NL8202692A

NL8202692A - Werkwijze en inrichting voor de omzetting van afvalmaterialen in stabiele eindprodukten

Info

Publication number: NL8202692A
Application number: NL8202692A
Authority: NL
Original assignee: Skf Steel Eng Ab
Priority date: 1982-01-18
Filing date: 1982-07-05
Publication date: 1983-08-16
Also published as: SE451033B; FR2520091B1; NO155022C; GB2113815B; NO822137L; US4508040A; JPS58125785A; DK156502C; FR2520091A1; DK156502B; DE3224328C2; DK279582A; NO155022B; SE8200228L; GB2113815A; DE3224328A1; BE900923Q; IN160412B

Description

Λ ftj* * -1- /

Werkwijze en inrichting voor de omzetting van afvalmaterialen in stabiele eindprodukten.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het omzetten van afvalmaterialen die thermisch desintegreerbare chemische stoffen omvatten, in stabiele eindprodukten zoals 0(½ ’ H2O en HG1, waarbij het afvalmateriaal, ten einde des-5 integratie te bereiken, onderworpen aan de inwerking van een plasmagas van hoge temperatuur dat in een piasmagenerator wordt ontwikkeld en heeft betrekking op een inrichting voor het uitvoeren van een dergelijke werkwijze.

Er is reeds voorgesteld om afvalmateriaal te verbranden 10 in een reaktieoven die is voorzien van een reaktiehaard en een aantal plasmabranders die boven de haard zijn geplaatst, waarbij het plasmagas dat door de plasmabrander(s) wordt gevormd, wordt verzameld en in de vorm van een straal naar het afvalmateriaal in de haard wordt gericht. Het afvalmateriaal wordt zo me-15 chanisch gedesintegreerd, hoewel niet tot fijne deeltjes en het blijft in de haard blootgesteld aan de invloed van het plasmagas. Stabiele eindprodukten die zo worden verkregen kunnen in gesmolten vorm of in gasvorm worden afgevoerd. De taak van de plasmabranders is om de vereiste hoge temperaturen 20 te leveren. Als geheel beschouwd kunnen de reakties hierbij slechts in extreem beperkte mate worden geregeld en beheerst.

Voorts bevinden de afzonderlijke volumeelementen van het afvalmateriaal zich niet in een gelijkmatig thermodynamische omgeving. Dit alles betekent dat een duidelijk omschreven 25 vorming van stabiele eindprodukten bij deze bekende werkwijze niet kan worden gegarandeerd.

Het doel van de onderhavige uitvinding is om de hiervoor 8202692 r 'tf -2- beschreven werkwijze op een zodanige wijze te regelen en te beheersen dat de reakties in totaal kunnen worden geregeld en beheerst en de gewenste vorming van stabiele eindprodukten wordt gegarandeerd. Een ander doel van de uitvinding is te 5 voorzien in een inrichting waarmee de werkwijze volgens de uitvinding op een eenvoudige en functionele wijze kan worden uitgevoerd.

De bovengenoemde doelstelling wordt praktisch geheel bereikt met de werkwijze volgens de uitvinding doordat het 10 afvalmateriaal in een voor toevoer aan een inrichting geschikte vorm door een reaktiezone wordt gevoerd die op tenminste 2000°C wordt verhit en die een holte heeft in een voor gas permeabele vulling in deeltjesvorm (pakking) die in een reaktiekamer is geplaatst, welke holte is gevormd door de 15 plasmastroom uit de piasmagenerator die naar de pakking -is-gericht en daar in doordringt, en doordat tenminste in de reaktiezone een zodanige zuurstofpotentiaal wordt gehandhaafd dat de desintegratie of ontledingsprodukten continu worden omgezet in stabiele eindprodukten.

