DE69808939T2

DE69808939T2 - Verfahren und einrichtung für die vernichtung gefährlicher abfälle

Info

Publication number: DE69808939T2
Application number: DE69808939T
Authority: DE
Inventors: Tony Jonsson
Original assignee: BJAESTA ATERVINNING BJAESTA AB
Current assignee: BJAESTA ATERVINNING BJAESTA AB
Priority date: 1997-07-07
Filing date: 1998-07-07
Publication date: 2003-03-20
Anticipated expiration: 2018-07-08
Also published as: SE9702625L; SE9702625D0; WO1999004913A1; DK1009552T3; CA2296588A1; PT1009552E; EP1009552A1; ES2186182T3; SE510781C2; ATE226487T1; EP1009552B1; PL337929A1; AU8365698A; DE69808939D1

Description

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vernichtung gefährlicher Abfälle in fester Form, beispielsweise zur Vernichtung von Deckenleuchten, Quecksilberlampen und anderen Arten von Quecksilber enthaltenden Lichtquellen, welche Substanz für die Umwelt schädlich ist.
Manche Verfahren zur Vernichtung von Deckenleuchten und ähnlichem gefährlichem Abfall sind auf dem Markt bekannt, aber diese Verfahren haben nur dazu geführt, dass ein geringerer Teil der verwendeten Deckenleuchten auf geeignete Art und Weise vernichtet werden konnte.
Gemäß einem bekannten Verfahren (schwedische "Teknisk tidskrift", 1994 : 14) werden die Deckenleuchten in einem Ofen bei hoher Temperatur geschmolzen. In dieser Verbindung wird Selen dem Ofen direkt zusammen mit den Deckenleuchten zugeführt.
Diese bekannte Technik hat mehrere Nachteile. Zunächst ist die Arbeitsumgebung sehr schlecht, da die Verschlüsse des Ofens manuell geöffnet werden müssen und die Deckenleuchten manuell in den Ofen geworfen werden müssen. Außerdem ist es notwendig, das geschmolzene Glas mit einem Rechen herauszuziehen.
Zweitens bedeutet das Hinzufügen von Selen direkt in den Ofen, dass das geschmolzene Glas Quecksilberselenide beinhalten wird, welches sich demzufolge in einer glasartig gewordenen Form befindet. Dies bedeutet, dass für das Restprodukt "Glas" nicht gesorgt werden kann, sondern dass es auf einer Ablagerungsstelle gelassen werden muss.
Drittens erzeugt ein gemäß dem bekannten Verfahren hergestellter Apparat eine niedrige Kapazität.
Bezug wird außerdem genommen auf das US-Patent Nr. 5,567,223, wobei der Quecksilber beinhaltende Abfall in Anwesenheit von elementarem Selendampf so erhitzt wird, dass Quecksilber und Selen in einem gasförmigen Zustand vorhanden sind. Der Nachteil dieses Verfahrens ist, dass der Abfall mit Selen verunreinigt ist.
Diese Erfindung zielt darauf ab, die Probleme der bekannten Technik zu lösen und ein neues Verfahren und eine neue Anordnung zur Vernichtung von gefährlichem Abfall zu schaffen, welche Anordnung aufgrund ihres Aufbaus eine sehr hohe Kapazität erzeugt und eine sehr effektive Vernichtung des gefährlichen Abfalls ermöglicht, welcher normalerweise Deckenleuchten und Quecksilberlampen aufweist.
Die neue Erfindung hat viele Vorteile verglichen mit bekannten Techniken.
Erstens wird das giftige Quecksilber auf sichere Art und Weise mittels Selen neutralisiert, welches einer Reaktionskammer außerhalb des Ofens zugeführt wird, wohingegen Glas recycelt wird, welches vollständig frei von Quecksilberseleniden ist. Außerdem macht es die neue Erfindung möglich, Metalle aus den zerstörten Lichtquellen zu recyceln.
