Schulze, Walter (Gutenbergstraße 30, Holzminden, D-3450, DE)
Laffer, Markus (Pintelgasse, Wimmis, CH-3752, CH)
Fairweather, John Anthony (AT)
Schulze, Walter (Gutenbergstraße 30, Holzminden, D-3450, DE)
Laffer, Markus (Pintelgasse, Wimmis, CH-3752, CH)
| 1. | 1 Verfahren zum Abbrennen von Explosivstoffen, bei dem die Explo¬ sivstoffe in einem AbbrennReaktor abgebrannt und die beim Ab¬ brand entstehenden Rauchgase mit in den AbbrennReaktor einge¬ speister Frischluft vermengt und dadurch abgekühlt und sodann aus dem AbbrennReaktor abgeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß das aus dem AbbrennReaktor (1) abgeführte Gasgemisch (2) der Brennkammer (3) einer Feuerungsanläge (11) zur Verbrennung von Brennstoffen (4) zugeführt wird. |
| 2. | Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennkammer (3) die Gasgemische (2; 2') mehrerer in Be¬ zug auf die Leitung des Gasgemischs in Parallelschaltung be¬ triebener AbbrennReaktoren (1; 1') zugeführt werden (Fig. 1). |
| 3. | Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das aus dem AbbrennReaktor (1) abgeführte Gasgemisch (2) einem weiteren AbbrennReaktor (1') zugeführt wird, und daß das in dem weiteren AbbrennReaktor (1' ) aus dem zugeführten Gasge¬ misch (2) und den Rauchgasen entstehende weitere Gasgemisch (2') der Brennkammer (3) zugeführt wird (Fig. 2). |
| 4. | Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen benachbarten AbbrennReaktoren (1; 1 ' ) eine Abkühlung des Gasgemisches (2) erfolgt. |
| 5. | Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abkühlung durch Zufuhr von Frischluft (5) erfolgt. |
| 6. | Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das aus der Brennkammer (3) der Feuerungsanlage abgeführte Abgasgemisch (6) einer Energierückgewinnungsanlage (7) zugeführt wird. |
| 7. | Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der Energierückgewinnungsanlage (7) austretenden (abgekühlten) Abgase (8) einer Schadstoffminderungsanlage (9) zugeleitet werden. |
| 8. | Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abkühlung des Gasgemisches (2) zwischen den AbbrennRe¬ aktoren ( 1; 1' ) durch Rückführung des von der Schadstof minde¬ rungsanlage (9) abgegebenen Abgasgemisches (10) erfolgt. |
| 9. | Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das aus der Energierückgewinnungsanlage (7) abgeführte Ab¬ gas (8) ganz oder teilweise dem bzw. den AbbrennReaktor(en) (1; 1' ) zugeführt wird. |
| 10. | Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Schadstoffminderungsanlage (9) abgegebene Ab¬ gasgemisch (10) ganz oder teilweise dem bzw. den AbbrennReak¬ tor(en) (1; 1') zugeführt wird. |
| 11. | ) Anlage zum Abbrennen von Explosivstoffen, mit einem AbbrennRe¬ aktor, in dem die Explosivstoffe abgebrannt werden, wobei die beim abbrand entstehenden Rauchgase mit in den AbbrennReaktor eingespeister Frischluft vermengt und dadurch abgekühlt und so¬ dann über Abgasleitungen aus dem AbbrennReaktor abgeführt wer¬ den, dadurch gekennzeichnet, daß der AbbrennReaktor (1) mittels seiner Abgasleitungen an eine Feuerungsanlage (11) zur Verbrennung von Brennstoffen (4) angeschlossen ist. |
| 12. | Anlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere AbbrennReaktoren (1; 1' ) in Bezug auf die Leitung des Abgasgemischs parallel geschaltet sind (Fig. 1). |
| 13. | Anlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere AbbrennReaktoren ( 1; 1' ) in Bezug auf die Leitung des Abgasgemischs in Reihe geschaltet sind (Fig. 2). |
| 14. | Anlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß im Abgasstrom zwischen jeweils benachbarten Reaktoren (1; 1') eine Kühlstufe (12) angeordnet ist. |
| 15. | Anlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlstufe (12) einen Wärmetauscher, insbesondere einen Quencher, enthält. |
| 16. | Anlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlstufe (12) eine Ansaugvorrichtung für Frischluft (5) enthält. |
| 17. | Anlage nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß dem bzw. den AbbrennReaktor(en) (1; 1' ) Filter vor und/oder nachgeschaltet sind. |
| 18. | Anlage nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine Energierückgewinnungsanlage (7) vorgesehen ist, der das Abgasgemisch (6) der Feuerungsanläge (11) zugeführt wird. |
| 19. | Anlage nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß sich an die Energierückgewinnungsanlage (7) eine Schadstoffminderungsanlage (9) anschließt, der die Abgase (8) der Energierückgewinnungsanlage (7) zugeleitet werden. |
Anlage und Verfahren zum Abbrennen von Explosivstoffen.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abbrennen von Explo¬ sivstoffen, bei dem die Explosivstoffe in einem Abbrenn-Reaktor abgebrannt und die beim Abbrand entstehenden Rauchgase mit in den Abbrenn-Reaktor eingespeister Frischluft vermengt und da¬ durch abgekühlt und sodann aus dem Abbrenn-Reaktor abgeführt werden.