20 De uitvinding vereist dat de reaktietemperatuur, de reaktieduur en de oxydatiepotentiaal zorgvuldig worden beheerst en geregeld om een duidelijk omschreven ontwikkeling van stabiele eindprodukten te bereiken. Er is een relatie tussen de reaktietemperatuur en de reaktieduur in die zin dat 25 de tijd die nodig is afneemt met toenemende reaktietemperatuur en omgekeerd. Volgens de uitvinding wordt een duidelijk omschreven desintegratie of ontleding in de eerste plaats verzekerd door de reaktietemperatuur en de tijdsduur bij lage oxydatiepotentiaal in te stellen. Instelling van de reaktie-30 temperatuur wordt bereikt door een geschikte instelling van de plasmabrander(s). De reaktieduur kan worden geregeld door te voorzien in een voor-reaktiekamer tussen de tuyère voor de toevoer van afvalmateriaal en de hoofdreaktiekamer. Pas na de beoogde (omschreven) desintegratie of ontleding wordt de 35 reaktie voortgezet, opnieuw bij een bepaalde zuurstofpotentiaal door toevoeging van zuurstof, ter verkrijging van stabiele eind- 8202692 i·' '4 -3- * produkten. De reaktieduur kan hierbij worden gevarieerd door de stromingsbaan op verschillende wijzen te beïnvloeden. Zowel tijdens de desintegratiestap als tijdens het voortzetten van de reaktie totdat stabiele eindprodukten zijn gevormd, is het 5 uitermate gunstig als het afvalmateriaal kan worden toegevoerd in een fijnverdeelde vorm. Dit geeft een groot oppervlak en een bijzonder goede neiging tot het aangaan van reakties van de afzonderlijke deeltjes van het afvalmateriaal. Daarbij komt dat, zowel tijdens desintegratie als in de daaropvolgende reaktie 10 praktisch al deze afzonderlijke deeltjes zich in dezelfde thermodynamische omgeving bevinden wat betreft druk, temperatuur en reaktiepartners. Met "fijnverdeelde vorm" wordt bedoeld dat het afvalmateriaal zich in een zodanige vorm bevindt dat het getransporteerd kan worden, dat wil zeggen dat het in 15 een voor toevoer aan een inrichting geschikte vorm verkeert en kan worden toegevoerd aan de tuyere of aan de reaktiezone.

De werkwijze volgens de uitvinding kan nog in verschillende opzichten worden uitgewerkt. Bijvoorbeeld kan een deel van de zuurstof die nodig is voor het stabiliseren van de des-20 integratieprodukten worden gemengd met het dragergas en/of plasmagas. In het bijzonder kan de zuurstof in hete toestand worden gemengd met het drager- of plasmagas dat de gedesintegreerde produkten bevat. Als extreem hoge temperaturen nodig zijn, kan de zuurstof worden bijgemengd in de vorm van 25 een plasmagasstroom met een temperatuur tussen 2000 en 4000°C..

De zuurstof kan worden gebruikt in de vorm van lucht en/of in de vorm van met zuurstof verrijkte lucht of in de vorm van technisch zuivere zuurstof. Water kan echter ook als zuurstof drager worden gebruikt, omdat water in het plasmagas van-30 wege de hoge temperatuur dissocieert tot zuurstof en waterstof.

Binnen het kader van de uitvinding kan afvalmateriaal in een voor toevoer geschikte vorm geheel of ten dele worden toegevoerd aan het plasmagas achter de plasmabrander(s). In het geval van afvalmateriaal zoals dioxinen, PCB, met olie 35 verontreinigde grond enz., worden reproduceerbare resultaten verkregen door te werken met reaktietijden in de orde van milli- 8202692 ï -4- seconden en wordt het dragergas of het gevormde plasmagas geschikt in een turbulente toestand gebracht of via een geschikt leidingssysteem in de plasmabrander en in de reaktiekamer geleid. Het gas met de stabiele eindprodukten kan worden afgekoeld als 5 het de reaktiekamer verlaat of later worden afgekoeld.

Als het afvalmateriaal zich in vaste en/of vloeibare vorm bevindt kan het worden ingevoerd in het plasmagas, in dit geval in een tuyere die direct voor de piasmagenerator is geplaatst.

10 Gasvormig materiaal wordt echter bij voorkeur volledig of ten dele toegevoerd via de piasmagenerator.

Het afvalmateriaal kan echter ook geheel of ten dele worden toegevoegd in de reaktiezone.

