DE4008281A1 - Verfahren und vorrichtung zur aufarbeitung kontaminierter boeden - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur aufarbeitung kontaminierter boedenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur
Aufarbeitung kontaminierter Böden und ähnlicher Materialien,
insbesondere von Kokereistandorten, durch Abtragung, Dekon
taminierung und ggf. Wiederauffüllung der Entnahmestelle mit
gereinigtem Boden, dergestalt, daß der abgetragene Boden in
einer Mahltrocknungsanlage zerkleinert und getrocknet wird,
der getrocknete Boden bei hohen Temperaturen thermisch behan
delt wird, der thermisch behandelte Boden mit Luft gekühlt
und die Prozeßabgase einer thermischen Nachverbrennung
unterzogen werden.
Aus der DE-PS 38 36 899 ist ein Verfahren bekannt, in dem das
abgetragene Material zunächst getrocknet, anschließend mit
hoher Temperatur thermisch behandelt und schließlich mit Luft
gekühlt wird. Dabei wird die Trocknung in einer von Heißgasen
durchströmten Mühle, die thermische Behandlung in einer
Dekontaminationsstrecke und einer ihr nachgeschalteten
Verweilzone und die Kühlung in Zyklonabscheiderstufen durch
geführt. Die Abluft der Kühlung wird als Verbrennungsluft für
die thermische Behandlung und für die thermische Nachver
brennung verwertet. Die Abgase aus der Mühle und die aus der
thermischen Behandlung werden zusammengeführt und thermisch
nachverbrannt. Die Abgase dieser Nachverbrennung werden
teilweise als Heißgas für die Trocknung und die thermische
Nachverbrennung eingesetzt. Es fallen jedoch erhebliche Abgas-
Überschußmengen an, die nicht auf diese Art verwertet werden
können und die, nach Kühlung und Entstaubung, in die
Atmosphäre abgeführt werden müssen.
Nachteilhaft bei diesem Verfahren ist, daß es einen sehr hohen
Wärmeaufwand erfordert. Wie aus einer späteren Veröffent
lichung (Kreft, W., Flugstromverfahren zur thermischen
Bodensanierung, Aufbereitungstechnik 1989, H. 12, S. 772-780)
hervorgeht, ist mit einem Wärmeaufwand von etwa 3000 kJ/kg
Boden zu rechnen.
Der hohe Wärmeaufwand des Verfahrens ist in erster Linie auf
die relativ großen Abgasmengen zurückzuführen, die einer Nach
verbrennung zu unterziehen und danach abzukühlen und zu reini
gen sind. Dies und die teilweise Wiederverwertung dieser Abga
se erfordern relativ kostenaufwendige Anlageneinrichtungen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der
eingangs genannten Art sowie eine Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens anzugeben, das einen geringeren Wärmeaufwand
erfordert und mit einem geringeren Abgasbehandlungsaufwand
durchgeführt werden kann. Insbesondere sollen die Abgasmengen
und damit die Schadstoffemissionen in die Atmosphäre reduziert
werden.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die
Trocknung des abgetragenen Bodens mit Abluft aus der Kühlung
des behandelten Bodens erfolgt, die Abluft dieser Trocknung
als Kühlluft für die Kühlung des behandelten Bodens eingesetzt
und der nicht für die Trocknung verwertete Teil der Abluft der
Kühlung und des behandelten Bodens als Brennluft für die Verbren
nungsvorgänge der thermischen Behandlung und/oder der ther
mischen Nachverbrennung verwertet wird.
Unter "thermischer Behandlung" wird im Rahmen dieser Erfindung
eine Behandlung des Bodens bei hohen Temperaturen,
beispielsweise zwischen 800 und 1200°C, bezeichnet, die ggf.,
d. h. falls erforderlich, eine thermische Nachbehandlung,
beispielsweise in einer Verweilzone, mit einschließt.
Die Durchführung der Trocknung mit Abluft aus der Kühlung des
behandelten Bodens erlaubt es, die Abluft der Trocknung als
Kühlluft für die Kühlung des behandelten Bodens zu verwerten.
Auf diese Art kann das Wärmeübertragungsmedium für die Trock
nung im geschlossenen Kreislauf geführt werden, mit dem über
raschenden Effekt, daß keine Abgase aus der Trocknung ent
stehen, so daß auch keine Trocknungsabgase einer thermischen
Nachverbrennung zu unterziehen sind.
Gegenüber dem in der DE-PS 38 36 899 dargelegten Verfahren,
bei dem sowohl die Abgase der Trocknung als auch die der
thermischen Behandlung einer thermischen Nachverbrennung zu
unterziehen sind, hat das erfindungsgemäße Verfahren also den
wesentlichen Vorteil, daß nur die Abgase der thermischen
Behandlung einer solchen Nachverbrennung unterzogen werden
müssen. Dadurch hat man beim erfindungsgemäßen Verfahren etwa
nur halb so viel Abgas wie in dem bisher bekannten Verfahren.
