DE19853045C2 - Vorrichtung und Verfahren zur thermischen Entsorgung von Explosivstoffen - Google Patents
Vorrichtung und Verfahren zur thermischen Entsorgung von ExplosivstoffenInfo
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf die Gebiete der Explosivstofftechnik und betrifft eine Vorrichtung, durch die Explosivstoffe gefahrlos thermisch entsorgt werden können. DOLLAR A Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus einer schleusenartigen Zuführung (3), einer Brennkammer, einer Austragsvorrichtung (6) und einer Abluftbehandlungsvorrichtung, wobei der Boden der Brennkammer oder ein separat vorhandener Boden (2) derart ausgebildet ist, das er feste und flüssige Materialien aufnimmt und/oder den Austrag der Verbrennungsrückstände ermöglicht. DOLLAR A Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, dass offen zugängliche Explosivmittel über die schleusenartige Zuführung (3) in die Brennkammer befördert werden, bei einer Temperatur oberhalb der Entzündungstemperatur der Explosivstoffe bei Unterdruck in der Brennzone (5) verbrannt und danach die Rückstände je nach Aggregatzustand aus der Brennkammer ausgetragen und die Abluft nachverbrannt, rückgekühlt und gereinigt wird.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf die Gebiete der Explosivstofftechnik und des
Maschinenbaus und betrifft eine Vorrichtung und, ein Verfahren durch die
Explosivstoffe, insbesondere in Verbindung mit festen Gehäuseteilen, gefahrlos
thermisch entsorgt werden können.
Bekannt sind Verfahren nach denen Explosivstoffe, insbesondere in Munition, im
Freien verbrannt werden.
Dieses Verfahren ist in Deutschland aus umweltrechtlichen Gründen nicht mehr
zulässig.
Aufgrund dieser Entwicklung sind Verfahren und Vorrichtungen entwickelt worden,
um eine Verbrennung der Explosivstoffe gefahrlos zu ermöglichen.
Einerseits kann eine chemische Zersetzung in speziell dafür ausgelegten
Vorrichtungen zur Entsorgung des Explosivstoffes führen.
Bekannt sind Verfahren, bei denen der Explosivstoff mit bestimmten Substanzen
zersetzt wird. Die Reaktionsprodukte sind in der Regel toxisch und nur mit hohem
Aufwand entsorgbar.
Andererseits erfolgt auch die Verbrennung derartiger. Explosivstoffe in Panzer-
Drehrohröfen, die hinsichtlich ihrer Sicherheitsstandards speziell dafür entwickelt
worden sind.
Derartige Panzer-Drehrohröfen bestehen aus einem Drehrohr mit einem
entsprechend dicken gepanzertem Mantel. In diesem Drehrohr findet die
Verbrennung statt. Die Explosivmittel werden der Brennzone zugeführt und die Reste
der Verbrennung werden aus dem Drehrohrofen ausgetragen. Dies erfolgt im
wesentlichen in einem kontinuierlichen Prozeß. Problematisch sind dabei
insbesondere die Abführung der Verbrennungswärme und der Abluft.
Problematisch an derartigen Anlagen sind weiterhin der große apparative Aufwand
und die damit einhergehenden hohen Betriebskosten.
Bekannt ist nach der DE 44 44 809 ein Verfahren zur Aufarbeitung von
pyrotechnischem Material. Bei diesem Verfahren wird das pyrotechnische Material
ausgebrannt und ausgeschwelt und die Schlacke ausgetragen. Das weiterhin
entstandene Rohgas wird aufgearbeitet und gereinigt.
Nach der DE 195 21 204 ist ein Verfahren zur Entsorgung von Spreng- und
Giftstoffen enthaltendem Gefahrengut sowie eine zur Durchführung dieses
Verfahrens geeignete Spreng- und Brennkammer bekannt. Bei dem Verfahren wird
das Gefahrengut in die Spreng- und Brennkammer eingebracht und gesprengt,
verbrannt oder pyrolysiert und das sich am Boden der Spreng- und Brennkammer
gebildete Schrottreservoir aufrechterhalten, auf einer Temperatur von mindestens
200°C gehalten und die Reaktionsprodukte durch dieses Schrottreservoir abgeleitet
werden.
Aus der DE 42 21 344 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abbau von
pyrotechnischem Material bekannt. Auch bei diesem Verfahren werden die
pyrotechnischen Materialien verbrannt und das Rohgas gereinigt.
Nach der DE 197 31 027 ist ein Verfahren und eine Einrichtung zur
umweltschonenden Entsorgung von vorzugsweise lose oder in kleinen Gebinden
vorliegendem Gefahrengut bekannt. Bei diesem Verfahren werden die Reststoffe der
Sprengung, Verbrennung oder Pyrolyse von Gefahrengut nach ihrem Gewicht oder
Korngröße oder magnetisch getrennt.
