DE2425007A1 - Muellvernichtungsanlage - Google Patents

Muellvernichtungsanlage

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DE2425007A1
DE2425007A1 DE19742425007 DE2425007A DE2425007A1 DE 2425007 A1 DE2425007 A1 DE 2425007A1 DE 19742425007 DE19742425007 DE 19742425007 DE 2425007 A DE2425007 A DE 2425007A DE 2425007 A1 DE2425007 A1 DE 2425007A1
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DE
Germany
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garbage
waste
reaction space
electrodes
slag
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Application number
DE19742425007
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English (en)
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James A Frye
Ralph B Morton
Charles W Vogler
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ENVIRONMENTAL POLLUTION CONTRO
Original Assignee
ENVIRONMENTAL POLLUTION CONTRO
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Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/08Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having supplementary heating
    • F23G5/085High-temperature heating means, e.g. plasma, for partly melting the waste

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Gasification And Melting Of Waste (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Description

  • Müllvernichtungsanlage Die Erfindung betrifft eine Müllvernichtungsanlage mit einem Reaktionsraum für eine thermische Behandlung von I9iüll und mit Fördereinrichtungen zum Einbringen von Müll in den Reaktionsraum und zum Austragen von nach der thermischen Behandlung des Mülls im Reaktionsraum verbleibenden Rückständen.
  • Das Problem der Müllbeseitigung ist ständig im wachsen, und es besteht eine-immer größere Notwendigkeit für eine wirtschaftliche und wirksame Methode zur Vernichtung von Abfällen aller Art. Die Beseitigung sowohl von Industriemüll als auch von Haushaltsmüll wirft Frage der Luftverschmutzung und der Gewässerverunreinigung auf, die von großer Bedeutung sind, und es sind große Anstrengungen im Gange, um die Luftuerschmutzung und andere unerwünschte Folgen zu vermindern, die mit den bisher üblichen Methoden zur Beseitigung von festen Abfällen wie offener Verbrennung, Veraschung und Ablagerung in Nüllgruben verbunden sind, die sich in zunehmendem Maße als unhygienisch, kostenaufwendig und mühsam erweisen.
  • Nach neueren Schätzungen gelangen durch die bisherigen Methoden der Abfallbeseitigung jährlich Millionen Tonnen an Schmutz in die Umgebungsluft, und die Kosten für die Reinigung der Luft von durch die Beseitigung fester Ab fälle entstandener Verschmutzung sind ständig am Steigen. Die vorliegenden Zahlen und Daten unterstreichen das zunehmende Bewußtsein, daß eine sofortige, positive und wirksame Aktivität auf dem Gebiete der Müllbeseitigung notwendig ist.
  • Zwar sind bisher schon eine Reihe von Lösungen zur Linderung des Problems angeboten worden, sie haben sich jedoch alle auf die Dauer als unbefriedigend erwiesen. Die meisten dieser Lösungen sind sehr kostspielig, und einige haben die Situation sogar noch weiter kompliziert.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Müllvernichtungsanlage der eingangs erwähnten Art so auszubilden, daß sie eine auf lange Zeit wirksame Behebung der oben erwähnten Schwierigkeiten bieten kann, indem sie zu einer nahezu völligen Beseitigung des eingebrachten Abfallmaterials führt, ohne daß es zu irgendwelchem Schadstoffaustritt kommen kann.
  • Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Reaktionsraum mit einer Einrichtung zum Erzeugen eines Plasmalichtbogens für die thermische Zersetzung des Mülls im Reaktionsraum versehen ist.
  • Die Erfindung bedient sich zur Erreichung des angestrebten Ziels der Vermeidung einer Umweltverschmutzung eines Konzepts mit thermischer Zersetzung mit Hilfe eines Plasmalichtbogens für eine wirksame Beseitigung von festen Abfällen. Die festen Abfälle werden dabei durch thermische Oxydation in ionisierte Gase überführt, und es verbleiben nur sterile Rückstände. Das Ergebnis ist eine nahezu völlige Eliminierung allen in die Anlage eingeführten Materials.
  • Die Anlage arbeitet nach einer thermischen Zersetzungstheorie, die Abfälle aller Art durch die Einwirkung extrem hoher Temperaturen zerlegt, wobei die innere Energie des Materials freigesetzt wird, so daß sich ein hochwirksames und wirtschaftliches System mit automatischer Steuerbarkeit in Abhängigkeit von der Natur der Systememission ergibt.
  • In bevorzugter Ausführung der Erfindung ist dem Reaktionsraum ein Sekundärabschnitt nachgeschaltet, der die Abgase und die Abfallwärme aus dem Reaktionsraum aufnimmt und Einrichtungen zur Befreiung der Abgase von mitgeführten Feststoffteilchen und zu ihrer Abkühlung enthält, die nur saubere und kühle Luft in die atmosphäre austreten lassen.