Entsprechend geringer ist der Wärmeverbrauch und somit die er
forderliche Brennstoffeinsatzmenge. Darüber hinaus reduzieren
sich durch die reduzierte Abgasmenge die Schadstoffemissionen
in die Atmosphäre. Ferner können die Abgasbehandlungsein
richtungen wesentlich kleiner ausgelegt werden.
Die Teilmenge Abluft aus der Kühlung des thermisch behandelten
Bodens, die nicht zum Trockner zurückzuführen sondern als
Verbrennungsluft in die thermische Behandlung und/oder die
thermische Nachverbrennung abzuführen ist und die im folgenden
mit "Überschußluft" bezeichnet wird, entspricht der Summe aus
"verdampfter Wassermenge im Trockner" und "Falschluftmenge im
Kreislaufsystem Kühlung und Trocknung". Dadurch, daß die
Überschußluft als Verbrennungsluft verwertet wird, wird sie
letztendlich auch die thermische Nachverbrennung passieren, so
daß in jedem Fall eine vollständige Zersetzung eventuell darin
enthaltener organischer Schadstoffe gewährleistet ist.
Legt man für Mahltrocknungen und Kühlungen übliche Falschluft
mengen zugrunde, so wird die Überschußluftmenge wesentlich
geringer sein als die erforderliche Verbrennungsluftmange für
die thermische Behandlung und die thermische Nachverbrennung.
Insofern ist es naheliegend zusätzlich Frischluft für die
Kühlung einzusetzen. Dadurch kann der behandelte Boden weiter
abgekühlt und die Wärmewirtschaft des Verfahrens noch zusätz
lich verbessert werden. Beispielsweise kann der Kühlung mit
Trocknerabluft eine Frischluftkühlung nachgeschaltet werden,
wobei die Abluft einer solchen Frischluftkühlung entweder mit
der Abluft aus der Trocknung zusammengeführt oder direkt als
Verbrennungsluft verwertet werden kann.
Stehen jedoch andere Heißluftquellen für die Verbrennungen zur
Verfügung, so ist vorzugshalber, zugunsten der Wärmewirt
schaft, von solchen Frischluftkühlungen des behandelten Bodens
abzusehen. Gegebenenfalls ist dann eine Wasser-Nachkühlung des
mit Trocknerabluft gekühlten Bodens in Erwägung zu ziehen.
Der Wärmeinhalt der im Kreislauf zwischen Kühlung und
Trocknung geführten Luft reicht aus, um bei der Trocknung etwa
10%, maximal 15% Wasser aus dem abgetragenen Boden aus
zutreiben. Ist ein feuchterer Boden aufzuarbeiten, so ist er
findungsgemäß ein Teil des bereits gekühlten Bodens zur ther
mischen Behandlung zurückzuführen. Dadurch wird die spezifi
sche d. h. die auf die abgetragene Bodenmenge bezogene Kreis
laufluftmenge erhöht, wodurch sich ebenfalls der spezifische
Wärmeinhalt der Kreisluftmenge und damit die spezifische
Trocknungskapazität des Verfahrens erhöht. Durch Zurückführung
von gekühlten Boden können nahezu beliebig feuchte Böden auf
gearbeitet werden, ohne daß nachzubrennendes Abgas aus der
Trocknung anfällt. Darüber hinaus wird der thermische Behand
lungsprozeß durch die Zurückführung intensiviert.
Üblicherweise wird der zurückgeführte Boden direkt der
thermischen Behandlung zugeführt. Bei besonders feuchten,
insb. bei klebrigen Böden wird man es jedoch vorziehen, den
zurückgeführten Boden bereits bei der Mahltrocknung hinzu
zuführen. Dadurch können Verstopfungen im Mahlsystem, insb.
bei der Materialaufgabe zur Mühle vermieden werden.
Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, Abluft
aus der Trocknung direkt, d. h. nicht über die Kühlung, zur
Trocknung zurückzuführen. Dadurch läßt sich die für den
Luftstrom-Transport in der Mahltrocknung erforderliche Luft
menge unabhängig von der Kreisluftmenge zwischen Kühlung und
Trocknung einstellen.
Mit Vorteil sieht eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens
vor, aus der Abluft der Trocknung Wasser auszukondensieren,
bevor sie als Kühlluft verwertet wird. Dadurch kann die Über
schußluftmenge reduziert und der wärmewirtschaftliche Wir
kungsgrad des Verfahrens weiter verbessert werden. Darüber
hinaus wird vermieden, daß der Wasserdampf durch sämtliche der
Trocknung nachgeschalteten Anlageneinrichtungen geführt wird,
so daß diese Einrichtungen kleiner ausgelegt werden können.
