrengut, das in einem Sammelbehälter 4 vorliegt, mittels einer Beschickungseinrichtung 5 beschickt.

Die Reaktionskammer 2 ist so ausgebildet, daß in ihr ein Reststoffbett 6 aufrechterhalten werden kann, das aus Me­ tallschrott, Glas- und anderen Verpackungsresten, beim Reak­ tionsprozeß entstehenden Salzen, Resten zusätzlich zuge­ gebener Chemikalien und ähnlichem besteht. Das Reststoffbett 6 erfüllt die Funktion, für die beim Reaktionsprozeß entste­ henden Gase und Schwaden eine große Oberfläche zu bieten und somit für einen wirksamen pyrolytischen Prozeß und für ein Ausfiltern von staubartigen Partikeln zu sorgen.

Die Reststoffe werden von Zeit zu Zeit durch eine untere Auslaßöffnung 7 in einen unter der Auslaßöffnung 7 in einem Containerraum 8 befindlichen Container 9 abgelassen. Zum Verschließen der Auslaßöffnung 7 und zum Aufbrechen evtl. verbackener oder verhakter Reststoffe dient ein Schieber 10.

Der Druck in der Reaktionskammer 2 kann beim explosionsarti­ gen Verbrennen des Gefahrengutes bzw. beim explosionsartigen Verdampfen von Wasseranteilen im Gefahrengut stark anstei­ gen. Er wird dann von einem Druckausgleichsbehälter 11 auf­ genommen, der, wie Fig. 2 anschaulich zeigt, mit dem Contai­ nerraum 8 verbunden ist.

Mit dem Containerraum 8 außerdem verbunden ist eine Nachver­ brennungskammer 12, in der die beim Reaktionsprozeß entste­ henden Gase bei einer Temperatur von bis zu 1200°C nachver­ brannt werden. Bevorzugt werden die Gase gekühlt und gewa­ schen und dem Prozeß wieder zugeführt (Rezirkulation). Sie werden auf diese Weise vollständig pyrolysiert und von umweltschädlichen und gefährlichen Stoffen befreit und die­ nen außerdem zur Regelung der Temperatur in der Reaktions­ kammer 2. Über eine Auslaß-Schleuseneinrichtung 13 wird der Container 9 nach dem Befüllen aus dem System herausgeschleust und durch eine Einlaßöffnung 14 einer Trommel 15 entleert, um dann sofort wieder an seinen Platz im Containerraum 8 zurückzukehren. Er erfährt somit keine wesentliche Abküh­ lung, so daß seine keramische Auskleidung geschont wird. Die Trommel 15 ist mit Einrichtungen, im einfachsten Fall z. B. mit einer mittleren Plattform 16, versehen, die das Einfah­ ren und Festhalten bzw. nach Öffnen einer Verschlußklappe 17 auch das Durchfahren des Containers 9 erlaubt, um diesen nach gegebener Zeit durch einen neuen bzw. aufgearbeiteten ersetzen zu können.

Die Trommel 15 ist innerhalb eines durch eine Wand 18 gebildeten, nach unten in einen Trichter 19 mündenden Zylin­ derraumes drehbar gelagert und mit einem Antrieb 20 verse­ hen. Die gesamte Trommeleinrichtung befindet sich ein­ schließlich der Behälter für die zu trennenden Reststoffe innerhalb einer an die Auslaß-Schleuseneinrichtung 13 anschließenden Kühl- und Reinigungskammer 21. Der Antrieb 20 für die Trommel 15 befindet sich im vorliegenden Fall außer­ halb der Kühl- und Reinigungskammer 21 ebenso wie ein Ver­ dichter 22, mit dem kalte Umgebungsluft oder kaltes Gas in die Kühl- und Reinigungskammer 21 und die Trommel 15 einge­ blasen werden kann.

Die Trommel 15 ist an ihrer Mantelfläche mit Löchern verse­ hen, durch die bei ihrer Rotation pulverförmige Reststoffe durch- und in einen Auffangbehälter 23 fallen. Der Tren­ nungsprozeß wird unterstützt durch die Beblasung der Trommel 15 mit Luft oder mit gekühltem, aus dem Reaktionsprozeß in der Reaktionskammer 2 stammenden Gas, wodurch staubförmige Partikel aufgewirbelt werden. Gleichzeitig werden die Rest­ stoffe gekühlt. Das Gas gelangt über einen Gasauslaß 24 zu einem hier nicht gezeigten Filter und von dort in die Nach­ verbrennungskammer 12 oder wird an die Atmosphäre abgegeben. Im Fall der Rezirkulation wird es direkt der Reaktionskammer 2 zugeführt.

Der übrigbleibende Metallschrott wird dann nach Öffnen einer Klappe 25 in der Stirnwand der Trommel 15 in gereinigtem und abgekühltem Zustand in einen Schrottbehälter 26 abgefüllt. Die Trommel 15 ist zu diesem Zweck leicht konisch ausgebil­ det, so daß der Metallschrott selbständig in den Schrottbe­ hälter 26 fällt.

Eine weitere Variante zur Trennung der Reststoffe zeigen die Fig. 3 und 4. In diesem Fall schließt sich an die Aus­ laßöffnung 7 der Reaktionskammer 2 ein Schmelzofen 27 an, in dem die bereits auf bis zu ca. 900°C aufgeheizten Reststoffe mit geringem Energieaufwand aufgeschmolzen werden. Der Schmelzofen ist hierzu mit einer Heizeinrichtung 28, z. B. zur induktiven Erwärmung der Reststoffe, versehen. Nach dem Aufschmelzen der Reststoffe können diese dann nach metalli­ schen und nichtmetallischen Anteilen, ggf. auch nach weite­ rer Unterteilung entsprechend ihrem spezifischen Gewicht durch Auslaßöffnungen 29 getrennt in Pfannen 30 abgelassen werden.

