DE10110831A1

DE10110831A1 - Verfahren zum Brandschutz von Abfall in einem Abfallbunker einer Abfallverbrennungsanlage

Info

Publication number: DE10110831A1
Application number: DE2001110831
Authority: DE
Inventors: Heribert Hebben
Original assignee: Stockhausen GmbH and Co KG; Chemische Fabrik Stockhausen GmbH
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 2001-03-06
Filing date: 2001-03-06
Publication date: 2002-09-12

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Brandschutz von Abfall in einem Abfallbunker einer Abfallverbrennungsanlage, wobei durch eine über dem Abfall angeordnete Löschmittelabgabevorrichtung ein Löschmittel als Strahl auf den Abfall aufgebracht wird, wobei das Löschmittel eine Wasser beinhaltende Dispersion ist, wobei DOLLAR A alpha) beim Auftreffen des Löschmittels auf den Abfall der Gehalt an Wasser des Löschmittels höher ist als der Gehalt eines Gases und wobei gegebenenfalls DOLLAR A beta) die Viskosität des Löschmittels beim Auftreffen des Löschmittels auf den Abfall im Bereich von 500 bis 50000 mPaÈs liegt und wobei gegebenenfalls DOLLAR A gamma) der Gehalt der Dispersion in dem Löschmittel im Bereich von 0,01 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Löschmittel, DOLLAR A beträgt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Brandschutz von Abfall in einem Abfallbunker einer Abfallverbrennungsanlage.

Im allgemeinen verfügen Abfallverbrennungsanlagen über Abfallbunker, in denen Abfall zwischengelagert wird, um eine kontinuierliche Versorgung der Abfallverbrennungsanlage mit Abfall zu gewährleisten.

Bei derartigen Abfallbunkern handelt es sich in der Regel um abgeschlossene, meist mit einem Abzug versehene, Gebäude, in denen der Abfall gelagert wird, um eine Kontaminierung, insbesondere Geruchsbelastung, der Umgebung zu vermeiden, die bei einer Lagerung des Abfalls im Freien leicht entstehen könnte. Abfallbunker sind in der Regel im wesentlichen quaderförmig und haben eine Höhe, Länge und Breite von 10 bis 100 m. Der Abfall lagert im allgemeinen in diesen Abfallbunkern mehrere Meter hoch. Aufgrund der isolierenden Wirkung des Abfallbunkers und des Abfalls kommt es zu, insbesondere in den unteren Bereichen des gelagerten Abfalls zu Erwärmungen. Diese Erwärmungen sind zumeist auf chemische bzw. biochemische Prozesse, insbesondere Gärung, zurückzuführen, so dass der Abfall innerhalb des Abfallbunkers leicht Temperaturen von 70°C und mehr erreichen kann.

Bei Temperaturen über 70°C besteht eine zunehmende Gefahr der Selbstentzündung des Abfalls. Eine Möglichkeit der Selbstentzündung vorzubeugen, ist es, die Temperatur des Abfalls in dem Abfallbunker durch ständiges Umschichten des Abfalls so niedrig wie möglich und insbesondere unterhalb dieser kritischen Temperatur zu halten. Bei diesen Umschichtungsmaßnahmen wird der Abfall innerhalb des Abfallbunkers in verschiedenen Höhen gelagert, so dass sich Abfallflanken bilden. Im Rahmen dieses Umschichtungsprozesses besteht jedoch die Gefahr, dass einerseits keine ausreichende Abkühlung erreicht wird und andererseits die erwärmten Bereiche durch die fehlende Abfallabdeckung eine zur Entzündung ausreichende Luftzufuhr erhalten.

Daraus ergibt sich, dass zum einen eine Brandvorbeugung und darüber hinaus eine akute Brandbekämpfung notwendig ist. Hierbei ist jedoch zu beachten, dass der Abfall thermisch, beispielsweise durch Verkohlung oder Verbrennung, beseitigt werden soll. Bei dieser thermischen Beseitigung des Abfalls ist es notwendig, dass der Abfall so wasserarm wie möglich ist. Vorzugsweise enthält der der thermischen Beseitigung zugeführte Abfall weniger als 30, vorzugsweise weniger als 20 und besonders bevorzugt weniger als 10 Gew.-% Wasser, bezogen auf den Abfall.

Aus dem Stand der Technik sind dem Fachmann eine Reihe von Löschmitteln bekannt, die hierzu eingesetzt werden könnten. Zunächst ist Wasser zu nennen, das jedoch den Nachteil hat, dass es verhältnismäßig schnell abläuft oder in dem Abfall versickert und somit nur unzureichend den Zufuhr an Verbrennungsluft verringert. Daher ist eine vergleichsweise hohe Wassermenge einzusetzen, um eine zufriedenstellende Brandvorbeugung bzw. Brandbekämpfung zu gewährleisten. Dieses wirkt sich nachteilhaft auf den Wassergehaltes des Abfalls aus und kann dazu führen, dass der Abfall nur noch durch Zusatz von Brennstoffen verbrannt werden kann oder erst zeitaufwendig getrocknet werden muss.

