DE3915740A1

DE3915740A1 - Einrichtung zur durchfuehrung von hochtemperaturprozessen

Info

Publication number: DE3915740A1
Application number: DE19893915740
Authority: DE
Inventors: Ludger Schumacher
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-05-13
Filing date: 1989-05-13
Publication date: 1990-11-15
Also published as: DE3915740C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Durchführung von Hochtemperaturprozessen, wie Verbrennen, Glühen, Schmelzen, Sintern, an Verarbeitungsgut, wie Abfallpro dukten, Schrott und dergleichen, umfassend

- einen aufrechten Reaktor mit einem insbesondere zylin drischen Ofenraum,
- wenigstens einen, von oben in den Ofenraum einblasen den Brenner und eine Heißgas-Führung derart, daß vom Umkehrpunkt des Brennstrahls an das Heißgas mit dem Verbrennungsgut in Wendeln nach oben geführt ist,
- einen im Kopf des Ofenraums angeordneten Gasabzug,
- und wenigstens eine Zuführöffnung für das Verarbei tungsgut.

Eine solche Einrichtung ist aus der DE-OS 36 29 661 be kannt. Bei der bekannten Einrichtung wird in einem zvlin drisch ausgeführten Ofenraum eine stark reduzierende Flamme auf eine Charge aufgeblasen. Die auftreffende Flamme wird umgelenkt, streicht über die Oberfläche hin weg und bewirkt einen Rühreffekt in der Schmelze. Die an den Seitenwänden des Ofenraumes aufsteigenden Gase wer den durch tangential mit hoher Geschwindigkeit in den oberen Teil des zylindrischen Ofenraums eintretende Luft nachverbrannt. Hierbei ergibt sich eine lange Verweil zeit des Gases bei hohen Temperaturen.

Es stellt sich die Aufgabe, die Vorteile dieser Einrich tung zu verwenden für die Durchführung von Hochtempera turprozessen, bei denen größere Mengen an Verbrennungs produkten anfallen, die kontinuierlich abgeführt werden müssen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Zuführöff nung(en) für das Verarbeitungsgut in der Seitenwand des Ofenraums tangential einmündend angeordnet sind, und da durch, daß ein trichterförmiger Auslaß am Boden des Reak tor-Ofenraums angebracht ist, der in eine Dosierschleuse mündet, die sich wiederum in eine Gebläse-Abführstrecke entleert. Vorzugsweise eignet sich als Dosierschleuse ein Zellenrad; es kann jedoch auch eine Kegelhub-Dosie rung, eine Schnecken- oder Klappendosierschleuse vorge sehen sein.

Die Einrichtung gemäß Erfindung soll beispielsweise als mobile Anlage dazu dienen, kontaminierte Böden oder mit schädlichen Stoffen durchtränkte Abfallstoffe zu reini gen, wobei sich aufgrund der durch die Temperatur und durch die Gasführung garantierte Verweilzeit innerhalb des Ofenraumes eine vollständige Verbrennung der konta minierten Stoffe und ihre chemische Unschädlichkeit er gibt. Um die Tangentialströmung zu erzeugen und aufrecht zu erhalten, besteht die Zuführöffnung aus einem tangen tial zum Ofenrohr mündenden Kanal. Durch die Führung des Verbrennungsgutes in Wendeln ist eine ausreichende Ver weilzeit der Gase und Feststoffe bzw. Flüssigkeiten im Heißbereich gegeben.

Es zeigt sich, daß mit Hilfe eines entsprechend tempera turfest gemachten Zellenrades oder einer anderen Dosier schleuse es möglich ist, sowohl im Ofen einen gewissen Überdruck aufrecht zu erhalten als auch eine kontinuier liche Abführung des verbrannten, inertisierten Verbren nungsproduktes zu ermöglichen. Dabei bietet sich insbe sondere das Abführen über eine Gebläsestrecke an, weil diese es ermöglicht, daß das abgegebene Gut sofort rasch gekühlt wird.

Eine entsprechende Transport-Gebläsestrecke ist außerdem vorgesehen, die zu den erwähnten Zuführöffnungen führt. Vorzugsweise wird daher den Zuführöffnungen je eine Transportstrecke zugeordnet, die wiederum mit entspre chenden Vorrats- und Abgabebunkern verbunden ist, in die das zu behandelnde Verbrennungsgut eingefüllt wird, und zwar so, daß immer einer der Bunker in Betrieb ist, wäh rend der andere gefüllt wird.

Zur Beschleunigung der Aufnahmegeschwindigkeit wird un mittelbar vor Eintritt in den Bunkerbereich eine Veren gung der Gebläsestrecke vorgesehen.

Im Bereich der Zuführöffnungen können auch ein oder meh rere Zündbrenner angeordnet sein, die für eine dauernde Aufrechterhaltung der Verbrennung, insbesondere in der Anfangsphase, sorgen.