Fig. 5 zeigt einen Sammelbehälter 4, mit dem das Gefahrengut in die Entsorgungsanlage eingebracht wird. Der Sammelbehäl­ ter 4 ist in wabenförmige Fächer 31 unterteilt und besteht aus einem brennbaren Werkstoff, z. B. Polyethylen. Er ent­ spricht in seinen Abmessungen der Eingangsschleuse 3. Das Gefahrengut wird in loser Form 32, in Verpackungsbehältern 33 oder als Geschosse 34 in den Sammelbehälter 4 einge­ bracht, der mit einem Deckel 35 dicht verschlossen wird. Umweltgefährdende Stoffe können somit nicht mehr austreten. Die Sammelbehälter 4 sind deshalb hervorragend zum Transport und zur Lagerung von Gefahrengut geeignet.

Werden gefährliche Stoffe wie Gifte oder C-Waffen in die Sammelbehälter 4 eingebracht, so werden die Deckel außerdem verklebt. Mehrere Sammelbehälter 4 werden zum Transport in einem Stahl-Druckbehälter untergebracht. Dieser ist zylin­ derförmig gestaltet und mit einem Deckel mittels Drehver­ schluß verschließbar. Der Deckel läßt sich wie eine Palette handhaben, d. h. daß die Sammelbehälter 4 auf den Deckel gestellt werden und der Behälter über den Deckel gestülpt wird. Auf diese Weise ist beim Befüllen und Entleeren der Druckbehälter eine automatisierte Handhabung mittels Robo­ tertechnik möglich.

Claims (17)

1. Verfahren zur umweltschonenden Entsorgung von vor­ zugsweise lose oder in kleinen Gebinden vorliegendem Gefah­ rengut, bei dem das Gefahrengut in Sammelbehältern durch eine Schleusenkammer in eine geschlossene Reaktionskammer eines Reaktors eingebracht, dort gesprengt und/oder ver­ brannt und/oder pyrolysiert wird und die im Reaktionsprozeß verbleibenden festen Reststoffe periodisch über eine ver­ schließbare Auslaßöffnung der Reaktionskammer abgezogen wer­ den, dadurch gekennzeichnet, daß die festen Reststoffe unmittelbar nach dem Verlassen der Reaktionskammer nach ihrem spezifischen Gewicht und/oder ihrer Korngröße und/oder magnetisch getrennt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die festen Reststoffe in eine perforierte, rotierende Trommel eingefüllt werden, daß die durch die Perforation der Trommel durchfallenden Reststoffe aufgefangen und die übri­ gen Reststoffe separat gesammelt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die festen Reststoffe aus der Reaktionskammer in einen Container abgezogen werden, der anschließend in die Trommel entleert wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel mit Gas beblasen wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel mit einem kalten Gas beblasen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die festen Reststoffe in einen der Reaktionskammer unmittelbar nachgeordneten Schmelzofen geleitet, dort aufge­ schmolzen und im flüssigen Zustand durch mindestens zwei in im Abstand übereinanderliegenden Ebenen angeordnete Entnah­ meöffnungen abgezogen werden.

7. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaßöffnung (7) der Reaktionskammer (2) des Reaktors (1) eine Trommel (15) mit perforierter Mantelfläche nachgeordnet ist, die über einem Auslaßtrichter (19) horizontal drehbar gelagert und angetrieben ist, die an der der Auslaßöffnung (7) der Reaktionskammer (2) zugewandten Stirnseite eine ver­ schließbare Einlaßöffnung (14) aufweist und die mit einer verschließbaren Entleerungsöffnung (25) versehen ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß die Trommel (15) in einer geschlossenen Kammer (21) angeordnet ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß die geschlossene Kammer (21) mit Mitteln zur Gaszu- und -abführung versehen ist.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich­ net, daß die Gaszuführung über einen Verdichter (22) erfolgt.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel (15) Mittel zum Hal­ ten eines durch ihre Einlaßöffnung (14) einfahrbaren, mit festen Reststoffen des Reaktors (1) befüllten Containers (9) aufweist.

12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich­ net, daß die Trommel (15) an der der Einlaßöffnung (14) gegenüberliegenden Stirnseite mit einer verschließbaren Durchlaßöffnung (17) für den Container (9) versehen ist.

13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelfläche der Trommel (15) leicht konisch verläuft.

14. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß­ öffnung (7) der Reaktionskammer (2) des Reaktors (1) ein beheizter Schmelzofen (27) mit mindestens zwei in übereinanderliegenden Ebenen angeordneten Auslaßöffnungen (29) unmittelbar nachgeordnet ist.

15. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelbehälter (4) ein mit einem Deckel (35) dichtend ver­ schließbarer und mit senkrechten Fächern (31) unterteilter Behälter aus einem brennbaren Material mit der Schleusenkam­ mer (3) des Reaktors (1) angepaßten Abmessungen ist.

16. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeich­ net, daß die Fächer (31) des Sammelbehälters (4) wabenförmig angeordnet sind.

17. Einrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelbehälter (4) aus Polyethylen besteht.