DE69906731T2

DE69906731T2 - Behandlung von feuchten rückständen, enthaltend ein oxidierbares organisches material.

Info

Publication number: DE69906731T2
Application number: DE1999606731
Authority: DE
Inventors: Claude B. Cap-de-la-Madeleine LAFLAMME; Raynald Labrecque
Original assignee: Hydro Quebec
Current assignee: Hydro Quebec
Priority date: 1998-05-11
Filing date: 1999-01-29
Publication date: 2004-02-05
Anticipated expiration: 2019-01-30
Also published as: DK1086052T3; BR9910361A; CA2237414C; CN1229592C; NO320995B1; CN1306498A; US6376739B1; DE69906731D1; EP1086052B1; WO1999058459A1; NO20005577D0; EP1086052A1; AU2261399A; CA2237414A1

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft die Behandlung von Rückständen, welche eine verunreinigende und/oder toxische Beladung enthalten. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Behandlung von Rückständen, welche ein organisches oxidierbares Material enthalten.
STAND DER TECHNIK
Die heutige Gesellschaft erfordert praktische Lösungen für die Führung von flüssigen und festen Abfällen. Unter anderem wird von der Industrie eine Verminderung an der Quelle von Austrittsströmungen gefordert. Die Verrieselung wie auch die Verschüttung von Abfällen auf Flächen wird immer weniger populär, und die Verbrennung in großen Behandlungszentren ermöglicht nicht die Ausnutzung der Werte von den Produkten. Die flüssigen Abfallströmungen und die durch die Industrie erzeugten Schlämme stellen wesentliche Mengen von organischen Materialien und anderen oxidierbaren Produkten dar. Jedes Jahr werden Millionen von Tonnen von Materialien und organischen Rückständen aller Sorten, welche Belastungen mit chemischem Sauerstoffbedarf darstellen, zu den Behandlungsfabriken oder zu Verschüttungsplätzen bzw. Deponien geführt. Demgegenüber erscheint ein Verfahren zur Behandlung "an Ort und Stelle" sehr interessant, insbesondere wenn dieses Verfahren die Wärmerückgewinnung und die Rückführung von Wasser und erzeugten Aschen ermöglicht.
Die konventionelle Lösung, welche in einer Stufe der Trocknung durch Verdampfung besteht, gefolgt von einer Verbrennungsstufe ist wohlerprobt, weist jedoch Grenzen bei der energetischen Ausbeute auf. Insbesondere geht eine große Wär memenge in Form von Eigenwärme durch die Luft oder die Gase, welche beim Trockenprozeß austreten, verloren. Andererseits arbeiten eine große Anzahl von konventionellen Verbrennungsverfahren bei erhöhten Temperaturen, d. h. ungefähr 1100°C. Hieraus ergibt sich, daß der zu verbrennende Schlamm einen erhöhten Trockenwert wie auch einen erhöhten Gehalt an verbrennbaren Materialien haben muß, wenn man ein autothermes Verfahren in Betracht zieht. Anderenfalls muß zu Zusatzenergiequellen Zuflucht genommen werden, wie zu Gasbrennern.
Eine Oxidation bei 1100°C erfordert Energie, um die Gase und den Wasserdampf zu erhitzen. Ebenso erfordert die Verbrennung eine solche Wärmequelle wie Erdgas oder Heizöl, um die Reaktion zu initiieren und sie aufrechtzuerhalten, wie auch eine erhöhte Luftzufuhr, welche erhitzt werden muß, da die Wärmequelle bereits sehr viel Sauerstoff verbraucht. Darüber hinaus entweichen bei dieser Behandlungstemperatur die Salze und andere bei diesen Temperaturen flüchtige Verbindungen aus der Verbrennungseinrichtung. Darüber hinaus können die an Oxiden von Alkalimetallen reichen Aschen eutektische schädliche Stoffe für die Feuerfestmaterialien des Verfahrens bilden oder geschmolzene Ansammlungen bilden.
Die Verschüttung von Schlämmen erfordert große Flächen und ist immer stärker reglementiert, da sie künftig eine strikte Langzeitkontrolle von flüssigen Abwässern erfordert. Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß es weniger kostspielig ist und eine einfache und rasche "scheinbare" Lösung der Beseitigungsprobleme für Schlämme bietet. Jedoch bleibt der Erzeuger der vergrabenen Abfälle immer noch verantwortlich für Umweltschäden, welche durch die letztgenannten hervorgerufen werden könnten.
