DE4303722C1 - Verfahren zur thermischen Abtrennung von organischen und/oder anorganischen Stoffen aus kontaminiertem Material - Google Patents
Verfahren zur thermischen Abtrennung von organischen und/oder anorganischen Stoffen aus kontaminiertem MaterialInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur
thermischen Abtrennung von organischen und/oder
anorganischen Stoffen sowie von Wasser aus kontaminierten
Böden, Sanden, Schlämmen, Feststoffaggregaten und festen
Rückständen.
Aus EP 0 245 655 B1 ist ein Verfahren zur thermischen
Abtrennung von flüchtigen, oft heterogen
zusammengesetzten Inhaltsstoffen organischer oder
anorganischer Natur zusammen mit dem Wasseranteil aus
verunreinigten Böden, Sanden, Schlämmen sowie
vergleichbaren Feststoffaggregaten und Rückständen
bekannt. Bei diesem Verfahren erfolgt nach thermischer
Behandlung mit Heißgasen oder Heißdampf eine Kondensation
der entstehenden wasserdampf- und schadstoffhaltigen
Behandlungsgase. Die flüssige Phase wird abgezogen und
naßchemisch oder physikalisch von den Schadstoffen
befreit. Restliche Gase werden gegebenenfalls thermisch
nachbehandelt oder durch Absorption von den
Restschadstoffen befreit. Dieses Verfahren weist den
Nachteil auf, daß die Schadstoffe durch die
Behandlungsgase in das Kondensat gelangen und aus dem
Kondensat durch nachfolgende
Abwasserreinigungsverfahren entfernt werden müssen.
Aus DE 39 37 952 A1 ist ein Verfahren zur Reinigung von
kontaminierten Böden bekannt. Die Böden werden mit
Wasserdampf behandelt und der austretende Dampf wird
kondensiert. Dabei wird eine Schicht des Bodens in einem
Druckgehäuse auf eine gasdurchlässige Unterlage
aufgebracht. In das Druckgehäuse wird Wasserdampf mit
einer Temperatur von 100 bis 190°C und einem Druck von 1
bis 12 bar eingeleitet und durch die Schicht geleitet.
Der aus der Schicht aus tretende Dampf wird aus dem
Druckgehäuse abgeleitet und kondensiert. Das Kondensat
wird einer Reinigung zugeführt und der Feststoff als
gereinigter Boden abgeführt. Nach dem Entwässern oder
Aufheizen der Schicht kann Naßdampf mit oxidierenden
Stoffen durch die Schicht geleitet werden. Als
oxidierender Stoff kommt in erster Linie Luft in Frage,
jedoch kann auch z. B. sauerstoffangereicherte Luft
und/oder H2O2 verwendet werden. Ein Teil des austretenden
Dampfes kann zur Vorwärmung der wäßrigen Suspension des
kontaminierten Bodens vor dessen Aufgabe zurückgeführt
werden. Die aus kontaminierten Böden gebildete Schicht
befindet sich im Verhältnis zu der Unterlage in Ruhelage.
Das kontaminierte Material wird daher nicht bewegt.
