DE69402065T2

DE69402065T2 - VORRICHTUNG ZUM BEARBEITEN UND ZUM VERGLASEN VON ABFäLLE

Info

Publication number: DE69402065T2
Application number: DE69402065T
Authority: DE
Inventors: Claude Bourdil; Pierre Bozetto; Jean-Marie Brochot; Jean Cabardi; Alain Ensuque; Francois Liagre
Original assignee: Electricite de France SA
Current assignee: Electricite de France SA
Priority date: 1993-04-16
Filing date: 1994-04-15
Publication date: 1997-09-18
Anticipated expiration: 2014-04-16
Also published as: FR2704047A1; WO1994024060A1; US5657706A; EP0695280A1; ATE149975T1; ES2099607T3; EP0695280B1; FR2704047B1; DE69402065D1; CA2160685A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Behandeln von Abfällen, die insbesondere, aber nicht ausschließlich, zur Behandlung von Krankenhausabfällen bestimmt ist.
Im allgemeinen bestehen Krankenhausabfälle aus einer großen Anzahl verschiedener fester oder flüssiger Materialien (Glaswaren, Nadeln, Skalpelle, chemische Stoffe, biologische Gewebe ...), die biologisch kontaminiert oder toxisch sein können und deren Handhabung das Ergreifen von speziellen Vorsichtsmaßnahmen, insbesondere eine Doppelverpackung der Abfälle, erforderlich macht. Krankenhausabfälle, die in dieser Weise verpackt sind, bilden Chargen, die große Anteile an flüchtigen Materialien enthalten und die einen relativ hohen unteren spezifischen Brennwert (14600 kJ/kg) haben. Dieser Brennwert variiert jedoch sehr und kann Extremwerte von 4200 kJ/kg und 29000 kJ/kg annehmen. Die Behandlung von Krankenhausabfällen ist andererseits einer Vorschrift unterworfen, die eine kurze Lagerzeit der Abfallchargen am Ort der Verbrennung vorschreibt. Aus hygienischen Gründen können die Abfälle vor der Verbrennung in Hinblick auf die Bildung von Chargen mit homogenen Brennwerten nicht von ihren Verpackungen befreit werden. Man ist daher bei der Verbrennung von Krankenhausabfällen gezwungen, eine Reihe von Chargen zu behandeln, deren Brennwert variabel und nicht genau bekannt ist, da es in der Praxis für das mit der Verbrennung der Abfälle beauftragte Personal unmöglich ist, den Inhalt der Chargen im einzelnen zu kennen.
Es sind Verbrennungsvorrichtungen bekannt, die zur Vernichtung von Hausmüll verwandt werden, und in denen die Verbrennung der Abfälle in einem Brennraum bewirkt wird, der mit einem Rost versehen ist, auf dem die Abfälle abgelagert werden, und unter dem Luft eingeblasen wird, um die Verbrennung zu aktivieren. Diese bekannten Verbrennungsvorrichtungen sind schlecht für die Vernichtung von Krankenhausabfällen geeignet, und zwar einerseits aufgrund der Gefahr, daß biologisch kontaminierte Flüssigkeiten durch den Rost abfließen oder Materialschmelzen letzteren verstopfen, und andererseits weil die maximal in derartigen Verbrennungsvorrichtungen erzielbaren Temperaturen unter den Stahlschmelztemperaturen liegen, so daß metallische Gegenstände, die in den Abfällen enthalten sind, beispielsweise Nadeln oder Skalpelle, nach der Behandlung unverändert übrig bleiben.
Im Patent FR 1 394 418 hat man eine Behandlungsvorrichtung vorgeschlagen, die eine Entgasungskammer, in die die Abfälle eingeführt werden, um einer Entgasung und einer Verbrennung unterworfen zu werden, eine Nachverbrennungskammer für die aus der Entgasungskammer austretenden Gase und eine Schmelzkammer umfaßt, in der die aus der Entgasungskammer austretenden Schlacken in Hinblick auf ihre Einglasung aufgeschmolzen werden. In dieser Vorrichtung umfaßt die Entgasungskammer einen Rost, unter den die die Verbrennung bewirkenden Stoffe geleitet werden, deren Durchsatz derart gesteuert wird, daß die organischen Bestandteile der Abfälle vollständig verbrannt werden, bevor die Abfälle in die Schmelzkammer eingeführt werden. Die die Verbrennung bewirkenden Stoffe und die Brennstoffe werden in der Weise eingeblasen, daß in der Schmelzkammer Flammen erzeugt werden, deren Reduktionswirkung mehr oder weniger stark ist, um gegebenenfalls Metalloxide zu reduzieren und das Metall rückzugewinnen. Diese bekannte Vorrichtung erlaubt es, von den Abfällen die nutzbaren Restbestandteile in Form von Granulaten oder Formteilen zu erzeugen. Diese Vorrichtung verbraucht jedoch erhebliche Mengen an Brennstoffen und Energie, um die Abfälle vollständig zu verbrennen, bevor sie in die Schmelzkammer eingeführt werden, und die Metalloxide zu reduzieren. Weiterhin erhöhen die die Verbrennung bewirkenden Stoffe, die in einem hohen Ubermaß verwandt werden, im gleichen Maße den Durchsatz der Gase, die die Vorrichtung verlassen, und die Kosten für ihre Entsorgungsbehandlung.