Die Verrieselung hat den Vorteil, daß sie nicht kostspielig ist, und sie stellt oft eine weniger kostspielige Alternative als die Verschüttung dar, da sie auf der Oberfläche erfolgt. Man kann die Flüssigkeiten ebenfalls wie die Schlämme mit starker organischer Belastung leicht verteilen. Jedoch ist es erforderlich, daß das Material nicht toxisch ist und auch nicht pathogene Mikroorganismen trägt und einen ausgeglichenen pH besitzt. Darüber hinaus darf es keine Kontamination von Wasserläufen oder von Grundwasser durch Sickerwässer bewirken. Selbst wenn das abzulagernde Produkt Düngeeigenschaften aufweist, wären verfügbare Flächen für die Verrieselung und darüber hinaus auch so nah wie möglich beim Erzeugungsort erforderlich, um die erhöhten Transportkosten infolge des großen Wasservolumens, das sie enthalten, zu vermeiden. Die Verrieselung ist im allgemeinen unpopulär, wenn sie in der Nähe von Wohngebieten durchgeführt wird wegen der möglicherweise sich entwickelnden Gerüche.
Die Lösung, welche in der Verwendung von belüfteten Seen besteht, weist das Problem der Steuerung der Schlämme und dasjenige der für die Installationen erforderlichen Flächen auf. Dieser Verfahrenstyp verwendet im allgemeinen Kompressoren für die Zuführung von Luft durch Injektionsdüsen. Die Verwendung von elektrischer Energie ist erforderlich, jedoch gibt es keine Wiedergewinnung der Energie.
Das Kompostieren ist nur bei Schlämmen möglich, welche bioabbaubares Material enthalten. Die zum Verfahren der Kompostierung bestimmten Schlämme müssen einen ausreichenden erhöhten Trockenheitsgrad besitzen, damit das Ausfließen von Sickerwässern vermieden wird. Im Fall eines zu viel Wasser enthaltenden Schlammes kann man die Flüssigkeit oder den Schlamm mit Stroh vermischen, um eine gute Absorption von Flüssigkeiten und eine gute Belüftung des Produktes sicherzustellen, jedoch hat dies eine beträchtliche Zunahme des Volumens des zu behandelnden Produktes, der Fläche der Zwischenlagerung und der Behandlungsdauer zur Folge. Auch hier ist es erforderlich, daß das Produkt nicht toxisch ist, damit die Mikroorganismen für die Kompostierung effizient wirken können und damit das Kompostprodukt in die Umgebung ohne Gefährdung freigesetzt werden kann.
Bestimmte Technologien der feuchten Oxidation in superkritischer Phase oder in Flüssigkeits/Gasphase sind kommerziell erhältlich. Ein bremsendes Prinzip zur Einführung dieser Technologien liegt in den erforderlichen Investitionskosten. Dies ist der Größe und der Komplexität der erforderlichen Anlagen zuzuschreiben. Das Verfahren der superkritischen Oxidation kann sich als wirtschaftlich anziehend erweisen, jedoch ist es nur für schwache Durchsätze von Austrittsströmungen mit sehr starker Toxizität anwendbar.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezweckt daher die oben genannten Nachteile zu vermeiden.
Daher ist ein Verfahren Aufgabe der Erfindung zur Behandlung von Rückständen, welche ein oxidierbares organisches Material enthalten. Das Verfahren gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß es die folgenden Stufen umfaßt:

a) man führt die Rückstände in einen Drehrohrofen ein, der mit einer feuerfesten Auskleidung versehen ist und ein wärmeabführendes Material enthält,
b) man erhitzt die Rückstände in Mischung mit diesem wärmeabführenden Material auf eine Temperatur zwischen 300°C und 900°C in Anwesenheit von chemisch aktiven Stoffen und von elektrisch erzeugter UV-Strahlung immer unter Betreiben der Drehung des Ofens derart, daß die Rückstände getrocknet und die Oxidation des organischen Materials und die Bildung von Gas herbeigeführt werden, wobei die Oxidation des organischen Materials durch die chemisch aktiven Stoffe und die UV-Strahlung katalysiert wird, und
c) man evakuiert die Gase aus dem Ofen.

Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt die Trocknung und die Zerstörung durch Oxidation des in den behandelten Rückständen enthaltenen organischen Materials. Es basiert auf der Anwendung eines Oxidationsreaktors mit elektrischer Katalyse, insbesondere für die Behandlung von Austrittsströmungen mit starkem Gehalt an organischem Material, wie man sie bei der Industrie von Pulpen und Papier bei der Entfärbung von Papier oder Textilien wie auch in der Lebensmittelindustrie findet. Daher wird die Elektrizität benutzt, um katalytische Effekte zu induzieren und die Transportvorgänge in dem Verbrennungsreaktor zu unterstützen.
Bevorzugt wird die Stufe (b) mittels einer Plasmafackel durchgeführt. Ebenfalls ist es möglich, eine Vorrichtung mit elektrischem Lichtbogen oder elektrischer Entladung zwischen zwei Elektroden aus Metall oder aus Graphit zu verwenden. Diese Vorrichtungen erlauben nicht nur die Erhitzung der Rückstände in Mischung mit dem wärmeabführenden Material auf die gewünschte Temperatur, sondern auch die Erzeugung einer Strahlung vom Ultravioletttyp wie auch der aktiven chemischen Verbindungen, wie freie Radikale, Ionen und angeregte Verbindungen, welche die Oxidationsreaktionen katalysieren. Es handelt sich um eine rationale Ausnutzung der Elektrizität zur Erzeugung von unterstützenden Erscheinungen für die Transportmechanismen und die chemischen Reaktionen, welche in einem Oxidationsreaktor auftreten. Hieraus ergibt sich, daß das Verbrennungsverfahren in einem Reaktor mit reduzierter Größe im Vergleich zu den konventionellen Verbrennungsverfahren realisiert wird.
Das Verfahren gemäß der Erfindung nützt den Wärmewert des in den zu behandelnden Rückständen vorhandenen oxidierbaren Materials aus, um den Prozeß der Verdampfung des Wassers und der thermischen Zersetzung des verunreinigten Materials zu unterstützen. Im Fall von Schlämmen, welche ausreichend konzentriert sind (Trockengrad oberhalb 10%) und bei ausreichend hohem Wärmegehalt des oxidierbaren Materials wird es möglich, ein autothermisches Funktionieren, d. h. exotherm für den Oxidationsreaktor, zu erreichen. Unter dem Ausdruck "Trockengrad" ist der Massenanteil zu verstehen, welcher das organische Material und das anorganische Material unter Ausschluß des Wassers umfaßt, bezogen auf die Gesamtmasse der feuchten Rückstände. Im Fall von verdünnten flüssigen Austrittsströmungen würde es ausreichen, technische Standardmittel einzusetzen, um eine ausreichende Konzentration dieses Materials zu realisieren. Dies schließt die Anwendung von Trennverfahren durch Membrane, wie durch Umkehrosmose, der Ultrafiltration, der Nanofiltration und/oder der Mikrofiltration ein, wobei dies Filtrationsverfahren mit tangentialer Strömung sind. Dies schließt ebenfalls die Anwendung von Verfahren der mechanischen Entwässerung mit oder ohne Zusatz von Produkten zur Flockulierung-Koagulation ein, wie Zentrifugen, Schneckenpressen, Siebfilter, Filterpressen, Sedimentationsverfahren und andere Verfahren. Diese Entwässerungsverfahren können in Verbindung mit den Verfahren zur Trennung durch Membrane, wie sie oben genannt wurden, gemeinsam oder ohne diese angewandt werden. Ebenfalls kann das Verfahren gemäß der Erfindung verwendet werden, um Schlämme, welche aus Entwässerungsverfahren herrühren, wie auch Konzentrate, welche aus Membrantrennungsverfahren herrühren, zu verbrennen.
Die Oxidation ist gegenüber dem pH der Rückstände und der Anwesenheit von pathogenen Mikroorganismen unempfindlich. Die Zersetzung von toxischen Verbindungen wie Cyaniden oder Ammoniak ist nicht problematisch. Darüber hinaus erlaubt es das Verfahren gemäß der Erfindung, inerte und sterile anorganische Asche herzustellen, welche ein verwertbares Nebenprodukt darstellen. Im Fall der Behandlung von organischen Schlämmen von im allgemeinen biologischem Ursprung können die erzeugten Aschen bei der Formulierung von Düngemitteln verwendet werden, da sie Nitrate, Phosphate und andere anorganische Verbindungen enthalten können.