Als weiteres Löschmittel ist dem Fachmann Löschschaum bekannt. Löschschaum besitzt zwar eine vergleichsweise gute Haftfähigkeit und versickert nicht so schnell wie Wasser. Jedoch ist die thermische Stabilität und Beständigkeit von Löschschäumen vergleichsweise gering, da die Gasblasen des Schaumes der Wärme des Abfalls nur kurze Zeit standhalten. Daher besteht die Gefahr einer Rückzündung des Abfalls, wenn nicht über einen längeren Zeitraum die Schaumzufuhr aufrecht erhalten wird. Dieses wirkt sich gleichfalls nachteilhaft auf den Wassergehaltes des Abfalls aus und kann dazu führen, dass der Abfall nur noch durch Zusatz von Brennstoffen verbrannt werden kann oder erst zeitaufwendig getrocknet werden muss.

Der Erfindung liegt somit allgemein die Aufgabe zugrunde, die sich aus dem Stand der Technik ergebenen Nachteile zu überwinden. Insbesondere besteht eine erfindungsgemäße Aufgabe darin, Brandvorbeugung und Brandbekämpfung bezüglich der Auswahl eines geeigneten Verfahrens und Löschmittels zu optimieren.

Die erfindungsgemäßen Aufgaben werden gelöst durch ein Verfahren zum Brandschutz von Abfall in einem Abfallbunker einer Abfallverbrennungsanlage, wobei durch eine über dem Abfall angeordnete Löschmittelabgabevorrichtung ein Löschmittel als Strahl auf den Abfall aufgebracht wird, wobei das Löschmittel eine wasserbeinhaltende Dispersion ist, wobei

1. α) beim Auftreffen des Löschmittels auf den Abfall der Gehalt an Wasser des Löschmittels höher ist als der Gehalt eines Gases, und wobei ggf.
2. β) die Viskosität des Löschmittels beim Auftreffen des Löschmittels auf den Abfall im Bereich von 500 bis 50 000, bevorzugt 1 000 bis 40 000 und besonders bevorzugt 2 000 bis 30 000 mPa × s liegt und wobei ggf.
3. χ) der Gehalt der Dispersion in dem Lösungsmittel im Bereich von 0,01 bis 10, bevorzugt 0,1 bis 7 und besonders bevorzugt 1 bis 4 Gew.%, bezogen auf das Löschmittel, beträgt.

In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es bevorzugt, dass α) und β) mit "und" verknüpft sind. In einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es bevorzugt, dass nur α) und χ) mit einem "und" verknüpft sind. In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sind α), β) und χ) jeweils mit "und" verknüpft.

Als Löschmittelabgabevorrichtung ist erfindungsgemäß ein sogenannter Löschmonitor, mit dem ein gezielter Löschmittelstrahl abgebbar ist, bevorzugt. Weiterhin ist es in dem erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt, dass das Löschmittel kein Schaum ist. Ferner ist es bevorzugt, dass das Löschmittel mindestens eine, bevorzugt mindestens 5 und besonders bevorzugt mindestens 10 min an dem Abfall bei einer Abfalltemperatur von maximal 80°C anhaftet.

Ferner ist es in dem erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt, dass die Dispersion eine Wasser-in-Öl-Polymerdispersion (WOD) oder eine Wasser-in-Wasser- Polymerdispersion (WWD) oder gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahren beides ist.

I. WOD-Komponenten

Ferner ist es im erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt, dass die WOD als WOD- Komponenten

A) ein wasserlösliches Polymerisat in einer Menge im Bereich von 10 bis 70, bevorzugt 20 bis 50 und besonders bevorzugt 25 bis 35 Gew.%,
B) eine organische Phase einer Menge im Bereich von 20 bis 80 Gew.%,
C) eine Wasser-in-Ölemulgator in einer Menge im Bereich von 0,5 bis 10 Gew.%,
D) ggf. einem Restmonomervernichter, vorzugsweise in einer Menge im Bereich von 100 bis 20 000, bevorzugt 1 000 bis 15 000 und besonders bevorzugt 1 100 bis 10 000 ppm,
E) ggf. einen Inverter, vorzugsweise in einer Menge im Bereich von 0,5 bis 10, bevorzugt 0,75 bis 7 und besonders bevorzugt 1 bis 5 Gew.% und
F) einen Rest Wasser bis auf 100 Gew.%,

beinhaltet.

Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens beinhaltet das WOD als Komponenten A), B), C), D), ggf. E), und F).

In einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens beinhaltet die WOD als WOD-Komponenten A), B), C), D), E) und F).

A) Wasserlösliches Polymerisat

In der WOD werden wasserlösliche Polymerisate eingesetzt, die vorzugsweise durch Umkehrphase-Emulsionspolymerisation hergestellt werden. Bei dieser Polymerisationsart wird in einer kontinuierlichen, mit Wasser praktisch nicht mischbaren organischen Faser unter Zusatz eines Wasser-in-Öl-Emulgators fein verteilte wasserlösliche Polymerisate erhalten.

