DE19833430A1

DE19833430A1 - Utilization of contaminated building material waste as raw material for cement clinker involves comminution and heating of this waste, followed by addition of measured amounts of limestone and/or clay

Info

Publication number: DE19833430A1
Application number: DE19833430A
Authority: DE
Inventors: Wolf R Eichler; Wolfgang Hinkel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-07-24
Filing date: 1998-07-24
Publication date: 2000-02-03

Abstract

Building material waste is comminuted into material particles which are then thermally treated to desorb the contaminants. Mineral substances, in particular, limestone and/or clay are added to make the chemical composition of the mixture correspond to the raw powder used in cement clinker production. The installation includes a comminution unit (36), a unit (40) for heating the comminuted waste material particles, and a mixing unit (52) with facilities (54) for measured addition of limestone and/or clay.

Description

Field of the Invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Verwertung von kontaminierten Baureststoffen.The invention relates to a method and an apparatus for the recovery of contaminated building residues.

Bauabfälle sind Bodenaushub, Straßenaufbruch, Bauschutt, Baustellenabfälle und Baureststoffe.Construction waste includes excavation, road building, rubble, Construction site waste and residues.

Hierbei ist Bauschutt ein mineralisches Material, das bei Bau-, Sanierungs- und Abrißmaßnahmen anfällt und vorwiegend aus Steinbaustoffen, Mörtel und Betonbruch besteht. Baustellenabfälle sind Stoffe, die bei Neu-, Um- und Ausbauen als Baumaterial, Bauzubehör oder Verpackungsreste anfallen. Dazu können auch Isoliermassen-, Farb-, Kleber-, Schutzanstrich-, Imprägniermittelreste und ähnliche Stoffe gehören. Baureststoffe sind die vorgenannten Stoffe dann, wenn sie aufbereitet und verwertet werden.Here, rubble is a mineral material that Construction, renovation and demolition measures are incurred and predominantly consists of stone building materials, mortar and broken concrete. Construction site wastes are substances that are used in new buildings, conversions and extensions accumulate as building material, building accessories or packaging waste. Insulating compounds, paints, adhesives, Protective paint, impregnating agent residues and similar substances belong. Residual building materials are the aforementioned substances, when they are processed and recycled.

State of the art

Bauschutt, der z. B. beim Abbruch von Fabrikhallen anfällt, ist häufig mit Stoffen wie leichten chlorierten Kohlenwasserstoffen (LCKW), Aromaten wie Benzol, Toluol, Xylol (BTX), Mineralölen, polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK), aber auch toxischen Schwermetallen kontaminiert. Dieser Bauschutt wird gezielt erfaßt und fällt in großer Menge an. Bauschutt ist mit den oben genannten Kontaminanten in der Regel nur oberflächlich kontaminiert, so daß der Bauschutt nach Abtrennung von Störstoffen wie Holz, Leichtbaustoffen, Nichteisenmetallen und Baustahl gezielt abgebrochen und einer Bauschuttaufbereitung zugeführt wird.Building rubble, the z. B. arises when demolishing factory buildings, is often with substances like light chlorinated Hydrocarbons (LCKW), aromatics such as benzene, toluene, Xylene (BTX), mineral oils, polycyclic aromatic Hydrocarbons (PAHs), but also toxic heavy metals contaminated. This rubble is collected and falls in a targeted manner in large quantities. Building rubble is with the above Contaminants are usually only superficially contaminated, so that the rubble after separation of contaminants such as wood, Targeted lightweight materials, non-ferrous metals and structural steel is broken off and a rubble is processed.

Da sich kontaminierter Bauschutt aufgrund seines im allgemeinen zu hohen pH-Werts nicht biologisch reinigen läßt, verbleiben die Kontaminationen im Bauschutt, werden jedoch in ihrer Konzentration durch die Vermischung mit nicht kontaminiertem Bauschutt sehr gering. Hierdurch wird der Bauschutt einer Wiederverwertung zuführbar und nur im Falle von zu hohen Konzentrationen, die auch nach der Vermischung noch über den zulässigen Grenzwerten liegen, muß der Bauschutt auf Deponien und gegebenenfalls Sonderdeponien entsorgt werden.Since contaminated building rubble due to its im does not allow the pH to be biologically cleaned in general, the contaminations remain in the rubble, but are in their concentration by not mixing them with contaminated building rubble very low. This will Building rubble can be recycled and only in case from too high concentrations, even after mixing must still be above the permissible limit values Building rubble on landfills and, if applicable, special landfills to be disposed of.

Die gezielte Vermischung von kontaminiertem Bauschutt mit nicht kontaminiertem oder schwächer kontaminiertem Bauschutt besitzt den Nachteil, daß sich die Gesamtmenge an Kontaminanten hierdurch nicht verringern läßt. Darüber hinaus ist diese Vorgehensweise nicht in Einklang mit der Gesetzeslage, wird jedoch allgemein geduldet, da bislang keine wirtschaftliche Alternative vorhanden ist. Ein gezielter Ausbau von hochkontaminierten Teilen des Bauschutts wird bislang nur in Sonderfällen ausgeführt, da eine Sonderdeponierung mit hohen Kosten verbunden ist und für die Reinigung des Bauschutts bislang keine Technologie wirtschaftlich verfügbar ist.The targeted mixing of contaminated building rubble with uncontaminated or less contaminated rubble has the disadvantage that the total amount This does not reduce contaminants. Furthermore this approach is not in line with the Legal situation, however, is generally tolerated since so far there is no economic alternative. On targeted removal of highly contaminated parts of the rubble has so far only been carried out in special cases, since one Special deposit is associated with high costs and for that So far, no technology has been used to clean the rubble is economically available.