Ferner sieht eine Ausgestaltung des Verfahrens vor, daß der
nicht aus der Kühlung des behandelten Bodens bezogene Anteil
der erforderlichen Verbrennungsluft für die Verbrennungsvor
gänge der thermischen Behandlung und der thermischen Nachver
brennung durch Wärmetausch mit den Abgasen aus der thermischen
Nachverbrennung vorgewärmt wird. Eine solche wärmewirtschaft
liche Abgasverwertung kommt besonders vorteilhaft bei relativ
großen Anlagen zur Anwendung.
Eine weitere sehr vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens
sieht vor, den abgetragenen Boden auf eine Feinheit ent
sprechend maximal 20% Rückstand auf dem 90-µm-Sieb aufzu
mahlen. Durch eine Feinaufmahlung des Bodens, vorzugshalber
sogar auf 10% Rückstand auf dem 90-µm-Sieb, kann die Verweil
zeit der thermischen Behandlung erheblich verkürzt bzw. auf
eine thermische Nachbehandlung verzichtet werden.
Die Feinmahlung kann beispielsweise in Kugelmühlen erfolgen.
Besonders vorteilhaft läßt sich die Aufmahlung in Luftstrom-
Mühlen oder in Tandem-Mahlanlagen, in denen das Gut in einer
Hammermühle vorgemahlen und in einer Kugelmühle fertiggemahlen
wird, durchführen, da diese Einrichtungen hohe Luftdurchsatz
kapazitäten aufweisen, wodurch eine ausreichende Trocknung
gewährleistet werden kann. Darüber hinaus kommen für die Mahl
trocknung, ebenfalls wegen der hohen Trocknungskapazität,
Wälzmühlen in Betracht.
Es hat sich ferner als sehr zweckmäßig erwiesen, die
Aufmahlung und Trocknung in Sichtermühlen durchzuführen. Da
die Dekontaminationsstrecke entsprechend dem Größtkorn des
getrockneten Bodens auszulegen ist, können der Mahl- und der
Wärmebehandlungsaufwand durch Hinzufügen eines Sichtvorganges
erheblich reduziert werden. Durch Sichtung des gemahlenen
Bodens und Rückführung des Grobgutes zur Vermahlung kann ein
Feingut engeren Kornbandbereiches erhalten und somit der
erforderliche Dekontaminationsaufwand reduziert werden.
Wenn der abzutragende Boden nicht allzu feucht ist, kann die
Mahltrocknung in einer Anlage bestehend aus Rollenpresse,
Desagglomerator und Sichter erfolgen, wobei die Trocknung
vorrangig im Sichter vorzunehmen ist. Mit der Vermahlung in
Rollenpressen, Desagglomerierung der Schülpen und anschlie
ßender Sichtung, mit Rückführung des Grobanteils zur Rollen
presse, läßt sich ein Feingut relativ engen Kornaufbaus mit
relativ geringen energetischen Aufwand erzeugen.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Ver
fahrens mit einer Mahltrocknungseinrichtung zur Zerkleinerung
und Trocknung des abgetragenen Bodens, einer Einrichtung zur
thermischen Behandlung des getrockneten Bodens bei hohen
Temperaturen, einer Kühleinrichtung zur Kühlung des thermisch
behandelten Bodens, einer thermischen Nachverbrennung zur
Zersetzung organischer Restbestandteile aus den Prozeßabgasen
und einer Abgasverwertungs- und Reinigungsanlage, ist gekenn
zeichnet durch Mittel zur Ableitung von Abluft aus der Kühlung
zur Mahltrocknung, Mittel zur Ableitung von Abluft aus der
Trocknung zur Kühlung und Mittel zur Ableitung von Über
schußluft als Verbrennungsluft. Vorteilhafte Weiterbildungen
der vorrichtungsgemäßen Merkmale der Erfindung sind den An
sprüchen 9 bis 13 zu entnehmen.
Im folgenden wird die Erfindung in Zeichnungen in bevorzugten
Ausführungsformen gezeigt, wobei den Zeichnungen weitere
vorteilhafte Einzelheiten entnehmbar sind. Es zeigt
Fig. 1 einen Verfahrensstammbaum der Vorrichtung in Form
eines Blockschaltbildes,
Fig. 2-4 Ausführungsbeispiele von Vorrichtungen zur Aufar
beitung kontaminierter Böden nach dem Verfahren, wobei die
einzelnen Elemente der Vorrichtung ebenfalls bildhaft, jedoch
rein schematisch dargestellt sind.
Wie aus Blockschaltbild Fig. 1 hervorgeht, besteht die
Vorrichtung im wesentlichen aus einer Einrichtung 1 zur
Trocknung und Zerkleinerung des abgetragenen Bodens, einer
Einrichtung 2 zur thermischen Behandlung des getrockneten
Bodens, einer Einrichtung 3 zur Kühlung des thermisch behan
delten Bodens, einer Einrichtung 4 zur thermischen
Nachverbrennung der Abgase aus der thermischen Behandlung und
Einrichtungen 5 zur Abwärmeverwertung und/oder Kühlung sowie
zur Reinigung der Abgase aus der thermischen Nachverbrennung.
