DE4128331A1 - Verfahren und vorrichtung zur reinigung von kontaminierten boeden - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur reinigung von kontaminierten boeden

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reinigung von mit aliphatischen, aromatischen und/oder halogenierten Kohlenwasserstoffen kontaminierten Böden, die nach einer mechanischen Zerkleinerung und einer Vortrocknung in einem geschlossenen Kreislauf mit einer Lösung aus n-Pentan, Petroläther, Hexan oder dergleichen zu einem gleichmäßigen Flüssigkeits-Feststoffgemisch homogenisiert werden, hiernach dieses Gemisch in einem zur Horizontalen geneigten, mit einem Bodensieb versehenen Reaktorbehälter von einem Schraubförderer aufwärts bewegt und dabei das Schadstoff-Lösungsgemisch abgesiebt sowie anschließend der Feststoff einer Nachtrocknung unterzogen wird, wobei sämtliche mit Lösung oder Lösungsdampf behafteten Verfahrensschritte vom Beginn der Homogenisierung bis zum Ende der Nachtrocknung der Bodenbestandteile unter Vakuum stattfinden.
Ein Verfahren dieser Art ist aus der DE-OS 37 26 282 bekannt geworden. Dabei werden die verunreinigten Böden jeweils mit der Lösung in mehreren Stufen hintereinander gemischt und das in jeder Stufe anfallende Lösungsgemisch mit seinem jeweiligen Anteil an Schadstoffkonzentrat von den Bodenbestandteilen vor deren Einleitung in die folgende Stufe getrennt und aus der betreffenden Stufe abgezogen. Die verunreinigten Böden werden während der mechanischen Aufbereitung auf eine Korngröße in einem Bereich von ca. 2 mm bis 30 mm verkleinert und/oder vorgetrocknet. Über den Grad der Vortrocknung ist in dieser Druckschrift nichts ausgesagt.
In umfangreichen Versuchen dieses vorbekannten Verfahrens hat es sich erwiesen, daß diesem Verfahren so lange kein durchschlagender Erfolg beschieden ist, wie die Korngröße zu groß und der Feuchtigkeitsgehalt der zu trocknenden Böden zu hoch ist. Dies scheint daran zu liegen, daß andernfalls das Lösungsmittel, z. B. Hexan, aufgrund der Oberflächenspannung des den Granulatkern einhüllenden Wassers der einzelnen Bodenbestandteile an deren Außenoberfläche entlangfließt, ohne den Granulatkern mit der gewünschten Intensität von seinen Schadstoffen reinigen zu können. Als störend wird ferner der hohe apparative Aufwand von drei bis sechs hintereinander geschalteten Reinigungsstufen empfunden.
Von diesem nächstliegenden Stand der Technik ausgehend, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der vorgenannten Gattung zu schaffen, mit welchem bei geringerem apparativen Aufwand die verunreinigten Böden trotzdem mit dem gewünschten Reinigungsgrad in kostengünstiger Weise dekontaminiert werden können.
Diese Aufgabe wird in Verbindung mit dem eingangs genannten Gattungsbegriff erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die verunreinigten Böden vor ihrer Vortrocknung auf eine Korngröße von höchstens 3 mm verkleinert und ihr Schluffanteil, bezogen auf die Trockensubstanz, auf höchstens 30% begrenzt werden, bevor sie auf einen Wasserrestgehalt, bezogen auf die Trockensubstanz, von maximal 8% vorgetrocknet werden, und anschließend das Flüssigkeits-Feststoffgemisch nach seiner Homogenisierung in dem Reaktorbehälter mit einer Sieböffnungsgröße von maximal 50 µ abgesiebt wird. Mit diesem Verfahren konnten die verunreinigten Böden bis zu einem Reinheitsgrad von 99% dekontaminiert werden. Dabei wurde überraschenderweise gefunden, daß bei einer Korngröße bis maximal 3 mm und einem Wasserrestgehalt von höchstens 8% das Lösungsmittel, z. B. Hexan, intensiv die Schadstoff-Verunreinigungen von den Oberflächen und den Granulatkernen zu reinigen imstande war. Zur Gewährleistung eines kontinuierlichen Abflusses der mit Schadstoffenkonzentrat gemischten Lösung durch die Siebe wurde einerseits der Schluffanteil auf höchstens 30% und die Sieböffnungsgröße auf maximal 50 µ begrenzt. Unter Schluffanteilen versteht man Korngrößen unter 20 µ, die aufgrund ihrer großen Adhäsionskräfte zu Anbackungen und Verstopfungen von Sieböffnungen führen. Diese sind im vorliegenden Fall äußerst gering, nämlich von einer Öffnungsgröße von maximal 50 µ ausgebildet werden. Bei einem zu hohen Schluffanteil werden erfindungsgemäß schluffreie oder schluffarme Bodenbestandteile, z. B. verunreinigte Sande, zugemischt. Dabei stehen die Schluffanteile und die geringe Sieböffnungsgröße in einem gewissen Gegensatz zueinander. Je geringer die Sieböffnungsgröße ist, die ja zudem noch durch andere Feststoff-Bestandteile verfahrensbedingt verengt wird, desto stärker werden die Sieböffnungen je für sich als auch insgesamt verkleinert bzw. verstopft. Dennoch hat das erfindungsgemäße Verfahren in überraschender Weise mit den vorerörterten Parametern den gewünschten intensiven Reinigungsgrad ergeben.