Zur Herstellung dieser Polymerisate werden geeignete WOD-Monomere der organischen Faser als wässrige Monomerlösung zugesetzt. Vorzugsweise enthält diese wässrige Monomerlösung wenigstens ein polymerierbares, hydrophiles Monomer. Hydrophile, vorzugsweise wasserlösliche Monomere sind insbesondere

- olefinisch ungesättigte Carbonsäure und Carbonsäureanhydride, insbesondere Acrylsäure, Methacrylsäure, Itaconsäure, Crotonsäure, Glutaconsäure, Maleinsäure und Maleinsäureanhydrid und deren wasserlöslichen Salze;
- olefinisch ungesättigte Sulfonsäuren, insbesondere aliphatische oder aromatische Vinylsulfonsäuren wie insbesondere Vinylsulfonsäure, Allylsulfonsäure, Styrolsulfonsäure, besonders bevorzugt Acryl- und Methacrylsulfonsäure, wie insbesondere Sulfoethylacrylat, Sulfoethylmethacrylat, Sulfopropylacrylat, Sulfopropylmethacrylat, 2-Hydroxy-3-methacryloxypropylsulfonsäure und 2- Acrylamido-2-methylpropansulfonsäure (AMPS) und der wasserlöslichen Salze; sowie
- wasserlösliche bzw. wasserdispergierbare Derivate der Acryl- und Methacrylsäuren, isbesondere Acrylamid, Methacrylamid, n-alkylsubstituierte Acrylamide, 2-Hydroxyethylacrylat, 2-Hydroxyethylmethacrylat, Hydroxypropylacrylat, Hydroxypropylmethacrylat, ein C₁- bis C₄- Alkyl(meth)acrylat und Vinylacetat.

Bevorzugt enthält die wässrige Monomerlösung als Monomere Acrylsäure oder ein Acrylsäurederivat, vorzugsweise Acrylsäure und ein Acrylsäuederivat, besonders bevorzugt mindestens ein Salz der Acrylsäure oder von Acrylamid, vorzugsweise der Acrylsäure und von Acrylamid. Darüber hinaus bevorzugt eine Mischung aus Acrylsäure, mindestens einem Salz der Acrylsäure, Acrylamid und einem Salz der 2- Acrylamido-2-methylpropansulfonsäure.

Die Dispersion beinhaltet vorzugsweise Polymerteilchen aus dem Polymerisat. Von diesen weisen mindestens 10, vorzugsweise mindestens 40 und besonders bevorzugt mindestens 70 Gew.-%, bezogen auf das Polymerisat, eine Teilchengröße von weniger als 2 µm, und besonders bevorzugt eine Partikelgröße von weniger als 1 µm auf

B) Organische Phase

Als organische Phase können der WOD alle von den WOD-Komponenten unterschiedlichen für die WOD geeigneten organischen Verbindungen eingesetzt werden. Vorzugsweise werden als organische Phase Fettsäureester eingesetzt. Unter diesen sind Ester von linearen gesättigten oder ungesättigten, vorzugsweise gesättigten Fettsäuren mit Alkoholen bevorzugt. Die Fettsäuren weisen vorzugsweise eine Alkylkettenlänge von mehr als 11 Kohlenstoffen, vorzugsweise 11 bis 50 Kohlenstoffatomen auf. Unter diesen sind Laurin-, Myristin-, Palmetin-, Sterin- und Ölsäure besonders bevorzugt. Als Alkohol werden vorzugsweise kurzkettige Alkohole, bevorzugt C₁- bis C₄-Alkohole verwendet. Weiterhin ist es bevorzugt, einmal verzweigte Alkohole einzusetzen, die insbesondere durch eine Guerbet-Synthese hergestellt werden können. Durch den Einsatz dieser Substanzen können WOD erhalten werden, die eine sehr geringe Daphnientoxizität aufweisen, die nach der OECD- Richtlinie 202 bestimmt wurde.

Die Fettsäureester werden alleine oder bevorzugt in Mischungen mit einem Kohlenwasserstoff oder einem Gemisch aus Kohlenwasserstoffen eingesetzt, wobei der Kohlenwasserstoff oder das Gemisch aus Kohlenwasserstoffen einen Siedepunkt von weniger als 200°C aufweisen. Insbesondere bevorzugt werden zu diesem Zweck sogenannte Weissöle aus der Erdöldestillation oder Ligroin mit einem Siedebereich von 150 bis 200°C verwendet.

C) Wasser-in-Ol-Emulgator

Als derartige Emulgatoren sind öllösliche Emulgatoren bevorzugt. Bei diesen handelt es sich vorzugsweise um Sorbitanester, Phthalsäueester, Fettsäureglyceride und ethoxylierte Derivate derselben, die insbesondere mit polymeren Emulgatoren mit dem Handelsnamen Hyperperm® (ICI London, England).

