DE3224328C2 - Verfahren und Anlage zur Umwandlung von Abfallstoffen, welche thermisch zersetzbare, chemische Substanzen enthalten - Google Patents

Verfahren und Anlage zur Umwandlung von Abfallstoffen, welche thermisch zersetzbare, chemische Substanzen enthalten

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Abstract

Bei einem Verfahren zur Umwandlung von Abfallstoffen, welche thermisch zersetzbare chemische Substanzen enthalten und/oder aus ihnen bestehen, in beständige Endprodukte wie z.B. CO ↓2, H ↓2O und HCl, wobei die Abfallstoffe zwecks Zersetzung einem in einem Plasmagenerator erzeugten heißen Plasmagas ausgesetzt werden, ist vorgesehen, daß die Abfallstoffe in einspeisbarer Form durch eine zumindest auf 2000 ° C erhitzte Reaktionszone geleitet werden, welche aus einer Aushöhlung in einer gasdurchlässigen, stückigen Füllung einer Reaktionskammer besteht und dadurch ausgebildet wird, daß der Plasmastrahl vom Plasmagenerator auf die Füllung gerichtet und in dieselbe geblasen wird, und daß zumindest in der Reaktionszone ein derartiges Sauerstoffpo tential eingehalten wird, daß die Zerfallsprodukte kontinuierlich in beständige Endprodukte umgewandelt werden. Eine zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Anlage besteht aus einer Reaktionskammer mit einer feuerfesten Auskleidung, wenigstens einem Plasmagenerator, Anordnungen für die Zufuhr von Abfallstoffen und einer unmittelbar vor dem Plasmagenerator angeordneten Rohrleitung, wobei die Reaktionskammer mit einer gasdurchlässigen Füllung in stückiger Form versehen ist, wobei der Plasmagenerator derart in bezug auf die Reaktionskammer angeordnet ist, daß eine Aushöhlung, welche die Reaktionszone bildet, in der Füllung durch den aus dem Plasmagenerator austretenden Plasmastrahl herausbrennbar ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf ein Verfahren zur Umwandlung von Abfallstoffen, welche thermisch zersetzbare, chemische Substanzen enthalten und/oder aus ihnen bestehen, in Endprodukte wie beispielsweise CO, CO2, H2O und HCI, indem die Abfalls'offe in einspeisbarer Form zwecks Zersetzung einem in einem Plasmagenerator erzeugten heißen Plasmagas ausgesetzt werden, wobei zumindest in der
4ι Reaktionszone ein derartiges Sauerstoffpotential eingehalten wird, daß die Zerfallsprodukte kontinuierlich in die Endprodukte umgewandelt werden. Die Erfindung bezieht sich fernerhin auf eine Anlage zur Umwandlung der genannten Abfallstoffe, — mit einer Reaktionskammer, mit einer feuerfesten Auskleidung, wenigstens einem Plasmagenerator, Anordnungen für Zuführung von Abfallstoffen und einer unmittelbar vor dem Plasmagenerator angeordneten Rohrleitung. — Die Endprodukte sind entweder beständige Endprodukte
(z. B. CO2, H2O und HCl) oder können in beständige Endprodukte leicht umgewandelt werden (z. B. CO).