Das kontaminierte, mit Wasser befrachtete Bodenmaterial wird vorteilhaft bei einer Temperatur von ca. 200oC bis 300oC mittels Hochtemperaturöl getrocknet, bevor es in einem an sich bekannten, als Pflugscharmischer ausgebildeten Homogenisierungsbehälter bei einer Verweilzeit von ca. 4-5 Minuten unter Umrühren bei einer Drehzahl zwischen 14 U/min und 173 U/min mit einer Lösung aus n-Pentan, Petroläther, Hexan oder dergleichen gemischt und homogenisiert wird.
Um dabei das Lösungsmittel äußerst intensiv mit dem Flüssigkeits-Feststoffgemisch zu kontaktieren und die Schadstoffbestandteile abzuwaschen, wird in den Reaktorbehälter noch zusätzlich in regelmäßigen Abständen eine Lösung aus n-Pentan, Petroläther, Hexan oder dergleichen eingesprüht, wobei sich der Reaktorbehälter je nach Mischung mit einer Drehzahl zwischen ca. 29 U/min und 170 U/min dreht.
Die aus dem Reaktorbehälter abgesiebte, mit Schadstoffkonzentrat gemischte Lösung wird in der aus der DE-OS 37 26 282 bekannten Weise in einem Vorlagebehälter gesammelt sowie nach Verdampfung und Kondensation erneut zur Homogenisierung und zur Einsprühung in den Reaktorbehälter wiederverwendet. Dadurch braucht lediglich das abgesiebte Schadstoffkonzentrat entsorgt zu werden, nicht jedoch das stets erneut wiederverwendete Lösungsmittel.
Nach Verlassen des Reaktorbehälters wird das von der mit Schadstoffkonzentrat beladenen Lösung bereits weitgehend befreite Feststoff-Gemisch einer Nachtrocknung bei einer Temperatur von ca. 160oC gleichfalls mittels Hochtemperaturöl unterzogen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Reinigung von mit aliphatischen, aromatischen und/oder halogenierten Kohlenwasserstoffen kontaminierten Böden geht gleichfalls vom Gegenstand der DE-OS 37 26 282 mit einer Vortrocknung, einem dahinter angeordneten Homogenisierungsbehälter, einem Reaktorbehälter und einer Nachtrockenschnecke aus, von denen sowohl der Homogenisierungs- als auch der Reaktorbehälter je eine Zuleitung für die Lösung und der Reaktorbehälter eine Ableitung für das Schadstoff-Lösungsgemisch und die Trockenschnecke eine Ableitung für den Lösungsmitteldampf aufweisen, wobei am Einlaß in den Homogenisierungsbehälter und am Auslaß der Trockenschnecke je eine das in den dazwischen angeordneten Behältern herrschende Vakuum sichernde Schleuse angeordnet ist. Das Vakuum muß deshalb gesichert werden, weil Dämpfe von n-Pentan mit einem Siedepunkt von etwa 36oC und von Petroläther mit etwa 50oC in Verbindung mit Luft bei einem Volumenverhältnis von 0,6 bis 8 Volumenprozente explosive Gemische bilden können, so daß vom Beginn der Homogenisierung bis zum Ende der Trocknung der Bodenbestandteile sämtliche mit Lösung oder Lösungsdämpfen bebehafteten Verfahrensschritte zur Erzielung einer Umkehr von explosiven Gemischen unter Vakuum gesetzt werden müssen.