De uitvinding heeft ook betrekking op een inrichting 15 voor het omzetten van afvalmateriaal dat thermisch desinte·- greerbare chemische stoffen omvat, tot stabiele eindprodukten zoals CC^, ^0 en HC1, waarbij het wezenlijk nieuwe van de inrichting hierin is gelegen dat de inrichting een reaktiekamer omvat met een vuurvaste bekleding, tenminste één plasma-20 brander omvat en middelen omvat voor het toevoeren van het afvalmateriaal alsmede een tuyère omvat die direct voor de piasmagenerator is geplaatst, waarbij de reaktiekamer een voor gas permeabele vulling in de vorm van deeltjes (pakking) omvat en de piasmagenerator op een zodanige wijze ten opzichte 25 van de reaktiekamer is geplaatst dat in de vulling of de pakking een holte wordt uitgebrand door de plasmastraal die uit de piasmagenerator komt onder vorming van een holte.

De straal plasmagas uit de brander(s) loopt door in de reaktiekamer en de gasvormige reaktieprodukten kunnen uit de 30 reaktiekamer worden verwijderd. De toevoerorganen voor het afvalmateriaal kunnen uitmonden in de genoemde tuyère, evenals een toevoer voor zuurstof.

Verdere kenmerken van de uitvinding worden hierna beschreven en toegelicht en zijn weergegeven in de volgconclusies. 35 Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding bestaat de vulling of pakking in de vorm van deeltjes uit 8202692 r < -5- koolstofhoudend materiaal, bijvoorbeeld grove stukken cokes.

Het verdient dan aanbeveling om de reaktiekamer onder te brengen in een schachtoven met de kop van een hoogoven voor de toevoer van het koolstofhoudende materiaal en met een uitlaat 5 voor slak aan het ondereinde. Dit maakt het mogelijk om de verbruikte pakking continu via de hoogovenkop te vervangen zoals in schachtovens normaal is. Uiteraard worden de afgevoerde gasvormige reaktieprodukten in het algemeen aan een volgende behandeling onderworpen bijvoorbeeld koelen en/of 10 stoffiltratie.

De uitvinding vereist dat de reakties die nodig zijn voor het omzetten van het afvalmateriaal in stabiele eindprodukten moeten plaatsvinden onder nauwkeurig gedefinieerde thermodynamische omstandigheden, dat wil zeggen bij een 15 specifieke temperatuur, een specifieke druk en specifieke - reaktiepotentialen, in het bijzonder wat betreft de zuurstof-potentiaal. Er moet bijvoorbeeld een zekere overmaat zuurstof zijn, tot de reakties zijn voortgeschreden tot de stabiele eindprodukten, maar tegelijkertijd moet de vorming van ver-20 stoorde chemische verbindingen worden voorkomen. Er werd nu verrassenderwijze gevonden dat dit probleem kan worden opgelost met behulp van de uitvinding, omdat de vulling of pakking van cokes in de verbrandingskamer snel de overmaat zuurstof opvangt en verwerkt. De vulling van pakking van cokes kan ook 25 worden gebruikt om een reducerende atmosfeer voor de reakties te vormen.

De vulling van pakking van cokes stabiliseert de omzet-tingsreakties. De plasmagasstroom wordt ingesteld wat betreft de temperatuur en de samenstelling volgens de geldende werk-30 omstandigheden en dus rekening houdend met het betreffende afvalmateriaal. Het afvalmateriaal kan bijvoorbeeld worden gemengd, in fijnverdeelde vorm, in een dragergasstroom die in de brander(s) wordt omgezet in de plasmagasstroom, als de zuurstofpotentiaal onvoldoende is voor verbranding van het 35 afvalmateriaal of de desintegratieprodukten van het afvalmateriaal, zodat het afvalmateriaal eerst in het plasmagas 8202692 ♦ -6- wordt gedesintegreerd en daarna verder wordt behandeld door toevoeging van zuurstof. Zuurstof kan echter zelfs met het dragergas worden gemengd. De desintegratie kan plaats vinden bij een temperatuur tussen 2000°C en 4000°C en zelfs daarna 5 zijn die hoge temperaturen nog beschikbaar. Door bepaalde omstandigheden kan het volgens de uitvinding aanbeveling verdienen om te voorzien in een vóór-reaktiekamer, bijvoorbeeld in de vorm van een kamer waarin een turbulente stroming in stand wordt gehouden, in welke kamer de zuurstof wordt toegevoerd.

