DE19911175A1 - Process for the disposal of dangerous or high-energy materials and device for carrying out this process - Google Patents

Process for the disposal of dangerous or high-energy materials and device for carrying out this process

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Abstract

The invention relates to a method for disposing of hazardous and high-energy materials. According to the inventive method, these hazardous and high-energy materials are introduced into the interior of a pressure-proof housing (2) which is additionally charged with bulk material, for example in the form of steel or ceramic balls. The mixture of bulk material and material to be disposed of forms a fluidized bed (16) within the pressure-proof housing (2). Said fluidized bed fills the pressure-proof housing (2) always in substantially the same manner in a dynamic balance between supply and discharge. The reaction by which the hazardous and high-energy materials are converted to harmless substances is optionally initiated by a specific device, for example a fuse (18), at a defined distance to the surface in the interior of the fluidized bed (16). In the course of said reaction, the fluidized bed (16) absorbs thermal and mechanical energy that is released during the reaction. After having passed the fluidized bed (16), the reaction is entirely completed so that a mixture of bulk material and residuals stemming from the reaction can be removed from the bottom of the fluidized bed (16). The invention provides a continuous and risk-free method of disposing of such materials. For reactions that are initiated by the addition of heat it even can be carried out in an energy-saving manner due to the storage effect of the bulk material.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entsorgung gefähr­ licher oder hochenergetischer Materialien, bei dem diese in einem druckfesten Gehäuse unter kontrollierten Bedin­ gungen zur einer Reaktion gebracht werden, deren Endpro­ dukte ungefährlich sind, sowie eine Vorrichtung zur Entsorgung gefährlicher oder hoch­ energetischer Materialien mit einem druckfesten Gehäuse, in dem die Materialien unter kontrollierten Bedingungen zu einer Reaktion gebracht werden können, deren Endprodukte ungefährlich sind.The invention relates to a method for hazardous disposal licher or high-energy materials, in which these in a pressure-resistant housing under controlled conditions are brought to a reaction, the end pro products are harmless, such as a device for disposal hazardous or high energetic materials with a pressure-resistant housing, in which the materials under controlled conditions can be brought to a reaction, their end products are harmless.

Zu den "gefährlichen oder hochenergetischen" Materialien, deren Entsorgung sich die vorliegende Erfindung zum Ziel gesetzt hat,, zählen insbesondere Sprengstoffe oder Munition, bei deren kontrollierter Sprengung große Mengen mechanischer und thermischer Energie frei werden. Die Erfindung eignet sich aber darüber hinaus auch zur Ent­ sorgung anderer gefährlicher Substanzen, die mit bestimm­ ten Chemikalien sowohl in exothermen als auch endothermen Reaktionen zu den gewünschten ungefährlich Endprodukten umgesetzt werden müssen.On the "dangerous or high-energy" materials, whose disposal the present invention Has set target, especially explosives or Ammunition, when they are blown up in large quantities mechanical and thermal energy are released. The However, the invention is also suitable for Ent supply of other dangerous substances chemicals in both exothermic and endothermic Reactions to the desired harmless end products have to be implemented.

Zur Entsorgung von Sprengstoffen oder Explosivstoffen ist es bekannt, diese in ein druckfestes Gehäuse einzubrin­ gen und dort kontrolliert zur Detonation zu bringen. Ein Beispiel hierfür findet sich in der WO 97/43594 A1. Nachteilig bei diesen bekannten Vorrichtungen bzw. Verfah­ ren ist, daß die Entsorgung nur chargenweise stattfinden kann und der Ablauf der Reaktion schwer steuerbar ist.For the disposal of explosives or explosives it is known to incorporate them into a pressure-resistant housing and detonate it there in a controlled manner. On  An example of this can be found in WO 97/43594 A1. A disadvantage of these known devices and procedures ren is that the disposal takes place only in batches can and the course of the reaction is difficult to control.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art so fortzubilden, daß ein kontinuierlicher Betrieb möglich und der Ablauf der Reaktion gut kontrollierbar ist.The object of the present invention is a method of the type mentioned in such a way that a continuous operation possible and the expiry of Reaction is well controllable.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die zu entsorgenden Materialien mit einem Schüttgut vermischt werden, mit dem zusammen sie ein Wanderbett bilden, wobei die Reaktion in einem gewissen Abstand von der Oberfläche im Inneren des Wanderbettes eingeleitet wird.This object is achieved in that the materials to be disposed of with a bulk material to be mixed with which they make a moving bed form, the reaction at some distance initiated from the surface inside the moving bed becomes.

