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1. EP0832393 - PROCESS FOR DISPOSING OF DANGEROUS PRODUCTS CONTAINING EXPLOSIVES AND POISONS AND SUITABLE EXPLODING AND INCINERATION CHAMBER THEREFOR

Note: Text based on automatic Optical Character Recognition processes. Please use the PDF version for legal matters

[ DE ]
Beschreibung


[0001]  Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entsorgen von Spreng- und Giftstoffe enthaltendem Gefahrengut, bei dem das Gefahrengut durch eine Schleusenkammer in eine Spreng- und Brennkammer eingebracht und dort unter Unterdruck gesprengt und/oder verbrannt und/oder pyrolisiert wird.

[0002]  Sie betrifft außerdem eine Spreng- und Brennkammer zum Entsorgen von Spreng- und Giftstoffe enthaltendem Getahrengut durch Sprengen, Verbrennen und/oder Pyrolisieren mit mindestens einer Schleusenkammer und einem angeschlossenen System zur Erzeugung eines Unterdruckes zur Durchführung des Verfahrens.

[0003]  Aus der DE-PS 41 17 504 ist bereits eine Sprengkammer bekannt, bei der das Sprenggut durch eine Schleusenkammer in eine Explosionskammer befördert wird. Die Explosionskammer wird vor und nach der Sprengung unter Unterdruck gehalten. Die bei der Sprengung erzeugten gasförmigen Reaktionsprodukte werden aus der Explosionskammer sofort von einem Unterdrucksystem zur weiteren Nachbehandlung abgeführt.

[0004]  Zur Nachbehandlung sind spezielle Einrichtungen erforgerlich, in denen die Spreng- und Verbrennungsgase verschiedenen Verfahrensstufen unterworfen werden, in denen sie z.B. gekühlt, ausgewaschen und nachverbrannt werden.

[0005]  Der Aufwand für derartige Nachbehandlungseinrichtungen ist entsprechend hoch. Außerdem entstehen bei einer Nachverbrennung in der Regel große Abgasmengen, darunter Kohlendioxid, die die Umwelt belasten. Außerdem ist die Sprengkammer mit dem hier zugrundeliegenden Verfahren nicht für alle Arten von zu entsorgendem Gefahrengut geeignet.

[0006]  Aus der DE-PS 43 17 145 ist ein Verfahren zur Entsorgung von Abfallmaterial, insbesondere von mit Kunststoffen oder anderen organischen Verbindungen vermischtem Metallschrott, mittels eines koksbeheizten Schachtofens bekannt, das ebenfalls die beschriebenen Nachteile aufweist. Hier erfolgt eine Überhitzung des Entsorgungsmaterials, z. B. von Altautopaketen, innerhalb der glühenden Füllkokssäule. Die aufsteigenden Verbrennungsgase werden über der überhitzungszone entnommen und der Koks-Schrott-Säule im Kreislauf unten wieder zugeführt und schließlich nachverbrannt. Abgesehen davon, daß sich mit diesem Verfahren nur bestimmte Abfallmaterialien entsorgen, und zwar verbrennen lassen, entstenen hierbei durch die Verwendung von Koks große Mengen von Kohlendioxid und Kohlenmonoxid.

[0007]  Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine zu dessen Durchführung geeignete Einrichtung der eingangs genannten Arte anzugeben, mit dem alle Arten von Gefahrengut, das Spreng- und Giftstoffe enthält, sicher und umweltschonend bei verringertem Aufwand entsorgt werden können.

[0008]  Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß am Boden der Spreng- und Brennkammer ein Schrottreservoir gebildet und aufrechterhalten wird, daß das Gefahrengut oberhalb des Schrottreservoirs gesprengt, und/oder verbrannt und/oder pyrolisiert wird, daß das Schrottreservoir beim Betrieb der Kammer ständig auf einer Temperatur von mindestens 200°C gehalten wird und daß die gasförmigen Explosions- oder Verbrennungsprodukte ausschließlich durch das Schrottreservoir hindurch aus der Spreng- und Brennkammer abgeleitet werden.

