DE4037919A1 - Verfahren zur entsorgung von treibladungsmitteln aus munition durch verbrennung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, mit dessen Hilfe Treibladungsmittel aus Munition, wie z. B. Schützenmunition, Granaten und Raketen durch Verbrennung entsorgt werden können.

Im militärischen Bereich fielen und fallen Treibladungsmittel aus Schützenmunition, Granaten und Raketen in größeren Mengen an, die keiner Verwendung mehr zugeführt werden können und deshalb fachgerecht entsorgt werden müssen. Der größte Teil dieser Treibladungsmittel aus Munition (<95%) ist gekennzeichnet durch hohe Stickoxidemission bei Entsorgung durch Verbrennung. Des weiteren fallen Treibladungsmittel aus der Zeit des 2. Weltkrieges an, die bisher umweltgefährdend im Boden abgelagert wurden. Diese Treibladungsmittel sind auf der Basis von Nitrozellulose und Nitroglyzerin aufgebaut. Sie liegen in Pulverform (geringer Teil) und in Stangenform (überwiegend) vor.

Bisher war es allgemein üblich, Treibladungsmittel innerhalb von militärischen Objekten offen in der Atmosphäre, in einer Sandgrube, in einem Schießstand oder in geschlossenen Öfen durch Verbrennung zu vernichten. Diese Art der Entsorgung erfolgte zyklisch. Die dabei entstehenden Abgase mit hohen Stickoxidanteilen wurden in Bodennähe oder über einen Schornstein ohne Abgasreinigungsanlage an die Atmosphäre abgegeben. Vernichtet wurde überaltertes Treibladungsmittel, welches nach einer bestimmten Zeitdauer (ca. 10 Jahre) durch neues Treibladungsmittel ersetzt wird (Recycling) oder Treibladungsmittel, die im Rahmen der Abrüstungsbestrebungen anfallen (Verschrottung).

Bekannt ist auch ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verbrennen von Explosivstoffen (DE-OS 38 22 648), bei dem ein offener Brandplatz in einem Sicherheitsgebäude vorliegt. Die Verbrennung der Explosivstoffe erfolgt mittels eines fernbedienten Brenners. Die entstehenden Abgase werden abgesaugt und einer Reinigung zugeführt, bei der die in den Abgasen enthaltenen Verunreinigungen entfernt und umweltgerecht entsorgt und die gereinigten Abgase in die Atmosphäre ausgetragen werden. Anschließend werden die Träger der Vorrichtung mit den darauf befindlichen Rückständen der verbrannten Explosivstoffe weitertransportiert und gekühlt, von den Verbrennungsrückständen befreit, gereinigt und erneut mit Explosivstoffen versehen.

Die bisher allgemein üblichen zyklischen Entsorgungsmethoden sind gekennzeichnet durch hohe Umweltbelastungen und Schäden an der Umwelt. Die gesetzlich vorgeschriebenen Grenzwerte für Stickoxidemission werden überschritten. Die bekannten Verfahren und Einrichtungen ermöglichen keinen kontinuierlichen, ununterbrochenen Betrieb und keine energetische Nutzung.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, unter Vermeidung der Nachteile des Standes der Technik ein Verfahren zu entwickeln, das eine großtechnische, kontinuierliche, gefahrlose und umweltverträgliche Entsorgung von Treibladungsmitteln aus Munition verbunden mit einer energetischen Nutzung ermöglicht.

Das Verfahren zur Entsorgung von Treibladungsmitteln aus Munition, wie z. B. Schützenmunition, Granaten und Raketen, ist dadurch gekennzeichnet, daß das aus der Munition entnommene Treibladungsmittel in einem Vorratsbehälter mit Wasser aufbewahrt wird. Von diesem Vorratsbehälter wird das Treibladungsmittel im befeuchteten Zustand oder als Suspension einem Zuteiler übergeben und von diesem einer Zerkleinerungseinrichtung zugeführt. In dieser Zerkleinerungseinrichtung wird das Treibladungsmittel unter Beigabe von Wasser zu körnigen Teilchen in Größenordnungen bis 30 mm zerkleinert. Dabei müssen Temperaturerhöhungen über 60°C, Funken- und/oder Staubbildungen mit Sicherheit vermieden werden. Das in der Zerkleinerungseinrichtung entstehende Wasser-Treibladungsmittel-Gemisch wird in einem nachgeordneten Lagerbehälter aufbewahrt. Von diesem wird das Gemisch nachgeschalteten Eintragsvorrichtungen mit integrierter Explosionssperre zugeführt und in diesen durch gesteuerte Entwässerung minimiert. Das danach nur noch in feuchter Form vorliegende Treibladungsmittel wird einer Wirbelschichtfeuerung, vorzugsweise einer zirkulierenden Wirbelschichtfeuerung, zugestellt. Dem Feuerraum der Wirbelschichtfeuerung werden des weiteren zusätzlich nicht brennbare oder brennbare, stickoxidreduzierende Zuschlagstoffe, z. B. Harnstoffe oder Rohbraunkohle mit bis 50% Gewichtsanteile bezogen auf das Treibladungsmittel zugeführt. Außerdem erfolgt eine gestufte Luftzuführung in den Feuerraum der Wirbelschichtfeuerung.

