NL8400652A - Werkwijze en inrichting voor het reinigen van met giftige stoffen verontreinigde grond. - Google Patents

Description

N.0. 32.075 .1

Werkwijze en inrichting voor het reinigen van met giftige stoffen verontreinigde grond.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het reinigen 5 van met giftige stoffen verontreinigde grond door verhitting van deze grond in een eerste béhandelingsoven tot een temperatuur die voldoende hoog is cm althans een deel van de giftige stoffen te verdampen, welke dampen vervolgens in een tweede oven worden verbrand en de daarbij toegevoerde en vrijkomende warmte door warmte-uitvdsseling wordt gébruikt 10 voor het voorverwarmen van de aan de eerste oven toegevoerde koude grond en voor het voorverwarmen van de aan de ovens toegevoerde verbrandingslucht en waarbij de uit de eerste oven kanende grond kan worden gekoeld en gékonditioneerd, in het bijzonder bevochtigd.

Een dergelijke werkwijze en inrichting zijn békend uit de ter in-15 zage gelegde Nederlandse octrooiaanvrage 8105677. Bij deze békende werkwijze en inrichting wordt verontreinigde en bij voorkeur zonodig door drainage ontwaterde grond toegevoerd aan een roterende trotmeloven waardoorheen in tegenstroon met de bewegingsrichting van de grond hete gassen van een brander worden geleid waarbij de grond tot ongeveer 250° C 20 wordt verhit waardoor de daarin aanwezige verontreinigingen verdampen. De uit de tronneloven kanende grond wordt gekoeld en opnieuw bruikbaar genaakt door bevochtiging en zonodig door het toevoegen van meststoffen.

De uit de trotmeloven kanende dantpen of gassen gaan naar een tweede 25 oven waarin deze worden verbrand waarna de daarbij vrijkomende verbrandingsgassen ander warmte-uitwisseling worden gébruikt voor het voorverwarmen van de nog koude grond en vervolgens voor het voorverwarmen van de verbrandingslucht van de ovens. De warmtewisseling vindt daarbij plaats op indirekte wijze doordat de uit de tweede oven kanende gasstro-30 men door een mantel en pijpensysteem van de trotmeloven stranen.

Door het terugwinnen van energie via het verbranden van de dampen en gassen die bij het verhitten van de grond vrijkanen is deze békende werkwijze technisch en economisch haalbaar en voldoet derhalve in zeer veel gevallen.

35 Er dooi zich echter steeds meer verontreinigingen voor die bij 250°C niet of onvoldoende verdampen en die dus bij toepassing van de bekende werkwijze en inrichting in de grond achterblijven zodat deze nog steeds als verontreinigd moet worden beschouwd.

Zou de verontreinigde grond in dezelfde trotmeloven op een hogere 40 temperatuur worden verhit dan zou dit veel energie kosten die niet wordt 8400652

V ί I

2 teruggewonnen terwijl het rendanent op de terugwinning van energie uit de rookgassen van de tweede oven- sterk zou teruglopen. De bekende werkwijze en inrichting zijn dan ook niet geschikt voor het reinigen van grond die giftige stoffen bevat, voor de verwijdering waarvan een veel 5 hogere temperatuur nodig is.

Doel van de uitvinding is nu een werkwijze te verschaffen waarmee dat wel op rendabele wijze mogelijk is.