[0009]  Zu Verfahrensbeginn ist dafür zu sorgen, daß zunächst ein Schrottreservoir vorliegt. Aufgrund des dann ständig vorhandenen heißen Schrottreservoirs findet eine vollständige Verbrennung aller Sprengstoffe sowie weiterer im Gefahrengut enthaltener gasförmiger, flüssiger oder in Pulverform vorliegender Stoffe statt. Die entstehenden Schwaden und Gase müssen bei ihrem Weg zu den weiteren Filter- und Behandlungseinrichtungen das metallische Schrottreservoir passieren und durchlaufen dort einen pyrolytischen Prozeß, in welchem sie zumindest weitgehend zerfallen.

[0010]  Das erfindungsgemäße Verfahren kann so geführt werden, daß das Schrottreservoir durch bei der Sprengung und/oder Verbrennung anfallenden Schrott gebildet oder dadurch ergänzt wird und durch Abziehen aus der Kammer ständig zwischen einem Minimal- und einem Maximalwert gehalten wird.

[0011]  Das erfindungsgemäße Verfahren kann so geführt werden, daß das Schrottreservoir beim Betrieb der Kammer ständig auf einer Temperatur von 200°C bis 1200°C gehalten wird. In diesem Bereich kann eine Temperatur gewählt werden, die für das zu entsorgende Material optimal ist. Dabei kann sich ein Temperaturgradient aufwärts oder abwärts einstellen.

[0012]  Das erfindungsgemäße Verfahren kann so geführt werden, daß die Menge des Schrotts im Schrottreservoir mindestens 30 cm hoch gehalten wird. Diese Höhe sollte in der Regel nicht unterschritten werden, da ansonsten die dämmende Wirkung sowie die von dem Schrottreservoir ausgehende Wärmeübertragung zu gering sein könnten.

[0013]  Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch so geführt werden, daß die Menge des Schrotts im Schrottreservoir mindestens 2 m hoch gehalten wird.

[0014]  Das erfindungsgemäße Verfahren kann vorteilhaft so ausgeführt werden, daß die Spreng- und Brennkammer taktweise mit Gefahrengut beschickt wird. Ein weitgehend automatisierter Betrieb ist dabei möglich.

[0015]  Das erfindungsgemäße Verfahren sieht ferner vor, daß beim Betrieb der Spreng- und Brennkammer ständig mit einem Unterdruck von mindestens 200 Millibar (absoluter Druck = 0,8 bar) gearbeitet werden kann.

[0016]  Ferner kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß der aus der Kammer abgezogene Schrott einer Station zum Ausglühen und die gasförmigen Explosions- oder Verbrennungsprodukte einer chemischen und/oder thermischen Nachbehandlungsanlage zugeführt werden.

[0017]  Diese Verfahrensvariante hat insbesondere dann große Vorteile, wenn mit einem besonders hohen Schrottreservoir und relativ niedrigen Temperaturen im Schrottreservoir gearbeitet wird. Es erlaubt durch das separate Ausglühen des Schrotts einen kontinuierlicheren Betrieb und eine noch bessere Verbrennung. Durch die thermische Nachbehandlung der Gase wird gewährleistet, daß im Gas noch enthaltene Giftstoffe mit Sicherheit verbrannt werden. Bei der Nachverbrennung kann kann eine Oxidationsatmosphäre aufrechterhalten werden. Neben oder anstelle der thermischen Nachbehandlung kann eine chemische Nachbehandlung vorgesehen sein.

[0018]  Zweckmäßigerweise wird beim Ausglühen des Schrotts das gleiche Druckniveau gehalten wird wie in der Spreng- und Brennkammer. Das Ausglühen kann vorteilhaft bei einer Temperatur von mindestens 600°C durchgeführt werden, wobei ebenfalls vorteilhaft beim Ausglühen noch frei werdende oder entstehende Gase der chemischen und/oder thermischen Nachbenandlungsanlage zugeführt werden.