Die Erfindung betrifft ferner eine Anlage zum Abbrennen von Ex¬ plosivstoffen, mit einem Abbrenn-Reaktor, in dem die Explosiv¬ stoffe abgebrannt werden, wobei die beim Abbrand entstehenden Rauchgase mit in den Abbrenn-Reaktor eingespeister Frischluft vermengt und dadurch abgekühlt und sodann über Abgasleitungen aus dem Abbrenn-Reaktor abgeführt werden.
Sowohl derartige Verfahren als auch derartige Anlagen sind be¬ kannt und dienen der Entsorgung von Gegenständen mit explosi¬ onsgefährlichen oder explosionsfähigen Stoffen, z.B. Munition, Raketen, pyrotechnische Sätze und dergleichen, insbesondere aus dem militärischen Bereich. Die Gründe für eine Entsorgung lie¬ gen entweder darin, daß die genannten Gegenstände ein bestimm¬ tes Alter erreicht haben, ab dem die bei der Herstellung der explosionsgefährlichen bzw. explosionsfähigen Stoffe zugesi¬ cherten und bei deren Verwendung erforderlichen definierten Ei¬ genschaften nicht mehr garantiert werden können, oder aber weil sich beispielsweise Waffensysteme fortentwickelt haben und die für diese Waffensysteme bereits produzierte und eingelagerte Munition ihrer bestimmungsgemäßen Verwendung nicht mehr zuge¬ führt werden kann. Aber auch die Entsorgung von sogenannten "Altlasten" hat gerade in jüngster Zeit im Zuge des in den letzten Jahren allgeme:^ gesteigerten Umweltbewußtseins an Be¬ deutung gewonnen. Während beispielsweise noch vor vierzig Jah-
ren die bei Kriegshandlungen requirierte Munition entweder ver¬ graben oder aber auf hoher See versenkt wurde, ist man sich heute zumindest in den Industriestaaten der langfristigen Um¬ weltschädigung derartiger Maßnahmen bewußt.
Im folgenden werden die genannten explosionsgefährlichen bzw. explosionsfähigen Stoffe mit dem Begriff "Explosivstoffe" be¬ zeichnet. Hierunter versteht man im allgemeinen feste, flüssige und gelatinöse Stoffe und Stoffgemische, die zum Zweck des Sprengens oder Treibens hergestellt werden. Jedoch werden vor¬ liegend unter dem Begriff der Explosivstoffe auch solche Stoffe zusammengefaßt, die nicht zum Zweck des Sprengens oder Schie¬ ßens hergestellt worden sind, z.B. organische Peroxide als Ka¬ talysatoren, Gasentbindungsmittel für die heutige Schaum- und Kunststofftechnik, manche Schädlingsbekämpfungsmittel u.v.m. Dazu gehört z.B. auch das allgemein bekannte Gemisch "Thermit", worunter Mischungen aus Aluminium und Eisenoxid verstanden wer¬ den, die sich unter starker Wärmeentwicklung zu Aluminiumoxid und Eisen umsetzen. Diese Wärmeentwicklung wird beispielsweise zum Schienenschweißen verwenden.
