DE4446888C2 - Vorrichtung zur naßmechanischen Behandlung kontaminierter, körniger Materialien und deren Aufschlämmungen - Google Patents
Vorrichtung zur naßmechanischen Behandlung kontaminierter, körniger Materialien und deren AufschlämmungenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur naßmechanischen Behandlung
kontaminierter, körniger Materialien und deren Aufschlämmungen.
Vorrichtungen zur naßmechanischen Behandlung kontaminierter, körniger
Materialien und deren Aufschlämmungen dienen der Schadstoff-Abtrennung
von einem körnigen Material, insbesondere Bodenkörnern, und der Aufnahme
der Schadstoffe in Trägermedien. Bewährt haben sich hierzu unter anderem
Hochdruck-Wasserstrahlen, die in einer Art Waschvorgang zur Ablösung der
Schadstoffe von dem körnigen Material nutzbar sind und zugleich eine Ho
mogenisierung des körnigen Materials bewirken, so daß das körnige Mate
rial von allen Seiten von den Wasserstrahlen beansprucht wird.
Aus der Zeitschrift Umwelt & Technik 4/87, S. 68-69, ist ein derartiges
Hochdruck-Strahlrohr zur Bodensanierung bekannt. Das in einem Prozeß
kreislauf geführte Wasser wird von einer Hochdruckpumpe mit bis zu 250
bar Druck über ringförmig angeordnete Düsen in das Strahlrohr gefördert.
Als Austrag wird ein Feststoff-Wasser-Luft-Gemisch erhalten, das an
schließend einer Separation der kontaminierten, körnigen Materialien von
den beladenen Trägermaterialien zugeführt wird, wozu eine Naßsiebanlage
sowie ein Hydrozyklon eingesetzt werden. Als nachteilig hat sich hierbei
erwiesen, daß der Austrag mit einer zu hohen kinetischen Energie ausge
fördert wird, wodurch eine anschließende Separation behindert und er
schwert wird. Dies gilt insbesondere dann, wenn für eine möglichst voll
ständige Abtrennung der Schadstoffe die Hochdruck-Wasserstrahlen in
mehreren aufeinanderfolgenden Stufen eingetragen werden.
Die nachveröffentlichte DE-OS 43 36 210 beschreibt ein Verfahren und
eine Vorrichtung zum Naßaufschließen kontaminierten Bodenmaterials mit
Hilfe von Hochdruck-Wasserstrahlen. Die dort beschriebene Vorrichtung
zum Naßaufschließen kontaminierten Bodenmaterials besteht aus einem Be
schleunigungsschacht, in dem das zugeführte Bodenmaterial mittels Was
serflachstrahlen beschleunigt wird und der kopfseitig in einen zylinder
förmigen Aufschlußbehälter tangential zur Mantelinnenseite überführt
wird. In dem Aufschlußbehälter wird die erhaltene Dispersion durch Leit
elemente derart geführt, daß sie sich entlang der Mantelinnenseite spi
ralförmig in axiale Richtung bewegt.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zur naßmechani
schen Behandlung kontaminierter, körniger Materialien und deren Auf
schlämmungen zu schaffen, die eine Hochdruck-Reinigung erlaubt, bei der
ein entspanntes und/oder beruhigtes Austrag-Gemisch erhalten wird.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Hierdurch wird eine Vorrichtung zur naßmechanischen Behandlung kontami
nierter, körniger Materialien und deren Aufschlämmungen geschaffen, bei
der das aus einem Hochdruck-Strahlrohr ausgetragene, mit erheblichen
Luftmengen verwirbelte Feststoff-Flüssigkeits-Gemisch einem rotations
symmetrischen Behälter tangential zugeführt wird. Dadurch strömt das
Austrag-Gemisch kreisend nach unten, was zu hohen Geschwindigkeitsverlu
sten führt. Das sich dabei entspannende Gas wird über den Gasaustritt,
der den Behälter direkt oder über eine Filtereinrichtung mit der Atmo
sphäre verbinden kann, abgeführt. Am unteren Ende des Behälters verläßt
dann ein praktisch druckloses Austrag-Gemisch die Vorrichtung.