Presentation of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung vorzuschlagen, um Bauschutt mit überwiegend organischen Kontaminationen einer gezielten Weiterverwendung zuführen zu können. The invention has for its object a method and propose a device to deal with building rubble predominantly organic contamination of targeted reuse to be able to supply.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Verwertung von kontaminierten Baureststoffen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die zur Verwendung gelangende Vorrichtung ist durch die Merkmale des Anspruchs 6 definiert.This task is accomplished through a process for recycling contaminated construction waste with the features of the claim 1 solved. The device used is through defines the features of claim 6.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, daß die kontaminierten Baureststoffe nicht mit anderen Bauabfällen vermischt, sondern einer gezielten Behandlung zugeführt werden. Hierzu werden die kontaminierten Baureststoffe zerkleinert und die Kontaminanten bei einer erhöhten Temperatur desorbiert. Anschließend werden in Abhängigkeit von der chemischen Zusammensetzung des behandelten Baureststoffes gezielt Mineralstoffe wie z. B. Kalkgestein und/oder Ton zugegeben, so daß die Zusammensetzung des entstehenden Produktes dem Rohmehl für die Zementklinkerproduktion entspricht.The invention is based on the idea that contaminated construction waste with other construction waste mixed, but fed a targeted treatment become. For this, the contaminated building residues crushed and the contaminants at an increased Desorbed temperature. Then become dependent on the chemical composition of the treated Building residues targeted minerals such. B. limestone and / or clay added so that the composition of the resulting product the raw meal for the Cement clinker production corresponds.

Dieses Verfahren läßt sich bei allen Kontaminanten einsetzen, die beim Erhitzen der Baureststoffe desorbiert bzw. gestrippt werden können. Das Verfahren ist nur bedingt für die Behandlung von Baurestmassen geeignet, die übermäßig mit toxischen Schwermetallen kontaminiert sind. Da eine Desorption bzw. das Strippen von Kontaminanten eine Gleichgewichtsreaktion darstellt, würde sich die Anwendung dieses Verfahrens bei Schwermetallen ohnehin erschweren, da unter Umständen ein den gewogenen Gehalten übersteigendes Maß an Schwermetallen in dem wiederzuverwertenden Baureststoff verbleiben würde.This method can be used for all contaminants which is desorbed or stripped when the construction waste is heated can be. The procedure is only conditional for the Suitable treatment of residual construction materials that are excessive with toxic heavy metals are contaminated. There one Desorption or stripping of contaminants Represents equilibrium reaction, the application would complicate this procedure with heavy metals anyway, because possibly a measure that exceeds the weighed contents of heavy metals in the building material to be recycled would remain.

Die zur Verwendung gelangende Vorrichtung besteht im Kern aus einer Zerkleinerungseinrichtung zum Zerkleinern des Bauschutts auf eine vorgegebene mittlere Partikelgröße sowie einem Drehrohrtrockner, in dem die Baureststoffpartikel thermisch behandelt werden. In Materialflußrichtung der Baureststoffe ist eine Zugabeeinrichtung für Kalkgestein und oder Ton vorhanden, welche die gezielte Einstellung der chemischen Zusammensetzung des gewünschten Endproduktes gewährleistet und eine homogene Vermischung des zugegebenen Kalkgesteins mit den Baureststoffpartikeln ermöglicht. Denkbar ist auch eine nach der Desorption sich anschließende Zugabe eines chemisch abgestimmten Mineralgemisches.The device that is used consists essentially of a shredding device for shredding the Building rubble to a predetermined average particle size as well a rotary tube dryer, in which the construction waste particles be treated thermally. In the material flow direction Construction waste is an addition device for limestone and or sound available, which the targeted setting of the chemical composition of the desired end product guaranteed and a homogeneous mixing of the added Limestone with the residual building material allows. A subsequent one after the desorption is also conceivable Addition of a chemically coordinated mineral mixture.

Bevorzugte Ausführungsformen sind durch die übrigen Ansprüche gekennzeichnet.Preferred embodiments are defined by the remaining claims featured.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens beträgt die Temperatur bei der thermischen Behandlung zwischen 150°C und 400°C. Die genaue Desorptionstemperatur beim thermischen Behandeln der Baureststoffpartikel hängt von mehreren Faktoren ab:
According to a preferred embodiment of the method, the temperature during the thermal treatment is between 150 ° C and 400 ° C. The exact desorption temperature during the thermal treatment of the construction waste particles depends on several factors:

- the amount and type of contaminants,
- the pore structure of the residual building material,
- The average residence time of the building residues in the Rotary tube dryer,
- but also the permissible agreed with the customer Residual content of contaminants in the end product produced.