Der Nachteil der Verfahren und Vorrichtungen nach dem Stand der Technik besteht
in wesentlichen in seinen komplizierten Vorrichtungen und der schwierigen
Verfahrensführung.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine einfache und technisch unkompliziert
aufgebaute Vorrichtung anzugeben, mit der ein Verfahren zur thermischen
Entsorgung von Explosivstoffen, insbesondere von Sprengstoffen und Munition,
durchgeführt werden kann, welches ebenfalls einfach und unkompliziert realisiert
werden kann.
Die Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung gelöst.
Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren
können Explosivstoffe aus Explosivmitteln verschiedenster Art auf einfache Weise
und relativ unkompliziert thermische entsorgt werden.
Die Vorrichtung entspricht den deutschen Sicherheitsanforderungen.
Die Explosivmittel werden nach der Anlieferung derart behandelt, daß der
Explosivstoff offen zugänglich ist. Dies wird meist durch Zerbrechen oder Zersägen
der einzelnen Teile durchgeführt. Die Bruchstücke oder anderen Teile der
Explosivmittel werden dann über eine schleusenartige Zuführung in die
Brennkammer befördert. Die Zuführung kann dabei vorteilhafterweise von oben oder
von vorn in die Brennkammer erfolgen. Die Zuführung ist vorteilhafterweise
lanzenförmig oder rund oder quadratisch rohrförmig und kann auch gewinkelt sein.
Da die Explosivmittel verschiedene Durchmesser aufweisen und damit auch die
Bruchstücke, ist es vorteilhaft, wenn für verschiedene Durchmesser auch
verschiedene Zuführungen vorhanden sind und diese auch auswechselbar an der
Brennkammer anbringbar sind.
Vorteilhafterweise reicht die Zuführung bis in die Brennzone der Brennkammer.
Dabei ist es notwendig, daß mindestens der Teil der Zuführung, der in die
Brennkammer hineinreicht, gekühlt wird. Die Kühlung erfolgt dabei entweder mit Luft
oder mit einer Flüssigkeit, vorteilhafterweise mit Wasser oder einem Wassergemisch.
Die Zuführung muß schleusenartig ausgeführt sein, damit möglichst wenig Fremdluft
in die Brennzone gelangt, da der Verbrennungsprozeß unter einem leichten
Unterdruck stattfinden muß. Die Schleusen können vorteilhafterweise als Klappen
ausgebildet sein.
Nachdem die Bruchstücke oder Teile der Explosivmittel in die Brennzone gelangt
sind, erfolgt dort die thermische Entsorgung des Explosivstoffes. Dazu wird in der
Brennzone eine Temperatur aufrechterhalten, die über der Entzündungstemperatur
der Explosivstoffe liegt. Während der Verbrennung herrscht in der Brennzone ein
leichter Unterdruck
Als Verbrennungsrückstände entstehen die metallischen oder aus anderen
Materialien bestehenden Teile der Explosivmittel, die unverändert vorliegen können
oder ganz oder teilweise aufgeschmolzen sind und in den meisten Fällen
Agglomerate bilden. Aufgrund des Entstehens von flüssigen Rückständen ist es
notwendig, den Boden, auf dem die Verbrennung stattfindet, und der
vorteilhafterweise gekühlt sein sollte, muldenförmig auszubilden oder an den Seiten
mit Abdeckungen zu versehen, daß die flüssigen Verbrennungsrückstände nicht
unkontrolliert aus der Brennkammer austreten können. Derartige flüssige
Verbrennungsrückstände können die aufgeschmolzenen Metalle und Metallgemische
und Nichteisenmetalle der Ummantelung der Explosivmittel sein.
Sofern der Boden der Brennkammer als Verbrennungsfläche ausgebildet ist, kann
dieser seitlich in Führungen angebracht und/oder drehbar gelagert und/oder neigbar
angeordnet sein. Dadurch ist ein Austrag der Verbrennungsrückstände möglich.
Weiterhin ist ein Schieber derart angeordnet, daß durch die Vorwärtsbewegung des
Schiebers die Verbrennungsrückstände in Richtung des Austrags aus der
Verbrennungszone geschoben werden. Vorteilhafterweise ist der Schieber gekühlt.
