DE3447079C2

DE3447079C2 -

Info

Publication number: DE3447079C2
Application number: DE19843447079
Authority: DE
Inventors: Kurt Dr. 4321 Hattingen De Lorenz; Horst Dipl.-Ing. 4690 Herne De Dungs
Original assignee: Still Otto GmbH
Current assignee: Still Otto GmbH
Priority date: 1984-08-28
Filing date: 1984-12-22
Publication date: 1990-06-21
Also published as: DE3447079A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur thermischen Behandlung verunreinigter Erde gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Unter verunreinigter Erde, die auch als kontaminierte Erde bezeichnet wird, ist mit allen möglichen Produkten der Kokerei angereicherte Erde zu verstehen. Diese Erde hat unterschiedliches Aussehen von rotbraun bis schwarz und verbreitet zumeist einen unangenehmen Geruch. Bisher ist noch kein Verfahren zur Aufbereitung derartiger verunreinigter Erde bekannt, außer daß diese Erde bisher abgefahren und auf Spezialdeponien abgelagert werden mußte.

Aus der DE-A 27 13 031 ist eine gattungsgemäße Schweltrommel für Abfallstoffe bekannt, die aus einer Drehtrommel besteht, bei der ein Leitungsrohr zum Einleiten von geringen Mengen an Fremdluft in das Trommelinnere vorgesehen ist, das sich in der Drehachse der Trommel bis zu einer beliebigen Länge in den Trommelmechanismus erstreckt und eine Vielzahl von Radialdüsen aufweist, durch die Luft verteilt in den Trommelinnenraum eingeführt wird. Da zur thermischen Aufbereitung der kontaminierten Erde erheblich höhere Temperaturen als bei der Verschwelung von Abfallstoffen vorhanden sein müssen, reicht das in der DE-A 27 13 031 beschriebene einfache Leitungsrohr nicht aus.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art vorzuschlagen, bei dem auch bei höheren Temperaturen mit einem zentralen Zuführungsrohr gearbeitet werden kann.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß das zentrale Rohr mit einem Schutzmantel aus feuerfestem Material versehen ist, in dem radial nach außen gerichtete Kalibrieröffnungen angeordnet sind. Weitere Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen 2 bis 7 enthalten.

Das zentrale Rohr kann mit einem Schutzmantel aus feuerfestem Material versehen sein und die Medien werden von beiden Rohrenden aus zugeführt. Zur Durchführung der kombinierten Heizung besteht erfindungsgemäß der Drehrohrofen aus einem feststehenden äußeren Mantelraum zur indirekten Beheizung des inneren Drehrohres, wobei das Drehrohr aus metallischem Werkstoff besteht und die Außenwand des Mantelraumes mit feuerfestem Material ausgekleidet ist. Günstig ist es dabei, wenn die Rauchgasabzugsleitung des äußeren Mantelraumes mit der Aufgabeseite des inneren Drehrohres verbunden ist.

Zur Erläuterung des Anmeldegegenstandes wird nachfolgend ein Anwendungsbeispiel gegeben.

Anwendungsbeispiel

Über ein Förderband werden stündlich ca. 7000 kg kontaminierte Erde mit folgender Zusammensetzung:

Wassergehalt ca.\|21,0%
Asche ca.	69,6%
Flüchtige ca.	4,7%
C_fix ca.	4,7%
Schüttgewicht, trocken ca.	1100 kg/m³

und ca. 500 kg Schlammkohle mit folgender Zusammensetzung:

Wassergehalt ca.\|10,0%
Asche ca.	10,0%
Flüchtige ca.	30,0%
C_fix ca.	50,0%
Schüttgewicht ca.	750 kg/m³

einem Brecher zugeführt, dort zerkleinert und vermischt und anschließend in einem Drehrohr bei Temperaturen von 700 bis 800°C thermisch behandelt. Mit einer Temperatur von ca. 700 °C werden stündlich ca. 5700 kg gereinigte Erde folgender Zusammensetzung:

Wassergehalt ca.\|8,0%
Asche ca.	86,3%
Flüchtige ca.	1,5%
C_fix ca.	4,2%
Schüttgewicht, trocken ca.	1000 kg/m³

aus dem Drehrohr gezogen und anschließend mit Wasser gekühlt.