Je höher die Desorptionstemperatur im Trockner gewählt wird, desto schneller läuft die Dekontamination ab, da sich die Triebkraft auf das durch die Desorptionstemperatur vorgegebene Gleichgewicht erhöht. Da sich bei den technisch sinnvollen, geringen Verweilzeiten in der Trocknungseinrichtung von etwa 15 bis 45 Minuten das thermodynamisch vorgegebene Gleichgewicht jedoch nicht erreichen läßt, kann die optimale Desorptionstemperatur nur mit Ungenauigkeiten rechnerisch vorbestimmt werden und ist daher in geeigneten Laborversuchen zu ermitteln. Hierbei muß auch dem Umstand Rechnung getragen werden, daß es bei erhöhten Desorptionstemperaturen zu einer Zersetzung der Kontaminanten kommen kann, wobei die entstehenden Spaltprodukte wiederum unterschiedliche Adsorptionseigenschaften am porösen Baustoffmaterial besitzen. Ein letzter wichtiger Einflußfaktor auf die auszuwählende Desorptionstemperatur liegt in der mittleren Partikelgröße der Baureststoffe nach dem Zerkleinern. Je größer die Baureststoffpartikel sind, desto länger sind die Diffusionswege beim Abtransport von Kontaminanten, die in der inneren Porenstruktur und den Hydratprodukten der Baureststoffe gebunden waren. Daher ist bei einer höheren Partikelgröße und abhängig von dem Hydratwassergehalt wiederum eine höhere Desorptionstemperatur zu wählen.The higher the desorption temperature selected in the dryer, the faster the decontamination takes place since the Driving force on that by the desorption temperature predetermined balance increased. Since the technical reasonable, short dwell times in the Drying device from about 15 to 45 minutes However, thermodynamically predetermined equilibrium is not can achieve the optimal desorption temperature only can be predetermined with inaccuracies and is therefore to be determined in suitable laboratory tests. This must also take into account the fact that at increased desorption temperatures to decompose the Contaminants can come, the resulting Fission products in turn are different Adsorption properties on the porous building material have. One last important influencing factor on the Desorption temperature to be selected is in the middle Particle size of the residues after crushing. Each the larger the building material particles, the longer they are Diffusion paths in the removal of contaminants in the inner pore structure and the hydrate products of the Construction waste was bound. Therefore, at a higher level Particle size and depending on the hydrated water content again choose a higher desorption temperature.

Die obere Grenze der Desorptionstemperatur ist dadurch vorgegeben, daß es nicht zu einem Abbrand der Baureststoffe kommen soll, sondern diese bei der thermischen Behandlung selbst inert verbleiben sollen.The upper limit of the desorption temperature is thereby specified that there is no burn-up of the construction waste should come, but this in the thermal treatment themselves should remain inert.

Vorzugsweise enthalten die Baureststoffe halogenorganische Verbindungen und/oder aromatische oder aliphatische Verbindungen. Diese Verbindungen treten häufig als Kontaminanten auf und eignen sich gut zur Behandlung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, da diese Kontaminanten leicht flüchtig sind und zudem auf einfache Weise nach der Desorption aus dem Gasstrom entfernt werden können, indem diese beispielsweise an Aktivkohle adsorbiert werden.The building residues preferably contain organic halogen Compounds and / or aromatic or aliphatic Links. These connections often occur as Contaminants and are well suited for treatment with the Process according to the invention since these contaminants are easy are volatile and also easy after the Desorption can be removed from the gas stream by these are adsorbed, for example, on activated carbon.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform werden die Baureststoffe auf eine mittlere Partikelgröße von etwa zwei Zentimeter zerkleinert. Bei der Wahl der mittleren Partikelgröße sind mehrere Einflußfaktoren zu berücksichtigen. Ist die Partikelgröße sehr klein, so verbessert sich die Desorptionswirkung bei dem Umströmen mit einem Gasstrom, während auf der anderen Seite Probleme wie das Mitreißen von Partikeln im Gasstrom sowie eine deutliche Erhöhung des Druckverlustes auftreten. Je nach den kontaminierenden Stoffen und deren Desorptionsverhalten im vorliegenden Baureststoff läßt sich daher eine geeignete Partikelgröße einstellen, die zusammen mit der gewählten Desorptionstemperatur sowie einer mittleren Verweilzeit im Trockner zu optimalen Abreinigungsgraden führt. Wenn eine sehr geringe Partikelgröße gewählt wird, so kann sich eine Durchströmung des Trockners von oben nach unten anbieten, damit keine Wirbelschicht entsteht.According to a preferred embodiment, the Building residues to an average particle size of about two Crushed centimeters. When choosing the middle one Particle size are several influencing factors too consider. If the particle size is very small, so improves the desorption effect when flowing around a gas flow while on the other hand problems like entraining particles in the gas stream as well as a clear one Increase in pressure loss occur. Depending on the contaminating substances and their desorption behavior in the existing building material can therefore be a suitable one Adjust particle size, along with the selected one Desorption temperature and an average residence time in Dryer leads to optimal degrees of cleaning. When a very small particle size is selected, so a Offer flow through the dryer from top to bottom, so that there is no fluidized bed.

Vorzugsweise ist der Trockner ein Drehrohrofen. Die Verwendung eines Drehrohrofens besitzt den Vorteil, daß insbesondere bei geringen Partikelgrößen es zu einer ständigen Umschichtung der Einzelpartikel und einer Erneuerung der vom Gas umströmten Oberflächen der Partikel kommt, wodurch die Desorptionswirkung bei der thermischen Behandlung verbessert wird. Darüber hinaus läßt sich ein Drehrohrofen auch für die bevorzugte kontinuierliche Prozeßführung einsetzen, wobei die Partikel zum auslaßseitigen Ende des Drehrohrofens zugefördert werden. Zur Verlängerung des Desorptionsweges ist der Drehrohrtrockner mit einem Innenrohr versehen, so daß im vorliegenden Fall bei einer Trocknerlänge von 17 m eine wirksame Desorptionslänge von 34 m vorhanden ist.The dryer is preferably a rotary kiln. The Using a rotary kiln has the advantage that especially with small particle sizes constant shifting of the individual particles and one Renewal of the surfaces of the particles around which the gas flows comes, whereby the desorption effect in the thermal Treatment is improved. In addition, one can Rotary kiln also for the preferred continuous Use process control, whereby the particles to are fed to the outlet end of the rotary kiln. For The rotary tube dryer is an extension of the desorption path provided with an inner tube, so that in the present case effective dryer length of 17 m of 34 m is available.

