DE3924074A1 - Vorrichtung zur thermischen behandlung eines aus thermisch abbaubaren und thermisch bestaendigen stoffen zusammengesetzten materials - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur thermischen Behandlung eines sich aus thermisch abbaubaren und ther­ misch beständigen Stoffen zusammensetzenden Materials nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE-OS 35 24 902 ist eine Vorrichtung zur thermi­ schen Aufbereitung von mit organischen Verbindungen verun­ reinigten mineralischen Stoffen bekannt, mit der die zu regenerierenden Stoffe von thermisch abbaubaren Verbindun­ gen befreit und als Rohstoff der Produktion wieder zuge­ führt werden.

Die bekannte Vorrichtung weist einen Sinterbandofen auf, der in einem geschlossenen Ofenkasten eine Vorwärmezone, eine Brennzone und eine Kühlzone enthält, durch die der aufzubereitende mineralische Stoff mittels eines Sinter­ bandes transportiert wird. Die vorher zerkleinerten Stoffe werden in dem Sinterbandofen erhitzt und gezündet, wodurch die organischen Verunreinigungsbestandteile oxidativ zer­ stört werden. Dazu wird das Aufgabegut in der Vorwärmezone aufgeheizt und in die Brennzone transportiert, in der es in einer Zündzone mit zwei Brennern gezündet wird, wobei die organischen Inhaltstoffe ausgebrannt werden.

In der sich anschließenden Kühlzone wird das Aufgabegut abgekühlt und verläßt als von organischen Verunreinigungen gereinigter mineralischer Stoff den Sinterbandofen.

Aus der Brennzone sowie der Kühlzone wird heiße Abluft ab­ gezogen und zur Vorwärmung in der Vorwärmezone verwendet, wobei die Vorwärmluft in der Vorwärmezone das Aufgabegut von oben nach unten durchströmt. Im unteren Bereich der Vorwärmezone wird die Abluft abgezogen und über ein Geblä­ se einem ersten Wärmetauscher zugeführt und daran an­ schließend an eine Einrichtung zur thermischen Nachverbren­ nung abgegeben, wo die aufgeheizten Abgase von organi­ schen, vorwiegend gasförmigen Bestandteilen befreit wer­ den.

Der Abluftstrom aus der thermischen Nachverbrennung wird erneut über den ersten Wärmetauscher zu einem Filter und einem Wäscher geführt, bevor er über einen Ventilator an einen Kamin abgegeben wird, so daß gasförmige saure Be­ standteile mit Hilfe von Natronlauge oder Kalkhydrat redu­ ziert werden, bevor sie an die Umgebungsluft abgegeben werden.

Ein zweiter vom Abluftstrom aus der thermischen Nachver­ brennung erwärmter Wärmetauscher ist mit einem Gebläse verbunden, das Frischluft durch den Wärmetauscher führt und über Klappen gesteuert zu den Brennern in der Brennzo­ ne sowie zur Vorwärmzone leitet. Um die Sinterbandanlage hermetisch gegen die Umgebung abzudichten, wird die Luft­ führung im Sinterbandofen so durchgeführt, daß in der An­ lage ein geringer Unterdruck herrscht.

Bei der bekannten Vorrichtung wird zwar durch entsprechen­ de Luftführung und durch Wärmerückgewinnung der Energiebe­ darf der Anlage verringert, jedoch dienen die aus der Brennzone und der Kühlzone abgesaugten Rauch-Heißgase aus­ schließlich zur Erwärmung der Vorwärmzone, während die Brennzone mit vorgewärmter Brenner-Zuluft versorgt wird, die ausschließlich aus Frischluft besteht, die über einen aus dem Abluftstrom der thermischen Nachverbrennung gelei­ teten Wärmetauscher erwärmt wird. Da der die Frischluft erwärmende Wärmetauscher dem Wärmetauscher nachgeschaltet ist, der die der thermischen Nachverbrennung zugeführten Abgase erwärmt, ist nur ein verhältnismäßig geringer Wär­ meeintrag in die Brennerzuluft möglich.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabenstellung zu­ grunde, durch intensive Nutzung der im Sinterbandofen an­ fallenden Rauch-Heißgase und durch gezielte thermische Steuerung bei der Erwärmung des zu behandelnden Materials einen optimalen Wirkungsgrad und eine hohe Durchsatzrate bei optimaler thermischer Behandlung des Materials mit gleichmäßigem Ausbrand und minimalen Staubemissionen zu erzielen, so daß der Aufbau einer kompakten und vorzugs­ weise transportablen Anlage möglich ist.

Diese Aufgabe wird durch das kennzeichnende Merkmal des Anspruchs 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht es, die Rauch- oder Schadgase am Entstehungsort zur Wärmeabfuhr in jeder Bren­ nereinstellzone abzusaugen und somit die im Sinterbandofen vorhandene Prallhitze gezielt zu verwenden. Dadurch wird zum einen der Wirkungsgrad der Anlage weiter verbessert und es besteht gleichzeitig die Möglichkeit, die Durch­ satzrate von zu behandelnden Material zu erhöhen, da eine gezielte Temperatursteuerung geschaffen wird, die Voraus­ setzung dafür ist, daß das thermisch zu behandelnde Mate­ rial einerseits nicht verbrennt und andererseits thermisch so intensiv behandelt wird, daß die zu beseitigenden orga­ nischen Verbindungen in kürzestmöglicher Zeit vom Material abgelöst werden.

Dadurch werden minimale Staub- und Schadgasemissionen aus dem Sinterbandofen sichergestellt, was eine Entlastung der nachgeschalteten Filter bzw. eine erhebliche Verringerung von Schadstoffen mit sich bringt.