Erfindungsgemäß werden also die zu entsorgenden Materia­ lien gemeinsam mit dem Schüttgut in das druckfeste Gehäuse eingegeben, in dem sich im dynamischen Gleichgewicht ein wanderbett ausbildet. Dieses behält zwar seine äußerlich erkennbare Gestalt im wesentlichen kontinuierlich bei; die nähere Betrachtung zeigt dabei jedoch, daß die Mate­ rialien, aus denen sich das Wanderbett bildet; kontinuier­ lich in Bewegung sind. Auf diese Weise lassen sich die zu entsorgenden Materialien zunächst in eine gewisse Tiefe des Wanderbettes hinein bewegen, wo sie dann zur Reaktion gebracht werden. Das umgebende Wanderbett nimmt dabei frei werdende Energie sowohl in mechanischer als auch in thermischer Form auf. Das Wanderbett bietet - wo dies gewünscht wird - große Oberflächen, an denen eine Reaktion ablaufen kann. Schließlich stellt das Wanderbett auch einen Wärmespeicher dar, der überall dort, wo die zu entsorgenden Materialien auf eine Reaktionstemperatur gebracht werden müssen, für Energieeinsparungen sorgen kann. Schüttgut und zu entsorgende Materialien können dem Wanderbett in vermischtem Zustand zugeführt werden oder getrennt auf das Wanderbett "aufgestreut" werden, so daß sich die Mischung erst innerhalb des Wanderbettes bildet.According to the invention, the materials to be disposed of lien together with the bulk material in the pressure-resistant housing entered in which is in dynamic equilibrium trains a moving bed. This retains its external appearance recognizable shape essentially continuously; however, closer inspection shows that the mate materials from which the moving bed is formed; continuous are moving. In this way, the materials to be disposed of first to a certain depth moving into the moving bed, where they then react to be brought. The surrounding walking bed takes on released energy both in mechanical and in thermal form. The moving bed offers - where this is desired - large surfaces on which a reaction can expire. Finally, the moving bed also poses a heat storage device, wherever the to disposal materials to a reaction temperature must be brought to provide energy savings  can. Bulk goods and materials to be disposed of can Moving bed can be fed in mixed condition or "sprinkled" separately on the moving bed so that the mixture only forms within the moving bed.

Wenn als Schüttgut Kugeln verwendet werden, so ist die erforderliche innere Beweglichkeit des Wanderbettes besonders gut gewährleistet. Abweichungen von der Kugelform sind jedoch möglich, sofern nur die Eigenreibung des Schüttgutes nicht so groß wird, daß die innere Beweglich­ keit des Wanderbettes gefährdet ist.If balls are used as bulk material, then this is required internal mobility of the moving bed guaranteed particularly well. Deviations from the spherical shape are possible, however, provided that the Bulk goods do not become so large that the inner moveable the walking bed is at risk.

Die Kugeln bestehen vorzugsweise aus Stahl oder Keramik. Beide Materialien haben die erforderliche Festigkeit zur Aufnahme mechanischer oder thermischer Energie und sind im allgemeinen gegen die zu entsorgenden Materialien resistent.The balls are preferably made of steel or ceramic. Both materials have the required strength to absorb mechanical or thermal energy and are generally against the materials to be disposed of resistant.

In sehr vielen Fällen wird die Entsorgungsreaktion erst bei einer bestimmten Temperatur eingeleitet. Im günstig­ sten Fall läßt sich ohne Zuhilfenahme externer Energie ausschließlich mit Hilfe der Reaktionswärme in dem Wander­ bett ein Temperaturprofil einstellen, bei dem die Reak­ tionstemperatur in einem gewissen Abstand von der Ober­ fläche im Inneren des Wanderbettes erreicht wird.In very many cases, the disposal reaction is only initiated at a certain temperature. Im cheap The best case is without external energy exclusively with the help of the heat of reaction in the wander bed set a temperature profile at which the Reak tion temperature at a certain distance from the upper area inside the moving bed is reached.

Sind jedoch die zu entsorgenden Materialien nicht aus­ reichend energiehaltig, um die Reaktionstemperatur zu erreichen, muß externe Wärme zugeführt werden. Dies kann im einfachsten Fall durch Zufuhr von Brennstoffen oder sonstigen Entzündungshilfen erfolgen. Alternativ kann diese zum Erreichen der Reaktionstemperatur erfor­ derliche Wärmezufuhr auch über einen Lichtbogen oder induktiv geschehen. Im letzteren Falle muß das Wander­ bett elektrisch leitfähige Materialien enthalten, z. B. Stahlkugeln als Schüttgut.However, the materials to be disposed of are not out sufficient energy to increase the reaction temperature external heat must be supplied. This can in the simplest case by supplying fuel or other anti-inflammatory aids. Alternatively can be required to reach the reaction temperature heat supply via an arc or done inductively. In the latter case, the wander must bed contain electrically conductive materials, e.g. B.  Steel balls as bulk goods.

Besonders vorteilhaft ist diejenige Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei welcher das Schüttgut aus der aus dem Wanderbett austretenden Materialmischung abgeschieden und zumindest teilweise wieder dem Eingang des Wanderbettes zugeführt wird. So läßt sich der Ver­ brauch des Schüttgutes gering halten.That embodiment of the inventive method in which the bulk material from the material mixture emerging from the moving bed secluded and at least partially back to the entrance the moving bed is fed. So the Ver keep the bulk goods low.