Dort wo der tangentiale Zulauf anschließt, trägt eine Innenwandung des
Behälters vorzugsweise eine verschleißfeste Innenverkleidung. Es wird so
vermieden, daß das hier mit voller Geschwindigkeit entlang einer Behäl
terinnenwand strömende Austrag-Gemisch eine starke Abnutzung verursacht.
Um dem Austrag-Gemisch eine möglichst lange Wegstrecke nach unten anzu
bieten, kann der Behälter turmartig mit einer vertikal stehenden Kammer
ausgebildet sein.
Die Beabstandung des tangentialen Zulaufs vom Behälterkopf dient einer
entfernten Anordnung des Zulauf-Anschlusses vom Gasaustritt, um dem sich
entspannenden Gas innerhalb des Behälters eine Wegstrecke oberhalb des
kreisend strömenden Austrag-Gemisches bereitzustellen. Eine solche Beab
standung kann dadurch erreicht werden, daß der Behälter in einem mitti
gen Behälterabschnitt tangential angeströmt wird.
Eine bevorzugte Bauform für den Behälter ist ein Rundbehälter mit einem
konvergierenden Bodenabschnitt. Ein solcher Rundbehälter liefert über
seine Innenwandung eine gleichmäßig gekrümmte Strömungsfläche, entlang
der das tangential aus dem Hochdruck-Strahlrohr einströmende Austrag-Ge
misch nach unten auslaufen kann. Der trichterförmige Bodenabschnitt er
leichtert schließlich noch die Abführung.
Um dem aus dem Hochdruck-Strahlrohr tangential in den Behälter einströ
menden Austrag-Gemisch eine Strömungsfläche bereitzustellen, die einen
möglichst geringen Pralleffekt auf das strömend nach unten laufende Aus
trag-Gemisch ausübt, kann der Behälter gemäß Anspruch 6 ausgebildet
sein.
Um vom Gas mitgeführte feste und/oder flüssige Schwebstoffe abscheiden
zu können, kann eine in den Behälterinnenraum ragende Gasumlenkungsein
richtung vorgesehen sein.
Desweiteren kann der Strömungsauslaß des Hochdruck-Strahlrohrs als Dif
fusor genutzt werden, in dem das ausströmende Austrag-Gemisch eine erste
Geschwindigkeitsverminderung erfährt.
Als Auslaß kann eine Ausführvorrichtung vorgesehen sein, beispielsweise
eine Zellenradschleuse für eine dosierte Ausführung.
Das Hochdruck-Strahlrohr ist vorzugsweise mehrstufig ausgebildet. Die
Beanspruchung des angesaugten körnigen Materials mit Wasserstrahlen er
folgt dann mehrfach wiederholt, wodurch eine weitgehend vollständige Ab
trennung der Schadstoffe von dem körnigen Material erreicht wird.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschrei
bung und den Unteransprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den beigefügten Abbildungen
dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Fig. 1 zeigt schematisch einen Längsschnitt eines ersten Ausfüh
rungsbeispiels einer Vorrichtung zur naßmechanischen Behandlung kontami
nierter, körniger Materialien und deren Aufschlämmungen,
Fig. 2 zeigt schematisch einen Querschnitt der Vorrichtung gemäß
Fig. 1,
Fig. 3 zeigt schematisch einen Längsschnitt eines zweiten Ausfüh
rungsbeispiels einer Vorrichtung zur naßmechanischen Behandlung kontami
nierter, körniger Materialien und deren Aufschlämmungen,
Fig. 4 zeigt schematisch einen Querschnitt der Vorrichtung gemäß
Fig. 3.
Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur naßme
chanischen Behandlung kontaminierter, körniger Materialien, insbesondere
Schadstoff-kontaminierter Bodenmaterialien oder sonstiger Schüttgüter,
und deren Aufschlämmungen mit einem Hochdruck-Strahlrohr 1 und einem
nachgeordneten rotationssymmetrischen Behälter 2.
Das Hochdruck-Strahlrohr 1 umfaßt ein langgestrecktes, horizontal oder
leicht geneigt angeordnetes Strömungsrohr 3 mit einem eingangsseitigen
Saugeinlaß 4, einem innen mit mindestens einem umlaufenden Düsenkranz
bestückten Rohrabschnitt 5 und einem ausgangsseitigen Strömungsauslaß 6.
Der innen mit mindestens einem umlaufenden Düsenkranz bestückte Rohrab
schnitt 5 bildet den sogenannten Reaktorabschnitt, in dem ein angesaug
ter Eintrag von Hochdruck-Wasserstrahlen beansprucht wird. Dazu fördert
eine nicht dargestellte Hochdruckpumpe ein Prozeßfluid, insbesondere
Prozeßwasser, mit einem Düsenvordruck in eine den Düsenkranz speisende
Ringleitung. Der Düsenvordruck liegt vorzugsweise im Bereich zwischen
300 und 600 bar. Die dann von den Düsen ausgeförderten Wasserstrahlen 7,
8, 9 besitzen eine Austrittsgeschwindigkeit von über 200 m/s. Die Anord
nung und Ausrichtung der Düsen an einem Düsenkranz erfolgt derart, daß
die ausgeförderten Wasserstrahlen 7 einen kegelförmigen Prozeßfluid-
Schleier 10, 11, 12 im Strömungsrohr 3 bilden.
Nach dem Prinzip der Wasserstrahlpumpe wird innerhalb eines Strahlkegels
10, 11, 12 eine Erniedrigung des Luftdrucks erzeugt. Dies führt dazu,
daß über den Saugeinlaß 4 körniges Material und deren Aufschlämmungen
zusammen mit erheblichen Mengen an Luft in den oder die Strahlkegel 10,
11, 12 des Strömungsrohrs 3 gefördert werden, was zu heftigen Verwirbe
lungen führt. In dem Reaktorabschnitt 5 werden deshalb die Schadstoffe,
die an der Oberfläche einzelner Partikel fest anhaften, abgesprengt.
Damit diese Schadstoff-Abtrennung möglichst vollständig ist, ist das
Hochdruckstrahlrohr 1 vorzugsweise mehrstufig ausgebildet. Mehrere
Strahlkegel 10, 11, 12 sind dann hintereinander angeordnet, wie dies in
Fig. 1 schematisch angedeutet ist.
Das aus dem Hochdruck-Strahlrohr 1 ausströmende Austrag-Gemisch wird dem
rotationssymmetrischen Behälter 2 tangential zugeführt, und zwar beab
standet zum Behälterkopf. Dazu schließt der Strömungsauslaß 6 an einen
tangentialen Zulauf 13 am Behälter 2 an, wie dies insbesondere aus Fig.
2 ersichtlich ist. Der Abstand zwischen einem Behälterdach 14 und dem
tangentialen Zulauf 13 ist vorzugsweise größer als der doppelte Innen
durchmesser des Strömungsrohrs 3. Besonders bevorzugt ist der tangentia
le Zulauf 13 in einem mittigen Abschnitt des Behälters 2, bezogen auf
die Bauhöhe des Behälters 2, angeordnet.
Der Behälter 2 besitzt einen Behälterinnenraum 15, der durch eine Behäl
terwand 16 begrenzt wird. Das aus dem Hochdruck-Strahlrohr 1 strömende
Austrag-Gemisch gelangt über den tangentialen Zulauf 13 in den Behälte
rinnenraum 15 und strömt kreisend nach unten zu einem Auslaß 17, der an
einem unteren Ende des Behälters 2 vorgesehen ist. Am Behälterkopf weist
der Behälter 2 einen Gasaustritt 18 auf, der hier im Behälterdach 14
ausgebildet ist. Der Gasaustritt 18 ist direkt oder über einen Filter
mit der Atmosphäre verbunden und sorgt für einen Druckausgleich im Be
hälter 2. Entsprechend ist auch der Öffnungsdurchmesser des Gasaustritts
18 zu wählen.