Die hohe Durchsatzrate in Verbindung mit einem optimalen Wirkungsgrad schafft die Voraussetzung dafür, daß eine kompakte Anlage zur thermischen Behandlung bspw. von kon­ taminierten Böden geschaffen werden kann, die in einer Containerbauweise transportabel ist und somit die Aufstel­ lung an Orten zuläßt, wo derartige kontaminierte Böden entsorgt werden müssen.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung mit mehreren oberhalb und unterhalb des Sinterban­ des angeordneten Brennern ist die zugehörige Absaugein­ richtung bei oberhalb des Sinterbandes angeordneten Bren­ nern unterhalb des Sinterbandes und bei unterhalb des Sin­ terbandes angeordnete Brennern die zugehörige Absaugein­ richtung oberhalb des Sinterbandes angeordnet.

Infolge dieser Anordnung der Absaugeinrichtungen wird der Heißluftstrom durch das auf dem Sinterband befindliche Ma­ terial gedrückt und die mit organischen Verunreinigungen versehenen Rauch- oder Schadstoff-Heißgase werden unmit­ telbar oberhalb bzw. unterhalb der Brennerflamme, also am Ort höchster Temperatur erfaßt und zur Weiterverwendung abgeleitet.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfin­ dungsgemäßen Lösung weist der Sinterbandofen eine Aus­ brennzone, eine Nachbrennzone und eine Abkühlzone auf, wo­ bei in der Ausbrennzone in Laufrichtung des Sinterbandes ein Brenner oberhalb des Sinterbandes angeordnet ist, an den sich ein Brenner unterhalb des Sinterbandes an­ schließt, während zwei weitere Brenner hintereinanderge­ schaltet oberhalb des Sinterbandes angeordnet sind, wäh­ rend in der Nachbrenn- und Abkühlzone jeweils in Laufrich­ tung des Sinterbandes ein Brenner unterhalb und ein Bren­ ner oberhalb des Sinterbandes angeordnet ist.

Durch diese Anordnung der Brenner in Verbindung mit den entsprechend angeordneten Absaugeinrichtungen ist eine op­ timale Temperaturführung möglich, da bei oberhalb des Sin­ terbandes angeordneten Brennern eine unmittelbare thermi­ sche Einwirkung auf das Material möglich ist, während die unterhalb des Sinterbandes angeordneten Brenner eine indi­ rekte Erwärmung gestatten.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfin­ dungsgemäßen Lösung werden die über die Absaugeinrichtung abgeleiteten Rauch-Heißgase mit über einen Wärmetauscher erhitzter Frischluft vermischt den Brennern als erhitzte primäre und/oder sekundäre Verbrennungsluft zugeführt.

Auf diese Weise werden die am Entstehungsort abgesaugten Rauch-Heißgase unmittelbar wieder den Brennern als Sekun­ där- und/oder Primärluft zugeführt, so daß kurze Wege ge­ währleistet sind, die den Aufbau einer kompakten Anlage ermöglichen und darüber hinaus geringe Wärmeverluste be­ dingen.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß ein hoher Anteil an Rauch-Heißgasen im Sinter­ bandofen eingehalten wird, so daß der Sauerstoffanteil insgesamt gering ist, wodurch ein Ausbrennen des thermisch zu behandelnden Materials verhindert wird. Dadurch ergibt sich gleichzeitig die Möglichkeit einer höheren Tempera­ tursteuerung, so daß die Intensität bei der Behandlung des thermisch zu behandelnden Materials erhöht wird.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lö­ sung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Primärluft den Brennern unmittelbar und die Sekundärluft über einen vor der Flammen-Austrittsöffnung der Brenner angeordneten Mischkorb zugeführt wird, der einen von der Flammen-Aus­ trittsöffnung der Brenner sich kontinuierlich zur Brenn­ kammer erweiternden Querschnitt aufweist, wobei die Wand des Mischkorbs Öffnungen enthält, durch die die Sekundär­ luft geführt wird.

Dadurch wird eine gezielte Zufuhr von Sekundärluft in die Brennkammer der Brenner möglich, während die Flammensteue­ rung über die zugeführte Primärluft/Brennstoffmischung er­ folgt. Damit wird ein äußerst gleichmäßiger Ausbrand er­ zielt.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung ist dadurch gekennzeich­ net, daß die den Brennern zugeführte Primärluft sowie der den Brennern zugeführte Brennstoff über einen Verbundreg­ ler den Brennern geregelt zugeführt werden, wobei die zum Mischkorb geführte Sekundärluftmenge mit einem Klappenven­ til gesteuert wird, dessen Öffnung in Abhängigkeit von dem in der Brennkammer erfaßten Sauerstoffwert geregelt wird.

Die Hauptfunktion der Brennkammer besteht darin, daß bei unterschiedlichen Kohlewasserstoffen im thermisch zu be­ handelnden Material die entsprechende Luftmenge verstärkt oder vermindert zugeführt wird, was über die O₂-Steuerung an der Sekundärluft erfolgt. Diese Sekundärluftregelung hat sich in Verbindung mit der Verbundregelung des Brenn­ stoff-Primärluftgemisches als besonders bedeutsam für ei­ nen gleichmäßigen Ausbrand des thermisch zu behandelnden Materials erwiesen.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lö­ sung ist dadurch gekennzeichnet, daß die über die Absaug­ einrichtungen abgeleiteten Rauch-Heißgase über einen er­ sten Rauchgasventilator in den in Laufrichtung eines Dü­ senbandes hinteren Teil eines Düsenbandtrockners geleitet werden, dort erneut abgesaugt und über eine zweiten Rauch­ gasventilator in den vorderen Teil des Düsenbandtrockners geleitet, dort erneut abgesaugt und an mindestens ein Zy­ klon abgegeben werden, in dem Feststoffe von Gasen ge­ trennt und letztere über einen Haupt-Rauchgasventilator sowie einen Wärmetauscher an die Einrichtung zur thermi­ schen Nachverbrennung abgegeben werden, während die Fest­ stoffe auf das Sinterband des Sinterbandofens zurückge­ führt werden.