Die vorliegende Erfindung hat eine Vorrichtung zum Behandeln von Abfällen, insbesondere von Krankenhausabfällen, zum Ziel, die eine gute Kontrolle der Verbrennung der Abfälle sowie deren Umwandlung in neutrale eingeglaste Restfeststoffe erlaubt, die danach veredelt werden können, wobei ein übermäßiger Energieverbrauch und unannehmbare Installationsgesamtkosten vermieden werden sollen.
Die vorliegende Erfindung erreicht das dank einer Vorrichtung zum Behandeln von Abfällen, insbesondere von Krankenhausabfällen, die eine Entgasungskammer, in die die Abfälle eingeführt werden, um einer Entgasung und einer Verbrennung unterworfen zu werden, eine Nachverbrennungskammer für die aus der Entgasungskammer austretenden Gase und eine Schmelzkammer umfaßt, in der die aus der Entgasungskammer austretenden Schlacken einer hohen Temperatur in Hinblick auf ihre Einglasung unterworfen werden, wobei Einrichtungen zum Einblasen von Luft in die Entgasungskammer und in die Nachverbrennungskammer vorgesehen sind, und die Entgasungskammer über die Schmelzkammer derart hinausragt, daß die Schlacken durch das Eigengewicht in die letztere herabfallen, um einem Schmelzen unterworfen zu werden, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß sie Einrichtungen zum Messen der Temperatur und des Druckes in der Entgasungskammer (1) und zum Steuern des Durchsatzes der in die Entgasungskammer eingeblasenen Luft in Abhängigkeit von der gemessenen Temperatur und dem gemessenen Druck aufweist, derart, daß sie an den Brennwert der Abfälle im Verlauf der Behandlung angepaßt werden kann, und der Anteil der unverbrannten Rückstände der in die Schmelzkammer eingeführten Schlacken zwischen 3 % und 10 % liegt.
Im Gegensatz zu den bekannten Vorrichtungen verwirklicht man somit eine kontrollierte und unvollständige Verbrennung der Abfälle in der Entgasungskammer, was es erlaubt, den Energieverbrauch und die eingeblasene Luftmenge verglichen mit bekannten Vorrichtungen zu verringern. Man kann dennoch Einglasungsprodukte mit einem geringen Anteil an unverbrannten Stoffen rückgewinnen. Man erhält insbesondere einen Anteil an unverbrannten Rückständen unter 0,1 %, wenn die in der Schmelzkammer herrschende Temperatur vorzugsweise in der Größenordnung von 1600ºC liegt, und insbesondere mittels eines Plasmabrenners erzielt wird. Für eine geeignete Steuerung des Luftdurchsatzes kann man am Anfang der Verbrennung der Abfälle Luft mangelhaft in die Entgasungskammer einleiten und dadurch vermeiden, daß sich nur die stärker brennbaren und stärker flüchtigen Bestandteile (Kunststoffe, Alkohol ...) entflammen und beim Verbrennen ein unkontrollierbares Durchgehen der Verbrennung provozieren. Danach&sub1; wenn die flüchtigen Bestandteile beseitigt sind, kann man die Verbrennung dadurch aktivieren, daß der Luftdurchsatz erhöht wird. Die Dauer des letzteren wird dann an den Brennwert der Abfälle im Verlauf der Behandlung angepaßt und erlaubt es, das Auftreten von unerwünschten Gasausbrüchen zu vermeiden. Indem gleichfalls der Durchsatz der in die Nachverbrennungskammer eingeblasenen Luft reguliert wird, kann man einen Gesamtdurchsatz des Gases erzielen, das die Vorrichtung zur Behandlungsinstallationen und/ oder einer Wärmerückgewinnung verläßt, der im wesentlichen konstant ist. Es wird schließlich jeder übermäßige Energieverbrauch vermieden und die Kosten der nachgeschalteten Gasbehandlungsinstallationen sind vermindert.
Andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden sich aus der Lektüre der Beschreibung ergeben, die anhand eines nicht beschränkenden Ausführungsbeispiels der Erfindung und der zugehörigen Zeichnung gegeben wird, die eine schematische Teilansicht einer Behandlungsvorrichtung gemäß der Erfindung zeigt.
Die Behandlungsvorrichtung umfaßt eine Entgasungskammer 1, in die die Abfälle eingeführt werden, um einer Entgasung und einer Verbrennung unterworfen zu werden, eine Nachverbrennungskammer 2 für die aus der Entgasungskammer 1 austretenden Gase und eine Schmelzkammer 3, in der die aus der Entgasungskammer 1 austretenden Schlacken einer hohen Temperatur in Hinblick auf ihre Einglasung unterworfen werden.
Die Einführung der Abfälle in die Entgasungskammer 1 erfolgt insbesondere längs des Pfeiles D mittels einer Beladungsvorrichtung 10, die eine häufige (beispielsweise zehnmal pro Stunde) und regelmäßige Nachladung der Entgasungskammer 1 ohne Eintritt von Nebenluft erlaubt und einen Trichter 11 umfaßt, der mit einem Verschlußdeckel 12 versehen ist. Der Trichter 11 führt zu einer Aufnahmeschleuse 13, die mit einer Tür 14 als Zugang in die Entgasungskammer 1 versehen ist. Ein Stößel 15, der durch einen Stellmechanismus 16 betätigt wird, kann die in der Schleuse 13 angeordneten Abfälle in die Entgasungskammer 1 drücken, wenn die Tür 14 geöffnet und der Deckel 12 geschlossen ist. Vorzugsweise ist die Tür 14 vertikal verschiebbar angebracht und wird die Tür 14 über ein Stellglied betätigt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist sie beispielsweise einer rechtwinkligen Öffnung mit den Abmessungen 1,5 x 1,6 m der Entgasungskammer 1 zugeordnet.
Die Entgasungskammer 1 hat eine im wesentlichen längs der horizontalen Achse langgestreckte Form und einen rechtwinkligen Querschnitt. Die Tür 14 öffnet eine Endfläche der Entgasungskammer 1, die als Vorderfläche bezeichnet wird und in der Zeichnung rechts angeordnet ist. Die Länge der Entgasungskammer 1 beträgt bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel insgesamt 9 m, und ihr Innenvolumen beträgt 57 m³, was es erlaubt, etwa 2 t/h an Abfällen zu behandeln. Die Entgasungskammer 1 ist innen mit feuerfesten Materialien ausgekleidet, wie es an sich bekannt ist. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel besteht beispielsweise die Wand 4 der Entgasungskammer 1 aus einem Stahlblech mit einer Stärke von 10 mm, das innen mit feuerfesten Materialien in einer Stärke von 22 cm ausgekleidet ist. Die Entgasungskammer 1 weist an ihrer unteren Innenfläche feuerfeste Schwellen auf, die in Treppenstufen vorgesehen sind, wobei bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel die Entgasungskammer 1 insbesondere eine erste Schwelle 21 nahe der Tür 14, dann eine zweite Schwelle 22 und eine dritte Schwelle 23 umfaßt, die stufenförmig auf der der Tür 14 abgewandten Seite der ersten Schwelle 21 angeordnet sind. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die Schwellen Platten mit einer Seitenlänge etwa 2,5 m. Es versteht sich, daß man je nach der Menge der zu behandelnden Abfälle vorschlagen kann, die Entgasungskammer 1 zu verlängern oder zu verkürzen, indem man notfalls die Anzahl der Schwellen so modifiziert, daß man mit den Verweilzeiten der Abfälle spielt. Wie es dargestellt ist, befindet sich das untere Niveau der Schleuse 13, die zum Einladen der Abfälle dient, vorzugsweise auf derselben Höhe oder auf einer etwas größeren Höhe als die erste Schwelle 21, derart, daß bei der Beladung die neuen Abfälle, die eingeführt werden, gegen die im Laufe der Verbrennung auf der ersten Schwelle 21 befindlichen Abfälle drücken, ohne diese zu überdecken und somit ohne das Feuer zu ersticken. Die Abfälle, die sich auf der ersten Schwelle 21 befinden, unterlaufen einer Entgasung, und die Flüssigkeiten mit niedrigen Siedepunkten, die in den Abfällen enthalten sind, verdampfen. Ein erster Brenner, der an sich bekannt und nicht dargestellt ist, befindet sich in der Nähe der ersten Schwelle 21, um die erste Ladung zu entflammen, und arbeitet im allgemeinen nur über einige Minuten am Anfang der Benutzung der Vorrichtung. Der Boden der Entgasungskammer 1, der sich der Tür 14 gegenüber befindet, ist mit einem Brenner 5 ausgerüstet, der dazu bestimmt ist, im Notfall die Verbrennung in der Entgasungskammer 1 aufrechtzuerhalten, derart, daß die Temperatur darin zwischen 600 und 900ºC liegt. Der Boden der Entgasungskammer 1 ist mit einer nicht dargestellten Tür versehen, die bei der Wartung der Behandlungsvorrichtung benutzt wird.