Zweitens ist die Erfindung so angeordnet, dass das Glas den Ofen spontan in geschmolzener Form verlässt, für welches geschmolzene Glas dann leicht gesorgt werden kann, wohingegen die Quecksilberselenide zur Kristallisation mittels einer Kühleinrichtung aufgefangen werden.
Drittens ist das Vernichtungsverfahren gemäß der Erfindung automatisiert und vollständig abgeschlossen, wodurch die Arbeitsumgebung extrem gut wird.
Die kennzeichnenden Schritte und Merkmale des Verfahrens und der Anordnung erscheinen genauer in den nachfolgenden Ansprüchen.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird genauer beschrieben mit Bezug auf die begleitende Zeichnung, welche die unterschiedlichen Schritte des Vernichtungsverfahrens zeigt.
Schritt 1 des Verfahrens weist das Zuführen, von gefährlichem Abfall in eine Vorrichtung zum Aufteilen von Material in Stücke auf, wobei angenommen wird, dass der gefährliche Abfall aus gebrauchten Deckenleuchten besteht. In diesem Fall werden die Deckenleuchten in speziellen Röhren 1 gesammelt, die aus der Internationalen Patentanmeldung PCT/SE96/00285 des Anmelders bekannt sind.
Wie aus der Zeichnung deutlich wird, ist beabsichtigt, die Röhre 1 in einer ersten im Wesentlichen horizontalen Lage in einem Rahmen 2 anzuordnen, welcher zusammen mit der Röhre 1 eine Zuführeinrichtung für die Deckenleuchten bildet.
Die Röhre 1 soll sich auf mechanische Art und Weise in dem Rahmen 2 aufwärts bewegen und eine geneigte Position mit einem Winkelabstand von ungefähr 45º bezüglich des ersteren einnehmen, wobei die Deckenleuchten 3 durch ihr eigenes Gewicht über eine Luftschleuse 4 in eine Vorrichtung 5 zum Aufteilen des Materials in Stücke hinunterfallen, welche Vorrichtung zwei längliche und kreiszylinderartige Mittel 6 auf weist, welche sich gegeneinander drehen und welche an ihren Außenumfängen mit Vorsprüngen 7 für eine effektive Zerteilung in Stücke versehen sind.
Dieses Zerteilen in Stücke entspricht dem Schritt 2 des Vernichtungsverfahrens und führt zu einer Pulverisierung des Materials.
Im Unterteil der Vorrichtung 5 zum Aufteilen der Deckenleuchten in Stücke befindet sich eine längliche kreiszylinderartige Ausführschraube 8, welche die Deckenleuchten, zerteilt in Stücke, über eine Leitung 9 am unteren Bereich der Vorrichtung 5 zum Aufteilen der Deckenleuchten in Stücke, welche Leitung 9 eine Verbindung mit einer Öffnung 10 der hinteren Wand 11 eines Ofens 12 hat, in welche eine Temperatur von 1350-1400ºC vorherrscht und in welchem die Schmelzphase, Schritt 3, stattfindet.
Beim Zerstückeln der Deckenleuchten/Quecksilberlampen in der Vorrichtung 5 zum Zerteilen des Materials in Stücke wird Quecksilber in Gasform freigesetzt. Es ist wichtig, dass auch dieses Gas in den Ofen gerät, und aus diesem Grund wird ein Unterdruck in dem Ofen erzeugt, welcher Unterdruck das Quecksilbergas, ausgebildet in der Vorrichtung 5 zum Aufteilen der Deckenleuchten in Stücke, aus dieser Vorrichtung und in den Ofen saugt.
Die hohe Temperatur des Ofens 12 hat zur Folge, dass das Gas der Deckenleuchten zu einer Masse zerschmilzt, die sich auf den unteren Bereich 13 des Ofens legt, wohingegen das Quecksilber und möglicherweise andere schwere Metalle von der Glasmasse abgegast werden.