Durch die Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung wird die Vorwärmung des zu behandelnden Materials ausschließ­ lich in den Düsenbandtrockner verlagert, der durch eine Mischung aus Rauch-Heißgasen und erhitzter Frischluft ge­ speist wird, während im Sinterbandofen in der Ausbrenn-, Nachbrenn- und Abkühlzone die eigentliche thermische Be­ handlung mit hoher Intensität erfolgt. Gleichzeitig wird die in den am Entstehungsort abgesaugten Rauch-Heißgasen noch enthaltene Wärmeenergie intensiv genutzt bevor die Rauch-Heißgase über Wärmetauscher geleitet zur thermischen Nachverbrennung geführt werden.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsge­ mäßen Lösung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Einrich­ tung zur thermischen Nachverbrennung mit der Rauchabgas­ leitung des Zyklons verbunden ist und über einen Frisch­ luftventilator, einen Frischluft-Wärmetauscher und einen Verbrennungsluftventilator gesteuert mit Frischluft ver­ sorgt wird, und daß die Abgase der Einrichtung zur thermi­ schen Nachverbrennung über den Frischluft-Wärmetauscher zur Erwärmung der Frischluft und einen Rauchgas-Wärmetau­ scher an einen Filter abgegeben werden, dessen Ausgang über einen Reingasventilator und eine Venturidüse mit ei­ nem Wäscher verbunden ist, dessen Ausgang gereinigtes Gas über einen statischen Mischer an einen Emissionskamin ab­ gibt.

Diese Ausgestaltung verbessert weiterhin den Wirkungsgrad, da die aus der Einrichtung zur thermischen Nachverbrennung austretenden Rein-Heißgase zunächst über den Frischluft- Wärmetauscher geleitet werden, so daß ein hoher Wärmeein­ trag in die zu erhitzende Frischluft gewährleistet ist. Erst anschließend erfolgt eine Wärmeabgabe an das zur thermischen Nachverbrennung geleitete Rauch- oder Schad­ gas.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugeinrichtungen mit einem Sam­ melkanal verbunden sind, der an dem Ausgang des Frisch­ luft-Wärmetauschers angeschlossen und mit einem Sekundär­ luft-Sammelkanal verbunden ist, von dem einzelne Sekundär­ luftleitungen zu den Brennern führen und der über den Ver­ brennungsluftventilator mit dem Brenner der Einrichtung zur thermischen Nachverbrennung verbunden ist, wobei hin­ ter dem Verbrennungsluftventilator eine Primärluft-Sammel­ leitung abzweigt, die unmittelbar zu den einzelnen Bren­ nern führt und daß der Düsenbandtrockner oberhalb des Sin­ terbandofens angeordnet ist und vom Sammelkanal ein senk­ rechter Schacht abzweigt, von dem eine Rauch-Heißgaslei­ tung über den ersten Rauchgasventilator zum hinteren Teil des Düsenbandtrockners führt.

Diese Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ermög­ licht einen extrem kompakten Aufbau der gesamten Anlage bei gleichzeitiger optimaler Energieausnutzung, da die Sammelkanäle eine verbesserte Isolation ermöglichen und eine Durchmischung von Frischluft und Rauch-Heißgasen un­ mittelbar in den Sammelkanälen erfolgt. Auf diese Art und Weise kann ein gedrängter Aufbau bewerkstelligt werden und dabei infolge der optimalen thermischen Luftführung ein hoher Durchsatz erzielt werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Er­ findung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der in der Zeich­ nung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf eine kompakte Anlage zur thermischen Behandlung von Materialien

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht eines Sinter­ bandofens mit mehreren Brennern und Absaugein­ richtungen;

Fig. 3 einen Schnitt durch eine Seitenwand des Sinter­ bandofens gemäß Fig. 2 entlang der Linie A-A,;

Fig. 4 und 5 ein detaillierter Anlagenplan einer Vorrichtung zur thermischen Behandlung von kontaminierten Ma­ terialien.

Die in Fig. 1 dargestellte schematische Draufsicht auf eine Kompaktanlage zur thermischen Behandlung eines aus thermisch abbaubaren und thermisch beständigen Stoffen zu­ sammengesetzten Materials ist auf die wesentlichen Funk­ tionsteile zur thermischen Behandlung beschränkt und zeigt nicht die zum Einbringen des zusammengesetzten Materials sowie zum Austragen der gereinigten Stoffe notwendigen Fördereinrichtungen.

Ein zur thermischen Behandlung des Materials vorgesehener Sinterbandofen 10 ist unterhalb eines Düsenbandtrockners 50 angeordnet, in den das zu behandelnde Material eingege­ ben wird und nach der Vortrocknung und Vorwärmung in den Sinterbandofen 10 fällt, dem das thermisch behandelte und von organischen Verbindungen befreite Material entnommen werden kann.

Der Sinterbandofen 10 weist ein in Längserstreckung des Sinterbandofens 10 umlaufendes Sinterband auf, quer zu dessen Laufrichtung mehrere Brenner verteilt angeordnet sind, die über eine Primär- und Sekundärleitung mit einem Primärluftschacht 60 und einem Sekundärluftschacht 61 ver­ bunden sind. Im unmittelbaren Bereich der Brenner sind Ab­ saugeinrichtungen 41 bis 48 angeordnet, die über Zuleitun­ gen mit einem Sammelschacht 40 verbunden sind, der an ei­ nen senkrechten Schacht 80 angeschlossen ist.

Der senkrechte Schacht 80 ist einerseits über eine Rauch­ gaszuleitung 63 mit dem Düsenbandtrockner 50 und anderer­ seits über eine Frischluftleitung 70 mit einem Frischluft­ wärmetauscher 91 verbunden, dem Frischluft über einen Frischluftventilator 105 zugeführt wird.

Der senkrechte Schacht 80 bzw. Sammelkanal 40 ist über eine Verbrennungsluftleitung 62 mit einem Verbrennungs­ luftventilator 103 verbunden, der Verbrennungsluft einer Einrichtung zur thermischen Nachverbrennung 94 zuführt. Von der Verbrennungsluftleitung 62 zweigt eine Zuleitung zum Primärluft-Sammelschacht 60 ab.