Die Erfindung wird anhand der beigefügten Fig. 1 bis 5 beispielsweise näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Drehrohranlage im Gleichstrom;

Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Drehrohranlage im Gegenstrom;

Fig. 3 zeigt in Ergänzung zu Fig. 2 die Vortrocknungsanlage;

Fig. 4 zeigt einen Querschnitt durch das Drehrohr;

Fig. 5 zeigt, ähnlich Fig. 2, eine Gesamtanlage mit kombinierter Beheizung des Drehrohrofens.

Über die Förderanlage wird verunreinigte Erde (1) und Schlammkohle (2) in den Zerhacker (3) gegeben und über die Aufgabevorrichtung (4) in das Drehrohr (5) geleitet. Das Drehrohr (5) bzw. (105) besitzt an den beiden Enden jeweils die Lagerung (6). Zur Beheizung des Drehrohres (5), (105) wird Flüssiggas über die Leitung (8), (108) und das Absperrventil (10), (110) dem Brenner (7), (107) zugeführt. Die Luft wird mit Hilfe des Luftgebläses (9), (109) über die Absperrventile (11), (12), (111) dem Drehrohr (5), (105) zugeführt.

Bei Gleichstrom wird nach Fig. 1 das Produktionsgas am entgegengesetzten Ende des Drehrohres über die Leitung (15) abgeführt und direkt der Abgasbrennkammer (22) zugeleitet, wo unter Zugabe von Luft aus der Leitung mit dem Absperrventil (14) und Flüssiggas aus der Leitung mit dem Absperrventil (13) das Produktionsgas nachverbrannt wird. Nach der Verbrennung wird das Verbrennungsgas mit Hilfe von Kühlluft, die bei (21) zugeführt wird, auf ca. 200 bis 400°C abgekühlt und über das Absauggebläse (23) aus dem System entfernt. Auf derselben Seite, auf der auch das Produktionsgas abgezogen wird, wird bei Gleichstrom gemäß Fig. 1 auch die thermisch behandelte Erde über die Leitung (16) abgezogen und anschließend in der Kühlschnecke (17), die über den Motor (19) angetrieben wird, mit Wasser besprüht aus den Anschlüssen (18). Danach kann das Produkt über das Förderband (20) der weiteren Behandlung zugeführt werden.

In der Fig. 2 ist die Drehrohranlage für das Gegenstromprinzip dargestellt. Dabei befindet sich der Brenner (107) mit den Flüssiggas- und Luftzuführungen (108-111) am entgegengesetzten Ende von der Zuführung der verunreinigten Erde und der Schlammkohle. Das Produktionsgas wird über die Leitung (27) mit Hilfe des Gebläses (26) teilweise im Kreislauf zu dem Brenner (107) zurückgeführt, und der Rest gelangt über die Leitung (115) in die Nachbrennkammer (22). Das Feststoffprodukt wird an derselben Seite, an der sich der Brenner befindet, in üblicher Weise abgezogen. In der Fig. 2 ist zusätzlich in der Brennkammer (22) ein Wärmetauscher (24) dargestellt, in dem die Abgase zur Aufheizung von z. B. Brauchwasser oder zur Erzeugung von Dampf benutzt werden. Vor Austritt der Verbrennungsabgase in die Atmosphäre werden sie in einer Filteranlage, z. B. in einem E-Filter (25) oder einem Schlauchfilter, von verbleibenden Feststoffpartikeln befreit.

In den Fig. 2 bis 4 ist innerhalb des Drehrohres (105) ein zusätzliches, zentrales Rohr (28) gestrichelt dargestellt, über das von der Mitte aus radial nach außen gerichtet, Kalibrieröffnungen (31) in das Drehrohr (105) führen. Aus der Fig. 4 ist im Querschnitt die Anordnung der einzelnen Zuführungsleitungen (30) innerhalb des Rohres (28) ersichtlich, wobei das Rohr (28) durch einzeln radial verlaufende Trennwände unterteilt ist. Das Rohr (28) ist zusätzlich mit einem Kühlmantel (29) umgeben, der wiederum einen feuerfesten Schutzmantel besitzt. Genauso ist das Innere des Drehrohres (105) mit feuerfester Auskleidung (33) versehen.