Der Einrichtung 1 zur Trocknung und Zerkleinerung wird der
abgetragene Boden über eine Aufgabe 6 und Abluft aus der
Kühlung 3 über die Leitungen 7 und 8 zugeführt. Der
getrocknete Boden wird über 13 zur thermischen Behandlung 2
geführt. Für die Erzeugung von Wärme für die thermische Be
handlung 2 wird dieser Brennstoff über 14 und Verbrennungsluft
zugeführt. Die Verbrennungsluft kann teilweise aus der Über
schußluft aus der Kühlung 3 des thermisch behandelten Bodens
über die Leitungen 7, 9 und 10 bezogen werden. Darüber hinaus
kann Verbrennungsluft aus der Atmosphäre und/oder vorgewärmte
Verbrennungsluft aus der Einrichtung 5 bezogen werden, was
jedoch nicht in Fig. 1 gezeigt ist.
Der thermisch behandelte Boden wird über 15 zur
Kühleinrichtung 3 geführt, in der der Boden mit Abluft aus der
Trocknung, die über 12 bezogen wird, und ggf. mit zusätzlicher
Frischluft, wie mit Pfeil 17 angedeutet, abgekühlt wird. Der
so behandelte und schließlich gekühlte Boden wird über 16
abgezogen und kann einer Nachkühlung mit Wasser unterzogen
werden. Die heiße Abluft der Kühlung des thermisch behandelten
Bodens wird über die Leitung 7 und entsprechend der
Kreislaufluftmengen über die Leitung 8 zur Trocknung bzw.
entsprechend der Überschußluftmenge über die Leitung 9 für
die Verwertung als Verbrennungsluft über die Leitung 10 für
die Verbrennung in der thermischen Behandlungseinrichtung 2
und/oder über die Leitung 11 für die Verbrennung in der
thermischen Nachverbrennung geführt.
Die Abgase der thermischen Behandlung werden über die Leitung
18 zur Einrichtung 4 zur thermischen Nachverbrennung geführt.
Dieser Einrichtung wird Brennstoff über 19 und Verbren
nungsluft zugeführt. Die Verbrennungsluft kann teilweise aus
der Überschußluft aus der Kühlung 3 des thermisch behandelten
Boden über die Leitungen 7, 9 und 11 bezogen werden. Darüber
hinaus kann Verbrennungsluft aus der Atmosphäre und/oder
vorgewärmte Verbrennungsluft aus der Einrichtung 5 bezogen
werden, was jedoch nicht in Fig. 1 gezeigt ist.
Die Abgase aus der thermischen Nachverbrennung werden über 20
der Einrichtung 5 zugeführt, in der diese Abgase wärme
wirtschaftlich verwertet und/oder gekühlt sowie gereinigt
werden und über 21 ins Freie abgelassen werden. Bei der
wärmewirtschaftlichen Verwertung kann es sich beispielsweise
um einen indirekten Wärmetauscher zur Aufheizung von Verbren
nungsluft für die Verbrennung in der thermischen Behandlung 3
und/oder für die Nachverbrennung in der Einrichtung 4 handeln.
Eine solche Wärmetauscher-Einrichtung ist jedoch nicht in Fig.
1 gezeigt.
Fig. 1 läßt erkennen, daß die Trocknung 1 mit Abluft aus der
Kühlung 3 des thermisch behandelten Bodens erfolgt, bzw. Luft
zwischen der Trocknung 1 und der Kühlung 3 im Kreislauf ge
führt wird. Dadurch kann die Trocknung 1 abgaslos durchgeführt
werden, was sehr geringe Abgasmengen der gesamten Vorrichtung
und somit reduzierte Luftemissionen gegenüber bisher bekannten
Verfahren zur Folge hat. Eine im Vergleich zur Kreisluftmenge
entstehende Überschußluftmenge, die durch die Wasserver
dampfung bei der Trocknung und durch Falschlufteinzug im
Luftstrom-Kreislauf Trocknung/Kühlung entsteht, muß über 9
abgezogen und geleitet über 10 und/oder 11 als Verbren
nungsluft in die thermische Behandlung 2 und/oder in die
thermische Nachverbrennung 4 eingeführt werden.