Der untere Bereich 13 des Ofens 12 neigt sich nach unten um ungefähr 10 Grad von der hinteren Wand 11 und nach vorne. Am vorderen Bereich 14 des Ofens befindet sich unten eine Öffnung 15, wo das geschmolzene Gas herausfließt, wonach das Glas geeignet abgekühlt wird und in fester Form weiterbehandelt werden kann.
An dem geneigten Dach 16 des Ofens 12 ist an seinem vorderen Teil eine Kammer 17 angebracht, die bei einer Öffnung 18 zwischen dem Ofen 12 und der Kammer 17 angeordnet ist. In dieser Kammer herrscht ein Vakuum, wobei die schweren Metalle in Gasform in dem Ofen 12 in die Kammer 17 gesaugt werden. In dieser Verbindung hat die Öffnung 18 eine solche Größe (- 50 mm), dass der Gasstrom von dem Ofen in die Kammer ungefähr 5 m³/h betragen kann.
In die Kammer 17 wird eine gut ausgeglichene Menge von Selen über ein röhrenartiges Mittel 19 eingegeben, und dieses Selen wird bei ungefähr 680º verdampft und mit den Schwermetallgasen zu einer chemischen Mischung vermischt, was demzufolge den Schritt 4 des Verfahrens darstellt.
Die Reaktionskammer 17 ist in Verbindung mit einer Kühleinrichtung 20 über eine Leitung 21, und diese Kühleinrichtung unterliegt ebenfalls einem Vakuum, und daher wird das gemischte Gas in die Kühleinrichtung hineingesaugt und fällt in Form eines festen Endprodukts aus, nämlich Quecksilberselenid, das im Prinzip unlöslich ist.
Das Abkühlen des gemischten Gases, was als Schritt S des Verfahrens bezeichnet werden kann, kann in mehreren Schritten geschehen, und daher weist die Kühleinrichtung 20 mehrere Einheiten 20a-d auf.
Die neue Vorrichtung arbeitet wie folgt, während darauf hingewiesen wird, dass alle Verfahrensschritte mechanisiert und automatisch ausgeführt werden können:
Die Röhre 1, die zum Patent angemeldet ist und die mit gebrauchten Deckenleuchten gefüllt ist, wird in dem Rahmen 2 angeordnet, wonach sie zu der Einlassstelle gebracht wird, wo die Deckenleuchten zu der Vorrichtung 5 zum Aufteilen der Deckenleuchten in Stücke hinunterfallen und dort zu Stücken zerquetscht werden. Das in Stücke zerquetschte Glas und Schwermetalle in fester Form werden in einen Ofen 20 geführt, und zwar durch eine Zuführschraube 8, und potentielles Quecksilbergas, freigesetzt, wird durch den dort herrschenden Unterdruck in den Ofen 12 gesaugt.
Aufgrund der hohen Temperatur in dem Ofen schmilzt das Glas zu einer Masse, welche spontan aus dem Ofen an seinem vorderen Ende herausfließt, wohingegen die Schwermetalle von der Masse ausgegast werden und in einer Reaktionskammer eingesaugt werden, welche mit dem Ofen 12 verbunden ist, da in dieser Kammer ein Unterdruck vorherrscht, welcher geringer ist als der Druck des Ofens.
In die Reaktionskammer wird Selen hinzugefügt, welches aufgrund der hohen Temperatur ( 680ºC) verdampft wird und mit dem Schwermetallgas zu einer chemischen Mischung vermischt wird. Aus der Kammer 17 wird das gemischte Gas zu einer Kühleinrichtung gesaugt und fällt dort in Form von Quecksilberselenid aus, während angenommen wird, dass das Schwermetall hauptsächlich Quecksilber auf weist.
Die neue Vorrichtung ist sehr effektiv und schafft ungefähr 250 kg Deckenleuchten pro Stunde.
Die Erfindung ist nicht auf die erwähnte Ausführungsform begrenzt, sondern kann innerhalb des Bereichs der nun folgenden Ansprüche modifiziert werden.

