EP0328990A2 - Einrichtung und Verfahren zur Reinigung von körnigen oder pastösen Gütern, insbesondere von Böden - Google Patents
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- EP0328990A2 EP0328990A2 EP89102048A EP89102048A EP0328990A2 EP 0328990 A2 EP0328990 A2 EP 0328990A2 EP 89102048 A EP89102048 A EP 89102048A EP 89102048 A EP89102048 A EP 89102048A EP 0328990 A2 EP0328990 A2 EP 0328990A2
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- F23J15/02—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material
- F23J15/04—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material using washing fluids
Definitions
- the invention relates to a device and a method for cleaning a contaminated good, in particular a soil that is loamy and moist.
- the invention can be used with advantage in loamy soils that are contaminated with oil and / or mercury. It can be used for all contaminants that are thermally evaporable, convertible or flammable, e.g. B. solvents, oils and other hydrocarbons.
- the invention has for its object to provide a device and a method that are versatile and that can also be used specifically and especially for cleaning loamy soils. It should not only be possible to largely completely remove not only oil, but also mercury in particular from contaminated soils.
- the burner is used to heat the substance to be cleaned to such an extent that all pollutants to be removed are gaseous or vaporous.
- the conversion takes place either by evaporation or by burning, which produces gases.
- the temperature in the burner is selected so that the remaining solids are free of pollutants.
- All substances to be removed, now gaseous or vaporous leave the burner and reach the gas cleaner, which is combined with a condenser in the combination component.
- the solid material remaining in the burner for example the cleaned floor, is removed after cleaning.
- the pollutants that have become gaseous or vaporous in the burner are treated further in the combination component.
- a first part of the pollutants, such as mercury, is condensed and collected.
- a second part of the pollutants is dissolved in water and sent to a water treatment plant leads. Then only cleaned, uncondensed gases remain which are released.
- the advantage is achieved that various types of granular or pasty substances, in particular loamy, moist soil, can be freed from all vaporizable or combustible pollutants.
- mercury and its compounds which may be in the soil to be renovated at former industrial sites, as well as other chemicals, e.g. Solvents, as well as oils and other hydrocarbons, can be completely removed with the device according to the invention.
- Said gas cleaner is used in connection with said condenser to clean the pollutant-laden gas-steam mixture obtained in the burner.
- This has the advantage that some of the pollutants, such as mercury, are separated and recovered. The mercury recovered from contaminated soil with the device can be reused.
- a water treatment system known as such is preferably used for the treatment of the water which is produced in the gas cleaner and contains pollutants. In addition to the purified water, only purified gases are released to the environment from the gas cleaner.
- the burner is preceded by a pelletizing section for the solids to be fed, through which hot gas flows.
- Very damp solids such as loamy soil, are partially dried and crushed there.
- loamy strands are formed which, owing to their relatively large surface area, are easy to process in the burner or already disintegrate in the pelletizing section.
- the burner is, for example, a roller crusher for comminuting the solids switches. Such a roller crusher is suitable for crushing even stones that should not be fed into the burner.
- the burner is, for example, a cyclone burner.
- the solid particles to be treated remain in such a burner for a sufficiently long period of time so that the conversion of all pollutants into gaseous or vapor form is ensured.
- Additional burners for example, are arranged tangentially on the cyclone burner.
- a suitable process temperature in the burner can be achieved together with these additional burners. In the treatment of mercury-contaminated soil, for example, this lies between 360 ° C. and 450 ° C. At such a temperature, complete removal of the pollutants from the contaminated material is guaranteed.
- a three-flow deduster burner can also be used.
- the first discharge nozzle of the burner is connected, for example, to a rewetting device which is connected to a water supply system.
- a fine dust separator for example, which removes solid particles from the gas-steam mixture, is connected to the second discharge port of the burner, via which the gas-steam mixture formed by evaporation is discharged.
- the removed dust is preferably mixed into the cleaned solids via a connecting line. This is possible because the temperature in the fine dust separator is still so high that all pollutants to be removed are in gaseous or vapor form.
- the particulate matter separator is, for example, a particulate matter cyclone that is equipped with a hot gas blower to ensure the gas and steam flow ses is connected. By using the fine dust separator, no solid particles get into the gas cleaner and the condenser.
- the gas cleaner and the condenser are combined in one component.
- This combination component has injector nozzles for feeding the gas-steam mixture into a water bath.
- spray nozzles are arranged in the gas space, which are connected to a water supply system.
- the gas emerging from the injector nozzles automatically draws water from the water bath.
- a pump can also be used to bring water from the supply system to the spray nozzles.
- the supplied gases are cleaned with the supplied water.
- a water-conducting pipe coil system for heat dissipation is arranged in the combination component.
- This coil system is e.g. integrated into a cooling water circuit with a trickle cooling tower. If necessary, water is fed into the cooling circuit from a water supply system. Due to the cooling, the supplied vapors, such as water vapor and mercury vapor, condense. The resulting liquids, especially mercury, collect on the bottom of the combination component.
- the lower part can in particular have a conical shape.
- the water-soluble portion of the gas-steam mixture supplied is first dissolved in water. At the same time or thereafter, the portion of the remaining gas-steam mixture that can be condensed by cooling is condensed. Purified, uncondensed gases remain. The water fed in, in which parts of the gas-steam mixture are dissolved, collects in the lower part of the combination component. In addition, condensates of the supplied vapors collect. According to the pollutants that are removed from the good, especially from the soil condensed mercury and / or condensed oil accumulates in the combination component. Due to the different density of the liquids, there is a layered deposit.
- the advantage is achieved that all pollutants to be removed, which have been removed from the material, in particular from the ground, and which were initially in gas or vapor form, are now dissolved or bound in a liquid or even in liquid form.