Die vom Düsenbandtrockner 50 abgesaugten Rauchgase oder Schadgase werden über eine Leitung 65 einem Zyklon 150 zu­ geführt, in dem Feststoffe von gasförmigen Stoffen ge­ trennt und die Feststoffe über eine Leitung 65 erneut dem Sinterbandofen 10 zugeführt werden, während die gasförmi­ gen Stoffe über einen Rauchgasventilator 104 einem Rauch­ gaswärmetauscher 93 zugeführt werden, von dem aus sie über einen weiteren Rauchgaswärmetauscher 92 und eine Rauchgas­ leitung 69 der Einrichtung zur thermischen Nachverbrennung 94 zugeführt werden.

In der Einrichtung zur thermischen Nachverbrennung 94 wer­ den die Rauchgase einer thermischen Nachverbrennung unter­ zogen und zur Aufwärmung der über den Frischluftventilator 105 angesaugten Frischluft über den ersten Wärmetauscher 91 sowie zur Erwärmung der Rauchgase über die Rauchgaswär­ metauscher 92 und 93 geleitet. Der Rauchgaswärmetauscher 93 ist ausgangsseitig mit einer Reingasleitung 68 verbun­ den, die über einen Filter 160, einen Reingasventilator 106 und einen Wäscher 170 zu einem Abgaskamin 180 führt.

An die Reingasleitung 68 kann zusätzlich eine Notklappe 161 zur Notlüftung eingesetzt werden, für den Fall, daß bei einer Betriebsunterbrechung die Anlage durchlüftet werden muß.

Wie Fig. 1 zeigt, kann durch die intensive Ausnutzung der Rauch-Heißgase sowie durch die Anordnung eines Düsenband­ trockners 50 unmittelbar im Bereich eines Sinterbandofens 10 und durch eine entsprechende Hintereinanderschaltung der einzelnen Aggregate zur thermischen Behandlung des Ma­ terials und der gelösten Rauchgase sehr kompakt aufgebaut werden, so daß bspw. entsprechend der Darstellung gemäß Fig. 1 drei Bereiche I, II, III zusammengefaßt werden können, die jeweils einer Bau- und Transporteinheit zuge­ ordnet sind. Dadurch läßt sich eine mobile Anlage erstel­ len, bei der die drei transportfähigen Anlagenteile I, II, III an den Ort des Anfalls zu behandelnden Materials transportiert werden können.

In Ergänzung zu diesen drei Transporteinheiten ist ledig­ lich ein zusätzlicher Container zur Aufnahme der Steuer- und Regeleinrichtungen als Warte erforderlich und gegeben­ enfalls ein zusätzliches Notstromaggregat, das jedoch mit einer der drei Anlageteile verbunden werden kann.

Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht des Sinterbandofens 10 im Bereich der Brenneranordnung und verdeutlicht die Anord­ nung der einzelnen Brenner 1 bis 8 und der Absaugeinrich­ tungen 41 bis 49 unterhalb und oberhalb eines Sinterbandes H9, das zwischen zwei Umlenkrollen umläuft und auf der oberen Bandseite das zu behandelnde Material trägt, das über eine Öffnung in der Oberseite des Sinterbandofens 10 vom Düsenbandtrockner bzw. von einer mit dem Zyklon 150 gemäß Fig. 1 verbundenen Austragsschnecke auf das Sinter­ band 20 gelangt.

Die Brenner 1 bis 8 sind in einer Ausbrennzone AU, einer Nachbrennzone N und einer Abkühlzone AB oberhalb und un­ terhalb des Sinterbandes 20 angeordnet. In der Ausbrennzo­ ne ist ein erster Brenner 1 oberhalb des Sinterbandes 20 angeordnet, der in Laufrichtung des Sinterbandes 20, die durch einen Pfeil angezeigt ist, hinter dem Brenner 1 und unterhalb des Sinterbandes 20 angeordnet ist. Es folgen in der Ausbrennzone AU zwei oberhalb des Sinterbandes 20 an­ geordnete Brenner 3, 4, denen in der Nachbrennzone N ein Brenner 5 unterhalb des Sinterbandes folgt, der sich ein Brenner 6 oberhalb des Sinterbandes 20 anschließt.

In der Abkühlzone sind ebenfalls in Laufrichtung des Sin­ terbandes 20 unterhalb und oberhalb des Sinterbandes Bren­ ner 7, 8 angeordnet.

Im unmittelbaren Bereich der Brenner 1 bis 8 jeweils un­ terhalb oder oberhalb des Sinterbandes 20 sind - je nach­ dem, ob die Brenner 1 bis 8 unterhalb oder oberhalb des Sinterbandes 20 angeordnet sind - die Öffnungen von Ab­ saugeinrichtungen 41 bis 49 vorgesehen, wobei die in Transportrichtung letzte Absaugeinrichtung in der Abkühl­ zone des Sinterbandofens 10 oberhalb des Sinterbandes 20 angeordnet ist.

Die Anordnung der Absaugeinrichtung 41 bis 49 im unmittel­ baren Bereich der Brenner 1 bis 8 gestattet es, die von den Brennern 1 bis 8 abgegebene thermische Energie nach der thermischen Behandlung des auf dem Sinterband 20 be­ findlichen Materials unmittelbar am Ort des Entstehens wieder zu erfassen und damit die Prallhitze optimal auszu­ nutzen und weiterzuverwenden.

Der in Fig. 3 dargestellte Schnitt durch eine Seitenwand des Sinterbandofens 10 entlang der Linie A-A gemäß Fig. 2 verdeutlicht die Anordnung und Konfiguration der Brenner sowie der Absaugeinrichtungen.