Dit doel wordt overeenkomstig de uitvinding bereikt doordat grond, kanende uit de eerste oven wordt toegevoerd aan een tweede oven en daar-10 in wordt verhit op een aanmerkelijk hogere temperatuur, mede onder gebruikmaking van de verbrandingswarmte van de dampen uit de eerste oven en de uit deze tweede oven kanende grond wordt toegevoerd aan de eerste oven op een zodanige plaats, dat de daarin aanwezige grand mede door de warmte van de uit de tweede oven komende grond wordt gebracht op de in 15 deze eerste oven vereiste temperatuur voor het verdampen van giftige stoffen. Men bereikt hiermede dat de uit de trarmeloven kanende voorver-varmde grond, onder gebruikmaking van de verbrandingswarmte van de aan de tweede oven toegevoerde dampen en gassen, in deze tweede oven wordt verhit tot de veel hogere temperatuur van bijvoorbeeld 800 tot 1000° C 20 en de tot een acceptabel rendement leidende terugwinning van energie wordt dan verkregen doordat de hoogverhitte grond uit de tweede oven aan de eerste oven wordt toegevoerd op een geschikte plaats, die zich ergens tussen begin en einde van de trarmeloven zal bevinden, afhankelijk van de mate waarin de koude grond reeds is voorverwarmd door de uit de 25 tweede oven kanende gassen. Grond van hoge temperatuur maar wel volledig gereinigd wordt dus ganengd met nog verontreinigde grond waardoor deze zeer snel op de gewenste temperatuur wordt gébracht.

Volgens de uitvinding is het ook mogelijk dat grond kanende uit de eerste oven wordt toegevoerd aan een derde oven en daarin wordt verhit 30 cp een aanmerkelijk hogere temperatuur en de grond uit deze oven aan de eerste oven wordt toegevoerd op een zodanige plaats, dat de daarin aanwezige grond mede door de warmte van de uit de derde oven kanende grond wordt gébracht op de in deze eerste oven vereiste temperatuur voor het verdampen van giftige stoffen. Hierbij worden dus drie ovens toegepast, 35 een voor het verwarmen van de grond tot een temperatuur van bijvoorbeeld 250° C (de eerste oven), een voor het verbranden van de daarbij vrijkomende gassen en danpen (de tweede oven) en een voor het hoog verhitten van de grond (de derde oven).

Heeft men te maken met grond die alleen verontreinigingen bevat die * 40 bij de relatief lage temperatuur (250° C) verdampen dan kan men volstaan 8400652 ? " 3 met de bekende werkwijze. Bevat de grond echter zwaardere verontreinigingen dan wordt de werkwijze volgens de uitvinding toegepast.

Bi de praktijk zal men te maken krijgen met wisselende grondsamen-stellingen wat betreft de vervuiling. Men kan dan beurtelings beide 5 werkwijzen toepassen en het is dan van belang dat volgens de uitvinding de uit de eerste oven kanende en voor de tweede of derde oven bestemde grond tussentijds kan worden opgeslagen, teneinde de licht verontreinigde maar bijvoorbeeld wel met behulp van de warmte van de uit de tweede oven temende grond cp temperatuur gébrachte grond, in gereinigde vorm te 10 kunnen afvoeren, waarbij dan de irihoud van de tijdelijke opslag, bijvoorbeeld een silo die bij voorkeur is geïsoleerd, afneemt.

Heeft men dan weer opnieuw te maken met zwaar verontreinigde grond, dan wordt de werkwijze volgens de uitvinding toegepast met tussentijdse opslag, dat wil zeggen de silo wordt gevuld met de uit de eerste trcm-15 meloven komende grond van waaruit naar behoefte grond aan de tweede of derde oven wordt toegevoerd.

Het is mogelijk dat bij het hoog verhitten van de grond in de tweede of derde oven dampen vrijkomen die ondanks de daarin heersende hoge temperatuur onvoldoende worden afgebroken.

20 Volgens de uitvinding is het mogelijk deze danpen of gassen te onderwerpen aan een naverbranding, waarbij de temperatuur nog hoger is. Deze naverbranding kan plaats vinden in een aparte of vierde oven, vindt echter bij voorkeur plaats door de gassen die bij het hoog verhitten van de grond in de derde oven vrijkomen toe te voeren aan de tweede oven.

25 Bij de inrichting voor het toepassen van de werkwijze volgens de uitvinding bestaat de tweede of derde oven bij voorkeur uit een wervel-bedoven, waardoor een intensieve verhitting van alle gronddeeltjes mogelijk is.

Volgens de uitvinding kan het rendement nog verder worden verbeterd 30 wanneer zich tussen de afvoerleiding van de tweede en/of derde oven en de uit de eerste kanende dampleiding naar de tweede oven een warmtewisselaar bevindt.

De uitvinding zal thans nader worden toegelicht aan de hand van de tekeningen.