- the combination component has - as mentioned - the first outlet nozzle for the accumulated liquid and the second, upwardly directed outlet nozzle for cleaned, non-condensed gases. These cleaned gases can be released into the environment without damage.
- the second outlet connection can be connected to a compressor. Another possibility provides that the second outlet connection is connected to the inside of a trickle cooling tower via a connecting line. The cleaned gas is discharged through the cooling tower.
- a third outlet connection is provided, the connection point of which is at a lower level than the connection point of the first outlet connection. Liquids with a higher density than water can be discharged separately through the third outlet connection. For example, in the case of a stratified accumulation of water and mercury in the combination component, the condensed mercury can be discharged separately through the third outlet connection. This has the advantage that mercury is separated and can be used in a simple manner.
- the combination component also has, for example, a fourth outlet connection, for example for hydrocarbon, in particular for oil, the connection point of which is at the level of the water level in the Component lies.
- a fourth outlet connection for example for hydrocarbon, in particular for oil, the connection point of which is at the level of the water level in the Component lies.
- the first outlet connection for the water condensed in the combination component is connected, for example, to a water treatment system. From there, the purified water is fed into the public sewage network, for example. This ensures that contaminated water is disposed of.
- the outlet of the water treatment device is also connected, for example, to a water pipe which starts from the water supply system.
- the purified water can be used again as service water in the cleaning device. This saves at least part of the water provided by the water supply system.
- the cleaned waste water can, for example, be fed to the spray nozzle system of the combination component and / or the remoistening device for cleaned goods.
- the entire facility can be supplied with water from several or only from one water supply system.
- a pump is usually arranged in the water supply lines. If necessary, individual components of the facility are available multiple times.
- the device has two or more burners. There may also be more than one cooling tower. The duplicate components who each operated in parallel. This increases the throughput through the device.
- the stated object relating to the method for cleaning granular or pasty goods, in particular a floor that is loamy and moist, is achieved according to the invention in that the goods to be cleaned are heated, resulting in a cleaned good and a gas-steam mixture. that the gas-vapor mixture is largely cleaned and condensed, resulting in purified, non-condensed gases and liquids of various densities that accumulate in layers, that these purified gases are released to the environment, and that the liquids of different densities are separated from one another in layers be drained separately.
- a first step of this cleaning process therefore provides that the material to be cleaned is heated. This gives the cleaned (non-liquid) substance that is released and a gas-steam mixture.
- a second step of the process provides that the gas-steam mixture is largely condensed. This produces purified, uncondensed gases that are released and liquids of different densities.
- a third step of the method provides that the liquids are separated from one another and cleaned and / or reused.
- fine dust is removed from the gas-steam mixture before the condensation.
- the uncondensed gas is cleaned, for example after the condensation, by spraying water.
- the cleaning concept according to the invention achieves the advantage that impurities present in the material in question are first converted into the gas phase or in vapor form and from there into a liquid.
- the cleaned material is reused by the cleaning device clean floor is given.
- a pollutant-free gas is also discharged.
- the advantage is achieved that individual pollutants, such as mercury or oil, are obtained separately and are therefore to be reused. All that remains is water that contains soluble pollutants. However, this waste water is easy to clean in a water treatment plant known as such.
- the figure shows a device for cleaning a granular or pasty material g mixed or contaminated with impurities v, in particular a moist and loamy soil which is contaminated with mercury and its compounds and possibly other pollutants. In principle, it can also be a free-flowing bulk material.
- contaminated loamy (plastically deformable) soil is assumed to be contaminated material g (v).
- the contaminated soil g (v) is fed to the device via a funnel 1.
- a roller crusher 2 is connected downstream for crushing coarse material such as stones. Soil or clay strands are formed in a screw press 3 arranged behind the roller crusher 2.
- a pelletizing section 5 which is supplied with hot gas h by a first hot gas blower 4, by spontaneous evaporation of the water.
- the particles prepared in this way pass into a burner 6, specifically a cyclone burner, on which additional burners 7 are arranged tangentially in order to achieve a process temperature between 360 ° C. and 450 ° C.
- a cyclic dedusting burner could also be provided for the cyclone burner.
- the mercury and most of the mercury compounds, but also the other pollutants evaporate. This creates a gas-steam mixture.
- the cleaned here is discharged from the cyclone burner 6 via a first discharge nozzle 6a and fed to a remoistening device 9 via a conveyor device 8, which moistens the clean material and which has a dispensing part 10, e.g. B. an outlet for the reusable pure good g, which is in particular a floor.
- the cyclone burner 6 has a second discharge nozzle 6b for the resulting gas-steam mixture m.
- This second discharge nozzle 6b is connected to a fine dust separator, especially a fine dust cyclone or hot separator 11, in which dust s is removed from the gas-steam flow.
- the dust s reaches the conveying device 8 via a line 12.
- the gas-steam mixture m freed from the dust flows through a line l3 which is connected via a second hot gas blower l4 to a combination component 15 comprising a gas cleaner and a condenser.
- Part of the condenser is an injector nozzle rake immersed in a water bath 44 with a number of injector nozzles 18 which automatically draw water as a result of the gas flow.
- the component 15 comprises an upper housing part 19A and a conical collecting trough 19B.
- the line 13 is connected to the injector nozzle rake 18.
- the steam, mercury and its compounds condense in water bath 44.
- a spray nozzle system with a number of spray nozzles 20 is arranged as part of the gas cleaner and is supplied with water a by a water supply system 21 via a water pipe 21a and a pump 22. Starting from the same water supply system 21, the rewetting device 9 is also supplied with water (a) via a branch line 23.
- the tapered combination component 15 has a first outlet connection 24 in the conical collecting trough 19B with valve 24v on. Here the accumulated water w can be drained, which has taken up all the detachable components of the gas-steam mixture.