10 De uitvinding wordt hierna nader beschreven aan de hand van een uitvoeringsvorm die in de tekening is weergegeven.

De in de tekening weergegeven inrichting is bestemd voor de omzetting van afvalmateriaal dat thermisch desintegreerbare chemische stoffen omvat of daaruit bestaat. Met name kan de 15 inrichting worden toegepast voor de verbranding van kunststof-materialen. De gewenste stabiele eindprodukten bestaan bijvoorbeeld uit (X^, H2O en HC1. De inrichting omvat een ver-brandings- of reaktiekamer 1, met een vuurvaste bekleding 2, tenminste enigste of plasmabrander 3 en middelen voor het 20 toevoeren van afvalmateriaal 4. De plasmabrander 3 is bij voorkeur van het type waarin twee cilindrische elektroden worden gebruikt met een tussengelegen ringvormige spleet waardoor het plasmagas binnenkomt. Het plasmagas wordt in de elektrische boog die over de ringvormige spleet wordt opgewekt 25 tussen de elektroden, verhit.

Plasmagas wordt aan de inlaatleiding 12 toegevoerd en de plasmagasstroom 5 die de brander 3 verlaat komt de reaktiekamer 1 binnen. De gevormde gasvormige reaktieprodukten stromen omhoog in de reaktiekamer en stroomt weg via een gasafvoer 11.

30 De reaktiekamer 1 bvat een vulling of pakking van cokes: 6 van een type dat het doorstromen van gas mogelijk maakt.De straal van plasmagas 5 voert het afvalmateriaal en/of reaktieprodukten uit het afvalmateriaal naar de reaktiekamer 1. In het weergegeven voorbeeld bestaat de vulling van cokes 6 uit een kolom 35 van grove stukken cokes. In het gebied waar de plasmagasstraal 5 binnenkant, wordt tijdens het proces een weggebrande holte 7 8202692 -7- * gevormd die de.reaktiezone vormt waarin de omzetting in stabiele eindprodukten plaats vindt. Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding is de reaktiekamer 1 in dit voorbeeld een sehachtoven met een kop 8 van een hoogoven voor de toevoer 5 van cokes en met een afvoer voor slakken 9 aan het ondereinde. Vóór de reaktiekamer is een voor-reaktiekamer 10 in de vorm van een kamer waarin een turbulente stroming optreedt, geplaatst.

Door het koolstofhoudende materiaal in de vorm van 10 stukjes via een kop van een hoogoven toe te voeren aan de reaktiekamer, zoals is weergegeven in de figuur, op een zodanige wijze dat het materiaal bij de randen van de kamer komt, zal het grensvlak van het materiaal in het bovenste gedeelte van de kamer een conische krater vormen die in overeenstemming is met 15 de natuurlijke valhoek van het materiaal, dat wil zeggen met een naar boven toe afnemende dikte en zal de laag materiaal het inwendige grensoppervlak van de kamer bedekken. De verdeling van de brokken materiaal die zo in het bovenste gedeelte van de kamer wordt verkregen bevordert een centrale 20 gasstroom door de vulling of pakking en vandaar door de gas- uitlaat naar buiten, terwijl ze tegelijkertijd een aanzienlijke vermindering mogelijk maakt in thermische spanningen bij de hoogovenkop en in de bekleding of voering van de kamer. Voorts wordt een praktisch constante stroom gas bereikt binnen in de 25 gehele reaktiekamer, wat van groot belang is voor het bereiken van gelijkmatige thermodynamische condities voor al het materiaal dat aan de reaktieprocessen deelneemt.

Het afvalmateriaal wordt bijvoorbeeld toegevoerd aan de tuyere die direct voor de piasmagenerator is opgesteld, via 30 toevoerorganen 4. Bij de weergegeven uitvoeringsvorm vormt de tuyère één geheel met de voor-reaktiekamer 10. Zuurstof kan worden toegevoerd zowel vóór als na de voor-reaktiekamer, zoals bijvoorbeeld is weergegeven bij 13 in de tekening.