  • Im übrigen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung in Unteransprüchen im einzelnen gekennzeichnet.
  • Vom Wirtschaftlichkeitsstandpunkt aus gesehen und unter dem Gesichtspunkt des Arbeitsergebnisses betrachtet führt die Müllvernichtungsanlage gemäß der Erfindung zu optimalen Ergebnissen bei der kontinuierlichen thermischen Zersetzung von festem Müll, wobei insbesondere folgende Vorteile hervorzuheben sind: 1. Maximale Volumenverringerung (mehr als 97 %) für den eingebrachten Müll unter Anfall von lediglich steriler Asche und Schlacke; 2. Vollständige Verbrennung allen brennbaren Materials; 3. Vollständige Aufoxydation aller gasförmigen Uerbrennungsprodukte; 4. Abgabe sauberer Gase an die Atmosphäre nach nur minimaler Behandlung für die Kontrolle der Luftverschmutzung; 5. Sofortige Freisetzung des inneren Wärmeinhalts aus allen Arten und Klassen von unsortiertem, brennbarem Müll; 6. Einsatz einer äußeren SJärmequelle für die Erzielung einer vollständigen Verbrennung ohne Einführung zusätzlicher Verschmutzung in die Atmosphäre; 7. Günstige Anlage- und Betriebskosten je Tonne Müll; 8. Kompakte Konstruktion unter wirtschaftlicher Raumausnutsung in unmittelbarer Nachbarschaft zum Müllanfall; 9. -Eliminierung aller Sortier-, Siebungs- und Elassifizierungsr arbeiten vor der Aufoxydation des Mülls; 10. Automatischer Betrieb ohne besondere Anforderungen an Ausbildung und Geschick des Bedienungspersonals.
  • In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels veranschaulicht, das alle ihre Vorteile klar hervortreten läßt; dabei-zeigen in der Zeichnung: Fig. 1 eine erfindunbsgemäß ausgebildete iíüllvernichtungsanlage in einer perspektivischen Gesamtdarstellung, Fig. 2 einen mehr Einzelheiten enthaltenden Längsschnitt durch die Darstellung in Fig. 1 entlang der Schnittlinie 2 - 2 in Fig. 1 zur Veranschaulichung des abschnittsweisen Zusammenwirkens der einzelnen Baueinheiten in der Anlage von Fig. 1, Fig. 3 einen ebenfalls mehr Einzelheiten enthaltenden Transversalschnitt durch die Darstellung in Fig. 1 entlang der Schnittlinie 3 - 3 in Fig. 1 zur Veranschaulichung des inneren Aufbaus des Reaktionsraumes der Anlage von Fig. 1 sowie der zur Erzeugung des Plasmalichtbogens darin vorgesehenen Elektroden einschließlich ihres Antriebs und ihres Einstellmechanismus1 Fig. 4 einen stärker ins einzelne gehenden Vertikalschnitt in transversaler Richtung durch die Darstellung in Fig. 2 entlang der Schnittlinie 4 - 4 in Fig. 2 mit mehr Einzelheiten für den Aufbau der Aschengrube und den damit gekoppelten Austragmechanismus und Fig. 5 eine Kombination aus schematisch gehaltenem Längsschnitt und Fließbild für eine typische Ausbildung einer Mülls vernichtungsanlage gemäß der Erfindung.
  • Die in Fig. 1 als Ganzes dargestellte Müllvernichtungsanlage besitzt einen Speicherbehälter 10, in den der in der Anlage zu behandelnde Müll über einen Einlaß 12 nach irgendeiner bekannten Methode eingebracht werden kann. Dieser Speicherbehälter 10 für die vorübergehende Speicherung des Mülls hält das eingebrachte Material zumeist in einem leichten Vakuum, wobei für die Gasabfuhr ein Staubabscheider 14 mit Filtergewebe vorgesehen ist, der einen Pumpstengel 18 aufweist. Der Staub wird aus dem Staubabscheider 14 zusammen mit den Mülldünsten über eine Leitung 16 abgezogen und später zu seiner Oxydation in einen Lichtbogenreaktor injiziert, so daß die ungereinigten Mülldünste nicht in die Atmosphäre entweichen können.
  • Der Müll selbst wird aus dem Speicherbehälter 10 unter seiner eigenen Schwere durch eine selbstreinigende Doppelpforte 20 hindurch ausgebracht, die hydraulisch betrieben und in ihrer Arbeitsweise von einem Speisekolben 22 für den Weitertransport des Mülls gesteuert wird. Dieser Speisekolben 22 komprimiert den durch die Doppelpforte 20 aus dem Speicherbehälter 10 austretenden Müll und schiebt ihn in eine Speiserinne 24 hinein und durch diese hindurch in einen Vorbereitungsraum 26, der eine Art Schleuse zwischen der Atmosphäre und den Gasen in einem Reaktionsraum 28 darstellt, in dem sich die weitere Müllvernichtung vollzieht.
