DE3703598A1 - Cleaning contaminated soils - Google Patents

Cleaning contaminated soils

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DE3703598A1 DE19873703598 DE3703598A DE3703598A1 DE 3703598 A1 DE3703598 A1 DE 3703598A1 DE 19873703598 DE19873703598 DE 19873703598 DE 3703598 A DE3703598 A DE 3703598A DE 3703598 A1 DE3703598 A1 DE 3703598A1
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Abstract

An increasing amount of environmentally harmful residues and waste materials have brought about an increased requirement for special waste landfills in recent years. Recycling processes are therefore increasingly gaining importance. This applies in particular to soils which are contaminated with pollutants as a result of accidents, negligent handling or the like. With the process according to the invention, such contaminated soils can be dried, freed from pollutants at temperatures of 1200@C in a rotary furnace and then be reincorporated into the ground in the cleaned state. The exhaust gas from this combustion process exclusively comprises incombustible substances which can be separated off in a conventional gas scrubber. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung kontaminierter Böden in einem Hochtemperatur-Brennprozeß.The invention relates to a method for cleaning contaminated soils in a high temperature firing process.

Es ist ein Verfahren bekannt, bei welchem vorwiegend mit organischen Stoffen kontaminierte Böden thermisch gereinigt werden. Dabei wird das ausgegrabene Erdreich zunächst zerkleinert, gesiebt und über ein Tagessilo einer Trockentrommel aufgegeben. Aus der Trockentrommel gelangt das Gut in einen Drehofen, wo es im Gegenstrom bei 1100°C behandelt wird. Aus dem Ofen gelangt das heiße Material in eine Kühltrommel, wo es im Gegenstrom mit Luft abgekühlt wird. Als Brennstoff im Ofen dient Gas, welches mit der Kühlerabluft und zusätzlicher vorgewärmter Frischluft verbrennt. In allen drei Trommeln, also Trockner, Drehofen und Kühler herrscht zwischen Feststoff und Luft bzw. Abgas ein stofflicher Gegenstrom. Die Brüden aus dem Trockner, der ebenfalls mit einem Teil vorgeheizter Frischluft, zusätzlich zum Ofenabgas gefahren wird, werden mit einem Gebläse über einen Entstaubungszyklon und einen ersten Wärmetauscher zu einer gasbeheizten, thermischen Nachverbrennung gefördert und bei 1200°C verbrannt. Das Abgas aus der Nachverbrennung heizt im ersten Wärmetauscher die entstaubten Trocknerbrüden und in einem zweiten Wärmetauscher die in Ofen und Trockner benötigte Frischluft vor. Nach einer Rauchgasreinigung mit Ca(OH)2 und einer Entstaubung in Schlauch- und Plattenfiltern geht das dann gereinigte Abgas in den Kamin. Der gereinigte Boden kann dann an geeigneter Stelle wieder eingebaut werden. Nachteilig ist bei diesem Verfahren die kostenintensive Nachverbrennung.A method is known in which floors contaminated primarily with organic substances are thermally cleaned. The excavated soil is first crushed, sieved and fed into a drying drum via a day silo. The material comes from the drying drum into a rotary kiln, where it is treated in countercurrent at 1100 ° C. The hot material comes from the furnace into a cooling drum, where it is cooled in countercurrent with air. The fuel in the furnace is gas, which burns with the cooler exhaust air and additional preheated fresh air. In all three drums, i.e. dryer, rotary kiln and cooler, there is a material counterflow between solid and air or exhaust gas. The vapors from the dryer, which is also run with a portion of preheated fresh air, in addition to the furnace exhaust gas, are conveyed to a gas-heated, thermal afterburning unit by a fan via a dedusting cyclone and a first heat exchanger and burned at 1200 ° C. The exhaust gas from the afterburning preheats the dedusted dryer vapors in the first heat exchanger and the fresh air required in the oven and dryer in a second heat exchanger. After cleaning the flue gas with Ca (OH) 2 and dedusting it in bag and plate filters, the cleaned exhaust gas goes into the chimney. The cleaned floor can then be reinstalled at a suitable location. The disadvantage of this method is the costly afterburning.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren dagegen, werden ausnahmslos alle Bestandteile des Aufgabegutes einer Hochtemperaturbehandlung bei 1200°C unterzogen. Dadurch kann auf den Einsatz einer Nachverbrennung verzichtet werden. Grundsätzlich durchläuft der Feststoff nacheinander einen Trockner, einen Drehofen und einen Kühler.In contrast, in the method according to the invention without exception all components of the feed material one Subjected to high temperature treatment at 1200 ° C. This can lead to the use of afterburning to be dispensed with. The solid basically passes through one dryer, one rotary kiln and one Cooler.