Brief description of the drawings

Nachfolgend wird die Erfindung rein beispielhaft anhand der beigefügten Figuren beschrieben, in denenThe invention is explained below purely by way of example using the attached figures described in which

Fig. 1 ein Dreistoffdiagramm der Bestandteile Kalziumoxid, Siliziumoxid sowie Aluminiumoxid + Eisenoxid darstellt, in dem schematisch die chemische Zusammensetzung von Bauschutt sowie Zementklinker dargestellt ist; und Fig. 1 represents a ternary diagram of the components calcium oxide, silicon oxide and aluminum oxide, iron oxide, in which the chemical composition is shown of rubble and cement clinker schematically; and

Fig. 2 eine schematische Darstellung der zur Verwendung gelangenden Vorrichtung zeigt. Fig. 2 shows a schematic representation of the device used.

Ways of Carrying Out the Invention

Wie oben bei der Beschreibung des Standes der Technik dargelegt wurde, ist Bauschutt in der Regel nur oberflächlich kontaminiert. Derartige kontaminierte Bereiche sind in der Regel bereits vor dem Abbruch der alten Bausubstanz aus der früheren Nutzung an bestimmten Stellen zu vermuten, oder aber auch durch entsprechende optische Anzeichen wie Ölflecken etc. erkennbar. Somit wird in einem ersten vorgeschalteten Verfahrensschritt auf analytischem Wege untersucht, welche Bereiche der abzubrechenden Bausubstanz kontaminiert sind und welches Kontaminationsspektrum vorliegt. Hierbei wird das Kontaminationsspektrum, das üblicherweise dem erfindungsgemäßen Verfahren zugeführt werden kann, auf Stoffe wie z. B. LCKW's, BTEX, Mineralöle, Aromaten, PAK's und halogenorganische Verbindungen beschränkt. Hingegen läßt sich das Verfahren nur bedingt anwenden, wenn sich toxische Schwermetalle in den Baurestmassen befinden.As above in the description of the prior art building rubble is usually only superficial contaminated. Such contaminated areas are in the Usually before the old building substance is demolished from the suspect previous use in certain places, or else also by corresponding visual signs such as oil stains etc. recognizable. Thus, in a first upstream Process step examined analytically which Areas of the building substance to be demolished are contaminated and what spectrum of contamination is present. Here is the Contamination spectrum, which is usually the The inventive method can be supplied on substances such as B. LCKW's, BTEX, mineral oils, aromatics, PAK's and halogenated organic compounds limited. On the other hand, use the procedure only to a limited extent if toxic Heavy metals are in the construction waste.

Im Gegensatz zu der bisher üblichen Vorgehensweise einer möglichst breit angelegten Vermischung einzelner hochkontaminierter Bereiche mit den ansonsten nicht oder nur niedrig kontaminierten Bereichen, um insgesamt unter die vorgeschriebenen Grenzwerte zu gelangen und so eine möglichst kostengünstige Abfallbeseitigung zu ermöglichen, werden gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren die hochkontaminierten Bereiche gezielt abgetragen, z. B. abgefräst, und der nachfolgend beschriebenen Behandlung zugeführt. Die Baurestmassen, wie Beton, Zementestrich, Mörtel und Ziegel, besitzen zwar jeweils eine unterschiedliche chemische Zusammensetzung, liegen jedoch in einem Bereich, der anhand von Fig. 1 erläutert wird.In contrast to the previously usual procedure of mixing the most highly contaminated areas as broadly as possible with the otherwise not or only slightly contaminated areas in order to get below the prescribed limit values overall and thus enable the most cost-effective disposal of waste, the highly contaminated areas become according to the inventive method deliberately removed, e.g. B. milled, and fed to the treatment described below. The construction waste, such as concrete, cement screed, mortar and brick, each have a different chemical composition, but are in a range which is explained with reference to FIG. 1.

Fig. 1 stellt ein Dreistoffdiagramm, CaO, SiO₂ sowie Al₂O₃ und Fe₂O₃, mit Zementklinker und Bauschutt dar. Aus der Darstellung in Fig. 1 wird deutlich, daß sich je nach dem konkreten Baustoff Bauschutt in etwa in einem Bereich der chemischen Zusammensetzung der an den Eckpunkten des Dreistoffdiagramms angegebenen Komponenten befindet, der in Fig. 1 durch Referenzziffer 12 markiert ist. Dieser Bereich liegt in teilweiser Überlappung mit Braunkohle 14, die zur Verdeutlichung ebenfalls in Fig. 1 dargestellt wird. Darüber hinaus ist in Fig. 1 auch die Zusammensetzung von Zementklinker 16 dargestellt. Wie sich aus dem Vergleich der chemischen Zusammensetzungen von Bauschutt 12 sowie Zementklinker 16 ergibt, besitzt Zementklinker einen erhöhten Anteil an Kalziumoxid, d. h. durch eine gezielte Zugabe von Kalk (Kalziumoxid) und/oder Ton, die in Fig. 1 durch den Pfeil A angedeutet ist, läßt sich Bauschutt von seiner chemischen Zusammensetzung dahingehend verändern, daß er ähnlich oder gleich dem Zementklinker wird. Fig. 1 shows a three-material diagram, CaO, SiO ₂ as well as Al ₂ O ₃ and Fe ₂ O ₃ , with cement clinker and building rubble. From the illustration in Fig. 1 it is clear that building rubble is roughly in one depending on the specific building material Range of the chemical composition of the components indicated at the corner points of the three-substance diagram, which is marked in FIG. 1 by reference number 12 . This area lies in partial overlap with brown coal 14 , which is also shown in FIG. 1 for clarification. The composition of cement clinker 16 is also shown in FIG. 1. As can be seen from the comparison of the chemical compositions of building rubble 12 and cement clinker 16 , cement clinker has an increased proportion of calcium oxide, ie through the targeted addition of lime (calcium oxide) and / or clay, which is indicated in FIG. 1 by the arrow A. , building rubble can be changed in its chemical composition so that it becomes similar or identical to the cement clinker.