Verbrennungsluft wird in der Entgasungskammer 1 über seitliche Öffnungen verteilt, die über die Länge der Kammer auf der Höhe der Schwellen verteilt sind. Diese Verbrennungsluft wird von einem bekannten Gebläse erzeugt, das nicht dargestellt ist, und Reguliereinrichtungen sind dazu vorgesehen, insbesondere auf den Durchsatz der Luft einzuwirken, die in die Entgasungskammer 1 eingeblasen wird und Primärluft genannt wird, wie es im folgenden genauer angegeben wird.
Die Entgasungskammer 1 ist mit Wasserzerstäubern ausgerüstet, die dazu bestimmt sind, die Kammer bei einer zu hohen Temperatur im Inneren, beispielsweise von über 1000ºC, abzukühlen.
Wenn die Abfälle am rückseitigen Ende der ersten Schwelle 21, das heißt an dem Ende ankommen, das sich in der Zeichnung links befindet, dann fallen sie auf die zweite Schwelle 22, die tiefer angeordnet ist, und danach auf die dritte Schwelle 23 herunter. Das Herabfallen der Abfälle auf die tiefere Schwelle begünstigt deren Ausbreitung und Umwendung und damit deren Belüftung und Verbrennung.
Schieber aus einem feuerfesten Material, die an sich bekannt und nicht dargestellt sind (im folgenden Stochereisen genannt), werden periodisch über Stellglieder betätigt (alle 3 bis 10 Minuten, beispielsweise je nach Behandlungskapazität der Anlage) und sind zwischen den Schwellen in der Achse der Entgasungskammer 1 angeordnet, um die Abfälle ausgehend von der Tür 14 horizontal, das heißt zum Boden der Entgasungskammer 1, vorzuschieben, der sich in der Zeichnung auf der linken Seite befindet. Diese Schieber dienen gleichfalls dazu, die Schwellen zu reinigen, in welchem Fall sie maximal vorgeschoben werden.
Die Entgasungskammer 1 ragt über die Schmelzkammer 3 hinaus, und die Schlacken, die sich aus der Verbrennung der Abfälle in der Entgasungskammer 1 ergeben, verlassen die letzte Schwelle, das heißt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die dritte Schwelle 23, über einen vertikalen Kanal oder Schacht 30, um in die Schmelzkammer 3 zu fallen, wo sie der Wirkung eines Plasmabrenners 50 ausgesetzt werden, der an sich bekannt ist.
Die Gase, die hauptsächlich durch die Entgasung der Abfälle in der Entgasungskammer 1 freigesetzt werden (und im geringeren Maße in der Schmelzkammer 3), verlassen die Entgasungskammer 1 nach oben über einen Kanal 40, der sich bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel im wesentlichen über der dritten Schwelle 23 befindet und zu einer Gasnachverbrennungskammer 2 führt. Die Wand des Bodens der Entgasungskammer 1, die sich an den Schacht 30 und den Kanal 40 anschließt, verläuft schräg nach oben und nach vorne, das heißt in der Zeichnung nach rechts. Die Nachverbrennungskammer 2 hat eine in der horizontalen Achse langgestreckte Form, und die Gase treten vorzugsweise exzentrisch bezüglich dieser Achse ein, um ihnen eine schraubenförmige Bewegung in der Kammer zu geben. Die Nachverbrennungskammer 2 überragt die Entgasungskammer 1 und umfaßt seitliche Öffnungen zum Zutreten von Verbrennungsluft, das heißt Sekundärluft Diese Luft wird in die Verbrennungskammer 2 mit einer Ausrichtung eingeblasen, die gleichfalls so gewählt ist, daß der Gesamtheit der Gase eine schraubenförmige Bewegung gegeben wird, die eine enge Durchmischung der Sekundärluft und der Gase begünstigt, die aus der Entgasungskammer 1 kommen. Die Nachverbrennungskammer 2 ist mit einem sekundären Brenner 41 ausgerüstet, der wenn notwendig arbeitet, um die Temperatur dieser Kammer auf einem Wert von über 850ºC, vorzugsweise