Aus EP 0 252 521 B1 ist ein Verfahren zum Abbau von
polyhalogenierten Cykloalkylverbindungen mit 4 bis 8
Kohlenstoffatomen und polyhalogenierten Aromaten mit
mindestens 5 Kohlenstoffatomen durch Erhitzen in
Anwesenheit eines Katalysators bekannt. Bei diesem
Verfahren werden die in einem mit polyhalogenierten
Verbindungen kontaminierten festen Substrat vorhandenen
flüchtigen Bestandteile oder ein mit den polyhalogenierten
Verbindungen kontaminiertes flüssiges Substrat oder die
polyhalogenierten Verbindungen selbst durch Erhitzen
oder Verbrennen in den gasförmigen Zustand überführt,
und die entstandenen Gase oder ein mit den
polyhalogenierten Verbindungen kontaminiertes gasförmiges
Substrat werden in Gegenwart von Sauerstoff und Wasser
in innigen Kontakt mit dem Katalysator erhitzt. Als
Katalysator wird ein Metalloxid verwendet. Es wird in
Gegenwart von Sauerstoff und Wasser gearbeitet, damit
einmal die Katalysatoren überwiegend in Oxidform erhalten
bleiben und zum anderen, damit bei der Zerstörung der
polyhalogenierten Verbindungen HCl und nicht Chlor
gebildet wird.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein
umweltschonendes und energiesparendes Verfahren
bereitzustellen, bei dem organische und/oder anorganische
flüchtige Inhaltsstoffe aus kontaminierten Böden, Sanden,
Schlämmen und vergleichbaren Feststoffaggregaten sowie
festen Rückständen thermisch zerstört und in gasförmige
Stoffe überführt werden, die keine Umweltbelastung
darstellen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
- a) das kontaminierte Material nach einer Vorbehandlung in einem direkt oder indirekt beheizten Ofen, der als Drehrohrofen, Wirbelschichtofen oder Schwebebettreaktor ausgebildet ist, erhitzt wird und während des Erhitzens mit zurückgeführten Heißgasen oder Heißdampf und mit Oxidationsmitteln behandelt wird,
- b) die austretenden wasserdampfhaltigen Behandlungsgase entstaubt werden und 80 bis 90 Vol.-% der wasserdampfhaltigen Behandlungsgase als Schleppgas in den Ofen zurückgeführt werden,
- c) der restliche Teil der wasserdampfhaltigen Behandlungsgase einer Kondensation unterworfen wird und die dabei gebildete flüssige Phase abgezogen und naßchemisch oder physikalisch von Schadstoffen befreit wird.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung weist gegenüber
den bekannten Verfahren den Vorteil auf, daß durch die
Verwendung eines Drehrohrofens, Wirbelschichtofens oder
Schwebebettreaktors das kontaminierte Material bewegt
wird und daß dadurch erheblich größere Durchsätze
erreicht werden. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß 80
bis 90 Vol.-% der heißen wasserdampfhaltigen
Behandlungsgase in den Ofen zurückgeführt werden.
Hierdurch wird die Kondensationsarbeit erheblich
vermindert und der Frischwasserbedarf wird durch die
Nutzung des Wassergehaltes des kontaminierten Materials
reduziert.
Als geeigneter Ofen für das Erhitzen wird ein Drehrohrofen,
Wirbelschichtofen oder ein Schwebebettreaktor verwendet.
Erfindungsgemäß kann auch ein Reaktor verwendet werden,
der aus einer länglichen, rechteckigen Kammer besteht,
die oberhalb des Kammerbodens einen Siebboden über den
gesamten Querschnitt eingespannt aufweist. Das Material
fällt an einem Ende der Kammer über eine Aufgabevorrichtung
auf den Siebboden und wird von einem Kettenkratzförderer
über den Siebboden zum anderen Ende bewegt und dort
ausgetragen. Die Zugabe der Heißgase und des Heißdampfes
erfolgt unterhalb des Siebbodens. Die Heißgase oder der
Heißdampf und die Oxidationsmittel durchströmen die
bewegte fluidisierte Materialschicht von unten nach
oben. Das kontaminierte Material wird auf eine Temperatur
von 120 bis 700°C aufgeheizt. Bei direkt beheiztem Ofen
müssen die Heißgase oder der Heißdampf (Schleppgas) vor
der Einleitung in den Ofen auf die für die Reaktion
erforderliche Temperatur aufgeheizt werden. Bei indirekt
beheiztem Ofen müssen die Heißgase oder der Heißdampf
(Schleppgas) oberhalb der Temperatur des Taupunktes
gehalten werden, gegebenenfalls muß das Schleppgas vor
Einleitung in den Ofen auf eine Temperatur oberhalb des
Taupunkts aufgeheizt werden.