- a second, upwardly directed outlet port 25 is provided to discharge the cleaned, non-condensed gases p from the combination component 15.
- This connector 25 is connected via a compressor 26 to a gas delivery device 27 for delivery to the atmosphere.
- An alternative is to discharge the uncondensed gases p through a cooling tower 38, which will be explained later. This is shown in dashed lines.
- the connection point of a third outlet port 28 with valve 28v is at a lower level than that of the first outlet port 24, preferably at the lowest level.
- a fourth outlet connection 30 with valve 30v serves to remove hydrocarbons o, in particular condensed oil. Its connection point is at a higher level than that of the first outlet port 24. It is therefore assumed in the design that the various liquid components in the combination component 15 collect in layers according to their density.
- the first outlet port 24 with valve 24v for the water w containing pollutants is connected to a water treatment device 32 with a drain valve 32v, the output of which is connected via a line 33 to supplement the water supply with the line 21a starting from the water supply system 21.
- the water is treated in system 32. If the quality is good, it is used in the device 9.
- a coil system 35 is arranged there, which is integrated in a cooling water circuit 36, which contains a water pump 37 and a trickle cooling tower 38 with a fan.
- the cooling water circuit 36 is connected to a further water supply system 40 (or to the first system 21) via a pump 41.
- the screw press 3 can also be used in a modified form for sandy soils.
- the device shown can also be used for the disinfection of soils containing hydrocarbons.
- the extraction point 24 can be arranged, for example, at the level of the water level 45 and the water treatment device 32 can be adapted to the requirements.
- the entire device can be operated in the manner shown with a slight negative pressure relative to the environment.
Abstract
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung und ein Verfahren zur Reinigung eines körnigen oder pastösen Guts (g), insbesondere eines Bodens, der lehmig und feucht ist. Es ist ein Brenner (6) vorgesehen, in den das zu reinigende Gut (g (v)) eingebracht wird. Der Brenner (6) weist einen ersten Abgabestutzen (6a) für das durch die Wärmeeinwirkung gereinigte Gut (g) und einen zweiten Abgabestutzen (6b) für ein durch Verdampfung entstandenes Gas-Dampf-Gemisch (m) auf. Mit dem zweiten Abgabestutzen (6b) des Brenners (6) ist ein Kombinationsbauteil (15), kombiniert aus Gasreiniger und Kondensator, verbunden. Das Kombinationsbauteil (15) weist einen ersten Auslaßstutzen (24) für die Entnahme von Flüssigkeit, insbesondere wäßriger Lösung (w), auf. Dieser erste Auslaßstutzen (24) ist bevorzugt mit einer Wasseraufbereitungsvorrichtung (32) verbunden, die gereinigtes Gebrauchswasser zur Verfügung stellt. Ein zweiter Auslaßstutzen (25) dient zur Abfuhr gereinigter, nicht kondensierter Gase (p). Das Kombinationsbauteil (15) weist außerdem mindestens einen weiteren Auslaßstutzen (28, 30) für kondensierte Schadstoffe (u bzw. o) auf. Hierbei kann es sich insbesondere um Quecksilber und/oder Öl handeln.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Einrichtung und ein Verfahren zur Reinigung eines mit Verunreinigungen behafteten Gutes, insbesondere eines Bodens, der lehmig und feucht ist. Die Erfindung läßt sich mit Vorteil einsetzen bei lehmigen Böden, die mit Öl und/oder Quecksilber verunreinigt sind. Sie läßt sich für alle Verunreinigungen anwenden, die thermisch verdampfbar, umwandelbar oder brennbar sind, z. B. Lösungsmittel, Öle und andere Kohlenwasserstoffe.
- Einrichtungen und Verfahren zur Reinigung von Böden sind bekannt. Sie dienen insbesondere auch dazu, ölhaltige Verunreinigungen zu entfernen. Dabei wird das Öl chemisch oder mechanisch separiert. Die bekannten Einrichtungen und Verfahren sind ausschließlich bei der Reinigung von Sandböden anwendbar. Diese Reinigungskonzepte versagen aber, falls der zu reinigende Boden ein Lehmboden oder ein anderer sehr feuchter Boden ist.
- Beispielsweise an ehemaligen Industriestandorten sind im Rahmen der Altlastbeseitigung in den Boden eingedrungene Chemikalien durch Abbau, Behandlung und Neuverfüllung zu beseitigen, d. h. der Boden ist zu sanieren. Dabei soll eine großtechnische Reinigung angewandt werden. Problematisch sind dabei Böden mit hohem Feuchtegehalt, die nur schwer zu pulverisieren sind, so daß Einschlüsse von Schadstoffen zurückbleiben, die beim Reinigungsprozeß nicht entfernt werden. Ein bisher noch ungelöstes Problem ist auch die Entfernung von Quecksilber oder Quecksilberverbindungen aus lehmigem Boden.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung und ein Verfahren anzugeben, die vielseitig verwendbar sind und die auch speziell und gerade zur Reinigung von lehmigen Böden einsetzbar sind. Es soll nicht nur Öl, sondern insbesondere auch Quecksilber aus verseuchten Böden weitgehend vollständig zu entfernen sein.
- Die gestellte Aufgabe wird bei der Einrichtung erfindungsgemäß gelöst
- a) durch einen Brenner, in den das verunreinigte Gut einbringbar ist und der einen ersten Abgabestutzen für das durch Wärmeeinwirkung gereinigte Gut und einen zweiten Abgabestutzen für durch Verdampfung entstandenes Gas-Dampf-Gemisch aufweist, und
- b) durch ein Kombinationsbauteil aus einem Gasreiniger und einem Kondensator, das mit dem zweiten Abgabestutzen des Brenners in Verbindung steht und das einen ersten Auslaßstutzen für die Entnahme von Flüssigkeit, einen zweiten Auslaßstutzen zur Abfuhr eines gereinigten, nicht kondensierten Gases und mindestens einen dritten Auslaßstutzen für kondensierte Schadstoffe, insbesondere für Quecksilber, aufweist.