Die Bauform des Behälters 2 ist rotationssymmetrisch. Das mit hoher Ge
schwindigkeit aus dem Hochdruck-Strahlrohr 1 tangential einströmende
Austrag-Gemisch kann dann entlang der als Strömungsfläche dienenden In
nenwandung 19 einer bogenförmigen Behälterwand 16 nach unten strömen,
vgl. Fig. 2. Aufgrund der Krümmung der Behälterwand 16 ist der Prallef
fekt, der zu einer zu abrupten Abbremsung des Austrag-Gemisches führt
und damit auch die anschließende Separation der dekontaminierten Fest
stoffpartikel von beladenen Trägermaterialien erschwert, verkleinert.
Vorzugsweise ist die Krümmung der Behälterwand 16 zumindest in einem vom
Anschluß des tangentialen Zulaufs 13 nach unten sich erstreckenden Ab
schnitt 20 des Behälters 2 klein.
Desweiteren besitzt der Behälter 2 eine vertikal stehende, hohe Bauform,
um dem tangential einströmenden Austrag-Gemisch eine ausreichende Lauf
strecke nach unten zu geben und die Beabstandung des Zulaufs 13 vom Be
hälterkopf zu gewährleisten. Dazu kann der Behälter 2 auch turmartig
ausgebildet sein. In einer einfachen Bauform ist der Behälter als Rund
behälter ausgebildet. Ein unterer Bodenabschnitt 21 kann schließlich
trichterartig geformt und auf den Auslaß 17 gerichtet sein.
Zumindest in dem Bereich, wo der tangentiale Zulauf 13 am Behälter 2 an
schließt, weist der Behälter 2 eine die Innenwandung 19 dort abdeckende
Verschleißverkleidung 22 auf. Vorzugsweise ist die Verschleißverkleidung
22 umlaufend angeordnet, wie aus Fig. 2 ersichtlich.
Der Auslaß 17 ist hier als eine Ausführeinrichtung in Form einer Zellen
radschleuse ausgebildet, die einen dosierten Auslaß ermöglicht.
Im Bereich des Behälterkopfes kann zudem eine in den Behälterinnenraum
15 ragende Gasumlenkung 23 angeordnet sein. Als Gasumlenkung 23 ist ein
geneigtes Leitblech geeignet, das vor den Gasaustritt 18 ragt und damit
das Gas auf seinem Weg zum Gasaustritt 18 lenkt, vgl. Pfeil in Fig. 1.
Das in den Fig. 3 und 4 dargesellte Ausführungsbeispiel unterscheidet
sich von dem vorstehend beschriebenen lediglich dadurch, daß der Strö
mungsauslaß 6 als Diffusor ausgebildet ist. Der Strömungsauslaß 6 besitzt
dann einen gleichmäßig sich erweiternden Innendurchmesser.
Für den Fall, daß Aufschlämmungen der körnigen Materialen mit den vor
stehend beschriebenen Vorrichtungen naßmechanisch behandelt werden sol
len, kann dem Hochdruck-Strahlrohr 1 eine Einschlämmvorrichtung 24 vor
geschaltet sein. Die Aufschlämmungen bieten den Vorteil einer Vorhomoge
nisierung des zu behandelnden Materials.