Der unterhalb des Sinterbandes 20 angeordnete Brenner 2 ist mit einer Brennstoffleitung 81 und einer Primärluft­ leitung 602 verbunden. In der Brennstoffleitung 81 ist ein Regelventil 35 und in der Primärluftleitung 602 ein Klap­ penventil 39 angeordnet, die beide mit einem Verbundregler 36 verbunden sind, der das Brennstoff-Primärluft-Gemisch für einen gleichmäßigen Ausbrand des thermisch zu behan­ delnden Materials regelt.

Die Sekundärluft wird in einem unterhalb des Sinterband­ ofens 10 angeordneten Sammelschacht 61 gesammelt und über eine Sekundärluftleitung 612 zu einem Mischkorb 32 ge­ führt, der vor der Austrittsöffnung des Brenners 2 ange­ ordnet ist. Der Mischkorb 32 weist einen sich kontinuier­ lich von der Brenneraustrittsöffnung zur Brennkammer 31 erweiternden Querschnitt, d.h. im Längsschnitt eine kegel­ stumpfförmige Form auf.

Die Wand des Mischkorbes 32 ist mit zahlreichen, im darge­ stellten Ausführungsbeispiel kreisförmigen Öffnungen 33 versehen, durch die die über die Sekundärluftleitung 612 zugeführte Sekundärluft dem Flammenbereich des Brenners 2 zugeführt wird. Ein in der Sekundärluftleitung 612 ange­ ordnetes Stellventil 37 regelt dabei die dem Mischkorb 32 zugeführte Sekundärluft in Abhängigkeit von dem in der Brennkammer 100 erfaßten Sauerstoffwert. Je nach erfaßtem O₂-Wert in der Brennkammer 100 des Sinterbandofens 10 wird das Stellventil 37 in der Sekundärluftleitung 612 moto­ risch verstellt, so daß unterschiedliche Sekundärluftmen­ gen in Abhängigkeit von den Gasverhältnissen in der Brenn­ kammer 100 eingestellt werden.

Dabei besteht die Hauptfunktion der Brennkammer darin, bei unterschiedlichen Kohlewasserstoffen im thermisch zu be­ handelnden Material die entsprechende Luftmenge verstärkt oder vermindert zuzuführen, was über die O₂-Steuerung an der Sekundärluft erfolgt. Diese Sekundärluftregelung hat sich in Verbindung mit der Verbundregelung des Brennstoff- Primärluftgemisches als besonders bedeutsam für einen gleichmäßigen Ausbrand des thermisch zu behandelnden Mate­ rials erwiesen.

Sowohl die Primärluft als auch die Sekundärluft sind stark rauchgashaltig und enthalten einen geringen Sauerstoffan­ teil, so daß die thermische Behandlung des auf dem Sinter­ band 20 befindlichen Materials ohne größere Sauerstoffzuf­ uhr möglich ist, was ein Ausbrennen des Materials verhin­ dert, so daß hohe Temperaturen möglich sind, ohne daß das Material so verändert wird, daß eine Wiederverwendung aus­ geschlossen ist.

Unmittelbar oberhalb des Förderbandes 20 und des Brenners 2 ist eine Öffnung für eine Absaugeinrichtung 42 angeord­ net, die an ihrem anderen Ende mit einem Sammelschacht 40 verbunden ist, in den sämtliche weiteren Absaugeinrichtun­ gen gemäß Fig. 2 einmünden.

Wie Fig. 3 verdeutlicht, ist eine unmittelbare thermische Verbindung zwischen der von dem Brenner 2 abgegebenen thermischen Energie und der Absaugeinrichtung 42 gegeben, so daß die durch das Aufgabegut gelangte Prallhitze unmit­ telbar am Entstehungsort abgesaugt wird, und in jeder Brennereinstellzone zur Vorwärmung genutzt werden kann.

Eine komplette Detaildarstellung einer Anlage zur thermi­ schen Behandlung eines sich aus thermisch abbaubaren und thermisch beständigen Stoffen zusammensetzenden Materials, bspw. zur thermischen Behandlung kontaminierter Böden, ist in den Fig. 4 und 5 dargestellt. An Hand dieser Detail­ darstellung soll die Funktionsweise der Vorrichtung gemäß den Fig. 1 bis 3 näher erläutert werden.

Der in Fig. 4 dargestellte Längsschnitt durch eine Sin­ terbandanlage mit einem Düsenbandtrockner 50, einem Sinter­ bandofen 10, zwei Zyklonen 150, 152 und einem Mischer 120 zeigt eine Aufgabevorrichtung 111 mit der das thermisch zu behandelnde Material bspw. mittels eines Schaufelladers in eine Haspel 110 eingegeben wird, in der es bspw. mittels Schneidemesser zerkleinert wird und das zerkleinerte Mate­ rial mittels des Förderbandes 111 in eine Eintragsöffnung auf der Oberseite des Düsenbandtrockners 50 gelangt.

Im Düsenbandtrockner 50 befindet sich ein Förderband 51, auf dem das thermisch zu bearbeitende Material in Pfeil­ richtung an zwei Haspeln 54, 55 vorbei bis zu einer Aus­ tragsöffnung transportiert wird. Der Düsenbandtrockner 50 wird mit vorerhitzer Luft und Rauch-Heißgasen durchströmt, die mittels eines ersten Rauchgasventilators 101 in den Düsenbandtrockner 50 gedrückt und nach erneuter Umwälzung mittels eines zweiten Rauchgasventilators 102 zu einer Ab­ gasöffnung geleitet werden. Vom Förderband 51 fallendes Material wird mittels einer Austragsschnecke 52 ebenfalls in Richtung auf die Austragsöffnung des Düsenbandtrockners 50 geleitet.

Die aus der Absaugöffnung an die Leitung 64 abgegebenen Gase bzw. Staubteile und Schwebstoffe werden zu zwei hin­ tereinandergeschalteten Zyklonen 150, 151 geleitet, in de­ nen die gasförmigen Bestandteile der Abgase von den Fest­ stoffteilen getrennt werden, wobei letztere über Leitungen 65, 66 zu Austragsschnecken 114 geführt und von dort in die Eintragsöffnung des Sinterbandofens 10 geleitet wer­ den.