D) Restmonomervernichter

Der Restmonomervernichter wird der Polymerdispersion vorzugsweise nach Beendigung der Polymerisation zugesetzt. Hierbei handelt es sich vorzugsweise um Substanzen, die Monomere durch eine chemische Reaktion derart modifizieren können, dass diese nicht mehr polymerisierbar sind und im Sinne der vorliegenden Erfindung nicht mehr als Monomere reagieren. Hierzu eignen sich insbesondere Substanzen, die mit der in den Monomeren vorhandenen Doppelbindungen reagieren und/oder Substanzen, die eine weitergehende Polymerisation einleiten können.

Als Restmonomervernichter, die mit der Doppelbindung reagieren, können insbesondere Reduktionsmittel verwendet werden, hierunter sind bevorzugt:

- Substanzen aus der Gruppe der sauren und neutralen Salze, der vom Schwefel abgeleiteten Säuren mit einer Oxidationszahl < VI, bevorzugt Natriumdithionit, Natriumthiosulfat, Natriumsulfit; und/oder
- Substanzen mit einer Schwefelwasserstoffgruppe, vorzugsweise Natriumhydrogensulfide oder Verbindungen aus der Gruppe der Thiole, bevorzugt Merkaptoethanol, Dodecylmerkaptan, Thiopropionsäure oder Salze der Thiopropionsäure oder Thiopropansulfonsäure oder Salze der Thiopropansulfonsäure; und/oder
- Substanzen aus der Gruppe der Amine, bevorzugt aus der Gruppe der Amine mit niederer Flüchtigkeit, vorzugsweise in einem Temperaturbereich von 15 bis 70°C, besonders bevorzugt Diisopropanolamin oder Aminoethylethanolamin; und/oder
- Substanzen aus der Gruppe aus Buntesalzen, Formamidsulfonsäure, Schwefeldioxid, wässrigen und organischen Lösungen von Schwefeldioxid oder Thioharnstoff.

Es ist für den Fachmann selbstverständlich, dass auch eine Mischung von mindestens 2 Restmonomervernichtern aus einer oder mehreren Gruppen eingesetzt werden kann.

Als Oxidationsmittel können die nachfolgenden Substanzen sowohl alleine als auch in Kombination eingesetzt werden. In diesem Zusammenhang werden Substanzen aus der Gruppe der Peroxodisulfate oder Hydroperoxide, bevorzugt Wasserstoffperoxid, verwendet. Ferner eignen sich Verbindungen, die bei höherer Temperatur, bevorzugt in einem Bereich von 70 bis 200°C, in Radikale zerfallen wie vorzugsweise Azoverbindungen, Peroxide oder Peroxidsulfate.

E) Invertor

Vorzugsweise werden als Invertor ethoxylierte Fettalkohole eingesetzt, bevorzugt ethoxylierte Fettalkohole, die aus linearen oder verzweigten, vorzugsweise linearen und verzweigten Fettalkoholen mit einer Alkylkettenlänge von mehr als 11 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 11 bis 50 Kohlenstoffatomen, hergestellt werden. Ebenfalls bevorzugt werden Ethoxylierungsprodukte von hochverzweigten Alkoholen, die vorzugsweise durch Oxosynthese erhältlich, wie insbesondere bevorzugt Isotridekylalkohol, eingesetzt. Besonders bevorzugt wird als Invertor ein Ethoxylierungsprodukt von höheren, vorzugsweise C₁₁- bis C₅₀-, einmal verzweigten, Alkoholen verwendet, die durch Guerbetsynthese erhältlich sind.

II. WWD-Komponenten

WWD sind erfindungsgemäß vorzugsweise eine Klasse von Produkten, die als eine Primerdispersion durch Polymerisation in flüssiger Phase, vorzugsweise als Emulsionspolymerisation oder Suspensionspolymerisation, vorzugsweise Suspensionspolymerisation, hergestellt werden. Dabei werden vorzugsweise die Monomere oder eine Monomerlösung einer wenigstens ein Dispergiermittel enthaltenden wässerigen Phase zugesetzt und die daraus resultierende Mischung polymerisiert. Es ist bevorzugt, dass die Teilchengrösse midestens 10, bevorzugt mindestes 30 und besonders bevorzugt mindesten 70 Gew.-% der Teilchen dieser Primärdispersion in einem Bereich von 0,01 bis 10, vorzugsweise 0,05 bis 7 und besonders bevorzugt 0,5 bis 5 µm liegt.

Weiterhin ist im erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt, dass die WWD als WWD- Komponenten beinhalten:

a) ein wasserquellbares Polymerisat in einer Menge im Bereich von 10 bis 70, bevorzugt 20 bis 50 und besonders bevorzugt 25 bis 40 Gew.%,
b) ein Dispergiermittel in einer Menge im Bereich von 1 bis 50, bevorzugt 2 bis 40 und besonders bevorzugt 5 bis 35 Gew.%, und
c) einen Rest Wasser bis auf 100 Gew.%,

jeweils bezogen auf die WWD.

a) Wasserquellbares Polymer

Es ist bevorzugt, dass das wasserquellbare Polymerisat mindestens 10, bevorzugt mindestens 50 und besonders bevorzugt mindestens 100 Gew.-%, bezogene auf das wasserquellbare Polymer Wasser aufnehmen kann.