Der Ofen kann, je nach der Art der Verunreinigung in
einem bestimmten Temperaturbereich betrieben werden,
z. B., wenn ein Gemisch von polyaromatischen
Kohlenwasserstoffen und Mineralölen sowie organischen
und anorganischen Cyanidverbindungen vorliegt, kann der
Ofen in einem Temperaturbereich von 250 bis 500°C
betrieben werden. Sind die Materialien nur mit
polychlorierten Alkanen kontaminiert, z. B. mit
Chlorparaffinen, kann der Ofen im Temperaturbereich von
150 bis 250°C betrieben werden. Sind die Materialien
mit polychlorierten Biphenylen kontaminiert, kann der
Ofen in einem Temperaturbereich von 120 bis 200°C
betrieben werden. Somit besteht die Möglichkeit, die
Ofentemperatur in einem bestimmten Bereich abhängig von
den Schadstoffen zu steuern. Die Oxidationsmittel
werden in überstöchiometrischen Mengen, bezogen auf die
jeweilige Menge der Schadstoffe, zugegeben. Die
wasserdampfhaltigen Gase, die aus dem Ofen austreten,
werden in einer Entstaubungsanlage entstaubt. Die
Entstaubungsanlage besteht erfindungsgemäß aus einem
Kerzenfilter, Sackfilter, Schlauchfilter oder
Elektrofilter. Die Menge des wasserdampfhaltigen
Behandlungsgases, die in den Ofen zurückgeführt wird,
beträgt 80 bis 90% der nach der Oxidation am
Ofenausgang vorhandenen Gesamtmenge an
wasserdampfhaltigem Behandlungsgas. Die Menge an
einzuleitendem Wasserdampf wird bestimmt durch die zuvor
gemessene Menge an Wasser, die im kontaminierten Material
vorhanden ist. Durch die Anwesenheit des Wasserdampfes
ist sichergestellt, daß erfindungsgemäß die Vorteile
einer Wasserdampfdestillation genutzt werden.
Der restliche Teil des wasserdampfhaltigen
Behandlungsgases wird einer Kondensation unterworfen.
Die Menge des restlichen Teils des wasserdampfhaltigen
Behandlungsgases beträgt zwischen 10 und 20%.
Durch die Rückführung des größten Teiles des
wasserdampfhaltigen Behandlungsgases wird die
Kondensatmenge stark reduziert und entspricht in etwa
dem Feuchtigkeitsgehalt des eingetragenen
kontaminierten Materials. Aus der Kreislaufführung
des Behandlungsgases ergibt sich eine erhebliche
Energieersparnis, da nur 10 bis 20% des
Behandlungsgases abgekühlt werden müssen. Das aus der
Stufe der Kondensation kommende Gas ist
wasserdampfgesättigt und wird anschließend über einen
Kamin abgegeben. Das Kondensat wird in an sich
bekannter Weise naßchemisch oder physikalisch
gereinigt, und das gereinigte Abwasser wird einem
Vorfluter zugeführt. Es besteht die Möglichkeit, vor
dem Vorfluter einen Teilstrom an Wasser abzuzweigen und
in die Kondensationsstufe als Kühlmittel
zurückzuführen. Eine Frischdampfzugabe dient dem Anfahren
des Prozesses bis zum Erreichen eines stabilen Kreislaufs
und danach zum Ausgleich der Verluste.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
gelangt nur ein sehr geringer Teil der Schadstoffe
ins Kondensat. Das Kreislaufgas weist
außerdem nur einen sehr geringen Schadstoffgehalt auf.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist, daß
die aus der Stufe der Kondensation austretenden Gase
durch Adsorption von den restlichen Schadstoffen
befreit werden.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist, daß
als Oxidationsmittel sauerstoffangereicherte Luft, O2,
H2O2 und/oder Ozon eingesetzt werden.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist, daß
die austretenden wasserdampfhaltigen Behandlungsgase nach der Entstaubung
katalytisch oxidiert werden und
daß ein Teilstrom
der die Kondensationsstufe c) verlassenden Gase in die Stufe der
katalytischen Oxidation zurückgeführt wird.
