NO303361B1 - Anlegg for omdanning av skadelig avfall til uskadelig aggregat - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår et anlegg for omdanning av skadelig avfall til uskadelig, ikke-utvaskbart aggregat ved forbrenning av avfallet ved høye temperaturer, omfattende en roterovn med en inngangsseksjon, en oksideringsinnretning omfattende minst en vannkjølt tank med metallvegger, nær ovnens inngangsseksjon og en mateanordning av fast avfallsmateriale bestående av storpartiklet avfall og finpartiklet avfall, hvor roterovnen virker som en separator for utskilling av det storpartiklete fastavfall fra finpartikkel-avfallet,

en transportør for innføring av det storpartiklete fastavfall i roterovnens inngangsseksjon, hvor oksideringsinnretningen står i strømningsforbindelse med inngangsseksjonen for innføring av finpartikkel-avfallet til oksideringsinnretningen, en brennstoffkilde og luftkilde for fremkalling av forbrenning i ovnen, for omdanning av det storpartiklete fastavfall til fastpartikkel-primæraggregat, klinker, flyktige gasser og gassforbrennings-biprodukter, en sorterer for utskilling av klinker fra fastpartikkel-primæraggregatet, i det minste brennstoffkilde og oksygenkilde for fremkalling av forbrenning i oksideringsinnretningen, for omdanning av finpartikkel-avfallet, i flyktige gasser og gassforbrennings-biproduktene til ubrennbart finmateriale, smeltet slagg og avgass, hvor inngangsseksjonen er innrettet for avleding av gassforbrennings-biproduktene fra ovnen, samt en rørledning for avleding av avgassen fra oksideringsinnretningen, en innretning for avkjøling av det ubrennbare finmateriale og avgassen,

en separator for utskilling av det ubrennbare finmateriale og avgassen, en innretning for innføring av fastpartikkel-primæraggregatet og det ubrennbare finmateriale i det smeltete slagg, for frembringelse av en stort sett smeltet blanding, en åpning for fjerning av blandingen fra anlegget, og en innretning for avkjøling av den stort sett smeltete blanding, for frembringelse av det uskadelige, ikke-utvaskbare aggregat.

Et anlegg som i hovedsaken omfatter de ovenfor angitte trekk, er kjent fra NO-300.864.

Mange industrielle prosesser gir biprodukter og avfallsmaterialer som ikke kan fjernes på lovelig måte uten noen form for emballasje eller behandling. Tidligere forsøk på å bortfrakte slike materialer i lektere, har ikke vært vellykket, fordi slike fartøyers mangelfulle konstruksjon eller påførte skader har medført lekkasje eller utsiving av det skadelige avfall. Av andre metoder for behandling av skadelig avfall kan nevnes innsprøyting av slike materialer i sjakter, men det hender at materialene ikke forblir ubevegelige i de lag hvor de er innsprøytet, og i stedet kan finne vei til vannførende lag i undergrunnen.

Foruten de tekniske problemer i tilknytning til slike fjerningsmetoder, er det mulig at ansvaret kan gjøres gjeldende mot enhver som gjør bruk av slike depo-nier. Flere år etter at materialene er overført til deponiet, kan ansvar gjøres gjeldende basert på kjennskap til at en bedrift har vært ansvarlig for anbringelse av skadelig avfall i en godkjent mottaksinnretning som imidlertid har vært ute av stand til å forhindre spredning av avfallet. På grunn av slike problemer har det vært forsøkt å finne fremgangsmåter for bruk av skadelig avfall i en framstillings-prosess som skal eliminere avfallets skadevirkninger og i et produkt som kan selges til og anvendes av det store publikum. En av disse metoder har bestått i å oksidere materialet ved at dette føres gjennom ovner av ulike typer under okside-ringsbetingelser. Med en variasjon av denne prosess benyttes en motstrøms-rotasjonsovn for å bevirke forbrenning av de brennbare komponenter i det skadelige avfall, og å sammenhope det ikke-brennbare materiale i en slik form at det kan selges som et kommersielt verdifullt og nyttig produkt.

Ved forsøk i forbindelse med denne spesielle metode for avfallsbruk har det delvis lykkes å fremstille et produkt som vil passere i jevne EPA-forskrifter vedrør-ende avfallshåndtering. Disse prosesser har imidlertid betydelige mangler. Den vesentligste ulempe ved bruk av skadelig avfall i en rotasjonsovn e.l., er frembrin-gelsen av ytterligere, ubrennbart materiale som ikke omdannes til et aggregat og som må fjernes som skadelig avfall. Selv om mengden av det skadelige avfall er betydelig redusert ved hjelp av denne prosess vil det likevel gjenstå det problem å bli av med en del av det behandlede materiale som skadelig avfall. I tillegg vil de fleste konvensjonelle prosesser gi store mengder av forurenset vaskevann som må behandles og fjernes.

Det er derfor et formål ved oppfinnelsen å frembringe et anlegg for bruk av skadelig avfallsmateriale som et gjenvinnbart materiale i en fremstillingsprosess, slik at de eneste produkter fra anlegget er uskadelige og kan selges for å brukes av det store publikum, uten hensyn til arten av de inngangsmaterialer som er behandlet.

Et annet formål er å kunne omdanne skadelige, faste materialer til et uskadelig, som kan selges ubegrenset.

Et annet formål ved oppfinnelsen er å kunne gjøre bruk av skadelige avfallsvæsker, såsom brenseloljer og brenselsupplementer i stedet for naturgass eller kull på en økonomisk måte, hvorved eventuelle faststoffer som er resultatet av slik bruk, kan selges til det store publikum, uten hensyn til inngangsmaterialenes skadelige art.

Et annet formål er å frembringe et system for bruk av skadelige avfallsmaterialer i stor målestokk, hvor systemet kan drives økonomisk uten særlig risiko for personalet som betjener systemet.

Et annet formål er å frembringe et anlegg som ikke vil utsettes for hyppige driftsavbrudd grunnet nødvendig, periodisk vedlikehold eller reparasjon.

Et annet formål er å kunne redusere mengden av vann som injiseres i anlegget og derved øke materialmengden som kan behandles.

Disse formål oppnås ifølge oppfinnelsen ved et anlegg av den innlednings-vis angitte art, ved at oksideringsinnretningen står i strømningsforbindelse med en separat slaggfjerningsbeholder som innbefatter en brenner for oppvarming og forglassing av materialet i beholderen, og at brenneren i slaggfjerningsbeholderen er skråstilt for å hemme strømningen og øke materialets oppholdstid i beholderen.

Riktignok er det fra GB 587811 kjent en vinklet eller skråstilt brenner, men ikke i forbindelse med en slaggbeholder. Sistnevnte publikasjon viser brenneren vendt mot slagg som strømmer over en overløpskant, og det er angitt at dens funksjon er å fremme strømning av væskeformig slagg over overløpskanten, dvs. nøyaktig det motsatte av å øke slaggets oppholdstid i rommet oppstrøms for overløpskanten.

Fordelaktige utføringsformer av anlegget ifølge oppfinnelsen er angitt i de etterfølgende krav.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere under henvisning til tegningen, hvor: Figur 1 viser et skjematisk sideriss av en utførelsesform av oppfinnelsen. Figur 2 viser et delsnitt av et parti av oksideringsinnretningen ved utførel-sesformen ifølge figur 1. Figur 3 viser et snitt av den vannkjølte tankvegg i de to oksideringsinnretninger ifølge figur 2. Figur 4 viser et snitt av en modifisert versjon av en vannkjølt tankvegg. Figur 5 viser et skjematisk snitt av en utførelsesform for oppsamling av partikkelmaterialet som innføres i oksideringsinnretningen ved versjonen ifølge figur 1 og 2.

Figur 6 viser et skjematisk planriss av utførelsesformen ifølge figur 1.

Figur 7 viser et skjematisk snitt av en foretrukket innretning for fjerning av slagg fra den viste utførelsesform.