35 Fig. 1 is een principeschets van een inrichting volgens de uitvin ding voor het toepassen van de werkwijze volgens de uitvinding.

Fig. 2 is een variant van fig. 1.

Fig. 3 is een variant van fig. 2.

De.tekening toont in fig. 1 een trarmeloven met een voorgedeelte 2 40 en een achtergedeelte 3, welke trarmeloven cp békende wijze door niet 8400652 ? c 4 ' , getoonde middelen cm zijn langsas kan roteren en zodanig is uitgevoerd, dat de daaraan toegevoerde grond in langsrichting door de trarmel beweegt, bijvoorbeeld door een hellende opstelling en/of schroeflijnvormig verlopende schoepen op de binnenwand van de trarmel.

5 De toevoer vindt plaats via een schematisch bij 1 aangeduid trans portmiddel.

Bij 4 bevindt zich een brander, bijvoorbeeld een oliebrander, waarmee de oven wordt verhit.

De uit het achtergedeelte 3 van de tronmeloven kanende grond gaat 10 via een transportgoot 5 naar een verdeelinrichting 6, die afhankelijk van de stand van de klep 7 de uit de trcmmeloven kanende grond hetzij toevoert naar een konditioneringsinrichting 8 danwel naar een opslagsilo 9.

Bij 10 bevindt zich een wervelbedoven waaraan grond met behulp van 15 een niet nader getoond transportmiddel 11 kan worden toegevoerd uit de silo 9.

De hete gassen en danpen die vrijkomen uit de grond in de trcmmeloven 2, 3 gaan via de leiding 12 en een stofafscheidingscycloon 13 via de leiding 14 naar de oven 10 en worden daar verbrand. De gassen en dam-20 pen uit de trcmmeloven leveren daarbij een deel van de energie nodig voor het op 800 a 1000° verhitten van de grond die uit de silo 9 aan de oven 10 is toegevoerd.

De uit de oven 10 komende gassen gaan via de leiding 15 en een stofafscheidingscycloon 16 door de leiding 17 naar het inlaatgedeelte of 25 voorgedeelte 2 van de trarmeloven. Aldaar worden zij gevoerd via het uit een dubbele wand en pijpen bestaand, indirékt overdrachtssysteen 18 naar het verzamelkanaal 19. In het indirékte overdrachtssysteen 18 van het voorgedeelte 2 van de trcmmeloven vindt warmte-overdracht plaats van de hete gassen die uit de oven 10 kernen aan de door de transportinrichting 30 1 toegevoerde nog koude grond.

De gassen in de leiding 19 stremen daarna door een warmtewisselaar 20 en een stofvanger 21 en vervolgens via een ventilator 22 naar een schoorsteen. De warmtewisselaar 20 heeft een inlaat 23 voor lucht die via een leiding 24 stroont naar de brander 4 en eventueel naar de oven 35 10, waardoor deze voorverwarmde lucht ontvangen.

De toevoer van grond uit de oven 10 aan de trarmeloven 2, 3 is schematisch aangeduid met de lijn 25. Deze toevoer kan plaatsvinden met behulp van een tussen voorgedeelte 2 en achtergedeelte 3 gelegen afdeling, die schematisch is aangeduid bij 26 en kan bestaan uit een stil- -40 staande ring met een bovenste vulcpening, mits de trarmeloven zodanig is 8400652 5 uitgevoerd, dat het transport van de grond over de stilstaande ring is verzekerd.

De toevoer kan echter ook plaats vinden ter plaatse van de stilstaande frontplaat 27 met behulp van een in de trommel stekend trans-5 portmiddel van voldoende lengte cm de grond op de juiste plaats in de oven te deponeren.

In plaats van de wervelbedoven 10 is het ook mogelijk, zoals getoond in fig. 2, twee ovens 10a en 10b toe te passen. Voor het verhitten van de grond naar 800°-1000° C is een wervelbedoven 10a gewenst, niet 10 echter voor het vernietigen van de uit de eerste oven 2, 3 vrijkomende gassen en danpen. Dit laatste kan ook op bekende wijze plaatsvinden in een gewone kameroven 10b.