Wie sich schon aus der Fig. 1 ergibt, werden nur die ungefähren Bereiche angegeben, doch läßt sich aus einer Analyse des Bauschutts, die gemeinsam mit einer Analyse des Kontaminationsspektrums durchgeführt werden kann, die genaue Zusammensetzung des Bauschutts ermitteln und somit auch die genaue Dosierung und Zusammensetzung des zuzugebenden Stoffes bestimmen, um die chemische Zusammensetzung von Zementklinker zu erreichen. Wenn eine ausreichende Betriebserfahrung vorliegt, kann auch auf eine derartige Analyse verzichtet werden, da beispielsweise bekannt ist, daß Bauschutt mit einem hohen Ziegelanteil einen höheren Tonanteil aufweist und somit eine größere Menge an Kalk zugegeben werden muß.As can already be seen from FIG. 1, only the approximate ranges are given, but it can be determined from an analysis of the rubble, which can be carried out together with an analysis of the contamination spectrum, the exact composition of the rubble and thus also the exact dosage and Determine the composition of the substance to be added in order to achieve the chemical composition of cement clinker. If sufficient operating experience is available, such an analysis can also be dispensed with, since it is known, for example, that rubble with a high proportion of bricks has a higher proportion of clay and therefore a larger amount of lime must be added.

Damit der Bauschutt jedoch als Rohmehl für die Klinkerproduktion in einem Zementwerk eingesetzt werden kann, muß selbstverständlich der Bauschutt einer Dekontamination unterzogen werden.So that the rubble as raw meal for the Clinker production can be used in a cement plant, of course, the building rubble of a decontamination be subjected.

Fig. 2 zeigt schematisch die Vorrichtung zu Dekontamination der Baureststoffe. Hierbei ist zur besseren Verdeutlichung der aufeinanderfolgenden Analyse- bzw. Bearbeitungsstationen auch die Analyse des Kontaminationsspektrums in räumlicher Nähe zu den anderen Verarbeitungsstationen dargestellt, doch wird dem Fachmann deutlich sein, daß die Analyse bevorzugt vor Ort an der Abbruchstelle durchgeführt wird, damit die örtliche Erstreckung der Kontaminationsbereiche erfaßt werden kann und insbesondere auch überprüft werden kann, ob sich darunter auch Kontaminanten in höherer Konzentration wie toxische Schwermetalle befinden, welche die Anwendung des Verfahrens erschweren und die aus diesem Grund eine Behandlung der Baureststoffe in der herkömmlichen Weise erfordern. Fig. 2 shows schematically the device for decontamination of the construction waste. Here, for better clarification of the successive analysis or processing stations, the analysis of the contamination spectrum is shown in close proximity to the other processing stations, but it will be clear to the person skilled in the art that the analysis is preferably carried out on site at the point of termination so that the local extension of the Contamination areas can be detected and, in particular, it can also be checked whether there are also contaminants in higher concentration, such as toxic heavy metals, which complicate the application of the method and which therefore require treatment of the building residues in the conventional manner.

Die Analyseeinheit 20 besteht aus einer Einrichtung 22 zur Probennahme, wie sie in der Technik bekannt ist, sowie einer oder mehreren nachgeschalteten Analyseeinrichtungen, mit denen das Kontaminationsspektrum bestimmt werden kann. Hierzu kommen die in der Technik gut bekannten Analyseverfahren zur Detektion und Quantifizierung der oben genannten Stoffe in Frage, wobei je nach verwendetem Analyseverfahren die Kontaminanten zunächst durch thermische Desorption oder durch Strippen in eine gasförmige Phase überführt werden müssen, um nachfolgend, z. B. mit Hilfe der Gaschromatographie, ermittelt und quantifiziert zu werden.The analysis unit 20 consists of a device 22 for sampling, as is known in the art, and one or more downstream analysis devices with which the contamination spectrum can be determined. For this purpose, the analytical methods for the detection and quantification of the abovementioned substances, which are well known in the art, come into question. B. with the help of gas chromatography, to be determined and quantified.

Parallel zur Analyse der Kontaminanten kann auch eine Analyse der Baureststoffe durchgeführt werden, d. h. ihre chemische Zusammensetzung bestimmt, oder aber auch die Struktur der Baureststoffe ermittelt werden. Die letztere Untersuchung erübrigt sich meist, da nach der Identifizierung des vorliegenden Bauschutts in der Regel sehr genaue Vorstellungen über den Feuchtigkeitsgehalt und die Porenstruktur der porösen Stoffe vorliegen, doch kann beispielsweise mit Hilfe einer Quecksilberporosimetrie eine Aussage über die Porenweiteverteilung des Baureststoffes getroffen werden und aus der daraus ableitbaren Abschätzung der Desorptionsgeschwindigkeit bei der thermischen Behandlung des Baureststoffes die Temperatur bei der thermischen Behandlung oder auch die Verweildauer wie auch Partikelgröße vorgewählt werden.In parallel to the analysis of the contaminants, an analysis can also be carried out the building residues are carried out, d. H. their chemical Composition determined, or else the structure of the Building residues can be determined. The latter investigation is usually unnecessary, since after the identification of the existing rubble usually very accurate Ideas about the moisture content and the Pore structure of the porous substances are present, but can for example with the help of a mercury porosimetry Statement about the pore size distribution of the residual building material be made and from the derivable estimate the rate of desorption during thermal treatment of the building material the temperature at the thermal Treatment or the length of stay as well as particle size be selected.

