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DE19545563A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Aufbereitung von kontaminierten Stoffen in dampfförmiger, gasförmiger, pulverförmiger, granulatartiger, schlammförmiger und fester Konsistenz - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Aufbereitung von kontaminierten Stoffen in dampfförmiger, gasförmiger, pulverförmiger, granulatartiger, schlammförmiger und fester Konsistenz

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Publication number
DE19545563A1
DE19545563A1 DE19545563A DE19545563A DE19545563A1 DE 19545563 A1 DE19545563 A1 DE 19545563A1 DE 19545563 A DE19545563 A DE 19545563A DE 19545563 A DE19545563 A DE 19545563A DE 19545563 A1 DE19545563 A1 DE 19545563A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
processing chamber
substance
electromagnetic radiation
plant according
lock
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19545563A
Other languages
English (en)
Inventor
Heinz Krause
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HAK ANLAGENBAU GmbH
Original Assignee
HAK ANLAGENBAU GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by HAK ANLAGENBAU GmbH filed Critical HAK ANLAGENBAU GmbH
Priority to DE19545563A priority Critical patent/DE19545563A1/de
Publication of DE19545563A1 publication Critical patent/DE19545563A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B19/00—Heating of coke ovens by electrical means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/007—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by irradiation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J19/12—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electromagnetic waves
    • B01J19/122—Incoherent waves
    • B01J19/126—Microwaves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
    • B09B3/50—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless involving radiation, e.g. electro-magnetic waves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/80—Employing electric, magnetic, electromagnetic or wave energy, or particle radiation