Im Rahmen der bekannten gattungsgemäßen Maßnahmen (DE-OS 24 25 007) werden die Abfallstoffe mittels Zuführpresse über den Boden einer großräumi-
Wi gen Reaktionskammer in die Reaktionskammer eingeschoben, die eine feuerfeste Auskleidung, jedoch keine stückige Füllung aufweist und die eine Vorheizzone und eine Plasmazone bildet. In der Vorheizzone herrschen Temperaturen von etwa 137O'C. in der Plasmazone von
h") etwa 33000C. Die Temperatur in der Plasma/one wird mit Hilfe von Infrarotpyrometern automatisch gesteuert. Im Rahmen der bekannten Maßnahmen läßt sich nicht sicherstellen, daß alle Teilchen der zu
zersetzenden Substanzen in der gleichen thermodynamischen Umgebung in bezug auf Druck, Temperatur, Reaktionszeit und Reaktionspartner umgewandelt werden. Das führt zu unterschiedlichen urd häufig nur unvollständig zersetzten Endprodukten und beruht darauf, daß die Substanzen von der Strahlung des Lichtbogens, der das Plasma bildet, zwar beaufschlagt, jedoch nicht durch das Plasma gleichsam hindurchgeleitet werden. Auch findet eine die Zersetzung fördernde Wechselwirkung zwischen der heißen, feuerfesten Auskleidung der Reaktionskammer und den zu zersetzenden Substanzen jedenfalls in beachtlichem Maße nicht statt, weil diese Wechselwirkung nur eine Strahlungswechselwirkung sein könnte und diese nicht sehr ausgeprägt sein kann. Die Auskleidung selbst erfährt eine beachtliche thermische Beanspruchung, die es erforderlich macht, die Auskleidung häufig zu erneuern, was die Betriebssicherheit für einen permanenten Betrieb beeinträchtigt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Verfahren so zu führen, daß ohne Beeinträchtigung der Betriebssicherheit einer permanenten Betriebsweise durch Nachrüstung einer feuerfesten Auskleidung die Umsetzung unter sehr definierten thermodynamischen Bedingungen und folglich auch mit definierten Umsetzprodukten durchgeführt werden kann. Der Erfindung liegt fernerhin die Aufgabe zugrunde, eine Anlage anzugeben, die für ein solches Verfahren besonders geeignet ist.
In verfahrensmäßiger Hinsicht lehrt die Erfindung zur Lösung der vorstehenden Aufgabe, daß die Abfallsioffe durch eine zumindest auf 20000C erhitzte Reaktionszone geleitet werden, welche aus einer Aushöhlung in einer gasdurchlässigen, stückigen Füllung einer Reaktionskammer besteht und dadurch ausgebildet wird, daß der Plasmastrahl vom Plasmagenerator auf die Füllung gerichtet und in dieselbe geblasen wird. Nach bevorzugter Aüsführungsform der Erfindung besteht die Füllung in der Reaktionskammer vollständig oder teilweise aus kohlenstoffhaltigem Material, wie bei- spielsweise Koks. Die Füllung kann aber auch vollständig oder teilweise aus Dolomit oder einem anderen, schwefelbindenden Material bestehen, wenn es im Zuge der Umwandlung auf eine Schwefelbindung ankommt. — Die Erfindung schafft zunächst besondere thermodynamische Verhältnisse durch diel atsache, daß die Reaklionszone aus einer Aushöhlung in einer gasdurchlässigen, stückigen Füllung in einer Reaktionskammer besteht. Das führt wegen der stückigen Füllung zu einer sehr großen Oberfläche, die in thermischer Hinsicht mit den zu zersetzenden Abfallstoffen wechselwirkt, zumal diese durch die Füllung hindurchströmen. Dies·: werden im übrigen nicht lediglich von der Strahlung eines Plasmagasstromes beaufschlagt, sondern vielmehr durch die beschriebene Reaktionszone ■-. hindurchgeleitet, wobei sich die Abfallstoffe im Gleichstrom, Kreuzstrom oder Gegenstrom zu dem häufig wirbelnden Plasmagas des Plasmastrahls bewegen. Auf diese Weise erreicht die Erfindung, daß während der Zersetzung und in der anschließenden Reaktion b praktisch alle einzelnen Teilchen in der gleichen thermodynamischen Umgebung in bezug auf Druck. Temperatur und Reaktionspanner gehalten werden. Von besonderer Bedeutung ist fernerhin die Tatsache, dall trot/ der hohen Temperaturen eine feuerfeste >■ Auskleidung keinen Schaden nehmen kann. Zwar erfolgt ein Abbrand der stückigen Füllung, die stückige Füllung ergänzt sich jedoch stets von selbst. Im übrigen lassen sich die Verhältnisse durch Einstellung des Werkstoffes für die stückige Füllung onne Schwierigkeiten so einrichten, daß auch eine zur Zersetzung beitragende chemische Reaktion der zu zersetzenden ode/ teilweise zersetzten Substanzen mit der stückigen Füllung erfolgt.