- Der Brenner dient dazu, den zu reinigenden Stoff soweit zu erhitzen, daß alle zu entfernenden Schadstoffe gasförmig oder dampfförmig sind. Die Umwandlung geschieht entweder durch Verdampfen oder durch Verbrennen, wobei Gase entstehen. Die Temperatur im Brenner ist so gewählt, daß die verbleibenden Feststoffe schadstofffrei sind. Alle zu entfernenden, nunmehr gas- oder dampfförmigen Stoffe verlassen den Brenner und gelangen in den Gasreiniger, der mit einem Kondensator in dem Kombinationsbauteil kombiniert ist. Das im Brenner verbleibende feste Gut, beispielsweise der gereinigte Boden, wird nach der Reinigung entnommen. Die im Brenner gasförmig oder dampfförmig gewordenen Schadstoffe werden im Kombinationsbauteil weiter behandelt. Ein erster Teil der Schadstoffe, beispielsweise Quecksilber, wird kondensiert und aufgefangen. Ein zweiter Teil der Schadstoffe wird in Wasser gelöst und einer Wasseraufbereitungsanlage zuge führt. Es verbleiben dann nur gereinigte, nicht kondensierte Gase, die abgegeben werden.
- Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung wird der Vorteil erzielt, daß verschiedenartige körnige oder pastöse Stoffe, insbesondere lehmhaltiger, feuchter Boden, von allen verdampfbaren oder brennbaren Schadstoffen befreit werden kann. Sowohl Quecksilber und dessen Verbindungen, die sich beispielsweise an ehemaligen Industriestandorten im zu sanierenden Boden befinden können, als auch andere Chemikalien, z.B. Lösungsmittel, sowie Öle und andere Kohlenwasserstoffe, sind mit der erfindungsgemäßen Einrichtung vollständig zu entfernen.
- Zur Reinigung des im Brenner gewonnenen schadstoffbeladenen Gas-Dampf-Gemisches wird der besagte Gasreiniger in Verbindung mit dem besagten Kondensator eingesetzt. Damit wird der Vorteil erzielt, daß ein Teil der Schadstoffe, wie Quecksilber, separiert und wiedergewonnen wird. Das aus verunreinigtem Boden mit der Einrichtung wiedergewonnene Quecksilber ist weiterverwendbar.
- Zur Aufbereitung des im Gasreiniger anfallenden, mit Schadstoffen versetzten Wassers wird bevorzugt eine als solche bekannte Wasseraufbereitungsanlage eingesetzt. An die Umgebung werden so mit neben dem gereinigten Wasser nur gereinigte Gase aus dem Gasreiniger abgegeben.
- Dem Brenner ist beispielsweise eine Granulierstrecke für die zuzuführenden Feststoffe vorgeschaltet, die von heißem Gas durchströmt ist. Dort werden sehr feuchte Feststoffe, wie lehmiger Boden, teilweise getrocknet und zerkleinert. In einer dem Brenner beispielsweise vorgeschalteten Schneckenpresse werden lehmige Stränge geformt, die wegen ihrer relativ großen Oberfläche im Brenner gut zu verarbeiten sind oder bereits in der Granulierstrecke zerfallen. Außerdem ist dem Brenner beispielsweise ein Walzenbrecher zur Zerkleinerung der Feststoffe vorge schaltet. Ein solcher Walzenbrecher ist geeignet, selbst Steine, die in den Brenner nicht eingespeist werden dürften, zu zerkleinern.
- Der Brenner ist beispielsweise ein Zyklonbrenner. In einem derartigen Brenner verweilen die zu behandelnden Feststoffpartikel eine ausreichend lange Zeitspanne, so daß die Umwandlung aller Schadstoffe in Gasform oder Dampfform gewährleistet ist. Am Zyklonbrenner sind beispielsweise Zusatzbrenner tangential angeordnet. Zusammen mit diesen Zusatzbrennern ist eine geeignete Prozeßtemperatur im Brenner zu erreichen. Diese liegt beispielsweise bei der Behandlung von quecksilberverseuchtem Boden zwischen 360° C und 450° C. Bei einer derartigen Temperatur ist eine vollständige Entfernung der Schadstoffe aus dem verunreinigtem Gut gewährleistet.
- Statt eines Zyklonbrenners ist aber auch ein Drehströmungsentstauber-Brenner einsetzbar.
- Der erste Abgabestutzen des Brenners ist beispielsweise mit einer Rückbefeuchtungseinrichtung verbunden, die an eine Wasserversorgungsanlage angeschlossen ist. Bei der Reinigung eines Bodens wird damit der Vorteil erzielt, daß dieser Boden nach der Reinigung sofort den für die Ablagerung am Entnahmeort erforderlichen Wassergehalt hat.
- Mit dem zweiten Abgabestutzen des Brenners, über den das durch Verdampfung entstandene Gas-Dampf-Gemisch abgeleitet wird, ist beispielsweise ein Feinstaubabscheider verbunden, der das Gas-Dampf-Gemisch von Feststoffpartikeln befreit. Der entfernte Staub wird über eine Verbindungsleitung bevorzugt den gereinigten Feststoffen zugemischt. Das ist möglich, da die Temperatur im Feinstaubabscheider noch so hoch ist, daß alle zu entfernenden Schadstoffe in Gasform oder Dampfform vorliegen. Der Feinstaubabscheider ist beispielsweise ein Feinstaubzyklon, das mit einem Heißgasgebläse zur Sicherstellung des Gas- und Dampf-Flus ses verbunden ist. Durch den Einsatz des Feinstaubabscheiders gelangen keine Feststoffpartikel in den Gasreiniger und in den Kondensator.