Der kontaminierte Baureststoff wird in der im folgenden beschriebenen Anlage vorzugsweise einer zwischengeschalteten Sammeleinrichtung 32 zugeführt, die in Form eines Silos ausgebildet sein kann. Hierdurch kann bei größeren Mengen von Baureststoffen, die mit Lastkraftwagen und somit diskontinuierlich angeliefert werden, ein kontinuierlicher Betrieb der nachfolgend beschriebenen Anlage sichergestellt werden.In the system described below, the contaminated construction waste is preferably fed to an intermediate collecting device 32 , which can be in the form of a silo. In this way, continuous operation of the system described below can be ensured in the case of large quantities of building residues that are delivered by truck and thus discontinuously.

Die Sammeleinrichtung 32 ist am auslaßseitigen Ende 34 verschlossen und mit einer Dosiereinrichtung, z. B. einer Zellenradschleuse, versehen, die allerdings wie auch das auslaßseitige Ende 34 der Sammeleinrichtung 32 so ausgelegt sein muß, daß auch größere Brocken des Baureststoffes ohne ein Blockieren des auslaßseitigen Endes oder der Zellenradschleuse gefördert werden können.The collecting device 32 is closed at the outlet end 34 and with a metering device, for. B. a rotary valve, which, however, as well as the outlet-side end 34 of the collecting device 32 must be designed so that even larger chunks of the building material can be conveyed without blocking the outlet-side end or the rotary valve.

Nachfolgend gelangt der Baureststoff über eine schematisch durch den Pfeil B dargestellte Fördereinrichtung in eine Zerkleinerungseinrichtung 36, im vorliegenden Fall einem Backenbrecher, der in Fig. 2 nur schematisch dargestellt ist. Die Zerkleinerungseinrichtung 36 kann jedoch auf eine beliebige in der Technik bekannten Weise ausgeführt werden. Die Zerkleinerungseinrichtung 36 reduziert die mittlere Partikelgröße der kontaminierten Baureststoffe auf ca. zwei bis vier Zentimeter, wobei je nach gewünschten Anforderungen selbstverständlich auch höhere und geringere mittlere Partikelgrößen, insbesondere aber geringere mittlere Partikelgrößen, vorteilhaft sein können und dementsprechend auch die Zerkleinerungseinrichtung 36 ausgewählt und betrieben wird.Subsequently, the residual building material reaches a comminution device 36 , in the present case a jaw crusher, which is shown only schematically in FIG . However, the comminution device 36 can be implemented in any manner known in the art. The comminution device 36 reduces the average particle size of the contaminated building residues to approximately two to four centimeters, although depending on the desired requirements, higher and lower average particle sizes, but in particular smaller average particle sizes, can of course also be advantageous, and accordingly the comminution device 36 is also selected and operated .

Nach dem Durchlaufen der Zerkleinerungseinrichtung werden die Baureststoffpartikel einer Fördereinrichtung 38 zugeführt, wobei durch den Pfeil C nur schematisch der Materialfluß angedeutet wird. Da es sich bei der Zerkleinerungseinrichtung 36 in der Regel um eine diskontinuierlich betriebene Anlage handelt, soll der Pfeil C andeuten, daß die Baureststoffpartikel möglicherweise auch in einem Zwischenbehälter aufgefangen und zwischengelagert werden, damit diese kontinuierlich dem sich an die Fördereinrichtung 38 anschließenden Trockner 40 zugeführt werden können.After passing through the comminution device, the residual building material particles are fed to a conveyor device 38 , arrow C only indicating the material flow schematically. Since the comminution device 36 is generally a discontinuously operated system, the arrow C is intended to indicate that the residual building material particles may also be collected and temporarily stored in an intermediate container so that they are continuously fed to the dryer 40 connected to the conveyor device 38 can.

Der Trockner 40 dient der thermischen Behandlung der Baureststoffpartikel und ist vorzugsweise als zweizügiger Drehrohrofen ausgebildet. Der Drehrohrofen 40 wird über ein Gebläse 42 mit Luft versorgt, die in einem nachgeschalteten Lufterhitzer 44 auf eine erhöhte Temperatur gebracht wird, um über einen mit dem Lufterhitzer verbundenen Regelungsmechanismus die gewünschte Temperatur im Drehrohrofen 40 zu erzielen. Die Temperatur im Drehrohrofen liegt je nach Kontaminationsspektrum bei ca. 150°C bis 400°C, wobei, wie oben bereits eingehend erläutert wurde, die Temperatur auf der Grundlage vieler unterschiedlicher Faktoren wie Partikelgröße, Porenstruktur der Baureststoffpartikel, Art und Menge der Kontaminanten, Feuchtigkeitsgehalt der Baurestpartikel, Verweilzeit der Baureststoffpartikel im Drehrohrofen, Luftgeschwindigkeit im Drehrohrofen, aber auch dem mit dem Abnehmer des fertigen Produktes vereinbarten Restgehalt an ehemaligen Kontaminanten abhängt. Indem die erhitzte Luft in Pfeilrichtung D durch den Drehrohrofen gefördert wird, wird die schematisch mit 46 bezeichnete Lage von Baureststoffpartikeln von der erhitzten Luft durchströmt und findet somit eine Desorption der adsorptiv an den Baureststoffen gebundenen Kontaminanten in den Luftstrom statt.The dryer 40 is used for the thermal treatment of the construction waste particles and is preferably designed as a two-pass rotary kiln. The rotary kiln 40 is supplied with air via a fan 42 , which is brought to an elevated temperature in a downstream air heater 44 in order to achieve the desired temperature in the rotary kiln 40 via a control mechanism connected to the air heater. Depending on the contamination spectrum, the temperature in the rotary kiln is approx. 150 ° C to 400 ° C, whereby, as already explained in detail above, the temperature is based on many different factors such as particle size, pore structure of the residual building material particles, type and amount of contaminants, moisture content the residual construction particles, residence time of the residual construction particles in the rotary kiln, air speed in the rotary kiln, but also the residual content of former contaminants agreed with the customer of the finished product. By conveying the heated air in the direction of arrow D through the rotary kiln, the position of the residual building material particles, which is schematically denoted by 46, is flowed through by the heated air and thus the desorption of the contaminants bound to the residual building materials by adsorption takes place in the air flow.