[0019]  Die thermische Nachbehandlung der Gase erfolgt vorteilhaft bei einer Temperatur von mindestens 800°C.

[0020]  Nach der Erfindung ist bei einer Spreng- und Brennkammer der eingangs genannten Art vorgesehen, daß sie eine zum Sprengen, Verbrennen und/oder Pyrolisieren dienende Aktionskammer aufweist, daß sich zwischen der Aktionskammer und dem Boden der Spreng- und Brennkammer ein Raum für die Aufrechterhaltung eines Schrottreservoirs befindet, daß in dem Bereicn des Schrottreservoirs ein Brenner wirksam ist, daß sich im Bereich unterhalb des Schrottreservoirs der Anschluß an das Unterdrucksystem befindet und daß der übrige Bereich der Spreng- und Brennkammer gegenüber dem Schrottreservoir und der Aktionskammer mit mindestens einem Dämmkörper abgeschirmt ist.

[0021]  Die erfindungsgemäße Spreng- und Brennkammer kann weiter so ausgebildet sein, daß die Kammer länglich ist, wobei die Längsachse vertikal verläuft und der oder die Dämmkörper mittig über dem Schrottreservoir angeordnet sind. Das Gefahrengut fällt dann selbsttätig in den zur Sprengung oder Verbrennung vorgesehenen Bereich. Das vorhandene Schrottreservoir bildet bei einer sich anschließenden Sprengung dann eine gewisse Dämmschicht.

[0022]  Die erfindungsgemäße Spreng- und Brennkammer kann ferner doppelwandig ausgeführt sein. Der Zwischenraum zwischen den beiden Mänteln wird dann zweckmäßig mit Sand ausgefüllt. Alternativ dazu oder zusätzlich kann in dem Zwischenraum eine Möglichkeit zu einer Kühlmittelzirkulation vorgesehen sein. Als Kühlmittel kommt ein spezielles Kühlöl oder Wasser in Betracht. Die Kühlung dient einmal dazu, den Mantel der Spreng- und Brennkammer nicht übermäßig warm werden zu lassen, zum anderen kann sie dazu beitragen, die Temperatur des Schrottreservoirs zu regulieren.

[0023]  In vorteilhafter Weise kann der verwendete Brenner ein Waserstoffbrenner, ein Ölbrenner oder ein Gasbrenner sein. Die Verwendung von Wasserstoff als Brennmittel ist besonders dann vorzuziehen, wenn durch die Verbrennung keine weiteren Verbrennungsrückstände eingetragen werden sollen, da bei der Verbrennung von Wasserstoff lediglich Wasserdampf entsteht.

[0024]  Der Dämmkörper ist vorteilhaft kugelförmig, halbkugelförmig, kegelförmig oder pyramidenförmig aufgebaut.

[0025]  Der Dämmkörper kann ferner vorteilhaft aus Stahlblechen zusammengesetzt sein.

[0026]  Weiter kann der Dämmkörper so aufgebaut sein, daß er an seiner nach oben weisenden Oberfläche treppenförmige Absätze hat. Diese Form der Oberflächengestaltung macht ihn zur Verbrennung bestimmter Stoffe besonders geeignet.

[0027]  Die Spreng- und Brennkammer kann außerdem so gestaltet sein, daß im Bereich zwischen dem Schrottreservoir und dem oder den Dämmkörper(n) eine sich nach unten trichterförmig verengende Führungseinrichtung vorgesehen ist. Bevorzugt sollte der Innenraum zylindrisch sein. Die Führungseinrichtung ist dann zweckmäßig ringförmig aufgebaut.

[0028]  Ferner kann die Spreng- und Brennkammer so gestaltet sein, daß im Bereich oberhalb des oder der Dämmkörper parallel zur Längachse der Kammer verlaufende stangenförmige Dämmelemente angeordnet sind.