In Fig. 2 ist eine Ausgestaltung der Vorrichtung nach der
Erfindung schematisch gezeigt, bei der die Einrichtung zur
Mahltrocknung 1 im wesentlichen aus einer Prallmühle 22, einem
Zyklonabscheider 30, einer Entstaubungsvorrichtung 31, einen
Umluftventilator 33 und einem Kondensator 27 mit Wasseraustrag
28 besteht. Der mit heißer Abluft aus der Kühlung 3
betriebenen Mühle 22 wird der kontaminierte Boden über 6
aufgegeben. Neben der Zerkleinerung findet in der Mühle 22 die
Trocknung statt. Das Gut wird im Luftstrom über die
Steigleitung 29, in der es weiter getrocknet wird, abgeführt
und im Zyklon 30 vom Luftstrom getrennt. Eine Restportion
Feststoff wird im Entstauber 31 niedergeschlagen und über 32
zu dem Zyklonenaustragsprodukt geführt, bzw. mit diesem über
13 der Einrichtung 2 zur thermischen Behandlung geleitet. Die
Abluft der Mahltrocknung wird mit dem Ventilator 33 abgezogen,
in einem Kondensator 28 von Wasserdampf befreit und zur
Einrichtung 3 zur Kühlung des thermisch behandelten Bodens
geführt. Darüber hinaus kann ein Teil der Mahltrocknungsabluft
über 34 direkt zur Prallmühle 22 zurückgeführt werden. Durch
Änderung der durch 34 geführten Luftmenge läßt sich der
Luftstrom durch die Mühle und die Steigleitung unabhängig vom
Trocknungsbedarf in der Mühle ändern.
In der in Fig. 2 gezeigten Ausgestaltung der Erfindung besteht
die Einrichtung 2 zur thermischen Behandlung des getrockneten
Bodens aus einer Dekontaminationsstrecke 41 mit Brennstoff
zufuhr 14 einem Zyklon 42 und einer Verweilzone 43 zur ther
mischen Nachbehandlung. Für die Verbrennung in der Dekonta
minationsstrecke 41 wird Brennluft über 7, 9, 10 aus der Küh
lung 3 über 7, 9 und 10 und/oder aus dem indirekten
Wärmetauscher 71 über 81 bezogen. Der in der
Dekontaminationsstrecke behandelte Boden wird im Zyklon 42
(dem ggf. ein nicht gezeigter Heißgasentstauber nachzuschalten
ist) aus dem Gasstrom abgeschieden und von dort der Verweil
zone 43 zugeführt, in der eine thermische Nachbehandlung
stattfindet. Der vom Feststoff befreite Gasstrom wird über 18
zur Einrichtung 4 zur thermischen Nachverbrennung abgezogen.
Der nachbehandelte Boden wird über 15 zur Kühleinrichtung 3
geführt.
Die Einrichtung 3 zur Kühlung des thermisch behandelten Bodens
besteht im wesentlichen aus den Zyklonen 51, 52 und 53 und den
diese Zyklone verbindenden Luft- und Feststoffleitungen. Der
heiße Boden wird einer Luftleitung aufgegeben, von der Luft
gekühlt und daran anschließend im Zyklon von der Luft ge
trennt. Der im Zyklon abgeschiedene Feststoff wird dann über
eine Feststoffleitung in die nächstkühlere Luftleitung ge
leitet, wo ein weiterer Wärmetausch stattfindet. Es hat sich
als zweckmäßig erwiesen, die Kühlung in drei Etappen durchzu
führen. Sie erfolgt mit Abluft aus der Trocknung 1, die über
12 zugeführt wird. Da die Abluft der Trocknung üblicherweise
Temperaturen um 100°C hat, ist es nicht möglich, den Boden bei
üblichen Luftmengen auf unterhalb etwa 200°C herabzukühlen. Es
hat sich deshalb als zweckmäßig erwiesen, der Kühlung eine (in
Fig. 2 nicht gezeigten) Wasserkühlung nachzuschalten. Die
durch die Bodenkühlung aufgeheizte Luft wird bei 7 entnommen
und zum größten Teil über 8 als Trocknungsluft in die
Mahltrocknungseinrichtung 1 geführt. Eine gewisse
Überschußmenge Luft (die sich aus der System-Falschluftmenge
und der nicht zurückkondensierten Wasserdampfmenge aus der
Trocknung zusammensetzt) ist jedoch über 9 abzuführen und muß
über 10 als Verbrennungsluft zur thermischen Behandlung 2
und/oder über 11 als Verbrennungsluft bei der thermischen
Nachverbrennung eingeführt werden.
Die Einrichtung 4 besteht im wesentlichen aus einer Nachver
brennungsstrecke 60, der Brennstoff bei 19 zugeführt wird.
Brennluft wird aus der Kühlung 3 über 7, 9 und 11 und/oder
aus dem indirekten Wärmetauscher über 22 bezogen. Die Abgase
aus der thermischen Behandlung gelangen über die Leitung 18 in
die Nachverbrennungsstrecke. Die Abgase der thermischen Nach
verbrennung gelangen über die Leitung 20 zur Abgasverwertungs-
und Nachbehandlungseinrichtung 5.
Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausgestaltung der Vorrichtung nach
der Erfindung besteht die Einrichtung 5 im wesentlichen aus
einem indirekten Wärmetauscher 71, einer Gaskonditionierungs
einrichtung 72, einer Gasreinigungseinrichtung 73 und einem
Ventilator 74, mit dem die wärmewirtschaftlich genutzten,
konditionierten und gereinigten Abgase über einen (nicht
gezeigten) Kamin ins Freie 21 abgeführt werden. Der indirekte
Wärmetauscher 71 dient zur Aufheizung von Verbrennungsluft.