De voordelen die volgens de uitvinding worden verkregen 35 zijn dat de reaktie kan worden uitgevoerd met een zeer goede regeling en dat er op die wijze het vormen van stabiele eind- 8202692 -8- produkten kan worden gegarandeerd. De werkwijze volgens de uitvinding is geschikt voor de meest verschillende typen afvalmateriaal dat thermisch desintegreerbare of afbreekbare chemische stoffen omvat of er uit bestaat en ook voor afval-5 materiaal dat onbrandbaar of moeilijk brandbaar is. Het feit dat de werkwijze kan worden uitgevoerd in een eenvoudige inrichting waardoor wordt bereikt dat ze betrouwbaar functioneert, vormt een bijzonder voordeel.

Voorbeeld 1 10 Bij een proef volgens de uitvinding in een inrichting volgens de figuur werden 37 kg van een 10%'s oplossing van pentachloorfenol in een organisch oplosmiddel afgebroken. Bij de proef werd lucht gebruikt als plasmagas en de temperatuur van het gas dat de plasmabrander verliet werd geregeld op 15 circa 2500°C. Daar verhitten van het proefapparaat tot de . .

werktemperatuur, dat wil zeggen circa 2000°C, werd de pentachloorfenoloplossing toegevoerd aan de truyère met een snelheid van 1,3 kg/min. . Het energieverbruik van de piasmagenerator werd geregeld op 460 kW. Als plasmagas werd samen- 3 20 geperste lucht gebruikt en de plasmagasstroom bedroeg 1,8 m 3 (n)min.. Er werd 1,2 m (n) zuurstofgas per minuut aan de truyère toegevoerd voorafgaande aan de plasmabrander(s). De desintegratie van het pentachloorfenol treedt op als dit wordt blootgesteld aan de hoge temperatuur van het plasmagas en er 25 wordt een volledige desintegratie of ontleding bereikt in het hete cokesrooster in de holte 7 vóór op de truyère. Direct na de desintegratie of ontleding en in het bijzonder in de holte 7 die is gevormd in de cokespakking gelegen voor de truyère, wordt de gehele hoeveelheid vrijgekomen koolstof en ook een 30 kleine hoeveelheid van de waterstof gebonden door de zuurstof in het plasmagas en het toegevoerde zuurstofgas. Het gas dat de cokesschachtoven verlaat via de uitlaat 11 en dat nog een temperatuur heeft van circa 1900°C wordt afgeschrikt en gewassen met een natriumhydroxydeoplossing om het chloor en even-35 tuele koolwaterstoffen te binden. Het gas dat de wastrap verlaat bestaat uit een mengsel van koolmonoxyde, waterstof en 8202692 -9- stikstof met circa 4% kooldioxyde. Door middel van analyse was het niet mogelijk om pentachloorfenol vast te stellen hetzij in de wasoplossing of in het uitgaande gas. De totale hoeveelheid gas die de schachtoven verliet werd gemeten en was 2 5 8 m (n)/min.. Analyse van het gewassen gas leverde als samen stelling op 36% CO, 4% CO2, 42% waterstofgas rest in hoofdzaak stikstof. Het totale cokesverbruik tijdens de proef was circa 2,5 kg en er kon een zekere hoeveelheid slak worden gevormd onderin de oven. De hoeveelheid in de wasvloeistof gebonden 10 chloor bedroeg 2,45 kg.