Das Rohr (28) bietet insbesondere den Vorteil, daß von der Mitte her radial nach außen und über die gesamte Länge des Drehrohres (105) verteilt die Luft und das Gas und nicht nur an der Brennerseite, sondern an einer Vielzahl von Stellen Erhitzungsgase zugeführt werden können.

Aus der Fig. 3 ist eine besondere Form der Nachbrennkammer (122) ersichtlich, wobei der eigentliche Brennraum schräg angeordnet ist und sich am unteren Ende ein senkrechter Schacht anschließt, in dem die Abgase aufwärts strömen. Dabei werden sie im Wärmetauscher (124) und durch Zuführen von Kühlluft (121) abgekühlt. Ein Teil der Abgase gelangt nach einer eventuellen zusätzlichen Feinstaubreinigung in die Atmosphäre. Der andere Teil wird mit Hilfe des Gebläses (35) über die Leitung (36) zum Vortrockner (37) geführt und dient zur Vortrocknung der über (38) aufgegebenen verunreinigten Erde, die nach Verlassen des Vortrockners (37) auf einem Sieb (43) vom Überkorn (44) und mit dem Magnetabscheider (42) vom Eisen getrennt wird. Über die Leitung (101) und die Aufgabevorrichtung (104) gelangt die vorgetrocknete Erde und die Schlammkohle dann in das Drehrohr (105).

In der Fig. 5 ist eine Gesamtanlage zur thermischen Behandlung verunreinigter Erde ähnlich der Fig. 2 schematisch dargestellt. Der wichtigste Unterschied gegenüber dem Schema nach der Fig. 2 ist, daß das eigentliche Drehrohr (205) zur thermischen Behandlung der verunreinigten Erde mit einem feststehenden äußeren Mantelraum (46) zur indirekten Beheizung des inneren Drehrohres umgeben ist. Über der Länge des Drehrohres, dessen Wandung aus metallischem Material besteht, befinden sich gleichmäßig verteilt verschiedene Brenner (207), denen mit Hilfe des Gebläses (209) Luft und über die Leitung (208) Flüssiggas zugeführt wird. Mit Hilfe von geeigneten Einbauten im Mantelraum (46) wird die Wärme der Verbrennungsabgase gleichmäßig an das Drehrohr (205) abgegeben und oberhalb des Drehrohres werden die Abgase mit Hilfe der Drosselklappen (47) gleichmäßig verteilt in einen Gassammelraum (48) überführt. Der größte Teil der Verbrennungsabgase wird aus dem Sammelraum (48) mit einer Temperatur von ca. 800 bis 850°C an der Aufgabestelle der verunreinigten Erde in das innere des Drehrohrofens (205) gegeben und dient zur direkten Beheizung der im Vortrockner (37 a) bereits auf 80 bis 120°C erhitzten Erde bis auf eine Temperatur von ca. 700°C. Ein Teil der Abgase wird aus dem Sammelraum (48) gemeinsam mit dem Produktionsgas aus dem inneren Drehrohr über die Leitung (215) der Abgasbrennkammer (222) zugeführt. Die Menge der über die Leitung (49) abgezogenen heißen Abgase wird in Abhängigkeit von der erreichten Temperatur der verunreinigten Erde beim Verlassen des Drehrohres (205) geregelt.

Ein weiterer Unterschied des Schemas nach Fig. 5 im Vergleich zum Schema nach Fig. 2 besteht darin, daß in dem Vortrockner (37 a) die Abgase aus der Nachbrennkammer (222) im Gleichstrom zur Vortrocknung der zugegebenen Erde dienen. Dazu werden die Abgase aus der Nachbrennkammer (222) über die Leitung (36) und (36 a) an der Aufgabestelle der verunreinigten Erde in den Vortrockner (37 a) gegeben und am Auslaßende der vorgetrockneten Erde über die Leitung (39 a) wieder abgezogen und gelangen über die Schlauchfilteranlage (40) und das Sauggebläse (35 a) ins Freie. Die gesamte Vortrocknungsanlage und Filteranlage werden dabei zwangsläufig im Unterdruck gefahren. Das hat vor allem den Vorteil, daß in dem als Drehrohr ausgeführten Vortrockner (37 a) keine Abdichtungsprobleme und Emissionsprobleme auftreten. Den etwa 1 200°C heißen Abgasen aus der Nachbrennkammer (222) wird über die Leitung (45) eine einstellbare Menge an Kühlluft oder Wasser zugeführt, so daß sowohl die Temperatur der aus dem Vortrockner abgezogenen Erde als auch die Temperatur der dem Schlauchfilter zugeführten Abgase eingestellt werden kann. Die Temperatur der verunreinigten Erde beim Austritt aus dem Vortrockner wird mit etwa 80 bis 120°C so niedrig gehalten, daß noch keine teerigen Bestandteile mit dem Gas entweichen können. Andererseits ist durch die Verwendung einer Schlauchfilteranlage zur Entstaubung der Abgase auch eine bestimmte Maximaltemperatur der Abgase vorgegeben.