Nach der Entstaubung werden die wasserdampfhaltigen
Behandlungsgase einer katalytischen Oxidation
unterzogen. Die katalytische Oxidation bewirkt, daß die
bei der Oxidation im Ofen nicht oxidierten Schadstoffe
in der nachfolgenden katalytischen Oxidation oxidiert
werden. Das geschieht vorzugsweise dadurch, daß die
wasserdampfhaltigen Behandlungsgase durch einen
Festbett- oder Wabenkatalysator geleitet werden, wobei
mit Sauerstoff angereicherte Luft, Sauerstoff, Ozon
oder H2O2 zugesetzt werden, bis ein
Sauerstoffpartialdruck von 10% vorherrscht. Der Verlauf
der katalytischen Oxidation wird durch kontinuierliche
gaschromatografische Messung überwacht. Nach erfolgter
katalytischer Oxidation wird der größte Teil der
wasserdampfhaltigen Behandlungsgase, der eine
Temperatur von <400°C aufweist, in den Ofen
zurückgeführt und der restliche Teil der Kondensation
zugeführt.
Die nicht kondensierten Gase werden in einem weiteren
Kreislauf in die Stufe der katalytischen Oxidation
zurückgeführt. Die in die Stufe der katalytischen
Oxidation zurückgeführten Gasmengen betragen etwa 90%
der nicht kondensierten Gase und bestehen hauptsächlich
aus Sauerstoff. Die restlichen, nicht in die
katalytische Oxidationsstufe zurückgeführten,
Gasanteile können in einem Aktivkohlefilter von noch
vorhandenen Schadstoffen befreit und anschließend über
einen Kamin abgegeben werden.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist,
daß für die katalytische Oxidation Oxide und/oder
Sulfate eines oder mehrerer Übergangsmetalle,
ausgewählt aus Vanadium, Chrom, Mangan, Eisen, Kobalt,
Nickel, Zink, Molybdän oder Wolfram als katalytisch
aktive Substanzen verwendet werden. Die katalytisch
aktiven Substanzen werden auf feste Träger, bestehend
aus Alumosilikaten oder TiO2, aufgebracht, um Festbett-
oder Wabenkatalysatoren zu erhalten.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist, daß
die austretenden wasserdampfhaltigen Behandlungsgase nach der
Entstaubung mit UV-Licht bestrahlt werden.
Die Behandlung mit UV-Licht erfolgt in einem Reaktor,
auf dessen Innenwänden mehrere UV-Lichtquellen
angeordnet sind. Dabei wird mit einer Wellenlänge von
<300 nm bestrahlt. Die Behandlung mit UV-Licht wird der
direkten Oxidation im Ofen mit besonders gutem Erfolg
dann nachgeschaltet, wenn Materialien, die mit
polychlorierten Alkanen kontaminiert sind, behandelt
werden.
Erfindungsgemäß können die Stufen der katalytischen
Oxidation und anschließenden UV-Bestrahlung oder die
Stufen der UV-Bestrahlung und anschließenden
katalytischen Oxidation der Oxidation im Ofen
nachgeschaltet werden.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist,
daß das Oxidationsmittel direkt in den Ofen gegeben
wird. Es ist zwar möglich, die Oxidationsmittel mit dem
Schleppgas in den Ofen einzuführen, die Menge des so
eingeführten Oxidationsmittels müßte dann aber
wesentlich größer sein, da längere Mischstrecken die
Wirksamkeit der Oxidationsmittel beinträchtigen. Es hat
sich daher als vorteilhaft erwiesen, die
Oxidationsmittel direkt in den Ofen zu geben. Die
Oxidationsmittel werden bei einer klassischen
Wirbelschicht unmittelbar über dem Festbett in die
Gasphase eingebracht. Bei einem Drehrohrofen erfolgt
eine axiale Eintragung der Oxidationsmittel unmittelbar
über dem Materialbett. Bei der Verarbeitung im
Drehrohrofen werden die Heißgase oder der Heißdampf
zweckmäßigerweise mittels ringförmig auf dem Ofen
verteilten Düsensteinen in das Beschickungsbett
eingeblasen, wobei die Gaszufuhr durch die Düsensteine
nur erfolgt, wenn diese sich unter dem Beschickungsbett
befinden.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist, daß
das kontaminierte Material vor der Eintragung in den
Ofen getrocknet wird.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist, daß
das kontaminierte Material vor der Eintragung in den
Ofen zerkleinert und/oder klassiert wird.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist, daß
das kontaminierte Material vor der Eintragung in den
Ofen geläutert und gravimetrisch getrennt wird. Durch
eine vorgeschaltete Läuterung und gravimetrische Trennung
der Grobfraktion <1 mm, z. B. auf einer Setzmaschine,
können die Mengen, die in den Ofen gegeben werden, verringert
werden.