Ausgehend von einer Vorrichtung dieser Art wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe vorrichtungsmäßig dadurch gelöst, daß die Schleusen aus Schnecken-Exzenterpumpen bestehen und der Reaktorbehälter an seinem dem Ausgang des Homogenisierungsbehälters zugeordneten Teil von einer Abtropfschnecke mit einem feststehendem Gehäuse mit Siebboden und sich drehender Förderschnecke und an seinem der Nachtrockenschnecke zugekehrten Teil von einem sich drehenden Trommelgehäuse mit an deren Innenwandung angeordneter Siebwendel gebildet ist, in deren konzentrischen Freiraum mindestens eine Zuleitung mit mehreren Auslaßöffnungen für die Lösung angeordnet ist. Durch die Verwendung von Schnecken-Exzenterpumpen als Schleusen, die gegen einen Druck von 6 bar arbeiten können, wird einerseits das Vakuum in den Reaktorräumen gesichert und andererseits durch die Schaffung eines komprimierten Reaktorbehälters die Hintereinanderschaltung von mehreren getrennten Reinigungsstufen entbehrlich und dadurch der apparative Aufwand entsprechend geringer. Dabei erfolgt im Homogenisierungsbehälter und in der Abtropfschnecke eine erste Reinigung der verunreinigten Böden mit einem Reinigungsgrad von ca. 50%. Da gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 der Reaktorbehälter zur Horizontalen geneigt ist, fördert die Abtropfschnecke in einem feststehenden Gehäuse das im Homogenisierungsbehälter intensiv gemischte Flüssigkeits-Feststoffgemisch in einer aufwärts gerichteten Förderrichtung, so daß das Schadstoff-Lösungsgemisch unter seiner Schwerkraft im Gegenstrom unter voller Ausnutzung der gesamten Siebfläche des Bodensiebes abfließen kann. Hiernach gelangt das von ca. 50% seiner Schadstoffbestandteile gereinigte Bodenmaterial in das nachgeordnete Trommelgehäuse, in dem es über mehrere Auslaßöffnungen einer Zuleitung erneut mit Lösungsmitteln besprüht wird.
Dabei weist die Zuleitung für die Lösung in den konzentrischen Freiraum des Trommelgehäuses vorteilhaft in Höhe einer jeden Wendelwindung je eine Sprühdüse auf. Eine jede Wendelwindung ist vorteilhaft mit einer Steigung von ca. 300 mm versehen und über ihre gesamte Höhe als Spaltsieb mit einer maximalen Sieböffnungsgröße von 50 µ ausgebildet. Dadurch erfolgt durch jede Wendelwindung nicht nur eine intensive Vermischung mit der eingesprühten Lösung aus n-Pentan, Petroläther, Hexan oder dergleichen, sondern auch eine permanente Absiebung im Gegenstrom direkt durch die in ihrer gesamten Höhe als Sieb ausgebildete Wendel hindurch. Es sei an dieser Stelle vermerkt, daß bereits aus der US-PS 40 98 648 ein gattungsfremder, zur Horizontalen geneigter Reaktorbehälter mit einer Siebwendel bekannt ist, deren Sieböffnungen jedoch sich lediglich auf einen Bereich in unmittelbarer Wandnähe des Trommelgehäuses beschränken und über deren Größe ansonsten in dieser Druckschrift nichts ausgesagt ist.
Das Trommelgehäuse ist vorteilhaft an einem Ende über ein Gleitlager auf dem in seinen Innenraum ragenden ortsfesten Gehäuseteil der Abtropfschnecke und an seinem anderen Ende auf mehreren vorteilhaft auf drei um je 120o zueinander versetzten, symmetrisch angeordneten Rollen drehbar gelagert.
Um das Trommelgehäuse je nach gewünschtem Reinigungsgrad und/oder nach dem Verunreinigungsgrad der kontaminierten Böden verlängern und damit die Verweilzeit während des Reinigungsprozesses im Reaktorbehälter nicht nur über die Drehzahlen von Abtropfschnecke und Trommelgehäuse verändern zu können, besteht das Trommelgehäuse aus mehreren an Flanschen zusammensetzbaren Trommelgehäuse-Abschnitten.