  • Der Reaktionsraum 28 stellt eine Plasmazone dar, und er enthält Elektroden 50, zwischen denen im Betrieb der Anlage ein Plasmalichtbogen brennt. Außen sind die Elektroden 50 und die für ihren Betrieb erforderlichen Aggregate in Gehäusen 30 untergebracht, die zu beiden Seiten des Reaktionsraumes 28 angeordnet sind.
  • Beim Betriebe der dargestellten Anlage fährt nach Erreichen eines.bestimmten Arbeitspunktes der Speisekolben 22 zurück, aktiviert bzw. öffnet dabei die Doppeltpforte 20 und läßt eine bestimmte Menge an weiterem Müll aus dem Speicherbehälter 10 in die Speiserinne 24 herabfallen. Sodann fährt der Speisekolben 22 wieder vor und drückt dabei den verdichteten Müll vor sich her in den Reaktionsraum 28 hinein. Unter Betrieb nach einem Zeitzyklus vollzieht sich die Betätigung des Speisekolbens 22 mit automatischer Steuerung durch das Gewicht, das Volumen und den Feuchtigkeitsgehalt des Mülls.
  • Im Reaktionsraum 28 wird das eingeführte Material in der Plasmazone durch thermische Oxydation in ionisierte Gase überführt, und das Abgas oder die Abfallwärme strömt dann in einen anschließenden Sekundärabschnitt 32 ein, der eine Serie von Prallwänden 126 enthält, die dem Abgasstrom vielfache Umlenkungen aufzwingen und die Emission von Flugasche vermindern. Nach dem Durcngang durch den Sekundärabschnitt 32 strömt das Abgas durch eine anschließende Abgasesse 34 und gelangt so zu einem Zyklonabscheider 36 mit einem Gasauslaß 38 und einem Feinstaubsammier 40, wo es weiter aufbereitet wird.
  • In der Schnittdarstellung in Fig. 2 werden die verschiedenen Abschnitte des Aufbaus von Fig. 1 noch etwas deutlicher. Der Müll bewegt sich in Fig. 2 in der durch Pfeile 42 angedeuteten Richtung durch den Speicherbehälter 1Q hindurch und aus diesem heraus durch die Doppelpforte 20 hindurch in die Speiserinne 24 hinein, in der sich der Speisekolben 22 unter Antrieb mittels eines Hydraulikzylinderaggregats 46 in durch einen Doppelpfeil 44 angedeuteter Richtung hinundherbewegt. Der durch den Speisekolben 22 verdichtete Müll wird bei seinem Eintritt in den Reaktionsraum 28 der Einwirkung von modulierter Primärluft ausgesetzt, die über eine Einlaßleitung 48 zuströmt, die auf Höhe der Elektroden 50 in den Reaktionsraum 28 mündet. Uber eine Leitung 52 treten vorgewärmte Luft und erneut umlaufendes Abgas in den Reaktionsraum 28 ein, und über eine weitere Leitung 54 kann wahlweise eine Chemikalienlösung eingeführt werden.
  • Legt man eine Anlage mit einem Mülldurchsatz von 1 800 kgih (4 000 pounds per hour) zugrunde, so schiebt der Speisekolben 22 bei jedem Hub etwa 2,1 m3 (75 cubic feet) Müll in den Reaktionsraum 28 hinein, wobei das Gewicht dieser Müllmenge je nach der Müllart zwischen 270 und 1 800 kg (600 bis 4 000 pounds) liegt.
  • Dies geschieht nur ein- bis siebenmal je Stunde, so daß die Verweilzeit für eine vollständige Aufheizung bzw. Vorheizung des Materials ausreicht. Ströme vorgewärmter Luft, die über am Boden des Reaktionsraumes 28 verlegte Leitungen 56 zufließt und dort an rostartig verteilten Mündungen austritt, verlaufen im Gegenstrom und steigern so die Turbulenz und Durchmischung, was auf zusätzliche Verweilzeit hinausläuft. Im Müll mitgeführtes wasser wird verdampft, und die darin enthaltenen Brennstoffe gelangen zur Oxydation, sobald sie im Reaktionsraum 28 die ihnen eigene Entzündungstemperatur erreicht haben. Die Stirnseite der Müllwand erfährt mit ihrer Annäherung an die Plasmazone im Reaktionsraum 28 eine kontinuierliche Erosion. Die Temperatur in der Vorheizzone wird durch Wärme strahlung von dem zwischen den Elektroden 50 brennenden Plasmalichtbogen 150 und durch die Verbrennung der brennbaren Müllanteile vorzugsweise bei etwa 1 370 C (2 5000F) gehalten, so daß der größte Teil des Mülls bereits vor seinem Eintritt in die Plasmazone zersetzt wird. Der gesamte Dampf, die gasförmigen Verbrennungsprodukte und die Flugasche durchqueren die Plasmazone auf dem mfege zur Abgasesse 34. Dabei wird der Dampf in dieser Plasmazone überhitzt, und die anderen Produkte erfahren eine vollständige Aufoxydation. Die verbleibenden Feststoffe kommen bei ihrem Eintritt in die Plasmazone auf beiden Seiten mit zwei Luft strömen in Berührung, von denen jeder durch den zwischen den beiden Elektroden 50, die vorzugsweise Kohleelektroden sind, brennenden Plasmalichtbogen 150 bis zur Plasmatemperatur aufgeheizt ist.