Im Rahmen der Erfindung kann die Einführung der Abfallstoffe auf verschiedene Weise erfolgen. Insbesondere können die Abfallstoffe hinter dem Plasmagenerator in das Plasmagas eingebracht werden. Sind die Abfallstoffe gasförmig, so können sie vollständig oder teilweise mit dem Plasmagas vor dem Plasmagenerator vermischt werden. Im allgemeinen wird man die Abfallstoffe mittels eines Trägergases bei einer maximalen Teilchengröße von 2 mm einbringen. Das stellt sicher, daß der Plasmagasstrom diese Teilchen sicher transportiert und führt darüber hinaus zu einer verhältnismäßig großen Oberfläche der Abfallstoffe, die chemische Reaktion zum Zwecke des Abbaus bzw. der Zersetzung begünstigt. Es besteht auch die Möglichkeit, die Abfallstoffe in Form einer Flüssigkeit einzubringen, welche Schwebeteilchen mit einer maximalen Teilchengröße von 0,25 mm enthält. Soweit die Abfallstoffe eingeblasen werden, wird zweckmäßigerweise mit einem Blasdruck von über 2 bar gearbeitet, was sicherstellt, daß das Trägergas, insbes. das Plasmagas, auch in die Schüttung der stückigen Füllstoffe eintritt. Die Einblasgeschwindigkeit der Abfallstoffe soll über 5 m/s liegen und liegt vorzugsweise zwischen 40 und 100 m/s. Im Rahmen der Erfindung liegt es, das Plasmagas mit den Abfallstoffen und/oder ihren Zerfallprodukten in eine Vorreaktionskammer einzubringen, welche zwischen dem Plasmagenerator und der Reaktionskammer angeordnet ist. wobei dort eine starke Turbulenz entsteht.
Die erreichten Vorteile sind auch darin zu sehen, daß das Verfahren mit einer einfachen und betriebssicheren Anlage verwirklicht werden kann. Ausgehend von der eingangs beschriebenen gattungsgemäßen Anlage lehrt die Erfindung insoweit, daß die Reaktionskammer mit einer gasdurchlässigen Füllung in stückiger Form versehen ist, wobei der Plasmagenerator derart in bezug auf die Reaktionskammer angeordnet ist, daß eine Aushöhlung, welche die Reaktionszone bildet, in der Füllung durch den aus dem Pl. magenerator austretenden Plasmastrahl herausbrennbar ist. Die Füllung besteht, wie bereits erwähnt, aus kohlenstoffhaltigem Material, vorzugsweise aus grobstückigem Koks. Die Reaktionskammer kann in einem Schachtofen angeordnet sein, welcher eine Hochofengicht für die Zufuhr von kohlenstoffhaltigem Material in stückiger Form besitzt und außerdem am Boden einen Schlackenauslaß aufweist. Im Rahmen der Erfindung liegt es, eine Vorreaktionskammer, vorzugsweise in Form einer Wirbelkammer vorzusehen, um eine erhöhte Verweildauer für die Zersetzung der Abfallstoffe zu ermöglichen, wobei hinter dieser Vorreaktionskammer ein Führungsrohr für den Plasmastrahl angeoidnet ist. Die Gestaltung des Plasmagencrutors ist grundsätzlich beliebig. Im allgemeinen wird man einen Plasrnagenerator einsetzen, der zwei zylindrische Elektroden besitzt, wobei zwischen diesen Elek'roden ein Ringspalt ai'tgebildet ist. und wobei eine Einrichtung für die Zuführung von Plasmagas durch den Ringspalt angeordnet ist.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglieh ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Die ein/ige Figur zeigt eine
Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Die dargestellte Anlage ist zur Umwandlung von Abfallstoffen bestimmt, welche thermisch zersetzbare, chemische Substanzen enthalten und/oder aus ihnen bestehen. Insbesondere kann sie für die Verbrennung von Kunststoffen eingesetzt werden. Die erwünschten beständigen Endprodukte bilden beispielsweise CO. COj, HjO und HCl. Die Anlage besteht im wesentlichen aus einer Reaktionskammer 1 mit feuerfester Auskleidung 2, wenigstens einem Plasmagenerator 3 und einer Anordnung zur Zuführung 4 für die Abfallstoffe. Der Plasmagenerator 3 besitzt vorzugsweise zwei zylindrische Elektroden mit einem zwischen ihnen ausgebildeten Ringspalt, durch welchen das Piasrnagas eintritt. Das Plasmagas wird durch den im Ringspalt zwischen den Elektroden erzeugten Lichtbogen erhitzt.