Das Trommelgehäuse weist vorteilhaft nur über etwa 2/3 seiner der Abtropfschnecke nachgeordneten Länge Sprühdüsen in der Zuleitung auf, hingegen werden der oder die nachfolgenden Trommelgehäuse-Abschnitte von einer äußeren Lösungsmittelzufuhr freigehalten. Diesen Abschnitten kommt daher die Funktion einer Vortrocknungsstrecke des gereinigten Feststoffgemisches zu. Eine weitere Möglichkeit, die Verweilzeit im Reaktorbehälter variabel zu gestalten, wird dadurch erzielt, daß der gesamte Reaktorbehälter, also die Abtropfschnecke und das in Prozeßrichtung dahinter angeordnete Trommelgehäuse, auf einer stufenlos in ihrem Neigungswinkel zur Horizontalen verstellbaren Konsole angeordnet ist. Das Trommelgehäuse des Reaktorbehälters wird vorteilhaft von einem in der Nähe seines Gleitlagers am Ausgang der Abtropfschnecke auf der Konsole angeordneten Elektromotor mittels eines Ketten- oder Riementriebes gedreht.
Nach Verlassen des Reaktorbehälters wird das bereits vorgetrocknete, gereinigte Bodenmaterial in einer Nachtrockenschnecke mit Hochtemperaturöl bei einer Öltemperatur von ca. 200oC bis 250oC auf ca. 100oC bis 160oC nachgetrocknet.
Zur Vortrocknung des kontaminierten Bodenmaterials und damit zur Reduzierung seiner Wasseranteile auf höchstens 8% besteht die Vortrocknung aus drei hintereinander geschalteten Trockenschnecken, deren doppelwandige Gehäuse von einem Hochtemperaturöl mit ca. 200oC bis 300oC im Gegenstrom beheizt sind, wobei am Eingang und am Ausgang der Vortrocknung je eine Schnecken-Exzenterpumpe angeordnet ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt. Dabei zeigen:
Fig. 1 Eine schematische Übersicht der neuen Vorrichtung mit einer Vortrocknung, einem Homogenisierungsbehälter, einem Reaktorbehälter und einer Nachtrocknung,
Fig. 2 den Längsschnitt durch den Reaktorbehälter,
Fig. 3 die Ausschnittvergrößerung III von Fig. 2,
Fig. 4 die Schnittansicht entlang der Linie IV-IV von Fig. 2,
Fig. 5 die Ansicht in Richtung des Pfeiles V von Fig. 2 und
Fig. 6 die Schnittansicht entlang der Linie VI-VI von Fig. 2 durch die Abtropfschnecke mit Siebboden.
Gemäß Fig. 1 besteht die neue Vorrichtung (1) zur Reinigung von mit aliphatischen, aromatischen und/oder halogenierten Kohlenwasserstoffen kontaminierten Böden aus einer Vortrocknung (2), einem als Pflugscharmischer ausgebildeten Homogenisierungsbehälter (3), einem Reaktorbehälter (4) und einer Nachtrockenschnecke (5). Die Vortrocknung (2) wird von drei hintereinander geschalteten Trockenschnecken (6, 7, 8) gebildet, deren doppelwandige Gehäuse (9) im Gegenstrom von Hochtemperaturöl mit ca. 200oC bis 300oC beheizt werden, wodurch das vorgetrocknete Bodenmaterial die Vortrocknung (2) mit einer Temperatur von ca. 160oC verläßt.
Das zuvor auf eine Korngröße von höchstens 3 mm verkleinerte und auf einen Schluffanteil von 30% begrenzte kontaminierte Bodenmaterial gelangt über einen Förderer (10) und einen Trichter (11) sowie eine Schnecken-Exzenterpumpe (12) am Eingang (13) der Vortrocknung (2) in die erste Trockenschnecke (6) am Ausgang der Trockenschnecke (6) in den Eingang der Trockenschnecke (7) und an deren Ausgang in die Trockenschnecke (8). Dabei geben die Pfeile (14) jeweils die Durchlaufrichtung durch die einzelnen Trockenschnecken (6, 7, 8) an. Am Ausgang der Trockenschnecke (8) gelangt das nunmehr auf einen Restwassergehalt, bezogen auf die Trockensubstanz, von 8% vorgetrocknete, kontaminierte Bodenmaterial mit einer Temperatur von ca. 160oC über eine weitere Schnecken-Exzenterpumpe (15) auf einen Förderer (16) und von dort in einen Aufgabetrichter (17). Am Ausgang des Aufgabetrichters (17) befindet sich eine weitere Schnecken-Exzenterpumpe (18), die das vorgetrocknete, kontaminierte Bodenmaterial in den Homogenisierungsbehälter (3) befördert. Im Homogenisierungsbehälter (3) wird das kontaminierte Bodenmaterial intensiv mit einer über die Leitung (19) herangeführten Lösung aus n-Pentan, Petroläther, Hexan oder dergleichen, bei einer Drehzahl des Pflugscharmischers von ca. 14 U/min bis 173 U/min gemischt und gewaschen. Ein großer Teil der in die Lösung übergehenden Schadstoffe werden nach entsprechender Absiebung über die Leitung (20) bereits aus dem Homogenisierungsbehälter (3) abgeführt.