  • Im Reaktionsraum 28 ragen die Elektroden 50 in eine Reaktor kammer 58 (Fig. 3) hinein, die auf ihrer Innenseite eine Auskleidung 60 aus feuerfestem Material aufweist, um ein Ausbrennen zu verhindern. Ala.Elektroden 50 werden vorzugsweise genormte Elektrodensätze für Elektroöfen mit indirekter Zündung in Verbindung mit integraler Konstantspannungsspeisung und wassergekühlten Dichtungen und Vorschubeinrichtungen verwendet. Die Elektroden 50 werden durch Elektrodenantriebe 62 gesteuert, die über Motore 64 5chraubenspindeln 66 verdrehen, die über damit zusammenwirkende Gewindemuttern 68 die Elektroden 50 in in Fig. 3 durch Doppelpfeile 70 angedeuteter Richtung so verschieben, daß sie jeweils den für die Unterhaltung des Plasmalichtbogens 150 optimalen Abstand voneinander aufweisen. Die Gewindemuttern 68 dienen gleichzeitig der Stromzuführung zu den Elektroden 50 und sind dazu über flexible Kabel 72 mit Stromschienen 74 verbunden.
  • Der größte Teil der oben beschriebenen Einrichtungen ist aus Sicherheitsgründen in Gehäusen 76 untergebracht, die den Gehäusen 30 in Fig. 1 entsprechen und Beobachtungsfenster 78 enthalten.
  • Im Betriebe liegen die Temperaturen des Plasmalichtbogens 150 bekanntlich in einem Bereich von etwa 3 9000C (6 0000F). Als Elektrodenanordnung kommen Geräte bzw. Einrichtungen in Betracht, wie sie zum Fertigungsprogramm der Firma Detroit Electric Rocking Furnace Co. gehören, wobei die Bauart mit durch Konstantspannungsantriebe gesteuerten Elektroden bevorzugt ist, wie sie für indirekt betriebene Lichtbogenöfen für metallurgische Zwecke üblich ist.
  • Dabei sind verschiedene Ausführungen möglich. In größeren Anlagen können die Elektroden parallel zur Reaktorachse angeordnet werden, und das heiße Gas wird dann durch die Einlässe für vorgewärmte Luft auf den Müll zu bewegt und bildet das Plasma. Bei kleineren Anlagen stehen die Elektroden rechtwinklig zum Reaktor, und der lüll geht unmittelbar unter dem Plasmalichtbogen hindurch.
  • Die Temperatur in der Plasmazone wird mit Hilfe genormter Infrarotpyrometer für hohe Temperaturen automatisch gesteuert. Die Gastemperatur am Ausgang kann mit Hilfe eines Lufttemperiergebläses mit einem motorbetriebenen Umwegventil für die Abgasesse auf einem vorgebbaren Wert gehalten werden. Die gesamte Menge an durch die Voraufheizung entstehendem Dampf, gasförmigen Verbrennungsprodukten und Flugasche geht auf dem wege zur Abgasesse ebenfalls durch die Plasmazone hindurch. Dies dient dazu, den Dampf zu überhitzen und alle anderen Substanzen vollständig zu oxydieren.
  • Die Rückstände oder die Schlacke werden nach dem Passieren der Plasmazone und dem ;nitrit; in den Sekundärabschnitt 32 in einen Schlackebehälter 80 hinein abgezogen, wie dies in Fig. 2 durch einen Pfeil 82 angedeutet ist. lis. Einrichtungen für die Rückstandsentfernung kommen verschiedene Bautypen in Frage. In Fig. 2 ist im Einlaß zum Schlackebehälter 80 ein Steuerglied 84 aus feuerfestem Material angeordnet, und außerdem ist ein von Hand steuerbares Sperrglied 86 der Silobauart vorgesehen. Während des Betriebes der Anlage sammeln sich die Rückstände oben auf dem mit feuerfestem Material überzogenen Sperrglied 86 an, das bei manueller Handhabung einem Dualrotorventil nach Halliburton ähneln kann.