Frischluft wird über 80 eingebracht und die aufgeheizte Luft
über 81 zur thermischen Behandlung und/oder über 82 zur
thermischen Nachverbrennung geführt. Nach der wärmewirtschaft
lichen Nutzung wird das Abgas in 72 konditioniert, d. h.
(sofern erforderlich) weiter, beispielsweise in einem Verdamp
fungskühler, abgekühlt und in 73, beispielsweise einem
Elektrofilter, entstaubt. Ferner kann eine (nicht gezeigte)
Entstickungseinrichtung angeschlossen werden.
Fig. 2 läßt sehr deutlich die Kreislaufführung von Luft
erkennen. Die Luftstromführung durch die Mahltrocknung 1 und
die Kühlung 3 erfolgt durch den Ventilator 33 und
Überschußluft kann ausschließlich über 9 entweichen, d. h. in
der Form von vorgewärmter Verbrennungsluft, beispielsweise für
die thermische Behandlung (bei Abzug über 10) und/oder für die
thermische Nachverbrennung (bei Abzug über 11).
Die Luftzufuhr und der Abgasabzug der thermischen Behandlung
und der thermischen Nachverbrennung werden durch den Ventila
tor 74 bewirkt. Dadurch, daß diese Einrichtungen (2 und 4), in
Luftstromrichtung gesehen, der Kühlung 3 nachgeschaltet sind
und aus der Kühlung 3 ohnehin nur wenig Luft (über 9)
abzuführen ist, kann die Vorrichtung mit relativ geringeren
spezifischen Abgasmengen betrieben werden, was die bereits
erwähnten Verfahrensvorteile mit sich bringt. Eine weitere
Verbesserung der Wärmewirtschaft und somit Reduktion der
Abgasmenge ist durch die Aufheizung von Verbrennungsluft im
indirekten Wärmetauscher 71 für die Verbrennung in der
thermischen Behandlung 2 und der thermischen Nachverbrennung 4
gegeben.
In Fig. 3 ist eine Ausgestaltung der Vorrichtung zur
Durchführung des Verfahrens gezeigt, in der die Mahltrocknung
1 in einer Luftstrommühle 23 mit einem nachgeschalteten
Luftstromsichter 24 durchgeführt wird. Das im Sichter
abgeschiedene Grobgut wird über 25 zur Mühle zurückgeführt.
Das Feingut wird im Luftstrom über 29 abgeführt und im Zyklon
30 abgeschieden. Durch die feinere Aufmahlung des
kontaminierten Bodens kann bei der thermischen Behandlung auf
die Nachbehandlung in einer Verweilzone verzichtet werden.
Abweichend von der in Fig. 2 gezeigten Ausgestaltung wird hier
der thermisch behandelte Boden unmittelbar von dem Auslauf aus
dem Zyklon 42 zur Kühlung 3 geführt. Ferner zeigt diese
Ausgestaltung der thermischen Behandlung 2 eine Verbrennungs
luftzufuhr über 44. Dabei kann zur Verminderung der Abgas
menge auch Sauerstoff statt Luft zugeführt werden.
In Fig. 3 ist schließlich, abweichend von der in Fig. 2
gezeigten Vorrichtungsausgestaltung, eine Einrichtung 75 zur
Erzeugung von Nutzenergie, beispielsweise Wasserdampf oder
Strom, durch Verwertung der Wärme der Abgase gezeigt. Die
übrigen in Fig. 3 gezeigten Einrichtungen und
Verbindungsleitungen entsprechen denen der Fig. 2.
Fig. 4 zeigt eine Ausgestaltung der Vorrichtung nach dem
Verfahren in der der kontaminierte Boden in einer Rollenpresse
35 gemahlen und das gemahlene Gut über 36 und 37 einem Sichter
38 aufgegeben wird. Im Sichter 35 wird das Gut desagglomeriert
und in zwei Kornfraktionen aufgeteilt. Die Feinkornfraktion
wird mit dem Luftstrom zum Zyklon 30 und die Grobfraktion über
39 zur Rollenpresse 35 zurückgeführt. Durch diese Aufbereitung
kann bei relativ geringem Energieverbrauch ein sehr enges
Kornband erzeugt werden, was sich vorteilhaft auf die
thermische Behandlung auswirkt. Die Trocknung des Bodens
erfolgt bei dieser Ausgestaltung des Verfahrens im Sichter 38.
Sie kann ferner unterstützt werden, indem bereits gekühlter
oder partiell gekühlter dekontaminierter Boden zum
Mahltrocknungskreislauf zurückgeführt wird, beispielsweise
über 55 und 37 zum Sichter 38.