[0029]  Durch die Anordnung der Führungseinrichtung und der weiteren Dämmelemente ist gewährleistet, daß zu entsorgende Munition in den Bereich unterhalb des Dämmkörpers fällt, bevor sie eine die Zündung auslösende Temperatur erreicht hat. Außerdem können bei der Sprengung hochfliegende Schrotteile kaum zurück in den Deckelbereich gelangen. Die dennoch dort auffliegenden Schrotteile werden durch die Dämmelemente vom Innenmantel der Kammer abgehalten.

[0030]  Zur Entsorgung des Schrottes ist die Spreng- und Brennkammer zweckmäßig mit einer Auslaßschleuse versehen, die in bevorzugter Weise unter einem Auslaß angeordnet ist, der mittig an der tiefsten Stelle des muldenförmig gestalteten Sprengambosses liegt.

[0031]  Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. Die beiliegende Zeichnung zeigt den Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Spreng- und Brennkammer.

[0032]  Die Kammer hat einen Außenmantel 1, der durch Rippen 2 im Abstand von einem druckfesten Innenmantel 3 gehalten ist. Der Innenraum der Spreng- und Brennkammer wird von Dämmelementen 4 gebildet, die im unteren Bereich in einen Sprengamboß 5 übergehen, der aus einem besonders festen Material besteht. Zwischen dem Innenmantel 3 und den Dämmelementen 4 bzw. dem Sprengamboß 5 ist eine Isolationsschicht 6 angebracht.

[0033]  Das Gefahrengut gelangt über eine Schleuse 7 in den Bereich, der durch den Deckel 8 gebildet wird, und fällt dann automatisch durch einen Tragboden 9 hindurch in den Innenraum der Kammer. Der eigentliche Aktionsbereich, insbesondere für Sprenggut, wird durch die Aktionskammer 10 gebildet. Der bei einer Sprengung, z.B. von Altmunition, entstehende Metallschrott 11 sammelt sich in der durch den Sprengamboß 5 aufgemachten Mulde. Im Bereich des Sprengambosses 5 befindet sich ein Heizbrenner 12, der zunächst nur beim Beginn einer Betriebsperiode, den sich ansammelnden bzw. noch vorhandenen Metallschrott 11 auf eine Temperatur von beispielsweise 600°C aufheizt. Noch verbliebene Sprengstoffreste im vorhandenen bzw. ständig hinzukommenden Metallschrott 11 werden auf diese Weise vollständig verbrannt.

[0034]  Sind in dem Sprenggut auch chemische Giftstoffe enthalten, so empfiehlt es sich, die Temperatur weiter zu erhöhen, z.B. auf 800°C.

[0035]  Die Temperatur wird bei einer kontinuierlichen Sprengung bzw. Verbrennung von Gefahrengut dann selbttätig aufrechterhalten, so daß der Heizbrenner 12 später abgeschaltet werden kann.

[0036]  Die bei der Sprengung oder Verbrennung entstehenden Abgase und Schwaden werden mittels einer Abgasleitung 13 abgesaugt, die die Spreng- und Brennkammer im Betrieb ständig unter Unterdruck hält. Die Gase müssen dabei den aufgeheizten Metallschrott 11 passieren und werden auf diese Weise einer Pyrolysebehandlung unterzogen. Außerdem tritt eine Beruhigung der Gase ein, und es werden grobe Staubanteile durch den Metallschrott ausgefiltert.