Im ersten Ausführungsbeispiel, das in Fig. 1 dargestellt ist, wird der Trockner (10), vorzugsweise ein Trommeltrockner, mit Kühlerabluft (25) im Gleichstrom betrieben. Während das getrocknete Aufgabegut (21) direkt in den Drehofen (12) gelangt, werden die Trocknerbrüden (19) in einem Zyklon (11) entstaubt und in einem Gas/Gas-Wärmetauscher (16) überhitzt, ehe sie im Drehofen zusammen mit dem Brennstoff verbrannt werden. Der im Zyklon (11) abgeschiedene Staub gelangt ebenfalls in den Drehofen. Die heißen Ofenabgase (23) geben nach einer Entstaubung im Zyklon (13) mit Rückführung des Staubes zum Ofen ihre Wärme im Wärmetauscher (16) an die Trocknerbrüden ab, ehe sie in einem SO2-Wäscher (17) mit nachgeschaltetem Filter (18) von ihren unbrennbaren Schadstoffen befreit werden. Im stofflichen Gleichstrom zu den Ofenabgasen gelangt der Feststoff (22) aus dem Drehofen in den Trommelkühler (14), wo ihm Kühlluft (24) entgegenströmt, die nach Entstaubung in einem Zyklon (15) dann als Trockenluft (25) zum Trocknen des Aufgabegutes (20) verwendet wird. Der gereinigte Boden (26) verläßt den Kühler und kann nun bedenkenlos wieder eingebaut werden.In the first exemplary embodiment, which is shown in FIG. 1, the dryer ( 10 ), preferably a drum dryer, is operated with cooler exhaust air ( 25 ) in direct current. While the dried feed material ( 21 ) arrives directly in the rotary kiln ( 12 ), the dryer vapors ( 19 ) are dedusted in a cyclone ( 11 ) and overheated in a gas / gas heat exchanger ( 16 ) before they are together with the fuel in the rotary kiln be burned. The dust separated in the cyclone ( 11 ) also reaches the rotary kiln. After dedusting in the cyclone ( 13 ) and returning the dust to the furnace, the hot furnace exhaust gases ( 23 ) give off their heat in the heat exchanger ( 16 ) to the dryer vapors before they are placed in a SO 2 scrubber ( 17 ) with a downstream filter ( 18 ) be freed from their incombustible pollutants. The solid material ( 22 ) flows from the rotary kiln into the drum cooler ( 14 ) in direct material flow to the furnace exhaust gases, where cooling air ( 24 ) flows against it, which, after dedusting in a cyclone ( 15 ), then as dry air ( 25 ) to dry the feed material ( 20 ) is used. The cleaned floor ( 26 ) leaves the cooler and can now be installed again without hesitation.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei welchem zum Trocknen des Aufgabegutes (38) ein Stromtrockner (30) verwendet wird. Als Trockenluft dient in diesem Fall ein Gemisch aus Kühlerabluft (44) und durch entstaubte Ofengase (42) in einem Gas/Gas-Wärmetauscher (35) vorgewärmte Frischluft (37). In einem Zyklon (31) trennen sich Brüdenstrom (39) und Feststoff (40). Während die Brüden zusammen mit dem Brennstoff verbrannt werden, durchläuft im Gleichstrom dazu der Feststoff (41) den Drehofen. Er gelangt zusammen mit dem aus den Ofenabgasen (42) in einem Zyklon (33) abgeschiedenen Staub in den Kühler, wo ihm frische Kühlluft (49) entgegenströmt. Die Ofenabgase werden im Wärmetauscher (35) abgekühlt und in einer Rauchgasreinigung (36) gereinigt. Fig. 2 shows an embodiment in which a current dryer ( 30 ) is used to dry the feed material ( 38 ). In this case, a mixture of cooler exhaust air ( 44 ) and fresh air ( 37 ) preheated by dedusted furnace gases ( 42 ) in a gas / gas heat exchanger ( 35 ) serves as dry air. The vapor stream ( 39 ) and solid ( 40 ) separate in a cyclone ( 31 ). While the vapors are burned together with the fuel, the solid ( 41 ) passes through the rotary kiln in cocurrent. Together with the dust separated from the furnace exhaust gases ( 42 ) in a cyclone ( 33 ), it enters the cooler, where fresh cooling air ( 49 ) flows against it. The furnace exhaust gases are cooled in the heat exchanger ( 35 ) and cleaned in a flue gas cleaning system ( 36 ).

