DE4011206A1 - Verfahren zum reinigen von oberflaechlich mit oel verunreinigtem erdboden und vorrichtung zum durchfuehren des verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen von oberflächlich mit Öl verunreinigtem Erdboden sowie eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens.

Tankerunfälle auf See, bei denen Öl durch eine Beschädigung des Tankers in Küstennähe ins Meer gelangt, führen regelmäßig an den betroffenen Küstenabschnitten zu schweren Ölverschmutzungen, der sog. Ölpest, unter denen besonders die in den Küstenzonen der Meere beheimateten Tiere zu leiden haben. Die notwendige Reinigung der Küsten ist stets eine mühsame und handarbeits-aufwendige Prozedur, bei der das Öl von Hand mit Schaufeln o. dgl. in Behältern eingesammelt werden muß. Um jedoch zu vermeiden, daß zu viele Tiere durch das Öl Schaden erleiden oder daß das Öl zu sehr in den Erdboden einsickert und sich so der weiteren Erfassung entzieht, ist stets Eile geboten, was den bisherigen, manuellen Reinigungsvorgang zusätzlich erschwert und verteuert. Meist muß darüber hinaus ein und dasselbe Gebiet auch noch mehrmals gereinigt werden, da schon versickertes, also schon unter der Erdboden-Oberfläche liegendes Öl durch Schwankung des Wasserspiegels wieder freigesetzt wird.

Bei bekannten chemischen Verfahren wird das Öl durch chemische Bindemittel zu neutralisieren versucht; auch hierbei entstehen Probleme insofern, als die Masse des Öls nach wie vor vorhanden ist und ihre schädlichen Wirkungen, wenn auch durch die Neutralisation vermindert, weiter ausübt.

Ein weiteres Problem neben dem geschilderten hohen und damit teuren Handarbeits-Einsatz ist die Beseitigung der bei der Reinigung anfallenden Ölschlämme.

Dabei ist nicht nur an einen Einsatz an ölverschmierten Küsten, sondern überhaupt dort gedacht, wo Öl oberflächlich in die Erde eingedrungen ist und diese verunreinigt hat.

Es ist mithin die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Reinigen von oberflächlich mit Öl verunreinigtem Erdboden anzugeben, das durch Einsparung von Handarbeit leichter, billiger und schneller durchgeführt werden kann und das gleichzeitig das Problem der Beseitigung der Ölschlämme löst, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Der Grundgedanke des beanspruchten Verfahrens besteht darin, daß Öl vom Erdboden nicht abgehoben wird, sondern daß der Erdboden an Ort und Stelle soweit erhitzt wird, daß die Verbrennungstemperatur des verschmutzten Öles erreicht und damit das Öl vergast und verbrannt wird. Bei einem solchen Verfahren kann jegliche Handarbeit entfallen, da die Erhitzung des Erdbodens von einem Fahrzeug aus erfolgen kann, mit dessen Hilfe die Erhitzungsvorrichtung relativ zum Erdboden bewegt werden kann. Weitere Ausgestaltungen des beanspruchten Verfahrens sind in den Patentansprüchen 2 bis 4 enthalten.

Bei dem beanspruchten Verfahren ist es gegenüber den oben geschilderten bisherigen Verfahren besonders vorteilhaft, daß durch die Erhitzung der Erdboden-Oberfläche die Wärme auch in Bereiche unterhalb der Oberfläche wirken und dort bereits versickertes Öl vergasen und die austretenden Ölgase verbrennen kann; dabei bedarf es im Gegensatz zu mechanischen Verfahren keines Bodenaushubs und im Gegensatz zum chemischen Verfahren verbleiben keine den Boden schädigende Restchemikalien im Boden. Bei einer Temperatur von 950°C unter der im folgenden beschriebenen Haube wird z. B. trockener Boden nach 6 Minuten in 20 mm Tiefe, nach 13 Minuten in 40 mm Tiefe und nach 16 Minuten in 60 mm Tiefe auf die Temperatur von 350°C aufgeheizt. Auf diese Weise ist es möglich, durch Variieren der Verweilzeit auf einer bestimmten Fläche die Reinigungswirkung in der Tiefe festzulegen.