Nach einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung wird zur Temperaturregelung in der Wirbelschichtfeuerung zurückgesaugtes Rauchgas zur Kühlung eingesetzt.

Gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal wird die bei der Verbrennung des befeuchteten Treibladungsmittel-Gemisches in Wirbelschichtfeuerung freiwerdende Wärmeenergie durch Kraftwärmekopplung genutzt.

Schließlich werden der Wirbelschichtfeuerung erforderlichenfalls Einrichtungen zur Entstickung der Verbrennungsgase nachgeschaltet.

Die Erfindung ermöglicht es, Treibladungsmittel aus Munition großtechnisch und kontinuierlich sicher durch eine umweltverträgliche und kontrollierbare Verbrennung zu entsorgen. Durch das Verfahren werden gegenüber den üblichen Verfahren Stickoxidemissionen wesentlich herabgesetzt. Außerdem ermöglicht die Erfindung eine energetische Nutzung durch Reststoffverwertung in Form einer Kraftwärme-Kopplung.

Die Verbrennung der Treibladungsmittel insbesondere in einer zirkulierenden Wirbelschichtfeuerung bewirkt, daß durch die hohen Stoff- und Wärmeübergangsverhältnisse und die hohe Stoffdichte in der Wirbelschicht bei niedrigen Temperaturen keine explosive, sondern eine kontinuierliche, gedämpfte Verbrennung stattfindet. In der Wirbelschicht ist durch die Zugabe von stickoxidreduzierenden Zuschlagstoffen bereits in der Verbrennungszone, durch gestufte Luftzuführung in den Feuerraum sowie durch Rauchgasrückführung eine günstige Voraussetzung zur Minimierung von Schadstoffentstehung vorhanden.

Eine Verbrennung ist auch bei niedrigem Heizwert unter hoher Sicherheit durch Zumischung von Wasser (Treib­ ladungsmittel-Wasser-Gemisch) für einen großen Massestrom möglich.

Es können auch stark mit Inertmaterial (z. B. Erdreich) vermischte Treibladungsmittel und Pulver (Altlasten) stabil und gleichmäßig verbrannt werden.

Die Erfindung als Verfahren wird an einem Beispiel erläutert. Die aus der Munition, wie z. B. Schützenmunition, Granaten und Raketen entfernten Treibladungsmittel werden unter Einhaltung geltender Sicherheitsvorschriften zum Standort einer vorzugsweise zirkulierenden Wirbelschichtanlage transportiert.

Das in Stangen- oder Plättchenform vorliegende Treibladungsmittel wird einem dichten, verschlossenen und bruchsicheren Vorratsbehälter zugeführt und in diesem unter Wasser aufbewahrt. Der Vorratsbehälter faßt die für eine Tagesverarbeitung notwendige Menge, er ist außerdem vor unbefugter Entnahme und gegen Temperaturerhöhung über 60°C gesichert. Die Anwesenheit von Wasser im Vorratsbehälter ist ständig zu kontrollieren. Im Bedarfsfall sind zusätzliche Bewässerungsmaßnahmen vorzusehen. Der im Vorratsbehälter für eine Tagesverarbeitung befindliche Anteil von Treibladungsmitteln wird mittels eines Zuteilers entweder im befeuchteten Zustand oder als Suspension einem nachgeordneten Schneidgranulierer als Zerkleinerungseinrichtung zugestellt. Es wurde gefunden, daß eine mechanische Trennung der Treibladungsmittel durch Schneiden am vorteilhaftesten ist. Die Zerkleinerung im Schneidgranulierer erfolgt ebenfalls durch Beigabe von Wasser, d. h. entweder im Wasserbad oder durch intensive Wasserbesprühung. Jede Temperaturerhöhung über 60°C, Funkenbildung und die Entstehung von Feinkornanteilen (Staub) muß mit Sicherheit vermieden werden. Die bei der Zerkleinerung anfallenden Teilchen sind bis 30 mm groß. Das bei der Granulierung zu Einsatz kommende Wasser wird erforderlichenfalls einer Entsorgung bzw. Reinigung unterworfen.