Die von den Feststoffteilen getrennten gasförmige Bestand­ teile verlassen die Zyklone 150, 151 über eine Rauch-Ab­ gasleitung 67.

Das durch die Eintragsöffnung des Sinterbandofens 10 ge­ langende, thermisch vorbehandelte Material gelangt auf ein Sinterband 20, mit dem es in Pfeilrichtung durch mehrere thermische Zonen gemäß Fig. 1 zu einer Austragsöffnung transportiert wird. In den verschiedenen thermischen Zonen befinden sich in diesem Ausführungsbeispiel acht Brenner 1 bis 8, die gemäß Fig. 2 jeweils oberhalb oder unterhalb des Sinterbandes 20 angeordnet sind.

In der Darstellung gemäß Fig. 4 sind die Brenner 1 bis 8 aus Gründen der besseren Darstellbarkeit in einer Linie angeordnet, ihre Konfiguration innerhalb des Sinterband­ ofens 10 entspricht jedoch einer der Fig. 1 entsprechen­ den Anordnung. Vom Sinterband 20 fallendes Material wird mittels einer am Boden des Sinterbandofens 10 angeordneten Schnecke 9 ebenfalls in Richtung zur Austragsöffnung ge­ fördert, wo das thermisch behandelte Material mittels zweier Austragsschnecken 112 zu einem Mischer 120 geför­ dert wird, in dem das Material abgekühlt und befeuchtet wird.

Der Mischer 120 ist zusätzlich mit einer Frischwasserlei­ tung 84 und einer erwärmten Brauchwasserleitung 83 sowie über eine Kondensatpumpe 121 einen Kondensatbehälter 122 mit aus dem Mischer 120 abgesaugtes Kondensat verbunden. Das durch den Mischer 120 geförderte, abgekühlte und be­ feuchtete Material wird schließlich über ein Förderband 113 als gereinigtes, wiederverwendbares Material abgege­ ben.

Die Brenner 1 bis 8 werden über eine Brennstoffleitung 81 bspw. mit Flüssiggas aus einem Gasbehälter 130 über einen Verdampfer 131 versorgt.

Die Primärluftleitungen der Brenner 1 bis 8 sind in einer Sammelleitung 60 zusammengefaßt, während die Sekundärluft­ leitungen über Stellorgane mit einer Sammelleitung 61 ver­ bunden sind. Die Sekundärluftleitung 61 zweigt von einer Sammelleitung 70 ab, die über ein Stellorgan zum ersten Rauchgasventilator 101 führt.

Die Rauch-Heißgase innerhalb des Sinterbandofens 10 werden gemäß den Fig. 1 bis 3 am Entstehungsort, d.h. an den jeweils zugeordneten Brennern 1 bis 8 erfaßt und über eine Sammelleitung 40 zum ersten Rauchgasventilator 101 gelei­ tet. Auf diese Weise werden die aus der Prallhitze abge­ leiteten Rauch-Heißgase unmittelbar über den Rauchgasven­ tilator 101 in den Düsenbandtrockner 50 zum Vorwärmen des thermisch zu behandelnden Materials eingeleitet und mit einem einstellbaren Anteil an erhitzer Frischluft über die Leitung 70 vermischt. Die Bildung der Primär- und Sekun­ därluft, die über die Sammelleitungen 60 und 61 zugeführt werden, wird nachstehend an Hand der Darstellung gemäß Fig. 5 näher erläutert.

In Fig. 5 gelangt das von Schweb- und Feststoffen befrei­ te Abgas über die Rauch-Abgasleitung 69 zu einem Rauchgas­ ventilator 104, der das Abgas aus dem Düsenbandtrockner 50 über die Zyklone 150, 151 absaugt und über zwei hinterein­ andergeschaltete Rauchgas-Wärmetauscher 92, 93 zu einer Einrichtung zur thermischen Nachverbrennung 94 führt. In den Rauchgas-Wärmetauschern 92, 93 wird das Rauch- oder Schadgas vor der Eingabe in die Einrichtung zur thermi­ schen Nachverbrennung 94 erhitzt, so daß in der Einrich­ tung zur thermischen Nachverbrennnung 94 eine vollständige Verbrennung der Rauch- oder Schadgase erfolgen kann.

Über einen Frischluftventilator 105 wird Frischluft aus der Umgebung angesaugt und über einen Frischluft-Wärmetau­ scher 91 geleitet, in dem die angesaugte Frischluft durch die aus der Einrichtung zur thermischen Nachverbrennung 94 gelangenden Rein-Heißgase erhitzt wird.

Die erhitzte Frischluft wird über eine Leitung 70 einer­ seits zur Sekundärluft-Sammelleitung 61 und anderseits über einen Verbrennungsluftventilator 103 zur Einrichtung zur thermischen Nachverbrennung 94 und zur Primärluft-Sam­ melleitung 60 geleitet, so daß die Primärluft über die Sammelleitung 60 mit erhöhtem Druck den Brennern 1 bis 8 zugeführt wird.

Gleichzeitig gelangt die Verbrennungsluft zum Brenner der thermischen Nachverbrennung 94, dem zusätzlich über die Leitung 81 Flüssiggas als Brennstoff zugeführt wird.

Die die Einrichtung zur thermischen Nachverbrennung 94 verlassenden Rein-Heißgase werden zunächst über den Frischluftwärmetauscher 91 zur Abgabe von hoher thermi­ scher Energie an die über den Frischluftventilator 105 an­ gesaugte Frischluft sowie zur Erwärmung der Rauch- oder Schadgase vor der Zufuhr zur Einrichtung zur thermischen Nachverbrennung 94 dienenden Rauchgas-Wärmetauscher 92, 93 geleitet.

Über einen Filter 160, in dem die Abluft mechanisch gerei­ nigt wird, gelangt die Abluft über einen Reingasventilator 106 und eine Venturidüse 107 zu einem Wäscher 170, in dem die in der Abluft hinter dem Filter 160 verbleibenden gas­ förmigen, sauren Bestandteile wie SOx, MOx, HFL, HCL mit­ tels zudosierter Natronlauge oder Kalkhydrat reduziert werden.