Claims

1. Verfahren zum Neutralisieren von Quecksilber, welches für die Umwelt schädlich ist, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

- Quecksilber wird verdampft und in eine Kammer (17) gesaugt, in welcher ein Vakuum herrscht;

- in die Kammer (17), welche eine geeignete Temperatur hat, wird eine gut ausgeglichene Menge von Selen eingebracht, welches verdampft wird und mit dem Quecksilbergas gemischt wird;

- das gemischte Gas wird in eine Kühleinrichtung gesaugt und fällt in Form eines ungefährlichen Quecksilberselenids in fester Form aus.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Quecksilber beispielsweise in Deckenleuchten, Quecksilberlampen und anderen Arten von Lichtquellen vorhanden ist, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

- Das Verfahren ist so ausgestaltet, dass der Vernichtungsvorgang automatisiert ist;

- die Deckenleuchten/Quecksilberlampen (3) werden in eine Vorrichtung (5) zum Aufteilen des Materials in Stücke eingebracht, welche Vorrichtung die Deckenleuchten/Quecksilberlampen zerquetscht, wonach das Material, zerquetscht in Stücke, aus der Vorrichtung zum Aufteilen des Materials in Stücke heraus und in einen Ofen (12) geführt wird;

- in dem Ofen (12), wo die Temperatur 1350-1400ºC beträgt, wird das Glas zu einer Masse zerschmolzen, welche spontan aus dem Ofen herausfließt, wohingegen das Quecksilber aus der Glasmasse verdampft wird und in die Kammer (17) gesaugt wird, welche mit dem Ofen (12) verbunden ist.

3. Anordnung zur Vernichtung von gefährlichem Abfall in fester Form, beispielsweise Deckenleuchten, Quecksilberlampen und anderen Arten von Lichtquellen, die die Substanz Quecksilber beinhalten, mit dem Neutralisieren der Quecksilbersubstanz, gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden Einrichtungen:

- Die Anordnung ist so ausgestaltet, dass der Vernichtungsvorgang automatisiert ist;

- eine Zuführeinrichtung (1, 2) ist vorgesehen zum Zuführen von Deckenleuchten/Quecksilberlampen (3) in eine Vorrichtung zum Aufteilen des Materials in Stücke, wo die Deckenleuchten/Quecksilberlampen (3) in Stücke zerquetscht werden;

- ein Ofen (12), in welchem ein Unterdruck herrscht und welcher mit der Vorrichtung (5) zum Aufteilen des Materials in Stücke verbunden ist, und in welchen die zerquetschten Deckenleuchten/Quecksilberlampen (3) eingebracht werden sollen, ist auf den Schmelzpunkt des Glases heizbar und ist so ausgestaltet, dass das geschmolzene Glas spontan aus dem Ofen heraus fließen kann;

- eine Reaktionskammer (17), in welcher ein Unterdruck herrscht und in welche Selen eingeführt werden soll, ist offen mit dem Ofen (12) verbunden, so dass Quecksilbergas, welches dort ausgebildet wird, in die Kammer (17) strömen und mit dem Selen gemischt werden kann, welches in der Kammer verdampft wird;

- eine Kühleinrichtung, welche mit der Reaktionskammer (17) verbunden ist, so dass das gemischte Gas, welches dort gebildet wird, in die Kühleinrichtung strömen und dort zum Ausbilden von Quecksilberselenid in fester Form abgekühlt werden kann.

4. Anordnung nach Anspruch 3, wobei die Zuführeinrichtung eine Röhre (1) für gebrauchte Deckenleuchten/Quecksilberlampen (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Röhre (1) in einer ersten im Wesentlichen horizontalen Lage in einem Rahmen (2) platzierbar ist und außerdem auf mechanische Art und Weise in dem Rahmen (2) nach oben bewegbar ist und eine geneigte Stellung in einem winkligen Abstand von der ersten Position einnehmen kann, in welcher die Deckenleuchten/Quecksilberlampen (3) durch ihr eigenes Gewicht herunterfallen, und dass die Vorrichtung (5) zum Aufteilen des Materials in Stücke zwei sich gegeneinander drehende, längliche und kreiszylinderartige Mittel (6) aufweist, welche an ihren Außenumfängen mit Vorsprüngen (7) zum effektiven Teilen des Materials in Stücke versehen sind.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (5) zum Aufteilen des Materials in Stücke weiter eine längliche Ausführschraube (8) aufweist, welche parallel zu den sich gegeneinander drehenden Mitteln (6) liegt, zum Ausführen der zerquetschten Deckenlampen/Quecksilberlampen in den genannten Ofen (12).

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktionskammer (17) an dem Dach (16) des Ofens (12) vorgesehen ist.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung (20) mehrere Einheiten (20a-d) auf weist, wodurch die Abkühlung in mehreren Schritten durchgeführt werden kann.