Nach erfolgter Granulation wird das entstandene Wasser- Treibladungsmittel-Gemisch einem nachgeordneten Lagerbehälter übergeben und in diesem aufbewahrt. Der Lagerbehälter ist mit Füllstands- und Wasserstandskontrolle und Temperaturkontrolle ausgerüstet und ermöglicht eine völlige Entleerung. Der Behälter ist des weiteren dicht abgeschlossen und bruchsicher. Außerdem sind vorbeugende Maßnahmen gegen eine Entmischung des Treibladungs­ mittel-Wasser-Gemisches vorgesehen. Über dem Lagerbehälter nachgeschaltete Eintragsvorrichtungen mit integrierter Explosionssperre wird das Gemisch dem Feuerraum einer zirkulierenden Wirbelschichtfeuerung zugeführt. Vor der Zustellung in den Feuerraum wird das aus dem Lagerbehälter zugestellte Treibladungsmittel-Wasser- Gemisch in den Eintragsvorrichtungen durch gesteuerte Entwässerung minimiert. Die im Eintragssystem vorgesehene Explosionssperre ist notwendig, damit ein Rückzünden auch bei Stillstand der Förderung durch die Eintragsvorrichtungen als Fördersystem bis in die Lagerbehälter mit Sicherheit vermieden wird. Am Eintrag erfolgt Temperaturkontrolle. Bei Temperaturgrenzenüberschreitung wird Notwasser eingespritzt.

Zusätzlich zu dem entwässerten Treibladungsmittel werden in den Feuerraum der zirkulierenden Wirbelschichtfeuerung nicht brennbare oder brennbare, stickoxidreduzierende Zuschlagstoffe eingespeist. Als Zuschlagstoffe kommen z. B. Harnstoffe oder Rohbraunkohle mit bis 50% Gewichtsanteilen bezogen auf das Treibladungsmittel zur Anwendung. Außerdem erfolgt eine gestufte Luftzuführung in den Feuerraum.

Ziel der gestuften Luftzuführung in den Feuerraum, der Temperaturkonstanthaltung sowie des Einsatzes von Zuschlagstoffen zum Treibladungsmittel soll es sein, die Reaktion des Treibladungsmittels unter den Bedingungen der zirkulierenden Wirbelschichtfeuerung so zu gestalten, daß eine Minimierung der Stickoxidemission eintritt. Es wird angestrebt, daß durch Anwesenheit der Zuschlagstoffe eine Reduktion des Stickoxides erreicht werden kann.

Zur Temperaturregelung in der zirkulierenden Wirbelschichtfeuerung kann bei der Verbrennung entstehendes, zurückgesaugtes Rauchgas als Kühlmittel eingeblasen werden. Die bei der Verbrennung des befeuchteten Treibladungs­ mittel-Wasser-Gemisches in der zirkulierenden Wirbelschichtfeuerung freiwerdende Wärmeenergie wird durch Kraftwärme-Kopplung für den Eigenbedarf und/oder durch Abgabe an Dritte genutzt.

Claims (4)

1. Verfahren zur Entsorgung von Treibladungsmitteln aus Munition durch Verbrennung, dadurch gekennzeichnet, daß das Treibladungsmittel Vorratsbehältern mit Wasserfüllung zugeführt und von diesen im befeuchteten Zustand oder als Suspension über einen Zuteiler einer Zerkleinerungseinrichtung zugestellt und in dieser unter Beigabe von Wasser und unter Vermeidung von Temperaturerhöhungen über 60°C, Funken- und/oder Staubbildung zu körnigen Teilchen in Größenordnungen bis 30 mm zerkleinert wird, das entstehende Treib­ ladungsmittel-Wasser-Gemisch in einem dichten, der Zerkleinerungseinrichtung nachgeordneten Lagerbehälter aufbewahrt und nachgeschalteten Eintragsvorrichtungen mit integrierter Explosionssperre zugeführt, in diesen durch gesteuerte Entwässerung minimiert wird und danach einer Wirbelschichtfeuerung, insbesondere einer zirkulierenden Wirbelschichtfeuerung zugestellt wird, dem Feuerraum der Wirbelschichtfeuerung zusätzlich nicht brennbare oder brennbare, stickoxidreduzierende Zuschlagstoffe, z. B. Harnstoffe oder Rohbraunkohle mit bis 50% Gewichtsanteilen bezogen auf das Treibladungsmittel zugeführt werden und eine gestufte Luftzuführung in den Feuerraum der Wirbelschichtfeuerung erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Temperaturregelung in die Wirbelschichtfeuerung zurückgesaugtes Rauchgas zur Kühlung eingeblasen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die bei der Verbrennung des befeuchteten Treib­ ladungsmittel-Gemisches in der Wirbelschichtfeuerung freiwerdende Wärmeenergie durch Kraftwärmekopplung genutzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirbelschichtfeuerung erforderlichenfalls Einrichtungen zur Entstickung der Verbrennungsgase nachgeschaltet werden.