zwischen 850 und 1200ºC, zu halten. Die heißen und vollständig verbrannten Verbrennungsgase verlassen die Nachverbrennungskammer 2 längs des Pfeiles G, wobei sie über ein Gebläse 16 angesaugt werden, dessen Ansaugdurchsatz so geregelt wird, daß ein leichter Unterdruck in der Nachverbrennungskammer 2 und der Entgasungskammer 1 herrscht. Die vom Gebläse angesaugten verbrannten Gase werden zu einem Wärmerückgewinnungskessel und/oder einer physikalischen oder chemischen Gasbehandlung befördert, die dazu bestimmt ist, toxische Bestandteile (Chlor, Schwermetalle, Stäube ...) zu entfernen, die darin enthalten sind.
Vorzugsweise werden die Primärluft und die Sekundärluft von einem einzigen Gebläse erzeugt, das mit Verteilungsklappen versehen ist, die es erlauben, die Verteilung der Luft, die in die Entgasungskammer 1 und in die Gasnachverbrennungskammer 2 befördert wird, zu regulieren, wobei ein Gesamtdurchsatz der in beide Kammern eingeblasenen Luft beibehalten wird, der an den Brennwert der Abfälle im Verlauf der Behandlung angepaßt ist.
Die Schmelzkammer 3 zeigt bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel die Form eines Tiegels (oder auch Beutels), der mit feuerfesten Materialien ausgekleidet ist, im wesentlichen um eine vertikale Achse zylindrisch ausgebildet ist und mit dem bereits genannten Plasmabrenner 50 oder irgendeiner anderen dem Fachmann bekannten äquivalenten Einrichtung (Lichtbogen, Elektrobrenner, Sauerstoffbrenner ...) versehen ist. Die Schmelzkammer 3 ist mit einem Zusatzbrenner 55 ausgerüstet, der dazu bestimmt ist, die anfängliche Aufheizung sicherzustellen und eine zu starke Abkühlung der Schmelzkammer bei fehlender Funktion des Brenners 50 zu vermeiden. Der Brenner ist während der Arbeit des Plasmabrenners einziehbar und zurückgezogen.
Die Temperatur, die in der Schmelzkammer 3 herrscht, wird über ein optisches Pyrometer kontrolliert und auf einem Einstellwert (vorzugsweise 1600ºC) dadurch gehalten, daß die Leistung des Plasmabrenners 50 reguliert wird.
Unter der Einwirkung der Wärme, die durch den Plasmabrenner 50 erzeugt wird, schmelzen die in die Schmelzkammer 3 fallenden Schlacken und bilden ein Schlackenschmelzbad. Eine Öffnung 51 ist am Boden der Schmelzkarnmer 3 vorgesehen, um das Schmelzbad in Richtung des Pfeiles L zu einem Behälter 52 abführen zu können, der mit Wasser gefüllt ist und somit ein Abschreckbad bildet, in dem das ausgeleerte Schmelzbad einer heftigen Abkühlung unterworfen wird und zerspringt, so daß Verglasungsprodukte erzeugt werden. Ohne den Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen, kann man natürlich vorschlagen, die Abkühlung des Schmelzbades 3 durch andere dem Fachmann bekannte Mittel, beispielsweise durch eine Luftabkühlung, zu bewirken.
Die Öffnung 51 ist mit einem an sich bekannten Verschluß versehen, der durch eine Stelleinrichtung betätigt wird und nicht dargestellt ist, wobei dieser Verschluß so betätigt wird, daß zyklisch das Schmelzbad in das Abschreckbad abgegeben wird. Als Variante besteht die Möglichkeit, daß die Öffnung 51 frei ist und höher als der Boden des Tiegels angeordnet ist, derart, daß die Ausleerung des Schmelzbades fortlaufend durch Überlauf stattfindet.
Die Abmessungen der Schmelzkammer sind durch das Volumen der in diese hereingeschütteten Schlacken bestimmt, das etwa 10 bis 15 % des Volumens der eintretenden Abfälle ausmacht.
Das Herausführen der Verglasungsprodukte aus den Abschreckbad 52 wird über geeignete dem Fachmann bekannte Einrichtungen, beispielsweise mittels eines Becherförderers 54, bewirkt.
Die Arbeitsweise der Behandlungsvorrichtung gemäß der Erfindung ist die folgende.
Der Deckel 12 des Trichters 11 wird geöffnet, und die Krankenhausabfälle, die in Behältern aus einem verbrennbaren Material verpackt sind, werden in die Schleuse 13 geworfen. Der Deckel wird wieder geschlossen, die Tür 14 wird geöffnet und der Stellmechanismus 16 wird betatigt, um den Stößel 15 mitzunehmen und die in der Schleuse 13 enthaltenen Abfälle in das Innere der Entgasungskammer 1 zu stoßen. Der Stößel 15 wird danach zurückgezogen, die Tür 14 wird wieder geschlossen, und es beginnt ein Zyklus der Abfallverbrennung.