Utførelsesformen ifølge oppfinnelsen er skjematisk vist i figur 1.

Oppfinnelsen omfatter en anordning for omdanning av skadelig avfall til uskadelig aggregat, og en fremgangsmåte for drift av anordningen for gjennom-føring av nevnte funksjon. I overensstemmelse med oppfinnelsen er det anordnet en roter-ovn med en inngangsseksjon og en utgangsseksjon. I denne utførelses-form og som vist i figur 1 innbefatter roterovnen 10 en inngangsseksjon 12 og en utgangsseksjon 14. En forbrenningsseksjon 16 befinner seg mellom ovnens inn-gangs- og utgangsseksjon. Selv om de ulike seksjoner ender sammen i den viste utførelsesform, er roterovnens tre seksjoner bare vist som illustrasjon og kan over-lappe hverandre. Dette innebærer at noen forbrenning kan finne sted i inngangsseksjonen 12 eller utgangsseksjonen 14, men at forbrenningen primært vil foregå i roterovnens 10 forbrenningsseksjon 16.

Ovnen som er vist skjematisk i figur 1, er en motstrøms-roterovn av stan-dard type, konstruert for behandling av kalksten eller østersskall for fremstilling av kalk. Ovnen omfatter en metallyttermantel som er foret med ildfast sten. Sammensetningen av den ildfaste sten bestemmes av driftstemperaturene og av materialene som føres gjennom roterovnen. I den foreliggende versjon hvor roterovnen er konstruert for drift ved en temperatur av 870 - 1260°C, er det anvendt en ildfast sten bestående av 70% alumina, levert av The National Refractory Company, Oakland, California, uten at stenen er nedbrutt for tidlig. Roterovnen hviler på vanlige bærelagre (ikke vist) og drives av et konvensjonelt drivverk (ikke vist) med en hastighet av 1 - 75 omdr./h.

Som mer detaljert beskrevet i det etterfølgende, blir faststoffer fremført til inngangsseksjonen 12 av roterovnen 10. Under ovnens rotasjonsbevegelse vil materialpartikler større enn ca. 50 mikron beveges gjennom forbrenningssonen 16 mot utgangsseksjonen 14, mens mindre materialpartikler medføres i gassen som ledes i motstrømsretning i forhold til det større faststoffmateriale. I den viste ut-førelsesform er roterovnen 10 utstyrt med kjølekamre 18 på yttersiden. Kjøle-kamrene mottar faststoffmaterialet gjennom åpninger som utmunner i roterovnen. Kamrene opptar det større faststoffmateriale som ved rotasjonsbevegelsen over-føres til en utløpsrenne 20 hvorfra faststoffmaterialet som forlater roterovnen, ut-strømmer. I tilknytning til roterovnen 10 er det videre anordnet en brennstoffkilde 22 samt en luftkilde 24 for underholding av forbrenningen i ovnen 10. Som brennstoff kan anvendes brennbar væske eller gass med innbefatning av brennbare avfallsvæsker, flytende brennstoff eller brennbar naturgass. Oksygen eller vann benyttes i kombinasjon for regulering av temperaturer og forbrenning. Luft-brenn-stoffblandingen innføres i roterovnen 10 ved utgangsseksjonen 14 sammen med gasser i ovnen 10, som ledes mot inngangsseksjonen 12 i motstrømsretning i forhold til de større faststoffer som, ved ovnens rotasjonsbevegelse, transporteres mot utgangsseksjonen 14. Som tidligere nevnt vil de mindre partikler medføres i gassene som strømmer gjennom ovnen, og utskilles derved fra de større faststoffpartikler og borttransporteres fra ovnen.

Ifølge oppfinnelsen omfatter anlegget oksideringsinnretninger nær ovnens inngangsseksjon. I den viste utførelsesform innbefatter anlegget en første oksideringsinnretning 26. Som vist i figur 1, er den første oksideringsinnretningen 26 anbragt nær roterovnens inngangsseksjon 12. Oksideringsinnretningen 26 står i strømningsforbindelse med inngangsseksjonen 12 av roterovnen 10 og mottar flyktig gass som er utdrevet fra materialet som innføres i roterovnen, samt forbrennings-biproduktene fra forbrenningen som finner sted i roterovnen. Fra en avfalls-materialkilde innføres materiale i ovnens 10 inngangsseksjon 12, hvor den motret-tede gasstrøm forårsaker en utskilling av de større partikler (fast avfallsmateriale) og de mindre partikler (finpartikkelavfall). I overensstemmelse med oppfinnelsen vil det faste avfallsmateriale bestå av storpartiklet fastavfall og finpartikkelavfall. For oppfinnelsens formål består det faste storpartikkelavfall av materiale med en partikkelstørrelse større enn ca. 50 mikron, mens derimot finpartikkelavfallet defi-neres som ethvert materiale med en partikkelstørrelse under 50 mikron. Selv om anordningen kan anvende materialer som er separert i forskjellige størrelser, er hensikten med separeringen at det til den første oksideringsinnretning 26 skal leveres materiale som lettvint kan oksideres eller smeltes i sin fysiske tilstand, mens det større materiale innføres i ovnen for, under fremføringen gjennom roterovnen, å nedbrytes enten til ubrennbart materiale, flyktig gass eller forbrennings-biprodukter.

Ifølge oppfinnelsen er det anordnet midler for utskilling av det storpartiklede faststoffavfall fra finpartikkelavfallet. I dette tilfelle og som vist i figur 1, innbefatter anordningen en sorterertransportør 30 som mottar materiale fra avfallskilden 28 og innfører brennstoff fra avfallet i roterovnens 10 inngangsseksjon 12. Utsorte-ring av det storpartiklede faststoffavfall fra finpartikkelavfallet foregår gjennom roterovnen 10. Det bør også bemerkes at faststoffavfallet kan utskilles etter stør-relse før innføringen i ovnen, slik at finpartikkelavfallet kan innføres direkte i oksideringsinnretningene.

Ifølge oppfinnelsen er anordningen utstyrt med midler for å bevirke forbrenning i ovnen, for omforming av det storpartiklede faststoffavfall til fast, partikkelformet primæraggregat, klinker, flyktige gasser og fastforbrennings-biprodukter. I dette tilfelle og som vist i figur 1, omfatter midlene for å bevirke forbrenningen den nevnte brennstoffkilde 22, luftkilden 24 og roterovnen 10. Som beskrevet i det etterfølgende, er driftsforholdene i ovnen slik, at det storpartiklede fastavfall omdannes først til partikkelformet primæraggregat, flyktige gasser og gassforbrennings-biprodukter, mens klinkermengden som produseres av roterovnen, er minimal. Under ovnens 10 rotasjonsbevegelse forflyttes faststoffene gjennom kjølekamrene 18 og roterovnens utgangsseksjon 14 til utløpsrennen 20. Som vist, vil faststoffmaterialet som forlater utløpsrennen 20, overføres til en separator 34. Separatoren 34 kan være i form av hvilken som helst, konvensjonell mekanisme for utskilling av store faststoffpartikler fra faststoff-finpartikler. I det viste tilfelle blir alt fastpartikkelmateriale med diameter over 9,5 mm klassifisert som klinker eller skrapmetall, og alt materiale av mindre størrelse enn dette som primæraggregat. Klinker og partikkelmateriale ledes over en magnetseparator (ikke vist). Primæraggregatet ledes over en annen magnetseparator (ikke vist). De jernholdige metaller fjernes og transporteres til en metallbinge, for å selges som skrapstål.

