DE69215823T2 - Verfahren und Anlage zur Entsorgung von Abfällen - Google Patents
Verfahren und Anlage zur Entsorgung von AbfällenInfo
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Description
- Die Abfallentsorgung durch Verbrennung erfolgt derzeit entweder durch teilweise Ausnutzung der Wärme aus der Verbrennung des Abfalles oder durch ausschließliche Benutzung der durch einen äußeren Brennstoff erzeugten Wärme.
- Die bekannten Verbrennungseinrichtungen haben die folgenden Nachteile:
- - sie sind nicht in der Lage, industrielle oder besondere Abfälle, wie zum Beispiel verunreinigte Erde oder Schlick, Asbest und dergleichen, zu behandeln und zu neutralisieren;
- - sie erzeugen gasförmige, chlorierte Ketten (mehr als 200 unterschiedliche Dioxine, die nur zum Teil bekannt sind), welche durch die Entsorgung von PVC und dergleichen erzeugt werden;
- - sie erzeugen Schwefeloxide, die kaum gefiltert werden können, durch flüssige Brennstoffe erzeugt werden, die im Verbrennungsprozeß benutzt werden und wahrscheinlich die Umwelt mit Bestandteilen verunreinigen, welche die Hauptursache für den "sauren Regen" sind;
- - sie erzeugen Stickstoffoxide, die überhaupt nicht gefiltert werden können, durch die Aggregation von Sauerstoff und Stickstoff in der die Verbrennung stützenden Luft erzeugt werden, wobei die Bildung wahrscheinlicher mit dem Anstieg der Verbrennungstemperatur erfolgt und für die nachfolgende Bildung von Nitraten, Nitriten bzw. Säuren in der Umwelt verantwortlich sind;
- - hoher Brennstoffverbrauch infolge der geringen Wärme aus der Verbrennung des durchschnittlichen Abfalles. Eine perfekte und totale Verbrennung des Abfalles kann nicht immer erhalten werden, so daß Spuren des ursprünglichen Abfalles in den Verbrennungsrestprodukten gefunden werden können;
- - die Behandlung ist ökonomisch nur im Falle sehr große Abfallmengen akzeptabel, was die Vorbereitung eines aufwendigen Straßennetzwerkes für den Transport erfordert und die örtliche Entsorgung von Sondermüll, zum Beispiel Krankenhausabfall, verhindert.
- Darüberhinaus ist die Verbrennung - ebenso wie andere Abfallentsorgungsverfahren - oft durch eine hypothetische wirtschafliche Ausnutzung von Resten konditioniert, weiches fast immer eine utopische Aufgabe ist.
- Infolge der vorstehenden Gründe und um zu vermeiden, daß die Verbrennung von Abfall, die in nicht benachteiligter Weise ausgeführt wird, Umweltverschmutzung mit sich bringt, müssen Ausgestaltungen und Betrieb von Verbrennungsanlagen strengen gesetzmäßigen Betimmungen genügen, die strenger und strenger werden, und dieses Zugeständnis schließt eine komplizierte Anpassung im Falle bestehender Anlagen und hohes Kapital sowie laufende Kosten im Falle neuer Anlagen mit sich, die auf herkömmlichen Verfahren beruhen.
- Das Dokument DE-A-3 427 712 beschreibt ein Verfahren für die Entsorgung von Abfall, wobei der Abfall in einem Druckofen behandelt wird mit Einspritzen eines Brennstoffes, der aus bis zum 100% mit Sauerstoff angereicherter Luft besteht, so daß die Oxidationstemperatur des Abfalles nach einem Anlaufschritt, in welchem Jedes geeignete Brennmittel und der genannte Brennstoff verwendet werden, einen Wert erreicht, bei dem es möglich ist, die Sublimation des Abfalls und sein vollständiges Molekülkracken zu bewirken. Die Gase oder Dämpfe, die sich aus dem Sublimationsprozeß ergeben, werden dann in einer Kondensationskammer der Expansion ausgesetzt und gleichzeitig unter Vermischen mit Wasser gekühlt, während sie expandieren. Das bekannte Verfahren erzeugt jedoch Schlick, der an sich ein unerwünschter Abfall schwieriger Entsorgung ist.
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein neues Verfahren und eine Anlage für die Verbrennung einer beliebigen Art Abfall, bei denen die vorstehend genannten Nachteile nicht auftreten und die auf der nachfolgend beschriebenen Idee basieren.
- Der Abfall wird in einem Ofen unter Druck, vorzugsweise über 30 bar behandelt unter Einspritzen von Luft in den Ofen, die stark mit Sauerstoff angereichert ist, sogar bis zum 100%, um einen exo-energetischen Oxidationsprozeß zu stützen, weicher die Verfahrenstemperatur auf Werte über 1800º C anhebt, die erforderlich sind, um die wesentiiche Sublimation des Abfalles und sein vollständiges Molekülkracken sicherzustellen. Durch die Oxidation unter Druck gemäß der vorstehenden Beschreibung können femer die aus der Sublimation erhaltenen Gase einer nachfolgenden adiabatischen Expansion in einem geeigneten Volumen und/oder durch geeignete mechanische Systeme unterworfen werden, wie zum Beispiel Gasturbinen oder dergleichen, um ein erstes starkes Kühlen der Gase herunter auf Temperaturen zwischen 200 und 300ºC zu erhalten, die mit einem beliebigen normalen Wärmedissipationssystem kompatibel sind.
- Das Unterdrucksetzen des Prozeßofens ist deshalb eine Determinante sowohl für das Erreichen einer sehr hohen Temperatur (über 1800º C), die erforderlich ist, um einen wesentlichen Sublimationsprozeß einzuleiten, als auch um die technischen Schwierigkeiten bei der Vemichtung von Wärme von den Dämpfen akzeptabel zu machen, welche durch die Sublimation erzeugt werden.
- Die Parameter der Temperatur-/Druckfunktion hängen von den Eigenschaften des zu behandelnden Abfalles ab, wie nachfolgend gezeigt wird.
- Im Mittel können bei Drücken im Bereich zwischen 30 und 70 bar Temperaturen zwischen 1800 und 2200ºC im Ofen erreicht werden, und bei 100 bar (maximaler Zulassungsdruck der unten beschriebenen Anlage) könnte eine Temperatur von 2500ºC oder mehr theoretisch erreicht werden, wenn für die Isolierung des Ofens geeignete feuerfeste Materialien zur Verfügung stünden.
- In der folgenden Beschreibung wird unter Bezugnahme auf ein Beispiel und auf die anliegenden zwei Blatt Zeichnungen ein kontinuierlich betriebener Ofen erläutert, in welchen der physikalisch konditionierte Abfall unter Druck mit einer Geschwindigkeit zugeführt wird, die automatisch geregelt wird, um die Temperatur-/Druckparameter innerhalb der voreingestellten Optimalwerte zu halten.
