DE4008281C2 - - Google Patents

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 Brennstoffeinsatzerfordernisse und erheblich 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 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 38 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 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, gekennzeichnet durch einen der Mahltrocknung nachgeschalteten Umluftventilator (33) zur Betreibung der Trocknung und Kühlung in einem geschlossenen Luftkreislauf.

10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 8 und 9, gekenn­ zeichnet durch einen der Abgasreinigung nachgeschalteten Abgasventilator (74) zum Abziehen von Überschußluft aus der Kreislaufluft als Verbrennungsluft für die Verbrennung in der thermischen Behandlung und/oder für die thermische Nachverbrennung.

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.