Dem Wanderbett können zur Durchführung des Verfahrens notwendige oder dieses fördernde Hilfsstoffe zugeführt werden. Dabei ist insbesondere an Brennstoffe gedacht, welche die Temperatur des Wanderbettes erhöhen, an Luft, welche insbesondere der Zufuhr von Sauerstoff dient, an Temperiergas, mit dem insbesondere im Bereich der freien Oberfläche des Wanderbettes eine Vortemperierung erfolgen kann, an Chemikalien, mit denen die zu ent­ sorgenden Materialien umgesetzt werden sollen, sowie an Chemisorbentien, welche bestimmte Reaktionsprodukte an sich binden.The moving bed can be used to carry out the procedure necessary or this auxiliary substances supplied become. The main focus is on fuels which raise the temperature of the moving bed, in air, which serves in particular to supply oxygen, of tempering gas, with which in particular in the area of free surface of the moving bed a preheating can be done on chemicals with which to ent care materials should be implemented, as well on chemisorbents, which are certain reaction products bind to yourself.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ferner, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß sie kontinuierlich betrieben und die Entsorgungsreak­ tion gut kontrolliert werden kann.The object of the present invention is also a To design the device of the type mentioned at the beginning that they operated continuously and the waste disposal freak tion can be controlled well.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in dem Gehäuse ein sich von oben nach unten bewegendes Wanderbett im dynamischen Gleichgewicht zwischen der Zufuhr eines Schüttgutes und den zu entsorgenden Materia­ lien einerseits und dem Austrag einer Mischung aus Schütt­ gut und der Reaktion entstammenden Reststoffen anderer­ seits ausgebildet ist, wobei eine Einrichtung vorgesehen ist, welche dafür sorgt, daß die Reaktion erst in einem gewissen Abstand von der Oberfläche im Inneren des Wanderbettes einge­ leitet wird.This object is achieved in that in the housing a moving from top to bottom Moving bed in dynamic balance between the Supply of a bulk material and the materia to be disposed of lien on the one hand and the discharge of a mixture of bulk good and other residues from the reaction is trained,  a device is provided which is therefor ensures that the reaction is only at a certain distance turned from the surface inside the moving bed is leading.

Die Vorteile, die mit einer derartigen Vorrichtung gegen­ über solchen nach dem Stande der Technik erzielbar sind, entsprechen sinngemäß den oben erläuterten Vorteilen des erfindungsgemäßen Verfahrens. Gleiches gilt für die Vorteile der Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die in den Ansprüchen 11 bis 17 dargelegt sind.The advantages against such a device can be achieved via those according to the prior art, correspond analogously to the advantages explained above of the method according to the invention. The same applies to the advantages of the embodiments of the invention Device as set out in claims 11 to 17 are.

Besonders erwähnenswert an dieser Stelle ist die Ausfüh­ rungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach Anspruch 18, bei welcher die Wand des Gehäuses von außen nach innen folgende Schichten umfaßt:
Particularly noteworthy at this point is the embodiment of the device according to the invention, in which the wall of the housing comprises the following layers from the outside in:

  • a) einen Druckmantel;a) a pressure jacket;
  • b) eine schallabsorbierende Schicht;b) a sound absorbing layer;
  • c) eine elastische Schicht;c) an elastic layer;
  • d) eine von der elastischen Schicht abgestützte verform­ bare Schale aus verschleißfestem Material.d) a deformation supported by the elastic layer bare shell made of wear-resistant material.

Dieser Wandaufbau hat sich zur Bewältigung der komplexen Aufgaben, welche die Wand insbesondere im Blick auf die Aufnahme thermischer und mechanischer Energie sowie die Schalldämmung von Geräuschen bewältigen muß, besonders bewährt.This wall structure has to deal with the complex Tasks that the wall especially in view of the Absorption of thermal and mechanical energy as well as the Soundproofing of noise must cope, especially proven.

Die schalldämmende Schicht kann dabei aus Sand oder Holz, die elastische Schicht aus einem Elastomer oder einem komprimierten Fluid bestehen.The soundproofing layer can be made of sand or Wood, the elastic layer of an elastomer or  consist of a compressed fluid.

Günstig ist, wenn Temperierkanäle durch die elastische Schicht hindurchgeführt sind. Durch ein geeignetes, diese Temperierkanäle durchströmendes Medium läßt sich nicht nur Reaktionswärme abführen sondern generell durch Kühlung oder Erwärmung ein bestimmtes Temperaturprofil im Wander­ bett in Durchströmungsrichtung einstellen. Bei heißem Be­ trieb kann die innere Schale zusätzlich gekühlt werden, sodaß die höhere Zähigkeit und Festigkeit des Materials bei niedrigeren Temperaturen genutzt werden kann.It is beneficial if the temperature control channels through the elastic Layer are passed. By a suitable one, this Medium flowing through temperature control channels cannot be only dissipate reaction heat but generally by cooling or warming a certain temperature profile in the hiking Adjust the bed in the direction of flow. When the load is hot the inner shell can be cooled additionally, so that the higher toughness and strength of the material can be used at lower temperatures.

Die verschleißfeste (innere) Schale der Wand ist vorzugs­ weise mit Einrichtungen versehen, welche eine elastische Durchmesserveränderung der Schale ermöglichen. Die ver­ schleißfeste Schale kann dann zur Absorption von Druck­ stössen "atmen" und auf diese Weise die mechanische Energie gut an die elastische Schicht abgeben, von der sie abgestützt ist.The wear-resistant (inner) shell of the wall is preferred as provided with devices that have an elastic Allow changing the diameter of the shell. The ver Wear-resistant shell can then be used to absorb pressure "breathe" and in this way the mechanical Give energy well to the elastic layer from which it is supported.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; Es zeigenAn embodiment of the invention is as follows explained in more detail with reference to the drawing; Show it

Fig. 1 einen vertikalen Schnitt durch einen Schacht­ ofen zur Entsorgung von Munition oder Spreng­ stoffen; Figure 1 is a vertical section through a shaft furnace for the disposal of ammunition or explosives.

Fig. 2 einen horizontalen Schnitt durch einen Bereich der Wandstruktur des Schachtofens von Fig. 1. FIG. 2 shows a horizontal section through a region of the wall structure of the shaft furnace from FIG. 1.