Die Erfindung wird anhand von Figuren und eines Beispiels
erläutert.
Die Fig. 1 und 2 zeigen
Fließschemas, die mit der
Behandlung des kontaminierten Materials im Ofen beginnen.
Die Fig. 3 bis 5 zeigen
Fließschemas der Vorbehandlung
des kontaminierten Materials vor dem Eintrag in den
Ofen.
Fig. 1 beschreibt eine katalytische Oxidation des aus
dem Ofen ausgetretenen Gases.
Fig. 2 beschreibt eine UV-Behandlung des aus dem Ofen
ausgetretenen Gases.
Das kontaminierte Material wird gemäß Fig. 3 direkt
oder über ein Leseband in eine Attritionstrommel
gegeben. Material mit einer Korngröße von <10 mm wird
mit einem Sieb abgeschieden und in einen Ofen
eingetragen, Material mit einer Korngröße von <30 mm
wird auf eine Korngröße von <10 mm in einem Brecher
zerkleinert und in die Attritionstrommel zurückgeführt,
Material mit einer Korngröße von 10 bis 30 mm wird in
einer Setzmaschine nach dem Schwimm- und Sinkprinzip in
leichte und schwere Bestandteile getrennt. Die leichten
Bestandteile (Leichtgut) werden ausgeschleust und die
schweren Bestandteile (Schwergut) werden als
gereinigtes Material gewonnen. Für den Fall, daß
schwere Bestandteile nicht oder nur zum Teil als
gereinigtes Material anfallen, besteht die Möglichkeit,
diese über einen Brecher in die Attritionstrommel
zurückzuführen. Das kontaminierte Material wird mit
zugesetzten Oxidationsmitteln in einem Drehrohrofen
erhitzt, wenn mindestens 80% des Materials eine
Korngröße von unter etwa 20 mm aufweisen, und es wird
in einer Wirbelschicht erhitzt, wenn mindestens 80%
des Materials eine Korngröße von unter etwa 3 mm
aufweisen.
Gemäß Fig. 4 wird nach der Attritionstrommel Material
mit einer Korngröße von <1 mm mit einem Sieb
abgeschieden und in einen Ofen eingetragen, Material
mit einer Korngröße von <20 mm wird in einem Brecher
auf eine Korngröße von <1 mm zerkleinert und in die
Attritionstrommel zurückgeführt. Material mit einer
Korngröße von 1 bis 20 mm wird auf einer Setzmaschine
in leichte und schwere Bestandteile getrennt, die
leichten Bestandteile, im wesentlichen bodenfremde
Bestandteile (Holz, Kohle, Wurzelwerk) werden
ausgeschleust und die schweren Bestandteile werden als
gereinigtes Material gewonnen. Das kontaminierte
Material wird mit zugesetzten Oxidationsmitteln in
einem als Schwebebettreaktor gestalteten Ofen erhitzt,
wenn mindestens 80% des Materials eine Korngröße von
unter etwa 1 mm aufweisen.
Gemäß Fig. 5 wird das kontaminierte Material mit einer
Korngröße von <500 mm durch Vorklassierung
abgeschieden, und das abgeschiedene Material wird grob
zerkleinert. Aus dem Material wird Eisen abgeschieden.
In einer ersten Trennung wird Material mit einer
Korngröße von <6 mm, Material mit einer Korngröße von
50 bis 500 mm und Material mit einer Korngröße von <50
mm abgeschieden. Das Material mit einer Korngröße von
<6 mm wird in den Ofen eingetragen, das Material mit
einer Korngröße von 50 bis 500 mm wird in die
Grobzerkleinerung zurückgeführt, und das Material mit
einer Korngröße von <50 mm wird fein zerkleinert. In
einer zweiten Trennung wird Material mit einer
Korngröße von <6 mm abgeschieden und in den Ofen
eingetragen. Material mit einer Korngröße von 6 bis 50 mm
wird abgeschieden und in die Stufe der
Feinzerkleinerung zurückgeführt.