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • General Health & Medical Sciences (AREA)
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  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von kontaminierten Stoffen in dampfförmiger, gasförmiger, pulverförmiger, granulatartiger, schlammförmiger und fester Konsistenz sowie eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens.
In vielen Betrieben z. B. der chemischen Industrie und den öffentlichen Kommunen bereiten anfallende Klärschlämme enorme Probleme bei der Aufbereitung und Entsorgung. Oft enthalten diese Schlämme hochgiftige, umweltbedrohende oder gesundheitsschädliche Substanzen wie z. B. krebserregendes Dioxin. Die Kosten für die Erstellung und den Betrieb der Anlagen bzw. Deponien für die Aufbereitung der Schlämme und ihrer Entsorgung sind beträchtlich. In der Regel werden die kontaminierten Stoffe nur unzureichend dekontaminiert. Außerdem besteht weiterhin durch die Einlagerung der Klärschlämme in den Deponien ein Gefährdungspotential für die Umwelt fort. Es ist auch zunehmend schwieriger für Kommunen, entsprechende Flächen für Deponien auszuweisen. Ähnliche Probleme bestehen auch bei Prozeß und Flußschlämmen, bei Molekularsieben wie Zeolithe, Aktivkohle sowie Trockenmittel wie z. B. Silikagel.
Nach der EP 92 918 228 ist ein Verfahren bekannt, durch das kontaminierte feste und schüttfähige Stoffe auf einfache Weise so aufbereitet werden, daß verdampfungsfähige Verunreinigungen aus dem Stoff entfernt werden und der gereinigte Stoff wieder seinem bestimmungsmäßigen Einsatzzweck zugeführt wird.
Es besteht allerdings bislang kein Verfahren, das eine schnelle, effektive und kostengünstige Aufbereitung, Entkeimung und Entsorgung von kontaminierten Stoffen in dampfförmiger, gasförmiger, pulverförmiger, granulatartiger, schlammförmiger und fester Konsistenz ermöglicht.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren der eingangs genannten Art sowie eine Anlage zur Durchführung eines Verfahrens aufzuzeigen, durch das kontaminierte Stoffe in dampfförmiger, gasförmiger, pulverförmiger, granulatartiger, schlammförmiger und fester Konsistenz effektiv aufbereitet und entkeimt werden und sicher entsorgt werden können.
Erfindungsgemäß erfolgt die Lösung der Aufgabe bezüglich des Verfahrens durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 und bezüglich der Anlage durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 9.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der Anlage sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Nach der Erfindung erfolgt die verfahrenstechnische Stoffbehandlung zur Entgiftung, Trocknung, Plastifizierung und Vergasung durch die Verwendung elektromagnetischer Strahlungswellen, deren optimale Wellenlänge sich aus den physikalischen Daten der zu bearbeitenden Stoffe ergibt. Die elektromagnetischen Wellen können z. B. Ultraschall, UV, IR, Mikrowellen u. dgl. sein. Es kommt folglich zu einer Energieaufnahme der zu behandelnden Stoffe, die je nach Eigenschaft des Stoffes oder dem gewünschten Verfahrensziel in Stufen oder stufenlos in alle bekannten Aggregat- und Zwischenzustände überführt werden können. Durch die Aufbereitung der Stoffe mit elektromagnetischer Strahlung werden in den Stoffen die entsprechenden Resonanzfrequenzen der enthaltenden Substanzen angeregt. Diese (Rotations-)Eigenfrequenzen der Moleküle der Substanzen sind abhängig von den jeweiligen Molekülstrukturen. Bei Einkopplung von elektromagnetischer Strahlung der spezifischen Resonanzfrequenz und zunehmender elektromagnetischer Energie wird der Punkt erreicht, bei dem die angeregten Molekülverbindungen aufbrechen. Es kommt folglich zu einer Verkokung des kontaminierten Stoffes. Außerdem wird der Stoff getrocknet, da durch die Einkopplung von elektromagnetischer Energie der Stoff erwärmt wird und somit Feuchtigkeit entweicht. Insgesamt ergibt sich durch die Verkokung eine quantitative und qualitative Reduzierung der kontaminierten Stoffe. Um eine Entzündung, Selbstentzündung oder vollständige Verdampfung des verkokenden Stoffes zu verhindern, findet der Entkeimungsprozeß in einer inerten Gasatmosphäre statt. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich zur Aufbereitung, Plastifizierung, Dekontaminierung, Entkeimung, Trocknung, Entkokung und Vergasung von in Verfahrensprozessen z. B. der Holz-, Papier-, Druck- und chemischen Industrie anfallenden Schlämmen, von Fluß- und Fäkalschlämmen, von Feststoffen wie z. B. Kadavern und Krankenhausabfällen sowie von Gasmischungen, Dämpfen und granulat- und pulverförmigen Stoffen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung schematisch dargestellten Anlage näher erläutert, die ein Prozeßschema für eine elektromagnetische Entkeimung von kontaminierten Stoffen zeigt.
Die Anlage 1 besteht aus einer Aufbereitungskammer 2, die einen Einlaß für den Stoffeingang 7 und einen Auslaß für den Stoffausgang 8 aufweist. Der zu dekontaminierende und verkokende Stoff 17 wird mittels einer Stoffeintragsschleuse 9 in die Aufbereitungskammer 2 eingeführt und über den Stoffausgang 8 aus der Aufbereitungskammer 2 abgeführt. Vor Einführung des Stoffes 17 in die Aufbereitungskammer 2 kann der Stoff 17 durch eine Sensoreinrichtung 3 wie z. B. ein Feuchtemeßgerät oder dgl. hindurchgeführt werden. Nach Ausführung des Stoffes 17 aus der Aufbereitungskammer 2 kann der aufbereitete, verkokte Stoff 17 in eine Trennvorrichtung 5 eingebracht werden.
Die elektromagnetische Strahlung wird von einem Generator 4 erzeugt und in die Aufbereitungskammer 2 eingebracht. Dies kann mittels eines Wellenleiters 19 erfolgen. Die Wände der Aufbereitungskammer 2 und des Wellenleiters 19 sind derart ausgebildet, daß sie für die elektromagnetische Strahlung undurchlässig sind und diese reflektieren. Die Einkopplung der elektromagnetischen Strahlung kann mittels Koppelsonden in die Aufbereitungskammer 2 erfolgen, wobei die Aufbereitungskammer 2 Resonanzeigenschaften bezüglich der Strahlung aufweisen kann. Ein Gasbehälter 6 zur Bereitstellung einer inerten Gasatmosphäre in der Aufbereitungskammer 2 ist mit dieser über eine Leitung 14 und einem Ventil 15 verbunden. An die Aufbereitungskammer 2 kann ein Wärmetauscher 13 oder dgl. mittels der Leitung 18 angeschlossen sein für einen energetisch wirtschaftlicheren Betrieb der Anlage.
Die Sensoreinrichtung 3, die Trennvorrichtung 5, die Stoffeintragsschleuse 9 und die Stoffaustragsschleuse 11 sind mit einem Prozeßrechner 16 verbunden. Zusätzlich ist eine Verbindung des Prozeßrechners 16 mit dem Generator 4 und/oder dem Ventil 15 möglich.