Der anfallende Waschwasserschlamm kann mit Hilfe des Wär­ meinhalts des Abgasstromes über einen Wärmetauscher 95 ge­ trocknet werden, so daß nur eine Trockensubstanz zur wei­ teren Entsorgung anfällt. Über einen statischen Mischer 171, der zusätzlich mit einem großen Frischluftventilator 108 verbunden ist, gelangt der gereinigte Abgasstrom an den Kamin 180, von wo aus der Abgasstrom an die Umgebungs­ luft abgegeben wird.

Die aus dem Filter 160 herausgefilterten Feststoffteile werden über eine Zellradschleuse 116 und eine Förder­ schnecke 117 an einen Zwischenlagerbehälter 118 abgegeben, aus dem sie in bestimmten Zeitintervallen entnommen und an einen Löschmischer 119 abgegeben werden, der zusätzlich mit einer Zementschlempe in gleichen Zeitintervallen be­ aufschlagt wird. Der den Löschmischer 119 verlassende de­ ponierfähige Reststoff kann entweder wiederverwendet oder deponiert werden.

Der Wäscher 170 weist zusätzlich eine Wäscher-Umwälzpumpe 172 auf, mit der Waschwasser der Venturidüse 107 zugeführt bzw. als erwärmtes Brauchwasser an den Mischer 120 gemäß Fig. 4 abgegeben wird. Frischwasser wird dem Wäscher 170 über eine Frischwasser-Sammelleitung 84 zugeführt bzw. an den Wärmetauscher 95 abgegeben.

Über einen Behälter 140 wird Flüssigkalk über eine Dosier­ schnecke 115 in exakt bemessenen Dosen an das Rein-Heißgas in der Leitung 68 abgegeben, so daß saure Bestandteile be­ reits chemisch neutralisiert werden.

In die Verbindung zwischen dem Rauchgas-Wärmetauscher 93 und dem Filter 160 kann zusätzlich eine Sauerstoffklappe eingeschaltet werden, die für den Fall der Betriebsunter­ brechung geöffnet wird, so daß auch im Notfall keine Schadstoffe über den Kamin 180 an die Umgebungsluft gelan­ gen.

Durch die intensive Nutzung der im Sinterbandofen anfal­ lenden Rauch-Heißgase auf kürzestem Wege wird der Gesamt­ wirkungsgrad der Anlage deutlich erhöht, wobei die Prall­ hitze am Ort des Entstehens abgeleitet und unverzüglich der Ablage wieder auf kürzestem Wege zugeführt wird.

Die Erhitzung der Frischluft an einer Stelle größter ther­ mischer Energie, nämlich am Ausgang der Einrichtung zur thermischen Nachverbrennung 94 wird die zur Verbrennung verwendete Frischluft stark erhitzt, so daß dadurch der Gesamtwirkungsgrad weiter angehoben wird.

Die Funktionsfähigkeit der Anlage, d.h. die Intensität der Behandlung des kontaminierten Materials wird dadurch er­ höht, daß in den verschiedenen Brennzonen des Sinterbando­ fens 10 schwach sauerstoffhaltiges Gas eingeleitet wird, so daß bei hohen Temperaturen ein Ausbrennen des Materials verhindert wird. Die überschüssige Heißluft wird über den Rauchgasventilator an den Düsenbandtrockner abgegeben, so daß ausreichende Wärmemengen zur Vorerhitzung des zu be­ handelnden Materials weitergeleitet werden.

Diese intensive, mit hohen Temperaturen verbundene Behand­ lung des thermisch zu behandelnden Materials in Verbindung mit den kurz gehaltenen Wegen der Sammelleitungen für die Rauch-Heißgase ermöglicht einen extrem gedrängten Aufbau bei höchster Wirksamkeit und damit größtmöglichem Durch­ satz an zu behandelndem Material und einer optimalen Ener­ gieausnutzung, so daß eine insgesamt kleine, auf Tranport­ rahmen aufbaubare Anlage möglich ist, die nach Bedarf an die Orte transportiert werden kann, an denen zu behandeln­ de Materialien anfallen. Damit entfallen längere Trans­ portwege für das zu behandelnde Material mit dem damit für die Umwelt verbundenen Gefahren.

Das Einsatzgebiet der Anlage zur thermischen Behandlung verschiedenartiger Materialien ist im weitesten Sinne zu sehen. So können kontaminierte Böden zur Beseitigung von Schadstoffen ebenso thermisch behandelt werden wie Indu­ strieabfälle, die sich aus wiederverwendbaren thermisch beständigen Stoffen und umweltbelastenden thermisch abbau­ baren Stoffen zusammensetzen. Derartige Industrieabfälle fallen bspw. in Form von Autoshredderteilen oder sonsti­ gen verschrottbaren Industrieprodukten an.

Die Behandlungstemperatur und der zur thermischen Behand­ lung notwendige Energieeinsatz kann dabei in weiten Gren­ zen je nach Zusammensetzung des Materials variieren. Eine feinstufige Steuerung und Regelung der Temperatur und der Gaszusammensetzung im Sinterbandofen sowie ggf. im Düsen­ bandtrockner gewährleistet dabei eine optimale Behandlung unter Berücksichtigung der verschiedensten technischen Pa­ rameter.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbei­ spiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch machen.