Dieser Zyklus beginnt am Anfang mit einer Entgasungsphase, die auf der Höhe der ersten Schwelle 21 abläuft und während der die Verbrennungsluft im Mangel in die Entgasungskammer 1 eingeführt wird, um zu vermeiden, daß die stärker brennbaren und stärker flüchtigen Bestandteile (Kunststoffe, Alkohole ...) sich entflammen und zu schnell verbrennen, was ein unkontrollierbares Durchgehen der Verbrennung provozieren würde. Die Temperatur, die in der Entgasungskammer herrscht, liegt zwischen 600 und 900ºC. Vorzugsweise entspricht der Durchsatz der Primärluft etwa 30 % des Gesamtluftdurchsatzes und entspricht der Durchsatz der Sekundärluft etwa 70 %. Nach einigen Minuten, nach denen die flüchtigen Bestandteile beseitigt sind, wird die Verbrennung dadurch aktiviert, daß über eine Einwirkung auf die genannten Klappen der Durchsatz der Primärluft erhöht wird, um eine normale Verbrennung zu bewirken. Der Durchsatz an Primärluft erreicht dann vorzugsweise 50 % des Gesamtluftdurchsatzes, wird jedoch in Abhängigkeit von der Temperatur und dem Druck geregelt, die in der Entgasungskammer 1 und am Ausgang der Nachverbrennungskammer 2 gemessen werden. Der Durchsatz an Sekundärluft wird entsprechend auf 50 % herabgesetzt. Wenn die Verbrennung durchzugehen beginnt, erfassen die Regeleinrichtungen eine schnelle Erhöhung des Drukkes in der Entgasungskammer 1, so daß sie den Durchsatz der in die Entgasungskammer 1 eingeblasenen Prirnärluft herabsetzen. Die Wasserzerstäuber werden automatisch aktiviert, wenn die Temperatur oder der Druck einen zu hohen Wert einnimmt.
Die verschiedenen Regulierungen erlauben es, die Entgasung und Verbrennung so zu steuern, daß das Auftreten von unerwünschten Gasausbrüchen vermieden wird, derart, daß der Durchsatz des Gases, das die Vorrichtung zu Behandlungseinrichtungen und/oder Wärmerückgewinnungseinrichtungen verläßt, im wesentlichen konstant ist.
Die in Verbrennung befindlichen Abfälle auf der ersten Schwelle 21 werden während der folgenden Beschickung von der Tür 14 weggeschoben und fallen auf die zweite Schwelle 22. Der Durchsatz der auf der Höhe dieser zweiten Schwelle 22 und der folgenden Schwelle 23 eingeblasenen Luft wird so reguliert, daß eine quasi komplette Verbrennung der organischen Abfälle auf dieser Höhe sichergestellt ist. Periodisch werden die feuerfesten Schieber betätigt, die sich zwischen den Schwellen befinden, um die Abfälle zum Boden der Entgasungskammer 1 zu verschieben. Die Abfälle werden in dieser Weise von Schwelle zu Schwelle geschoben und wandeln sich dabei in eine Schlacke um, die schließlich in die Schmelzkammer 3 über den Schacht 30 fällt. Vorzugsweise liegt die Temperatur der Schlacken, wenn sie in die Schmelzkammer eingeführt werden, bei über 800ºC. Um das Mitreißen von Staub durch das die Schmelzkammer 3 verlassende Gas zu vermeiden, wird die Arbeit des Brenners 50 vorzugsweise während des Vorschubs desjenigen Schiebers unterbrochen, mit dem die letzte Schwelle ausgerüstet ist und das Herunterfallen der Schlacken bewirkt wird. Die Schlacken fallen in das Schmelzbad, beginnen aufzuschmelzen, und der Brenner wird wieder in Betrieb gesetzt, um den Schmelzvorgang abzuschließen. Periodisch wird der Verschluß, mit dem die Öffnung 51 ausgerüstet ist, betätigt und ergießt sich das Schmelzbad aus der Schmelzkammer 3, um in das Abschreckbad 52 zu fallen, wo es verfestigt wird und zerspringt. Die Verglasungsprodukte werden über den Förderer 54 aus dem Abschreckbad 52 herausgeführt.