Durch eine stetige Förderwirkung werden die Baureststoffpartikel in Richtung auf das auslaßseitige Ende zu bewegt und somit eine definierte mittlere Verweildauer des Materials im Drehrohrofen erzeugt. Selbstverständlich kann der Drehrohrofen in gleicher Weise diskontinuierlich betrieben werden, oder aber auch auf andere, der Technik bekannte Möglichkeiten zurückgegriffen werden, um einen kontinuierlichen Durchsatz der Baureststoffpartikel durch den Drehrohrofen zu erzielen. Through a constant funding effect, the Building material particles in the direction of the outlet end to move and thus a defined mean residence time of the Material generated in the rotary kiln. Of course you can the rotary kiln is discontinuous in the same way be operated, or on other, the technology Known ways to be used continuous throughput of the construction waste particles through the Achieve rotary kiln.

In Fig. 2 durchströmt die Luft in Pfeilrichtung D den Drehrohrofen 40 im Kreuzstrombetrieb. Selbstverständlich wäre auch eine Gegenstromführung möglich, oder auch insbesondere im Falle von sehr kleinen Partikeln eine Kreuzstromführung von oben nach unten, damit es nicht zu unerwünschtem Entrainment von kleinen Baureststoffpartikeln im Luftstrom kommt.In Fig. 2, the air flows in the direction of arrow D through the rotary kiln 40 in cross-flow operation. Of course, a countercurrent flow would also be possible, or in particular in the case of very small particles, a crossflow flow from top to bottom, so that undesired entrainment of small building material particles in the air flow does not occur.

Da sich eine gewisse Menge an mitgerissenen Partikeln niemals vermeiden läßt, wird nach dem Austritt des Desorptionsgases aus dem Drehrohrofen und dem Sammeln des Gases dieses zunächst einem Feststoffabscheider 48, beispielsweise in Form eines Zyklons zugeführt. Anschließend kann die nun mit den Kontaminanten verunreinigte Abluft zunächst einer Feinfilterung in einem Elektrofilter zugeführt werden, und eine Brüden- und Abluftreinigung 50 angeschlossen werden. Da die jeweils verwendete Behandlungsstufe 50 bestimmte Temperaturerfordernisse besitzt, wie z. B. die optimale Einsatztemperatur im Falle einer biologischen Reinigung, oder aber eine möglichst geringe Temperatur im Falle einer adsorptiven Reinigung der organischen Stoffe an Aktivkohle, wird zwischen dem Feststoffabscheider 48 und der Abluftreinigungsanlage 50 vorzugsweise ein Wärmetauscher zwischengeschaltet, der die optimalen Betriebsbedingungen für die Abluftreinigung 50 sicherstellt und darüber hinaus den gesamten Energiehaushalt der Anlage durch eine gezielte Wärmerückgewinnung und eine Vorerwärmung des verwendeten Desorptionsgases ermöglicht.Since a certain amount of entrained particles can never be avoided, after the desorption gas has left the rotary kiln and the gas has been collected, it is first fed to a solids separator 48 , for example in the form of a cyclone. Subsequently, the exhaust air now contaminated with the contaminants can first be fed to a fine filtering in an electrostatic filter, and a vapor and exhaust air cleaning device 50 can be connected. Since the treatment stage 50 used in each case has certain temperature requirements, such as. B. the optimal operating temperature in the case of a biological cleaning, or the lowest possible temperature in the case of an adsorptive cleaning of the organic substances on activated carbon, a heat exchanger is preferably interposed between the solids separator 48 and the exhaust air cleaning system 50 , which has the optimal operating conditions for the exhaust air cleaning 50 ensures and also enables the entire energy balance of the system through targeted heat recovery and preheating of the desorption gas used.

Es sollte deutlich sein, daß in der schematischen Darstellung in Fig. 2 ein Verdichter vor dem Eintritt des Desorptionsgases in den Drehrohrofen dargestellt wurde; in gleicher Weise kann selbstverständlich auch ein Saugventilator nach dem Austritt des Desorptionsgases aus dem Drehrohrofen vorgesehen sein bzw. beide Maßnahmen miteinander kombiniert werden. It should be clear that in the schematic representation in FIG. 2 a compressor was shown before the desorption gas entered the rotary kiln; in the same way, a suction fan can of course also be provided after the desorption gas has left the rotary kiln, or both measures can be combined with one another.