  • Periodisch oder ausgelöst durch ein Signal öffnet sich dann das Sperrglied 86 und läßt die Rückstände durch einen Schacht hindurch auf eine Förderschnecke 88 (Fig. 5) fallen. Sobald sich das als Doppelpforte ausgebildete Sperrglied 86 wieder geschlossen hat, wird über Düsen im Schacht aus einer Wasserleitung 90 Kühlwasser eingespritzt, um die Schlacke und Asche abzukühlen. Die Rückstände werden von der Förderschnecke 88 weitertransportiert und gelangen an deren Ende in eine zylindrische Trommel mit perforiertem Mantel, die über Stangen mit der Welle der Förderschnecke 88 verbunden ist und mit dieser umläuft. Während der Rotation der Trommel werden entweder Druckwasser - über Zweigleitungen 92 von der Wasserleitung 90 - oder Luftströme eingeleitet, wadurch sich eine weitere Abkühlung der Rückstände ergibt und außerdem ein Beitrag zur Aufteilung nach Teilchengrößen geleistet wird. Feinere Teilchen fallen durch die Löcher im Trommelmantel und werden durch einen Abfluß 94 ausgeschwemmt bzw. durch eine drehbare Luftsperre in ein pneumatisches Fördersystem überführt, das sie zu einem Lagerbehälter bringt. Teilchen mit Übergröße fallen aus der Trommel in einen gesonderten Lagerbehälter 96 und werden gesondert entnommen. Falls solche Teilchen mit Übergröße in zu großem Anteil anfallen, löst dies in einer an den Lagerbehälter 96 angeschlossenen Alarmeinrichtung 98 eine Anzeige aus, die nach einer entsprechenden Neueinstellung der Anlage verlangt.
  • In kleineren Anlagen, bei denen es keiner Klassierung oder Siebung der Rückstände bedarf, kann eine Anordnung und Konstæuktion wie in Fig. 4 verwendet werden. In diesem Falle ist eine Brennkammer 100 im Sekundärabschnitt 32 mit einer feuerfesten Auskleidung 102 versehen und weist an ihrem Grunde wassergekühlte und mit feuerfestem Material umkleidete Kolben 104 auf, die in schamottierten Ausnehmungen in der Wandung des Verbrennungsofens Aufnahme finden und den unteren Abschluß für die Brennkammer 100 bilden können. Die Kolben 104 lassen sich mittels Antriebsmechanismen 1G6 gleichzeitig ausfahren und drücken dann die Rückstände nach unten in einen offenen Schacht 11Q hinein. Die Wasserkühlung für die Kolben 104 erfolgt über Leitungen 108. Die Verwendung zweier einander entgegenwirkender Kolben 104 statt nur eines einzigen Kolbens hat zwei Vorteile, nämlich zum einen die Verkürzung unabgestützter Kragarme auf eine hinimallänge und zum anderen die durch das Aufeinandertreffen der beiden Kolben am Ende ihres Hubs zustandekommende Abdichtung, die den Übertritt von kalter Luft in die heiße Zone auf einem Minimum hält.
  • Die Rückstände gelangen entweder in freiem Fall oder unter Schub durch den Schacht 110 hindurch nach unten auf die Oberseite eines dritten Kolbens 112, der von ähnlicher Konstruktion ist wie die beiden Kolben 104. Außer einer Leitung für die Rückführung deß Euhlwassers können Düsen zum Einsprühen von Wasser für das Bbschrecken der Rückstände vor deren Weitergabe an nachfolgende Fördereinrichtungen in den Stirnflächen des Kolbens 112 vorgesehen sein. Den Antrieb des dritten Kolbens 112 übernimmt ein Antriebsmechanismus 114, und als Fördereinrichtung für den weiteren Transport der Rückstände ist eine Förderschnecke 116 vorgesehen.
  • Über Düsen 118 bzw. 120 kann Kühlmittel zum Kühlen der Förderschnecke 116 bzw. des Kolbens 112 eingeführt werden. Im Betriebe der Anlage sorgen Ventile 122 und 124 (Fig. 5) für eine Steuerung der Kolben 104 und 112 und der Kühlmittelzuführung in der Weise, daß sich niemals ein Durchlaß von der heißen Zone zur Förderschnecke 116 ergibt. Die Förderschnecke 116 selbst wird kontinuierlich betrieben.
  • Die Behälter für die abgelöschte Asche und Schlacke können an Ladestellen angesetzt und nach ihrer Füllung periodisch auegetauscht und gereinigt werden.