Plasn:agas wird über die Rohrleitung 12 zugeführt und der Plasmastrahl 5, welcher den Plasmagenerator 3 verläßt, tritt in die Reaktionskammer 1 ein. Die gasförmigen Reaktionsprodukte strömen in der Reaktionskammer 1 nach oben und treten durch einen Gasauslaß 11 aus. Die Reaktionskammer 1 enthält eine Füllung 6 aus Koks in einer derartigen Stückigkeit, daß Gas durch diese Füllung hindurchströmen kann. Der Plasmastrahl 5 transportiert die Abfallstoffe und/oder Reaktionsprodukte der Abfallstoffe in die Reaktionskammer 1. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die gasdurchlässige, stückige Füllung 6 aus einer Säule grober Koksstücke. Innerhalb des Bereiches, in welchen der Plasmastrahl 5 eintritt, wird während des Verfahrens eine herausgebrannte Aushöhlung 7 erzeugt, welche die Rcakiionszone bildet, in der die Umwandlung zu beständigen Endprodukten vor sich geht. Gemäß einer in dem dargestellten Ausführungsbeispiel bevorzugten Ausführung besteht die Reaktionskammer 1 aus einem Schachtofen mit einer Hochofengicht 8 für die Zufuhr von Koks und mit einem Schlackenauslaß 9 am Boden. Vor der Reaktionskammer 1 ist eine Vorreaktionskammer 10 in Form einer Wirbelkammer angeordnet.
Dadurch, daß das kohlenstoffhaltige Material, wie dies in der Figur dargestellt ist, derart in stückiger Form durch eine Gicht in die Reaktionskammer 1 eingebracht wird, daß es an den Umfang der Reaktionskammer 1 gelangt, kann die Grenzfläche des stückigen Materials im oberen Teil der Reaktionskammer 1 einen konischen Krater entsprechend dem natürlichen Böschungswinkel des Materials bilden, d. h. mit nach oben abnehmender Dicke, so daß die Materialschicht die Innenwandung der Rcaktionskarr.mcr 1 bedecken kann. Die Verteilung des grobstückigen Materials, welche auf diese Weise im oberen Teil der Reaktionskammer 1 erzielt wird, ruft einen zentralen Gasstrom innerhalb der stückigen Füllung und nach außen durch den Gasauslaß 11 hervor und ermöglicht gleichzeitig eine beträchtliche Verminderung der Wärmebelastung der Hochofengicht 8 und der Kammerauskleidung. Außerdem wird innerhalb der gesamten Reaktionskammer 1 ein im wesentlichen konstanter Gasstrom erreicht, was sehr wichtig ist, um gleichmäßige thermische Bedingungen für das gesamte Material zu erreichen, welches an den Reaktionsvorgängen teilnimmt
Die Abfallstoffe werden durch eine Anordnung 4 für die Zufuhr von Abfallstoffen eingebracht, welche unmittelbar vor dem Plasmagenerator 3 angeordnet ist Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Führungsrohr für den Plasmastrahl 5 einteilig mit der Vorreakiionskammer 10 ausgebildet. Sauerstoff kann sowohl vor wie hinter der Vorreaktionskammer zugeführt werden, wie dies beispielsweise durch die Zuführleitung 13 nach der Zeichnung erfolgt.