Claims (17)

1. Verfahren zur Aufbereitung von kontaminierten Stoffen in dampfförmiger, gasförmiger, pulverförmiger, granulatartiger, schlammförmiger und fester Konsistenz, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoff (17) in einer Aufbereitungskammer (2) mit elektromagnetischer Strahlung zur Verkokung beaufschlagt wird, wobei der Eintrag der Strahlungsenergie in die Aufbereitungskammer (2) manuell oder automatisch von einem Prozeßrechner (16) optimiert wird und die molekülspezifischen Eigenfrequenzen der Substanzen in dem Stoff (17) durch die elektromagnetische Wellen erregt werden, und der verkokte Stoff (17) durch eine Ausgangsschleuse aus der Aufbereitungskammer (2) ausgebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetische Strahlung Mikrowellen umfaßt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beaufschlagung des Stoffes (17) mit elektromagnetischer Strahlung in der Aufbereitungskammer (2) in einer Gasatmosphäre erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasatmosphäre in der Aufbereitungskammer (2) inert ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetische Strahlung an den Wänden der Aufbereitungskammer (2) reflektiert wird und/oder konzentriert wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zu verkokende Stoff kontinuierlich in die Aufbereitungskammer (2) eingebracht wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zu verkokende Stoff chargenweise in die Aufbereitungskammer (2) gebracht wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Gase aus der Aufbereitungskammer (2) abgeführt werden und/oder in einer Kammer verbrannt und zum Wärmetausch genutzt werden.
9. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 8, mit einer zur Aufnahme des zu verkokenden Stoffes (17) dienenden Aufbereitungskammer (2), dadurch gekennzeichnet, daß der Stoff (17) mittels einer Stoffeintragsschleuse (9) am Stoffeingang (7) der Aufbereitungskammer (2) eingebracht wird, in der Aufbereitungskammer (2) mit elektromagnetischer Strahlung aus einem Generator (4) beaufschlagt wird, wobei die elektromagnetische Strahlung molekülspezifische Eigenfrequenzen der Substanzen des Stoffes (17) aufweist, und der Stoff (17) nach Verkokung am Stoffausgang (8) mittels einer Stoffaustragsschleuse (11) ausgebracht wird.
10. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoffeintragsschleuse (9) und Stoffaustragsschleuse (11) mit Antriebsmotoren (10, 12) angetrieben werden.
11. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoffeintragsschleuse (9) eine Sensoreinrichtung (3) vorgeschaltet ist.
12. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoffaustragsschleuse (11) eine Trennvorrichtung (5) nachgeschaltet ist.
13. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufbereitungskammer (2) Wände aufweist, die für die elektromagnetische Strahlung undurchlässig sind und diese reflektiert.
14. Anlage nach Anspruch 9 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß die von einem Generator (4) erzeugte elektromagnetische Strahlung mittels eines Wellenleiters (19) und/oder Koppelsonden in die Aufbereitungskammer (2) eingebracht wird.
15. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß an die Aufbereitungskammer (2) ein Gasbehälter (6) mittels einer Leitung (14) und eines Ventils (15) angeschlossen ist.
16. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß an die Aufbereitungskammer (2) Mittel (18) zur Abführung von Gasen und/oder ein Wärmetauscher (13) angeschlossen sind.
17. Anlage nach Anspruch 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein Prozeßrechner (16) mit der Sensoreinrichtung (3) und/oder der Stoffeintragsschleuse (9) und/oder der Stoffaustragsschleuse (11) und/oder der Trennvorrichtung (5) und/oder dem Generator (4) und/oder dem Ventil (15) verbunden ist.
DE19545563A 1995-12-07 1995-12-07 Verfahren und Vorrichtung zur Aufbereitung von kontaminierten Stoffen in dampfförmiger, gasförmiger, pulverförmiger, granulatartiger, schlammförmiger und fester Konsistenz Withdrawn DE19545563A1 (de)

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