- In den Zeichnungen zeigen:
- Figur 1 eine schematische Seitenansicht der technischen Anlage, an der Zuführeinheit und dem Ofen teilweise im Schnitt; und
- Figur 2 eine Draufsicht auf die Anlage.
- Die hier gezeigte Anlage ist so ausgestaltet worden, daß sie allen europäischen und internationalen Bestimmungen entspricht, die auf Aufbauten bezogen sind, welche mechanischen und thermischen Beanspruchungen unterworfen sind (ASME, DIN, TEMA). Diese Anlage ist mobil und hat solche Abmaße, daß sie in einem Behäfter untergebracht werden kann, der auf einer normalen Zugmaschine angebracht wird. Die Kapazität der Abfallentsorgung liegt im Bereich zwischen 500 und 1000 Kg/h, je nach dem Typ und der Zusammensetzung des Abfalls, mit einem Einheitsverbrauch an Sauerstoff zwischen 0,1 und 0,5 Kg Sauerstoff pro Kg Abfall, je nach der Art des Abfalles und seinem Oxidationswärmebedarf. Sauerstoff kann in flüssigem Zustand in gewöhnlichen Behältern aufbewahrt werden, die in einem geeigneten Gestell eingeschiossen sind.
- Die mobile Anlage ist deshalb geeignet, schnell versetzt zu werden, entweder um Abfall längs der Strecke zu entsorgen oder um den Entsorgungsort zu erreichen, wo nicht hohe Abfallmengen auf einmal behandelt werden. Dieselbe Zugmaschine oder ein anderer ähnlicher Lastwagen ohne besondere Einrichtung kann die Anlage leicht auf- und abladen, wenn sie nicht mit Sauerstofftanks versehen ist, und dies zu unterschiedlichen Orten und von diesen fort, wo die Anlage unbestimmt zur Behandlung sogar großer Abfallmengen benutzt werden kann.
- Die Transportfähigkeit der Anlage ist wegen ihrer Unterbringung in Behältern mit geeigneten Abmaßen und wegen geeigneter Aufwinde-Augenschrauben ermöglicht.
- Sollten beachtiiche Abfallmengen entsorgt werden müssen, kann eine Vielzahl von Anlagen transportiert und auf stationären Aufbauten am Benutzungsort befestigt werden, wo sie entweder zusammen oder separat betrieben werden können. Für diese besondere Benutzung sollte der Benutzer entweder stationär am Ort mit flüssigem Sauerstoff wieder auffüllbare Tanks installieren mit selektiver Lagerung oder geeignete herkömmliche Vorrichtungen für das Trennen von gasförmigem Sauerstoff aus atmosphärischer Luft installieren.
- Zu entsorgender Abfall sollte in einem losen Zustand zur Verfügung stehen, wobei die einzelnen Bruchteile nicht kompressibler Materialien 50 mm nicht überschreiten, d.h. Materialien, die ihre Ausmaße selbst dann nicht verändern, wenn sie einem mechanischen Druck von einigen hundert bar ausgesetzt werden. Der Abfall kann beispielsweise durch eine Mühle 1 geeigneter Art zerkleinert werden, die einen metallischen Schneckenförderer 2 beschickt, der von einem Motor 3 mit veränderbarer Geschwindigkeit gesteuert wird mit einem Anschluß an ein Steuerpult 4, wie noch beschrieben wird.
- Die Schnecke des Förderers 2 ist zum Beispiel durch einen Kern gekennzeichnet mit allmählich zunehmendem Durchmesser; andere Vorrichtungen, welche der Fachmann leicht zusammenstellen kann, sind vorgesehen, um eine hohe Kompression des Abfalles zu erreichen, d.h. über einige hundert bar, um eine ausreichende Sicherheit und Kompaktheit sicherzustellen, die ein gasdichtes Einführen des extrudierten, kompaktierten Abfalles in den Ofen gewährt unter Berücksichtigung des hohen Druckes in dem Ofen.
- Der Trichter 5, in welchen der Abfall eingeführt wird, ist mit (nicht gezeigten) Niveauanzeigern versehen, die in der Lage sind, automatisch den Prozeß anzuhalten, wenn irgendeine Diskontinuität beim Beschicken die Kontinuität und Kompaktheit des in den Ofen eingeführten, extrudierten Abfalles nicht sicherstellen sollte.
- Es versteht sich, daß das Beschickungsmittel nur zur Veranschaulichung vorgestellt ist und je nach den besonderen Abfallarten geändert werden kann, wenn der Abfall zum Beispiel nicht in einem losen Zustand zur Verfügung steht, wie zum Beispiel Reifen, Körper toter Tiere, halbfeste Schlämme oder getrocknete Pulver. Darüberhinaus ist nicht auszuschließen, daß zum Sicherstellen der Gasdichtigkeit des Ofens an der Abfallzuführseite und zum Entiasten des Schneckenförderers 2 von seiner Ladung das Beschickungsmittel oder ein Teil desselben in einer Kammer untergebracht werden kann, die periodisch mit Abfall beschickt wird, der gegenüber der Umgebung abgedichtet ist und gegebenenfalls unter Druck gesetzt sein kann.
- Ferner ist nicht auszuschließen, daß die Anlage mit zwei Abfallbeschickungseinheiten versehen sein kann, die an den gegenüberliegenden Enden des Ofens (siehe unten) angeordnet sind und die parallel betrieben werden können oder die - falls die Hauptzuführeinheit versagt (die mit Mitteln zum dichten Isolieren der Einheit vom Ofen ausgestattet ist) - die Hilfsbeschickungseinheit veranlassen, den Betrieb zu beginnen, ohne die Anlage anhalten zu müssen.
- Der Ofen 6 weist einen Zylinder 106 auf, der aus Spezialstahl hergestellt ist mit einem Außendurchmesser in der Größenordnung von etwa 600 mm, einer Dicke von etwa 60 mm und einer Auskleidung innen 206, die aus einem geeigneten, feuerfesten Material hergestellt und in der Lage ist, den hohen Temperaturen zu widerstehen, die mit dem Abbau des Abfalls zusammenhängen. Die Auskleidung 206 kannzum Beispiel aus Siliciumcarbid gemacht sein und kann eine durchschnittliche Dicke von etwa 140 mm haben.
- Der zylindrische Teil des Ofens 6, der etwa 1.500 mm lang ist, läuft an seinen Enden in kegelstumpfförmigen Einheiten aus, die mit großen Flanschen versehen sind, deren einer dichtend an einem ähnlichen Flansch der Beschickungseinheit 2 befestigt ist.