Der Grundgedanke der Vorrichtung zum Durchführen des beanspruchten Verfahrens besteht darin, daß eine Haube zum Abdecken eines bestimmten Erdboden-Abschnitts vorhanden ist, unter der zwischen einer Deckplatte und den zum Erdboden weisenden Seitenwänden ein Raum entsteht, dessen unterste Begrenzungsfläche die verschmutzte Erdboden-Oberfläche ist. In diesen Raum hinein wirken z. B. als Brenner ausgebildete Heizelemente, mit deren Hilfe die Luft unter der Haube soweit aufheizbar ist, daß das auf dem Erdboden liegende Öl zunächst vergast wird und daß die Ölgase dann verbrennen. Dabei wirkt die den Verbrennungsraum allseitig fast vollständig abdichtende Haube so, daß Wärme- und damit Energieverluste weitgehend vermieden werden und daß die Energie der heißen Verbrennungsgase der Brenner durch gezieltes Hinwegleiten über den gesamten, abgedeckten Raum vollständig zum Vergasen der Ölverschmutzung ausgenutzt wird. Dies geschieht im Prinzip dadurch, daß Kamine zum Ableiten der Verbrennungsgase sowohl der Brenner als auch der verbrannten Ölschlämme vorhanden sind, und zwar an Orten auf der Haube, die von den einzelnen Brennern einen möglichst großen Abstand haben, so daß die Verbrennungsgase der Brennerflammen jeweils weit über das zu vergasende Öl hinwegstreichen und erst dann abgeleitet werden, wenn ihre Temperatur abgesunken ist. Auf diese Weise stellt die Haube eine relativ lange Verweilzeit der heißen Gase über der Erdboden-Oberfläche sicher.

Um die Verbrennungsgase sowohl der Brenner als auch der brennenden Ölschlämme solange wie möglich auf hohen Temperaturen zu halten und um auf diese Weise Brennstoff einsparen zu können, kann die Haube wärmeisoliert sein; sie besteht im übrigen aus einem hochhitzebeständigen Material. Die Seitenwände der Haube können zum Teil auch als höhenbewegliche Schürzen ausgebildet sein, die sich besser als starre Seitenwände an Bodenunebenheiten anpassen und einen Eintritt von kalter, den Brennstoffverbrauch erhöhender Außenluft in den Brennraum unter der Haube nach Möglichkeit verhindern.

Die Bewegung der beanspruchten Vorrichtung relativ zum verunreinigten Erdboden kann kontinuierlich erfolgen oder absatzweise so, daß Fläche nach Fläche behandelt wird. Dabei ist es in keinem Fall notwendig, Erdboden mechanisch zu bewegen; auch Steine von einer solchen Größe, daß sie unter der Haube Platz finden, können in den Reinigungsprozeß einbezogen werden.

Als Transportfahrzeug für die beanspruchte Vorrichtung sowie für den notwendigen Brennstofftank können Landfahrzeuge, z. B. LKW oder Kranfahrzeuge, eingesetzt werden aber auch Wasserfahrzeuge z. B. Flöße oder Schiffe. Als Brennstoff für die Brenner der beanspruchten Vorrichtung kann sowohl Heizöl als auch Gas verwendet werden.

Anhand der beigefügten Zeichnungen werden nun mehrere Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach der Erfindung beschrieben.

Fig. 1a zeigt eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 1b zeigt eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig. 1a, wobei sowohl das Fahrzeug 4 als auch die Aufhängung 6 der Haube 1 zur klareren Darstellung fortgelassen worden sind;

Fig. 2 zeigt in einer teilweise geschnittenen, schematischen Seitenansicht einer Haube 1 in einer von der Darstellung in Fig. 1a abweichenden Ausführungsform;

Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung in einer Darstellung gemäß Fig. 1b.