Die Durchsatzkapazität der Dosierschleusen, insbesondere die Drehgeschwindigkeit des Zellenrades kann entspre chend der Zuführgeschwindigkeit der Förderstrecke gekop pelt einstellbar sein. Hierdurch wird eine vollautomati sche Betriebsweise der Einrichtung ermöglicht.

Das Verbrennungsgut kann zusätzlich mit verbrennungsför dernden Stoffen, wie Schweröl oder Kohlestaub, gemischt werden, um die Verbrennung besser zu unterhalten. Auch durch entsprechende Mischung kontaminierter und ungefähr licher brennbarer Stoffe läßt sich die Verbrennungscha rakteristik verbessern.

Bei entsprechender Auslegung der Filterleistung können auch PCB-haltige Abfallflüssigkeiten, Altöle, NE-metall haltige Abfallstoffe und dergleichen verarbeitet werden. Auch mit den in den Ofenraum von oben einblasenden Bren ner können fluide oder staubförmige, zu verbrennende Pro dukte eingebracht werden, die in den Verbrennungsvorgang durch Beimischung zum Hauptbrenner einbezogen werden, z.B. Altöl, kontaminierte Filterstäube und dergleichen.

Wesentlich ist, daß nicht nur eine ausreichende Tempera tur, sondern auch eine ausreichende Verweilzeit für die chemischen Verbrennungs- und Crack-Prozesse gegeben ist. Dies wird insbesondere durch die Wendelstruktur der heißen Gase, in deren Wendelströmung die zerkleinerten Abfallstoffe während des Verbrennungsvorganges mitge führt werden, erreicht.

Ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung ist in der Zeichnung dargestellt. Die Figur der Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung eine Einrichtung gemäß Erfin dung.

Das Herz der Anlage stellt ein aufrecht stehender Reak tor 1 dar, der mit einer Stahl-Auskleidung 2 und einer Doppelwandung 2′ versehen ist, so daß der Reaktor 1 ins gesamt einem Kühlmantel 3 aufweist. Von einem Vorrats behälter 4 mit Pumpe, dem ein Kühler 5 zugeordnet ist, wird über einen geschlossenen Wasserkreislauf 4′ das Kühlwasser zugeführt und dem Vorratsbehälter wieder rück geführt.

Der Reaktor 1 enthält einen geschlossenen, im wesentli chen zylindrischen Ofenraum 6. Im Kopf 7 des Ofenraumes ist ein sogenannter Lanzenbrenner 8 angeordnet, der von oben in den Ofenraum 6 einbläßt und eine nach unten ge richtete Flamme erzeugt. Der Lanzenbrenner 8 wird mit Gasbrennern, wie Erdgasbrennern, oder aber mit stöchio metrisch steuerbaren Ölbrennern betrieben. Als Brenn fluid können gegebenenfalls auch kontaminierte Öle einge setzt bzw. dem Heizöl bei gemischt werden.

Weiterhin sind im Kopf 7 des Ofenraumes Gasabzüge 9 vor gesehen, die in ein Ableitungsrohr 10 münden, das über einen Filter 11 geführt ist. Nach Austritt aus dem Fil ter 11 kann das abgeführte Gas gereinigt in die At mosphäre über den Schornstein 12 entlassen werden.

Weiterhin ist eine Zuführöffnung 14 für eine Förder strecke 16 in der unteren Hälfte des Ofenraumes 6 vorge sehen, die mit einer Klappe 15 versehen ist, so daß die Ofenatmosphäre nicht in die Förderstrecke 16 zurückschla gen kann. Mit der Förderstrecke 16, hier eine Transport- Gebläsestrecke mit einem Transportrohr, sind die Abfall produkte in entsprechend zerkleinerter Form transportier bar. Der Förderstrecke 16 wiederum sind zwei Vorrats- und Abgabebunker 17, 17′ zugeordnet, die über regelbare Abgabeöffnungen 18 entsprechend dem gewünschten Durch satz die in ihnen gelagerten Produkte in die Förder strecke 16 abgeben. Die Bunker stellen geschlossene Be hälter dar. Während der eine Bunker gefüllt wird, gibt der andere ab. Die regelbaren Abgabeöffnungen 18 können wiederum Dosierschleusen der genannten Art, insbesondere Dosier-Zellenräder sein. Dabei ist weiterhin möglich, auch nur mit einem Bunker die Anlage zu betreiben.

Unmittelbar vor Eintritt in den Bunkerbereich 14 ist eine Verengung 14′ der Förderstrecke 16 zur Beschleu nigung der Luftaufnahmegeschwindigkeit angeordnet. Wei terhin sind zur Aufrechterhaltung der Verbrennung ins besondere in der Anfangsphase des Betriebes im Bereich der Zuführöffnungen 14 ein oder mehrere Zündbrenner 30 angeordnet.