- Die Bezugszahl 7 bezeichnet schematisch optionale Druckabdichtmittel, die zwischen der Abfallkernbeschickungskammer 8 und dem Abfallkem selbst angeordnet sind. Es versteht sich, daß die Beschickungskammer 8 zu diesem Zweck in einer bestimmten Weise vorher geeignet angeordnet werden kann, zum Beispiel mit einem kegelstumpfförmigen Aufbau, der in Richtung des Ofens 6 konvergiert, und sie kann mit ringförmigen Rippen mit Ratschenumriß versehen sein, um den Lauf des Kernes zum Ofen hin zu ermöglichen und sein umgekehrtes Wandern zu verhindern.
- Der andere Endflansch des Ofens 6 ist durch eine Abdichtung 9 verschlossen, die einen Anschluß hat, der dichtend gegenüber der Umgebung aufgebaut ist: eine barometrische Sonde 10 fühlt den Druck im Ofen ab und ist mit dem Steuerpult 4 verbunden; eine Düse 11 für ergänzendes Einspritzen von Verbrennungsunterstützungsmittel (siehe unten).
- Der freie, benutzbare Durchmesser des Ofens 6 beträgt etwa 200 mm, und sein inneres, freies Gesamtvolumen beträgt etwa 45 Liter, während das benutzbare Volumen, in welchem die Abfallverbrennung richtig erfolgt, etwa 30 Liter beträgt.
- Die rohrförmige, zusammengesetzte Wand des Ofens 6 ist mit zehn Öffnungen gebildet, die in passender Weise längs des Ofens verteilt sind, in geeigneter Weise ausgerichtet sind und außen in entsprechenden druckdichten Düsen enden, die nach Innen isoliert sind und gemäß nachstehender Erläuterung benutzt werden.
- Mindestens zwei Düsen 12 sind in einem kurzen Abstand vom Ofenende angeordnet, in welchen der extrudierte, kompaktierte Abfall eingeführt wird, sie sind auf einem Umfang angeordnet, dessen Ebene senkrecht zur Ofenachse steht, sie stehen einander diametral gegenüber und sind mit einer Schaltung verbunden für das Kaltaktivieren des Ofens, indem man in diesen durch die Einleitungs-/Reaktionseinheit 16 ein Paar von Hypergolverbindungen einläßt, die zum Beispiel Sauerstoff, Hydrazin und ihre Katalysatoren aufweisen, um eine spontane Reaktion zu erhalten, die in der Lage ist, die Temperatur mindestens eines Teiles des kalten Abfalles auf etwa 400- 500ºC anzuheben, was ausreicht, den sukzessiven Oxidationsprozeß zu starten. Die Einheit 16 ist nahe dem Steuerpult 4 angeordnet wegen seiner Verbindung mit der Anordnung der Vorrichtungen, die für den automatischen Betrieb der Anlage erforderlich sind entsprechend einer Logik mit der Benutzung dieser Einheit 16 auch während des Ofenbetriebes, wenn - aus irgendeinem Grund - die Temperatur- und/oder Druckparameter sich bezüglich der normalen Betriebswerte des Ofens in unerwünschter Weise verändern sollten.
- Sechs Düsen 13, von denen nur ein Teil in den Figuren 1 und 2 zu sehen ist, sind in dem Zwischenteil des Ofen längs aufeinanderfolgender Umfänge oder längs einer imaginären Schraubenlinie angeordnet und mit der Einheit 17 verbunden, welche das Sauerstoff-/Luftgemisch zuführt, das automatisch von den Größen geregelt wird, die von den Druck-/Temperatursensoren im Ofen erfaßt werden. Die Einheit 17 ist über ein Rückschlagventil 18 mit den Beschickungsleitungen von den (nicht gezeigten) Tanks für flüssigen Sauerstoff verbunden, die mit einer Vergasungseinrichtung auf einen Druck von zum Beispiel 50 bar versehen sind. Die Verteilung der Düsen 13 quer und längs des Ofens stellt eine vollständige Oxidation des Abfalles sicher und ermöglicht in der Kaltstartstufe das Einführen des gasförmigen Verbrennungsstützmittels nur dort, wo der hereinkommende, kompaktierte Abfall zugegen ist, um die Gegenwart von unbenutzten Fließmitteln zu eliminieren, welche die Prozeßtemperatur verringern würden. Wie oben erwähnt, ist die Beschickungsschaltung des Brennstoffes oder des Verbrennungsstützmittels auch mit der Düse 11 verbunden, welche die Benutzung des Endteiles des Ofens als eine Nachverbrennungskammer (siehe unten) erlaubt.
- Eine Düse 14 ist für die Prozeßsteuerung mit einem ersten Temperatursensor versehen, der mit dem von der Düse 11 kommenden Sensor mit dem Steuerpult 4 verbunden ist.
- Die Dämpfe aus dem Ofen strömen durch die Düse 15 aus, die am Endteil des Ofens angeordnet ist. Die Düse 15 steht mit einer kleinen Kammer 19 in Verbindung, die auch innen isoliert und in der Lage ist, dem hohen Druck im Ofen zu widerstehen, und ist mit einer angeflanschten, abnehmbaren Abdeckung 119 zwecks Reinigung und Wartung versehen.
- Die Kammer 19 ist ihrerseits mit einer Düse 20 versehen, mit einem Injektor 111, der mit dem Kreislauf für das Einlassen des Sauerstoff-/Luftgemisches verbunden ist, wodurch sie auch als eine Nachverbrennungskammer arbeitet.
- Die Kammer 19 weist eine angeflanschte Auslaßleitung 219 auf, die über ein konvergierendes Rohr 21 mit einer einstellbaren Öffnungsscheibe oder Drossel 22 verbunden ist.
- Während des normalen Betriebes der Anlage ermöglicht die Anordnung 21-22, den hohen Druck für den Abfallsublimationsprozeß im Ofen aufrecht zu erhalten.
- Die einstellbare Drossel 22 steht über ein konvergentes Rohr 121 mit einer Expansionskam mer 23 geeigneten Volumens in Verbindung, welche durch einen zylindrischen, zusammengesetzten und soliden Aufbau ähnlich dem des Ofens 6 gebildet ist, der mit angeflanschten Endabdeckungen 123, 223 und mit Dränagetüren 323 versehen ist.
- In der Kammer 23 erfolgt die adiabatische oder halb-adiabatische Expansion, die zur Kondensation der ersten Elemente oder Verbindungen führt, die in den abgegebenen Dämpfen vorhanden sind und die höchste Sublimationstemperatur haben.
- Über eine Gruppe von Entleerungsrohren 24 ist die Expansionskammer 23 mit einem Paar von Kondensatoren 25 und 26 verbunden, die zum Beispiel in Reihe miteinander verbunden sind.
- Die ineinandergreifenden Rohre 24 werden durch elektrische Gebläse 27 gekühlt, um die Kondensation der Bestandteile in den abgezogenen Dämpfen zu bewirken, die eine Zwischensublimationstemperatur haben. Während des normalen Betriebes der Anlage beträgt der mittlere Druck abstromig von der Drossel 22 etwa 5 - 15% des Druckes im Ofen, und die Temperatur der Gase oder Dämpfe am Eingang der Kondensatoren übersteigt 200 - 300º C nicht.