Der in Fig. 1 im Vertikalschnitt dargestellte und insge­ samt mit dem Bezugszeichen 1 versehene Schachtofen dient der Entsorgung von Munition oder anderen Sprengstoffen, läßt sich aber in ähnlicher Ausführung zur Entsorgung allgemein gefährlicher oder hochenergetischer Materialien einsetzen. Er umfaßt ein Gehäuse 2 mit einem oberen, im wesentlichen zylindrischen Abschnitt 3 und einem unteren, sich nach unten konisch verjüngenden Austrag­ abschnitt 4. Der Austragabschnitt 4 besitzt eine Auslaß­ öffnung 5, über welche der Innenraum des Austragabschnittes 4 mit dem Innenraum eines Austrag-Sammelgehäuses 6 kommuni­ ziert. In der Nähe des Bodens des Austrag-Sammelgehäuses 6 befindet sich eine Austragöffnung 7; in etwas größerem Abstand vom Boden des Austrag-Sammelgehäuses 6 ist eine Gaseinlaß- und Auslaßöffnung 8 vorgesehen. Diese ist in Fig. 1 durch einen Flansch 9 verschlossen.The shaft furnace shown in Fig. 1 in vertical section and together with the reference number 1 is used for the disposal of ammunition or other explosives, but can be used in a similar design for the disposal of generally dangerous or high-energy materials. It comprises a housing 2 with an upper, substantially cylindrical section 3 and a lower, downwardly tapered discharge section 4th The discharge section 4 has an outlet opening 5 , via which the interior of the discharge section 4 communicates with the interior of a discharge collector housing 6 . In the vicinity of the bottom of the discharge collecting housing 6 there is a discharge opening 7 ; a somewhat larger distance from the bottom of the discharge-collection housing 6 a gas inlet and outlet opening 8 is provided. This is closed by a flange 9 in FIG. 1.

Auf den zylindrischen Abschnitt 3 des Gehäuses 2 ist ein deckelartiges Gehäuseoberteil 10 aufgesetzt, in dem sich verschiedene Einlaßöffnungen 11, 12, 13, 14 und 15 befinden.On the cylindrical section 3 of the housing 2 , a lid-like upper housing part 10 is placed, in which there are various inlet openings 11 , 12 , 13 , 14 and 15 .

Über die Einlaßöffnung 12 wird dem Innenraum des Gehäuses 2 in noch näher zu beschreibender Weise eine Schüttung von Stahlkugeln zugeführt, welche im betriebsbereiten Zustand des Schachtofens 1 in der in Fig. 1 dargestell­ ten Weise einen Teil des Austrag-Sammelgehäuses 6, den gesamten konischen Austragabschnitt 4 und den gesamten zylindrischen Abschnitt 3 des Gehäuses 2 ausfüllt. Die Stahlkugeln sind dabei so dimensioniert, daß sie innerhalb des Gehäuses 2 eine "fließfähige" Schüttung 16 nach Art eines Wandbettes bilden.About the inlet opening 12 , the interior of the housing 2 is supplied in a manner to be described in more detail a bed of steel balls, which in the operational state of the shaft furnace 1 in the manner shown in Fig. 1, part of the discharge collecting housing 6 , the entire conical discharge section 4 and the entire cylindrical portion 3 of the housing 2 fills. The steel balls are dimensioned so that they form a "flowable" bed 16 in the manner of a wall bed within the housing 2 .

In einem gewissen Abstand unterhalb der der Einlaßöffnung 12 benachbarten Oberfläche des Wanderbettes 16 ist eine Zündvorrichtung 18, beispielsweise in Gestalt zweier einen Lichtbogen erzeugender Elektroden, vorgesehen.An ignition device 18 , for example in the form of two electrodes producing an arc, is provided at a certain distance below the surface of the moving bed 16 adjacent to the inlet opening 12 .

Über die Einlaßöffnung 14 im Gehäuseoberteil 10 wird die zu entsorgende Munition zugeführt. Diese vermischt sich dabei mit den über die Einlaßöffnung 12 eingeleiteten Stahlkugeln und bewegt sich gemeinsam mit diesen, in das Wanderbett 16 integriert, innerhalb des Schachtofens 1 nach unten, wie weiter unten noch deutlicher wird.The ammunition to be disposed of is supplied via the inlet opening 14 in the upper housing part 10 . This mixes with the steel balls introduced via the inlet opening 12 and moves together with them, integrated into the moving bed 16 , downward within the shaft furnace 1 , as will become clearer below.

Über die im Durchmesser kleiner dargestellten Einlaß­ öffnungen 11, 13 und 15 im Gehäuseoberteil 10 können nach Bedarf Hilfsstoffe ins Innere des Gehäuses 2 einge­ führt werden, so etwa Wasser, Brennstoffe, Luft, Heißgas, Kühlungsgas und Chemikalien, insbesondere Chemisorbentien, je nach Art der Materialen, die in dem Schachtofen 1 entsorgt werden sollen. Nicht benötigte Einlaßöffnungen 11, 13, 15, werden selbstverständlich im Betrieb des Schacht­ ofens verschlossen.About the smaller diameter inlet openings 11 , 13 and 15 in the housing top 10 auxiliary materials can be inserted into the interior of the housing 2 as required, such as water, fuel, air, hot gas, cooling gas and chemicals, especially chemisorbents, depending on the type of Materials to be disposed of in the shaft furnace 1 . Inlet openings 11 , 13 , 15 which are not required are, of course, closed during operation of the shaft furnace.