- Der Gasreiniger und der Kondensator sind in einem Bauteil kombiniert. Dieses Kombinationsbauteil weist zum Einspeisen des Gas-Dampf-Gemisches in ein Wasserbad Injektordüsen auf. Zur Reinigung des Gases sind im Gasraum Sprühdüsen angeordnet, die mit einer Wasserversorgungsanlage verbunden sind. Durch das aus den Injektordüsen austretende Gas wird selbsttätig Wasser aus dem Wasserbad angesaugt. Auch ist eine Pumpe einsetzbar, mit der Wasser von der Versorgungsanlage zu den Sprühdüsen gebracht wird. Mit dem eingespeisten Wasser werden die zugeleiteten Gase gereinigt.
- Zur Kondensierung der zugeleiteten Dämpfe ist in dem Kombinationsbauteil beispielsweise ein wasserführendes Rohrschlangensystem zur Wärmeabfuhr angeordnet. Dieses Rohrschlangensystem ist z.B. in einen Kühlwasserkreislauf mit Rieselkühlturm eingebunden. Falls erforderlich, wird in den Kühlkreislauf aus einer Wasserversorgungsanlage Wasser nachgespeist. Bedingt durch die Kühlung kondensieren die zugeleiteten Dämpfe, wie beispielsweise Wasserdampf und Quecksilberdampf. Die entstandenen Flüssigkeiten, insbesondere Quecksilber, sammeln sich am Boden des Kombinationsbauteiles an. Der untere Teil kann insbesondere eine konische Form besitzen.
- In dem Kombinationsbauteil wird zunächst der wasserlösliche Anteil des zugeführten Gas-Dampf-Gemisches in Wasser gelöst. Zugleich oder danach wird der durch Kühlung kondensierbare Anteil des verbleibenden Gas-Dampf-Gemisches kondensiert. Es verbleiben gereinigte, nicht kondensierte Gase. Im unteren Teil des Kombinationsbauteiles sammelt sich das eingespeiste Wasser, in dem Teile des Gas-Dampf-Gemisches gelöst sind. Außerdem sammeln sich Kondensate der zugeleiteten Dämpfe. Entsprechend der Schadstoffe, die aus dem Gut, insbesondere aus dem Boden, zu entfernen sind, sammelt sich im Kombinationsbauteil beispielsweise kondensiertes Quecksilber und/oder kondensiertes Öl an. Infolge der unterschiedlichen Dichte der Flüssigkeiten kommt es zu einer geschichteten Ablagerung.
- Mit dem Gasreiniger in Verbindung mit dem Kondensator wird der Vorteil erzielt, daß alle zu entfernenden Schadstoffe, die aus dem Gut, insbesondere aus dem Boden, entfernt worden sind und die zunächst in Gas- oder Dampfform vorlagen, jetzt in einer Flüssigkeit gelöst oder gebunden sind oder aber selbst in flüssiger Form vorliegen.
- Das Kombinationsbauteil weist - wie erwähnt - den ersten Auslaßstutzen für die angesammelte Flüssigkeit und den zweiten, nach oben gerichteten Auslaßstutzen für gereinigte, nicht kondensierte Gase auf. Diese gereinigten Gase können schadlos an die Umgebung abgegeben werden. Der zweite Auslaßstutzen kann mit einem Verdichter verbunden sein. Eine andere Möglichkeit sieht vor, daß der zweite Auslaßstutzen über eine Verbindungsleitung mit dem Inneren eines Rieselkühlturmes verbunden ist. Das gereinigte Gas wird dabei durch den Kühlturm abgeführt.
- Insbesondere ist noch ein dritter Auslaßstutzen vorgesehen, dessen Anschlußpunkt auf einem tieferen Niveau als der Anschlußpunkt des ersten Auslaßstutzens liegt. Durch den dritten Auslaßstutzen sind Flüssigkeiten, die eine größere Dichte als Wasser haben, getrennt ableitbar. Beispielsweise ist bei einer geschichteten Ansammlung von Wasser und Quecksilber im Kombinationsbauteil durch den dritten Auslaßstutzen das kondensierte Quecksilber getrennt ableitbar. Damit wird der Vorteil erzielt, daß Quecksilber separiert wird und auf einfache Weise einer Verwendung zuzuführen ist.
- Das Kombinationsbauteil weist beispielsweise auch einen vierten Auslaßstutzen, z.B. für Kohlenwasserstoff, insbesondere für Öl, auf, dessen Anschlußpunkt auf dem Niveau des Wasserspiegels im Bauteil liegt. Dadurch sind Flüssigkeiten wie Öl, die eine niedrigere Dichte als Wasser haben, zu separieren, indem zunächst das Wasser soweit abgelassen wird, bis der Wasserspiegel im Bauteil das Niveau des vierten Auslaßstutzens erreicht. Daraufhin können die das Wasser überschichtenden Flüssigkeiten über den vierten Auslaßstutzen entfernt werden.
- Der erste Auslaßstutzen für das im Kombinationsbauteil kondensierte Wasser ist beispielsweise mit einer Wasseraufbereitungsanlage verbunden. Von dort wird das gereinigte Wasser beispielsweise in das öffentliche Abwassernetz eingespeist. Damit ist eine Entsorgung des anfallenden verunreinigten Wassers gewährleistet.