- Der Wärmeübergang von den Restdämpfen erfolgt in den Kondensatoren 25 - 26, die einen geeigneten Aufbau haben. Die Kondensatoren können Austauscher mit herkömmlichen Wasserrohren haben mit Außenradiatoren mit Zwangsventilation, die alle von dem Fachmann leicht aufgebaut und eingesetzt werden können.
- Der Kondensator 26 kann eine erste Vorrichtung herkömmlicher Art aufnehmen frir das Neutralisieren der gefährlichen Restgase, die bei niedriger Temperatur gasförmig sind, wie zum Beispiel von PVC hergeleitetes Chlor.
- Aus Figur 2 kann man sehen, daß die Expansionskammer 23 und die Kondensatoren 25-26 mit Injektoren 211, 311 versehen sind, welche mit dem Beschickungskreislauf für Sauerstoff- /Luftgemisch über ein Rückschlagventil 28 verbunden sind.
- Das Volumen des Schaltkreises abstromig von der Anordnung der Drosselventile 21-22- 121 beträgt zum Beispiel in der Größenordnung von etwa 1.500 Liter.
- Der Ablauf des Kondensators 26 ist mit einem elektrisch gesteuerten Ventil 29 ausgestattet, das mit dem Steuerpult 4 verbunden ist, welches während des normalen Betriebes der Anlage im geöffneten Zustand ist, während es in der Kaltzündstufe geschlossen ist, um die Möglichkeit zu schaffen, daß sich der Druck und die Temperatur für den normalen Betrieb im Ofen 6 aufbauen.
- (Nicht gezeigte) Mittel sind vorgesehen, um den Betrieb des Förderers 2 anzuhalten, wenn in der Startstufe das Vorderende des extrudierten, kompaktierten Abfalles im Ofen 6 eine gegebene Position erreicht hat. Durch die Einleit-/Reaktionseinheit 16 und die Düsen 12 wird der Oxidationsprozeß des Abfalles eingeleitet, und der Förderer 2 wird bei niedriger Geschwindigkeit eingeschaltet. Während dieser Stufe können die ersten Düsen 13 nahe den Düsen 12 Sauerstoff in den Ofen einlassen. Wenn die Druck- und Temperatursensoren im Ofen 6 die voreingestellten Werte von Druck und Temperatur erfassen, wird die Einleiteeinheit 12-16 abgeschaltet, der Förderer 2 wird mit normaler Geschwindigkeit betrieben, und das Ventil 29 wird geöffnet, während die Düsen 18-20 und der Injektor 11 ihren Nennbetrieb beginnen.
- Schließlich ist das Ventil 29 mit einem herkömmlichen Löschapparat 30 verbunden, dessen Hauptfunktion es ist, die giftigen Restgase anzusäuern und sie vollständig zu neutralisieren, mit der sekundären Schutzfunktion, die möglicherweise in den ablaufenden Gasen vorhandenen Pulver abzusetzen und in einem geeigneten Aschesammler 31 zu sammeln, ungeachtet des Sublimations- und Kondensationsprozesses.
- Die Restdämpfe aus dem Löschapparat 30, weiche praktisch durch Kohlendioxid gebildet sind, erreichen den Ablaufstapel 32, der mit Druck- und Temperatursensoren 33 und 34 in Verbindung mit dem Steuerpult versehen ist.
- In den Figuren 1 und 2 sind die Beschickungskreisläufe für die Verbrennungsstützmittel durch fette gebrochene Linien gezeigt, die Druckerfassungsschaltkreise sind durch fette strichpunktierte Linien gezeigt, und die Temperaturerfassungsschaltkreise sind durch fette ausgezogene Linien gezeigt.
- Entgegen der Darstellung können in der Expansionskammer 23 und den Kondensatoren 25-26 auch Temperatur- und Druckerfassungsschaltkreise vorgesehen sein.
- Der Betrieb der Anlage wird sowohl in dem Kaltstartschritt als auch im Nennbetrieb durch eine Anzahl von Variablen gesteuert, wie zum Beispiel:
- - die Fließgeschwindigkeit des zugeführten Abfalles mittels der Drehzahlveränderung des Schneckenförderers 2;
- - die Zusammensetzung des Sauerstoff-/Luftgemisches sowie der Druck und die volumetrische Fließgeschwindigkeit um dieses in die verschiedenen Bereich der Anlage einzuspritzen;
- - der Druck und die Temperatur des Ofens 6;
- - der Druck und die Temperatur im Ablauf 32.
- Die Parameter Druck und Temperatur, die zu dem Steuerpult 4 geschickt sind, werden durch Software und eine Prozessoreinheit für das kontinuierliche Einstellen der anderen, oben erwähnten Prozeßvariablen verarbeitet, um einen konstanten und korrekten Betrieb der Anlage sicherzustellen.
- Das Gewicht der in dem Kondensationsschaltkreis gesammelten Aschen hängt von der Art des Abfalles ab, der behandelt wird, und er beläuft sich von zwischen 1 und 0,1% des Gewichtes des Abfalles. Der Ablauf 32 kann, zumindest in der Aufbauperiode der Anlage, mit physikalischen/chemischen Instrumenten versehen sein, die in der Lage sind zu prüfen, ob die Emissionen erwartet sind und in jedem Falle kleiner sind als von den in Kraft befindlichen Bestimmungen gefordert wird. Gewünschtenfalls können die lnstwmente mit dem Steuerpult 4 für eine kontinuierliches Prüfen und für das Rückführen (feedback) von Einstellungen an den anderen Prozeßvariablen verbunden sein.
- Die von der Anlage verlangte Wartung bezieht sich hauptsächlich auf das Ersetzen der Isolation im Ofen 6. Dank der Flanschkonstruktion kann der ganze Ofen durch einen neuen oder einen wiederhergestellten ersetzt werden, um die Abschaltzeit der Anlage minimal zu machen.
- Die Basisdaten für die Ausgestaltung der Anlage und für die Prozeßthermodynamik sind von der Prüfung zweier unterschiedlicher Abfalltypen abgeleitet worden, nämlich dem festen Stadtmüll (RSU) und einem anorganischen Abfall, wie zum Beispiel Asbest, die durch einen merklichen Unterschied in ihren Oxidationswärmen gekennzeichnet sind.
- Die durchschnittliche Zusammensetzung des Abfalles ist in der folgenden Tabelle A gezeigt, während die Tabelle B die durchschnittlichen Oxidationswärmen der verschiedenen Elemente zeigt (N.B.S. - U.S.A.).
- Gewöhnlicher Asbest besteht in der Hauptsache aus Anthophylit (Mg,Fe)&sub7;[OH Si&sub4;O&sub1;&sub1;]&sub2;. TABELLE A TABELLE B
- Zum Prüfen zeigen die Prozeßthermodynamiken a (m²) und L (m) die ausnutzbare Fläche bzw. Länge des zylindrischen Volumens des Ofens 6 an.