Das kontaminierte Material wird auf eine für den
jeweils verwendeten Ofen erforderliche Größe
zerkleinert. Bei der Verarbeitung im Wirbelschichtofen
oder Schwebebettreaktor muß immer eine Zerkleinerung
des kontaminierten Materials erfolgen.
Kontaminiertes Material, das 20 Gew.-% H2O und 7200
mg/kg polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe
(PAK) enthielt, wurde einer naßmechanischen
Vorbehandlung unterzogen. Dazu wurde das kontaminierte
Material einer Trommel mit Wasser im Verhältnis 1 : 1
aufgegeben und attritioniert.
Der Trommelaustrag wurde anschließend klassiert. Dabei
wurden die
Fraktionen
I: Korngröße <20 mm,
II: Korngröße 1 bis 20 mm und
III: Korngröße <1 mm
I: Korngröße <20 mm,
II: Korngröße 1 bis 20 mm und
III: Korngröße <1 mm
erhalten.
Die Fraktion I (<20 mm) wurde zerkleinert und erneut
der Attritionstrommel aufgegeben. Die Fraktion II (1
bis 20 mm) durchlief eine gravimetrische Sortierung, um
das Leichtgut, das im wesentlichen aus bodenfremden
Bestandteilen (Holz, Kohle, Wurzelwerk) bestand und ca.
1 bis 5 Gew.-% der Bodenmasse betrug, abzutrennen. Das
anfallende Schwergut wies Gehalte an PAK unterhalb des
Sanierungszielwertes von 20 mg/kg auf. Da der
PAK-Gehalt nicht darüber lag, brauchte das Material
nicht nachzerkleinert und erneut attritioniert zu
werden. Die Fraktion III (<1 mm) wurde entwässert,
wobei sich ein H2O-Gehalt von 30 Gew.-% einstellte. Der
PAK-Gehalt betrug 1170 mg/kg. Dieses kontaminierte
Material wurde vorgetrocknet, um den H2O-Gehalt auf
einen Wert von 15 bis 17 Gew.-% zu verringern.
Anschließend wurden 100 kg/h des kontaminierten
Materials einem Reaktor aufgegeben, der aus einer 4 m
langen und 0,2 m breiten rechteckigen Kammer bestand,
die eine lichte Höhe von 0,3 m hatte. In einer Höhe von
0,1 m oberhalb des Kammerbodens war ein Siebboden über
den gesamten Querschnitt eingespannt. Das Material fiel
über eine Aufgabevorrichtung auf den Siebboden und wurde
von einem Kettenkratzförderer über den Siebboden bewegt.
Die Zugabe des Heißdampfes erfolgte unterhalb des
Siebbodens. Der Heißdampf wirkte als Fluidisierungsmedium.
Es wurden etwa 1 kg Heißdampf pro 1 kg kontaminiertem
Material in den Reaktor eingeleitet. Das Oxidationsmittel
H2O2 wurde dem Heißdampf unmittelbar unter dem Rost des
Reaktors zugemischt. Das Mengenverhältnis betrug 2,5 l
H2O2 (100%) auf 100 kg Heißdampf. Das Gemisch aus
Heißdampf und H2O2 durchströmte die fluidisierte
Materialschicht von unten nach oben. Die
Heißdampftemperatur wurde so eingestellt, daß die
Temperatur im Reaktor 400°C nicht überschritt. Der
PAK-Gehalt wurde nach einer Behandlungsdauer von 15
Minuten im ausgetragenen Material und im Eluat nach DEV
S 4 ermittelt. Der PAK-Gehalt lag unterhalb des
Sanierungszielwertes von 20 mg/kg im Bereich der
Nachweisgrenze. Der Gesamtcyanidgehalt im behandelten
Material und im Eluat lag unterhalb der Nachweisgrenze.