Ebenfalls ist es möglich, polyhalogenierte Kohlenwasserstoffe mit Fixierung der Halogenatome dank der hohen lokalen Temperaturen, welche durch das elektrische Plasma verfügbar sind, und dank der Anwesenheit von alkalischen Aschen in den Feststoffen zu zerstören. Die Zugabe von Zusatzstoffen zu den in dem Ofen zu behandelnden Rückständen im Verlauf der Behandlung ist möglich und wird zum Fixieren von bestimmten toxischen Produkten empfohlen. Das Fixieren von Halogenen erfolgt im allgemeinen durch Zugabe von Oxiden, Hydroxiden oder Carbonaten von Alkali- oder Erdalkalimetallen. Die Fixierung von Schwermetallen wird durch Zugabe von Phosphorsäure oder Phosphaten und/oder Carbonaten von Alkali- oder Erdalkalimetallen begünstigt, während sechswertiges Chrom durch Zugabe von Eisen(II)-sulfat fixiert wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Stufe (b) bei einer Temperatur der Ofenwand von ungefähr 500°C durchgeführt. Eine Minimaltemperatur von 300°C ist erforderlich, um eine spontane Oxidationsreaktion des in den zu behandelnden Rückständen enthaltenen organischen Materials sicherzustellen. Bei 500°C gibt es kein Schmelzen von Feststoffen, keine Frittenbildung und auch keine Bildung von Eutektika mit den Feuerfestmaterialien. Jedoch ist eine bestimmte Agglomerierung von feinen Feststoffen als Folge der mechanischen Wirkung der Rotation des Ofens möglich, wobei diese zur Vermeidung des Mitreißens von Stäuben durch die im Verlauf der Stufe (b) gebildeten Gase und zur Sicherstellung einer guten Fließfähigkeit des wärmeabführenden Materials erwünscht ist.
Die Stufe (b) wird im allgemeinen bei atmosphärischem Druck, d. h. ungefähr 100 kPa, durchgeführt. Jedoch ist es möglich, bei einem Absolutdruck zwischen 30 und 600 kPa zu arbeiten.
Bevorzugt hat der Ofen eine solche Abmessung und eine solche Geometrie, daß ein internes Volumen erzeugt wird, welches eine Aufenthaltszeit der Gase von wenigstens 1 Sekunde erlaubt, so daß die Oxidationsreaktion im Inneren des Ofens abgeschlossen ist. Wenn die Rückstände ein anorganisches Material enthalten, ist die Aufenthaltszeit des rückständigen anorganischen Materials (der Aschen) im allgemeinen größer als diejenige der Gase, so daß ein angemessener Wärmeübergang zwischen den erzeugten Aschen und den frisch eingeführten Rückständen möglich ist und damit die Aschen sich im Inneren des Ofens ansammeln können, um das wärmeabführende Material zu bilden. Der Füllgrad des Ofens durch das wärmeabführende Material entspricht bevorzugt 15% des Innengesamtvolumens.
Unter dem Ausdruck "wärmeabführendes Material" ist ein festes und granulatförmiges anorganisches Material zu verstehen, dessen Durchmesser der Teilchen oberhalb von 10 μm liegt. Es dient dazu, die Wärme der feuerfesten Auskleidung des Drehrohrofens durch Kontakt zwischen den Teilchen und der Auskleidung gleichförmig zu machen. Es dient ebenfalls dazu, die Energie des Ofens rasch auf die in den Ofen eingeführten feuchten Rückstände zu übertragen, indem es sich mit diesen vermischt. Das wärmeabführende Material stammt aus dem in den zu behandelnden Rückständen enthaltenen anorganischen Material, welche sich in Form von Aschen ablagern und sich agglomerieren, und/oder es kann in den Ofen eingeführt werden, wenn der Rückstand kein anorganisches Material enthält oder hieran zu arm ist. Als Beispiele für wärmeabführende Materialien, welche in den Ofen eingeführt werden können, kann man Sand, Aluminiumoxidteilchen, gebrochenes Keramikmaterial, etc. nennen.