Voorbeeld 2

Bij een proef volgens de uitvinding werd zand dat was geïmpregneerd met transformatorolie die gechloreerde koolwaterstoffen bevatte afgebroken. Het monster woog in totaal 60 kg 15 en bevatte 6,2 kg olie met 2% (circa 125g) gechloreerde· koolwaterstoffen. Tijdens de proef werd lucht gebruikt als plasma-gas en de temperatuur van het gas dat de plasmabrander verliet werd zo geregeld dat deze circa 2500°C bedroeg. Het verontreinigde zand werd gemengd met 55 kg ongebluste kalk (om het 20 smeltpunt en het drijfvermogen van de gevormde slak in te stellen) en werd met behulp van lucht als dragergas ingevoerd in het plasmagas op het moment dat dit van de brander komt. De reagentia werden door het plasmagas in de schachtoven (de -j reakt ie schachtoven) geleid die een vulling of pakking van cokes 25 in de vorm van stukcokes (40 - 60 mm) bevatte. Voortbrengselen * op de proef werd de reaktiekamer verhit op de werktemperatuur (circa 2000°C). De voedingssnelheid bedroeg 2 kg/min. en de hoeveelheid draaggas 0,6 m (n)/min.. Het energieverbruik van de plasmabrander werd geregeld op 540 kW en de hoeveelheid plasma 30 bedroeg 1,8 m (n)/min.. De transformatorolie en gechloreerde koolwaterstoffen werden afgebroken tot koolstof (roet), waterstof en chloor die onmiddellijk reageerden met de zuurstof in de lucht onder vorming van koolmonoxyde en een kleine hoeveelheid waterdamp. Tegelijkertijd werd het zand omgezet in slak als 35 gevolg van de invloed van de ongebluste kalk, die CaO. SiC^-slak gaf, welke bij 9 uit het onderste gedeelte van de schachtoven 8202692 -10- werd af gevoerd. Het gas dat (^, H2, H2O en Cl^/HCl omvatte en dat de schachtoven verliet werd afgeschrikt en uitgewassen met een natriumhydroxydeoplossing. Met analyse was het niet mogelijk om gechloreerde waterstof (koolwaterstof ?) aan te 5 tonen hetzij in de wasoplossing, het ontwijkende gas of de gevormde slak. De hoeveelheid chloor die werd geabsorbeerd door de wasoplossing bedroeg 77g en analyse van het gewassen gas leverde op 28% CO, 4% CO2, 7% YL^ en voor de rest in hoofdzaak Nj. De hoeveelheid cokes die werd gebruikt tijdens de 10 proef bedroeg 4,1 kg en de hoeveelheid slak 117 kg.

De bovengenoemde voorbeelden vormt slechts voorkeursuitvoeringsvormen. De werkwijze volgens de uitvinding kan ook worden gebruikt voor de destructie van vele andere materialen. Het te destruëren materiaal kan vloeibaar of gasvormig zijn 15 of bestaan uit vast materiaal. - -

Voorbeelden van vloeibare materialen zijn organische oplosmiddelen, dioxinen, biociden enz., alsmede overmaat oplosmiddel uit industriële werkwijzen voor de vervaardiging van produkten.

20 Vaste materialen kunnen bestaan uit pentachloorfenol, verontreinigd zand en grond, enz..

Gasvormige materialen kunnen bestaan uit freons, chemische en biologische oorlogsgassen, enz..

Volgens de uitvinding moet het uitgangsmateriaal in een 25 voor voeding van de inrichting geschikte vorm worden gebracht.

Vaste materialen kunnen bijvoorbeeld worden opgelost, gesuspendeerd of gebroken en gemalen.

Vast materiaal dat moet worden toegevoerd met behulp van een dragergas moet worden gedesintreerd tot een deeltjes-30 grootte van minder dan 2 mm. De druk voor het inblazen dient groter te zijn dan 2 bar.

Indien gesuspendeerd in een vloeistof dient de deeltjesgrootte kleiner te zijn dan 0,25 mn. Vanwege het gevaar van vergiftiging wordt aan sispensies of oplossingen de voorkeur 35 gegeven, omdat deze in een gesLoten systeem kunnen worden bereid. Het is moeilijker om verspreiding te voorkomen bij 8202692

V

-11- mechanische desintegratie.

Ongeacht of de voeding zich in gasvorm of vloeibare vorm bevindt, dient de snelheid voor het inblazen bij voorkeur groter te zijn dan 5 m/s en bij voorkeur te liggen tussen 5 40 en 100 m/s. Dit geldt ook voor vloeistoffen. Het inblazen wordt bij voorkeur uitgevoerd in de truyère gelegen voor de plasmabrander(s).

Als het afvalmateriaal zich in gasvorm bevindt wordt het bij voorkeur ingevoerd via de plasmabrander. Uiteraard kan het 10 ook worden verdeeld zodat slechts een deel via de piasmagenerator wordt ingevoerd met het plasmagas terwijl de rest in het plasmagas wordt geleid achter de generator of direct in de reaktiezone wordt geleid. Het plasmagas:dat wordt gebruikt volgens de uitvinding dient bij voorkeur te bestaan uit 15 gas met een geschikt zuurstofgehalte voor de werkwijze - anders kan een extra "zuurstof additief" worden geregeld en beheerst door toevoeging van zuurstof in de truyère of in de reactie-zone.