Etwa 500 m3/h (Normzustand nach DIN 1343) des heißdampf- und schadstoffhaltigen
Gases verließen den Reaktor mit einer Temperatur von
400°C und wurden im Kerzenfilter entstaubt. Der
Staubgehalt wurde auf der Rohgasseite mit 2000 mg/m3
und auf der Reingasseite mit 1 mg/m3 gemessen. Der
Staub wies PAK-Gehalte unterhalb des Sanierungszielwertes
von 20 mg/kg auf. Das entstaubte Gas wurde anschließend
einer katalytischen Oxidation unterzogen, um die restlichen
organischen Schadstoffe oxidativ zu zerstören. Dabei
wurde ein Gehalt von ca. 40 mg/m3 an organischen Stoffen
im Gas am Eintritt in den Katalysator und ca. 10 mg/m3
am Austritt aus dem Katalysator gemessen. Ein Teil des
katalytisch nachbehandelten Gases wurde in den
Überhitzerteil des Dampferzeugers und danach in den
Reaktor zurückgeführt. Der Rest des Gasstromes wurde
über eine Kondensation geleitet und auf 40°C abgekühlt.
Heißdampf und die im Gas vorhandenen Schadstoffe
kondensierten. Das aus der Kondensation austretende Gas
wurde über einen Behälter mit Aktivkohle zur adsorptiven
Abtrennung noch in Spuren vorhandener Schadstoffe
geleitet. Nach dem Austritt aus dem Aktivkohlefilter
erfüllte das Gas die Bedingungen der TA-Luft. Das
Kondensat wurde in einer Emulsionsspaltanlage von den
kondensierten PAK und anderen organischen Schadstoffen
befreit und danach in einem Aktivkohlebett auf
Vorfluterqualität gereinigt.
Claims (10)
1. Verfahren zur thermischen Abtrennung von organischen
und/oder anorganischen Stoffen sowie von Wasser aus
kontaminierten Böden, Sanden, Schlämmen,
Feststoffaggregaten und festen Rückständen, wobei
- a) das kontaminierte Material nach einer Vorbehandlung in einem direkt oder indirekt beheizten Ofen, der als Drehrohrofen, Wirbelschichtofen oder Schwebebettreaktor ausgebildet ist, erhitzt wird und während des Erhitzens mit zurückgeführten Heißgasen oder Heißdampf und mit Oxidationsmitteln behandelt wird,
- b) die austretenden wasserdampfhaltigen Behandlungsgase entstaubt werden und 80 bis 90 Vol.-% der wasserdampfhaltigen Behandlungsgase als Schleppgas in den Ofen zurückgeführt werden,
- c) der restliche Teil der wasserdampfhaltigen Behandlungsgase einer Kondensation unterworfen wird und die dabei gebildete flüssige Phase abgezogen und naßchemisch oder physikalisch von Schadstoffen befreit wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die aus der Stufe der Kondensation austretenden Gase
durch Adsorption von den restlichen Schadstoffen
befreit werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß als Oxidationsmittel mit
Sauerstoff angereicherte Luft, O2, H2O2 und/oder Ozon
eingesetzt werden.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die austretenden
wasserdampfhaltigen Behandlungsgase nach der
Entstaubung katalytisch oxidiert werden und daß ein
Teilstrom der die Kondensationsstufe c) verlassenden
Gase in die Stufe der katalytischen Oxidation
zurückgeführt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß für die katalytische Oxidation Oxide und/oder
Sulfate eines oder mehrerer Übergangsmetalle,
ausgewählt aus Vanadium, Chrom, Mangan, Eisen,
Kobalt, Nickel, Zink, Molybdän oder Wolfram als
katalytisch aktive Substanzen verwendet werden.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die austretenden
wasserdampfhaltigen Behandlungsgase nach der
Entstaubung mit UV-Licht bestrahlt werden.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß das Oxidationsmittel direkt in
den Ofen gegeben wird.
8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß das kontaminierte Material vor
der Eintragung in den Ofen getrocknet wird.
9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß das kontaminierte Material vor
der Eintragung in den Ofen zerkleinert und/oder
klassiert wird.
10. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß das kontaminierte Material vor der
Eintragung in den Ofen geläutert und gravimetrisch
getrennt wird.
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