Bevorzugt verwendet man einen Ofen, welcher eine Behandlungskapazität von mehr als 50 kg/h besitzt und dessen Tangentialgeschwindigkeit der Rotation auf der Höhe der Innenwand des Ofens wenigstens 0,01 m/s beträgt, jedoch unterhalb der Zentrifugalgeschwindigkeit des Ofens liegt. Eine solche Tangentialgeschwindigkeit der Rotation ermöglicht die Sicherstellung einer Fluidisierung des wärmeabführenden Materials, der Mischung des letztgenannten mit den frisch eingeführten Rückständen und des Wärmeübergangs zwischen feuerfester Auskleidung und wärmeabführendem Material.
Das Verfahren gemäß der Erfindung ist besonders zur Behandlung von feuchten Rückständen brauchbar, welche eine Trockenheit zwischen 10 und 65 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der festen Rückstände haben, und welche ein anorganisches Material in einem Anteil bis zu 70 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht von organischen und anorganischen Materialien ohne Wasser, enthalten, d. h. Trockenmaterial. Die Verwendung eines solchen Typs von Rückstand macht seine Behandlung unter autothermen Bedingungen möglich.
Ein feuchter Rückstand, der eine Trockenheit oberhalb 35% besitzt, kann in einem konventionellen Verbrennungsofen behandelt werden. Ein feuchter Rückstand mit einer Trockenheit unterhalb 10% Wasser ist so verdünnt und wird besser mittels eines Verfahrens der superkritischen Oxidation, der Ozonbehandlung oder anderen Technologien, welche zur Behandlung von wässrigen verdünnten Austrittsströmungen bestimmt sind, behandelt. Oberhalb von 70% anorganischen Materialien auf Trockenbasis wird der Wärmeinhalt des Trockenmaterials zu gering, und dies erfordert das Vorliegen einer Trockenheit wesentlich oberhalb von 65%, damit autotherme Bedingungen sichergestellt werden.
Das Verfahren gemäß der Erfindung ist insbesondere zur Behandlung von folgenden feuchten Rückständen geeignet:

a) Wässer mit starker Toxizität oder starker Verunreinigungsbeladung, welche aus industriellen Verfahren wie Bleichen, Textilien, Tannin, der chemischen Industrie, Papierpulpen (Sekundärschlämme und Schwarzlauge), etc. herrühren;
b) die Schlämme und flüssigen Austrittsströmungen, welche in der Agrar-Lebensmittelindustrie erzeugt werden, wie Mist/Jauche von Tieren, Abwässer, die Fette, Proteine, Kohlenhydrate, etc. enthalten;
c) Schlämme, welche aus zur Behandlung von Gebrauchswässern eingesetzten Kläranlagen herrühren;
d) Schlämme, welche aus biologischen Behandlungssystemen herrühren; und
e) pflanzliche Rückstände mit großem Wassergehalt, insbesondere Pulpe aus Fabriken wie von Mais, Soja und anderen Stoffen.

BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Andere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich deutlicher aus der folgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung, wobei auf die anliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird, in denen:
die 1 in schematischer Weise einen Oxidationsreaktor mit elektrischer Katalyse darstellt, der zur Durchführung eines Verfahrens gemäß der Erfindung verwendet wird;
sdie 2 eine graphische Darstellung ist, welche einen typischen Energieverbrauch in Abhängigkeit von der Trokkenheit des zu behandelnden feuchten Rückstandes (ohne Aschen) wiedergibt, wobei dieser einen Heizwert von 20.000 kJ/kg von organischen Materialien besitzt, und zwar für unterschiedliche Temperaturen der Innenwand des Ofens; und
3 eine graphische Darstellung, welche einen typischen Energieverbrauch in Abhängigkeit von der Trockenheit des zu behandelnden feuchten Rückstandes (ohne Aschen) für unterschiedliche Werte des Heizwertes des in dem feuchten Rückstand enthaltenen organischen Materials darstellt, für einen Ofen, der auf 500°C gebracht ist.
AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Der Oxidationsreaktor mit elektrischer Katalyse, der in 1 erläutert und in allgemeiner Weise durch die Bezugsziffer 10 bezeichnet ist, umfaßt einen Drehrohrofen 12, der mit einer feuerfesten Auskleidung 14 versehen ist und (nicht dargestellte) Mittel zur Rotation umfaßt. Die zu behandelnden und eine organische Beladung enthaltenden feuchten Rückstände werden in den Ofen 12 über die Leitung 16 zugeführt, während die Luft oder der Sauerstoff, welche zur Oxidation der organischen Beladung erforderlich sind, über die Leitung 18 ein geführt wird. Der Ofen 12 wird mittels einer Plasmafackel 20 erhitzt, welche chemisch aktive Verbindungen wie auch eine Strahlung vom UV-Typ erzeugt, die zur Katalyse der Oxidationsreaktionen dient. Ein Plasmagas, gebildet durch Sauerstoff, Wasserstoff, Argon, Stickstoff, Methan, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid oder Wasserstoff, oder auch eine Mischung hiervon, wird über die Leitung 22 eingeführt. Das Plasmagas ist bevorzugt ein Teil der zur Oxidation der organischen Beladung erforderlichen Luft, wobei der Rest der Luft über die Leitung 18 eingeführt wird. Die Luftzufuhr wird auf ein Minimum reduziert, das jedoch zur partiellen oder vollständigen Oxidation der organischen Beladung ausreicht, dies vermeidet unnütze Energieverluste von Eigenwärme in einem Überschuß von Stickstoff, welcher von einer zu großen Luftmenge herrührt. Dies erlaubt außerdem die Verminderung des Durchsatzes der in dem Reaktor erzeugten Gase, dies unterstützt die Optimierung der Aufenthaltszeit der Gase in dem Reaktor, wobei diese wenigstens eine Sekunde sein soll. Es wird vorgeschlagen, einen schwachen Luftüberschuß von 10 Vol.-%, bezogen auf die minimale Luftmenge, welche zur Oxidation der organischen Beladung erforderlich ist, anzuwenden, damit eine bessere Reaktivität zwischen dem oxidierbaren Material und dem Sauerstoff sichergestellt ist. Stickoxid, welches durch die Plasmafackel 20 erzeugt werden kann, wird durch die gasförmige organische Beladung, in deren Anwesenheit es instabil ist, zerstört. Bevorzugt liegt die spezifische Energie, welche durch die Plasmafackel angeliefert wird, zwischen 50 und 200 kWh/t von feuchten Rückständen.
Das Verfahren ist zum Betrieb in kontinuierlicher Weise vorgesehen. Einerseits werden die feuchten Rückstände und das Oxidationsgas in den Ofen kontinuierlich eingeführt, um konstante Gasemissionen und Wärmeströmungen beizubehalten. Die Aschen 24, welche sich in dem Ofen ansammeln, dienen als Wärmeübertragungsmaterial oder wärmeabführendes Material zwischen den frisch eingeführten Rückständen und der inneren Oberfläche der Innenauskleidung 14 des Ofens; der Überschuß wird durch Überfließen mit Hilfe der Leitung 26 entfernt. Es ist jedoch möglich, das Verfahren halbkontinuierlich durchzuführen, wobei das Verfahren periodisch unterbrochen wird, um die anorganischen Materialien, welche sich angesammelt haben, wegzunehmen.
Der Wasserdampf und die durch die Oxidation der organischen Beladung erzeugten Gase werden über die Leitung 28 entnommen. Ein Zyklon 30 ist am Austritt der Gase vorgesehen, um die durch die Gase mitgerissenen Aschen aufzufangen. Ein Teil der Wärme der Gase des Austritts 32 kann durch einen Wärmetauscher 34 wiedergewonnen werden, um die zu behandelnden Rückstände und die Luft, welche als Verbrennungsmittel verwendet wird, vorzuerhitzen, auch zu einer partiellen Trocknung der Rückstände, um die thermische Wirksamkeit des Verfahrens zu erhöhen. Die mitgerissenen Aschen, welche von dem Gas durch das Zyklon 30 abgetrennt werden, werden über die Leitung 36 entfernt.
Die 2 erläutert den Effekt der Temperatur des Ofens 12 für den Fall, bei welchem das organische Material keine Aschen enthält und einen Heizwert von 20.000 kJ/kg auf Trockenbasis hat. Diese Figur zeigt, daß im Fall von ausreichend konzentrierten Rückständen (Trockenheit oberhalb von 10%), falls der Heizwert des oxidierbaren Materials ausreichend hoch ist, die Möglichkeit besteht, einen autothermen Betrieb zu erreichen, d. h. exotherm für den Oxidationsreaktor.
Die 3 erläutert den Effekt des Heizwertes des Trockenmaterials mit 0% Asche und bei einer Behandlungstemperatur von 500°C. Diese Figur zeigt, daß zum Annähern oder zum Erreichen von autothermen Bedingungen, d. h. exothermem Ablauf, die kritische Trockenheit von dem Heizwert des organischen Materials abhängig ist.