De begintemperatuur van het plasmagas uit de brander(s) 20 dient tenminste 2000°C te zijn en dit gas heeft bij voorkeur een zodanige energieinhoud dat de temperatuur in de reaktie-kamer groter wordt dan 2000°C.

Het plasmagas kan bijvoorbeeld bestaan uit lucht of uit circulatiegas, enz. van de werkwijze.

257 Wat de ligging van de holte betreft, dat wil zeggen van de reaktiezone in de schachtoven, geldt dat deze tijdens de reaktie vóór de piasmagenerator is gelegen. De holte blijft echter niet intact maar wordt slechts gevormd om betrekkelijk snel weer in te klappen en dan weer opnieuw te worden opge-30 bouwd enz.. In principe bestaat de holte uit de ruimten tussen de stukken van de vulling of pakking die groter worden als de reactie voortschrijdt.

Zuurstof kan in elke vorm worden toegevoerd, bijvoorbeeld in de vorm van water, waterdamp enz..

35 De vulling of pakking kan echter zelfs dolomiet of soort gelijke stoffen bevatten zoals kalk, om zwavel te binden.

®202 6 92 w y -12-

Het koolstofhoudende materiaal is bij voorkeur cokes in stukvorm, dat wil zeggen geschikt stukken groter dan 20 mm en bij voorkeur stukken tussen 40 en 60 mm.

Het materiaal moet bij voorkeur gedurende enkele milli-5 seconden in de eigenlijke holte blijven en in de rest van de kolom van cokes gedurende een tijdsduur tussen circa 1 en 5 s.

Deze tijdsduren van het verblijf die in bepaalde gevallen geschikt zijn kunnen echter op velerlei wijzen worden geregeld bijvoorbeeld door een geschikte instelling van de snelheid 10 van de voeding.

Als dit om technische redenen gewenst is, kan de ga.s-temperatuur in het bovenste gedeelte van de schachtoven worden verlaagd tot circa 1000°C door toevoer van water.

Het gas dat uit de schachtoven stroomt wordt geschikt 15 afgeschrikt tot de omgevingstemperatuur.

Indien nodig kan een geschikt slakvormend middel worden toegevoegd.

De uitvinding is uiteraard niet beperkt tot de hiervoor beschreven uitvoeringsvormen maar kan op velerlei wijzen worden 20 gevarieerd binnen het kader van de uitvinding zoals omschreven in de volgende conclusies.

8202692

Claims

1. Werkwijze voor het omzetten van afvalmateriaal dat thermisch desintegreerbare chemische stoffen bevat en/of daaruit bestaat, tot stabiele eindprodukten zoals CO^, 1^0 en 5 HCl, waarbij het afvalmateriaal om desintegratie te bereiken wordt onderworpen aan de inwerking van een plasmagas van hoge temperatuur dat in een piasmagenerator wordt ontwikkeld, met het kenmerk, dat het afvalmateriaal in een voor voeding geschikte vorm door een reaktiezone wordt geleid die wordt verhit 10 op tenminste 2000°C, welke reaktiezone bestaat uit een holte in een voor gas permeabele vulling of pakking in de vorm van vormstukjes die zich in een reaktiekamer bevindt, welke holte wordt gevormd door de plasmastraal uit de piasmagenerator op de vulling te richten en in de vulling te laten dringen en dat 15 in tenminste de reaktiezone een zodanige zuurstofpotent faal wordt gehandhaafd dat de desintegratieprodukten continu wordt omgezet in stabiele eindprodukten.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het afvalmateriaal wordt ingevoerd in het plasmagas na de 20 piasmagenerator.

3. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het afvalmateriaal in het plasmagas wordt ingevoerd voor de piasmagenerator.

4. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat 25 het afvalmateriaal rechtstreeks in de reaktiezone wordt inge voerd .

5. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het afvalmateriaal, voor zover het in gasvorm verkeert, geheel of ten dele wordt gemengd met het plasmagas vóór de plasma- 30 generator.

6. Werkwijze volgens conclts ie 1, met het kenmerk, dat de zuurstof aan het plasmagas wordt toegevoegd voor en/of achter de piasmagenerator en/of in de reaktiezone.

7. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, 35 met het kenmerk, dat het afvalmateriaal dat zich in vaste 8202692 •V -14- vorm bevindt in een voor voeding geschikte vorm wordt gebracht door het om te zetten in een oplossing of suspensie en/of door het mechanisch te breken of te malen.

8. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, 5 met het kenmerk, dat het afvalmateriaal wordt ingevoerd door middel van èen dragergas waarbij de maximum deeltjesgrootte van het afvalmateriaal 2 mm bedraagt.

9. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het afvalmateriaal wordt toegevoerd in 10 de vorm van een vloeistof, welke vloeistof gesuspendeerde deeltjes bevat met een maximum deeltjesgrootte van circa 0,25 mm.

10. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de druk voor het inblazen van het afval- 15 materiaal bij het invoeren in de inrichting groter is dan 2 bar.

11. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de inblaassnelheid van het afvalmateriaal groter is dan 5 m/s en bij voorkeur ligt tussen 40 en 100 m/s.

12. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het plasmagas met het afvalmateriaal en/of de desintegratie-produkten daarvan wordt ingevoerd in een voor-reaktiekamer die is gelegen tussen de piasmagenerator en de reaktiekamer en daarin in sterk turbulente beweging wordt gebracht.

13. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het plasmagas bestaat uit lucht of een ander gas met een zuurstofgehalte dat geschikt is voor de werkwijze gegeven de hoeveelheid afvalmateriaal.

14. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, 30 met het kenmerk, dat de vulling of pakking van de reaktiekamer geheel of ten dele bestaat uit koolstofhoudend materiaal zoals cokes.

15. Werkwijze volgens een der conclusies 1-13, met het kenmerk, dat de vulling of pakking geheel of ten dele bestaat 35 uit dolomiet of een ander zwavelbindend materiaal. 8202692 -15-

16. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de tijdsduur gedurende welke de reagentia in de holte blijven enkele milliseconden bedraagt en dat de tijdsduur van verblijf in de rest van de vulling of pakking 5 circa 1 - 5 s bedraagt.

17. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het gas dat de reaktiekamer verlaat snel wordt afgekoeld en wordt gewassen met een alkalihydroxyde-oplossing om chloor en eventueel waterstofchloride te binden.

18. Inrichting voor het omzetten van afvalmateriaal dat thermisch afbreekbare chemische stoffen omvat of er uit bestaat, voor uitvoering van de werkwijze volgens conclusie 1, gekenmerkt door een reaktiekamer (1) met een vuurvaste bekleding (2), tenminste één piasmagenerator (3), middelen (4) voor het 15 toevoeren van afvalmateriaal en een truyère die direct voor de piasmagenerator is geplaatst, waarbij de reaktiekamer (1) een voor gasjpermeabele vulling of pakking (6) bevat in de vorm van brokstukken en dat de piasmagenerator (3) zo is opgesteld ten opzichte van de reaktiekamer dat door de plasmastraal die uit 20 de piasmagenerator komt in de vulling of pakking (6) een holte (7) wordt uitgebrand die de reaktiezone vormt.

19. Inrichting volgens conclusie 18, met het kenmerk, dat de vulling of pakking (6) bestaat uit koolstofhoudend materiaal, bij voorkeur uit grove stukken cokes.

20. Inrichting volgens conclusie 19, met het kenmerk, dat de reaktiekamer (1) zich bevindt in een schachtoven die is voorzien van een hoogovebkop (8) voor het toevoeren van koolstofhoudend materiaal in stukvorm en ook is voorzien van een afvoer voor slakken (9) aan het ondereinde.

21. Inrichting volgens een der conclusies 18 - 19, met het kenmerk, dat tussen de truyère en de reaktiekamer (1) een voor-reaktiekamer (10) aanwezig is, bij voorkeur in de vorm van een turbulente stroming teweegbrengende kamer, ten einde een langere verblijfstijd mogelijk te maken voor de 35 desintegratie van het afvalmateriaal en dat een tweede truyère aanwezig is na die voor-reaktiekamer. 8202692 -16-

22. Inrichting volgens een der conclusies 18-21, met het kenmerk, dat de piasmagenerator (3) twee cilindrische elektroden omvat met een ringvormige spleet tussen die elektroden en middelen omvat voor het toevoeren van plasmagas 5 door die ringvormige spleet.

23. Werkwijzen en inrichtingen, in hoofdzaak als beschreven in de beschrijving en/of de voorbeelden. 8202692