- Der Ausgang der Wasseraufbereitungsvorrichtung ist beispielsweise aber auch mit einer Wasserleitung verbunden, die von der Wasserversorgungsanlage ausgeht. Dadurch ist das gereinigte Wasser als Brauchwasser in der Reinigungseinrichtung wieder einsetzbar. Zumindest ein Teil des von der Wasserversorgungsanlage bereitgestellten Wassers wird dadurch eingespart. Das gereinigte Abwasser kann beispielsweise dem Sprühdüsensystem des Kombinationsbauteils und/oder der Rückbefeuchtungseinrichtung für gereinigtes Gut zugeleitet werden.
- Um das Austreten von Schadstoffen durch Undichtigkeiten zu verhindern, ist beispielsweise vorgesehen, daß in der gesamten Einrichtung ein leichter Unterdruck herrscht.
- Die Wasserversorgung der gesamten Einrichtung kann von mehreren oder auch nur von einer Wasserversorgungsanlage aus erfolgen. In den Wasserzuleitungen ist in der Regel eine Pumpe angeordnet. Bei Bedarf sind beispielsweise einzelne Bestandteile der Einrichtung mehrfach vorhanden. Beispielsweise weist die Einrichtung zwei oder mehrere Brenner auf. Ebenso können mehr als ein Kühlturm vorhanden sein. Die mehrfach vorhandenen Bestandteile wer den jeweils in Parallelschaltung betrieben. Damit wird eine Vergrößerung des Durchsatzes durch die Einrichtung erzielt.
- Die genannte Aufgabe betreffend das Verfahren zur Reinigung von körnigen oder pastösen Gütern, insbesondere eines Bodens, der lehmig und feucht ist, wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das zu reinigende Gut erwärmt wird, wodurch ein gereinigtes Gut und ein Gas-Dampf-Gemisch entstehen, daß das Gas-Dampf-Gemisch weitgehend gereinigt und kondensiert wird, wodurch gereinigte, nicht kondensierte Gase und Flüssigkeiten verschiedener Dichte entstehen, die sich in Schichten ansammeln, daß diese gereinigten Gase an die Umgebung abgegeben werden, und daß die Flüssigkeiten verschiedener Dichte nach Schichten voneinander getrennt abgelassen werden.
- Ein erster Schritt dieses Reinigungsverfahrens sieht also vor, daß das zu reinigende Gut erwärmt wird. Dadurch erhält man den gereinigten (nicht-flüssigen) Stoff, der abgegeben wird, und ein Gas-Dampf-Gemisch. Ein zweiter Schritt des Verfahrens sieht vor, daß das Gas-Dampf-Gemisch weitgehend kondensiert wird. Dadurch erhält man gereinigte, nicht kondensierte Gase, die abgegeben werden, und Flüssigkeiten verschiedener Dichte. Ein dritter Schritt des Verfahrens sieht vor, daß die Flüssigkeiten voneinander getrennt und gereinigt und/oder wiederverwendet werden.
- Beispielsweise wird aus dem Gas-Dampf-Gemisch vor der Kondensation Feinstaub entfernt. Darüber hinaus wird beispielsweise nach der Kondensation das nicht kondensierte Gas gereinigt, indem Wasser eingesprüht wird.
- Mit dem erfindungsgemäßen Reinigungskonzept wird der Vorteil erzielt, daß im betreffenden Gut vorhandene Verunreinigungen zunächst in die Gasphase oder in Dampfform und von dort in eine Flüssigkeit übergeführt werden. Von der Reinigungseinrichtung wird der gereinigte Stoff, der beispielsweise ein wiederverwend barer gereinigter Boden ist, abgegeben. Außerdem wird ein schadstofffreies Gas abgeleitet. Darüber hinaus wird der Vorteil erzielt, daß einzelne Schadstoffe, wie Quecksilber oder Öl, separiert gewonnen werden und dadurch einer Wiederverwendung zuzuführen sind. Es verbleibt nur Wasser, in dem lösbare Schadstoffe enthalten sind. Dieses Abwasser ist jedoch auf einfache Weise in einer als solche bekannten Wasseraufbereitungsanlage zu reinigen.
- Beispielsweise wird mit Quecksilber verunreinigter Boden nach dem erläuterten Konzept nicht nur gereinigt, es wird sogar Quecksilber zur weiteren Verwendung gewonnen. Dieses Konzept ist besonders für Böden mit hoher Feuchtigkeit und für lehmige Böden geeignet.
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert.
- Die Figur zeigt eine Einrichtung zum Reinigen eines mit Verunreinigungen v versetzten oder behafteten körnigen oder pastösen Gutes g, insbesondere eines feuchten und lehmigen Bodens, der mit Quecksilber und seinen Verbindungen und gegebenenfalls weiteren Schadstoffen verunreinigt ist. Es kann sich dabei prinzipiell auch um ein rieselfähiges Schüttgut handeln. Hier wird als verunreinigtes Gut g(v) verseuchte lehmige (plastisch verformbare) Erde angenommen. Der verunreinigte Boden g(v) wird über einen Trichter 1 der Einrichtung zugeleitet. Zur Zerkleinerung von Grobgut wie Steinen ist ein Walzenbrecher 2 nachgeschaltet. In einer hinter dem Walzenbrecher 2 angeordneten Schneckenpresse 3 werden Boden- oder Lehmstränge geformt. Diese werden dann in einer Granulierstrecke 5, die von einem ersten Heißgasgebläse 4 mit heißem Gas h versorgt wird, durch spontane Verdampfung des Wassers granuliert. Die so vorbereiteten Partikel gelangen in einen Brenner 6, speziell einen Zyklonbrenner, an dem tangential Zusatzbrenner 7 angeordnet sind, um eine Prozeßtemperatur zwischen 360° C und 450° C zu erreichen. Statt ei nes Zyklonbrenners könnte auch ein Drehströmungs-Entstaubungs-Brenner vorgesehen sein. Im Zyklonbrenner 6 verdampfen das Quecksilber und die meisten Quecksilberverbindungen, aber auch die anderen Schadstoffe. Dabei entsteht ein Gas-Dampf-Gemisch m.
