DE4314557A1 - Method and device for decontamination of bulk material containing harmful substances - Google Patents
Method and device for decontamination of bulk material containing harmful substancesInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Dekontaminieren von schadstoffhaltigem Schüttgut, wobei die Schadstoffe durch Beheizen des Schüttgutes ausgegast, sodann abgesaugt und und anschließend zur Erzeugung von Wärme für die Beheizung des Schüttgutes verbrannt werden und wobei mindestens ein Teil der Wärme als Strahlungswärme erzeugt wird.The invention relates to a method and a device for decontaminating bulk material containing pollutants, the Gassed pollutants by heating the bulk material, then aspirated and and then to generate heat for the Heating the bulk goods are burned and being at least part of the heat is generated as radiant heat.
Diese Vorgehensweise, die aus der DE-OS 39 07 946 bekannt ist, hat den Vorteil, daß die ausgegasten Schadstoffe bei der Erzeugung der Strahlungswärme oxidiert werden. Zum einen wird dadurch ihre Energie genutzt. Zum anderen werden die Schadstoffe gleichzeitig zerstört. Die voll oxidierten Zer fallsprodukte werden mit dem Rauchgas des Strahlheizrohres aus getragen und ggf. einer nachgeschalteten Rauchgasreinigung un terworfen.This procedure, known from DE-OS 39 07 946 has the advantage that the outgassed pollutants at the Generation of radiant heat can be oxidized. For one thing thereby using their energy. On the other hand, the Pollutants destroyed at the same time. The fully oxidized cer Fall products are made with the flue gas from the radiant tube worn and possibly a downstream flue gas cleaning un thrown.
Allerdings gestaltet sich die Beheizung des Schüttgutes nicht optimal, da das Strahlheizrohr in das Schüttgut hinein ragt. Dabei können Anbackungen und auch Versinterungen des Schüttgutes entstehen, die dessen Austrag behindern. Außerdem ist die Wärmeverteilung ungleichmäßig, da die Wärmestrahlung nur auf geringe Schichtdicken um das Mantelrohr herum wirkt. Der Weitertransport der Wärme ist durch die bekanntlich schlechte Wärmeleitfähigkeit des Schüttgutes bestimmt. Es kön nen Zonen unterschiedlicher Temperatur entstehen. Auch dauert die Aufheizung des gesamten Schüttgutkörpers relativ lange.However, the bulk material is heated not optimal, because the radiant heating pipe into the bulk material protrudes. Caking and sintering of the Bulk goods arise that hinder its discharge. Furthermore the heat distribution is uneven because of the heat radiation only acts on small layer thicknesses around the casing tube. The further transport of the heat is known by the poor thermal conductivity of the bulk material determined. It can zones of different temperatures. Also lasts heating of the entire bulk material body for a relatively long time.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Wärmeeintrag in das Schüttgut zu verbessern.The invention has for its object the heat input to improve in the bulk material.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Verfahren nach der Erfin dung dadurch gekennzeichnet, daß die Wärme an ein Spülgas abge geben wird und daß das Spülgas zur konvektiven Wärmeübertragung durch das Schüttgut hindurchgeleitet sowie anschließend zusam men mit den ausgegasten Schadstoffen abgesaugt wird.The solution to this problem is the Erfin method manure characterized in that the heat is abge to a purge gas will give and that the purge gas for convective heat transfer passed through the bulk material and then together is extracted with the outgassed pollutants.
Die für das Ausgasen der Schadstoffe erforderliche Wärme wird konvektiv durch das Spülgas in das Schüttgut eingebracht. Dies erfolgt sehr gleichmäßig über das gesamte Volumen des Schüttgutes. Der Dekontaminierungsprozeß läßt sich in ver gleichsweise kurzer Zeit durchführen. Dabei bleibt der Vorteil erhalten, die ausgegasten Schadstoffe bei der Erzeugung der Wärme energetisch nutzbar zu machen und gleichzeitig zu zerstö ren. Zusammen mit den Schadstoffen wird die Feuchtigkeit ausge gast.The heat required to outgas the pollutants is introduced convectively into the bulk material through the purge gas. This takes place very evenly over the entire volume of the Bulk goods. The decontamination process can be seen in ver perform equally short time. The advantage remains get the outgassed pollutants in generating the To make heat usable for energy and to destroy it at the same time Ren. Together with the pollutants, the moisture is released guest.