  • Im Sekundärabschnitt 32 sorgen die Prallwände 126 für eine vielfache Umlenkung des Abgases (der Abwärme) und bringen es mit Kühlluft in Berührung, die über Düsen aus Leitungen 128 ausströmt.
  • Außerdem kommt auf das Abgas Kühlwasser zur Einwirkung, das über Leitungen 132 zugeführt wird und in Form von Sprühstrahlen 130 in den Sekundärabschnitt 32 eintritt. Dieses Kühlwasser bewirkt eine weitere Abkühlung des Abgases und kann über einen bodenseitigen Abzug 134 abgeführt werden, während das Abgas in Richtung der Pfeile 130a in Fig. 5 aus dem Sekundärabschnitt 32 herausströmt und in die Abgasesse 34 eintritt. Dieser konstruktive Aufbau hält in Verbindung mit der vollständigen Verbrennung bzw. Oxydation und konstruktiven Vorkehrungen für eine niedrige Strömungsgeschwindigkeit des Abgases beim Austritt aus der Brennkammer die Emission von Flugasche niedrig. Soweit solche Flugasche dennoch in die Abgasesse 34 gelangt, wird sie im dieser nachgeschalteten Zyklonabscheider 36 oder einer ähnlichen Einrichtung abgeschieden.
  • Da die Reaktorkammer und die Speiserinne gut abgedichtet sind, bleibt die Bildung von Stickstoffoxyden, die normalerweise bei extrem hohen Temperaturen entstehen, auf Minimalwerte begrenzt.
  • Im praktischen Betrieb der Anlage werden organische Säuren oxydiert. Andere saure Abfälle lassen sich durch Einführung entsprechender Chemikalien-in Fluidform über Leitungen 136 in die Plasmaluftströme neutralisieren, wie dies in Fig. 5 angedeutet ist.
  • Als solche Chemikalien kommen beispielsweise dünne Aufschlmmmungen von Kalzium- oder Nagnesiushydroxyd in Frage, das aus einem Vorratsbehälter 138 und in einem Nischtank 140 aufgeschlämmt werden kann.
  • Dieses alkalische Injektionsmaterial verbindet sich mit den sauren Verunreinigungen und fällt gemeinsam damit in Form von Granalien mit relativ kleinem Volumen aus, die zusammen mit der Schlacke und anderen nicht brennbaren Rückständen automatisch aus dem Verbrennungsofen entfernt werden. Das ausgefällte Material kann als Elußmittel für die Umwandlung der Asche in dichte und marktfähige Schlacke mit geringem Volumen dienen, die in mannigfacher Weise verwendbar ist. Gewünschtenfalls kann die Ausfällung unter gesteuerten Betriebsbedingungen kalziniert werden, wobei die freigesetzten Gase abgetrennt und aufgefangen werden, um zusammen mit dem gemahlenen und in Wasser aufgelösten Feststoffmaterial zu neuem Umlauf in den Verbrennungsofen zurückgeführt zu werden.
  • Ein typisches Fließbild für die Müllvernichtungsanlage ist in Fig. 5 dargestellt. Wie diese Darstellung zeigt, können dem Müll im Speicherbehälter 10 über Düsen und Sensoren 142 Wasser oder andere Zusätze beigegeben werden, die dann zusammen mit dem Müll über die Doppelpforte 20 in die Speiserinne 24 gelangen und dort vom Speisekolben 22 weitertransportiert werden. Für die Steuerung des Betriebs des Speisekolbens 22 in der oben beschriebenen Weise sind eine Spule 144, ein Ventil 146 und ein Motor 148 vorgesehen.
  • Während sich das Material in den Reaktionsraum 28 hinein bewegt, wo zwischen den Elektroden 50 der Plasmalichtbogen 150 brennt, wird der Müll der Verbrennung unterworfen. Den Elektroden 50 wird über Leitungen 152 Kühlwasser zugeführt. Die über die Leitungen 52 zugeführte vorerhitzte Luft wird von einem Vorerhitzer 154 geliefert, durch den die Abgase umgewälzt werden können. Die vorerhitzte Luft wird durch ein Filter 156 geleitet und durch eine Kombination 158 von Pumpe und Ventilen in passender Weise geregelt. Die aus dem Speicherbehälter 10 abgezogenen Mülldünste werden nach dem Durchlaufen des Staubabscheiders 14 über die Leitung 56 wieder in Umlauf gesetzt. Das Kühlwasser für die Elektroden 50 wird über Leitungen 160 abgeführt.