Während der Verbrennung und der Entgasung der Abfälle in der Entgasungskammer 1 werden die Gase, die diese Kammer verlassen, und die Gase, die die Schmelzkammer 3 verlassen, durch das Gebläse 60 in die Gasnachverbrennungskammer 2 angesaugt, wobei sie auf einer Temperatur (850 bis 1200ºC) gegebenenfalls mittels des Zusatzbrenners 41; gehalten werden. Am Eingang der Gasnachverbrennungskammer 2 erhalten die Gase eine Zufuhr an Sekundärluft, was ihre vollständige Oxidation bewirkt. Der Durchsatz der in die Kammer 2 eingeblasenen Sekundärluft wird permanent durch Reguliereinrichtungen reguliert, indem der Restgehalt der Gase an Sauerstoff und an Kohlenmonoxid am Ausgang dieser Kammer 2 gemessen wird. Die Verweilzeiten der Gase in der Kammer 2 liegen bei über 2 Sekunden. Die starke Turbulenz, die in der Gasnachverbrennungskammer 2 herrscht, erlaubt eine Zersetzung der Rußteilchen, des Kohlenmonoxids und eine Dissozuerung der Kohlenwasserstoffe und der Chlorverbindungen.
Die hohe Temperatur, die in der Schmelzkammer 3 herrscht, stellt eine quasi vollständige Verbrennung der nicht verbrannten Bestandteile in den Schlacken sicher, die in diese Kammer entleert werden, was es erlaubt, einen Anteil an unverbrannten Rückständen in den Abfällen zwischen 3 und 10 % und somit relativ kurze Verweilzeiten der Abfälle in der Entgasungskammer 1 (etwa 30 Minuten) und eine hohe Oberflächenbeladung an Abfällen darin (150 kg/m²) zuzulassen.
Die gekoppelte Aktion in der Entgasungskammer 1 und in der Schmelzkammer 3 erlaubt es, einen Anteil an nicht verbrannten Stoffen unter 0,1 % der Verglasungsprodukte zu erzielen, wobei weniger Energie verbraucht wird als sie notwendig wäre, wenn derselbe Anteil an unverbrannten Stoffen mittels einer einzigen Entgasungskammer 1 (in der die Abfälle länger verweilen würden) oder mittels einer Schmelzkammer (mit großem Volumen) erreicht würde, in der diese direkt der Wirkung eines Plasmabrenners (mit höherer Leistung) ausgesetzt würden. Der Anteil an Stickoxiden in den Gasen, die die Vorrichtung verlassen, nimmt mit der Leistung des benutzten Brenners zu, wobei dieser Anteil bei der Erfindung gegenüber dem Anteil herabgesetzt ist, der die Folge einer direkten Einglasung der Abfälle in einer Schmelzkammer mit großen Abmessungen wäre, die mit einem leistungsstärkeren Brenner ausgerüstet ist. In der Praxis haben die unverbrannten Stoffe die Form von Spuren in den Verglasungsprodukten.
Weiterhin erlaubt es der relativ hohe zulässige Anteil an unverbrannten Stoffen am Ausgang der Entgasungskammer, die Überschußluftmenge, die in diese Kammer eingeblasen wird, auf etwa 80 % des theoretisch notwendigen Wertes zur Sicherstellung einer Verbrennung der Abfälle mit höchstens 3 % unverbrannten Rückständen herabzusetzen während ein Wert von etwa 150 % im allgemeinen in bekannten Verbrennungsöfen verwandt wird. Der Gesamtdurchsatz der Gase, die die Behandlungsvorrichtung verlassen, ist somit wesentlich geringer als der der Gase, die bekannte Anlagen verlassen, und man kann folglich in vorteilhafter Weise Behandlungseinrichtungen für diese Gase und/oder Wärmerückgewinnungseinrichtungen mit verringerten Abmessungen und höheren Leistungen bei gleichen Kosten verwenden.
Schließlich erlaubt es die Behandlungsvorrichtung gemäß der Erfindung, Krankenhausabfälle dadurch zu vernichten, daß sie sie in neutrale Verglasungsprodukte umwandelt und insbesondere über eine gute Kontrolle der Verbrennung in der Entgasungskammer und aufgrund der niedrigen Leistung des benutzten Brenners sicherstellt, daß nicht verbrannte Stoffe (Ruß, Kohlenwasserstoffe, Kohlenmonoxide ...) in den Gasen fehlen, die die Vorrichtung verlassen. Im übrigen erfolgt die Vernichtung der Abfälle mit einem vorteilhaften Energienutzungsgrad wegen der geringen Leistung des benutzten Brenners und dem relativ hohen zulässigen Anteil an nicht verbrannten Stoffen in den Schlacken.
Es versteht sich, daß die Vorrichtung gemäß der Erfindung auf die Behandlung auch von anderen Abfällen als Krankenhausabfällen anwendbar ist.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen, kann man beispielsweise vorschlagen, die Entgasungskammer 1 mit stufenformigen Schwellen durch eine Entgasungskammer eines anderen Typs, der eine Entgasung und eine gute Kontrolle der Verbrennung sicherstellen kann, beispielsweise durch eine rotierende Entgasungskammer zu ersetzen, die nach unten geneigt ist.