Vorzugsweise wird die Strömungsgeschwindigkeit des Spül gases auf ca. 10 mm/s eingestellt, so daß bei günstigen Wärme übertragungsverhältnissen ein Aufwirbeln der Schüttung vermie den werden kann.Preferably the flow rate of the rinse gases set to about 10 mm / s, so that with favorable heat transfer conditions a whirling up of the bed avoided that can be.
In wesentlicher Weiterbildung der Erfindung wird vorge schlagen, daß ein Teil des abgesaugten, mit den ausgegasten Schadestoffen beladenen Spülgases durch das Schüttgut rezirku liert wird. Es ergibt sich ein Kreislauf, aus dem derjenige Schadstoffanteil abgezweigt wird, der in das Rauchgas der Strahlungswärmeerzeugung gelangt.In an essential further development of the invention, it is provided beat that part of the extracted, with the outgassed Purge gas loaded with pollutants through the bulk material rezirku is gated. The result is a cycle from which one Pollutant portion is branched off into the flue gas Radiant heat generation arrives.
Vorzugsweise wird das Spülgas unter gesonderter Verbrennung eines Teil der ausgegasten Schadstoffe erzeugt. Dabei erfolgt die Aufheizung des Spülgases in zweifacher Weise, nämlich ein mal durch die Strahlungswärme und zum anderen durch direkte Verbrennung eines Teils der ausgegasten Schadstoffe. Gleichzei tig wird die Prozeßdauer verkürzt. Sofern die direkte Verbren nung in den Rezirkulationskreis eingeschaltet ist, erfolgt außerdem eine Inertisierung des Spülgases.Preferably, the purge gas is burned separately some of the outgassed pollutants are generated. This is done the heating of the purge gas in two ways, namely a sometimes through the radiant heat and secondly through direct Burning part of the outgassed pollutants. Simultaneously The process time is shortened. Provided the direct burn voltage is switched on in the recirculation circuit also an inerting of the purge gas.
Ferner besteht eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfin dung darin, Luft über das Schüttgut zu leiten und mit dem mit den ausgegasten Schadstoffen beladenen Spülgas zu vermischen. Diese Luft kann zumindesten einen wesentlichen Anteil der an schließend benötigten Verbrennungsluft und des Spülgases lie fern. Dabei ist es besonders vorteilhaft, die Luft bereits vor dem Kontakt mit dem Schüttgut aufzuheizen, und zwar im Wärme austausch mit dem bei der Erzeugung der Strahlungswärme entste henden Rauchgas. Auf diese Weise ergeben sich energetisch opti male Verhältnisse.There is also an advantageous further development of the Erfin in guiding air over the bulk material and with it to mix the purged gas laden with outgassing pollutants. This air can be at least a substantial part of the the combustion air and the purge gas required remote. It is particularly advantageous to pre-air heat up the contact with the bulk material, namely in the heat exchange with that which arises when generating the radiant heat flue gas. In this way there are energetically opti male relationships.
Die Vorrichtung nach der Erfindung umfaßt einen verschließ baren Behälter, in den das Schüttgut derart einbringbar ist, daß oberhalb des Schüttgutes ein Gassammelraum verbleibt ist, mindestens ein in den Behälter hineinragendes Strahlheizrohr und eine an den Gassammelraum des Behälters angeschlossene Aus laßleitung, die mit dem Strahlheizrohr verbunden, wobei diese Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß der Behälter mit einem gasdurchlässigen Zwischenboden versehen ist, der unter halb des Schüttgutes einen Heizraum abteilt, daß der Heizraum an eine Spülgas-Einlaßleitung angeschlossen ist und daß das Strahlheizrohr in den Heizraum hineinragt. Eine rasche und gleichmäßige Erwärmung unter reproduzierbaren Bedingungen ist die Folge.The device according to the invention comprises a closure baren container into which the bulk material can be introduced in such a way that a gas collecting space remains above the bulk material, at least one radiant tube protruding into the container and an out connected to the gas collection space of the container lassleitung connected to the radiant heater, this Device is characterized in that the container with a gas-permeable intermediate floor is provided under divides a boiler room half of the bulk material that the boiler room is connected to a purge gas inlet line and that Radiant heating tube protrudes into the boiler room. A quick and is uniform heating under reproducible conditions the consequence.