  • Die Chemikalienmischung aus dem Mischtank 140 wird durch einen Beladungsbehälter 162 geleitet, der einen Rührer 164 enthält. Das System ist mit einer automatischen Steuerung in Abhängigkeit von der Natur der Emission ausgerüstet. Wenn der Flüssigkeitsstand im Beladungsbehälter unter einen vorgebbaren Pegel absinkt, wird Druckluft im Beladungsbehälter 162 in den Mischtank 140 zurückgeleitet und füllt den Beladungsbehälter 162 wieder bis zu einem gewünschten Füllstand, wobei Ventile für die Materialeinführung geschlossen und Ventile für die Speisung des Beladungsbehälters 162 geöffnet werden.
  • Für die Erfassung und Aufzeichnung der Mengen für die verschiedenen Emissionen kann ein handelsübliches Abgasüberwachungsinstrument eingesetzt werden, das ein -tleicnspamlungssigr.al abgibt, das nach seiner Umwandlung in eir pneumatisches Signal, beispielsweise die Einspritzung der Chemikalienlösung in den Reaktionsraum 28 über die Leitungen 136 steuern kann.
  • Detektoren für NO2 und NO in einem solchen Abgasüberwachungsx instrument können auch dazu dienen, die enge der Unterfeuerluft zu steuern, was ebenfalls dazu beiträgt, die Verschmutzung auf einem tragbaren Pegel zu halten. Ein erneuter Umlauf der Abgase zur Ausnutzen0 von in CO enthaltenem Sauerstoff und damit eine Verminderung des eingeführten Stickstofs setzt die aus den bgasen freigesetzten Mengen an N02 und NO ebenfalls herab.
  • x Für die Injektion der Chemikalienlösung werden zur Vermeidung von Verstopfungen zweckmßig dünnstmögliche Aufschlämmungen und höchstmögliche Fließgeschwindigkeiten sowie glatte Leitungen verwendet. Außerdem werden zweckmäßig Rückleitungen zur Verhinderung einer Anhäufung von stillstehenden Feststoffen vorgesehen.
  • Nach der Aufheizung des Materials auf. Plasmatemperaturen und der Zersetzung des festen Mülls zu ionisierten Gasen durch thermische Oxydation verbleiben nur sterilisierte Rückstände, und im Sekundärabschnitt werden die Abgase in der oben beschriebenen diese weiterbehandel.t, so daß die endgültige Emission vollkommen verschmutzungsfrei ist. Abgasreinigung und Hochtemperaturverbrennung in einer geschlossenen Brennkammer führen somit zu einer Müllvernichtung ohne jegliche Umweltbelastung.
  • - Patentansprüche -

Claims (14)

  1. Patentansprüche S Süllvernichtungsanlage mit einem Reaktionsraum für eine thermische Behandlung von Müll und mit Fördereinrichtungen zum Einbringen von Müll in den Reaktionsraum und zum Austragen von nach der thermischen Behandlung des Mülls im Reaktionsraum verbleibenden Xückständen, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktionsraum (28) mit einer Einrichtung (50) zum Erzeugen eines Plasmalichtbogens (150) für die thermische Zersetzung des Mülls im Reaktionsraum versehen ist.
  2. 2. Nüllvernichtungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Reaktionsraum (28) ein Sekundärabschnitt (32) nachgeschaltet ist, der die Abgase und die Abfallwärme aus dem Reaktionsraum aufnimmt und Einrichtungen (128, 132) zur Befreiung der Abgase von mitgeführten Feststoffteilchen und zu ihrer Abkühlung enthält, die nur saubere und kühle Luft in die Atmosphäre austreten lassen.
  3. 3. Müllvernichtungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktionsraum (28) einander gegenüberstehend darin hineinragende Elektroden (50) enthält, die mit Einrichtungen (62 bis 74) gekoppelt sind, die sie mit Strom speisen und in geeignetem Abstand im Reaktionsraum und voneinander für die Erzeugung eines optimal wirksamen Plasmalichtbogens (150) dazwischen halten.
  4. 4. Müllvernichtungsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die Steuerung des Betriebs der Elektroden (50) und der Temperatur in der Plasmazone Infrarotpyrometer für hohe Temperaturen vorgesehen sind.
  5. 5. Müllvernichtungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktionsraum (28) Einrichtun6en (56) für die Einführung von Strömen vorerhitzter Luft im Gegenstrom zur I¢üllbewegung über den Reaktorboden zur Steigerung von Turbulenz und Vermischung und zur Verlängerung der Verweilzeit für den Müll im Reaktionsraum aufweist.
  6. 6. Müllvernichtungsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (50) parallel zur Reaktorachse angeordnet sind und dem Müll heißes Gas durch Einlässe für vorerhitzte Luft für die Schaffung des Plasmas entgegenströmt.
  7. 7. Müllvernichtungsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (50) rechtwinklig zum Reaktor angeordnet sind und der Müll bei seinem Durchgang durch den Reaktorraum (28) unmittelbar unter dem zwischen den Elektroden brennenden Plasmalichtbogen (150) hindurchgeht.