Bei der in Fig. 4 gezeigten Vorrichtungsausgestaltung ist der
Kühlung mit Trocknungsabluft eine Frischluftkühlung, bestehend
aus dem Frischlufteinzug 17, einem Zyklon 54 und der
Abluftleitung 56, nachgeschaltet. Das durch die Trocknungs
abluft-Kühlung vorgekühlte Gut wird in die Frischluftleitung
17 geführt, in der der Wärmetausch stattfindet. Der so weiter
gekühlte Boden wird dann im Zyklon 54 von Luftstrom abge
schieden und über 16, ggf. zur Wiederauffüllung, abgeführt.
Die vom Feststoff befreite Luft wird über 56 mit der Abluft
aus der Trocknung 12 zusammengeführt und für die Kühlung im
wärmeren Bereich des Kühlers weiterverwertet. Über 17 sollte
jedoch nicht mehr Luft eingebracht werden, als insgesamt für
die Verbrennungen in der thermischen Behandlung und in der
thermischen Nachverbrennung erforderlich ist.
Mit 55 ist dargestellt, daß ein Teil des bereits thermisch
behandelten und gekühlten Bodens zurück zur thermischen
Behandlung geführt wird. Eine solche Rückführung kommt
vorteilhaft zur Anwendung, wenn die zu behandelnden Böden
relativ feucht sind. In Fig. 4 ist beispielhaft gezeigt, daß
der zurückgeführte Boden dem Sichter aufgegeben wird. Alterna
tiv bieten sich die Möglichkeiten, diesen direkt der Dekonta
minationsstrecke 41 oder (bei besonders feuchten Böden) der
Frischgutaufgabe der Gutbett-Rollenpresse 35 zuzufügen.
Alternativ zu der Rückführung des fertig gekühlten Bodens
kommt die Rückführung partiell gekühlten Bodens in Betracht,
beispielsweise ein Teilstrom des Feststoffaustrages aus Zyklon
53. Das hat den Vorteil, daß weniger Material durch 54 zu
ziehen und somit weniger Frischluft für die Endkühlung
erforderlich ist.
Die hier nicht beschriebenen weiteren Einrichtungen der
Vorrichtungsausgestaltung gemäß Fig. 4 entsprechen denen, die
bereits an Hand der Fig. 2 und 3 dargestellt wurden.
Fig. 2-4 zeigen beispielhaft verschiedene Einrichtungs
variationen. Selbstverständlich sind weitere Kombinationen
möglich, beispielsweise der Einsatz einer Rollenpresse mit
Feinstmahlung, derart, daß auf die thermische Nachbehandlung
verzichtet werden kann, gekoppelt mit einem indirekten
Wärmetauscher für die Aufheizung von Verbrennungsluft und
einer der Kühlung mit Trocknerabluft nachgeschalteten
Wasserkühlung. Beispielsweise wird auch von Fall zu Fall die
Rentabilität des Einsatzes eines Kondensators zu erwägen sein.
Ferner können Einrichtungen verschiedenster Art zur Anwendung
kommen, die nicht aufgezeichnet wurden, beispielsweise
Wälzmühlen oder Tandem-Mahlanlagen für die Trocknung und
Zerkleinerung der Böden.
Wie aus der Darstellung und der Beschreibung der
erfindungsgemäßen Vorrichtungsausführungen hervorgeht, kann
kontaminierter Boden in kompakten und betrieblich
unkompliziert beherrschbaren Anlagen, die im wesentlichen aus
bekannten und bewährten Einzelelementen bestehen, durch
Trocknung des Bodens mit Kühlerabluft und Verwertung der
Trocknerabluft als Kühlluft für die Kühlung des thermisch
behandelten Bodens nach dem Verfahren aufgearbeitet werden. Es
stellen sich sehr geringe Abgasmengen ein. Dadurch ist das
Verfahren wärmesparend und äußerst umweltschonend.
Mithin vermeidet das erfindungsgemäße Verfahren und die
entsprechende Vorrichtung die beim Stand der Technik
aufgezeigten Nachteile und erfüllt somit in optimaler Weise
die eingangs gestellte Aufgabe.