Die durch die Erfindung er/.ielten Vorteile bestehen darin, daß die Reaktion unter sehr guter Steuerung durchgeführt werden kann und daß die Erzeugung der Endprodukte auf diese Weise gewährleistet werden kann. Das erfindungsgeniäße Verfahren eignet sich für
1() die meisten weitgehend unterschiedlichen Arten von Abfallstoffen, welche thermisch zersetzbare chemische Substanzen enthalten oder aus ihnen bestehen oder auch für Abfallstoffe. welche unbrennbar sind oder nur schwer verbrannt werden können. Ein besonderer
... Vorteil besteht darin, daß das erfindungsgemäße Verfahren in einer einfachen Anlage durchgeführt werden kann, welche infolge ihrer Einfachheit einen zuverlässigen Betrieb gewährleistet.
Beispiel
Bei einem erfindungsgemäß durchgeführten Versuch in einer Anlage gemäß der Figur werden 37 kg einer 10%igen Lösung von Pentachlorphenol in einem organischen Lösungsmittel degradiert. Bei dem Versuch ->.-, wurde Luft als Plasmagas verwendet und die Temperatur des den Plasmagenerator verlassenden Gases wurde auf etwa 2500°C geregelt. Nach dem Anheizen der Versuchsanlage auf Betriebstemperatur, d. h. etwa 20000C, wurde die Pentachlorphenol-Lösung über die Anordnung 4 für die Zuführung mit einer Menge von 1,3 kg/min eingebracht. Die Leistung des Plasmagenerators wurde auf 460 kW geregelt. Preßluft wird als Plasmagas verwendet und der Plasmagas-Strom betrug 1,8 m3(n)/min. 1,2mJ(n) Sauerstoffgas wurde pro Minute vor dem Plasmagenerator in die Rohrleitung 12 eingegeben. Die Zerlegung des Pentachlorphenol erfolgt, wenn es der hohen Temperatur des Plasmagases ausgesetzt wird und eine vollständige Zersetzung wird in dem heißen Koksgebilde in der Aushöhlung 7 erreicht. Unmittelbar nach der Zersetzung und hauptsächlich in der in der Koksfüllung von der Rohrleitung ausgebildeten Aushöhlung 7 wird die gesamte Menge an Kohlenstoff sowie eine geringe Menge des Wasserstoffes durch den Sauerstoff im Plasmagas und das zugeführte Sauerstoffgas gebunden. Das die Reaktionskammer 1 durch den Gasauslaß 11 verlassende Gas, welches noch eine Temperatur von etwa 19000C besitzt, wird schnell abgekühlt und in einer Ätznatron-Lösung gewaschen, um das Chlor und jeglichen Kohlenwasserstoff zu binden. Das die Waschanlage verlassende Gas besteht aus einer Mischung aus Kohlenmonoxid, Wasserstoff und Stickstoff mit etwa 4% Kohlendioxid Eine Analyse ergab keinerlei Spuren von Pentachlorphenol, und zwar weder in der Waschlösung noch im entweichenden Gas. Die Gesamtmenge an Gas, welche die Reaktionskammer 1 verläßt betrug nach durchgeführter Messung 8 m3 (n)/min. Eine Analyse des gewaschenen Gases ergab 36% CO, 4% CO2, 42% Wasserstoffgas und im wesentlichen Stickstoffgas für den Rest Der gesamte Koksverbrauqji während des Versuches betrug etwa 2,5 kg und am Boden der Reaktionskammer 1 konnte eine gewisse Schlackenmenge festgestellt werden. Die Menge an in der Waschflüssigkeit gebundenem Chlor betrug 2,45 kg.