Nach dem Austritt aus der Abluftreinigung kann die Luft an die Umgebung abgegeben werden, wie durch den Pfeil E dargestellt ist. Alternativ kann dieser Luftstrom jedoch wieder dazu verwendet werden, in das Gebläse 42 eingeführt zu werden, da sich auf diese Weise geringe Staubgehalte und Anteile an Kontaminanten im Abluftstrom E tolerieren lassen.After exiting the exhaust air cleaning system, the air can be released into the environment, as shown by the arrow E. Alternatively, however, this air flow can be used again to be introduced into the blower 42 , since in this way low dust contents and proportions of contaminants in the exhaust air flow E can be tolerated.

Nach dem Durchlaufen des Drehrohrofens 40 ist der Gehalt an Kontaminanten in den Baureststoffpartikeln deutlich verringert worden. Wie anhand der Darstellung in Fig. 1 erläutert wurde, ist das nunmehr erzeugte Material jedoch noch nicht für gezielte Wiederverwendung geeignet. Daher werden die Baureststoffe 46 anschließend entweder in eine Kalzinierungstrommel 52 eingeleitet, in der abweichend von der Bezeichnung jedoch nicht nur Kalkgestein, sondern auch je nach der chemischen Zusammensetzung des Baureststoffes Ton zugegeben wird, um entsprechend der Darstellung in Fig. 1 eine chemische Zusammensetzung des Gemisches zu erzielen, die dem Rohmehl für die Klinkerproduktion im Zementwerk entspricht, oder die Kalk/Tonkomponente wird als CaO (gebrannter Kalk) ohne Benutzung der Kalzinierungstrommel gesondert zugemischt.After passing through the rotary kiln 40 , the content of contaminants in the construction waste particles has been significantly reduced. As was explained on the basis of the illustration in FIG. 1, the material now produced is not yet suitable for targeted reuse. Therefore, the building residues 46 are then either introduced into a calcining drum 52 , in which, in deviation from the name, not only limestone, but also clay, depending on the chemical composition of the building residue, is added in order to obtain a chemical composition of the mixture as shown in FIG. 1 to achieve, which corresponds to the raw meal for the clinker production in the cement works, or the lime / clay component is mixed separately as CaO (burnt lime) without using the calcination drum.

Hierzu ist an der Kalzinierungstrommel 52 eine schematisch dargestellte Dosiereinrichtung 54 angeschlossen, die von Vorratsbehältern 56 und 58 gespeist wird, welche beispielsweise Kalkgestein und Ton enthalten. Abhängig von der chemischen Zusammensetzung der Baureststoffe werden diese beiden Einsatzstoffe, vornehmlich aber Kalkgestein in geringen Mengen, den Baureststoffpartikeln zugegeben und durch die Rotation der Kalzinierungstrommel 52 eine innige Vermischung erzielt.For this purpose, a schematically illustrated metering device 54 is connected to the calcining drum 52 and is fed by storage containers 56 and 58 , which contain limestone and clay, for example. Depending on the chemical composition of the building residues, these two starting materials, but primarily limestone in small quantities, are added to the building residues particles and intimate mixing is achieved by the rotation of the calcining drum 52 .

Nach dem Durchlaufen der Kalzinierungstrommel, in der die in dem Drehrohrofen erhitzten Baureststoffpartikel zudem wieder abkühlen, tritt das als Rohmehl für die Klinkerproduktion geeignete Produkt anschließend in Pfeilrichtung F aus der Kalzinierungstrommel 52 aus und wird in geeigneter Weise, z. B. mit Hilfe einer Fördereinrichtung 6, einer nicht in der Fig. 2 dargestellten Siloanlage zugeführt.After passing through the calcination drum, in which the building material particles heated in the rotary kiln also cool again, the product suitable as raw meal for clinker production then emerges from the calcination drum 52 in the direction of arrow F and is suitably, e.g. B. with the aid of a conveyor 6 , a silo system not shown in FIG .

Unter Umständen ist es sinnvoll, das Mischgut in einer Prallmühle weiter zu zerkleinern.It may make sense to mix the mix in one To further crush the impact mill.

Der gereinigte Bauschutt kann somit der Zementindustrie als Rohmehl für die Klinkerproduktion angedient werden und stellt einen vollwertigen Ersatz für das Rohmehl dar.The cleaned building rubble can thus be used by the cement industry Raw flour for clinker production can be served and provides a full substitute for raw meal.

Claims

1. A process for recycling contaminated building residues, comprising the steps:

- Crushing the building residues into building residues;
- Thermal treatment of the construction waste particles to desorb the contaminants;
- Targeted addition of minerals, in particular limestone and / or clay, to the residual building material particles, so that the chemical composition of the mixture corresponds to the raw meal for cement clinker production.

2. The method according to claim 1, characterized in that the thermal treatment of the construction waste particles a temperature between 150 ° C and 400 ° C.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the contaminants halogen organic compounds and / or aromatic and / or aliphatic compounds are.

4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the construction waste particles have an average particle size of own about two centimeters.

5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that those desorbed during the thermal treatment Contaminants in a downstream Emission control system to be separated.

6. Apparatus for recycling contaminated building residues, comprising:

- A comminution device ( 36 ) for comminuting the construction waste to a predetermined average particle size;
- A device ( 40 ) for heating the building material particles; and
- A mixing device ( 52 ) with a metering device ( 54 ) for limestone and / or clay.

7. The device according to claim 6, characterized in that the device for heating the residual building material is a rotary kiln ( 40 ).

8. Device according to one of claims 6 or 7, characterized in that the building material particles continuously pass through the device ( 49 ) for heating the building material particles and the mixing device ( 52 ).

9. Device according to one of claims 6 to 8, further comprising a sampling and analysis device ( 26 ) for the detection and quantification of the contamination spectrum.