DE3929759C2 - - Google Patents

Description

Altölprodukte fallen einmal als Überreste bei der Erdöldestillation an. Andere Quellen sind die destillative Aufarbeitung gebrauchter Industrieölprodukte. Die anfallenden Altölprodukte haben die verschiedenste Zusammensetzung. Sie enthalten dazu in verschiedenem Umfang mineralische Bestandteile und sind daher vielfach bei Raumtemperatur hochviskos und schlickförmig. Andere Altölprodukte sind dazu hochgradig kontaminiert durch Produkte verschiedenster Zusammensetzung, insbesondere Chlorkohlenwasserstoffprodukte.

Bisher wurden die Altölprodukte auf See - z. B. auf der Nordsee - auf hierfür speziell ausgerüsteten Schiffen so weit wie möglich verbrannt, da auf hoher See bisher weder auf das eventuelle Entstehen giftiger oder anderweitig Schadstoffe enthaltender Abgase geachtet zu werden brauchte, noch bisher Bedenken erhoben wurden, daß letztlich verbleibende Rückstände oder nicht vollständig verbrannte Restprodukte in das Meerwasser gegeben wurden. Die Mengen der zu solchen Verbrennungsschiffen angelieferten Altölprodukte steigern sich nicht nur im Laufe der Zeit, sondern es werden immer größere Bedenken gegen die Verschmutzung der Atmosphäre auf diese Weise und die Verschmutzung der Meere durch die in die Meere gegebenen Verbrennungsrückstände oder Niederschläge aus der so durch Schadstoffe verschmutzten Atmosphäre erhoben. Mehr und mehr Meeresanrainerländer erlassen dazu gesetzliche Bestimmungen, die ein derartiges Verbrennen von solchen Altölprodukten und eine derartige Verschmutzung der Meere verbieten und an die Reinheit von Abgasen aus Verbrennungsanlagen hohe Reinheitsforderungen stellen (z. B. Technische Anweisung "Luft" in der Bundesrepublik Deutschland). Da die Altölprodukte in großen Mengen anfallen, ist das Auffinden geeigneter Beseitigungs- und/oder Verwertungsmöglichkeiten eine moderne Aufgabe der Industriegesellschaft. Selbst die Lagerung der schwer verbrennbaren und hoch kontaminierten Erdöldestillations- und Industrieölrückstände in Fässern ist keine Lösung des Problems, weil die Lagerkapazitäten für derartige Fässer beschränkt ist und die Fässer durch Witterungseinflüsse langfristig beschädigt werden können.

Das Problem wird noch dadurch vergrößert, daß die in den verschiedenen Industriezweigen anfallenden Altölprodukte verschiedenster Zusammensetzung und daher verschiedenster Verbrennungs- und sonstiger physikalischer Eigenschaften sind, während eine bestimmte großindustrielle Verbrennungsanlage auf Altölprodukte bestimmter, dauerhaft angenähert gleicher Zusammensetzung und damit bestimmter Verbrennungs- und physikalischer Eigenschaften des zu verbrennenden Produktes eingestellt wird, damit die Abgase mit den gesetzlich vorgeschriebenen niedrigen Schadstoffgehalten oder unter Beseitigung der enthaltenen Schadstoffe, also umweltfreundlicher Zusammensetzung erreicht werden. Gerade an dem Wechsel in der Zusammensetzung und damit in den physikalischen und chemischen Eigenschaften der zu verbrennenden Altölprodukte wechselnder Zusammensetzung ist die Konstruktion einer geeigneten allgemein benutzbaren Anlage bisher gescheitert.

Die bisher bekannten Anlagen zur Verbrennung von Altölprodukten bestimmter Zusammensetzung weisen einen Vorratsbehälter für das Altölprodukt, einen Vorratsbehälter für übliches Heizöl, einen im Inneren z. B. mit einer Schamotteauskleidung wärmeisolierten Verbrennungskessel mit Vorrichtung zum Anheizen des Verbrennungskessels auf die Betriebstemperatur mittels des üblichen Heizöls, eine Eindüsvorrichtung zum Eindüsen der zu verbrennenden Altölprodukte in den Verbrennungskessel nach Vermischen mit oder mit Hilfe von Luft und/oder Wasserdampf unter Hochdruck, eine Vorrichtung zum Eingeben von Kalkmilch oder dergl. Neutralisationsmittel für die Neutralisation von ggfs. bei der Verbrennung der Altölprodukte entstehenden sauren Produkten, nach dem Verbrennungskessel eine Feststoffabscheidungsvorrichtung, einer diesem Verbrennungskessel und/oder dieser Feststoffabscheidungsvorrichtung nachgeordneten Vorrichtung zur Überprüfung der Abgase auf ihren Schadstoffgehalt und einen danach vorgesehenen Kamin zur Ableitung der Abgase in die Atmosphäre auf (US-PS 43 92 820).