Beispiel 2
Bei einem erfindungsgemäß durchgeführten Versuch wurde Sand zerlegt der mit Transformatorenöl, welches
chlorierten Kohlenwasserstoff enthielt, durchtränkt war. Die Probe wog insgesamt 60 kg und enthielt 6,2 kg Transformatorenöl mit 2% (etwa 125 g) chloriertem Kohlenwasserstoff. Während des Versuchs wurde Luft als Plasmagas verwendet und die Temperatur des den Plasmagenerator 3 verlassenden Gases wurde auf etwa 25OO°C geregelt. Der verschmutzte Sand wurde mit 25 kg gebranntem Kalk vermischt, um den Schmelzpunkt und den Auftrieb der gebildeten Schlacke einzustellen, und wurde mit Hilfe von Luft als Trägergas in das Plasmagas eingeblasen, als dieses aus dem Plasmagenerator 3 austrat. Die Reaktionsteilnehmer wurden durch das Plasmagas in die Reaktionskammer 1 eingebracht, welche eine Koksfüllung in stückiger Form (40-60 rnrn) enthielt. Vor dem Versuch wurde die Reaktionskammer 1 auf Betriebstemperatur von etwa 20000C erhitzt. Die Zufuhrgeschwindigkeit betrug 2 kg/min und die Menge an Trägergas 0,6 m3 (n)/min. Die . tung des Plasmagenerators wurde auf 540 kW eingestellt und die Plasmamenge betrug 1,8 m3(n)/min. Das Transformatorenöl und die chlorierten Kohlenwasserstoffe wurden zu Kohlenstoff (Ruß), Wasserstoff und Chlor zersetzt, die unmittelbar mit dem Sauerstoff in der Luft reagierten, um Kohlenmonoxid und eine geringe Menge von Wasserdampf zu bilden. Gleichzeitig verwandelte sich der Sand unter dem Einfluß des gebrannten Kalks in Schlacke und ergab eine CaO · SiCVSchlacke, welche über den Schlackenauslaß 9 aus dem unteren Teil der Reaktionskammer 1 entfernt wurde. Das CO2, H2, H2O und C12/HCI enthaltende Gas, welches die Reaktionskammer verließ, wurde rasch abgekühlt und in einer Ätznatron-Lösung gewaschen. Eine Analyse ergab keinerlei Spurer, von chloriertem Kohlenwasserstoff, und zwar weder in der Waschlösung, dem Abgas oder der gebildeten Schlacke. Die Menge an durch die Waschlösung absorbiertem Chlor betrug 77 g, und eine Analyse des gewaschenen Gases ergab 28% CO, 4%, CO2, 7% H2 und für den Rest hauptsächlich N2. Während des Versuches wurden 4,1 kg Koks verbraucht und es fiel eine Schlackenmenge von 117 kg an.
Die vorstehenden Beispiele bilden lediglich bevorzugte Ausführungen. Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren läßt sich auch zur Zerstörung vieler anderer Stoffe einsetzen. Die zu zerstörenden Stoffe können flüssig oder gasförmig sein oder es kann sich auch um Feststoffe handeln.
Flüssige Stoffe sind beispielsweise organische Lösungsmittel, Dioxine, Diozide usw. sowie Lösungsmittelüberschüsse aus industriellen Herstellungsverfahren.
Die Feststoffe kennen 2üs P£jitooM/-n-rvko«rti ,^r. seuchtem Sand und verseuchter Erde usw. bestehen.
Bei den gasförmigen Stoffen kann es sich um Freone, chemische und biologische Kampfgase usw. handeln.
Erfindungsgemäß sollte das Ausgangsmaterial in »einspeisbare« Form gebracht werden. Feststoffe können beispielsweise gelöst, suspendiert oder gemahlen werden.
Feststoffe, welche mit Hilfe eines Trägergases eingebracht werden sollen, sollten auf eine Teilchengröße von weniger als 2 mm zerkleinert werden. Der zum Einbringen erforderliche Blasdruck sollte über 2 bar liegen.
Bei einer Suspension in einer Flüssigkeit sollte die Teilchengröße weniger als 0,25 mm betragen. Aufgrund der Vergiftungsgefahr sind Suspensionen oder Löschungen bevorzugt anzuwenden, da diese in geschlossenen Systemen hergestellt werden können.