Ifølge oppfinnelsen er det anordnet midler for å bevirke forbrenning i oksideringsinnretningene, for omforming av finpartikkelavfallet, de flyktige gasser og gassforbrennings-biproduktene til ubrennbare finstoffer, smeltet stagg og avgass. I det viste tilfelle omfatter midlene for å bevirke forbrenning i oksideringsinnretningene en oksiderings-brenselkilde 36 og en oksygenkilde 38. Den første oksideringsinnretning 26 mottar således finpartikkelavfall og flyktige gasser fra roterovnen 10, i form av brennbare eller ubrennbare forbrenningsprodukter fra roterovnen 10, brennstoff fra brenselkilden 36 og oksygen fra oksygenkilden 38. Følgelig vil oksideringsinnretningen 26 motta fra roterovnen 10 finpartikkelavfall og brennbare eller ubrennbare, flyktige gasser, forbrennings-biprodukter fra roterovnen 10, brennstoff fra brenselkilden 36 og oksygen fra oksygenkilden 38. I den foreliggende versjon vil den første oksideringsinnretning 26 drives ved en temperatur av ca. 980 - 1650°C. I et oksideringsmiljø blir de brennbare materialer i den første oksideringsinnretning 26 omdannet til avgass og ubrennbare finstoffer. Avhengig av sammensetningen er sistnevnte stoffer smeltbare eller usmeltbare.

Som vist skjematisk i figur 2, vil en del av de ubrennbare finstoffer smeltes og oppsamles i form av flytende slagg 40 i bunnen av den første oksideringsinnretning 26. I anordningen kan det eventuelt inngå brennere som er rettet inn i den første oksideringsinnretning 26 for øking av temperaturen i forskjellige soner i oksideringsinnretningen 26. I den utførelsesform som er vist i figur 2, er den første oksideringsinnretning 26 forsynt med brensel-oksygenlanser 32 og 33. Den viste brensel-oksygenlanse 33 har en kapasitet av 5 040 000 kcal/h og er rettet mot slaggoverflaten i en rørledning 54 på slik måte, at den i noen grad bremser slaggstrømmen fra oksideringsinnretningen 56 til oksideringsinnretningen 26. Brensel-oksygenlansen 32 har en kapasitet av 22 680 000 kcal/h og er rettet mot slagget 40 i midtpartiet av den første oksideringsinnretningen 26.

Den første oksideringsinnretning 26 som er vist skjematisk i figur 2, er i form av en vannkjølt tank med metallvegger, som står i strømningsforbindelse med roterovnens 10 inngangsseksjon 12. I utførelsesformen ifølge oppfinnelsen har den første oksideringsinnretning kvadratisk tverrsnitt og innbefatter vertikale metallvegger bestående av vertikaltstilte, rørformede metallkjøleledninger 46. Som vist i figur 3, er rørledningen 46 i dette tilfelle av rektangulær tverrsnittsform og er sammensveiset i lengderetningen til plater. Sideveggene (ikke vist) av den første oksideringsinnretning 26 består i denne utførelsesform av plater som i sin tur dannes av montasjen av rørledninger 46 som vist i figur 3. Rørledningen besto i dette tilfelle av rektangulært A500B-stålrør av dimensjoner 102 mm x 203 mm og med en tykkelse av 0,13 mm. Det er i figur 3 vist en kjelekonstruksjon av stan-dardtype, og det vil for en fagkyndig være lett å tilvirke en sylindrisk eller plan plate for fremstilling av en plansidet eller sylindrisk oksideringsinnretning.

Det er anordnet et system (ikke vist) for tilføring av kjølemiddel til rørlednin-gene 46 i den første oksideringsinnretning 26. Gjennom et konvensjonelt mani-foldsystem innstrømmer kjølemiddelet i rørledningen 46 i den nedre del av oksideringsinnretningen, og fortsetter oppad gjennom rørledningen. Kjølemiddel-ets temperatur og strømningshastighet påvirker veggtemperaturen i oksideringsinnretningen 26 og kan tjene som prosessvariabler for regulering av oksideringen i anordningen. Kjølemiddelstrømmen har imidlertid sine begrensninger, fordi den påvirker oksiderings-veggtemperaturen. Hvis kjølemiddelstrømmen gir for lav veggtemperatur, blir prosessen ikke termisk effektiv og ledsages av for stort brenselforbruk. Under visse omstendigheter kan dessuten materialet i oksideringsinnretningen avsettes på oksiderings-innerveggene og forårsake korrosjon av oksideringsinnretningens metallvegger. Hvis derimot kjølemiddelstrømmen er slik at innertemperaturen ved oksiderings-veggene blir for høy, kan metallveggene oksidere med derav følgende, nedsatt veggstyrke. Overdreven veggtemperatur kan også innvirke ugunstig på veggstyrken ved å påvirke mekaniske, termomeka-niske eller termiske behandlinger som gis metallet i rørledningene 46. Hvis det anvendes vann som kjølemiddel, bør dette ha en temperatur av 38 -121 °C.

Kjølemiddelstrømmen gjennom den første oksideringsinnretning 26 vil fortrinnsvis opprettholde en innerveggtemperatur av mindre enn ca. 115°C og helst av ca. 150°C. Det har overraskende vist seg at en slik lav veggtemperatur ikke innvirker ugunstig på prosessomkostningene eller på oksideringsprosessens effektivitet.

I bunnpartiet av den første oksideringsinnretning 26 kan det være anordnet ildfast sten 53 av hensyn til de rådende driftstemperaturer som i denne del av oksideringsinnretningen skyldes strømmen av flytende slagg 40 som overfører varme fra varmgassene som passerer gjennom den første oksideringsinnretningens 26 innerkammer 52. Slagget kan alternativt tillates å oppsamles og størkne, for å danne en fast mantel 53 som vil bære det smeltede slagg stort sett i likhet med det faste "skall" i skallsmelteprosesser. Ved utførelsesformen ifølge figur 2 blir varmgassene dreiet 90° mot den rørledning 54 som forbinder den første oksideringsinnretning 26 med en andre oksideringsinnretning 56. Denne andre oksideringsinnretning 56 er i visse henseender av samme konstruksjon som den første oksideringsinnretning 26. I den viste versjon er imidlertid den andre oksideringsinnretning 56 sylindrisk med et likeledes sylindrisk innerkammer 58.

Varmgassene og finpartikkelstoffene overføres fra den første oksideringsinnretning 26, gjennom rørledningen 54 til den andre oksideringsinnretning 56. Rørledningen 54 og den andre oksideringsinnretning 56 er av lignende konstruksjon som ved den viste versjon av den første oksideringsinnretning i og med at de er i form av vannkjølte beholdere med metallvegger.

I likhet med den første oksideringsinnretning 26 kan den andre oksideringsinnretning 56 også ha et ildfast bunnparti, eller slagget kan tillates å størkne og danne et fast lag 53, som tidligere beskrevet i forbindelse med den første oksideringsinnretningen 26. Dette lag har en funksjon som tidligere beskrevet. Veggene av den andre oksideringsinnretning 56 blir likeledes avkjølt med kjølemiddel som strømmer fra en kilde (ikke vist) til det nedre parti av oksideringsinnretningen 56. Denne oksideringsinnretning 56 mottar forvarmet kjølemiddel som har vært anvendt for avkjøling av en overbøy 72. Kjølemiddelet strømmer oppad gjennom rørledningene 46, og sideveggene av den andre oksideringsinnretning holdes fortrinnsvis på en temperatur av 150 - 315°C. Ved drift av anordningen med en innerveggtemperatur over eller under det foretrukne område, oppstår samme vanskeligheter som tidligere beskrevet i forbindelse med den første oksideringsinnretningen 26.

I det viste anlegg vil ikke hele forbrenningen av avfallsmaterialer foregå i den første oksideringsinnretning 26. En vesentlig del vil også finne sted i den andre oksideringsinnretning 56. Ved drift av anlegget ifølge figur 1 vil følgelig ubrennbare avfallsfinstoffer føres fra innerkammeret 52 i den første oksideringsinnretning 26 gjennom rørledningen 54 til innerkammeret 58 i den andre oksideringsinnretning 56. I den foretrukne versjon er rørledningen 54 stort sett rektangulær og omfatter vannkjølte, øvre vegger og et nedre parti som er foret med ildfast sten eller slagg. I dette tilfelle avkjøles de øvre vegger med kjølemiddel som utstrømmer fra den første oksideringsinnretning 26. Ledningens 54 øvre vegger holdes fortrinnsvis på en temperatur av 150 - 315°C av de årsaker som er tidligere nevnt i forbindelse med den første og den andre oksideringsinnretning.