  8. 8. Müllvernichtungsanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zum Austragen der Rückstände aus dem Reaktionsraum (28) ein Schlackebehälter (80) vorgesehen ist, der mit dem an den Reaktionsraum anschließenden Sekundärabschnitt (32) über einen Kanal in Verbindung steht, der ein Sperrglied (86) für sein wahlweises Öffnen oder Schließen und Kühlwasserzuführungen (90) zum Kühlen des Sperrgliedes und zum Abschrecken der hindurchgehenden Asche und Schlacke aufweist.
  9. 9. Müllvernichtungsanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal als Sperrglied mit feuerfestem Material verkleidete und wassergekühlte Kolben (104) enthält, die in Ausnehmungen im Boden und den Wänden des Sekundärabschnitts (32) Aufnahme finden und in ihrer Schließstellung am einen Ende ihres Hubs einander unter Bildung einer den Gasdurchtritt zur Heizzone auf einem Minimum haltenden Abdichtung treffen und bei ihrer gegenseitigen Annäherung an diese Schließstellung die Rückstände in Richtung auf den Einlaß des Schlackebehälters (80) zu drücken.
  10. 10. Mülivernichtungsanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlackebehälter 80) und der Sekundärabschnitt (32) über einen Schacht (110) miteinander verbunden sind, der einen sein unteres Ende wahlweise absperrenden oder freigebenden Kolben (112) aufweist, der durch den Schacht zugeführte Rückstände aufnimmt und bei seiner Bewegung an eine Fördereinrichtung (116) für ihren Eeitertransport zum Schlackebehälter (80) weitergibt und mit Kühimittelzuführungen (118, 12G) für die wahlweise Kühlung des Kolbens und der davon transportierten Schlacke gekoppelt ist.
  11. 11. Müllvernichtungsanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Sekundärabschnitt (32) eine Mehrzahl von einander entgegengerichteten inneren Prallwänden (126), die einen gewundenen iJeg für die aus dem Reaktionsraum (28) austretenden Abgase festlegen, Einrichtungen (128) zum Einführen von Kühlluft zum Kühlen dieaer Abgase und Einrichtungen (132) zum Einführen von Kühlwasser zur weiteren Abgasabkühlung und zur Niederschlagung kleinster Rückstandsteilchen sowie Einrichtungen (134) zum Abführen dieses Kühlwassers aus dem Sekundärabschnitt aufweist.
  12. 12. Müllvernichtungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (136) zum Einführen von insbesondere alkalischen Chemikalienlösungen in den Bereich des Plasmalichtbogens (150) und der Plasmaluftströme vorgesehen sind, welche Chemikalien sich mit Verunreinigungen verbinden und in Form von gemeinsam mit der Schlacke und anderen nicht brennbaren Rückständen nach der Müllverbrennung entfernbaren Granalien ausfallen.
  13. 13. Mülivernichtungsanlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß im Abgasstrom Überwachungseinrichtungen für die Steuerung der Chemikalieninjektion in die Plasmazone zur Kontrolle der Emissionsverunreinigung mittels erhöhter Säureneutralisierung und Material ausfällung vorgesehen sind.
  14. 14. Müllvernichtungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß für die Einbringung des Mülls in den Reaktionsraum (28) ein Speicherbehälter (10) für die Aufnahme des Rohmülls, ein wahlweise zu öffnender und zu schließender Auslaß (20) am Boden des Speicherbehälters für die periodische Entnahme von Müll daraus, eine unterhalb des Speicherbehälters angeordnete und an einem Ende in den Reaktionsraum (28) mündende Speiserinne (24) und ein in dieser Speiserinne verschiebbarer Speisekolben (22) vorgesehen sind, der bei seiner Bewegung in der Speiserinne verdichteten Müll vor sich her in den Reaktionsraum einbringt und außerdem das Öffnen und Schließen des Auslasses (20) am Boden des Speicherbehälters (10) steuert.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO1982000509A1 (en) * 1980-07-25 1982-02-18 I Faeldt A method and an apparatus for thermal decomposition of stable compounds
DE3206785A1 (de) * 1981-02-27 1982-10-28 Villamos Ipari Kutato Intezet Verfahren und vorrichtung zur vernichtung von fluessigen, organische substanzen enthaltenden abfallstoffen und muell
DE3224328A1 (de) * 1982-01-18 1983-07-28 SKF Steel Engineering AB, 81300 Hofors Verfahren und anlage zur umwandlung von abfallstoffen in bestaendige endprodukte
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DE3716231A1 (de) * 1987-05-14 1988-12-01 Krupp Gmbh Thermische aufarbeitung von schuettfaehigen feststoffen mit schwermetallverbindungen und toxischen kohlenwasserstoffen

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