Sofern ein separater Boden in der Brennkammer als Verbrennungsfläche angeordnet
ist, kann dieser seitlich in Führungen angebracht und/oder drehbar gelagert und/oder
neigbar angeordnet und/oder geteilt sein. Durch die Vorwärtsbewegung des Bodens
und/oder durch seine Drehung und/oder durch seine Neigung zum Austrag hin
und/oder durch das Auseinanderziehen der beiden oder mehreren Teile des Bodens
in und außerhalb der Brennkammer können die Verbrennungsrückstände
ausgetragen werden.
An der Austragsseite der Brennkammer ist eine geteilte Klappe angebracht, die die
Verbrennungsrückstände aus der Brennkammer entläßt und gleichzeitig soweit als
möglich verhindert, daß Fremdluft in die Brennzone eintritt.
Alle entstehenden Verbrennungsrückstände sind Schrott und können nicht oder
teilweise verwertet werden.
Die bei der Verbrennung der Explosivstoffe entstehenden Abgase werden in an sich
bekannten Vorrichtungen nachverbrannt, rückgekühlt und gereinigt und dann an die
Umwelt entlassen.
Die gesamte Vorrichtung zur thermischen Entsorgung von Explosivstoffen sollte
vorteilhafterweise im Freien aufgebaut sein. Vorteilhafterweise sollte nach drei Seiten
hin eine Schutzmauer oder ein Schutzwall aus Erde aufgebaut sein.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die quasikontinuierliche Verbrennung von
Explosivstoffen einfach und unkompliziert möglich.
Die Verweildauer der zu verbrennenden Explosivstoffe muß je nach Art so gewählt
werden, daß der gesamte eingetragenen Explosivstoff auch vollständig verbrannt ist.
Dies kann durch einfache Versuche ermittelt und auch berechnet werden.
Bedingt durch die hohen Temperaturen und die zugeführten Gutarten können in der
gesamten Brennkammer, aber insbesondere in der Brennzone auf dem Boden
Verbackungen auftreten. Aus diesem Grunde ist es vorteilhaft, wenn der Boden
geteilt ist, so daß durch Zurückziehen und/oder Absenken des in Austragsrichtung
hin liegenden Teils des Bodens eine gesteuerte Entleerung der Brennkammer und
insbesondere der Brennzone von Rückständen erfolgen kann. Versuche haben
gezeigt, daß für eine sichere Funktion die Schwerkraftwirkung ausreichend ist.
Im weiteren wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Dabei zeigt Fig. 1 die prinzipielle Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
Eine Brennkammer mit den Außenabmessungen 770 mm × 1380 mm × 1660 mm ist
derart ausgebildet, daß sie vollständig aus einem Mantel besteht und in der
Brennkammer ein separater Boden 2 eingebaut ist. Der Mantel 1 der Brennkammer
wird von einem Wasser-Glykol-Gemisch durchflossen, um die Brennkammer zu
kühlen. Der separate Boden 2 ist ebenfalls gekühlt und auch der Teil der runden
rohrförmigen Zuführung 3, der sich innerhalb der Brennkammer befindet.
Der separate Boden 2 ist muldenförmig ausgebildet und zur Austragsöffnung 7 um
einen beweglichen Teil 8 variabel verlängert.
Über die schleusenartige Zuführung 3 wird das zerkleinerte Gut aus den
Explosivmitteln in die Brennzone 5 geführt. Die einzelnen Teile können dabei
zwischen 0,02 bis 1,1 kg schwer sein und bis zu 50% aus Metallen bestehen. Der
Explosivstoff, der TNT, Hexogen oder ein Gemisch aus Al-/Mg-Pulver 60/40 sein
kann ist offen zugänglich.
Nachdem das zerkleinerte Gut in der Brennzone 5 angekommen ist, verbrennt der
Explosivstoff, da in der Brennzone 5 eine Temperatur von 500°C herrscht.
Außerdem wird in der Brennzone 5 ein Unterdruck von 500 Pa aufrechterhalten.
Nach 60 s ist der Explosivstoff verbrannt und die teilweise ge- und verschmolzenen
Metallteile können ausgetragen werden. Der oberhalb der Abbrandfläche in der
Brennzone 5 angeordnete Schieber 6 überstreicht die Abbrandfläche und macht
diese für die nächste Materialzuführung 4 frei. In Richtung der Austragsöffnung 7
bildet sich dadurch ein ungeordnetes Haufwerk aus den Rückständen. Die
Temperatur dieses Haufwerkes beträgt mehr als 1000°C Nach der Verbrennung
werden die Verbrennungsgase nachverbrannt, rückgekühlt und gereinigt, bevor sie
an die Umwelt entlassen werden.
Die Vorrichtung befindet sich im Freien hinter einem 3 m hohen Erdwall 9, der die
Vorrichtung von drei Seiten umgibt.
Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren ist
es auf einfache Art und Weise möglich, Explosivstoffe thermisch zu entsorgen, ohne
Gefährdung von Mensch und Umwelt.
1
Brennkammermantel
2
separater Boden der Brennkammer
3
rohrförmige Zuführung
4
Materialzuführung
5
Brennzone
6
Austragsvorrichtung (Schieber)
7
Austragsöffnung mit Klappe
8
Boden, beweglicher Teil
9
Erdwall
Claims (16)
1. Vorrichtung zur thermischen Entsorgung von Explosivstoffen, im wesentlichen
bestehend aus einer Zuführung (3), einer Brennkammer, einer Austragsvorrichtung
(6) und einer Abluftbehandlungsvorrichtung, wobei die Zuführung (3) schleusenartig
ausgebildet ist, mindestens bis in die Brennkammer (1) hineinreicht und je nach
Geometrie und Zusammensetzung des Einsatzgutes auswechselbar ist, und wobei
die Brennkammer aus einem Mantel (1) besteht, der mindestens bereichsweise
gekühlt ist und wobei der Teil des Mantels (1), der den Boden der Brennkammer
darstellt oder ein separat vorhandener Boden (2) derart ausgebildet ist, dass er feste
und flüssige Materialien aufnehmen und/oder den Austrag der
Verbrennungsrückstände ermöglicht, und wobei die Austragsvorrichtung (6) aus
dem Boden der Brennkammer (2) und einem Schieber (6) oder aus
einem Boden (2), der um einen beweglichen Teil (8) verlängert ist, und einem
Schieber (6) besteht, und wobei die Abluftbehandlungsvorrichtung aus Vorrichtungen
zur Nachverbrennung der Abluft, zur Reinigung der Abluft und zum Entzug der
Wärmeenergie aus der Abluft bestehen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei dem die Zuführung (3) lanzenförmig oder
rohrförmig ausgebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei dem die Schleusen in der Zuführung (3) durch
Klappen ausgebildet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Zuführung (3) bis in die Brennzone (5)
der Brennkammer hineinreicht.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der mindestens der in die Brennkammer
ragende Teil der Zuführung (3) gekühlt ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die schleusenartige Zuführung (3) derartig
ausgebildet ist, daß durch sie weitgehend der Eintritt von Fremdluft in die
Brennkammer vermieden wird.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Mantel der Brennkammer mindestens im
Bereich der Brennzone (5) gekühlt wird.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Boden der Brennkammer oder der
separat vorhandene Boden (2) gekühlt sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Kühlung durch Luft oder eine oder
mehrere Flüssigkeiten erfolgt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der die Kühlung durch Wasser oder durch ein
Wasser-Glykol-Gemisch erfolgt.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Boden der Brennkammer oder der
separat ausgebildete Boden (2) muldenförmig ausgebildet sind, um flüssige
Materialien aufzunehmen.
12. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Boden der Brennkammer oder der
separat ausgebildete Boden (2) geteilt ist oder dreh- und/oder neigbar ausgebildet
sind oder eine Ablaßvorrichtung aufweisen.
13. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Boden der Brennkammer oder der
separat ausgebildete Boden (2) geteilt ausgebildet sind.
14. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der an der Austragsseite der Brennkammer
eine geteilte Klappe (7) zur Vermeidung des Eintrittes von unerwünschter Fremdluft
angebracht ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der mindestens die Brennkammer im Freien
hinter einer Schutzmauer oder einem Schutzwall (9) angeordnet ist.
16. Verfahren zur thermischen Entsorgung in einer Vorrichtung nach einem der
Ansprüche 1 bis 15, bei dem Explosivmittel vor der Verbrennung der Explosivstoffe
derart aufbereitet werden, daß die Explosivstoffe offen zugänglich sind und danach
die vorbereiteten Explosivmittel über die schleusenartige Zuführung (3) in die
Brennkammer befördert werden, in der Brennkammer bei einer Temperatur oberhalb
der Entzündungstemperatur der Explosivstoffe bei Unterdruck in der Brennzone (5)
verbrannt und danach die Rückstände je nach Aggregatzustand aus der
Brennkammer ausgetragen werden und die Abluft nachverbrannt, rückgekühlt und
gereinigt wird.
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| DE4221344C1 (en) * | 1992-06-29 | 1993-08-26 | Buck Werke Gmbh & Co, 7347 Bad Ueberkingen, De | Safe disposal of pyrotechnic material without environmental pollution - by controlled combustion of materials giving alkaline and acid reaction prods., cooling combined gas and purificn. |
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- 1998-11-18 DE DE1998153045 patent/DE19853045C2/de not_active Expired - Fee Related
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| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
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