I et foretrukket behandlingsanlegg blir væsker injisert i den andre oksideringsinnretning 56, i dette tilfelle gjennom et væskeinnløp 60. Væskekilden for innløpet 60 består i denne versjon av et samlebrønnsystem (ikke vist) som omgir hele anordningen. All væske, også avfallsekstraherte brennstoffer, regnvann eller forurenset regnvann oppsamles i brønnsystemet og innsprøytes gjennom væske-innløpet 60 i en andre oksideringsinnretning 56. Totalanlegget er følgelig tilpasset for anvendelse i selve anordningen av avfallsekstrahert brennstoff og forurenset vann som omgir anordningen. En fagkyndig på området kan uten vanskelighet konstruere et drenerings- og brønnsystem som kan anvendes ved oppfinnelsen, uten spesiell beskrivelse av et slikt system.

Ifølge oppfinnelsen er det anordnet en innretning for avkjøling av ubrennbart finstoff og avgass. I denne innretning inngår, som vist skjematisk i figur 1, en tredje oksideringsinnretning 62. Sistnevnte kan vannavkjøles ved tilføring av kjølemiddel gjennom gruppen av rørledninger som danner tankveggene. Dette er vist i figur 4, hvor rørledninger 46' er adskilt i lengderetningen og fastsveiset til langstrakte metallavstandsholdere 48 som er anbragt mellom rørledningene 46'. I denne versjon har rørledningene en ytterdiameter av 7,62 mm og en veggtykkelse av 0,76 mm.

Den tredje oksideringsinnretning 62 er forsynt med et vanninnløp 64 for fremføring av vann til tankens ytterside. I det foreliggende tilfelle er det i vann-innløpet 64 anordnet en dyse (ikke vist) for innføring av vann og luft med hastig-heter over lydens. Det anvendes derved en sprederdyse i form av en "lyd"-modell SC CNR-03-F-02 som leveres av Sonic, New Jersey. En vannkilde 66 befinner seg i strømningsforbindelse med vanninnløpet. Den viste vannkilde 66 består av fødevann som ikke inneholder avfall. Vannet fra vannkilden 66 har som funksjon å avkjøle avgassen og det ubrennbare finmateriale til en temperatur av ca. 177 - 204°C, slik at gassen og partikkelmaterialet kan utskilles i en konvensjonell separatoranordning som beskrevet i det etterfølgende. Kjølesystemet kan om ønskelig innplasseres i en annen tank (i dette tilfelle tanken 65) bakenfor den tredje oksideringsinnretningen 62. Materialet vil derved innføres i den tredje oksideringsinnretningen 62 ved en temperatur av ca. 800°C og forlate denne ved en temperatur av ca. 760°C. Innløpet til filtreringsinnretningen, i dette tilfelle mani-folden 70 og filtrene 74, har en temperatur av ca. 204°C eller mindre.

Anordningen ifølge oppfinnelsen innbefatter midler for leding av de gass-formede forbrennings-biprodukter fra ovnen og avgassen gjennom oksideringsinnretningen. Det er i dette tilfelle innkoplet en overbøy 72 i strømningsforbindelse mellom den andre oksideringsinnretning 56 og den tredje oksideringsinnretning 62. Ved den foretrukne versjon hvor både den andre og den tredje oksideringsinnretning er i form av en vertikaltstilt, sylindrisk tank består overbøyen 72 av en U-formet beholder som danner forbindelse mellom de øvre åpninger i den andre og den tredje oksideringsinnretning. Ved denne versjon vil luftstrømmen forbi sprederdysene (ikke vist) forløpe stort sett parallelt med strålen fra dysene, og partikkelmaterialene vil derved avkjøles effektivt med et minimum av sammen-klumping. Overbøyen 72 er av en lignende konstruksjon som den tredje oksideringsinnretning 62, nemlig i form av en vannkjølt tank med metallvegger, konstruert av rør og avstandsholdere som vist i figur 4. Overbøyen 72 vil i dette tilfelle motta kjølevann som er forvarmet ved å passere gjennom den første oksideringsinnretningen 26 og rørledningen 54.

Under drift av det foretrukne anlegg er det konstatert at vannkjøling av den tredje oksideringsinnretning 62 ikke er nødvendig. I det viste anlegg kan det om ønskelig inngå en fjerde oksideringsinnretning 65. Dette øker materialets oppholdstid i oksideringsinnretningen og medvirker ytterligere til eliminering av skadelige komponenter i materialet som behandles.

I det viste anlegg er de nedre ender av oksideringsinnretningen 62 og 65 forbundet med hverandre gjennom en koplingsanordning 73. I anordningen inngår fortrinnsvis midler for fjerning av fast partikkelmateriale fra bunnen av oksideringsinnretningene. Som vist skjematisk i figur 1 omfatter denne utførelsesform en slepeskraper 75 for uttrekking av fast partikkelmateriale som ellers ville oppsamles på bunnen av oksideringsinnretningene 62 og 65 samt i koplingsanordningen 73 mellom disse to oksideringsinnretningene. Det faste partikkelmateriale som opphopes, innføres i rørledningen 75 som leder til en samlebeholder 84, for gjeninn-føring i den andre oksideringsinnretningen 56.

Som beskrevet og som vist skjematisk i figur 1, er det anordnet en kilde av kaustisk materiale 67 som står i strømningsforbindelse med den fjerde oksideringsinnretning 65. Det kaustiske materiale har som oppgave å nøytralisere syre i avgassen. Det kaustiske materiale kan injiseres som væske eller som tørt partikkelmateriale, eksempelvis lesket kalk, gjennom et pH-reguleringsinnløp 70. Innsprøytingen av kaustisk materiale har som formål å nøytralisere eventuell syre i avgassen. Om ønskelig kan kaustisk materiale innføres i den tredje oksideringsinnretning 62.

Ved opprettelse av forbindelse mellom de forskjellige elementer ifølge oppfinnelsen må det tas hensyn til virkningen av forskjellig varmeutvidelse på grunn av de høye materialtemperaturer i oksideringsinnretningene 26 og 56, rørlednin-gen 54 og overbøyen 72. Det vil dessuten oppstå betydelige temperaturforskjeller i ulike deler av anordningen, og det må derfor sørges for kompensering for eks-pansjon og kontraksjon i grenseflaten mellom slike partier.

Som beskrevet i det etterfølgende vil systemet drives ved trykk under

atmosfæretrykk. Eventuell lekkasje i grenseflaten mellom anordningsdeler vil derfor ikke være ugunstig for anordningens virkemåte, all den tid lekkasjen ikke er av slik størrelse at den innvirker uheldig på forbrenningen av materialer i oksideringsinnretningene. Dette krav er ikke like kritisk i andre deler av anlegget som drives ved lavere temperaturer.