Claims (11)
1. Vorrichtung zur naßmechanischen Behandlung kontaminierter, körniger
Materialien und deren Aufschlämmungen mit einem einen Saugeinlaß (4) und
einen Strömungsauslaß (6) aufweisenden Hochdruck-Strahlrohr (1), das in
nen mit mindestens einem umlaufenden, einen Triebstrahlkegel (10,11,12)
ins Rohrinnere befördernden Düsenkranz bestückt ist, und mit einem rota
tionssymmetrischen Behälter (2), dem beabstandet vom Behälterkopf ein
tangentialer, an den Strömungsauslaß (6) anschließender Zulauf (13) zu
geführt ist, wobei der Behälter (2) einen kopfseitigen Gasaustritt (18)
und am unteren Ende einen Auslaß (17) aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dort, wo der
tangentiale Zulauf (13) anschließt, der Behälter (2) eine verschleißfe
ste Innenverkleidung (22) aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der
Behälter (2) turmartig ausgebildet ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der tangentiale Zulauf (13) in einem mittigen Behälterabschnitt an
schließt.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der Behälter (2) ein Rundbehälter mit einem konvergierenden Bodenab
schnitt (21) ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Behälter (2) zumindest in einem von dem Anschluß des tangentia
len Zulaufs (13) nach unten sich erstreckenden Behälterteilabschnitt
(20) einen solchen Innendurchmesser aufweist, daß die umfangsseitig ei
nen Behälterinnenraum (15) begrenzende Behälterwand (16) einen geringen
Krümmungsgrad besitzt.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß der Behälter (2) am Kopf eine in einen Behälterinnenraum (15) ragen
de Gasumlenkung (23) aufweist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß der Strömungsauslaß (6) von einem linear divergierenden Strömungs
rohr gebildet wird.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß der Auslaß (17) von einer Zellenradschleuse gebildet wird.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeich
net, daß das Hochdruck-Strahlrohr (1) mehrstufig ausgebildet ist mit ei
ner Mehrzahl in Reihe angeordneten Düsenkränzen (10, 11, 12).
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeich
net, daß dem Hochdruck-Strahlrohr (1) eine Einschlämmvorrichtung (24)
vorgeschaltet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19944446888 DE4446888C2 (de) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | Vorrichtung zur naßmechanischen Behandlung kontaminierter, körniger Materialien und deren Aufschlämmungen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19944446888 DE4446888C2 (de) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | Vorrichtung zur naßmechanischen Behandlung kontaminierter, körniger Materialien und deren Aufschlämmungen |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4446888A1 DE4446888A1 (de) | 1996-07-04 |
DE4446888C2 true DE4446888C2 (de) | 1996-11-21 |
Family
ID=6537316
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19944446888 Expired - Fee Related DE4446888C2 (de) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | Vorrichtung zur naßmechanischen Behandlung kontaminierter, körniger Materialien und deren Aufschlämmungen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4446888C2 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE29708313U1 (de) * | 1997-05-09 | 1997-07-17 | Haver & Boecker, 59302 Oelde | Reinigungsgerät für aufzubereitende Materialien |
DE19941706B4 (de) * | 1999-09-02 | 2011-03-17 | Sternel, Christoph, Dipl.-Ing. | Verfahren zum Austragen körnigen oder granularen Schüttguts eines Fest- oder Schwebebettfilters aus einem Behälter |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4336210A1 (de) * | 1993-10-23 | 1995-04-27 | Erwin Boehnke | Verfahren und Vorrichtung zum Naßaufschließen kontaminierten Bodenmaterials mit Hilfe von Hochdruck-Wasserstrahlen |
-
1994
- 1994-12-28 DE DE19944446888 patent/DE4446888C2/de not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE29708313U1 (de) * | 1997-05-09 | 1997-07-17 | Haver & Boecker, 59302 Oelde | Reinigungsgerät für aufzubereitende Materialien |
DE19941706B4 (de) * | 1999-09-02 | 2011-03-17 | Sternel, Christoph, Dipl.-Ing. | Verfahren zum Austragen körnigen oder granularen Schüttguts eines Fest- oder Schwebebettfilters aus einem Behälter |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4446888A1 (de) | 1996-07-04 |
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Effective date: 20140701 |