Die Austragöffnung 7 des Austrag-Sammelgehäuses 6 ist über eine Leitung 19 und eine Schüttgut-Abscheideeinrich­ tung 20 sowie eine weitere Leitung 22 mit einer in der Zeichnung nicht mehr dargestellten Austrageinrichtung verbunden. Diese zieht über die Leitung 19 das sich im Austrag-Sammelbehälter 6 befindliche Material ab, welches eine Mischung aus den als Schüttgut (Wanderbettmaterial) verwendeten Stahlkugeln und dem Schrott und sonstigen Reststoffen ist, die bei der Reaktion des Entsorgungsgutes entstehen. Dabei wird gleichzeitig der gesamte Innenraum des Gehäuses 2 beispielsweise durch Absaugung über die Leitung 8 unter Unterdruck gehalten, sodaß keine Gase aus dem Gehäuse 2 entweichen können.The discharge opening 7 of the discharge-collecting housing 6 is connected via a line 19 and a bulk material separating device 20 and a further line 22 to a discharge device (not shown in the drawing). This draws off via the line 19 the material located in the discharge collecting container 6 , which is a mixture of the steel balls used as bulk material (moving bed material) and the scrap and other residues which arise during the reaction of the material to be disposed of. At the same time, the entire interior of the housing 2 is kept under negative pressure, for example by suction via the line 8 , so that no gases can escape from the housing 2 .

In der Schüttgut-Abscheideeinrichtung 20 wird das Schüttgut von den sonstigen Reststoffen, insbesondere dem Schrott getrennt. Das Schüttgut wird über eine weitere Leitung 21 dem Einlaß 12 im Gehäuseoberteil 10 wieder zugeführt, während der Schrott und die sonstigen aus der Reaktion stammenden festen Reststoffe über die Leitung 22 der endgültigen Entsorgung gefahrlos zugeführt werden können.In the bulk material separating device 20 , the bulk material is separated from the other residues, in particular the scrap. The bulk material is fed back via another line 21 to the inlet 12 in the upper housing part 10 , while the scrap and the other solid residues originating from the reaction can be fed safely via line 22 to the final disposal.

Der oben beschriebene Schachtofen 1 arbeitet wie folgt:
Durch die kontinuierliche Zufuhr von Stahlkugeln über die Einlaßöffnung 12 im Gehäuseoberteil 10 und die im gleichen Maße stattfindende Entnahme von Stahlkugeln über die Austragöffnung 7 im Austrag-Sammelgehäuse 6 sowie durch die Rückführung der in der Schüttgut-Abschei­ deeinrichtung 20 wiedergewonnenen Stahlkugeln über die Leitung 21 wird ein kontinuierlicher Kreislauf der Stahl­ kugeln aufrechterhalten. Über die Leitung 35 wird von außen nur jeweils der Ergänzungsbedarf frischer Stahlkugeln eingebracht. Im Inneren des Reaktors bildet sich das in Fig. 1 dargestellte Wanderbett 16 aus, welches im dynamischen Gleichgewicht von Zufluß 17 und Abfluß etwa die dargestellte Form behält. Die zu entsorgenden Güter, im Beispiel die Munition, wird in einer entsprechend abgestimmten Menge über die Einlaßöffnung 14 im Gehäuse­ oberteil 10 zugeführt und dabei unter die Stahlkugeln gemischt. In der Nähe der Einlaßöffnungen 12 und 14, 17 besitzt das Wanderbett 16 eine Temperatur, die unterhalb der Zündtemperatur der Munition liegt. Je tiefer jedoch die Munition mit den Stahlkugeln im Wanderbett 16 nach unten absinkt, um so höher wird die Temperatur, der sie ausgesetzt ist. Kommt die Munition in die Nähe der Zünd­ vorrichtung 18, so hat sie bereits eine Temperatur, die nicht mehr weit von der Zündtemperatur entfernt ist. Es genügt nunmehr eine verhältnismäßig kleine weitere Tempe­ raturerhöhung durch die Zündvorrichtung 18, um die gesteu­ erte Explosion auszulösen. Die dabei freigesetzte thermi­ sche und mechanische Energie wird von den die Munition umgebenden Stahlkugeln aufgenommen und zum Teil an die Wände 3 des Gehäuses 2 weitergegeben, die hierzu in einer bestimmten, weiter unter näher erläuterten Weise ausgebil­ det sind. Die mit der Explosion verbundenen und ggf. nachfolgenden Reaktionen sind abgeschlossen, wenn die das Wanderbett 16 bildenden Materialien in den unteren Aus­ tragabschnitt 4 des Gehäuses 2 eintreten. Hier enthält das Wanderbett 16 also im wesentlichen Stahlkugeln, Metallschrott, der bei der Explosion aus den metallischen Munitionsteilen entstanden ist, ungefährliche Chemikalien als Reaktionsprodukte und ggf. Gase. Diese Mischung wird über das Austrag-Sammelgehäuse 6 in der oben schon geschil­ derten Weise ausgetragen, wobei eventuell vorhandende Gase über die Gaseinlaß-/Auslaßöffnung 8 abgezogen werden.The shaft furnace 1 described above works as follows:
Through the continuous supply of steel balls through the inlet opening 12 in the upper housing part 10 and the removal of steel balls taking place to the same extent via the discharge opening 7 in the discharge collecting housing 6 and through the return of the steel balls in the bulk material separating device 20 recovered via the line 21 maintain a continuous cycle of steel balls. Only the supplementary requirement for fresh steel balls is introduced from the outside via line 35 . In the interior of the reactor, the moving bed 16 shown in FIG. 1 is formed, which retains approximately the shape shown in the dynamic equilibrium of inflow 17 and outflow. The goods to be disposed of, in the example the ammunition, is supplied in a correspondingly coordinated amount via the inlet opening 14 in the housing upper part 10 and mixed with the steel balls. In the vicinity of the inlet openings 12 and 14 , 17 , the moving bed 16 has a temperature which is below the ignition temperature of the ammunition. However, the lower the ammunition with the steel balls in the moving bed 16 drops, the higher the temperature to which it is exposed. If the ammunition comes close to the ignition device 18 , it already has a temperature which is not far from the ignition temperature. It is now sufficient to increase the temperature by means of the ignition device 18 in order to trigger the controlled explosion. The thermal and mechanical energy released in this process is absorbed by the steel balls surrounding the ammunition and partly passed on to the walls 3 of the housing 2 , which are configured in a certain manner, which is explained in more detail below. The reactions associated with the explosion and any subsequent reactions are complete when the materials forming the moving bed 16 enter the lower carrying section 4 of the housing 2 . Here, the moving bed 16 essentially contains steel balls, metal scrap, which was created from the explosion of the metallic ammunition parts, harmless chemicals as reaction products and possibly gases. This mixture is discharged through the discharge collecting housing 6 in the manner already described above, any gases present being drawn off via the gas inlet / outlet opening 8 .