- Der hier gereinigte, beispielsweise vom Quecksilber befreite Boden wird über einen ersten Abgabestutzen 6a aus dem Zyklonbrenner 6 ausgetragen und über eine Fördereinrichtung 8 einer Rückbefeuchtungseinrichtung 9 zugeleitet, die das Reingut befeuchtet und die ein Abgabeteil 10, z. B. einen Auslaß, für das wiederverwendbare reine Gut g, das insbesondere ein Boden ist, aufweist. Der Zyklonbrenner 6 weist einen zweiten Abgabestutzen 6b für das entstandene Gas-Dampf-Gemisch m auf. Dieser zweite Abgabestutzen 6b ist mit einem Feinstaubabscheider, speziell einem Feinstaubzyklon oder Heißabscheider 11 verbunden, in dem Staub s aus dem Gas-Dampf-Strom entfernt wird. Der Staub s gelangt über eine Leitung 12 zur Fördereinrichtung 8. Das vom Staub s befreite Gas-Dampf-Gemisch m durchströmt eine Leitung l3, die über ein zweites Heißgasgebläse l4 mit einem Kombinationsbauteil 15 aus Gasreiniger und Kondensator verbunden ist.
- Bestandteil des Kondensators ist ein in ein Wasserbad 44 getauchter Injektordüsenrechen mit einer Anzahl Injektordüsen 18, die infolge des Gasstroms selbsttätig Wasser ansaugen. Das Bauteil 15 umfaßt ein oberes Gehäuseteil 19A und eine konische Auffangwanne 19B. Die Leitung 13 ist mit dem Injektordüsenrechen 18 verbunden. Im Wasserbad 44 kondensieren der Dampf, das Quecksilber und seine Verbindungen. Im Gasraum des Kombinationsbauteils 15 ist als Bestandteil des Gasreinigers ein Sprühdüsensystem mit einer Anzahl Sprühdüsen 20 angeordnet, das von einer Wasserversorgungsanlage 21 über eine Wasserleitung 21a und eine Pumpe 22 mit Wasser a versorgt wird. Von der selben Wasserversorgungsanlage 21 ausgehend wird auch die Rückbefeuchtungseinrichtung 9 über eine Zweigleitung 23 mit Wasser (a) versorgt. Das unten konisch zulaufende Kombinationsbauteil 15 weist in der konischen Auffangwanne 19B einen ersten Auslaßstutzen 24 mit Ventil 24v auf. Hier kann das angesammelte Wasser w abgelassen werden, das alle lösbaren Bestandteile des Gas-Dampf-Gemisches aufgenommen hat. Zur Abgabe der gereinigten, nicht kondensierten Gase p aus dem Kombinationsbauteil 15 ist ein zweiter, nach oben gerichteter Auslaßstutzen 25 vorhanden. Dieser Stutzen 25 ist über einen Verdichter 26 mit einer Gasabgabevorrichtung 27 zur Abgabe an die Atmosphäre verbunden. Eine Alternative besteht darin, die nicht kondensierten Gase p durch einen Kühlturm 38, der später erläutert wird, abzuführen. Das ist gestrichelt gezeigt. Der Anschlußpunkt eines dritten Auslaßstutzens 28 mit Ventil 28v liegt auf tieferem Niveau als derjenige des ersten Auslaßstutzens 24, vorzugsweise auf tiefstem Niveau. Er dient zum Ablassen der Verunreinigung u mit der größten Dichte, z. B. von kondensiertem Quecksilber. Ein vierter Auslaßstutzen 30 mit Ventil 30v dient zum Entfernen von Kohlenwasserstoffen o, insbesondere von kondensiertem Öl. Sein Anschlußpunkt befindet sich auf höherem Niveau als der des ersten Auslaßstutzens 24. Es wird also bei der Konstruktion davon ausgegangen, daß sich die verschiedenen flüssigen Komponenten im Kombinationsbauteil 15 gemäß ihrer Dichte in Schichten sammeln.
- Der erste Auslaßstutzen 24 mit Ventil 24v für das Schadstoffe enthaltende Wasser w ist mit einer Wasseraufbereitungsvorrichtung 32 mit Ablaßventil 32v verbunden, deren Ausgang über eine Leitung 33 zur Ergänzung der Wasserversorgung mit der von der Wasserversorgungsanlage 21 ausgehenden Leitung 21a in Verbindung steht. Das Wasser wird in der Anlage 32 aufbereitet. Ist die Qualität gut, so wird es in der Einrichtung 9 verwendet.
- Zur Wärmeabfuhr aus dem Kombinationsbauteil 15 ist dort ein Rohrschlangensystem 35 angeordnet, das in einen Kühlwasserkreislauf 36, der eine Wasserpumpe 37 und einen Rieselkühlturm 38 mit Lüfter enthält, eingebunden ist. Zum Ersatz von Wasser ist der Kühlwasserkreislauf 36 mit einer weiteren Wasserversorgungsanlage 40 (oder mit der ersten Anlage 21) über eine Pumpe 41 verbunden.
- Die Schneckenpresse 3 ist in modifizierter Form auch für sandige Böden verwendbar. Prinzipiell ist die gezeigte Einrichtung auch zur Entseuchung kohlenwasserstoffhaltiger Böden einsetzbar. Bei Anfall von Ölen im Kondensator des Kombinationsbauteils 15 kann die Entnahmestelle 24 beispielsweise in Höhe des Wasserspiegels 45 angebracht und die Wasseraufbereitungsvorrichtung 32 an die Erfordernisse angepaßt sein.