Das auf diese Weise vorgereinigte Flüssigkeits-Feststoffgemisch gelangt sodann über einen Überlauf am Ausgang (21) des Homogenisierungsbehälters (3) in den Reaktorbehälter (4).
Wie am anschaulichsten aus Fig. 2 zu entnehmen ist, besteht dieser Reaktorbehälter (4) an seinem dem Ausgang (21) des Homogenisierungsbehälters (3) zugeordneten Teil aus einer Abtropfschnecke (22) mit einem feststehenden Gehäuse (23) mit Siebboden (24) und sich drehender Förderschnecke (25), während er an seinem der Nachtrockenschnecke (5) zugekehrten Teil von einem sich drehenden Trommelgehäuse (26) mit einer an deren Innenwandung (27) angeordneter Siebwendel (28) gebildet ist. In den konzentrischen Freiraum (29) der Siebwendel (28) ragt mindestens eine Zuleitung (30, 31) mit mehreren Auslaßöffnungen (32, 33, 34, 35, 36) hinein. Die Förderschnecke (25) und das Trommelgehäuse (26) mit seiner Siebwendel (28) werden von unterschiedlichen Antrieben (63, 61) mit einer Drehzahl von ca. 20 U/min bis 170 U/min gedreht.
Ebenfalls ist aus Fig. 2 ersichtlich, daß das Trommelgehäuse (26) aus mehreren an Flanschen (37) zusammensetzbaren Trommelgehäuse-Abschnitten (38) besteht. Auf diese Weise kann es je nach gewünschter Verweilzeit des Flüssigkeits-Feststoffgemisches (39) im Trommelgehäuse (26) verlängert werden. Dabei weist das Trommelgehäuse (26) nur über etwa 2/3 seiner der Abtropfschnecke (22) nachgeordneten Länge Sprühdüsen (32 bis 36) in den Zuleitungen (30, 31) auf, hingegen sind der oder die nachfolgenden Trommelgehäuse-Abschnitte (40, 41) von einer äußeren Lösungsmittelzufuhr freizuhalten. Dadurch findet in diesen Trommelgehäuse-Abschnitten (40, 41) eine Vortrocknung des Flüssigkeits-Feststoffgemisches (39) statt, da das Schadstoff-Lösungsgemisch ständig durch die als Siebe ausgebildete Siebwendeln (28) unter seiner Schwerkraft in Richtung des Pfeiles (42) (s. Fig. 2) und über die aus Fig. 1 ersichtliche Leitung (43) in die Leitung (20) zu dessen weiterer Aufbereitung abströmt.
Am Auslaß (44) des Trommelgehäuses (26) von Fig. 2 gelangt das weitgehend von seiner Flüssigkeit befreite Feststoffgemisch in die aus Fig. 1 ersichtliche Nachtrockenschnecke (5), in welcher der Rest des Lösungsmittels und/oder ein weiterer Teil des Wassergehaltes entzogen wird. Dies erfolgt dadurch, daß das Gehäuse (45) der Nachtrockenschnecke (5) doppelwandig ausgebildet und über die Leitung (46) im Gegenstrom Hochtemperaturöl mit einer Temperatur von ca. 160oC sowohl in das Gehäuse ,(45) als auch in die Förderwendel (51) gedrückt und sodann über die Leitung (47) zur erneuten Aufheizung abgeführt wird. Über die weitere Schnecken-Exzenterpumpe (48) gelangt das nunmehr gereinigte und getrocknete Feststoffgemisch über den Förderer (49) zum Weitertransport zu einem Lager (50). Zwischen den als Schleusen wirkenden Schneckenpumpen (18, 48) herrscht in den dazwischen angeordneten Behältern (3, 4, 5) ein Vakuum, um die Entstehung eines explosiven Gasgemisches aus n-Pentan, Petroläther, Hexan oder dergleichen in Verbindung mit Luft zu unterbinden.