Das Wanderbett 16 wirkt bei den oben geschilderten Vor­ gängen nicht nur druckstoßdämpfend; vielmehr dienen die über die Schüttgut-Abscheideeinrichtung 20 und die Leitung 21 rezirkulierten Stahlkugeln gleichzeitig als regenera­ tiver Wärmetauscher bzw. Wärmespeicher. Dieser vermindert den Energiebedarf, der zur Erwärmung der Munition bis nahe an die Zündtemperatur erforderlich ist.The moving bed 16 is not only a shock-absorbing pressure in the above-described Prior transitions; rather, the steel balls recirculated via the bulk material separating device 20 and the line 21 serve simultaneously as a regenerative heat exchanger or heat accumulator. This reduces the energy required to heat the ammunition close to the ignition temperature.

Die Schüttgut-Abscheideeinrichtung 20 kann unterschiedliche Bauweisen besitzen: Im oben geschilderten Fall, in dem das Schüttgut aus Stahlkugeln besteht und der in der Explosion entstandene Schrott im wesentlichen aus Eisen, kann sie magnetisch arbeiten.The bulk material separation device 20 can have different designs: In the case described above, in which the bulk material consists of steel balls and the scrap resulting from the explosion essentially consists of iron, it can work magnetically.

Statt der Kugeln aus Stahl können als Schüttgut auch Kugeln aus anderem Material, insbesondere keramische Kugeln, eingesetzt werden. Auch eine exakte Kugelform ist nicht erforderlich; es reicht jede Form aus, die zu dem gewünschten "fließfähigen" Wanderbett 16 führt.Instead of steel balls, balls made of other materials, in particular ceramic balls, can also be used as bulk material. An exact spherical shape is also not necessary; any shape that leads to the desired “flowable” moving bed 16 is sufficient.

Wird als Material für das Schüttgut ein Metall verwendet, kann statt der mit einem Lichtbogen arbeitenden Zündvor­ richtung 18 auch eine Induktionsspule eingesetzt werden. If a metal is used as the material for the bulk material, an induction coil can also be used instead of the ignition device 18 working with an arc.

Diese ruft in dem Schüttgut wärmeerzeugende Wirbelströme hervor, die dann für die zur Reaktionseinleitung erfor­ derliche Temperatur sorgen. Bei energiereichen Materialien kann unter Umständen auf eine gesonderte Zündvorrichtung vollständig verzichtet werden, da die zur Reaktionsein­ leitung erforderliche Temperatur ohne äußere Energiezu­ fuhr aus der Reaktionswärme im Wanderbett 16 erreicht wird.This causes heat-generating eddy currents in the bulk material, which then ensure the temperature required to initiate the reaction. In the case of high-energy materials, a separate ignition device can be completely dispensed with under certain circumstances, since the temperature required for the reaction line without external energy supply is achieved from the heat of reaction in the moving bed 16 .