Vorteilerhaftweise ist die Einlaßleitung des Heizraumes an die Auslaßleitung des Gassammelraumes angeschlossen, so daß ein Teil des Spülgases erneut durch das Schüttgut zirkuliert werden kann.The inlet line of the boiler room is advantageously on the outlet line of the gas collection chamber connected so that a Part of the purge gas can be circulated again through the bulk material can.
Vorzugsweise ist in der Einlaßleitung des Heizraumes ein Brenner angeordnet. Das Spülgas gelangt also als heißes, iner tisiertes Abgas in den Heizraum. Sofern die Einlaßleitung mit der Auslaßleitung des Gassammelraumes verbunden ist, verbrennt der Brenner einen Teil der Schadstoffe.Preferably there is a in the inlet line of the boiler room Burner arranged. The purging gas thus reaches the interior as hot tized exhaust gas in the boiler room. If the inlet pipe with the outlet line of the gas collection chamber is connected, burns the burner some of the pollutants.
In Weiterbildung der Erfindung wird ferner eine in den Gassammelraum hineinführende Luftleitung vorgeschlagen. Die in den Gassammelraum eintretende Luft wird vorgewärmt und liefert anschließend zumindest einen wesentlichen Anteil der Verbren nungsluft für das Strahlheizrohr und ggf. auch für den Brenner.In a further development of the invention, one in the Air duct leading into gas collecting space proposed. In the air entering the gas collecting space is preheated and delivered then at least a significant proportion of the burns air for the radiant heating pipe and possibly also for the burner.
Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Luftleitung in Wärmeaustausch mit einer aus dem Strahlheizrohr herausführenden Rauchgasleitung steht, da die Verbrennungsluft auf diese Weise eine vorgeschaltete weitere Vorwärmung erfährt. Ein optimaler energetischer Wirkungsgrad ist die Folge.It is particularly advantageous if the air line in Heat exchange with one leading out of the radiant tube Flue gas pipe is there because the combustion air in this way an upstream further preheating is experienced. An optimal one energy efficiency is the result.
Als erfindungswesentlich offenbart gelten auch solche Kom binationen der erfindungsgemäßen Merkmale, die von den vorste hend diskutierten Verknüpfungen abweichen.Such coms are also disclosed as being essential to the invention binations of the features of the invention by the previous The links discussed differ.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt einen schemati schen Teilschnitt durch eine Vorrichtung nach der Erfindung. The invention is based on a preferred Embodiment in connection with the accompanying Drawing explained in more detail. The drawing shows a schematic rule partial section through a device according to the invention.
Die Vorrichtung weist einen Behälter 1 auf, der mit einem Deckel 2 luftdicht verschließbar ist. Im Behälter 1 ist ein gasdurchlässiger Zwischenboden 3 angeordnet, auf den Schüttgut 4 aufgelegt wird, und zwar in solcher Menge, daß darüber ein Gassammelraum 5 verbleibt.The device has a container 1 which can be closed airtight with a lid 2 . A gas-permeable intermediate floor 3 is arranged in the container 1 , on which bulk material 4 is placed, in such an amount that a gas collecting space 5 remains above it.