Bei mechanischer Zerkleinerung ist es wesentlich schwieriger eine Ausbreitung der eventuell giftigen Stoffe zu verhindern.
·■> Ungeachtet dessen, ob die Eingabe in gasförmiger oder flüssiger Form erfolgt, sollte die Einblasgeschwindigkeit vorzugsweise über 5 m/s liegen und vorzugsweise zwischen 40 und 100 m/s betragen. Dies gilt auch für Flüssigkeiten. Das Einblasen sollte vorzugsweise über in die Anordnung 4 erfolgen. Wenn es sich um Abfallstoffe in gasförmigem Zustand handelt, werden sie vorzugsweise durch den Plasmagenerator 3 eingebracht. Selbstverständlich können sie auch derart aufgeteilt werden, daß nur ein Teil durch den Plasmagenerator mit ',·■ dem Piasinagas geführt wird, während dzr Rest in das Plasmagas eingebracht wird, und zwar hinter dem Plasmagenerator 3 oder direkt in die Reaktionszone. Das zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendete Plasmagas sollte vorzugsweise aus einem Gas mit einem für das Verfahren geeigneten Sauerstoffgehalt bestehen, wobei alternativ ein extra »Sauerstoffzuschlag« durch zusätzliche Zufuhr von Sauerstoff über die Zuführung 13 oder in die Reaktionszone gesteuert durchführbar ist. Die Ausgangstemperatur des Plasmagases aus dem Plasmagenerator 3 sollte wenigstens 20000C betragen und das Plasmagas sollte vorzugsweise einen derartigen Energiegehalt besitzen, daß die Temperatur in der Reaktionskammer 2000°C übersteigt. Das Plasmagas jn kann beispielsweise aus Luft oder auch aus geeignetem Umlaufgas usw. des Verfahrens bestehen.
Die Aushöhlung 7, d. h. die Reaktionszone in der Reaktionskammer !, liegt hinter dem Plasmagenerator
3 während der Reaktion. Die Aushöhlung 7 bleibt jedoch nicht intakt, sondern wird lediglich aufgebaut, um relativ bald wieder zusammenzufallen, dann wieder erneut aufgebaut zu werden usw. Im Prinzip besteht die
Aushöhlung 7 aus den Zwischenräumen zwischen den Füllungsstücken, welche größer werden, wenn die
ίο Reaktion fortschreitet.
Sauerstoff kann in jeder beliebigen Form, wie beispielsweise Wasser, Wasserdampf usw. zugesetzt werden.
Die Füllung 6 kann allerdings auch Dolomit oder ähnliche Substanzen wie beispielsweise Kalk usw. enthalten, um Schwefel zu binden.
Bei dem kohlenstoffhaltigen Material handelt es sich vorzugsweise um Koks in stückiger Form mit einer Stückgröße, die zweckmäßigerweise über 20 mm liegt und vorzugsweise zwischen 40 und 60 mm.
Die zu behandelnder: Stoffe sollten vorzugsweise für einige ms in der tatsächlichen Aushöhlung 7 bleiben und in der restlichen Kokssäule etwa 1 bis 5 s lang.
Diese Verweilzeiten, welche in bestimmten Fällen sich als zweckmäßig erwiesen haben, können allerdings auf mannigfache Weise geregelt werden, wie beispielsweise durch geeignete Einstellung der Eingabegeschwindigkeit.
Falls es aus technischen Gründen wünschenswert ist, kann die Gastemperatur im oberen Teil des die Reaktionskammer 1 bildenden Schachtofens auf etwa 1000° C durch Wasserzufuhr herabgesetzt werden.