Bezugszeichenliste

(1), (101) verunreinigte Erde
(2) Schlammkohle
(3) Zerhacker
(4), (104) Aufgabevorrichtung
(5), (105), (205) Drehrohr
(6) Drehrohrlagerung
(7), (107), (207) Brenner
(8), (108), (208) Flüssiggaszugabe
(9), (109), (209) Luftgebläse
(10)-(14) Absperrventile
(110)-(113) Absperrventile
(15), (115), (215) Produktionsgasleitungen
(16) thermisch behandelte Erde
(17) Kühlschnecke
(18) Wasserzulauf
(19) Antriebsmotor für (17)
(20), (121) Kühlluft
(22), (122), (222) Abgasbrennkammer
(23) Absaugegebläse
(24), (124) Wärmetauscher
(25) E-Filter
(26), (126) Gebläse
(27), (27 a) Produktionsgasleitung
(28) zentrales Rohr
(29) Kühlmantel
(30) Zuführungsleitung
(31) Kalibrieröffnungen
(32) feuerfester Schutzmantel
(33), (233) feuerfeste Auskleidung
(34), (34 a) Schlackenabzug
(35), (35 a) Absaugegebläse
(36), (36 a) Rückführungsleitung
(37), (37 a) Vortrockner
(38) verunreinigte Erde
(39), (39 a) Schwadenabführung
(40) Entstauber
(41) vorgetrocknete Erde
(42) Magnetabscheider
(43) Sieb
(44) Überkorn
(45) Luft
(46) Mantelraum
(47) Drosselklappen für indirekte Beheizung
(48) Sammelraum
(49) Rauchgasabzug
(50) Rauchgasleitung
(51) Naßentschlacker

Claims

1. Vorrichtung zur thermischen Behandlung verunreinigter Erde, die vorzugsweise mit bei der Kohleverkokung anfallenden Produkten, wie z. B. teerigen, phenoligen und öligen Bestandteilen und schweren Kohlenwasserstoffen, verunreinigt ist, mit indirekter und/oder direkter Beheizung, bestehend aus einem Drehrohrofen mit einem mit feuerfestem Material ausgekleideten äußeren Mantel, einem in dem Drehrohrofen angeordneten zentralen Rohr zum Einleiten von Gasen in den Trommelinnenraum über eine Vielzahl von Radialdüsen, dadurch gekennzeichnet, daß das zentrale Rohr (28) mit einem Schutzmantel (32) aus feuerfestem Material versehen ist, in dem radial nach außen gerichtete Kalibrieröffnungen (31) angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Enden des Rohres (28) Zuführungen für die Verbrennungsmedien angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (28) einen Kühlmantel (29) besitzt.

4. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (28) getrennte Zuführungsleitungen (30) für Luft und Verbrennungsgas besitzt.

5. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (28) durch einzelne radial verlaufende Trennwände in mehrere Zuführungsleitungen (30) unterteilt ist.

6. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehrohrofen aus einem feststehenden äußeren Mantelraum (46) zur indirekten Beheizung des inneren Drehrohrofens besteht, wobei das Drehrohr (205) aus metallischem Werkstoff besteht und die Innenwand des Mantelrohres (46) mit feuerfestem Material (233) ausgekleidet ist.

7. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei der kombinierten Beheizung die Rauchgasabzugsleitung (50) des äußeren Mantelraumes (46) mit der Aufgabeseite des inneren Drehrohres (205) verbunden ist.