Claims (13)
1. Verfahren zur Aufarbeitung kontaminierter Böden und
ähnlicher Materialien, insbesondere von Kokereistandorten,
durch Abtragung, Dekontaminierung und ggf. Wiederauffül
lung der Entnahmestelle mit gereinigten Boden, dergestalt,
daß der abgetragene Boden in einer Mahltrocknungsanlage
zerkleinert und getrocknet wird, der getrocknete Boden bei
hohen Temperaturen thermisch behandelt wird, der thermisch
behandelte Boden mit Luft gekühlt und die Prozeßabgase
einer thermischen Nachverbrennung unterzogen werden, da
durch gekennzeichnet, daß die Trocknung des abgetragenen
Bodens mit Abluft aus der Kühlung des behandelten Bodens
erfolgt, die Abluft dieser Trocknung als Kühlluft für die
Kühlung des behandelten Bodens eingesetzt und der nicht
für die Trocknung verwertete Teil der Abluft der Kühlung
des behandelten Bodens als Brennluft für die Verbren
nungsvorgänge der thermischen Behandlung und/oder der
thermischen Nachverbrennung verwertet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein
Teil des bereits gekühlten Stoffes zur thermischen Behand
lung zurückgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Teil der Abluft aus der Trocknung direkt in den
Trockner zurückgeführt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß aus der Abluft der Trocknung, vor
ihrer Verwertung als Kühlluft, Wasserdampf auskondensiert
wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der nicht aus der Kühlung des
behandelten Bodens bezogene Anteil der erforderlichen Ver
brennungsluft für die Verbrennungsvorgänge der thermischen
Behandlung und der thermischen Nachverbrennung durch Wär
metausch mit den Abgasen aus der thermischen Nachver
brennung vorgewärmt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der abgetragene Boden auf eine
Feinheit entsprechend maximal 20%, vorzugshalber maximal
10% Rückstand auf dem 90-µm-Sieb aufgemahlen wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß der zerkleinerte Boden zunächst
gesichtet, der dabei anfallende Feinanteil der thermischen
Behandlung unterzogen und der Grobanteil zur Zerkleinerung
zurückgeführt wird.
8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den
Ansprüchen 1 bis 7, mit einer Mahltrocknungseinrichtung
zur Zerkleinerung und Trocknung des abgetragenen Bodens,
einer Einrichtung zur thermischen Behandlung des getrock
neten Bodens bei hohen Temperaturen, einer Kühleinrich
tung zur Kühlung des thermisch behandelten Bodens, einer
thermischen Nachverbrennung zur Zersetzung organischer
Restbestandteile aus den Prozeßabgasen und einer
Abgasverwertungs- und Reinigungsanlage, gekennzeichnet
durch Mittel (8) zur Ableitung von Abluft aus der Kühlung
zur Mahltrocknung, Mittel (12) zur Ableitung von Abluft
aus der Trocknung zur Kühlung und Mittel (9) zur Ableitung
von Überschußluft als Verbrennungsluft.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
die Trocknung und Kühlung in einem geschlossenen
Luftkreislauf betrieben wird, der durch einen der Mahl
trocknung nachgeschalteten Umluftventilator (33)
bewirkt wird.
10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 8 und 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß Überschußluft aus der Kreislaufluft als
Verbrennungsluft für die Verbrennung in der thermischen
Behandlung und/oder für die thermische Nachverbrennung mit
einem der Abgasreinigung nachgeschalteten Abgasventilator
(74) abgezogen wird.
11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 8 bis 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Luftstromkreislauf der Trocknung mit
einem Kondensator (27) zur Entfernung von Wasserdampf aus
dem Kreislauf ausgerüstet ist.
12. Vorrichtung nach den Ansprüchen 8 bis 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß sie mit einem indirekten Wärmetauscher (71)
zur Aufheizung von Verbrennungsluft, die nicht als Über
schußluft aus der Kühlung des thermisch behandelten Bodens
bezogen wird, ausgerüstet ist.
13. Vorrichtung nach den Ansprüchen 8 bis 12, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Einrichtung zur Mahltrocknung mit einer
Luftstrommühle (23) einem statischem Sichter (24) und
einer Transporteinrichtung (25) zur Rückführung des
Grobgutes ausgerüstet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19904008281 DE4008281A1 (de) | 1990-03-15 | 1990-03-15 | Verfahren und vorrichtung zur aufarbeitung kontaminierter boeden |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19904008281 DE4008281A1 (de) | 1990-03-15 | 1990-03-15 | Verfahren und vorrichtung zur aufarbeitung kontaminierter boeden |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4008281A1 true DE4008281A1 (de) | 1990-07-26 |
DE4008281C2 DE4008281C2 (de) | 1992-09-24 |
Family
ID=6402270
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19904008281 Granted DE4008281A1 (de) | 1990-03-15 | 1990-03-15 | Verfahren und vorrichtung zur aufarbeitung kontaminierter boeden |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4008281A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2324794A (en) * | 1997-04-30 | 1998-11-04 | Wenfield Services Limited | Excavation apparatus for contaminated land |
CN111842458A (zh) * | 2020-07-01 | 2020-10-30 | 广东中科碧城环境技术有限公司 | 一种有机污染场地热脱附修复方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3836899C1 (de) * | 1988-10-29 | 1989-11-23 | O & K Orenstein & Koppel Ag, 1000 Berlin, De |
-
1990
- 1990-03-15 DE DE19904008281 patent/DE4008281A1/de active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3836899C1 (de) * | 1988-10-29 | 1989-11-23 | O & K Orenstein & Koppel Ag, 1000 Berlin, De |
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GB2324794A (en) * | 1997-04-30 | 1998-11-04 | Wenfield Services Limited | Excavation apparatus for contaminated land |
CN111842458A (zh) * | 2020-07-01 | 2020-10-30 | 广东中科碧城环境技术有限公司 | 一种有机污染场地热脱附修复方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4008281C2 (de) | 1992-09-24 |
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