Außerdem wird über die Leitung (52) der Lösungsmittel-Wasserdampf aus der Nachtrockenschnecke (5) zur weiteren Aufbereitung abgeführt (s. Fig. 1).
Wie Fig. 2 zeigt, ist der gesamte Reaktorbehälter (4) auf einer stufenlos in ihrem Neigungswinkel (α) zur Horizontalen verstellbaren Konsole (53) angeordnet. Die Konsole (53) ist in einem Schwenklager (54) schwenkbar gelagert und kann an der Stütze (55) entweder stufenlos oder - wie dargestellt - in mehreren Einstellstufen (56) verstellt werden. Durch diesen veränderlichen Neigungswinkel (α), durch die Verlängerungs- oder Verkürzungsmöglichkeit des Trommelgehäuses (26) mit Trommelgehäuse-Abschnitten (38) sowie durch unterschiedliche Rotationsgeschwindigkeiten der Förderschnecke (25) einerseits und des Trommelgehäuses (26) andererseits eröffnet die erfindungsgemäße Vorrichtung mehrere Parameter zur variablen Gestaltung der Verweilzeit des Flüssigkeits-Feststoffgemisches innerhalb des Reaktorbehälters (4), um den jeweils gewünschten Reinigungsgrad der Dekontaminierung zu erzielen.
Wie die Fig. 2, 3 und 4 zeigen, ist das Trommelgehäuse (26) des Reaktorbehälters (4) an einem Ende über ein Gleitlager (57) auf einen in seinen Innenraum (58) ragenden ortsfesten Teil der Abtropfschnecke (22) und an seinem anderen Ende auf mehreren symmetrisch angeordneten Rollen (60) drehbar gelagert. Dabei wird gemäß Fig. 2 das Trommelgehäuse (26) des Reaktorbehälters (4) von einem in der Nähe seines Gleitlagers (57) am Ausgang (59) der Abtropfschnecke (22) auf der Konsole (53) angeordneten Elektromotor (61) mittels eines Ketten- oder Riementriebes (62) gedreht. Unabhängig davon wird die Förderschnecke (25) der Abtropfschnecke (22) von einem weiteren Elektromotor (63) in Drehungen versetzt.
Das zum Betrieb der Vortrocknung (2) erforderliche Hochtemperaturöl mit einer Temperatur von ca. 200oC bis 300oC wird gemäß Fig. 1 im Gegenstrom über die Leitungen (64, 65) einerseits in das doppelwandige Gehäuse (9) und andererseits in die gleichfalls hohl ausgebildete Förderschneckenwelle (25) geleitet und gelangt über die Leitungen (65, 66) wieder in die Sammelleitung (67) zur erneuten Aufheizung auf die erforderliche Betriebstemperatur zurück.
Die in den einzelnen Trockenschnecken (6, 7, 8) entstehenden Wasserdampfbrüden, die auch bereits mit aliphatischen, aromatischen und/oder halogenierten Kohlenwasserstoffen befrachtet sein können, gelangen über die Leitungen (68, 69, 70) aus den einzelnen Trockenschnecken (6, 7, 8) zur weiteren Aufbereitung heraus. Die weitere Aufbereitung sowohl dieser Wasserdampfbrüden als auch die erneute Aufheizung des Hochtemperaturöls in der Vortrocknung (2) und in der Nachtrockenschnecke (5) sind ebenso die die weitere Aufbereitung des mit Schadstoffen befrachteten Lösungsmittels in der Leitung (20) und der Lösungsmitteldämpfe in der Leitung (52) zu einem peripheren Stand der Technik zu rechnen, der nicht Gegenstand dieser Erfindung ist.
Jede Wendelwindung (71), von denen eine hälftig in Fig. 3 dargestellt ist, wird mit einer Steigung von ca. 300 mm versehen und über ihre gesamte Höhe (H) als Spaltsieb mit einer maximalen Sieböffnungsgröße von 50 µ ausgebildet.