Unterhalb des Zwischenbodens 3 befindet sich ein Heizraum 6, in den ein Brenner 7 Spülgas liefert. Das Spülgas durch strömt das Schüttgut 4 sehr gleichmäßig von unten nach oben, vorzugsweise mit einer Geschwindigkeit von 10 mm/s, wobei es das Schüttgut erwärmt und auf diese Weise die im Schüttgut ent haltenen Schadstoffe ausgast. Die ausgegasten Schadstoffe wer den durch das Spülgas nach oben in den Gassammelraum 5 ausge trieben. In diesem herrscht ein Unterdruck. Erzeugt wird dieser Unterdruck von einer Auslaßleitung 8, die ein Heißluftgebläse 8′ enthält über eine Spülgas-Einlaßleitung 7′ an den Brenner 7 an geschlossen ist. Letzterer erhält außerdem Brennstoff durch eine Brennstoffleitung 9.Below the intermediate floor 3 there is a boiler room 6 , into which a burner 7 delivers purge gas. The purge gas flows through the bulk material 4 very evenly from bottom to top, preferably at a speed of 10 mm / s, whereby it heats the bulk material and in this way outgasses the pollutants contained in the bulk material. The outgassed pollutants are driven out by the purge gas up into the gas collecting space 5 . There is a negative pressure in this. This negative pressure is generated by an outlet line 8 , which contains a hot air blower 8 'via a purge gas inlet line 7 ' to the burner 7 is closed. The latter also receives fuel through a fuel line 9 .
Die Auslaßleitung 8 führt ferner zu einem Strahlheizrohr 10, welches ebenfalls in den Heizraum 6 hineinragt und seine Wärme an das Spülgas abgibt. Die Brennstoffzufuhr zum Strahl heizrohr 10 erfolgt über eine Brennstoffleitung 11.The outlet line 8 also leads to a radiant heating tube 10 , which also projects into the heating chamber 6 and releases its heat to the purge gas. The fuel is supplied to the jet heating tube 10 via a fuel line 11 .
Die ausgegasten Schadstoffe zusammen mit dem verdampften Wasser werden über die Auslaßleitung 8 in den Brenner 7 und in das Strahlheizrohr 10 geleitet und dort oxidiert. Der auf den Brenner 7 entfallende Anteil wird durch das Schüttgut 4 rezir kuliert. Das Rauchgas des Strahlheizrohres 10 wird über eine Rauchgasleitung 12 abgeführt, wobei es ggf. noch einer Rauch gasreinigung unterworfen werden kann.The outgassed pollutants together with the evaporated water are passed via the outlet line 8 into the burner 7 and into the radiant heating tube 10 and are oxidized there. The portion of the burner 7 is recirculated by the bulk material 4 . The flue gas of the radiant heating tube 10 is discharged via a flue gas line 12 , it possibly being able to be subjected to a flue gas cleaning.
Die Rauchgasleitung 12 steht in Wärmeaustausch mit einer Luftleitung 13, die zum Gassammelraum 5 führt. Die Luft wird also durch das Rauchgas des Strahlheizrohres 10 vorgewärmt. Die vorgewärmte Luft mischt sich mit dem sonstigen Inhalt des Gas sammelraumes und gelangt über die Auslaßleitung 8 zum Brenner 7 und zum Strahlheizrohr 10. Sie liefert dort zumindest einen we sentlichen Anteil der gesamten Verbrennungsluft. The flue gas line 12 is in heat exchange with an air line 13 which leads to the gas collecting space 5 . The air is thus preheated by the flue gas from the radiant tube 10 . The preheated air mixes with the other contents of the gas collecting space and reaches the burner 7 and the radiant tube 10 via the outlet line 8 . There it delivers at least a significant portion of the total combustion air.
Die Verbrennung im Strahlheizrohr 10 erfolgt bei einer Tem peratur von ca. 1000°C. Das Rauchgas des Strahlheizrohres 10 in der Rauchgasleitung 12 hat eine Temperatur von ca. 350°C. Dies führt dazu, daß die Luft in der Luftleitung 13 auf ca. 200°C aufgeheizt wird.The combustion in the radiant heating tube 10 takes place at a temperature of approx. 1000 ° C. The flue gas of the radiant heating tube 10 in the flue gas line 12 has a temperature of approximately 350 ° C. This leads to the air in the air line 13 being heated to approximately 200 ° C.
