DE4333780A1 - Vorrichtung zur Beseitigung von toxischen, festen und/oder flüssigen Stoffen, insbesondere von Geschossen, die mit chemischen Kampfstoffen gefüllt sind - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Beseitigung von toxischen, festen und/oder flüssigen Stoffen, insbesondere von Geschossen, die mit chemischen Kampfstoffen gefüllt sind, in einer Sonderabfallverbrennungsanlage, bestehend aus einem Drehrohrofen, einer Nachbrennkammer, einem Abhitzekessel, einer Rauchgaswäsche, einem Saugzuggebläse und einem Abgaskamin.

Sonderabfallverbrennungsanlagen für die Verbrennung von toxischen flüssigen und/oder festen Stoffen sind beispielsweise aus der DE-Z "Chemie-Ingenieur-Technik", 59 (1987), Nr. 8, S. 622-628, bekannt.

Eine besondere Art von Sonderabfällen stellen die aus den beiden Weltkriegen noch vorhandenen Geschosse und andere Munition dar, die mit chemischen Kampfstoffen gefüllt sind.

Diese chemischen Kampfstoffe können toxische feste oder flüssige Substanzen der unterschiedlichsten chemischen Zusammensetzung oder auch gasförmige Stoffe sein.

Die chemischen Kampfstoffe befinden sich nach wie vor in nicht entschärften Geschossen, d. h. die Aufschlag-, Annäherungs- oder Zeitzünder müssen vor jedweder Entsorgung unschädlich gemacht werden.

Die mit Kampfstoffen gefüllten Geschosse können in Behältern jeglicher Art gelagert oder auch als Haufwerk in zugeschütteten Gewässern, Gruben oder sogar im Meer versenkt sein.

Bei verstärkter Korrosion, hervorgerufen durch Boden­ feuchtigkeit bzw. Meerwasser, besteht die Gefahr, daß die Behältnisse und die Geschosse undicht sind oder werden. Dadurch kommen die chemischen und toxischen Substanzen mit der nächsten Umgebung, d. h. mit dem sie umgebenden Erdreich, Grund- bzw. Meerwasser, in direkte Berührung. Diese Umstände führen zu einer Verseuchung großer Flächen.

Die Vernichtung der noch lagernden großen Kampfstoff­ mengen ist bisher nicht intensiv betrieben worden, weil man der Auffassung war, daß die gewählte Lagerung für Jahrzehnte ausreichend sicher sein werde und daß beispielsweise mit der Versenkung der Kampfstoffe im Meer das Problem gelöst sei.

Untersuchungen an derartigen Lagerstätten haben jedoch ergeben, daß die Behältnisse, in denen die Geschosse untergebracht sind, teilweise verrotten und daher aus Gründen des Umweltschutzes eine weitere Lagerung nicht mehr statthaft ist, so daß eine Beseitigung der chemischen Kampfstoffe unabdingbar ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der die entschärften Geschosse umweltverträglich beseitigt werden können, wobei jedoch der Tatsache Rechnung getragen werden muß, daß auch unbeabsichtigt nicht entschärfte Geschosse, zur Beseitigung angeliefert werden könnten.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt in der Weise, wie es im Hauptanspruch angegeben ist. Die Unteransprüche enthalten Merkmale, die der vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung nach dem Hauptanspruch dienen.

Zur Beseitigung der in der Regel entschärften Geschosse, für deren Ummantelung Stahl, Messing, Aluminium, Kunststoff oder andere Werkstoffe verwendet wurden und in denen sich toxische chemische Substanzen befinden, wird eine Sonderabfallverbrennungsanlage der im Oberbegriff genannten Art vorgeschlagen, die sich dadurch auszeichnet, daß Komponenten des Hochtempe­ ratur-Verbrennungsteiles und der anschließenden Kühlungs- und Reinigungsstufen konstruktiv und materialmäßig für einen Betriebsdruck von max. 40 bar ausgelegt werden und daß die erforderliche Abdichtung der sich drehenden Anlagenteil gegenüber der Atmosphäre gewährleistet ist.