Ifølge oppfinnelsen omfatter anordningen midler for utskilling av det ubrennbare finstoff og avgassen. Som vist skjematisk i figur 1 innbefatter anordningen tre filtre 74 som drives parallelt ved hjelp av to vifter 76. Avgassen og finpartikkelstoffene innføres i filtrene ved en temperatur fortrinnsvis over 177°C og under 204°C, slik at vanlige filtrerkammerfiltre kan benyttes. Under drift av det foreliggende anlegg er det konstatert at konvensjonelle filterelementer av teflon (polytetrafluoretylen) kan anvendes i tilknytning til denne prosess. Avgassen utskilles fra de ubrennbare finpartikkelstoffer og videreføres under styring av en monitor 78 som kontrollerer avgassens sammensetning og temperatur. Gjennom en skorsten 8 utstrømmer avgassen til ytterluften. Viftene 76 fremkaller trekk gjennom hele anordningen, slik at de flyktige gasser og forbrennings-biproduktene bortsuges fra roterovnen. Forbrennings-biproduktene både fra roterovnen og fra oksideringsinnretningene og alle gasser som ledes gjennom systemet, passerer gjennom viftene 76, og hele anordningen drives derved ved trykk under atmosfæretrykk. Finpartikkelstoffene som oppsamles i filtrene 74, føres ved hjelp av en pumpe 82 gjennom rørledningen 75 til samlebeholderen 84. Den foretrukne versjon av samlebeholderen 84 er vist i figur 5.

Ifølge oppfinnelsen er det anordnet midler for innføring av faststoffpartikkel-primæraggregatet og gjeninnføring av de ubrennbare finstoffer til anordningen, for frembringelse av en stort sett smeltet blanding. I denne versjon og som vist i figur 1, 2 og 6, omfatter anlegget midler for innføring av de ubrennbare finpartikkelstoffer og primæraggregatet i oksideringsinnretningen, i dette tilfelle i den andre oksideringsinnretning 56. Som vist i figur 5, har samlebeholderen 84 et innløp 88 som er plassert for opptaking av finpartikkelstoffer fra rørledningene 75 og 85. Denne utførelsesform innbefatter en avtrekkskanal 89 som fører til et filter (ikke vist).

I tilknytning til den foretrukne versjon av samlebeholderen 84 er det anordnet en første føler 92 for sporing av det ønskede maksimumsnivå av partikkelmaterialet i samlebeholderen 84. En andre føler 94 sporer partikkelmaterialnivået i samlebeholderen 84 og styrer, gjennom en følerkontrollmekanisme, en ventil 98 ved hjelp av en ventilstyreanordning 100. Når anordningen er i drift vil det gjennom innløpet 88 innføres partikkelmateriale i samlebeholderen 84, hvori materialet opphopes til et forutbestemt nivå, slik at når den øvre føler 92 bringes i funksjon vil den, gjennom kontrollfølerens styreanordning 96 og ventilregulatoren 100 åpne ventilen 98, hvorved partikkelmaterialet kan passere gjennom en rørledning 102 som er delt i to innløpsrør 103 og 105, for innføring av partikkelmaterialet i den andre oksideringsinnretning 56, som vist i figur 2 og 6. Når partikkelmaterialnivået i samlebeholderen 84 når nivået for den nedre føler 94, vil følerkontrollen og ventilregulatoren 100 stenge ventilen 98 og derved avbryte partikkelmaterial-strømmen gjennom rørledningen 102.

Mens rørene 103 og 105 er vist under innføring av fastpartikkelmateriale i den andre oksideringsinnretning 56, kan slikt materiale også innføres i den første oksideringsinnretning 26 eller både i den første og den andre oksideringsinnretning. Som vist i figur 2, vil fastpartikkelmaterialet som innføres i den andre oksideringsinnretning 56 gjennom rørene 103 og 105 (bare røret 105 er vist) falle ned på bunnen av den andre oksideringsinnretning 56 og danne en haug 104. Varme fra gassen som gjennomstrømmer den andre oksideringsinnretning 56, treffer yttersiden av partikkelmaterialhaugen og smelter den del av partikkelmaterialet som har et smeltepunkt lavere enn temperaturen av gassen som treffer yttersiden. I materialet som strømmer fra haugen 104, medføres av partikkelmateriale som ikke er smeltet, og dette forenes med det smeltede slagg 40 i bunnen av oksideringsinnretningen 56. Som vist i figur 2, vil det flytende slagg 40 oppsamles på bunnen av den første oksideringsinnretningen 26, rørledningen 54 og den andre oksideringsinnretning 56. Selv om det smeltede slagg 40 kan ekstraheres fra rørledningen 54, vil det foretrekkes at slagget fjernes fra anordningen ved hjelp av et separat slaggtrau.

Som vist i figur 7, er slaggtrauet 108 av stort sett rektangulær tverrsnittsform med en åpning 110 i strømningsforbindelse med bunnen av den første

oksideringsinnretningen 26. Smeltet slagg 40 innstrømmer i slaggtrauet 108, hvor det utsettes for flammestråler fra en brenner 112. Flammen fra brenneren 112 har tilstrekkelig styrke til å fremkalle turbulens i det smeltede materiale 40 i slaggtrauet 108 og derved medvirke til forglassing av materialet i trauet. I kombinasjon med

brennere 32, 33, 41 og 43 som vist i figur 2, er en brenner 112 slik innstilt at den i noen grad vil bremse strømmen av smeltet slagg fra utgangsåpningen (ikke vist)

og derved øke oppholdstiden i anordningen. I denne foretrukne versjon inngår videre en brenner 114 som er anbragt ved utgangsåpningen 124 med henblikk på ytterligere regulering av slaggtemperaturen umiddelbart innen slagget bråkjøles. Tilstandene i slaggtrauet 108 overvåkes av en optisk pyrometerhalsåpning 126.

I denne versjon er slaggtrauet 108 konstruert med vannkjølte metallvegger, og det nedre parti som bringes i kontakt med det smeltede slagg, har enten ildfast foring eller er forsynt med et massivt lag av herdnet slagg.

Ifølge oppfinnelsen innbefatter anordningen midler for avkjøling av den stort sett smeltede blanding som derved vil danne et uskadelig aggregat. I den viste versjon er anlegget utstyrt med et kjølesystem 106 som skjematisk vist i figur 1. I den foretrukne utførelsesform består kjølesystemet helt enkelt av vann hvori den stort sett smeltede blanding nedslippes. Kjølesystemet ekstraherer varmen fra den smeltede blanding som danner det uskadelige aggregat.

Virkemåten av den ovennevnte anordning er i det etterfølgende beskrevet som en prosess for bruk av skadelig avfall som omdannes til et uskadelig aggregat. Det første prosesstrinn består i å opprette en kilde av fast avfallsmateriale bestående av store fastavfallspartikler og finpartiklet avfall. Ifølge oppfinnelsen vil avfallet transporteres i ulike former til anordningen. Avfallet kan være i form av et spesielt faststoff, såsom forurenset, øvre jordlag, forurenset bruddstein fra bygge-plasser, halvfast slam fra en kloakkbehandlingsprosess, metallfat med flytende avfall, fiberfat (vanligvis benevnt "lab packs") inneholdende væsker eller faststoffer. Hvis det er i form av væskeholdig slam, blir avfallet først ført over en vibra-sjonssikt hvor væsken fjernes og innføres i anordningen ifølge oppfinnelsen, adskilt fra den faste siktrest. Hvis avfallet er oppbevart i 208 liters metallfat, blir disse oppstrimlet og innført i roterovnen som en del av det storpartiklede faststoffavfall, hvorved behovet for rengjøring eller besiktning av fatene bortfaller. Det kan også være nødvendig at inngangsmaterialene opptrevles flere ganger, for å frembringe et inngangsmateriale som effektivt vil inngå i prosessen.