Terwijl dus volgens fig. 1 de in de eerste oven vrijkomende gassen «ï danpen worden toegevoegd aan het proces in de wervelbedoven 10, vindt 15 volgens fig. 2 een splitsing plaats doordat voor het naverbranden van de vrijkomende gassen en dampen van de eerste oven een andere oven 10b (de tweede oven) wordt toegepast dan de voor het hoog verhitten van de grond nodige werveldbedoven 10a (de derde oven). Dit kan cm economische of be-sturingstechnische redenen gewenst zijn.

20 De gassen die de beide ovens 10a ai 10b verlaten worden samenge voegd en via leiding 17 toegevoerd aan het warmte-wisselgedeelte 18 van de eerste oven 2.

Bij de variant van fig. 3 gaat het cm een oplossing voor het geval dat de uit de wervelbedoven 10a kamende dampen of gassen nog een zeker 25 gehalte aan niet vernietigde verontreinigingen bevatten. Cm ook deze verontreinigingen, zoals dioxines, te vernietigen is een nog hogere temperatuur nodig.

Volgens fig. 3 worden deze danpen of gassen nu toegevoerd aan de op zichzelf bekende tweede oven 10b en deze wordt cp een hogere temperatuur 30 gébracht. Daarna vindt weer afvoer plaats via de leiding 17.

Voorbeeld:

Grond, vervuild met bijvoorbeeld hoogmoleculaire polycyclische aromaten, wordt, nadat grondwater zoveel als mogelijk door middel van drainage is verwijderd, ontgraven. Nadat door middel van zeven grove delen 35 zoals puin zijn verwijderd, wordt de grond gelijkmatig toegevoerd aan en gevoerd door de trarmeloven 2, 3 mi verhit tot 250® C of meer, bijvoorbeeld 450° C.

Na het verlaten van de trommel 2, 3 passeert de grond een stuurklep 7 en een zeef zoals de zeef 28 voor het afscheiden van korrelig mate-40 riaal dat groter is dan 20 mm en wordt tijdelijk opgeslagen in de silo 8400652

* *- V

6 t 9.

Als de silo vol is wordt aan de invoerzijde van de trcmmel in het voorgedeelte 2 overgegaan tot het invoeren van grond die is vervuild met bijvoorbeeld laagmoleculaire polycyclische araraten.

5 Tegelijkertijd wordt begonnen met het toevoeren van grond uit de silo 9 aan de wervelbedoven 10 of 10a.

Nadat de grond daarin is verhit tot bijvoorbeeld 800° C, wordt deze hoogverhitte grond gelijkmatig afgevoerd en via een toevoerinrichting 25, 26 gevoerd naar het overgangsgebied tussen het indirékt voorverwarm-10 de gedeelte 2 van de tranneloven en het direkt verwarmde achtergedeelte 3 van de tronnel.

Daar vindt menging plaats met de reeds gedeeltelijk voorverwarmde nog vuile grond, die daar een temperatuur van bijvoorbeeld 100® C kan hebben. Door de menging met de juiste hoeveelheid hoogverhitte grond uit 15 de oven 10 kan de gewenste eindtemperatuur van ongeveer 250® C worden bereikt.

De grond die nu de tranneloven 2, 3 verlaat kan na omzetting van de klep 7 worden gevoerd naar een meng- of konditioneerinrichting 8 alwaar koeling plaatsvindt en bevochtiging door toevoer van water.

20 Zodra de silo 9 bijna leeg is wordt weer overgeschakeld op de in voer van grond verontreinigd met hoogkokende verontreinigingen, die dan weer aan de tussensilo 9 wordt toegevoerd.

Alle gassen die vrijkomen gaan door de wervelbedoven 10 of door de kameroven 10b en passeren daarna warmtewisselaars en op zichzelf bekende 25 stof cyclonen en/of filters voordat afvoer naar de schoorsteen plaatsvindt.