Wie schon oben erwähnt wurde, muß die Wandung 3 des Gehäuses 2 erhebliche thermische und mechanische Belas­ tungen aushalten; darüber hinaus können die im Wander­ bett 16 stattfindenden Reaktionen mit einer erheblichen Geräuschentwicklung verbunden sein, so daß eine schall­ dämmende Eigenschaft der Wand 3 erwünscht ist. Hierzu besitzt die Wand 3 den in Fig. 2 schematisch dargestell­ ten Aufbau:
Radial innerhalb eines äußeren, herkömmlichen Druckmantels 25 aus Metall befindet sich eine schallabsorbierende Zwischenschicht 26, die z. B. aus Sand oder Holz bestehen kann. Die schallabsorbierende Zwischenschicht 26 ist über eine metallische Schale 27 von einer weiteren Zwi­ schenschicht 28 getrennt, die aus einem elastischen Medium, im dargestellten Beispiel aus Gummi, besteht. Die elastische Zwischenschicht 28 wird durch eine Viel­ zahl achsparalleler Temperierbohrungen 29 durchzogen. Durch diese Temperierbohrungen 29 wird je nach Bedarf ein Temperiermittel (Kühlmittel oder Heizmittel) geleitet, welches zur Aufrechterhaltung einer bestimmten Temperatur in einem bestimmten Abschnitt des Gehäuses 2 erforderlich ist.As already mentioned above, the wall 3 of the housing 2 must withstand considerable thermal and mechanical loads; In addition, the reactions taking place in the hiking bed 16 can be associated with considerable noise, so that a sound-insulating property of the wall 3 is desired. For this purpose, the wall 3 has the structure shown schematically in FIG. 2:
Radially inside an outer, conventional pressure jacket 25 made of metal is a sound-absorbing intermediate layer 26 , which, for. B. can consist of sand or wood. The sound-absorbing intermediate layer 26 is separated via a metallic shell 27 from another intermediate layer 28 , which consists of an elastic medium, in the example shown made of rubber. The elastic intermediate layer 28 is pulled through a number of axially parallel temperature bores 29 . A temperature control medium (coolant or heating medium), which is required to maintain a specific temperature in a specific section of the housing 2 , is passed through these temperature bores 29 as required.

Die radial am weitesten innenliegende Schicht der Wand 3 ist eine verschleißfeste Schale 30, welche aufgrund ihrer Eigenelastizität verformbar ist und aufgrund von achsparallelen Sicken 31 in dem Sinne "atmen" kann, als sie unter dem Einfluß von inneren Druckstößen ihren Durchmesser verändern kann. Die verschleißfeste Schale 30 stützt sich dabei an der elastischen Zwischenschicht 28 ab, welche letztendlich die Deformationsenergie auf­ nimmt.The radially innermost layer of the wall 3 is a wear-resistant shell 30 which is deformable due to its inherent elasticity and can "breathe" due to axially parallel beads 31 in the sense that it can change its diameter under the influence of internal pressure surges. The wear-resistant shell 30 is supported on the elastic intermediate layer 28 , which ultimately absorbs the deformation energy.

Claims (25)