Ved regulering av prosessen og driftstemperaturene forde ulike komponenter som gjennomfører prosessen, er det fordelaktig med kjennskap til visse av inngangsmaterialenes karakteristika, slik at innmatingshastigheten for avfallsmaterialene og andre inngangsmaterialer som innføres i anordningen, kan reguleres med henblikk på de ønskede driftsforhold. Avfallsmaterialet ankommer fortrinnsvis med en beskrivelse innbefattende BTU- og fuktinnhold. Det kan imidlertid også være nødvendig å kontrollere BTU-innholdet og andre av inngangsmaterialets karakteristika for at driften av anordningen skal kunne forenkles. Det bør bemerkes at selv om en last av avfallsmateriale kan ha et totalt BTU-innhold av én verdi er avfallet ofte uhomogent, og driften av anordningen og kontrollen av prosessen krever derfor visse inngrep, for å forhindre at driftsparametrene avviker fra det som er nødvendig for fullstendig oksidering av avfallets brennbare komponenter og frembringelse av de ønskede, uskadelige aggregater. I tillegg til BTU- og fukt-innholdet er det også gunstig å kjenne syreinnholdet, askemengden og halogen-konsentrasjonen. På grunnlag av avfallets syreinnhold kan operatøren bedømme mengden av kaustisk stoff som vil medgå i prosessen og som har innvirkning både på prosessen og på det økonomiske resultat av denne. Mengden av aske i avfallet er bestemmende for mengden av aggregat som vil frembringes. Halogen-innholdet innvirker på gjennomføringen av prosessen og bør fortrinnsvis utgjøre 1 - 5%. Ved utnyttelse av disse avfallskarakteristika og ved omhyggelig regulering av de tilførte mengder av vann, hjelpebrensel, oksygen, kaustisk stoff, kjølemiddel o.l., for å oppnå de riktige driftsbetingelser, kan det ønskede aggregat fremstilles på økonomisk rimelig måte.

I prosessen inngår videre et trinn for utskilling av det storpartiklede fastavfall fra finstoffene, som tidligere beskrevet, hvilket kan foregå i roterovnen 10 eller gjennomføres ved at avfallsmaterialet av passende størrelsesfraksjoner helt enkelt ledes til forskjellige posisjoner i anordningen. Hvis eksempelvis avfalls-finstoffene stammer fra forurensede, øvre jordlag, kan det innføres direkte i oksideringsinnretningen.

Det storpartiklede fastavfall innføres i en roterovn med en inngangsseksjon, en forbrenningsseksjon og en utgangsseksjon. Driftsforholdene i ovnen reguleres slik at det storpartiklede fastavfall forbrennes og danner fast partikkel-primæraggregat, klinker og gassforbrennings-biprodukter, hvor hoveddelen av fluktige, brennbare bestanddeler i det storpartiklede fastavfall er fordampet i ovnens inngangsseksjon. Roterovnen drives fortrinnsvis ved en middel-innetremperatur av ca. 870-1260°C.

Det bør bemerkes at det vil forekomme betydelige temperaturgradienter i ovnen, både i lengderetningen og i radialretningen. I deler av ovnen kan derfor temperaturen avvike vesentlig fra området mellom 860 og 1260°C.

Det storpartiklede fastavfall innmates i roterovnen i et tempo i avhengighet av dets BTU-innhold men normalt i en mengde av ca. 20 tonn pr. time. Ovnen roterer med en hastighet av 1 - 75 omdr./h, slik at den totale oppholdstid for fastmaterialet som forlater ovnen fra utgangsseksjonen 14, utgjør ca. 90-120 minutter.

Ved disse driftsparametre vil det fra roterovnen utstrømme et fastmateriale hovedsakelig i form av et fastpartikkel-primæraggregat inneholdende en mindre materialmengde som kan klassifiseres som klinker. Klinker for oppfinnelsens formål består normalt av storpartiklede faststoffer, eksempelvis byggesten som uten reaksjon passerer gjennom roterovnen, eller sammenklumpinger av materiale av lavt smeltepunkt som er blitt smeltet og sammenklumpet med de relativt lave temperaturer i roterovnen. Driftsforholdene i roterovnen reguleres, for lettere å oppnå to mål.

For det første skal hoveddelen av det storpartiklede fastavfall omdannes til fastpartikkel-primæraggregat, og for det andre skal hoveddelen av de flyktige, brennbare bestanddeler i det storpartiklede fastavfall fordampe i roterovnens inngangsseksjon. Som beskrevet i det etterfølgende, blir primæraggregatet tilbakeført i prosessen, for å smeltes og innføres i det smeltede slagg i oksideringsinnretningen. Da slagget består av et uskadelig aggregat, er det ønskelig at mest mulig av de behandlede materialer skal omdannes til slik form. Det klinker-dannende materiale som utgår fra ovnen, testes for å bestemme hvorvidt det inneholder skadelig materiale som kan utvaskes. Alt materiale med utvaskbare, skadelige bestanddeler gjeninnføres i roterovnens inngangsseksjon. Anvendelsen av den foreliggende anordning og fremgangsmåte gir en meget liten andel av det utstrømmende materiale fra roterovnen, som klassifiseres som klinker.

Det andre formål ved drift av roterovnen er at hoveddelen av de flyktige, brennbare bestanddeler skal fordampe i roterovnens inngangsseksjon. Derved reduseres BTU-innholdet i fastpartikkelmaterialet som passerer gjennom roterovnen til ovnens forbrenningsseksjon 16. Hvis BTU-innholdet i fastpartikkel- mengden som fremføres til roterovnens 10 forbrenningsseksjon 16, er for stort, kan det oppstå ukontrollert forbrenning i ovnens forbrenningsseksjon. I drifts-betingelsene for roterovnen bør derfor inngå en inngangsseksjonstemperatur som er tilstrekkelig høy til å bevirke fordamping av størstedelen av de flyktige bestanddeler i det storpartiklede fastavfall som innføres i ovnen.

Som vist skjematisk i figur 1, blir fastmaterialet som utgår fra utløpsrennen 20, overført til separatoren 34. Separatoren 34 kan være i form av enhver konvensjonell mekanisme som er egnet for separering av grove fastpartikler fra fine fastpartikler. I dette tilfelle blir alt fastmateriale med diameter over 9,5 mm klassifisert som klinker, og alt materiale av mindre størrelse som primæraggregat. Klinker- og partikkelmaterialet ledes over magnetseparatorer (ikke vist), hvorved jernmetaller fjernes og overføres til en metallbinge, for å selges som skrapstål.

Ved hjelp av kunstig trekk fjernes gassforbrennings-biproduktene fra ovnen. Som tidligere nevnt vil viftene 76 opprettholde et trykk under atmosfæretrykk i hele anordningen, hvorved gassen avsuges både fra roterovnen og fra oksideringsinnretningene gjennom hele systemet.

I prosessen inngår innføring av finavfall i oksideringsinnretningen. I dette tilfelle blir finavfall fra roterovnen 10 medført i gasstrømmen og ledet inn i oksideringsinnretningen 26. Brennbart materiale innmates i oksideringsinnretningen. Som vist, er det anordnet en kilde av flytende brensel 36 i tilknytning til den første oksideringsinnretning 26. Innføringen av brennstoff, finavfall og flyktige gasser fra fastavfallet i ovnen, og oksygeninjiseringen tjener for regulering av temperaturen i den førte oksideringsinnretning, som bør ligge mellom ca. 980 og 1650°C. Temperaturen bestemmes av luftstrømmen og BTU-innholdet i de tilførte materialer, med innbefatning av innført ekstrabrennstoff. Ekstrabrennstoffet fra brenselkilden 36 består fortrinnsvis av brennbart, flytende avfallsmateriale. Det foretrekkes også at det brennbare, flytende avfallsmateriale er i form av en væske som består enten av organiske løsninger, flytende boreavfall eller maling.

I prosessen inngår et trinn for fremkalling av forbrenning i oksideringsinnretningen, for omdanning av finavfallet til ubrennbare finstoffer, smeltet slagg og avgass. I det viste anlegg består oksideringsinnretningen av tre oksideringsinnretninger, nemlig den første 26, den andre 56 og den tredje 62. I den første okside ringsinnretning 26 blir hoveddelen av det brennbare materiale oksidert for å danne gassforbrennings-biprodukter. Disse blir, gjennom rørledningen 54, overført fra den første oksideringsinnretnings 26 innerkammer 52 til den andre oksideringsinnretnings 56 innerkammer 58. Ved den foretrukne driftstemperatur av 980 - 1650°C vil en del av fastmaterialet smelte. Dette materiale oppsamles i bunnpartiet av den første oksideringsinnretning 26, som vist i figur 2, som det flytende slagg 40 som deretter strømmer mot trauet 108. Det usmeltede fastpartikkelmateriale overføres sammen med gassforbrennings-biproduktene gjennom rørled-ningen 54 til det indre av den andre oksideringsinnretningen 56, hvor en del kan smeltes i den andre oksideringsinnretning 56 eller forbli usmeltet og passere gjennom anlegget som fastpartikkel-finstoff.