Bij 29 is schematisch een warmtewisselaar getoond, waarmee nog „ warmte uit de verbrandingsgassen van de oven 10 respektievelijk 10a en 10b kan worden overgedragen aan de gassen of dampen die kanende uit de 30 tranneloven 2, 3 gaan naar de oven 10 of 10b om aldaar te worden verbrand en die dus door de warmte-overdracht de oven 10 respektievelijk 10b bereiken met hogere temperatuur.

f 8400652

Claims (8)

1. Werkwijze voor het reinigen van met giftige stoffen verontreinigde grond door verhitting van deze grond in een eerste behandelings- 5 oven tot een temperatuur die voldoende hoog is cm althans een deel van de giftige stoffen te verdampen, welke dampen vervolgens in een tweede oven worden verbrand en de daarbij toegevoerde en vrijkomende warmte door warmte-uitwisseling wordt gébruikt voor het voorverwarmen van de aan de eerste oven toegevoerde koude grand en voor het voorverwarmen van 10 de aan de ovens toegevoerde verbrandingslucht en waarbij de uit de eerste oven kanende grond kan worden gekoeld en gekonditioneerd, in het bijzonder bevochtigd, met het kenmerk, dat grond kanende uit de eerste oven wordt toegevoerd aan de tweede oven en daarin wordt verhit cp een aanmerkelijk hogere temperatuur, mede onder gebruikmaking 15 van de verbrandingswarmte van de dampen uit de eerste oven en de uit deze tweede oven kanende grond wordt toegevoerd aan de eerste oven qp een zodanige plaats, dat de daarin aanwezige grond mede door de warmte van de uit de tweede oven kanende grond wordt gébracht op de in deze eerste oven vereiste temperatuur voor het verdampen van giftige stof-20 fen.

2. Werkwijze voor het reinigen van met giftige stoffen verontreinigde grond door verhitting van deze grond in een eerste béhandelings-oven tot een temperatuur die voldoende hoog is cm althans een deel van de giftige stoffen te verdampen, welke dampen vervolgens in een tweede 25 oven worden verbrand en de daarbij toegevoerde en vrijkottende warmte door warmte-uitwisseling wordt gebruikt voor het voorverwarmen van de aan de eerste oven toegevoerde koude grond en voor het voorverwarmen van de aan de ovens toegevoerde verbrandingslucht en waarbij de uit de eerste oven kanende grond kan worden gekoeld en gekonditioneerd, in het 30 bijzonder bevochtigd, met het kenmerk, dat grond komende uit de eerste oven wordt toegevoerd aan een derde oven en daarin wordt verhit cp een aanmerkelijk hogere temperatuur en de grond uit deze oven aan de eerste oven wordt toegevoerd cp een zodanige plaats, dat de daarin aanwezige grond mede door de warmte van de uit de derde oven kanende 35 grond wordt gebracht cp de in deze eerste oven vereiste temperatuur voor het verdampen van giftige stoffen.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de gassen uit de tweede respektievelijk derde oven die vrijkomen bij het hoog verhitten van de grond aan een naverbranding wor- 40 den onderworpen. 8400652 r ψ v.

' .* 4. Werkwijze volgens conclusie 1, 2 of 3, met het ken merk, dat de uit de eerste oven kanende en voor de tweede of derde oven bestemde grond tussentijds wordt opgeslagen.

5. Werkwijze volgens conclusie 1, 2, 3 of 4, waarbij in de eerste 5 oven een verhitting tot ongeveer 250° C plaats vindt, met het kenmerk, dat in de tweede respektievelijk derde oven wordt verhit tot 800 a 1000° C. .

6. Inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze volgens een of meer der voorgaande conclusies, bestaande uit een eerste als draaioven 10 uitgevoerde tegenstroanoven, met het kenmerk, dat de tweede respektievelijk derde oven een wervelbedoven is.

7. Inrichting volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de tussentijdse opslag plaatsvindt in een geïsoleerde silo.

8. Inrichting volgens conclusie 6 of 7, met het ken-15 m e r k, dat zich tussen de afvoerleiding van de tweede en/of derde oven en de uit de eerste kanende dampleiding naar de tweede oven een warmtewisselaar bevindt. ***** 8400652 ras