Zudem ist es erfindungsgemäß bevorzugt, dass das wasserquellbare Polymerisat einen Vernetzer aufweist. Vorzugsweise beinhaltet das wasserquellbare Polymerisat:

1. 1 bis 99,9, bevorzugt 1 bis 99,7 Gew.%, wenigstens eines hydrophilen Monomers,
2. 0,1 bis 5, bevorzugt 0,1 bis 1 Gew.% eines mehrfach funktionellen vernetzenden Monomers und
3. 0 bis 25, bevorzugt 0,1 bis 25 Gew.% eines hydrophoben und
4. 0 bis 25, bevorzugt 0,1 bis 25 Gew.% eines amphiphilen Monomers,

jeweils bezogen auf das wasserquellbare Polymerisat.

Bezüglich der hydrophilen Monomeren wird auf die Ausführungen zur WOD verwiesen.

Als hydrophobe Monomere werden vorzugsweise Ethylen oder Ethylenderivate eingesetzt. Besonders bevorzugt werden Ethylenderivate verwendet, die an einem oder beiden Kohlenstoffatomen der Ethyleneinheit 2 hydrophobe Substituenten R₁ und R₂ aufweisen. Besonders bevorzugt ist R₁ ein linerarer, vorzugsweise unverzweigter, C₁- bis C₅- Alkylrest und R₂ ein C₁- bis C₂₀-Alkyl-, Cycloalkylrest oder ein C₆- bis C₁₅- Aryl- oder Aralkylrest. Beispiele für solche Verbindungen sind Styrol bzw. Styrolderivate, Vinylcycloalkane, Alkyl(meth)akyrlate.

Amphiphile Monomere im Sinne der vorliegenden Erfindung sind polymerisierbare Substanzen, die sowohl eine hydrophile als auch eine hydrophobe Eigenschaft aufweisen.

Vorzugsweise werden hierzu anionische Salze von quartären Aminen oder Verbin dungen der allgemeinen Formel I eingesetzt:

wobei
A₁- für O, NH oder NR₃ mit R₃ für einen C₁- bis C₄-Alkylrest,
R₁- für Wasserstoff oder einen Methylrest,
R₂- für einen C₈- bis C₃₂-Alkyl-, Aryl- oder Aralkylrest, und
_n- für eine ganze Zahl zwischen 1 und 50 steht.

Bevorzugt enthält die Monomerenlösung für die WWD als Monomere Acrylsäure und/oder ein Acrylsäurederivat, besonders bevorzugt wenigstens ein Salz der Acrylsäure und Acrylamid und ganz besonders bevorzugt eine Mischung aus Acrylsäure, Acrylamid und einem Salz der 2-Acrylamido-2-methylpropansulfonsäure.

Neben einem oder mehreren hydrophilen Monomeren enthält die Monomerenlösung zusätzlich 0,1 bis 1 Gew.% eines vernetzenden Monomers, allgemein als Vernetzer bezeichnet. Als Vernetzer werden mehrfach funktionelle Monomere verwendet, wie Monomere mit wenigstens zwei radikalisch polymerisierbaren Doppelbindungen, Monomere mit einer radikalisch polymerisierbaren Doppelbindung und mit wenigstens einer funktionellen Gruppe, die mit einem hydrophilen Monomeren reagieren kann sowie Monomere mit wenigstens zwei funktionellen Gruppen, die mit zwei hydrophilen Monomeren reagieren können, und/oder Verbindungen eines mehrwertigen Metalls eingesetzt werden, die in Form von Oxiden, Hydroxiden oder Salzen schwacher Säuren, wie beispielsweise Salze enthaltend Erdalkalimetalle, Aluminium, Zink oder Eisen, vorliegen. Solche mehrfach funktionellen, vernetzenden Verbindungen sind in der DE 26 12 846 C3 in den Absätzen 4 und 5 genannt. Diese Schrift wird hiermit als Referenz eingeführt und gilt somit als Teil der Offenbarung. Die Vernetzer können allein oder als Mischung von wenigstens zwei Vernetzern eingesetzt werden.

Der Vernetzungsgrad des Polymerisates beeinflußt ganz wesentlich die Viskosität und somit die Hatfeigenschaften des resultierenden Polymerisates und des daraus erhältlichen Löschmittels. Vorzugsweise werden als Vernetzer Methylenbisacrylamid, Allyl(meth)acrylat, Diallylphthalat, Polyethylenglycoldi(meth)acrylat, Tetraethylenglycoldi(meth)acrylat, Triethylenglycoldi(meth)acrylat, Diethylenglycoldi(meth)acrylat, Glycerindi(meth)acrylat, Hydroxypropyl(meth)acrylat oder Trimethylolpropantri(meth)acrylat verwendet. Besonders bevorzugt wird als Vernetzungsmittel Triallylmethylammoniumchlorid eingesetzt.

b) Dispergiermittel

Zum Dispergieren der während der Polymerisation entstehenden Polymerteilchen werden der Polymerisationslösung 1 bis 50 Gew.%, bevorzugt 2 bis 40 Gew.%, be sonders bevorzugt 5 bis 30 Gew.%, jeweils bezogen auf die Dispersion, wenigstens eines Dispergiermittel zugesetzt.