- Die Fläche und die Dichte des zylindrischen, extrudierten, kompakten Abfalles wird durch den Schneckenförderer in den Ofen eingeführt und durch a bzw. (Kg/m²) angezeigt. Die Einführgeschwindigkeit des Abfallkernes in den Ofen wird durch v (m/sek) angezeigt.
- Schließlich zeigt V das Volumen der Expansionskammer und der Kondensatoren 23-24- 25-26, welches während des Übergangs- bzw. Veränderungsschrittes durch das Ventil 29 gegen die Umgebung abgedichtet ist.
- Während des anfänglichen Übergangs- bzw. Veränderungsschrittes ist das Behältervolumen praktisch V, wobei das Volumen des Ofens in Bezug auf dieses vernachlässigbar ist.
- Nach dem anfänglichen Einführen des Vorderteils des kompaktierten Abfalls läßt der Abbruch bzw. die Zerstörung des oxidationsvergasten Materials das Vorderteil eine gotische bzw. Spitzbogenkonfiguration annehmen, dessen kleinerer Durchmesser in einem Abstand < L vom Eingang Null werden kann.
- Wie oben unter Bezugnahme auf die Figuren 1 und 2 erwähnt, erfolgt das Einspritzen eines Oxidationsmittels in den Ofen durch eine Vielzahl von Düsen 13, die in geeignter Weise auf der Seitenoberfläche des Ofens verteilt sind, woble der Kern des Abfalls während des Nennbetriebes der Anlage vollständig und homogen oxidiert wird. Die Verteilung der Düsen für das Oxidationsmittel ist auch während des Übergangs- bzw. Veränderungsschrittes vorteilhaft, um das Einspritzen des Sauerstoffs nur an demjenigen Teil des Kerns zu bewirken, der allmählich in den Ofen eintritt, und zwar durch Betätigen der Düsen in geeigneter Folge, um Brennstoffverschwendung zu vermeiden und jegliche unerwünschte Druckerhöhung zu vermeiden, die sich in einer Temperaturverringerung im Ofen ergeben würde. Durch diese Maßnahme kann eine Sauerstofffließgeschwindigkeit pro Längeneinheit q (Kg/m) in dem anfänglichen Verändewngsschritt bestimmt werden.
- "Formveränderung" bedeutet den anfänglichen Kaltstartschritt, während dessen die Form der extrudierten, kompaktierten Masse des Abfalles sich mit der Zeit verändert, und "Veränderung in Temperatur und Druck" bedeutet den Anfangsschritt, in welchem die Temperatur und der Druck der allmählich das Volumen aL + V ≈ L füllenden Gase auf einen Wert T anwachsen, wo die Sublimation des Materials beginnt, selbst wenn es nicht oxidiert ist, und auf einen Wert p des Nennbetriebes (berechneten Betriebes).
- Bei der Vervollständigung des Formveränderungsschrittes ist das Abfallvolumen im Ofen 6 stabilisiert, und bei der Vervollständigung des Schrittes des Überganges in der Temperatur/dem Druck ist die Sublimation eingeleitet, während bei der Vervollständigung der längeren der zwei Veränderungen bzw. Übergänge der Nennbetrieb eingeleitet ist.
- Der Kaltstartveränderungsschritt wird nun geprüft mit der Annahme, daß die Zündung durch die Düsen 12 schon erfolgt ist. Die Einheit des Meßsystems ist Mkh (m²/Kg/Stunde).
- Zur Zeit t=0 erscheint das Vorderende des Kernes am Ofeneinlaß, und zu einer gegebenen Zeit t < LN befindet sich dieses Ende an der Abszisse S=vt < L vom Einlaßpunkt.
- Ein Teil des Kerns mit einer Länge dx und Anfangsfläche a der im Augenblick r < t in den Ofen eingeführt ist, ist zur Zeit t auf einer Abszisse x0V (t-r) angeordnet. Seine Fläche ist A (r,t), sein Volumen ist A (r,t)dx, und seine Masse beträgt A (r,t)pdx. Während der Zeit t-r ist der Kem von einem Volumen an Sauerstoff qdx (t-r) überdeckt worden oder, wenn die Sauerstoffdichte auf eins angenommen wird, von einer Masse qdx(t-r) von Sauerstoff, die in derselben Zeit eine Masse Kqdx (t-r) derselben oxidiert hat. Das Volumen des generellen bzw. generischen Teils der kompaktierten Abfallmasse zur Zeit t und seine Fläche wurden:
- Dabei muß beachtet werden, daß t-r = x/v, und von daher wird sichergestellt, daß die Fläche des Teils, eine Funktion nur der Abszisse, ist:
- Die Formel (1) gibt die Werte der Abszissenflächen x = vt während des Formübergangs, während das Vorderende der kompaktierten Abfallmasse bei der Abszisse x = vt ist und eine Minimalfläche hat:
- Das Volumen Vc(t), weiches von der kompaktierten Abfallmasse zu der generellen bzw. generischen Zeit t≤L/v eingenommen wird, wird erhalten durch integrieren der Gleichung (1) von o bis vt, wobei vt den maximalen Wert von vt=L annehmen kann:
- Zur Zeit t sind die Massen H und M von abgegebenem Sauerstoff und vergastem Abfall, die Masse N des festen Abfalles in dem gerade oxidierten Volumen und der freigegebene Wert W(t):
- Kg vergasten Abfalls (Kubikmeter emzeugter Dämpfe)
- N(t)= Vc(t)=avt -kgvt² (6)
- Kg vorhandenen festen Abfalls
- W/t=RKqvt² (7)
- Kcal produziert
- Das durchschnittliche Differential der Temperatur ΔT(t) und des Druckes p(t) im Augenblick t sind:
- Nimmt man für eine Betriebshypothese an, daß:
- G = Durchschnittsdichte der Gase NTP = 1 Kg/Kubikmeter
- cG = durchschnittliche spezifische Wärme der Gase NTP = 0,25Cal/Kubik.mxºK
- cS = durchschnittliche spezifische Wärme des Abfalls = 750 Kg/Kubikmeter
- = Durchschnittdichte des kompaktierten Abfalles = 750 Kg/Kubikmeter
- und führt man eine Betriebsvarlable z = q/v und eine Betriebsfunktion f=q/t ein und schreibt man zur Vereinfachung ΔT(t) = T p(t) = p und runded man den Wert von a auf 25, erhält man:
- Wenn V = 1,5 Kubikmeter und T= (ΔT) = 1800ºC (Anfangstemperatur der Sublimation und Endtemperatur der Temperatur-/Druckveränderung), und p=50 bar (am Ende der Verändewng bzw. des Überganges ausgeübter Druck) und wenn R in Megakalorien ausgedrückt wird, werden die Formeln (10) und (11):
- Durch Eliminieren des Ausdruckes in z in (12) und in (13) erhält man:
- In den Fällen von RSU (R = 4,44 und K = 1,1) und ASBEST (R = 0,45 und K = 12,5) erhält man:
- (RSU)F=qt=9,4Kg/m (ASBEST) F=qt=4,6Kg/m
- (RSU) z = q/v =20,3 Kg/m² (ASBEST) z = q/v =31 Kg/m²
- (RSU) vt = F/z = 0,46 m (ASBEST) vt= F/z =0,14 m
- Deshalb tritt das Ende des Verändemngsschrittes oder die Kombination ΔT= 1 800ºC und p = 50 bar auf, wenn das Vorderende der kompaktierten Abfallmasse sich in dem Raum zwischen 50 und 15 cm vom Einlaß befindet und deshalb vor Erreichen der maximalen Abszisse L, wobei der Temperatur-/Druckverändemngsschritt schneller ist als der der Formveränderung.