Das in Fig. 3 gezeigte Ausführungsbeispiel sieht wie das vorangegangene die Verwendung von durch ein Gemisch (67) aus Kühlerabluft und Ofenabgase in einem ersten Gas/Gas-Wärmetauscher (57) vorgewärmter Frischluft (58) vor, die in einem Stromtrockner (50) das Aufgabgut (61) trocknet. In einem Zyklon (51) trennen sich der getrocknete Feststoff (62) und die Trocknerabluft (59). Der Feststoff gelangt direkt in den Drehofen (53), während die Abluft in einem zweiten Gas/Gas-Wärmetauscher (52) mit der Restwärme des Ofenabgases aufgeheizt und zur Verbrennung in den Ofen eingespeist wird. Aus dem Ofen gelangt der Feststoff (63) in einen Trommelkühler (56). Die entgegenströmende Luft wird mit den Ofenabgasen in einer Steigleitung (54) vereinigt, in welche zum Entfernen saurer Abgaskomponenten Additive, wie Kalk bzw. Kalkstein (65) und Ammoniak (66) eingespeist werden. Der Kalk bzw. Kalkstein bindet dabei eventuell vorhandenes SO2/SO3 als Calciumsulfit bzw. Calciumsulfat, sowie Chlor- und/oder Fluorwasserstoff als CaCl2 bzw. CaF2, die im nachfolgenden Zyklon (55) abgeschieden werden. Das Ammoniak setzt sich mit Stickoxiden zu elementarem Stickstoff und Wasserdampf um. Die Staubanteile im Ofenabgas wirken dabei katalytisch. Es hat sich in ähnlichen Systemen schon gezeigt, daß man bei mäßigen Temperaturen, um 800°C, den besten Wirkungsgrad für die Entstickung erzielt. Nach der Abkühlung des Abgases in den beiden nachfolgenden Wärmetauschern (57, 52) und einer sorgfältigen Entstaubung kann sogar eventuell auf eine nachgeschaltete Rauchgasreinigung verzichtet werden, wenn die in der technischen Anleitung zur Reinhaltung der Luft festgelegten Schadstoffgrenzen nicht überschritten werden.The embodiment shown in FIG. 3, like the previous one, provides for the use of fresh air ( 58 ) preheated by a mixture ( 67 ) of cooler exhaust air and furnace exhaust gases in a first gas / gas heat exchanger ( 57 ), which in a current dryer ( 50 ) Feed material ( 61 ) dries. The dried solid ( 62 ) and the dryer exhaust air ( 59 ) separate in a cyclone ( 51 ). The solid material arrives directly in the rotary kiln ( 53 ), while the exhaust air is heated in a second gas / gas heat exchanger ( 52 ) with the residual heat of the kiln exhaust gas and fed into the kiln for combustion. The solid ( 63 ) passes from the furnace into a drum cooler ( 56 ). The counter-flowing air is combined with the furnace exhaust gases in a riser ( 54 ), into which additives such as lime or limestone ( 65 ) and ammonia ( 66 ) are fed in to remove acidic exhaust gas components. The lime or limestone binds any SO 2 / SO 3 present as calcium sulfite or calcium sulfate, as well as hydrogen chloride and / or hydrogen fluoride as CaCl 2 or CaF 2 , which are separated in the subsequent cyclone ( 55 ). The ammonia converts with nitrogen oxides to elemental nitrogen and water vapor. The dust components in the furnace exhaust gas have a catalytic effect. Similar systems have already shown that the best efficiency for denitrification is achieved at moderate temperatures, around 800 ° C. After the exhaust gas has cooled in the two subsequent heat exchangers ( 57 , 52 ) and careful dedusting, downstream flue gas cleaning may even be omitted if the pollutant limits specified in the technical instructions for keeping the air clean are not exceeded.