- Die gesamte Einrichtung kann in der gezeigten Weise gegenüber der Umgebung mit leichtem Unterdruck betrieben werden. In der praktischen Ausführung kann es, je nach Durchsatzleistung, eventuell auch nötig sein, verschiedene Komponenten parallel mehrfach anzuordnen, z. B. den Brenner 6 und den Kühlturm 38.
Claims (23)
1. Einrichtung zur Reinigung eines mit Verunreinigungen (v) behafteten Gutes (g), insbesondere eines Bodens, der lehmig und feucht ist, gekennzeichnet
a) durch einen Brenner (6), in den das verunreinigte Gut (g (v)) einbringbar ist und der einen ersten Abgabestutzen (6a) für das durch Wärmeeinwirkung gereinigte Gut (g) und einen zweiten Abgabestutzen (6b) für durch Verdampfung entstandenes Gas-Dampf-Gemisch (m) aufweist, und
b) durch ein Kombinationsbauteil (15) aus einem Gasreiniger und einem Kondensator, das mit dem zweiten Abgabestutzen (6b) des Brenners (6) in Verbindung steht und das einen ersten Auslaßstutzen (24) für die Entnahme von Flüssigkeit (w), einen zweiten Auslaßstutzen (25) zur Abfuhr eines gereinigten, nicht kondensierten Gases (p) und mindestens einen dritten Auslaßstutzen (28, 30) für kondensierte Schadstoffe (u, o), insbesondere für Quecksilber, aufweist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Brenner (6) eine Granulierstrecke (5) für das zu reinigende Gut (g (v)) vorgeschaltet ist, die mit einem ersten Heißgasgebläse (4) verbunden und dadurch von einem heißen Gas (h) durchströmbar ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Brenner (6) eine Schneckenpresse (3) für das zu reinigende Gut (g (v)) vorgeschaltet ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Brenner (6) ein Walzenbrecher (2) zur Zerkleinerung des zu reinigenden Gutes (g (v)) vorgeschaltet ist.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner (6) ein Zyklonbrenner oder ein Drehströmungs-Entstauber-Brenner ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Zyklonbrenner Zusatzbrenner (7) angeordnet sind zur Erzielung einer geeigneten Prozeßtemperatur, insbesondere einer Prozeßtemperatur zwischen 360° C und 450° C.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kombinationsbauteil (15) eine konisch geformte Auffangwanne (19B) umfaßt.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Abgabestutzen (6a) des Brenners (6) mit einer mit einer Wasserversorgungsanlage (21) verbundenen Rückbefeuchtungseinrichtung (9) verbunden ist, die ein Abgabeteil (10) für das gereinigte und befeuchtete Gut (g) aufweist.
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Abgabestutzen (6b) des Brenners (6M mit einem Feinstaubabscheider (11) verbunden ist.
10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Feinstaubabscheider (11) ein Feinstaubzyklon ist, das mit einem zweiten Heißgasgebläse (14) zur Sicherstellung des Gas- und Dampf-Flusses verbunden ist.
11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Kombinationsbauteil (15) mindestens eine Injektordüse (18) zum Ein speisen des Gas-Dampf-Gemisches (m) und mindestens eine mit einer Wasserversorgungsanlage (21) verbundene Sprühdüse (20) aufweist.
12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß im Kombinationsbauteil (15) ein wasserführendes Rohrschlangensystem (35) zur Wärmeabfuhr angeordnet ist.
13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrschlangensystem (35) in einen Kühlwasserkreislauf (36) mit Rieselkühlturm (38) eingebunden ist.
14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Auslaßstutzen (24) des Kombinationsbauteils (15) mit einer Wasseraufbereitungsvorrichtung (32) verbunden ist.
15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis l3 und nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der Wasseraufbereitungsvorrichtung (32) über eine Leitung (33) mit einer von der Wasserversorgungsanlage (21) ausgehenden Wasserleitung (21a) verbunden ist.
16. Einrichtung nach einem der Anspruche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Auslaßstutzen (25) des Kombinationsbauteils (15) mit einem Verdichter (26) verbunden ist.
17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Auslaßstutzen (25) des Kombinationsbauteils (15) über eine Verbindungsleitung mit dem Inneren des Rieselkühlturms (38) verbunden ist.
18. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Auslaßstutzen (28) des Kombinationsbauteils (15) an demselben einen Anschlußpunkt hat, der auf einem tieferen Niveau als der Anschlußpunkt des ersten Auslaßstutzens (24) liegt.
19. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Kombinationsbauteil (15) einen vierten Anschlußstutzen (30) für Kohlenwasserstoffe, insbesondere für Öl, aufweist, dessen Anschlußpunkt auf einem höheren Niveau als der Anschlußpunkt des ersten Auslaßstutzens (24) liegt.
20. Einrichtung nach einem der Anspruche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß in ihr ein leichter Unterdruck herrscht.
21. Verfahren zur Reinigung eines verunreinigten Gutes (g (v)), insbesondere eines Bodens, der lehmig und feucht ist, dadurch gekennzeichnet, daß das zu reinigende Gut (g (v)) erwärmt wird, wodurch ein gereinigtes Gut (g) und ein Gas-Dampf-Gemisch (m) entstehen, daß das Gas-Dampf-Gemisch (m) weitgehend gereinigt und kondensiert wird, wodurch gereinigte, nicht kondensierte Gase (p) und Flüssigkeiten (w, u, o) verschiedener Dichte entstehen, die sich in Schichten ansammeln, daß diese gereinigten Gase (p) z. B. an die Umgebung abgegeben werden, und daß die Flüssigkeiten (w, u, o) verschiedener Dichte nach Schichten voneinander getrennt abgelassen werden.
22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Gas-Dampf-Gemisch (m) vor der Kondensation Feinstaub (s) entfernt wird.
23. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht kondensierten Gase (p) gereinigt werden durch Einsprühen von Wasser (a).
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