Als Dispergiermittel werden Homo- und Copolymerisate von Acrylsäure sowie Acrylsäurederivaten und/oder Maleinsäure sowie Maleinsäurederivaten, Polyoxicarbonsäuren (POC), Polyole, Cellulosederivate mit einem mittleren Molekulargewicht zwischen 10.000 und 500.000 g/mol, Polyalkylenglykole (Polyglykolether), wie Polyethylenglykol, Polypropylenglykol oder entsprechende Blockpolymere, wasserlösliche Stärke und Stärkederivate, Polyvinylalkohol, Polyvinylacetat, Polyethylenimin, Polydiallyldimethylammoniumchlorid sowie anorganische Salze, wie Natriumsulfat, Ammoniumsulfat, Natriumchlorid und Natriumhydrogenphosphat und/oder Natriumdihydrogenphosphat verwendet. Bevorzugt werden Polyelektrolyte mit einem mittleren Molekulargewicht im Bereich zwischen 3.000 und 500.000 g/mol eingesetzt.

Zum Dispergieren der Polymerteilchen kann eines der vorstehenden Dispergiermittel oder ein Gemisch mehrerer verschiedener Dispergiermittel eingesetzt werden. Es ist dabei für die vorliegende Erfindung unerheblich, ob das Dispergiermittel oder das Gemisch aus verschiedenen Dispergiermitteln der Monomerenlösung vollständig vor der Polymerisation zugesetzt wird oder die Zugabe stufenweise erfolgt, d. h. daß ein bestimmter Anteil des Dispergiermittels oder des Dispergiermittelgemisches der Monomerenlösung vor der Polymerisation zugesetzt wird und ein weiterer Anteil dem Polymerisat nach der Polymerisation.

Die im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Dispersionen sind beispielsweise unter dem Handelsnamen Firesorb® über die Fa. Stockhausen GmbH & Co. KG erhältlich.

Weiterhin ist es im erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt, dass der Abfall

- mindestens 10, bevorzugt mindestens 20 Gew.% Kunststoffe,
- mindestens 10 Gew.%, vorzugsweise mindestens 20 Gew.% Papier, und
- als Rest ist insgesamt 100 Gew.% Metalle oder andere anorganische Stoffe enthält.

Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Löschmittel auf eine Flanke des Abfalls aufgebracht. Wie bereits zuvor beschrieben, entstehen diese Flanken insbesondere bei der Umschichtung des Abfalls in dem Abfallbunker. Durch das Aufbringen des Löschmittels auf die Flanke des Abfalls wird vorzugsweise eine 0,001 bis 40, bevorzugt 0,01 bis 20 und besonders bevorzugt 0,1 bis 5 cm dicke Löschmittelschicht auf der Abfalloberfläche erzeugt. Dieses führt zum einen dazu, dass die unter dieser Schicht liegenden Abfälle weitesgehend von einer Luftzufuhr abgeschnitten sind, so dass zunächst dem Entstehen von Bränden vorgebeugt wird oder bereits entstandene Brände nachhaltig bekämpft werden. Hierbei ist es bevorzugt, dass die Rückzündzeit, das heißt, dass die Zeit, in der es zu keiner erneuten Entzündung kommt, grösser als 3, bevorzugt grösser als 5 und besonders bevorzugt grösser als 20 min ist.

Weiterhin ist es im erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt, dass das Löschmittel auf einem mittels eines Greifers vom Abfall getrennten Abfallmenge aufgebracht wird. Diese Verfahrensweise empfiehlt sich immer dann, wenn es sich um ein lokal begrenztes Brandnest handelt, das mittels eines Greifers aushebbar ist. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass das Löschmittel derart aufgebracht wird, dass mindestens ein Drittel, bevorzugt mindestens zwei Drittel und besonders bevorzugt mindestens fünf Sechstel der Oberfläche dieser Abfallmenge durch eine Löschmittelschicht benetzt, vorzugsweise bedeckt, werden.

Weiterhin ist es bei dieser Verfahrensweise bevorzugt, das Löschmittel auf die durch das Abtrennen in der Abfallmenge entstehende neue Oberfläche aufgebracht wird. Anschließend kann die Abfallmenge wieder an die Stelle zurückgesetzt werden, aus der sie entnommen wurde. Durch dieses Verfahren ist ein Brandnest von Löschmitteln umgeben und ist auf diese Weise im wesentlichen gasdicht von dem umgebenden Abfall abgetrennt. Auf diese Weise können zum einen brennbare Gase aus dem Abfall selbst und Luft als brandförderndes Gas aus der Umgebung des Abfalls nicht mehr zu dem Brandnest gelangen, so dass eine effiziente und langfristige Brandbekämpfung gewährleistet ist.