Der den Schachtofen verlassende Gasstrom wird zweckmäBigerweise rasch auf Umgebungstemperatur abgekühlt
Erforderlichenfalls kann ein geeigneter Schlackenbildner zugesetzt werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (15)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Umwandlung von Abfallstoffen, welche thermisch zersetzbare, chemische Substanzen enthalten und/oder aus ihnen bestehen, in Endprodukte wie CO, CO2, H2O und HCl, indem die Abfallstoffe in einspeisbarer Form zwecks Zersetzung einem in einem Plasmagenerator erzeugten heißen Plasmagas ausgesetzt werden, wobei zumindest in der Reaktionszone ein derartiges Sauerstoffpotential eingehalten wird, daß die Zenallprodukte kontinuierlich in die Endprodukte umgewandelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfallstoffe durch eine zumindest auf 200O0C erhitzte Reaktionszone geleitet werden, welche aus einer Aushöhlung in einer gasdurchlässiger, stückigen Füllung einer Reaktionskammer besteht und dadurch ausgebildet wird, daß der Plasmastrahl vom Plasmagcnerator auf die Füllung gerichtet und in dieselbe geblasen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllung in der Reaktionskammer vollständig oder teilweise aus kohlenstoffhaltigem Material, wie beispielsweise Koks, besteht.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllung vollständig oder teilweise aus Dolomit oder einem anderen, schwefelbindenden Material besteht.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitspanne, während welcher die Reaktanten in der Aushöhlung bleiben, einige Millisekunden beträgt, und daß die Zeitspanne, in welcher die Füllstoffe in der restlichen Füllung verweilen, etwa 1 bis 5 Sekunden beträgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfallstoffe hinter dem Plasmagenerator in das Plasmagas eingebracht werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfallstoffe, soweit sie gasförmig sind, vollständig oder teilweise mit dem Plasmagas vordem Plasmagenerator vermischt werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis b, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfallstoffe mittels eines Trägergases bei einer maximalen Teilchengröße von 2 mm eingebracht werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfallstoffe in Form einer Flüssigkeit eingebracht werden, welche Schwebeteilchen mit einer maximalen Teilchengröße von 0,25 mm enthält.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfallstoffe mit einem Blasdruck bei der Eingabe von über 2 bar eingeblasen werden.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einblasgeschwindigkeit der Abfallstoffe über 5 m/s und vorzugsweise zwischen 40 und 100 m/s beträgt.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Plasmagas mit den Abfallstoffen und/oder ihren Zerfallsprodukten in eine Vorreaktionskammer eingebracht wird, welche zwischen dem Plasmageneralor und der Reaktionskammer angeordnet ist, und daß es dort in eine starke Turbulenz versetzt wird.
12. Anlage zur Umwandlung von Abfallstoffen
nach Anspruch 1, welche thermisch zersetzbare chemische Substanzen enthalten und/oder aus solchen bestehen, mit einer Reaktionskammer mit einer feuerfesten Auskleidung, wenigstens einem Plasmagenerator, Anordnungen für die Zufuhr von Abfallstoffen und einer unmittelbar vor dem Plasmagenerator angeordneten Rohrleitung, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionskammer (1) mit einer gasdurchlässigen Füllung (6) in stückiger Form versehen ist, wobei der Plasmagenerator (1) derart in bezug auf die Reaktionskammer (1) angeordnet ist, daß eine Aushöhlung (7), welche die Reaktionskammer bildet, in der Füllung (6) durch den aus dem Plasmagenerator (3) austretenden Plasmastrahl herausbrennbar ist.
13. Anlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllung (6) aus kohlenstoffhaltigen Materialien, vorzugsweise aus großstückigem Koks besteht.
14. Anlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionskammer (1) in einem Schaftofen angeordnet ist, welcher eine Hochofengicht (8) für die Zuführung von kohlenstoffhaltigem Material in stückiger Form besitzt und außerdem am Boden einen Schlackenauslaß (9) aufweist.
15. Anlage nach den Ansprüchtn 12 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Rohrleitung (12) und der Reaktionskammer (1) eine Vorreaktionskammer (10), vorzugsweise in Form einer Wirbelkammer angeordnet ist, um eine erhöhte Verweildauer für die Zersetzung der Abfallstoffe zu ermöglienen und daß hinter dieser Vorreaktionskammer (10) ein Führungsrohr für den Plasmastrahl (5) angeordnet ist.
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