Der untere Teil des Reaktors 1 besitzt einen trichter förmigen Auslaß 20, der ebenfalls noch im Kühlbereich der Wasserkühlung liegt. Der Auslaß 20 mündet in eine Zellenradschleuse 21, zu der ein hochtemperaturfestes Zellenrad 22 gehört. Das Zellenrad 22 ist so ausgelegt, daß im Reaktor selbst ein Überdruck von 0,5 bar aufrecht erhalten bleibt. Das Zellenrad 22 wird durch einen Motor 23 mit Verstellgetriebe 24 angetrieben. Die Zellenradschleuse 21 mündet in eine Gebläse-Ab führstrecke 25, die mit Förderluft beschickbar ist, die über einen Hochleistungsventilator 26 mit Beschleuni gungsstrecke 27 auf eine entsprechende Geschwindigkeit gebracht wird. Die Abführstrecke 25 mündet über einen Abscheider in einen Container 28, in dem die bearbeite ten Produkte aus dem Ofenraum gesammelt werden und ge gebenenfalls einer Weiterbearbeitung oder Deponierung zugeführt werden.

Im Ofenraum 6 wird durch entsprechende Heißgasführung dafür gesorgt, daß vom Umkehrpunkt des Brennstrahles 31 aus die Heißgase in Wendeln 32 zyklonartig nach oben geführt werden und dabei die schweren, noch wärmezu behandelnden Teile des Bearbeitungsgutes mit nach oben führen, bis diese aus dem Zyklon durch Zentrifugalkraft nach außen geschleudert entlang der Wand nach unten rut schen, dabei gekühlt werden und in die Zellenrad-Schleu se 21 gelangen und entfernt werden. Anstelle der Zellen radschleuse können auch andere Dosierschleusen, wie erwähnt, eingesetzt werden.

Durch entsprechende Führung des Heißgas-Strahles, durch Geschwindigkeit und durch Variation der Geschwindigkeit der Zuführluft durch die Öffnungen 14 läßt sich eine mehr oder weniger lange Verweilzeit im Reaktor bei ent sprechend steuerbarer Temperatur im Reaktorraum einstel len. Damit lassen sich praktisch alle vorkommenden Kon taminationen über Pyrolyse, Verbrennung oder Einschmel zen unschädlich machen. Selbst PCB-haltige Altöle, Moto renöle und dergleichen lassen sich auf diese Weise un schädlich machen. Weiterhin ist es möglich, die Drehge schwindigkeit des Zellenrades über das Getriebe 24 so zu steuern, daß die Zuführgeschwindigkeit der Transport-Ge bläsestrecke 16 als Maß für die Entnahme dient. Hierfür ist eine entsprechende Kopplung, die nach empirisch er mittelten Werten erfolgt, vorgesehen.

Claims

1. Einrichtung zur Durchführung von Hochtemperaturprozes sen, wie Verbrennen, Glühen, Schmelzen, Sintern, an Verarbeitungsgut, wie Abfallprodukten, Schrott und dergleichen, umfassend

- einen aufrechten Reaktor mit einem insbesondere zylindrischen Ofenraum,
- wenigstens einen, von oben in den Ofenraum einbla senden Brenner und eine Heißgas-Führung derart, daß vom Umkehrpunkt des Brennstrahls an das Heißgas mit dem Verbrennungsgut in Wendeln nach oben geführt ist,
- einen im Kopf des Ofenraums angeordneten Gasabzug,
- und wenigstens eine Zuführöffnung für das Verarbei tungsgut,

dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführöffnung(en) (14) für das Verarbeitungsgut in der Seitenwand des Ofenraumes (6) tangential einmündend angeordnet sind, und daß ein trichterförmiger Auslaß (20) am Boden des Reaktor-Ofenraumes (6) angebracht ist, der in eine Dosierschleuse (21) mündet, die sich in eine Gebläse- Abführstrecke (25) entleert.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den Zuführöffnungen (14) je eine Förderstrecke (16) zugeordnet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Dosierschleuse eine Zellenrad- Schleuse (21) ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Vorrats- und Abgabebunker (17, 17′) entlang der Transport-Gebläsestrecke (16) ange ordnet sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, daß unmittelbar vor Eintritt in den Bunker bereich (14) eine Verengung (14′) der Förderstrecke (16) zur Beschleunigung der Luftaufnahmegeschwindig keit angeordnet ist.

6. Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Zuführöffnungen (14) ein oder mehrere Zündbrenner (30) angeordnet sind.

7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehgeschwindigkeit des Zellenrades (22) entsprechend der Zuführgeschwin digkeit der Förderstrecke (16) gekoppelt einstellbar ist.

8. Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrich tung als mobile Anlage auf einem selbstfahrenden oder gezogenen Fahrgestell montiert ist.