In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens können eine oder mehrere Löschmittelschichten in den Abfall eingezogen werden. Dieses geschieht vorzugsweise während des Umschichtens.

Weiterhin ist es in dem erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt, dass das Aufbringen des Löschmittels auf den Abfall bei einer Abfalltemperatur im Bereich von 60 bis 200, bevorzugt 65 bis 100 und besonders bevorzugt 67 bis 73°C erfolgt.

Ferner ist es in dem erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt, dass Bereiche des Abfalls mit einer Temperatur von mindestens 60°C von einer Erkennungsvorrichtung erkannt werden und der Strahl des Löschmittels durch eine Steuervorrichtung auf diesen Bereich gerichtet wird. Als Erkennungsvorrichtung kommen insbesondere Infrarotwärmekameras in Betracht. Gemäß einer Ausführungsform erfaßt, vorzugsweise scannt, eine derartige Kamera die Oberfläche des Abfalls in dem Abfallbunker und erstellt auf diese Weise ein Temperaturbild der Abfalloberfläche. Dieses Temperaturbild kann zum einen durch eine den Abfallbunker betreibende Person oder durch eine elektronische Datenverarbeitungseinheit ausgewertet und überwacht werden. Erkennt die Person oder die Datenverarbeitungseinheit, dass eine bestimmte Temperatur in einem Bereich der Abfalloberfläche überschritten wird, so wird über eine Steuervorrichtung, die entweder durch die Person oder die Datenverarbeitungseinrichtung betrieben wird, der Löschmittelstrahl auf diesen Bereich gerichtet, um die Brandvorbeugung oder die Brandbekämpfung in der vorstehenden Weise einzuleiten.

Weiterhin betrifft die Erfindung eine Löschvorrichtung für einen Abfallbunker, aufweisend

a) einen die zuvor definierte Dispersion beinhaltenden Speicher,
b) eine mit dem Speicher und einer Wasserzufuhr verbundenen Mischvorrichtung,
c) eine mit der Mischvorrichtung verbundene Löschmitteldüse, die im oberen Bereich des Abfallbunkers angeordnet ist,
d) eine in der Wasserzufuhr integrierte und/oder zwischen der Mischvorrichtung und Löschmittelstrahldüse angeordnete Pumpe.

Bei der erfindungsgemäßen Löschvorrichtung ist es bevorzugt, dass der Speicher, die Mischvorrichtung und die Pumpe ausserhalb des Abfallbunkers angeordnet sind. Als Speicher ist ein gegenüber der Dispersion inerter Tank, vorzugsweise aus Edelstahl oder Kunststoff, bevorzugt. Die Dispersion kann in dem Speicher als Konzenrat oder teilweise mit Wasser verdünnt, vorzugsweise als Konzentrat, vorliegen.

Als Mischvorrichtung kommen grundsätzlich alle dem Fachmann bekannten Mischvorrichtungen in Betracht. Bevorzugt als Mischvorrichtungen sind Mischvorrichtungen, die auf dem Prinzip der Wasserstrahlpumpe basieren. Hierbei wird durch einen Wasserstrahl die Dispersion in das Wasser eindosiert, wobei das in dem erfindungsgemäßen Verfahren eingestzte Löschmittel entsteht. Eine andere erfindungsgemäß bevorzugte Mischvorrichtung basiert auf dem Prinzip, dass über dem Wasserdruck, der durch die Wasserzufuhr aufgebaut wird, eine Dosierpumpe betrieben wird, über die Dispersion in den Wasserstrom, der über die Wasserzufuhr durch die Mischvorrichtung läuft, eingespritzt wird. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass der Einspritzdruck mindestens 10, bevorzugt mindestens 50 und besonders bevorzugt mindestens 200% über dem Druck des Wasserstrahls in der Fördervorrichtung besitzt. Es ist bevorzugt, dass die Mischvorrichtung so ausgelegt ist, dass die Dispersion variabel dem Wasser zur Bildung des Löschmittels zudosiert werden kann.

Die Löschmittelstrahldüse ist vorzugsweise über Stellmotoren beweglich im oberen drittel, bevorzugt im oberen fünftel des Abfallbunkers, vorzugsweise in den oberen Ecken der Abfallbunkerdecke angeordnet. Damit ist es möglich, jeden Bereich der Oberfläche des Abfalls innerhalb des Abfallbunkers zu erreichen, indem man die Ausrichtung der Löschmittelstrahldüse und den Druck, mit dem das Löschmittel aus der Löschmittelstrahldüse austritt, variiert. Besonders bevorzugte Löschmittelstrahldüsen sind Monitore.