Fastpartikkel-primæraggregat og ubrennbart finstoff innføres i oksideringsinnretningen. I dette tilfelle og som tydelig vist i figur 2 og 6, innføres primæraggregatet og fastpartikkel-finmaterialet gjennom rørene 103 og 105 i den andre oksideringsinnretning 56. Primæraggregatet og fastpartikkel-finmaterialet tilføres helst porsjonsvis i separate satser. Kontinuerlig innføring av disse materialer i oksideringsinnretningen vil avkjøle overflaten av partikkelmaterialhaugen i oksideringsinnretningen, og forhindrer smelting av overflaten. Av den grunnn vil partikkelmaterialet som innføres i oksideringsinnretningen, hindres i å smelte, og dette forhindrer produksjonen av det smeltede slagg som danner det uskadelige aggregat.

Det foretrekkes, som skjematisk vist i figur 2, at de separate satsporsjoner av primæraggregat og ubrennbart finmateriale innføres slik i den andre oksideringsinnretning 56, at de danner en haug i denne. Varme fra oksideringsinnretningen påvirker haugens overflate, hvorved materialet av relativt lave smelte-punkter smelter og strømmer nedad til bunnen av oksideringsinnretningen og mot rørledningen 54, og ledes til den førte oksideringsinnretningen 26 og forlater slaggtrauet 108. Ved prosessen frembringes enten aggregat eller ubrennbart finpartikkelmateriale som har et smeltepunkt som ligger høyere enn temperaturen i den andre oksideringsinnretning 56. Et slikt partikkelmateriale vil følgelig ikke smeltes. Materialet medføres imidlertid i det smeltede materiale som frembringes i den andre oksideringsinnretning 56, og i slagget, og danner en stort sett smeltet blanding. Fordi haugens overflate smeltes og det smeltede materiale med innholdet av medførte fastpartikkelmateriale kan strømme mot rørledningen 54, vil partikkelmaterialet fremby en ny overflate som deretter smeltes og utstrømmer fra anordningen gjennom slaggåpningen. Selv om primæraggregatet og det ubrennbare finpartikkelmateriale i dette tilfelle er vist innført i den andre oksideringsinnretning 56, kan prosessen også gjennomføres dersom en del av dette materiale innføres i den første oksideringsinnretning. Primæraggregatet kan også injiseres separat i hver av oksideringsinnretningene eller finpartikkelmaterialet i hver av oksideringsinnretningene, men det foretrekkes å kombinere spesielle primæraggregat og det ubrennbare finpartikkelmateriale og gjeninnføre disse i prosessen som en kombinasjon.

Utførelsesformen ifølge figur 2 omfatter også en anordning for injisering av oksygen i den første oksideringsinnretning. Prosessen kan også gjennomføres ved injisering av oksygen i den andre oksideringsinnretning 56 ved hjelp av en oksygeninjektor 60 som er vist skjematisk i figur 2. Det foretrekkes at det når anlegget er i drift, råder en middeltemperatur av ca. 1650°C i den første oksideringsinnretning 26. Temperaturen i rørledningen mellom den første og den andre oksideringsinnretning er ca. 1538°C og temperaturen i den andre oksideringsinnretning ca. 1538°C. Det foretrekkes også at en andre oksideringsinnretning er slik plassert at den kan oppta væske i relativt små mengder, slik at alt brennbart og skadelig avfall i væsken oksideres i oksideringsinnretningen. Som vist, er den andre oksideringsinnretning 56 forsynt med et innløp 61. Ved den rådende driftstemperatur i den andre oksideringsinnretning 56 fordamper vannet og faststoffene innføres i varmgasstrømmen, for enten å forbrennes, smeltes eller uttransporteres med annet ubrennbart finpartikkelmateriale i anordningens bakre seksjon.

Det foretrekkes videre at avgassen, gassforbrennings-biproduktene og det ubrennbare finmateriale fra oksideringsinnrentingen avkjøles ved vanninnsprøy-ting, for å danne en avkjølt utløpsstrøm. Som skjematisk vist i figur 1, er en tredje oksideringsinnretning 62 innrettet for vanninnsprøyting. Vannet danner fortrinnsvis en avkjølt utløpsstrøm med en temperatur under ca. 204°C og helst over 177° C. Som tidligere omtalt, kan avkjølingen også finne sted i oksideringsinnretningen 65.

Det foretrekkes videre at eventuelle syrer i den avkjølte avløpsstrøm nøytraliseres. Som vist skjematisk i figur 1, er anordningen i såfall anordnet for innføring av et kaustisk materiale for frembringelse av en nøytralisert utløpsstrøm bestående av ubrennbart finmateriale og avgass. Prosessen kan gjennomføres med kaustisk fastpartikkelmateriale eller en tilsetting av en kaustisk løsning i den tredje eller fjerde oksideringsinnretning.

Avgassen utskilles fortrinnsvis ved tørrfiltrering fra det ubrennbare finmateriale. Dette prosesstrinn kan gjennomføres ved at det ubrennbare finmateriale og avgassen ledes gjennom et konvensjonelt sekkfilter 74 som vist i figur 1 og 6. Viften 76 som er vist i figur 1 i tilknytning til sekkfilteret, fremkaller trekk gjennom hele anordningen som derved drives ved trykk under atmosfæretrykk.

Hovedfordelen ved anvendelsen av vannkjølte oksideringsinnretninger er at den nødvendige vannmengde for avkjøling av materialet før filtreringen reduseres. De skadelige materialer elimineres hovedsakelig ved oksidering. Følgelig vil prosessen begrenses i visse henseende av oksygengjennomstrømmen i systemet. Oksygen innsuges i anordningen ved hjelp av viftene 76 og hvis det innsprøytes vann i overdreven mengde for avkjøling av blandingen før filtreringen, må viftene 76 utdrive større mengder av damp. Dette vil i sin tur begrense den oksygenmen-gde som kan innsuges i systemet, for oksidering. Den foretrukne utførelsesform med den vannkjølte oksideringsinnretning vil i vesentlig grad redusere behovet for kjølevanninjisering under opprettholdelse av de nødvendige betingelser for effektiv oksidering av de skadelige materialer.

I prosessen inngår et trinn hvorunder blandingen av smeltet slagg og fastpartikkelmateriale avkjøles for å danne et uskadelig aggregat. Det foretrekkes at blandingen av smeltet slagg og fastpartikkelmateriale innføres i en vannfylt trans-portør hvor blandingen, på grunn av vannets bråkjølende virkning, avkjøles og danner det faste og uskadelige, ikke-utvaskende aggregat. Vannet som har av-kjølt det smeltede materiale, gjeninnføres i prosessen, enten sammen med spill-vann i den andre oksideringsinnretning 56 eller i den tredje oksideringsinnretning 62.

Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen produseres fire effluenter: jern-metall som etter å ha passert gjennom roterovnen er befridd for skadelig mate riale, klinker som har passert gjennom roterovnen og hvis eventuelle innhold av skadelig materiale er bundet i klinkerstrukturen eller som tilbakeføres til prosessen, til klinkersammensetningen er uskadelig. Det tredje effluent dannes av gasstrømmen fra skorstenen 80 og består hovedsakelig av karbondioksid og vann. Mens den foretrukne versjon av oppfinnelsen ikke klassifiseres som en forbrenningsovn for skadelig avfall og ikke er underlagt bestemmelsene for forbrenning av skadelig avfall, vil den på grunn av sin luftkvalitet kunne baseres på samme betraktninger som gjelder for en del "B" vedrørende forbrenningsovn for skadelig avfall. Foreliggende oppfinnelse vil uten vanskelighet oppfylle et slikt kriterium. Foruten å imøtekomme strenge forskrifter vedrørende luftkvalitet, vil aggregatet som frembringes ved prosessen, selv om det inneholder tungmetaller som ville være skadelige hvis de kunne fjernes fra aggregatet, være i en form hvor tungmetallene er bundet i det glasslignende aggregat. Særlig ligger mengdene av arsenikk, barium, kadmium, krum, bly, kvikksølv, selen og sølv langt under den fastsatte grense. I tillegg er konsentrasjonen av soppmiddel-plantemiddel-blandinger, karbolsyreblandinger, basenøytrale blandinger og andre, flyktige blandinger langt under de fastsatte grenser. Selv om inngangsmaterialene kan inneholde skadelige bestanddeler vil disse enten elimineres ved oksidering eller bindes i aggregatstrukturen, slik at prosessen ikke frembringer skadelige effluenter.

Den foretrukne versjon av oppfinnelsen som er vist og beskrevet vil kunne endres og modifiseres innenfor oppfinnelsens ramme som er definert av de etterfølgende krav.

Claims (19)

1. Anlegg for omdanning av skadelig avfall til uskadelig, ikke-utvaskbart aggregat, ved forbrenning av avfallet ved høye temperaturer, omfattende: en roterovn (10) med en inngangsseksjon (12), en oksideringsinnretning omfattende minst en vannkjølt tank (26) med metallvegger, nær ovnens inngangsseksjon og en mateanordning (28) av fast avfallsmateriale bestående av storpartiklet avfall og finpartiklet avfall, hvor roterovnen (10) virker som en separator for utskilling av det storpartiklete fastavfall fra finpartikkel-avfallet, en transportør (30) for innføring av det storpartiklete fastavfall i roterovnens inngangsseksjon, hvor oksideringsinnretningen står i strømningsforbindelse med inngangsseksjonen (12) for innføring av finpartikkel-avfallet til oksideringsinnretningen, en brennstoffkilde (22) og luftkilde (24) for fremkalling av forbrenning i ovnen, for omdanning av det storpartiklete fastavfall til fastpartikkel-primæraggregat, klinker, flyktige gasser og gassforbrennings-biprodukter, en sorterer (34) for utskilling av klinker fra fastpartikkel-primæraggregatet, i det minste brennstoffkilde (36) og oksygenkilde (38) for fremkalling av forbrenning i oksideringsinnretningen, for omdanning av finpartikkel-avfallet, i flyktige gasser og gassforbrennings-biproduktene til ubrennbart finmateriale, smeltet slagg og avgass, hvor inngangsseksjonen (12) er innrettet for avleding av gassforbrennings-biproduktene fra ovnen, samt en rørledning (54) for avleding av avgassen fra oksideringsinnretningen, en innretning (65) for avkjøling av det ubrennbare finmateriale og avgassen, en separator (74) for utskilling av det ubrennbare finmateriale og avgassen, en innretning (84) for innføring av fastpartikkel-primæraggregatet og det ubrennbare finmateriale i det smeltete slagg, for frembringelse av en stort sett smeltet blanding, en åpning (110) for fjerning av blandingen fra anlegget, og en innretning (106) for avkjøling av den stort sett smeltete blanding, for frembringelse av det uskadelige, ikke-utvaskbare aggregat,karakterisertved at oksideringsinnretningen (26) står i strømningsforbindelse med en separat slaggfjerningsbeholder (108) som innbefatter en brenner (112) for oppvarming og forglassing av materialet i beholderen, og at brenneren (112) i slaggfjernings beholderen (108) er skråstilt for å hemme strømningen og øke materialets oppholdstid i beholderen.

2. Anlegg ifølge krav 1,karakterisert vedat oksideringsinnretningen omfatter et antall tanker i strømningsforbindelse med roterovnens (10) inngangsseksjon (12), og at oksideringsinnretningen innbefatter første og andre oksideringsinnretninger (26, 56).

3. Anlegg ifølge krav 2,karakterisert vedat den første oksideringsinnretning (26) er anordnet for opptaking av finpartikkel-avfallet, de flyktige gasser og gassforbrennings-biproduktene fra ovnen (10).

4. Anlegg ifølge krav 2,karakterisert vedat den andre oksideringsinnretning (56) er anordnet for opptaking av finpartikkel-avfallet, de flyktige gasser og gassforbrennings-biproduktene fra den første oksideringsinnretning (26).

5. Anlegg ifølge krav 2,karakterisert vedat oksideringsinnretningen innbefatter en tredje oksideringsinnretning (62) som er anordnet for opptaking av finpartikkelavfallet, de flyktige gasser og gassforbrennings-biproduktene fra den andre oksideringsinnretning (56).

6. Anlegg ifølge krav 5,karakterisert vedat det omfatter en overbøyinnretning (72) for sammenkopling av den andre og den tredje oksideringsinnretning (56, 62).

7. Anlegg ifølge krav 6,karakterisert vedat overbøyinnretningen (72) omfatter en vannkjølt tank med metallvegger, som forbinder den andre og den tredje oksideringsinnretning (56, 62) med hverandre.

8. Anlegg ifølge krav 1,karakterisert vedat den omfatter en anordning (84) for innføring av det ubrennbare finpartikkelmateriale og primæraggregatet i oksideringsinnretningen.

9. Anlegg ifølge krav 2,karakterisert vedat anordningen (84) er innrettet for innføring av det ubrennbare finpartikkelmateriale og primæraggregatet i den andre oksideringsinnretning (56).

10. Anlegg ifølge krav 9,karakterisert vedat det omfatter en åpning (110) for fjerning av den smeltete blanding fra den første oksideringsinnretning (26).

11. Anlegg ifølge krav 1,karakterisert vedat innretningen for avleding av gassforbrennings-biproduktene fra ovnen (10) og avgassen fra oksideringsinnretningen innbefatter en anordning (76) for opprettelse av underatmos-færisk trykk i anlegget.

12. Anlegg ifølge krav 1,karakterisert vedat roterovnen (10) inngår i innretningen for utskilling av det storpartiklete fastavfall fra finpartikkelavfallet.

13. Anlegg ifølge krav 1,karakterisert vedat hovedpartiet av oksideringsinnretningens vertikale vegger består av stort sett vertikaltstilte rørledninger (46).

14. Anlegg ifølge krav 13,karakterisert vedat de vertikale vegger av minst én av oksideringsinnretningene består av en rekke parallelle metallrørled-ninger (46) av rektangulært tverrsnitt.

15. Anlegg ifølge et av de foregående krav,karakterisert vedat den andre og den tredje oksideringsinnretning omfatter to stort sett sylindriske, verti-kalt orienterte tanker (56, 62) med åpninger i sine øvre ender.

16. Anlegg ifølge et av de foregående krav,karakterisert vedat overbøyen (72) er i form av en stort sett U-formet beholder som forbinder den andre og den tredje oksideringsinnretnings øvre åpninger med hverandre.

17. Anlegg ifølge et av de foregående krav,karakterisert vedat den omfatter minst én innretning (65) for regulering av temperaturen i oksideringsinnretningen.

18. Anlegg ifølge krav 17,karakterisert vedat temperatur-reguleringsinnretningen (65) innbefatter ledningene (46) for avkjøling av oksideringsinnretningens vegger.

19. Anlegg ifølge et av de foregående krav,karakterisert vedat anordningen for avkjøling av den stort sett smeltete blanding, for frembringelse av det uskadelige, ikke-utvaskbare aggregat omfatter en vann-bråkjøler (106) som står i driftsmessig forbindelse med en utstrømningsledning fra slaggfjerningsbeholderen (108).