Die Prozeßdauer hängt von der Art der Schadstoffe und vom Wassergehalt des Schüttgutes ab. Als Maß für eine abgeschlos sene Dekontaminierung dienen die Siedepunkte der Schadstoffe, die durch die Beheizung des Schüttgutes mit ausreichender Ver weilzeit erreicht werden müssen. Die mittlere Zieltemperatur des Schüttgutes liegt bei 500°C.The process time depends on the type of pollutants and on Water content of the bulk goods. As a measure of a completed decontamination serve the boiling points of the pollutants, by heating the bulk material with sufficient ver because time must be reached. The mean target temperature the bulk material is at 500 ° C.
Nach Beendigung des Prozesses werden die Beheizungseinrich tungen abgeschaltet. Anschließend erfolgt eine Kühlung des Schüttgutes unter Einsatz von Kaltluft (kalter Verbrennungs luft).At the end of the process, the heating device switched off. Then cooling of the Bulk goods using cold air (cold combustion air).
Das Verfahren ist für kleine bis mittlere Sanierungsvorha ben vorgesehen. Es eignet sich vor allem für solche Schüttgü ter, die Schadstoffe aus den Gruppen BTX (Benzol, Toluol, Xylol) und PAK (polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe) enthalten.The procedure is for small to medium renovation projects ben provided. It is particularly suitable for such bulk goods ter, the pollutants from the groups BTX (benzene, toluene, Xylene) and PAK (polycyclic aromatic hydrocarbons) contain.
Im Rahmen der Erfindung sind durchaus Abwandlungsmöglich keiten gegeben. So besteht die Möglichkeit, den Brenner und das Strahlheizrohr mit Luft aus der Atmosphäre oder aber mit Luft aus dem Gassammelraum ohne vorgeschaltete Vorwärmung zu versor gen. Die Formgebung des Behälters unterliegt keinerlei Be schränkungen, abgesehen davon, daß die Beschickung mit Schütt gut nicht behindert werden darf. Auch die Raumaufteilung im In neren des Behälters kann abgewandelt werden, beispielsweise derart, daß das Schüttgut horizontal durchströmt wird. Soll das Verfahren großtechnisch betrieben werden, so setzt man mehrere Brenner und ggf. auch mehrere Strahlheizrohre ein.Modifications are quite possible within the scope of the invention given. So there is the possibility of the burner and that Radiant heating tube with air from the atmosphere or with air from the gas collecting space without upstream preheating The shape of the container is not subject to any loading restrictions, apart from the fact that loading with bulk material well must not be hindered. The room layout in the In neren of the container can be modified, for example such that the bulk material is flowed through horizontally. Should that Processes are operated on an industrial scale, so you set several Burner and possibly also several radiant heating pipes.
Claims (11)
einem verschließbaren Behälter (1), in den das Schüttgut (4) derart einbringbar ist, daß oberhalb des Schüttgutes ein Gassammelraum (5) verbleibt,
mindestens einem in den Behälter (1) hineinragenden Strahl heizrohr (10) und
einer an den Gassammelraum (5) des Behälters (1) ange schlossenen Auslaßleitung (8), die mit dem Strahlheizrohr (10) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet,
daß der Behälter (1) mit einem gasdurchlässigen Zwischenbo den (3) versehen ist, der unterhalb des Schüttgutes (4) einen Heizraum (6) abteilt, daß der Heizraum (6) an eine Spülgas-Ein laßleitung (7′) angeschlossen ist und daß das Strahlheizrohr (10) in den Spülgasraum (6) hineinragt.7. Device for decontaminating bulk material containing pollutants, with
a closable container ( 1 ) into which the bulk material ( 4 ) can be introduced in such a way that a gas collecting space ( 5 ) remains above the bulk material,
at least one heating tube ( 10 ) projecting into the container ( 1 ) and
an outlet line ( 8 ) which is connected to the gas collecting space ( 5 ) of the container ( 1 ) and is connected to the radiant heating tube ( 10 ), characterized in that
that the container ( 1 ) with a gas-permeable Zwischenbo the ( 3 ) is provided, which divides a boiler room ( 6 ) below the bulk material ( 4 ), that the boiler room ( 6 ) is connected to a purge gas inlet line ( 7 ') and that the radiant heating tube ( 10 ) protrudes into the purge gas space ( 6 ).
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