Es sei darauf hingewiesen, daß die 2 und 3 eine mögliche Energierückgewinnung der den Ofen verlassenden war men Gase nicht in Betracht ziehen, dies hätte den Effekt der Absenkung der kritischen Trockenheit zum Erreichen von autothermen Bedingungen.

Claims

Verfahren zur Behandlung von feuchten Rückständen, die ein oxidierbares organisches Material enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß es die folgenden Stufen umfaßt: a) man führt diese Rückstände in einen Drehrohrofen (12) ein, der mit einer feuerfesten Auskleidung (14) versehen ist und ein wärmeabführendes Material (24) enthält, b) man erhitzt diese Rückstände in Mischung mit diesem wärmeabführenden Material (24) auf eine Temperatur zwischen 300°C und 900°C in Anwesenheit von chemisch aktiven Stoffen und von elektrisch erzeugter UV-Strahlung immer unter Betreiben der Drehung des Ofens (12) derart, daß diese Rückstände getrocknet und die Oxidation dieses organischen Materials und die Bildung von Gas herbeigeführt werden, wobei diese Oxidation durch die chemisch aktiven Stoffe und die UV-Strahlung katalysiert wird, und c) man evakuiert die Gase aus dem Ofen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufe (b) bei einer Temperatur der inneren Wand des Ofens (12) von ungefähr 500°C ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufe (b) bei einem Absolutdruck zwischen 30 und 600 kPa ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufe (b) bei einem Absolutdruck von ungefähr 100 kPa ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ofen eine solche Dimension und eine solche Geometrie hat, um ein inneres Volumen zu ergeben, das eine Aufenthaltszeit der Gase von wenigstens 1 Sekunde erlaubt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese Rückstände ein anorganisches Material enthalten und daß der Ofen eine solche Geometrie hat, um eine Aufenthaltszeit des anorganischen Materials von wenigstens 1 Sekunde zu erlauben.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ofen (12) eine innere Wand hat und daß er sich derart dreht, um eine Tangentialgeschwindigkeit an der inneren Wand von wenigstens 0,01 m/s zu erzeugen, und daß er eine Behandlungskapazität von mehr als 50kg/h besitzt.
Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Stufe (b) mittels einer Plasmafackel ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Plasmafackel (20) ein Plasmagas umfaßt, das aus der durch Sauerstoff, Wasserstoff, Argon, Stickstoff, Methan, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid, Wasserdampf und ihren Mischungen gebildeten Gruppe ausgewählt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufe (b) mittels einer Elektrolichtbogenvorrichtung oder einer Vorrichtung zur elektrischen Entladung zwischen zwei Metall- oder Graphitelektroden ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese Rückstände eine Trockenheit zwischen 10 und 65 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der feuchten Rückstände, haben, und daß sie ein anorganisches Material in einem Anteil bis zu 70 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der organischen und anorganischen Materialien ohne Wasser, enthalten.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese Rückstände eine Trockenheit oberhalb von 65 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der feuchten Rückstände, haben, und daß sie ein anorganisches Material in einem Anteil oberhalb von 70 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der organischen und anorganischen Materialien ohne Wasser, enthalten.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese Rückstände ein toxisches Produkt enthalten und daß man vor der Stufe (a) zu diesen Rückständen eine chemische Verbindung zusetzt, die zum Fixieren dieses toxischen Produktes bestimmt ist.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß diese chemische Verbindung aus der durch Phosphorsäure, Eisen(II)-sulfat, die Oxide, die Hydroxide, die Karbonate und die Phosphate von Alkali- oder Erdalkimetallen gebildeten Gruppe ausgewählt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese Rückstände durch Schlämme oder flüssige Austrittsströmungen mit starker Toxizität oder starker Verunreigungsbeladung, die aus einem industriellen Verfahren stammen, gebildet werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese Rückstande durch Schlämme und flüssige Austrittsströmungen, die in der Agro-Ernährungsindustrie erzeugt werden, gebildet wercen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese Rückstände durch Schlämme, die aus einer Kläranlage zur Behandlung von Abwässern stammen, gebildet werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese Rückstände durch Schlämme, die aus einem System zur biologischen Behandlung stammen, gebildet werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese Rückstände Rückstände mit einem hohen Wassergehalt sind.