Wie ferner Fig. 3 zeigt, besprüht die Zuleitung (31) über ihre Auslaßöffnung (32) diejenige Wendel (71), die unmittelbar im Innenraum (58) am Ausgang (59) der Abtropfschnecke (22) angeordnet ist. Dadurch wird für einen kontinuierlichen Einfluß des Flüssigkeits-Feststoffgemisches aus der Abtropfschnecke (22) in das Trommelgehäuse (26) gesorgt. Die in den Zuleitungen (30, 31) mit einem Druck von ca. 5 bar bis 6 bar herangeführte Lösung wird einerseits derart stark gedrosselt, daß an den Auslässen der jeweiligen Sprühöffnungen (32 bis 36) die erforderliche gewünschte Lösungsmenge anfällt, und andererseits ist die nicht dargestellte Vakuumpumpe - schon aus sicherheitstechnischen Gründen - derart überdimensioniert, daß durch die Einsprühungen bestehenden Druckanstiege unmittelbar abgebrochen bzw. vermieden werden.
Bezugszeichenliste:
Vorrichtung|1
Vortrocknung 2
Homogenisierungsbehälter 3
Reaktorbehälter 4
Nachtrockenschnecke 5
Trockenschnecken 6, 7, 8
doppelwandiges Gehäuse 9
Förderer 10; 16; 49
Aufgabetrichter 11, 17
Schnecken-Exzenterpumpe 12; 15; 18; 48
Eingang der Vortrocknung 2 13
Strömungspfeil 14, 42
Aufgabetrichter 17
Leitungen 19, 20; 43; 46, 47; 52; 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70
Ausgang des Homogenisierungsbehälters 3 21
Abtropfschnecke 22
feststehendes Gehäuse 23
Siebboden 24
Förderschnecke 25
Trommelgehäuse 26
Innenwandung 27
Siebwendel 28
konzentrischer Freiraum zwischen der Siebwendel 28 29
Zuleitung für die Lösung 30, 31
Auslaßöffnungen 32, 33, 34, 35, 36
Flansche 37
Trommelgehäuse-Abschnitt 38
Flüssigkeits-Feststoffgemisch 39
Trommelgehäuse-Abschnitte 40, 41
Auslaß des Trommelgehäuses 26 44
Gehäuse der Nachtrockenschnecke 5 45
Lager 50
Förderschnecke 51
Konsole 53
Schwenklager 54
Stütze 55
Einstellstufen 56
Gleitlager 57
Innenraum des Trommelgehäuses 26 58
Ausgang der Abtropfschnecke 22 59
Rollen 60
Elektromotor 61, 63
Riementrieb 62
Wendelwindung 71
Höhe einer Wendelwindung H
Neigungswinkel α

Claims (14)

1. Verfahren zur Reinigung von mit aliphatischen, aromatischen und/oder halogenierten Kohlenwasserstoffen kontaminierten Böden, die nach einer mechanischen Zerkleinerung und einer Vortrocknung in einem geschlossenen Kreislauf mit einer Lösung aus n-Pentan, Petroläther, Hexan oder dergleichen zu einem gleichmäßigen Flüssigkeits-Feststoffgemisch homogenisiert werden, hiernach dieses Gemisch in einem zur Horizontalen geneigten, mit einem Bodensieb versehenen Reaktorbehälter von einem Schraubförderer aufwärts bewegt und dabei das Schadstoff-Lösungsgemisch abgesiebt sowie anschließend der Feststoff einer Nachtrocknung unterzogen wird, wobei sämtliche mit Lösung oder Lösungsdampf behafteten Verfahrensschritte vom Beginn der Homogenisierung bis zum Ende der Nachtrocknung der Bodenbestandteile unter Vakuum stattfinden, dadurch gekennzeichnet, daß die verunreinigten Böden vor ihrer Vortrocknung auf eine Korngröße von höchstens 3 mm verkleinert und ihr Schluffanteil, bezogen auf die Trockensubstanz, auf höchstens 30% begrenzt werden, bevor sie auf einen Wasserrestgehalt, bezogen auf die Trockensubstanz, von maximal 8% vorgetrocknet werden und anschließend das Flüssigkeits-Feststoffgemisch nach seiner Homogenisierung in dem Reaktorbehälter mit einer Sieböffnungsgröße von maximal 50 µ abgesiebt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vortrocknung bei einer Öltemperatur von ca. 200oC bis 300oC bei einer Bodentemperatur von 160oC und die Nachtrocknung bei einer Öltemperatur von ca. 200oC bis 250oC bei einer Bodentemperatur von ca. 100oC bis 160oC mittels Hochtemperaturöl durchgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Flüssigkeits-Feststoffgemisch bei einer Verweilzeit von ca. 4-5 Minuten unter Umrühren homogenisiert wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den Reaktorbehälter (4) in regelmäßigen Abständen eine Lösung aus n-Pentan, Petroläther, Hexan oder dergleichen eingesprüht wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem Reaktorbehälter (4) abgesiebte, mit Schadstoffkonzentrat gemischte Lösung in an sich bekannter Weise in einem Vorlagebehälter gesammelt sowie nach Verdampfung und Kondensation erneut zur Homogenisierung und zur Einsprühung in den Reaktorbehälter (4) wiederverwendet wird.