Claims

1. Vorrichtung zum Behandeln von Abfällen, insbesondere von Krankenhausabfällen, mit einer Entgasungskammer (1), in die die Abfälle eingeführt werden, um einer Entgasung und einer Verbrennung unterworfen zu werden, mit einer Nachverbrennungskammer (2) für die aus der Entgasungskammer austretenden Gase und einer Schmelzkammer (3), in der die aus der Entgasungskammer (1) austretenden Schlacken einer hohen Temperatur in Hinblick auf ihre Einglasung unterworfen werden, sowie Einrichtungen zum Einblasen von Luft in die Entgasungskammer (1) und in die Gasnachverbrennungskammer (2) wobei die Entgasungskammer (1) über die Schmelzkammer (3) derart hinausragt, daß die Schlacken durch das Eigengewicht in die letztere herabfallen, um einem Schmelzen unterworfen zu werden, dadurch gekennzeichnet, daß sie Einrichtungen zum Messen der Temperatur und des Druckes in der Entgasungskammer (1) und zum Regulieren des Durchsatzes der in die Entgasungskammer (1) eingeblasenen Luft in Abhängigkeit von der gemessenen Temperatur und dem gemessenen Druck aufweist, derart, daß dieser Durchsatz an den Brennwert der Abfälle im Verlauf der Behandlung angepaßt ist und der Anteil der unverbrannten Rückstände der in die Schmelzkammer eingeführten Schlacken zwischen 3 % und 10 % liegt.

2. Vorrichtung zum Behandeln von Abfällen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchsatz der in die Entgasungskammer (1) eingeblasenen Luft und der Durchsatz der in die Nachverbrennungskammer eingeblasenen Luft derart reguliert werden, daß der Durchsatz des Gases, das die Vorrichtung zu Gasbehandlungseinrichtungen und/oder Wärmerückgewinnungseinrichtungen verläßt, im wesentlichen konstant ist.

3. Vorrichtung zum Behandeln von Abfällen nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Entgasungskammer aus einer nach unten geneigten Drehkammer besteht.

4. Vorrichtung zum Behandeln von Abfällen nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Entgasungskammer an ihrer unteren Innenfläche Schwellen (21, 22, 23) aufweist, die stufenförmig angeordnet sind, auf denen die Abfälle der Reihe nach verweilen und die mit Schubeinrichtungen zum Vorbewegen der Abfälle versehen sind.

5. Vorrichtung zum Behandeln von Abfällen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Schmelzkammer (3) bei 1600ºC liegt, was vorzugsweise mittels eines Plasmabrenners (50) erzielt wird.

6. Vorrichtung zum Behandeln von Abfällen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelzkammer (3) eine Öffnung (51) aufweist, die mit einem Verschluß ausgerüstet ist, um die Schmelze zu einem Abschreckbehälter abführen zu können.

7. Vorrichtung zum Behandeln von Abfällen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Gasnachverbrennungskammer (2) zwischen 850 und 1200ºC liegt.

8. Vorrichtung zum Behandeln von Abfällen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die in die Entgasungskammer (1) und in die Gasnachverbrennungskammer (2) eingeblasene Luft mittels eines einzigen Gebläses erzeugt wird.

9. Vorrichtung zum Behandeln von Abfällen nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchsatz der in die Entgasungskammer eingeblasenen Primärluft zwischen 30 und 50 % des gesamten Durchsatzes der eingeblasenen Luft liegt, und daß der Durchsatz der in die Nachverbrennungskammer eingeblasenen Sekundärluft zwischen 50 und 70 % des gesamten Durchsatzes der eingeblasenen Luft liegt, wobei der Durchsatz der Sekundärluft am Anfang der Behandlung der Abfälle maximal ist und der Durchsatz der Primärluft am Ende der Entgasung der Abfälle maximal ist.

10. Vorrichtung zum Behandeln von Abfällen nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtdurchsatz der eingeblasenen Luft einem Luftüberschuß von 80 % bezüglich der Menge entspricht, die theoretisch zum Erzielen einer Verbrennung der Abfälle mit weniger als 3 % unverbrannten Rückständen notwendig ist.

11. Vorrichtung zum Behandeln von Abfällen nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an unverbrannten Produkten der Einglasung unter 0,1 % liegt.

12. Vorrichtung zum Behandeln von Abfällen nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Schlacke beim Einführen in die Schrnelzkammer (3) über 800ºC liegt.