Explosivstoffe können sowohl in Form von Schüttgütern beliebi¬ ger Korngrößen, in Form von Anhaftungen, in Form von Körpern mit definierten Abmessungen (z.B. Preßlinge) oder aber auch als Füllmasse in Hohlkörpern vorliegen. Als Anhalt der unter dem Begriff "Explosivstoffe" zu verstehenden Stoffgruppen kann die Auflistung in Rudolf Meyer "Explosivstoffe", 6. Auflage, Seite 127 ff. dienen.
Die Entsorgung von Explosivstoffen erfolgt aufgrund der mit ih¬ rer Handhabung verbundenen Unsicherheiten für Personal und um¬ gebendes Material weltweit durch sogenanntes Abbrennen oder durch Sprengung jener Stoffe. Von "Abbrennen" wird gesprochen, da praktisch alle Explosivstoffe, die in größeren Massen vor¬ handen sind, nach Einleitung der chemischen Zerfallreaktionen ohne Zugabe eines weiteren Reaktionspartners, insbesondere ohne den sonst bei einer "Verbrennung" üblichen Luftsauerstoff, wei¬ terreagieren.
Während das Abbrennen von Explosivstoffen bis in die Gegenwart unter Gewährleistung der erforderlichen Personensicherheit aber unter Mißachtung jeglicher Emissionsminderung in Bezug auf die beim Abbrand entstehenden gasförmigen Reaktionsprodukte über¬ wiegend noch im Freien vollzogen wird, sind in jüngster Zeit halbgeschlossene und geschlossene Anlagen zum Abbrennen von Ex¬ plosivstoffen und damit verbundene Verfahren bekannt geworden, welche die beim Abbrand entstehenden gasförmigen Reaktionspro¬ dukte (Abgase) erfassen und beispielsweise einer Schadstoffmin- derungsanlage zuführen, um so die gesetzlichen Auflagen zur Re¬ inhaltung der Luft, insbesondere der 4. bzw. 17. Bundes-Im- missionsschutzverordnung (4. bzw. 17. BImSchV), einzuhalten.
Um die beim Abbrand der Explosivstoffe frei werdenden Abgase der Schadstoffminderungsanlage zuführen zu können, müssen die Abgase von der Prozeßtemperatur, die mehrere tausend Grad Cel- cius betragen kann, zum Schutz der nachgeschalteten Anlagen auf eine Temperatur von beispielsweise 300° C heruntergekühlt: wer¬ den. Diese Abkühlung der beim Abbrand entstehenden Rauchgase (Abgase) erfolgt durch Mischen jener Abgase mittels in den Ab¬ brenn-Reaktor eingespeister Frischluft. Das aus dem Abbrenn-Re¬ aktor abzuführende Gasgemisch besteht somit aus den beim Ab¬ brand der Explosivstoffe im Reaktor entstehenden gasförmigen Reaktionsprodukten (Rauchgase oder auch Abgase) und aus der in den Abbrenn-Reaktor eingespeisten Frischluft. Dieses Gasgemisch durchläuft im allgemeinen zunächst Waschstufen, um feste, sauere und alkalische Bestandteile auszuwaschen. Hierbei wird das Gasgemisch auf eine Temperatur abgekühlt, die deutlich un¬ ter 100° C liegt.
Der Nachteil dieser bekannten Verfahren bzw. Anlagen zum Ab¬ brennen von Explosivste .fen besteht in dem verhältnismäßig schlechten thermo-energetischen Wirkungsgrad. Die soeben ge¬ nannten Waschstufen der Schadstoffminderungsanlage mindern näm¬ lich nicht-oxidierte organische Bestandteile, beispielsweise Kohlenmonoxid und Stickstoffoxid-Anteile nicht wesentlich, so daß das Gasgemisch nach Passieren der Waschstufen mit hohem En¬ ergieaufwand wieder aufgeheizt werden muß, um die genannten noch in dem Gasgemisch enthaltenen Schadstoffe in einem thermi-
schen Λ katalytischen oder nicht-katalytischen Prozeß zu min¬ dern. Hinzu kommt, daß die bekannten Verfahren bzw. Anlagen der eingangs genannten Art aufgrund der relativ niedrigen Tempera¬ tur des aus der Schadstoffminderungsanlage des Abbrenn-Reaktors austretenden Gasgemischs schlechte Voraussetzungen für eine Rückgewinnung der thermischen Energie bildet.
