DE4420415C2 - Schmelzekühlung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von Rückständen aus einer Anlage zur thermischen Ab­ fallbehandlung, welche Mineralstoffe und Metalle ent­ halten und in hocherhitzter, schmelzflüssiger Form mit in voneinander getrennten Phasen anfallen.

Bei der thermischen Müllbehandlung durch Direktein­ schmelzung oder bei Einschmelzen von Rückständen, wie z. B. Aschen, Schlacken, kontaminierten Metallen, all­ gemeinen Feuerungsrückständen, Vergasungsrückständen, Filterstäuben und Fällungsprodukten, fällt eine hoch­ erhitzte, schmelzflüssige Phase an, deren Menge, Zu­ sammensetzung und Viskosität von dem kontinuierlich zugeführten heterogenen Müll abhängen und nicht vor­ her bestimmt werden können.

Üblicherweise wird die Schmelze zur Abkühlung unmit­ telbar in ein Wasserbecken eingeleitet, indem sie aus einem die Schmelzflüssigkeit aufnehmenden Behälter in einem unteren Wasserbottich vorzugsweise als dünner Flüssigkeitsstrahl einfließt.

Um dabei Schaumbildung zu vermeiden, die die Bildung eines feinkörnigen Granulats beeinträchtigt, wird in der DE-PS 4 00 380 vorgeschlagen, die dünnflüssig austretende, frei in ein Wasserbad fallende Schlacke von ca. 1600°C auf ihrem Fallweg durch Kühlluft geringer Strömungsgeschwindigkeit in mehrere Fallstrahlen zu zerteilen und soweit abzukühlen (auf ca. 1300°C), daß sie beim Eintritt in ein Wasserbad ohne Schaumbildung erstarrt und dabei granuliert.

Dieses Verfahren bietet bei Schlackenschmelzen ein­ heitlicher Phasenzusammensetzung Vorteile. Liegen aber in der schmelzflüssigen Phase Metalle und Mine­ ralien vor, so ist deren Trennung beim Einleiten in ein Wasserbecken unvollständig, da in die sich im Wasserbecken bildenden unregelmäßigen Partikel unter­ schiedlicher Größe jeweils Anteile anderer Phasen mit eingeschlossen werden können. Diese gegenseitige "Phasenverunreinigung" erschwert insbesondere auch eine angestrebte Wiederverwendung der ausgeschmolze­ nen Stoffe.

Durch die der Schmelze innewohnende Wärmeenergie wird der Schmelzstrahl beim Eintauchen in das Wasserbecken auseinandergerissen, in die sich bildenden Partikel kann Wasser mit eingeschlossen werden. Die Außenbe­ reiche des Partikels erstarren, es bildet sich eine gasundurchlässige Isolierschicht. Im Inneren des Par­ tikels herrschen vorübergehend noch so hohe Tempera­ turen, daß sich Wasserstoff und damit die Ursache für Knallgasexplosionen bilden kann. Durch weitere Abküh­ lung des Partikels wird das im Inneren des Partikels gebildete Gas weiter komprimiert. Eine zusätzliche Druckbeaufschlagung kann zur Knallgasexplosion füh­ ren.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem die bei der thermischen Müllbehandlung durch Direkteinschmel­ zung oder Einschmelzen von Rückständen anfallenden hocherhitzten, schmelzflüssigen Phasen, insbesondere Metalle und Mineralstoffe, gefahrlos gekühlt sowie Metalle und Mineralien getrennt werden.

Die Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches angegebenen Merkmale gelöst.

Dadurch, daß die schmelzflüssigen Phasen aus einem die Schmelzflüssigkeit aufnehmenden Behälter in Form eine vorzugsweise dünnen Flüssigkeitsstrahls einflie­ ßend in einen Kühlmittelstrahl gelangen in dem sie bis zur Erstarrung abgekühlt werden, entsteht zunächst eine Granulatsstruktur verhältnismäßig ein­ heitlicher Korngröße; wobei die Entstehung von grobe­ rem, schwer abkühlbarem Korn vermieden wird.

Besitzt der Kühlmittelstrahl große Strömungsgeschwin­ digkeit so wird zunächst die Schmelze zu kleinen Tropfen "zerblasen", die infolge eines günstigen Vo­ lumen/Oberflächenverhältnisses vollständig und schnell erstarren, bevor sie in das Wasserbad gelan­ gen. Dadurch wird die Wasserstoffbildung als Ursache von der Knallgasentstehung und der Einfluß überkriti­ scher Wassermengen als Ursache von durch Stoßwellen ausgelöster explosionsartiger Energiefreisetzung aus­ geschlossen. Die bessere Wärmeleitfähigkeit des me­ tallischen Phase im Vergleich zu den Mineralien be­ dingt eine höhere Erstarrungsgeschwindigkeit und führt bei der Abkühlung aufgrund der schnellen und erheblichen Änderung der Oberflächenzustände zu einer Phasentrennung.

Das so gebildete Granulat gelangt in einem durch Flüssigkeitsumlauf temperaturstabilisierten Auffang­ behälter zur Abführung der Restwärme und wird anschließend mittels geeigneter Vorrichtungen ausge­ tragen.

Die im Granulat zwar in Mischung, aber getrennt als Metalle und Mineralstoffe granuliert vorliegenden Stoffe können anschließend beispielsweise, soweit es sich um Eisenteile handelt, magnetisch getrennt und einer neuen Verwertung zugeführt werden.

Als Medium für den Kühlstrahl, der vorteilhaft durch einen ringförmigen Düsenkranz gebildet werden kann, kommt vorzugsweise Wasser in Frage. Es ist jedoch auch möglich, hierfür Gas, insbesondere gekühltes Inertgas, zu verwenden.

Die bei der Erstarrung der Schmelze frei werdende Wärme wird dadurch genutzt, daß das Wasserbad durch Flüssigkeitsumlauf temperaturstabilisiert und die abgeführte Restwärme des Granulats zurückgewonnen wird.

Bei der Verwendung von Wasser als Kühlmittelstrahl kann auch das Kühlmittel des Kühlstrahls selbst pro­ blemlos in die Wärmerückgewinnung einbezogen werden, wenn es zusammen mit dem Granulat dem Wasserbad zu­ geführt wird.

Claims (3)

1. Verfahren zum Aufbereiten von Rückständen aus einer Anlage zur thermischen Abfallbehandlung, welche Mineralstoffe und Metalle enthalten und in hocherhitzter, schmelzflüssiger Form mit in voneinander getrennten Phasen anfallen, wobei die Rückstände als Flüssigkeitsstrahl abgezogen und durch einen Kühlmittelstrahl zerteilt, ge­ kühlt und in ein Mischgranulat umgewandelt wer­ den, welches nach einer weiteren Abkühlung in einem Wasserbad einer magnetischen Trennung un­ terworfen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kühlmittelstrahl hoher Strömungsgeschwindigkeit verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasserbad im Flüssigkeitsumlauf temperaturstabil gehalten wird und daß die dabei abgeführte Restwärme, die durch weitere Abkühlung des Granulats vorgegeben ist, rückgewonnen wird.