Aus JP Abstract 57-2922 vom 08.01.982 und JP Abstract 57-19 513 vom 01.02.1982 sind Anlagen zur Verbrennung schwer-verbrennbarer Fischöle bzw. Abfallöl bekannt, die einen Vorratsbehälter für Fischöl bzw. das Abfallöl und einen Vorratsbehälter für Petroleumöl, einen Verbrennungsofen und verschiedene Pump- und Mischvorrichtungen aufweisen. Bei der Fischölverbrennungs­ anlage gemäß JP Abstract 57-19 513 vom 01.02.1982 wird der Fluß des Fischöls bzw. des Petroleumöls durch eine Temperaturmessung im Verbrennungsofen gesteuert. Bei der Abfallölverbrennungsanlage gemäß JP Abstract 57-2922 vom 08.01.1982 werden die Mengen des dem Verbrennungsofen zugeführten schwerentzündlichen Abfallöls bzw. leichtentzündlichen Petroleumöls von der getrennt bestimmten Entzündlichkeit eines Gemisches aus beiden Ölen bestimmt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur umweltfreundlichen Verbrennung zu schaffen, die geeignet ist, solche teilweise hochkontaminierten, bei Raumtemperatur oder unter Erwärmen auf Temperaturen bis ca. 200°C und/oder unter Druck fließfähiger Altölprodukte und Erdöldestillationsrückstände verschiedenster Provinienzen und unabhängig von ihrer Zusammensetzung unter Wahrung der nach den Umweltschutzgesetzen gültigen Grenzen der Schadstoffgehalte der Abgase zu verbrennen.

Die erfindungsgemäße Anlage zur umweltfreundlichen Verbrennung von mineralstoffhaltigen, nicht-regenerierbaren, gegebenenfalls hochkontaminierten, bei Raumtemperatur oder unter Erwärmen auf Temperaturen bis ca. 200°C und/oder unter Druck fließfähigen Altölprodukten unterschiedlicher, wechselnder und unbekannter Zusammensetzung weist wie die vorgeschilderten bekannten Altölverbrennungsanlagen einen Vorratsbehälter für ein Altölprodukt und einen Vorratsbehälter für ein übliches Heizölprodukt zum Aufheizen des Verbrennungskessels der Anlage auf die Betriebstemperatur, Pumpen zum gesteuerten Transport des Altölproduktes bzw. des üblichen Heizöls zum Verbrennungskessel der Anlage auf und ist dadurch gekennzeichnet, daß

• 1) der Verbrennungskessel innen wärmeisoliert und mit mehreren Sonden (10) zur Messung der Betriebstemperatur an verschiedenen Stellen des Heizkessels und Sonden (12) im Abgaskamin der Anlage zur Messung der umweltmaßgeblichen Zusammensetzung der Abgase der Verbrennungsanlage versehen ist,
• 2) den mindestens zwei Vorratsbehältern (1) und (2) eine elektrisch betriebene Mischanlage (5) für die aus den Vorratsbehältern (1) und (2) entnommenen Produkte nachgeordnet und diese Mischanlage (5) mit der Eindüsvorrichtung (7) verbunden ist,
• 3) am Verbrennungskessel getrennt gesteuerte Eingabe­ vorrichtungen für Luft, für Wasser und für übliche Neutralisationsmittel vorgesehen sind und
• 4) die Anlage einen Computer (14) aufweist, in den die einzuhaltenden maximalen Schadstoffgehalte im Abgas der Verbrennungsanlage vorgegeben sind und mit dem die Betriebstemperaturmeßsonden (10) im Verbrennungskessel der Anlage, die elektrisch betriebenen Pumpen (3) und (4), die elektrisch betriebene Mischanlage (5), die elektrisch betriebene Zuführvorrichtung (9) für Luft und die elektrisch betriebene Zuführvorrichtung (8) für übliches Neutralisationsmittel verbunden sind, so daß in Abhängigkeit der vorgegebenen maximal zulässigen Abgaswerte der Computer die Förderleistung der den Zuführvorrichtungen zugeordneten Pumpen so steuert, daß die Betriebstemperatur im Verbrennungskessel stets zwischen 900°C und 1300°C gehalten wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Vorratsbehälter (1) und (2) und/oder die Mischanlage (5) erwärmbar ausgeführt.