[0037]  Im Abstand über dem Metallschrott 11 ist in der Aktionskammer 10 ein Dämmkörper 14 aufgehängt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel hat der Dämmkörper 14 eine kegelförmige Gestaltung. Auf seinen schrägen Flächen kann er auch eine Treppenform aufweisen. Die Treppenform dient dazu, solche zu entsorgende Stoffe aufzunehmen, die in dem Temperaturbereich, in dem sich die Stufen des Dämmkörpers 14 befinden, besonders gut verbrennen. Hierzu zählt z.B. TNT. Der Dämmkörper 14 schirmt insgesamt den oberen Bereich der Spreng- und Brennkammer einschließlich der Schleuse 7 und des Deckels 8 von der Aktionskammer 10 ab. Die Abschirmung ist dabei als thermische Abschirmung gegenüber der Strahlungswärme des Metallschrottes 11 zu verstehen, so daß zwischen dem Deckelbereich und der Aktionskammer 10 ein ausreichendes Temperaturgefälle hergestellt wird. Geschleuste Sprengkörper gelangen somit vor der Sprengung sicher in die Aktionskammer 0 und erreichen erst hier die für eine Zündung erforderliche Temperatur. Außerdem bildet der Dämmkörper 14 ein mechanisches Schild für aufwärts fliegende Metallteile bei einer Sprengung. Eine Sprengung kann also im Deckelbereich keinen Schaden bewirken.

[0038]  Weitere stabförmige Dämmelemente 15 sind palisadenartig in der Nähe des Innenmantels 3 der Kammer vorgesehen. Die Dämmelemente 15 sind geeignet, umherfliegende Teile von Sprengkörpern von der Innenwand der Kammer fernzuhalten. Befestigt sind die Dämmelemente 15 wie auch der Dämmkörper 14 am Tragboden 9, der seinerseits auf dem Innenmantel 3 aufliegt.

[0039]  Unterstützt wird die Funktion der Dämmelemente 4 und 15 durch einen Führungsring 16, der oberhalb des Sprengambosses 5 zwischen diesen und den Dämmelementen 4 angebracht ist. Zwischen dem Dämmkörper 14 und den Dämmelementen 4 verbleibt somit nur ein kleiner Spalt, durch den kaum Schrottteile auffliegen können. Der Spalt muß natürlich einen ausreichenden Durchlaß für das Gefahrengut belassen. Der Führungsring 16 lenkt das Gefahrengut in die vorgesehene Bahn, d.h. in Richtung auf die Mitte der Schrottmulde.

[0040]  Im Zwischenraum zwischen Innenmantel 3 und Außenmantel 1 ist im Bereich der Schrott aufnehmenden Mulde, wie in der Zeichnung schematisch angedeutet ist, ein Kühlsystem 17 vorgesehen. Das Kühlsystem 17 kann, wie die Zeichnung ebenfalls andeutet, zusätzlich auch direkt den Sprengamboß 5 kühlen. Im Innenraum der Spreng- und Brennkammer ist hier der heißteste Bereich, so daß sich die Kühlung erforderlich macht, um die Temperatur der Außenseite der Kammer nicht im gleichen Maße mit ansteigen zu lassen. Schließlich läßt sich mit dem Kühlsystem auch die Einhaltung einer gleichmäßigen Temperatur des Metallschrottes 11 steuern. Das Kühlsystem 17 kann erforderlichenfalls auch im gesamten Mantelbereich vorgesehen sein.

[0041]  Sollen in der Kammer Stoffe mit negativer Sauerstoffbilanz verbrannt werden, so kann auch über die Luft- bzw. Sauerstoffleitung 18 eine Sauerstoffeintragung erfolgen. Zur eventuellen Zuführung von chemischen Vorbehandlungsstoffen ist eine Betriebsmittelleitung 19 vorgesehen.

[0042]  Der über die Menge eines Mindestreservoirs hinausgehende Metallschrott 11 wird von Zeit zu Zeit je nach der verarbeiteten Menge von zu entsorgendem Gefahrengut durch Öffnen der Klappe 20 über eine Ausgangsschleuse 21 entsorgt. Er fällt in einen bereitgestellten Schrottbehälter 22 und kann dann einer weiteren Verwendung zugeführt werden. Die Höhe des Metallschrotts in der Mulde sollte jedenfalls nicht unter 30 cm liegen.