Gemäß Fig. 1a hängt eine Haube 1, die aus einer Deckplatte und aus Seitenteilen 2 besteht, an einer Ausleger-Aufhängevorrichtung 6, die ihrerseits auf einem Fahrzeug 4 angebracht ist, welches auch den Brennstofftank 8 trägt. Die Deckplatte der Haube 1 kann mit einer Isolierschicht 10 versehen sein und die Seitenteile 2 der Haube können an der Deckplatte starr angebracht, aber auch als zum Teil höhenbewegliche Schürzen ausgebildet sein. Die gesamte Haube besteht aus einem hochhitzebeständigen Material.

Unterhalb der Haube 1 sind Brenner 5 beliebiger Zahl angeordnet, wobei diese Brenner bei der Ausführungsform nach Fig. 1b alle in einer Seitenwand 2 angeordnet sind. Die Brenner 5 wirken mit ihren Flammen 7 in den Raum unter der Haube 1 hinein; an der gegenüberliegenden Seite der Haube 1 befinden sich in der Deckplatte Kamine 3 in beliebiger Anzahl; die Zahl der Kamine sollte jedoch so hoch gewählt werden, daß der gesamte Raum unter der Haube 1, der zwischen den Brennern 5 und den Kaminen 3 liegt, gleichmäßig von den Verbrennungsgasen der Brenner 5 überstrichen wird.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 sind die Brenner 5′ in jeweils einer Seitenwand 2′ bzw. in einem feststehenden Teil dieser ansonsten höhenbeweglichen Seitenwand angeordnet und zwar jeweils benachbart einer weiteren Seitenwand 2′ so, daß der jeweilige Brenner seine Wirkung längs und parallel zu dieser benachbarten Seitenwand 2′ entfaltet. Im Bereich vor dem jeweils nächsten Brenner 5, befindet sich ein Ablenkblech 14, das die Verbrennungsgase des jeweiligen Brenners zum Mittenabschnitt der Haube 1 umlenkt. In diesem Fall sind die Kamine 3′ im Mittelabschnitt der Deckplatte der Haube 1 angeordnet.

Es ist auch eine Ausführungsform denkbar, wo die Brenner regelmäßig über die Haubenfläche verteilt, an der Haube angebracht sind und senkrecht nach unten in den Raum zwischen Haube 1 und Erdboden hinein wirken. Solche Brenner können als Flächen-Strahlungsbrenner ausgebildet werden und verwenden als Brennstoff Heizgas. Werden solche Brennertypen eingesetzt, so wird der Boden mit dem darauf sich befindenden Öl fast ausschließlich durch Strahlung erhitzt, was ein außerordentlich gleichmäßiges Aufheizen des Bodens bewirkt und hohe Wärmestromdichte zuläßt.

Wie dies in Fig. 2 dargestellt ist, können bei beiden beschriebenen Ausführungsformen in den Kaminen 3, 3′ Wärmetauscher 13 eingebaut sein, mit deren Hilfe die Ansaugluft der Brenner 5, 5′ vorgewärmt werden kann, so daß eine erhebliche Brennstoffersparnis möglich ist. Die Brenner 5, 5′ selbst sind jeweils entweder mit einem nicht dargestellten, integrierten Verbrennungsluftgebläse ausgestattet oder die Luftversorgung aller Brenner 5, 5′ erfolgt über ein zentrales Gebläse 12.

Ferner können auf den Kaminen 3, 3′ bei beiden Ausführungsformen verstellbare Drosselorgane 11 vorhanden sein, durch die sowohl der Druck als auch die Temperatur im Raum unter der Haube 1 in gewissen Grenzen verändert werden kann.

Es wird nun die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben.