Die Anlagenteile müssen deshalb einem Betriebsdruck von 40 bar standhalten, weil gegebenenfalls auch nicht entschärfte Geschosse und hochexplosive Substanzen in den Drehrohrofen eingegeben werden, die während der Verbrennung bei Temperaturen bis zu über 1200°C im Drehrohrofen bzw. in der Nachbrennkammer explodieren können und eine entsprechend hohe Druckwelle innerhalb des gesamten Systems entstehen lassen.

Wegen derartiger Druckwellen müssen die sich drehenden Anlagenteile hinsichtlich der zu verwendenden Werkstoffe und ihrer konstruktiven Ausbildung für Drücke von mindestens 40 bar ausgelegt sein, wobei zu beachten ist, daß je nach Art der zu vernichtenden Munition der angegebene Druck unter- oder geringfügig überschritten werden kann. Insofern sollten die Anlageteile entsprechend dimensioniert werden.

Dies erfolgt in der Weise, daß der Hochtemperatur-Verbrennungsteil und der Kühlungs- und Reinigungsteil für die Rauchgase als eine zusammenhängende drehbare Vorrichtung ausgeführt wird.

Ein Ausführungsbeispiel wird nachstehend an Hand einer schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Verbrennungsanlage und

Fig. 2 einen Querschnitt entsprechend A-B nach Fig. 1.

Die in Fig. 1 dargestellte Verbrennungsanlage setzt sich aus der auf Rollenlagern 23 und in Laufkränzen 19 drehbar gelagerten Einheit 3, 6, 9 und 11 und den feststehenden vor- oder nachgeschalteten Anlagenteilen, die beidseitig durch Dichtungssysteme 12, 12.1 abgedichtet werden, zusammen.

Zu der drehbaren und für einen Betriebsdruck von mindestens 40 bar ausgelegten Einheit gehören der Drehrohrofen 3, die Nachbrennkammer 6 und der Abhitzekessel 9.

Diese Anlage muß sicherheitshalber für hohe Betriebsdrücke konzipiert werden, weil man damit rechnen muß, daß auch versehentlich nicht zuvor entschärfte Kampfmittel-Munition zur Aufgabe in den Drehrohrofen gelangt.

Die unverbrannten metallischen Munitionsteile werden in der zwischen dem Drehrohrofen 3 und der Nachbrennkammer 6 angeordneten Schlackensammelkammer 5 gesammelt. Diese Reststoffe können bei Stillstand der Anlage über eine Entnahmeöffnung entfernt werden.

Der Drehrohrofen 3 und die Nachbrennkammer 6 sind mit einem feuer- und abriebfesten Mauerwerk 7 ausgekleidet. Die Schlackensammelkammer 5 kann bei Bedarf mit einer feuerfesten Masse ausgespritzt werden.

Die Abkühlung der Rauchgase erfolgt in dem drehbaren Abhitzekessel 9. Die heißen Rauchgase strömen durch Kühlrohre 10 und geben ihre Wärme an das über eine Zufuhrleitung 17 zugeführte Speisewasser ab.

Das Wasser-Dampf-Gemisch verläßt den Abhitzekessel 9 über die zentrisch um die Speisewasser-Zufuhrleitung 17 angeordneten Dampf-Abfuhrleitungen 16.

Das gekühlte, jedoch noch unter hohem Betriebsdruck stehende Rauchgas wird in einem feststehenden Rauchgassammelbehälter 15 aufgefangen, bevor es einem Expander 18 mit nachgeschalteter Rauchgaswäsche 14 zugeführt wird.

Der Rauchgassammelbehälter 15 wird gegenüber der Atmosphäre im Bereich der Rohrleitungen 16, 17 durch ein Dichtungssystem 13 abgedichtet.