Claims (16)

1. Vorrichtung zur thermischen Behandlung eines aus thermisch abbaubaren und thermisch beständigen Stoffen zu­ sammengesetzten Materials mit einem Sinterbandofen, der ein umlaufendes Sinterband und mehrere über das Sinterband verteilt angeordnete Brenner aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in unmittelbarer Nähe zumindest eines Teils der Brenner (1 bis 8) Absaugeinrichtungen (41 bis 49) angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit mehreren oberhalb und unterhalb des Sinterbandes angeordneten Brennern, da­ durch gekennzeichnet, daß bei oberhalb des Sinterbandes (20) angeordneten Brennern (1, 3, 4, 6, 8) die zugehörige Absaugeinrichtung (41, 43, 44, 46, 48) unterhalb des Sinterbandes (20) und bei unterhalb des Sin­ terbandes (20) angeordneten Brennern (2, 5, 7) die zugehö­ rige Absaugeinrichtung (42, 45, 47) oberhalb des Sinter­ bandes (20) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugeinrichtungen (41 bis 49) in eine senkrechte Wand des Sinterbandofens (10) einmünden.

4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die über die Absaugeinrichtungen (41 bis 49) abgeleiteten Rauch- Heißgase mit über einen Frischluft-Wärmetauscher (91) er­ hitzter Frischluft vermischt den Brennern (1 bis 8) als erhitzte primäre und/oder sekundäre Verbrennungsluft zuge­ führt werden.

5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Pri­ märluft den Brennern (1 bis 8) unmittelbar und die Sekun­ därluft über einen vor der Flammen-Austrittsöffnung der Brenner (1 bis 8) angeordneten Mischkorb (32) zugeführt wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5 , dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Mischkorb (32) einen von der Flammen-Austrittsöffnung der Brenner (1 bis 8) sich kontinuierlich zur Brennkammer (31) erweiternden Querschnitt aufweist, wobei die Wand des Mischkorbs (32) Öffnungen (33) enthält, durch die die Sekundärluft geführt wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die den Brennern (1 bis 8) zugeführte Primärluft sowie der den Brennern (1 bis 8) zugeführte Brennstoff über einen Verbundregler (36) den Brennern (1 bis 8) geregelt zugeführt werden.

8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Mischkorb (32) geführte Sekundärluftmenge mit ei­ nem Klappenventil (37) gesteuert wird, dessen Öffnung in Abhängigkeit von dem in der Brennkammer (100) erfaßten Sauerstoffwert geregelt wird.

9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die er­ hitzte Verbrennungsluft einer Einrichtung zur thermischen Nachverbrennung (94) zugeführt wird.

10. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die über die Absaugeinrichtungen (41 bis 49) abgeleiteten Rauch- Heißgase über einen ersten Rauchgasventilator (101) in den in Laufrichtung eines Düsenbandes (51) hinteren Teil eines Düsenbandtrockners (50) geleitet werden, dort erneut abge­ saugt und über einen zweiten Rauchgasventilator (102) in den vorderen Teil des Düsenbandtrockners (50) geleitet, dort erneut abgesaugt und an mindestens ein Zyklon (150, 151) abgegeben werden, in dem Feststoffe von Gasen ge­ trennt und letztere über einen Haupt-Rauchgasventilator (104) sowie einen Rauchgas-Wärmetauscher (92, 93) an die Einrichtung zur thermischen Nachverbrennung (94) abgegeben werden, während die Feststoffe auf das Sinterband (20) des Sinterbandofens (10) zurückgeführt werden.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur thermischen Nachverbrennung (94) mit der Rauch-Abgaslei­ tung (67) des Zyklons (150, 151) verbunden ist und über einen Frischluftventilator (105), den Frischluft-Wärmetau­ scher (91) und einen Verbrennungsluftventilator (103) ge­ steuert mit Frischluft gespeist wird, und die Abgase der Einrichtung zur thermischen Nachverbrennung (94) über den Frischluft-Wärmetauscher (91) zur Erwärmung der Frischluft über den Rauchgas-Wärmetauscher (92, 93) an einen Filter (160) abgegeben werden, dessen Ausgang über einen Reingas­ ventilator (106), eine Venturidüse (107) mit einem Wäscher (170) verbunden ist, dessen Ausgang gereinigtes Gas über einen statischen Mischer (171) an einen Emissionskamin (180) abgibt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Ausgang des Wäschers (170) über einen Wärmetauscher (95) mit dem statischen Mi­ scher (171) verbunden ist, durch den dem Wäscher (171) zu­ geführtes Frischwasser erwärmt wird.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden des Filters (160) über eine Zellradschleuse (116) und einer Förder­ schnecke (117) mit einem Zwischenlager-Behälter (118) ver­ bunden ist, von dem in vorgebbaren Zeitintervallen Abfall­ stoffe entnommen und einem Löschmischer (119) zugeführt werden, der zusätzlich mit einer Zementschlempeleitung verbunden ist und dem ein deponierfähiger Reststoff ent­ nehmbar ist.

14. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ab­ saugeinrichtungen (41 bis 49) mit einem Sammelkanal (40) verbunden sind, der an den Ausgang des Frischluft-Wärme­ tauschers (91) angeschlossen und mit einem Sekundärluft- Sammelkanal (61) verbunden ist, von dem einzelne Sekundär­ luftleitungen zu den Brennern (1 bis 8) führen und der über den Verbrennungsluftventilator (103) mit dem Brenner der Einrichtung zur thermischen Nachverbrennung (94) ver­ bunden ist, wobei hinter dem Verbrennungsluftventilator (103) eine Primärluft-Sammelleitung (60) abzweigt, die un­ mittelbar zu den einzelnen Brennern (1 bis 8) führt.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Düsenbandtrockner (50) oberhalb des Sinterbandofens (10) angeordnet ist und daß vom Sammelkanal (40) ein senkrechter Schacht (80) ab­ zweigt, von dem eine Rauch-Heißgasleitung (63) über den ersten Rauchgasventilator (101) zum hinteren Teil des Dü­ senbandtrockners (50) führt.

16. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die den Primär- und Sekundärluftleitungen zugeführten, mit ange­ wärmter Frischluft vermischten Rauch-Heißgase individuell für jeden Brenner (1 bis 8) manuell oder automatisch steu­ erbar sind und daß die überschüssige Luft als Heißgas über den ersten Rauchgasventilator (101) zum Düsenbandtrockner (50) geleitet wird.