1. Verfahren zur Entsorgung gefährlicher oder hochener­ getischer Materialien, bei dem diese in einem druck­ festen Gehäuse unter kontrollierten Bedingungen zu einer Reaktion gebracht werden, deren Endprodukte ungefährlich sind, dadurch gekennzeichnet, daß die zu entsorgenden Materialien mit einem Schüttgut vermischt werden, mit dem zusammen sie ein Wanderbett (16) bilden, wobei die Reaktion in einem gewissen Abstand von der Oberfläche im Inneren des Wanderbetts (16) einge­ leitet wird.1. A process for the disposal of hazardous or high toxic materials, in which these are brought to a reaction in a pressure-tight housing under controlled conditions, the end products of which are harmless, characterized in that the materials to be disposed of are mixed with a bulk material with which they form a moving bed ( 16 ), the reaction being initiated at a certain distance from the surface inside the moving bed ( 16 ). 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Schüttgut Kugeln verwendet werden.2. The method according to claim 1, characterized in that that balls are used as bulk material. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugeln aus Stahl bestehen.3. The method according to claim 2, characterized in that that the balls are made of steel. 4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugeln aus Keramik bestehen.4. The method according to claim 2, characterized in that the balls are made of ceramic. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion durch externe Wärmezufuhr eingeleitet wird.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the reaction by external heat supply is initiated. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die externe Wärmezufuhr durch verlorene Zünd­ hilfen erfolgt. 6. The method according to claim 5, characterized in that the external heat supply through lost ignition help is done.   7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die externe Wärmezufuhr durch einen Lichtbogen erfolgt.7. The method according to claim 5, characterized in that that the external supply of heat by an arc he follows. 8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schüttgut elektrisch leitend ist und die Wärmezufuhr induktiv erfolgt.8. The method according to claim 5, characterized in that that the bulk material is electrically conductive and the Heat is supplied inductively. 9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schüttgut aus der aus dem Wanderbett (16) austretenden Materialmischung abgeschieden und zumindest teilweise wieder dem Eingang des Wanderbettes (16) zugeführt wird.9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the bulk material is separated from the material mixture emerging from the moving bed ( 16 ) and at least partially fed back to the entrance of the moving bed ( 16 ). 10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Wanderbett Hilfs­ stoffe, insbesondere Brennstoffe, Luft, Temperiergas, Chemikalien, Chemisorbentien, zugeführt werden.10. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the moving bed auxiliary substances, in particular fuels, air, tempering gas, Chemicals, chemisorbents, are supplied. 11. Vorrichtung zur Entsorgung gefährlicher oder hoch­ energetischer Materialien mit einem druckfesten Gehäuse, in dem die Materialien unter kontrollierten Bedingungen zu einer Reaktion gebracht werden können, deren Endprodukte ungefährlich sind, dadurch gekennzeichnet,
daß in dem Gehäuse (2) ein sich von oben nach unten bewegendes Wanderbett (16) im dynamischen Gleichgewicht zwischen der Zufuhr eines Schüttgutes und den zu entsor­ genden Materialien einerseits und dem Austrag einer Mischung aus Schüttgut und der Reaktion entstammenden Reststoffen andererseits ausgebildet ist,
wobei eine Einrichtung (18) vorgesehen ist, welche dafür sorgt, daß die Reaktion erst in einem gewissen Abstand von der Oberfläche im Inneren des Wanderbettes (16) eingeleitet wird.11. Device for the disposal of dangerous or high-energy materials with a pressure-resistant housing in which the materials can be brought to a reaction under controlled conditions, the end products of which are harmless, characterized in that
that a moving bed ( 16 ) moving from top to bottom is formed in the housing ( 2 ) in dynamic equilibrium between the supply of a bulk material and the materials to be disposed of on the one hand and the discharge of a mixture of bulk material and the residues originating from the reaction on the other hand,
a device ( 18 ) is provided which ensures that the reaction is only initiated at a certain distance from the surface in the interior of the moving bed ( 16 ). 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Oberfläche des Wanderbetts (16) eine Zündvorrichtung (18) vorgesehen ist.12. The apparatus according to claim 11, characterized in that an ignition device ( 18 ) is provided below the surface of the moving bed ( 16 ). 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündvorrichtung (18) Elektroden umfaßt, zwischen denen ein Lichtbogen erzeugt werden kann.13. The apparatus according to claim 12, characterized in that the ignition device ( 18 ) comprises electrodes between which an arc can be generated. 14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündvorrichtung (18) eine Induktionsspule umfaßt, mit welcher das Wanderbett (16) induktiv erwärmt werden kann.14. The apparatus according to claim 12, characterized in that the ignition device ( 18 ) comprises an induction coil with which the moving bed ( 16 ) can be heated inductively. 15. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kühleinrichtung vorgesehen ist, mit welcher das Temperaturprofil im Wanderbett (16) in Durchströmungs­ richtung einstellbar ist.15. The apparatus according to claim 11, characterized in that a cooling device is provided with which the temperature profile in the moving bed ( 16 ) is adjustable in the flow direction. 16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Schüttgut- Abscheideeinrichtung (20) umfaßt, der die das Wanderbett (16) verlassende Materialmischung zuführbar ist und aus dieser das Schüttgut abtrennt, wobei der Schüttgut-Auslaß dieser Schüttgut-Abscheideeinrichtung (20) mit dem Schütt­ gut-Einlaß (12) des Gehäuses (2) verbunden ist.16. The device according to one of claims 11 to 15, characterized in that it comprises a bulk material separating device ( 20 ) which can feed the material mixture leaving the moving bed ( 16 ) and separates the bulk material therefrom, the bulk material outlet of this bulk material -Abscheideeinrichtung ( 20 ) with the bulk good inlet ( 12 ) of the housing ( 2 ) is connected. 17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) mindes­ tens einen zusätzlichen Einlaß (11, 13, 15) zur Zufuhr von Hilfsstoffen, insbesondere von Brennstoffen, Luft, Temperiergas, Chemikalien, Chemiesorbentien, aufweist.17. Device according to one of claims 11 to 16, characterized in that the housing ( 2 ) has at least one additional inlet ( 11 , 13 , 15 ) for the supply of auxiliaries, in particular fuels, air, temperature gas, chemicals, chemical sorbents . 18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine Saugeinrichtung vorgesehen ist, welche das Innere des Gehäuse (2) unter Unterdruck hält.18. Device according to one of claims 11 to 17, characterized in that a suction device is provided which keeps the inside of the housing ( 2 ) under negative pressure. 19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand (3) des Ge­ häuses (2) von außen nach innen folgende Schichten umfaßt:
  • a) einen Druckmantel (25);
  • b) eine schallabsorbierende Schicht (26);
  • c) eine elastische Schicht (28);
  • d) eine von der elastischen Schicht (28) abgestützte verformbare Schale (30) aus verschleißfestem Material.
19. Device according to one of claims 11 to 18, characterized in that the wall ( 3 ) of the Ge housing ( 2 ) comprises the following layers from the outside in:
  • a) a pressure jacket ( 25 );
  • b) a sound absorbing layer ( 26 );
  • c) an elastic layer ( 28 );
  • d) a deformable shell ( 30 ) made of wear-resistant material supported by the elastic layer ( 28 ).
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die schallabsorbierende Schicht (26) aus Sand besteht.20. The apparatus according to claim 19, characterized in that the sound absorbing layer ( 26 ) consists of sand. 21. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die schallabsorbierende Schicht aus Holz besteht.21. The apparatus according to claim 19, characterized in that the sound absorbing layer is made of wood. 22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Schicht (28) aus einem Elastomer besteht.22. Device according to one of claims 19 to 21, characterized in that the elastic layer ( 28 ) consists of an elastomer. 23. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Schicht (28) aus einem komprimierten Fluid besteht. 23. The method according to any one of claims 19 to 21, characterized in that the elastic layer ( 28 ) consists of a compressed fluid. 24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß Temperierkanäle (29) durch die elastische Schicht (28) hindurchgeführt sind.24. Device according to one of claims 19 to 23, characterized in that temperature control channels ( 29 ) are passed through the elastic layer ( 28 ). 25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die verschleißfeste Schale (30) mit Einrichtungen (31) versehen ist, welche eine elastische Durchmesserveränderung der Schale (30) ermöglichen.25. Device according to one of claims 19 to 24, characterized in that the wear-resistant shell ( 30 ) is provided with devices ( 31 ) which allow an elastic change in diameter of the shell ( 30 ).
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