- Durch Einrichten des Wertes von a erlauben die ersten beiden Gleichungen die Bestimmung des Wertes des anfänglichen v und der Zeit t von der Einführung, bei welcher die Temperaturveränderung endet.
- Für die Berechnung des Schrittes mit konstantem Betrieb - wenn man eine gesamte Sauererstofffließgeschwindigkeit A (Kg/h) annimmt und vom Ende des Veränderungsschrittes beginnt - sind die folgenden Parameter und Daten angezeigt:
- Fließgeschwindigkeit des gerade
- eingeführten Sauerstoffes: Q Kh/h = Q m³ NTP/h
- Oxidationstemperatur: To = 400ºC
- Sublimationstemperatur: Ts = 1800ºC
- Oxidierte Masse: KQ Kg/h
- Nicht-oxidierte, sublimierte Masse: M Kg/h
- Fließgeschwindigkeit des eingeführten Abfalls: P = KQ + M Kg/h
- Fühlbare Wärme des eingeführten O&sub2;: Co = Qx0,25 x 400 = 100 Q Kcal/h
- Fühlbare Wärme des eingeführten RSU: CR = 400 KQ + 1800 M Kcal/h
- Fühlbare Wärme des eingeführten (NTP): CG = 0,25 (Ts-To)(1+K)Q= 350 (1+K)Q Kcal/h
- Latente Sublimationswärme (exc.): 600 M Kcal/h (s. Perry-Chem. Handbuch)
- Entwickelte Wärme: RKQ Kcal/h
- Thermische Gleichgewichtsgleichung: RKQ = Co + CR + CG + 600 M = Q(450 + 750K) + 2400 M
- Oxidierte und sublimierte Masse:
- Produktion (konstanter Betrieb):
- In den zwei geprüften Fällen sind die Werte der oxidierten und sublimierten Masse, die Produktion P und die Geschwindigkeit v = P/a wie folgt gegeben:
- (RSU) M= 1,5 Q Kg/h P =2,60 Kg/h v = 0,11Qm/h
- (ASBEST) M = 0 Kg/h P = 12,5 Q Kg/h v = 0,53 Q m/h
- Die Gleichung (11) kann auch wie folgt ausgedrückt werden:
- woraus man, wenn T > 0 ist, erhält:
- Im Ergebnis ist es Immer unvermeidlich, daß P > 1 (selbst wenn einigermaßen, wie es praktisch in nicht unter Druck stehenden Boilern auftritt) und ferner müssen wir im Falle eines sehr hohen ΔT, wie es für die Sublimation notwendig ist (Mimimumwert 1800ºC) haben:
- Aus der ersten Ungleichung können wir auch ableiten, daß p erheblich höher sein muß, um das gewünschte T zu erhalten; aus der zweiten können wir folgern, daß zum Aufrechterhalten einer akzeptablen Produktion im Veränderungsschritt gleichzeitig mit einem vergleichsweise nicht hohen Druck (d.h.) hohes q und v und p≤ 50 bar im laufenden Betrieb) sollte man ein hohes V (im laufenden Fall V = 1,5 m³) haben.
- Diese Betrachtungen bestätigen die neue Bedeutung des Unterdrucksetzens in der Verbrennungskammer und die genaue Berechnung des minimalen Wertes von V.
- Die sich aus der Anlage gemäß der Erfindung ergebenden Vorteile können wie folgt zusammengefaßt werden.
- Das neue Verfahren ermöglicht die Behandlung jedes festen und halbfesten Abfalles und Materiales, der bzw. das infolge der dank der Oxidation erreichten sehr hohen Temperatur fast vollständig sublimiert wird.
- Die Funktion der Nachverbrennungskammer wird durch die ergänzenden Sauerstoffinjektionen am Ende des Ofenvolumens gewährt.
- Die Temperaturen, die erreicht werden, liegen über 2000ºC, deshalb viel höher als die minimalen Grenzen, welche von den in Kraft befindlichen Bestimmungen für jede Art Abfall vorgeschrieben sind, ohne das Erfordernis der Benutzung von Hilfsbrennern. Der Verbrauch an Sauerstoff beläuft sich von 10 - 40% des behandelten Abfalles je nach der Eigenschaft des Abfalles.
- Die Oxidation entspricht einer vollständigen Verbrennung des Abfalls, so daß weder die Turbulenz noch eine minimale Rauchgasgeschwindigkeit notwendig sein sollte. Die Zeit des Widerstandes der oben erwähnten Temperaturen überschreitet 10 - 20 Sekunden.
- Keine Pulverabnahmesysteme sind notwendig, denn bei den hohen Temperaturen werden Pulver zusammen mit Schwermetallen fast vollständig verdampft, und in den Kondensierstufen erfolgt die Trennung nahezu der Gesamtheit der restlichen Elemente, die bei Temperaturen unter 10000 fest sind, und das Endprüfsystem eliminiert sogar deren Spuren.
- Bei den erhaltenen Temperaturen ist die Moleküldissoziation vollständig, und es erfolgt die Bildung von: CO&sub2;, H, welches schnell oxidiert, Cl ( oder F) aus PVC (welches in dem Kondensator 26 und dem Löschapparat 30 neutralisiert werden kann), während SOx wegen der Abwesenheit von Kohlenwasserstoffen in dem Verbrennungsstützmittel praktisch nicht da sind, und speziell NOx ist wegen der anfänglichen Abwesenheit von N nicht zugegen.
- Praktisch werden Aschen auf die individuellen Elemente reduziert, die bei den Ablauftemperaturen fest sind, oder zu hitzebeständigen Oxiden, die möglicherweise vorhanden sein können, und die geschätzten Mengen sind viel kleiner als 1% des anfänglichen Abfalles und praktisch ohne überführbare Giftigkeit. Aschen sind nichtsiftige und nicht-infektiöse Produkte, und sie können wiedergewonnen und ohne weitere Behandlung als solche wieder benutzt werden.