Die erfindungsgemäße Anlage zur umweltfreundlichen Verbrennung der mineralstoffhaltigen, nicht-regenerierbaren, gegebenenfalls hochkontaminierten Altölprodukte wechselnder Zusammensetzung ist in der anliegenden Zeichnung schematisch in Fig. 1 und 2 dargestellt, wobei Fig. 2 die Anlage in einer in Bezug auf die zum Betrieb der Anlage notwendigen elektrischen Energie autarken Ausführung, d. h. die notwendige Energie selbsterzeugenden Ausführung gezeigt ist.

Interne Stromverbindungen zwischen der Übergabevorrichtung (19) und den verschiedenen Verbraucherstellen der Anlage für elektrische Energie sind in den Figuren nicht wiedergegeben, ebenso nicht die Kabelverbindung der Temperaturmeßstellen (10) und des Abgasanalysators (12) mit dem Computer (14). Die Einzelheiten dieser Meßvorrichtungen (10) und (12), ihrer Anzahl und lokalen Anordnung sowie ihrer Verbindungen mit dem Computer (14) sind dem Fachmann bekannt. Nur die Verbindung der Meßstellen in den Pumpen (3) und (4) und die Mischanlage (5) mit dem Computer (14) sind dargestellt.

In den Computer (14) ist die Förderleistung der Pumpen (3) und (4) in Abhängigkeit der zu ihrem elektrischen Betrieb bei bestimmter Temperatur des gepumpten Materials notwendigen elektrischen Energie und die Förder- und Mischleistung der Mischanlage (5) in Abhängigkeit von der zum Betrieb der Mischanlage (5) notwendigen elektrischen Energie bei bestimmter Viskosität des erhaltenen Mischproduktes und bestimmtem Durchmesser der Austrittsöffnung der Mischanlage (5) vorgegeben sowie die Eindüsleistung der Düse bestimmten Durchmessers der Eindüsvorrichtung (7) eingegeben, so daß je nach der zum Mischen der z. B. schneckenförmigen Mischanlage (5) notwendigen elektrischen Förder- und Mischenergie der Computer (14) auf die Viskosität des die Mischanlage (5) verlassenden gemischten Produktes schließt und in Abhängigkeit hiervon mehr oder weniger des üblichen Heizöls bestimmter Zusammensetzung, bestimmter Verbrennungswerte und bestimmter geringerer Viskosität dem jeweiligen Altölprodukt zumischt und so ein Durchschnittsprodukt mit in etwa gleichbleibender Viskosität bildet und in von dem Betrieb der Verbrennungsanlage abhängiger und gewünschter Menge der Eindüsvorrichtung (7) zuleitet. Dazu ist zweckmäßig die Ausgangsöffnung der Mischanlage (5) möglichst nahe zur Eindüsvorrichtung (7) angeordnet und/oder die Verbindungsleitung zwischen beiden Vorrichtungen (5) und (7) heizbar, z. B. mit Heizmantel vorgesehen.

Wie vorstehend definiert, sind die zu erreichenden und von den Umweltschutzgesetzen bestimmten Schadstoffgehalte der Abgase in den Computer (14) vorgegeben und sind einerseits die Meßstellen der Vorrichtung (12) für die Schadstoffe in den Abgasen und die Vorrichtung oder Vorrichtungen (10) zum Messen der Betriebstemperatur des Verbrennungskessels mit dem Computer (14) verbunden und sind andererseits die elektrisch betriebenen Fördervorrichtungen für die der Eindüsvorrichtung (7) zuzuführende Luft und/oder Wasserdampf und das hierin in den Verbrennungskessel (6) einzuführende Altölmischprodukt mit durchschnittlicher Viskosität, die Vorrichtung (8) zum Eingeben der Neutralisationsmittel, einer elektrisch betriebenen Einführungsvorrichtung (9) für Luft von Raumtemperatur getrennt von der Eindüsvorrichtung (7), die Pumpen (3) und (4) und die Mischanlage (5) verbunden und steuert der Computer die Förderleistung der diesen Zuleitungsvorrichtungen zugeordneten elektrisch betriebenen Pumpen derart, daß der Verbrennungskessel stets bei einer vorzugebenden Betriebstemperatur zwischen 900°C und 1300°C, vorzugsweise zwischen 1100 und 1300°C, gehalten und das Überschreiten einer vorzugebenden maximalen Betriebstemperatur von 1300°C verhindert wird und Abgase gebildet werden, die die vom Gesetz vorgeschriebenen Maximalgehalte an Schadstoffen aufweisen oder hiervon frei sind.