Auf der Beschickungsseite des Drehrohrofens 3 ist eine Druckschleuse 12 in Form einer Doppelkammer angeordnet, in die die Aufgabevorrichtung 1 für die zu verbrennende Munition integriert ist.

Die Beheizung des Drehrohrofens 3 erfolgt durch einen lanzenförmigen Gas- oder Öl-Sauerstoffbrenner 2. An der Nachbrennkammer 6 sind ebenfalls (hier nicht dargestellte) Brenner angeordnet.

Für die Erzeugung des erforderlichen Betriebsdruckes von mindestens 40 bar ist ein Verdichter 20 vorgesehen, der über Hochdruckleitungen mit der Druckschleuse 12 verbunden ist.

Fig. 2 zeigt in einem Querschnitt entsprechend der Schnittlinie A-B von Fig. 1 das Innere des Abhitzekessels 9. Man erkennt die Kühlrohre 10, die Dampfmitnehmer 21 und die feststehende Dampfableiteinrichtung 22 im Zentrum des Abhitzekessels 9. Diese Anordnung ist erforderlich, um innerhalb des sich drehenden Abhitzekessels 9 den nach oben steigenden Dampf abzufangen und über die Dampfableiteinrichtung 22 und die Dampf-Abfuhrleitungen 16 abzuziehen.

Bezugszeichenliste

1 Aufgabevorrichtung
2 Gas-Sauerstoff-Brenner
3 Drehrohrofen
4 Schlackenaustritt an 5
5 Schlackensammelkammer
6 Nachbrennkammer
7 Feuerfest-Material
8 Rauchgasstutzen von 6
9 Abhitzekessel
10 (Rauchgas-)Kühlrohre in 9
11 Rauchgasraum von 9
12 Druckschleuse
12.1 Dichtungssystem von 11
13 Dichtungssystem in 15
14 Rauchgaswäsche
15 Rauchgassammelbehälter
16 Dampf-Abfuhrleitungen
17 Speisewasser-Zufuhrleitungen
18 Expander
19 Laufkranz
20 Verdichter
21 Dampfmitnehmer in 9
22 Dampfableiteinrichtung in 9
23 Rollenlager

Claims (5)

1. Vorrichtung zur Beseitigung von toxischen, festen und/oder flüssigen Stoffen, insbesondere von Geschossen, die mit chemischen Kampf­ stoffen gefüllt sind, in einer Sonderabfallver­ brennungsanlage, bestehend aus einem Drehrohrofen, einer Nachbrennkammer, einem Abhitzekessel, einer Rauchgaswäsche, einem Saugzuggebläse und einem Abgaskamin, dadurch gekennzeichnet, daß Drehrohrofen (3), Nachbrennkammer (6) und Abhitzekessel (9) als eine drehbare Einheit ausgebildet ist, daß diese Einheit so konstruiert ist, daß sie einem Innendruck von 40 bar standhält, daß dem Drehrohrofen (3) eine Druckschleuse (12) mit darin integrierter Aufgabevorrichtung (1) und ein Verdichter (20) zur Erzeugung des erforderlichen Betriebsdruckes vorgeschaltet ist und daß zwischen drehbarem Abhitzekessel (9) und stationärem Rauchgassammelbehälter (15) ein Dichtungssystem (12.1) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Übergangsbereich zwischen Drehrohrofen (3) und Nachbrennkammer (6) eine Schlackensammelkammer (5) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abhitzekessel (9) mit der Gehäusewand verbundene, mitdrehende Dampfmitnehmer (21) aufweist und daß mittig in axialer Richtung eine feststehende Dampfableiteinrichtung (22) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Speisewasserzufuhr- (17) und Dampfabfuhrleitungen (16) durch ein Dichtungssystem (13) am Rauchgassammelbehälter (15) geführt sind und mit dem Abhitzekessel (9) in Verbindung stehen.

5. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Austrittsstutzen des Rauchgassammelbehälters (15) ein Expander (18) und eine Rauchgaswäsche (14) nachgeschaltet sind.