- Zusätzlich zu diesen Betrachtungen sollten unter Erfüllung der derzeitigen Bestimmungen, welche das Verbrennen von Abfall betreffen, die folgenden Überlegungen in Betracht gezogen werden.
- Die Anlage kann auf einem mobilen Fahrzeug mit eigener Sauerstoffzufuhr installiert werden, oder sie kann zu jeder Zeit zu dem Benutzungsort transportiert und dort angeordnet werden, oder sie kann zu anderen Anlagen für die Behandlung sehr großer Abfallmengen hinzugefügt werden, wobei die Anlage für die stationäre Anordnung leicht vom Fahrzeug entladen werden kann.
- Das Gewicht der im Behälter aufgenommenen Anlage, einschließlich der Sauerstofftanks, ohne das der Zugmaschine, ist kleiner als 20 Tonnen, weshalb nicht die Formalitäten betreffend den Transport exzeptioneller Lasten erfüllt werden müssen.
- Eine Vielzahl von Modulen kann miteinander verbunden werden, um stationäre oder halbstationäre Anlagen mit hoher oder sehr hoher Kapazität zu bilden. In diesem Beispiel ist nicht auszuschließen, daß der Aufbau der Anlage zum Beispiel aus wirtschaftlichen Gründen dadurch modifiziert werden kann, daß eine Vielzahl von Öfen mit entsprechenden Beschickungsmitteln vorgesehen wird, die gemeinsame Mittel für die Expansion benutzen, Endkühlung und Neutralisation von gefährlichen Gasen und Pulvern benutzen, die alle vom Fachmann leicht ausgedacht und aufgebaut werden können.
- Die Anlage kann für jeden beliebigen Typ von anorganischem, festem Abfall benutzt werden, wie zum Beispiel Asbestfasern, Matsch oder Schlick, halbflüssige, verunreinigte Schlämme oder halbflüssige, trockene Rückstände oder noch organischer Abfall, wie zum Beispiel feste oder halbfeste Rückstände der Gerberei, Michwirtschaft, des Olivenpressens oder sogar kleiner Körper toter Tiere, Fleischereiabfälle usw. Jede Art Abfall wird durch eine geeignete Ofenzuführeinheit zugeführt, und gegebenenfalls kann der Ofen entweder parallel oder mit Reservefunktionen mit einer zusätzlichen Zuführeinheit versehen sein.
- Die Anlage erfordert geringere Wartung und kann von einer einzigen Person bedient werden.
- Ferner muß man daran denken, daß die Anlage sich selbst für eine erhebliche Energiewiederaufbereitung hergibt entweder durch Verwendung der Expanionskammer 23 als eine Wärmequelle für ein kleines Kraftwerk oder - anstelle der Expansionskammer - durch Anordnen einer mit einem elektrischen Generator gekoppelten Gasturbine.
Claims (10)
1. Verfahren für die Entsorgung von Abfall mit folgenden Schritten:
- Ablegen des Abfalles in einem unter Druck stehenden Ofen und Einspritzen eines
Oxidationsmittels, welches aus Luft besteht, die bis zu 100% mit Sauerstoff angereichert ist, in
den Ofen hinein, um eine bestimmte Temperatur und einen bestimmten Druck für das
Veranlassen der Sublimation und das vollständige Molikülkracken des Abfalles zu erreichen;
- Unterwerfen der sich von der Sublimation ergebenden Gase und Dämpfe einer schnellen
adiabatischen Expansion in mindesten einem eines geeigneten Volumens oder eines geeigneten
mechanischen Systems, um ein erstes starkes Kühlen der Gase und Dämpfe zu veranlassen bis
auf Werte herunter, welche dann in einem Schlußkühlschritt ermäßigt werden, und
- Einspritzen eines Oxidationsmittels sowohl im Bereich unmittelbar abstromig vom Ofen
als auch in den Expansions- und Schlußkühlschritten, um eine vollständige Oxidation der sich aus
der Sublimation ergebenden Dämpfe und Gase sicherzustellen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterdrucksetzen des
Ofens dadurch erhalten wird, daß man das Oxidationsmittel mit einem Druck zwischen 10 und 100
bar, zum Beispiel etwa 50 bar, einläßt, um Temperaturen höher als 2000ºC zu erhalten.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem letzten
Kühlschritt kommenden Gase für die Neutralisation möglicher gefährlicher Restgase, wie zum
Beispiel Chlor aus PVC, und für das Sammeln und Eliminieren möglicher Pulverspuren behandelt
werden, so daß zur Atmosphäre freigegebene Restrauchgase hauptsächlich aus Kohlendioxid
bestehen.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abfall dem
Verbrennungsofen kontinuierlich zugeführt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der zu eliminierende Abfall gepreßt wird, um eine
kompaktierte Masse zu bilden, welche dem unter Druck stehenden Ofen zugeführt wird, um einen
Stopfen zu bilden, der in der Lage ist, den Verfahrensdrücken zu widerstehen.