Die Haube 1 wird durch das Fahrzeug 4 zu dem zu reinigenden Erdbodenabschnitt 9 transportiert und dort solange abgestellt, bis dieser Abschnitt gereinigt ist. Zur Reinigung von ebenen Erdboden-Abschnitten kann die Anlage auch kontinuierlich bewegt werden, indem sie langsam, jedoch ohne Unterbrechung, über die zu reinigende Fläche bewegt wird. Durch die Brenner 5, 5′ wird der Raum unter der Haube 1 und die zu reinigende Fläche gleichmäßig erhitzt, wobei das oberflächlich in den Erdboden eingedrungende und das noch auf der Erdoberfläche liegende Öl vergast, gezündet und verbrannt wird. Zur vollständigen Verbrennung der bei der Ölerhitzung entstehenden Gase ist unterhalb der Haube eine Temperatur von mindestens 850°C notwendig. Die Rauchgas aus der Verbrennung sowohl des Brennstoffes aus den Brennern 5, 5′ als auch des auf dem Erdboden lagernden Öls werden durch natürlichen Zug, also ohne Abgasgebläse, über die Kamine 3, 3′ abgeblasen; dabei durchströmt es bei einer Ausführungsform die oben beschriebenen Wärmetauscher 13 zum Vorwärmen der Verbrennungsluft. Durch Einstellen der Drosselorgane 11 an den Kaminen 3, 3′ können die Bedingungen im Raum unter der Haube 1 in gewissen Grenzen verändert werden.

Claims (17)

1. Verfahren zum Reinigen von oberflächlich mit Öl verunreinigtem Erdboden, dadurch gekennzeichnet, daß die Erdboden-Oberfläche ohne mechanische Bewegung derselben bis zur Verbrennungstemperatur des Öls erhitzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erdboden-Oberfläche mit Hilfe eines oder mehrerer Brenner erhitzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Brenner kontinuierlich oder diskontinuierlich über den Erdboden hinwegbewegt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Brenner in einer quer zu ihrer Bewegungsrichtung stehenden Richtung wirken.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

• - daß eine Haube (1) vorgesehen ist, die aus einer etwa parallel zur Erdboden-Oberfläche verlaufenden und im Abstand zu dieser angeordneten Deckplatte sowie zur Erdboden-Oberfläche hin gerichteten Seitenteilen (2, 2′) besteht,
• - daß Heizelemente vorgesehen sind, die ihre Heizwirkung in den Raum unter der Haube (1) hinein entfalten,
• - und daß einer oder mehrere Kamine (3, 3′) zum Ableiten der Verbrennungsgase vorgesehen sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckplatte der Haube (1) eine Wärmeisolierung (10) aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenteile (2, 2′) als zumindest teilweise höhenbewegbare Schürzen ausgebildet sind.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizelemente als Brenner (5) ausgebildet sind, die in einer Seitenwand (2) der Haube (1) bzw. in einem feststehenden Teil dieser Seitenwand (2) angebracht sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizelemente als Brenner ausgebildet sind, die an der Deckplatte der Haube angebracht sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Brenner als sogenannte Strahlungsbrenner ausgebildet sind.

11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kamine (3) in der Deckplatte (10) nahe derjenigen Seitenwand (2) angeordnet sind, die der Seitenwand (2) mit den Brennern gegenüberliegt.

12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet,

• - daß jeweils ein Brenner (5′) an einer Seitenwand (2′) der Haube (1) so angeordnet ist, daß er seine Wirkung parallel und benachbart zu einer angrenzenden Seitenwand (2′) entfaltet,
• - daß vor dem Wirkungsbereich des jeweils nächsten Brenners (5′) Leitbleche (14) zum Ablenken der Verbrennungsgase zum Haubeninneren angeordnet sind, und
• - daß die Kamine (3′) in der Haubenmitte angeordnet sind.

13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kamine (3, 3′) zum Steuern von Druck und Temperatur unter der Haube (1) mit Drosselorganen (11) versehen sind.

14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Kamine (3, 3′) mit Wärmetauschern (13) versehen sind, in denen die den Brennern (5, 5′) zugeleitete Verbrennungsluft vorwärmbar ist.

15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Haube (1, 2, 2′, 10), Brennern (5, 5′) und Kaminen (3, 3′) bestehende Haubeneinheit seitlich an einem Fahrzeug (4) befestigt ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Haubeneinheit relativ zum Fahrzeug (4) in eine Richtung quer zur Fahrtrichtung des Fahrzeuges (4) bewegbar ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Haubeneinheit vom Fahrzeug (4) aus heb- und senkbar ist.