Als Pumpen können alle dem Fachmann geeigneten Pumpen eingesetzt werden, die für ausreichende Druckverhältnisse sorgen. Für den Fall, dass die Dispersion über die Mischvorrichtung eingespritzt wird, ist es bevorzugt, dass die Pumpe vor der Mischvorrichtung angeordnet ist.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von nicht einschränkenden Beispielen erläutert:

Beispiel

Ein 1 m³ großes Brandgut aus DSD-Abfällen, mit etwa zu je ca. 40% Kunststoffen, Papier und ca. 20% Metall und anderer unter den Testbedingungen feuerfesten Materialien wurden bei einer Außentemperatur von 7°C mit n-Heptan gezündet und wie sich aus folgender Tabelle ergibt behandelt, und mit dem gleichen Rohr und gleichen Fluß, aus gleicher Entfernung und gleichem Löschwinkel gelöscht.

Das Beispiel zeigt, dass der Löschversuch mit Wasser bei einen höheren Wasserverbrauch eine nicht endgültige Löschung ermöglicht, so dass eine zweiter Löschversuch - damit er noch höhere Wasserverbrauch - notwendig war. Hingegen erfolgte die eine endgültige Löschung mit dem erfindungsgemäßen Firesorb® schon beim ersten Löschversuch mit einer geringeren Wassermenge.

Claims

1. Verfahren zum Brandschutz von Abfall in einem Abfallbunker einer Abfallverbrennungsanlage, wobei durch eine über dem Abfall angeordnete Löschmittelabgabevorrichtung ein Löschmittel als Strahl auf den Abfall aufgebracht wird, wobei das Löschmittel eine Wasser beinhaltende Dispersion ist, wobei

1. α) beim Auftreffen des Löschmittels auf den Abfall der Gehalt an Wasser des Löschmittels höher ist, als der Gehalt eines Gases, und wobei gegebenenfalls
2. β) die Viskosität des Löschmittels beim Auftreffen des Löschmittels auf den Abfall im Bereich von 500 bis 50.000 mPa.s liegt, und wobei gegbenenfalls
3. χ) der Gehalt der Dispersion in dem Löschmittel im Bereich von 0,01 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Löschmittel,

beträgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Dispersion eine Wasser-in-Öl- Polymerdispersion (WOD) oder eine Wasser-in-Wasser-Polymerdispersion (WWD) oder beides ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die WOD beinhaltet als WOD-Komponenten:

A) ein wasserlösliches Polymerisat in einer Menge im Bereich von 10 bis 70, bevorzuge 20 bis 50 und besonders bevorzugt 25 bis 35 Gew.-%,
B) eine organische Phase in einer Menge im Bereich von 20 bis 80 Gew.-%,
C) einen Wasser-in-Öl-Emulgator in einer Menge im Bereich von 0,5 bis 10 Gew.-%,
D) gegebenenfalls einen Restmonomervernichter, vorzugsweise in einer Menge im Bereich von 100 bis 20.000 ppm,
E) gegebenenfalls einen Invertor, vorzugsweise in einer Menge im Bereich von 0,5 bis 10 Gew.-%, und
F) einen Rest Wasser bis auf 100 Gew.-%.

4. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die WWD als WWD-Komponenten beinhaltet:

a) ein wasserquellbares Polymerisat in einer Menge im Bereich von 10 bis 70, bevorzugt 20 bis 50 und besonders bevorzugt 25 bis 40 Gew.-%,
b) ein Dispergiermittel in einer Menge im Bereich von 1 bis 50, bevorzugt 2 bis 40 und besonders bevorzugt 5 bis 35 Gew.-%, und
c) einen Rest Wasser bis auf 100 Gew.-%.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, wobei der Abfall
mindestens 10 Gew.-% Kunststoffe,
mindestens 10 Gew.-% Papier, und
als Rest bis zu insgesamt 100 Gew.-% Metalle und andere anorganische Stoffe enthält.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Löschmittel auf eine Flanke des Abfalls aufgebracht wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Löschmittel auf eine mittels eines Greifers vom Abfall getrennten Abfallmenge aufgebracht wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Aufbringen des Löschmittels auf den Abfall bei einer Abfalltemperatur im Bereich von 60 bis 200°C erfolgt.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Bereiche des Abfalls mit einer Temperatur von mindestens 60°C von einer Erkennungsvorrichtung erkannt werden und der Strahl des Löschmittel durch eine Steuervorrichtung auf diesen Bereich gerichtet wird.

10. Löschvorrichtung für einen Abfallbunker, aufweisend

a) einen eine in einem der Ansprüche 2 bis 4 definierte Dispersion beinhaltenden Speicher;
b) eine mit dem Speicher und einer Wasserzufuhr verbundene Mischvorrichtung,
c) eine mit der Mischvorrichtung verbundene Löschmittelstrahldüse, die im oberen Bereich des Abfallbunkers angeordnet ist,
d) eine in der Wasserzufuhr integrierte und/oder zwischen der Mischvorrichtung und der Löschmittelstrahldüse angeordnete Pumpe.