Claims (6)

1. Verfahren zur Reinigung kontaminierter Böden in einem Hochtemperatur-Brennprozeß, dadurch gekennzeichnet, daß das Gut in einem Drehofen im Gleichstrom behandelt wird, dem ein Trockner vorgeschaltet ist.1. A method for cleaning contaminated soils in a high-temperature firing process, characterized in that the material is treated in a rotary kiln in cocurrent, which is preceded by a dryer. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Drehofen ein Kühler nachgeschaltet ist, in welchem das ausgebrannte Gut in einem Rohrkühler im Gegenstrom mit Luft gekühlt wird, die sich dabei aufheizt und die dann nachdem sie in einem Zyklon entstaubt wurde, daß frische Aufgabegut im vorgeschalteten Trockner im Gleichstrom trocknet, ehe sie im Drehofen als Verbrennungsluft eingesetzt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that that a cooler is connected downstream of the rotary kiln, in which the burned-out good in a tube cooler in Countercurrent is cooled with air, which heats up and then after it was dusted off in a cyclone, that fresh feed in the upstream dryer in Direct current dries before it is used in the rotary kiln Combustion air is used. 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknerabluft zunächst in einem Zyklon entstaubt und dann von dem ebenfalls in einem Zyklon entstaubten, heißen Drehofenabgas in einem Gas/Gas-Wärmetauscher weiter aufgeheizt wird, ehe sie im Drehofen als Verbrennungsluft eingesetzt wird.3. The method according to claims 1 and 2, characterized characterized in that the dryer exhaust air first in one Cyclone dedusted and then from that also in one Cyclone dedusted, hot rotary kiln exhaust gas in one Gas / gas heat exchanger is further heated before it in the Rotary kiln is used as combustion air. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Trocknungsluft Frischluft, die in einem Gas/Gas-Wärmetauscher mit entstaubtem Drehofenabgas aufgeheizt, zusammen mit Kühlerabluft verwendet wird und daß das Aufgabegut in einem Stromtrockner behandelt wird, dessen Abluft wiederum als Verbrennungsluft für die Befeuerung des Drehofens dient, wovon die Abgase durch die Vorwärmeinrichtung für die Trockenluft zu einer Rauchgasreinigungsanlage geführt werden. 4. The method according to claim 1, characterized in that as drying air fresh air in one Gas / gas heat exchanger with dedusted rotary kiln exhaust gas heated, is used together with cooler exhaust and that the feed material is treated in a current dryer, the exhaust air in turn as combustion air for the The firing of the rotary kiln serves, of which the exhaust gases through the preheater for the dry air into one Flue gas cleaning system can be performed.   5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß saure Bestandteile im Abgas direkt nach dem Austritt aus dem Drehofen durch Zugabe von Additiven neutralisiert werden, daß das Abgas danach mit der Kühlerabluft vereinigt, in einem Zyklon entstaubt wird und dann in einem ersten Gas/Gas-Wärmetauscher die Trocknerluft, die gleichzeitig Verbrennungsluft ist, und in einem zweiten Wärmetauscher die Trocknerabluft aufheizt, ehe diese als Verbrennungsluft in den Ofen eingespeist wird.5. The method according to claims 1 and 4, characterized characterized in that acidic components in the exhaust gas directly after leaving the rotary kiln by adding Additives are neutralized so that the exhaust gas afterwards the cooler exhaust air combined, dedusted in a cyclone and then in a first gas / gas heat exchanger Dryer air, which is also combustion air, and the dryer exhaust air in a second heat exchanger heats up before it enters the furnace as combustion air is fed. 6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß alle im Aufgabegut enthaltenen Schadstoffe die Zone der höchsten Temperatur im Drehofen durchlaufen und somit auf eine Nachverbrennung verzichtet werden kann.6. The method according to claims 1 to 5, characterized marked that all contained in the feed Pollutants the zone of the highest temperature in the rotary kiln run through and thus dispense with post-combustion can be.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011101548A1 (en) * 2010-02-19 2011-08-25 Migliore Oy Method to process contaminated soil or waste in high temperature
EP2775241A3 (en) * 2013-03-09 2015-01-07 Volkswagen Aktiengesellschaft Device for drying a workpiece and method for operating such a device

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