6. Vorrichtung zur Reinigung von mit aliphatischen, aromatischen und/oder halogenierten Kohlenwasserstoffen kontaminierten Böden mit einer Vortrocknung, einem dahinter angeordneten Homogenisierungsbehälter, einem Reaktorbehälter und einer Nachtrockenschnecke, von denen sowohl der Homogenisierungs- als auch der Reaktorbehälter je eine Zuleitung für die Lösung und der Reaktorbehälter eine Ableitung für das Schadstoff-Lösungsgemisch und die Nachtrockenschnecke eine Ableitung für den Lösungsmitteldampf aufweisen, wobei am Einlaß in den Homogenisierungsbehälter und am Auslaß der Trockenschnecke je eine das in den dazwischen angeordneten Behältern herrschende Vakuum sichernde Schleuse angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleusen aus Schnecken-Exzenterpumpen (18, 48) bestehen und der Reaktorbehälter (4) an seinem dem Ausgang (21) des Homogenisierungsbehälters (3) zugeordneten Teil von einer Abtropfschnecke (22) mit einem feststehendem Gehäuse (23) mit Siebboden (24) und sich drehender Förderschnecke (25) und an seinem der Nachtrockenschnecke (5) zugekehrten Teil von einem sich drehenden Trommelgehäuse (26) mit an deren Innenwandung (27) angeordneter Siebwendel (28) gebildet ist, in deren konzentrischen Freiraum (29) mindestens eine Zuleitung (30, 31) mit mehreren Auslaßöffnungen (32 bis 36) für die Lösung angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitung (31) für die Lösung in den konzentrischen Freiraum (29) des Trommelgehäuses (26) in Höhe einer jeden Wendelwindung (71) je eine Sprühdüse (32 bis 36) aufweist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine jede Wendelwindung (71) mit einer Steigung von ca. 300 mm versehen und über ihre gesamte Höhe (H) als Spaltsieb mit einer maximalen Sieböffnungsgröße von 50 µ ausgebildet ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Trommelgehäuse (26) an einem Ende über ein Gleitlager (57) auf dem in seinen Innenraum (58) ragenden ortsfesten Gehäuseteil der Abtropfschnecke (22) und an seinem anderen Ende auf mehreren symmetrisch angeordneten Rollen (60) drehbar gelagert ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Trommelgehäuse (26) aus mehreren an Flanschen (37) zusammensetzbaren Trommelgehäuse-Abschnitten (38) besteht.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Trommelgehäuse (26) nur über etwa 2/3 seiner der Abtropfschnecke (22) nachgeordneten Länge Sprühdüsen (32 bis 36) in der Zuleitung (30, 31) aufweist, hingegen der oder die nachfolgenden Trommelgehäuse-Abschnitte (40, 41) von einer äußeren Lösungsmittelzufuhr freizuhalten sind.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte Reaktorbehälter (4) auf einer stufenlos in ihrem Neigungswinkel (α) zur Horizontalen verstellbaren Konsole (53) angeordnet ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Trommelgehäuse (26) des Reaktorbehälters (4) von einem in der Nähe seines Gleitlagers (57) am Ausgang (59) der Abtropfschnecke (22) auf der Konsole (53) angeordneten Elektromotor (61) mittels eines Ketten- oder Riementriebes (62) drehbar ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Vortrocknung (2) aus drei hintereinander geschalteten Trockenschnecken (6, 7, 8) besteht, deren doppelwandige Gehäuse (9) von einem Hochtemperaturöl mit ca. 200oC bis 300oC im Gegenstrom beheizt sind, wobei am Eingang und am Ausgang der Vortrocknung je eine Schnecken-Exzenterpumpe (12, 15) angeordnet ist.
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