6. Anlage für das Entsorgen von Abfall mit:
- einem Ofen (6), welcher durch einen Zylinder (106) aus Stahl gebildet ist, auf
seiner Innenseite mit einem weiteren Zylinder (206) ausgekleidet ist, der aus einem geeigneten,
feuerbeständigen Material hergestellt ist, zum Beispiel einem Siliciumcarbidmaterial, dessen
Innenseitenoberfläche die Brennkammer des Ofens bildet, die Enden des Ofens entweder mit
Flanschen oder mit anderen geeigneten Mittels versehen sind, durch welche mindestens eines
der Enden dichtend und lösbar mit einer Beschickungseinheit einer kompaktierten Masse des
Abfalls verbunden sein kann, während das andere Ende durch eine Abdeckung (9) dichtend
verschlossen ist, welche eine Einheit bilden, die mit einer Drucksonde (10) und einem Injektor (11)
versehen ist, der mit dem Schaltkreis für das Zuführen des Oxidationsmittels verbunden ist, um
eine Nachverbrennungskammer in dem Endteil des Ofens zu bilden, wobei der Ofen auf seiner
Seitenwand mit einer Vielzahl von in geeigneter Weise verteilten Öffnungen versehen ist, die in
entsprechenden Düsen enden, wobei die Düsen, von dem die Masse des Abfalls aufnehmenden
Vorderende beginnend, aufweisen:
- eine erste Gruppe von Düsen (12), die mit Injektoren versehen sind, welche mit Mitteln
(16) verbunden sind, die für das Kaitzünden des Ofens die Produkte in den Ofen
einlassen, wie zum Beispiel zwei Hypergolverbindungen, die durch Hadrazin, Sauerstoff
und ihre Katalysatoren gebildet sind, welche die Temperatur eines Teils des Abfalles auf
400 - 500ºC anheben, was ausreicht, um den folgenden Oxidationsprozeß einzuleiten;
- eine zweite Gruppe von Düsen (13) mit Injektoren, die mit dem Schaltkreis (17, 18) für
das Einlassen des Oxidationsmittels verbunden sind;
- eine weitere Düse (14), die eine Drucksonde enthält;
- eine weitere Düse (15), die mit einer kleinen, zylindrischen, isolierten Sammelkammer
(19) in Verbindung steht, welche die Dämpfe aufnimmt, die sich aus der Sublimation des
Abfalls in dem Ofen ergeben, wobei die Sammelkammer (19) an dem anderen Ende durch
eine lösbare Abdeckung (119) geschlossen ist und mit mindestens einem Paar von
geeignet versetzten Düsen versehen ist, deren eine (20) mit einem Injektor (111) versehen
ist, der mit dem Schaltkreis zum Zuführen des Oxidationsmittels verbunden ist, um eine
Nachoxidation zu bewirken, während die andere Düse (219) mit einer Expansionseinheit
(23) durch Ventilmittel zum Regulieren der Fließgeschwindigkeit verbunden ist,wobei das
Ventilmittel zum Beispiel zwei konvergierende Rohre (21, 121) mit dazwischen
angeordneter und einstellbarer Drossel (22) aufweist;
b) - Mitteln (17) für das Zuführen des Oxidationsmittels, welches entweder durch ein
Gemisch von Luft, die mit Sauerstoff angereichert ist, oder durch reinen Sauerstoff gebildet wird,
und einen geeigneten Druck hat für das Einlassen in den Ofen von zum Beispiel etwa 50 bar;
c) - einem Zuführförderer für die Behandlung von festem oder halbfestem Abfall, zum
Beispiel vom Schneckentyp (2), welcher durch einen Motor (3)mit variabler Geschwindigkeit
betätigt und dichtend und abnehmbar an einem Ende des Ofens (6) verbunden ist für das
kontinuierliche Zuführen der kompaktierten Masse des Abfalles in diesen hinein, die physikalisch
vorbehandelt worden ist, zum Beispiel durch eine Mühle (1) und/oder andere geeignete Mittel,
wobei die Mittel so vorgesehen sind, daß sie ein Verdichten der Abfallmasse auf hohe Dichte
sicherstellen und den Abfall in die Lage versetzen, in dichtender Weise in den Ofen einzutreten,
um jeden Druckverlust durch die kompaktierte Masse zu vermeiden;
d) - wobei in der Expansionseinheit (23) die aus der Sammelkammer (19)
stammenden, unter Druck stehenden Dämpfe der abiabatischen Expansion unterworfen werden,
um eine erste, merkliche Verminderung der Temperatur und des Druckes der Dämpfe zu
erreichen, wobei die Expansionseinheit (23) durch einen zylindrischen Behälter gebildet ist mit
einem geeigneten Volumen, der einen Aufbau ähnlich dem des Ofens (6) hat, mit Dränagetüren
(323) versehen ist sowie mit einer Vielzahl von Auslauföffnungen, die mit Rohren (24) in
Verbindung stehen, die durch zwangsumgewälzte Luft gekühlt werden können, wobei die
Expansionseinheit mit mindestens einem Injektor (210) für das einstellbare Einlassen eines
Oxidationsmittels versehen ist;
e) - einem oder mehreren Kondensatoren (25, 26), die durch Luft und/oder
zwangsumgewälzte Flüssigkeit gekühlt werden und mit mindestens einem Injektor (311) versehen
sind für das einstellbare Einlassen eines Brennstoffes, wobei der letzte der Kondensatoren
geeignet ausgestaltet ist, eine optionale Vorrichtung aufzunehmen, um eine erste Neutralisation
gefährlicher Restgase zu bewirken, wie zum Beispiel das Chlor, das sich aus PVC ergibt, welches
in dem Abfall enthalten ist;
f) - mindestens einem elektrisch betriebenen Endventil (29), das am Auslaß des
letzten Kondensators angeordnet ist, der während des Startschrittes der Anlage zeitweise
geschlossen ist und sich automatisch nur dann öffnet, wenn die Temperatur im Ofen
voreingestellte Werte des Druckes und der Temperatur erreicht, die für den Nennbetrieb des Ofens
erforderlich sind;
g) - einer Endeinheit (30, 31) für das Neutralisieren der giftigen Restgase und der
möglichen Pulverspuren, so daß nur Kohlendioxid von dem Ablaufstapel (32) der Endeinheit
kommen kann, wobei mindestens ein Temperatursensor (34) und ein Drucksensor (33) in dem
Stapel vorgesehen sind und Mittel gegebenenfalls vorgesehen sind, um die Qualität des
Gasausflusses zu analysieren und notwendigenfalls Rückmeldeeinstellungen an einer
Steuereinheit (4) zu bewirken;
- einer Steuereinheit (4), mit welcher alle Temperatur- und Drucksonden verbunden
sind, sowie Sensoren, welche das minimale Vorhandensein von Abfall in der Zuführeinheit
erfassen und mindestens die folgenden Variablen des von der Anlage ausgeführten Prozesses
steuern: Fließgeschwindigkeit des zugeführten Abfalls in den Ofen durch Regulieren der Drehzahl
des Motors für den Schneckenförderer; Zusammensetzung des Gemisches Luftt/Sauerstoff und
seines Druckes und seiner volumetrischen Fließgeschwindigkeit an verschiedenen
Injektionsstellen in die Anlage hinein; Temperatur und Druck in dem Ofen; Temperatur und Druck am
Ausgang.
7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie in einem Behälter
aufgenommen ist zusammen mit Tanks für flüssigen Sauerstoff und zusammen mit einer
Generatoreinheit und einer zentralen Steuereinheit für unter Druck stehendes Fluid, wobei der
Ofen zum Beispiel eine Länge von 1500 mm, ein gesamtes inneres Volumen von etwa 45 Liter
hat und das Nutzvolumen der abstromig vom Ofen angeordneten Einheiten (23, 24, 25, 26)
insgesamt etwa 1500Liter beträgt, so daß die Anlage mittels einer Zugmaschine für Behälter an
den Verwendungsort getragen werden kann.
8. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel (22) und die
Expansionseinheit (23) ganz oder teilweise durch eine Gasturbine gebildet sein können, die zum
Erhalt von für den Betrieb der Anlage notwendigem Pulver mit einem elektrischen Generator
verbunden ist.
9. Anlage nach Anspwch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie jede beliebige geeignete
Zuführeinheit anstelle eines Schneckenförderers aufweist.
10. Anlage, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Vielzahl von zugeordneten Anlagen
aufweist nach Anspruch 6, für das Entsorgen großer Abfallmengen, wobei die Zuordnung zum
Beispiel parallel ist, die von einer Vielzahl von Öfen produzierten Dämpfe durch einen
gemeinsamen Schaltkreis von Expansion und Endkühlung und Neutralisation gefährlicher Gase
und Pulver behandelt werden.
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