Dabei ist es zweckmäßig, in dem Verbrennungskessel (6) der erfindungsgemäßen Anlage oder vor oder nach der Feststoffabscheideanlage (11) an geeigneter Stelle eine übliche, durch die im Verbrennungskessel (6) erzeugte Wärmeenergie betriebene Anlage (15) zur Erzeugung von heißem Hochdruckwasserdampf vorgesehen mit einer oder mehreren Zuleitungen (16) von außen für die laufende Zuführung von Wasser oder kaltem/entspanntem Wasserdampf und mit einer oder mehreren Ableitungen (17) nach außen für die Ableitung des in der Verbrennungsanlage erzeugten heißen Hochdruckdampfes und Zuleitung desselben zu einer oder mehreren üblichen Anlagen (18) zur Umwandlung der im heißen Hochdruckwasserdampf innewohnenden Energie in elektrische Energie und Rückleitung des abgekühlten, entspannten und ggfs. verflüssigten Wasserdampfes zu der oder den Zuleitungen (16) und ist eine Übergabevorrichtung (19) für die so erzeugte elektrische Energie vorgesehen zur Zufuhr der zur Einstellung der Mindestbetriebsbedingungen des Verbrennungskessels (6) notwendigen elektrischen Energie von außerhalb der erfindungsgemäßen Anlage und gegebenenfalls zur Abgabe von in der Anlage erzeugter und für den Dauerbetrieb der verschiedenen Steuer- und Betriebselemente nicht gebrauchten elektrischen Energie nach außerhalb der erfindungsgemäßen Anlage, so daß die Anlage autark, d. h. unabhängig und die zum Betrieb der Pumpen, der Mischanlagen und des Computers notwendige Energie selbsterzeugend und gegebenenfalls unter Erzeugung zusätzlicher Energie und unabhängig von der Zusammensetzung der zugeführten Altölprodukte betrieben werden kann und laufend Abgase erzeugt, die durch den Kamin (13) in die Atmosphäre abgelassen werden, die in ihrem Schadstoffgehalt maximal den gesetzlich zugelassenen Werten entsprechen oder hiervon frei sind. Die in dem Feststoffabscheider (11) erhaltenen Calciumchloride, -fluoride, -sulfate und andere in den angelieferten Altölprodukten enthaltenen Mineralstoffe sind von Altölbestandteilen praktisch vollständig befreit.

Claims (2)

1. Anlage zur umweltfreundlichen Verbrennung von, gegebenenfalls hochkontaminierten, mineralstoffhaltigen nicht-regenerierbaren Altölprodukten unbekannter, wechselnder Zusammensetzung mit einem Vorratsbehälter für ein Altölprodukt und einem Vorratsbehälter für ein übliches Heizöl zum Aufheizen des Verbrennungskessel der Anlage auf die Betriebstemperatur, Pumpen zum gesteuerten Transport des Altölproduktes bzw. des üblichen Heizöles zum Verbrennungskessel der Anlage, dadurch gekennzeichnet, daß

• 1) der Verbrennungskessel innen wärmeisoliert und mit mehreren Sonden (10) zur Messung der Betriebstemperatur an verschiedenen Stellen des Heizkessels und Sonden (12) im Abgaskamin der Anlage zur Messung der umweltmaßgeblichen Zusammensetzung der Abgase der Verbrennungsanlage versehen ist,
• 2) den mindestens zwei Vorratsbehältern (1) und (2) eine elektrisch betriebene Mischanlage (5) für die aus den Vorratsbehältern (1) und (2) entnommenen Produkte nachgeordnet und diese Mischanlage (5) mit der Eindüsvorrichtung (7) verbunden ist,
• 3) am Verbrennungskessel getrennt gesteuerte Eingabe­ vorrichtungen für Luft, für Wasser und für übliche Neutralisationsmittel vorgesehen sind und
• 4) die Anlage einen Computer (14) aufweist, in den die einzuhaltenden maximalen Schadstoffgehalte im Abgas der Verbrennungsanlage vorgegeben sind und mit dem die Betriebstemperaturmeßsonden (10) im Verbrennungskessel der Anlage, die elektrisch betriebenen Pumpen (3) und (4), die elektrisch betriebene Mischanlage (5), die elektrisch betriebene Zuführvorrichtung (9) für Luft und die elektrisch betriebene Zuführvorrichtung (8) für übliches Neutralisationsmittel verbunden sind, so daß in Abhängigkeit der vorgegebenen maximal zulässigen Abgaswerte der Computer die Förderleistung der den Zuführvorrichtungen zugeordneten Pumpen so steuert, daß die Betriebstemperatur im Verbrennungskessel stets zwischen 900°C und 1300°C gehalten wird.

2. Anlage gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorratsbehälter (1) und (2) und/oder die Mischanlage (5) erwärmbar ausgeführt sind.