In Bezug auf die einen Ansatzpunkt der vorliegenden Erfindung bildende energetische Bilanz beim Abbrennen von Explosivstoffen sind ferner solche bekannte Verfahren zu nennen, bei denen aus den Explosivstoffen unter Vermengung mit Wasser ein sogenannter "Slurry" gebildet wird, eine Au schlämmung der Explosivstoffe in Wasser, welche zum Zwecke des Abbrennens dosiert in den Brennraum beispielsweise einer Müllverbrennungsanlage eingege¬ ben wird.
Der Nachteil dieses bekannten Verfahrens besteht ebenfalls in dem schlechten energetischen Wirkungsgrad. Der Slurry besteht nämlich im allgemeinen aus bis zu 90 % Wasser, das in dem Brennraum der Müllverbrennungsanlage unter Zufuhr entsprechen¬ der Mengen Brennstoff verdampft werden muß.
Schließlich ist es auch bekannt, daß metallhaltige Explosiv¬ stoffe bei ihrer Reaktion hochtemperaturbeständige anorganische Verbindungen in den Schlacken bilden, die nach ihrer Abkühlung mit Wasser reagieren. Um einen deponiefähigen Rückstand zu er¬ halten, muß also die Schlacke chemisch aufgearbeitet werden. Somit müssen die gesamten Schlacken den Prozeß der chemischen Aufarbeitung zu deponiefähigen Abfallstoffen durchlaufen, wenn die Explosivstoffe - was häufig nicht zu vermeiden sein wird - beim Abbrand in der Müllverbrennungsanlage mit anderen Produk¬ ten vermischt werden.
Die Nachteile aller vorgenannten bekannten Verfahren bzw. Anla¬ gen zum Abbrennen von Explosivstoffen lassen sich dahingehend zusammenfassen, daß entweder das Abbrennen der Explosivstoffe selbst (Slurry) oder aber die sich an das Abbrennen anschlie¬ ßende Schadstoffminderung einen hohen Energieaufwand erfordert und zudem eine Rückgewinnung der thermischen Energie aufgrund
der verhältnismäßig niedrigen Temperaturen des Gasgemischs nach dessen Reinigung nicht oder nur unzureichend möglich ist.
Der vorliegenden Erfindung lag somit die Problemstellung zu¬ grunde, den thermo-energetischen Wirkungsgrad eines Verfahrens zum Abbrennen von Explosivstoffen der eingangs genannten Art bzw. einer Anlage zum Abbrennen von Explosivstoffen der ein¬ gangs genannten Art zu verbessern.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Problemstellung sieht bei einem Verfahren der eingangs genannten Art vor, daß das aus dem Abbrenn-Reaktor abgeführte Gasgemisch der Brennkammer einer Feuerungsanlage zur Verbrennung von Brennstoffen zugeführt wird.
Das der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende technische Problem wird ferner durch eine Anlage zum Abbrennen von Explo¬ sivstoffen der eingangs genannten Art gelöst, bei der der Ab¬ brenn-Reaktor mittels seiner Abgasleitungen an eine Feuerungs¬ anlage zur Verbrennung von Brennstoffen angeschlossen ist.
Die Vorteile der Erfindung liegen insbesondere darin, daß ein einfach zu realisierendes und dabei sehr effektives Verfahren zur Minimierung der zur Entsorgung von Explosivstoffen durch Abbrennen mit anschließender Schadstoffminderung aufzuwendenden Energie sowie zur Maximierung der Verwertung und Rückgewinnung der beim Abbrand der Explosivstoffe entstehenden hohen thermi¬ schen Energie, somit zusammenfassend eine Optimierung des ge¬ samten Verfahrens hinsichtlich der thermo-energetischen Wir¬ kungsgrads erzielbar ist. Das erfindungsgemäße Verfahren ermög¬ lichst es, unter optimaler Nutzung der Prozeßwärme sowohl Ex¬ plosivstoffe abzubrennen, brennbare Abfälle bzw. andere Brenn¬ stoffe unter Nutzung der beim Abbrand entstehenden thermischen Energie zu verbrennen und dabei in vorbildlicher Weise die Auf¬ lagen zur Reinhaltung der Luft zu erfüllen. Die erfindungsge¬ mäße Anlage zum Abbrennen von Explosivstoffen erzielt diese Vorteile ebenfalls.
Erfindungsgemäß wird das aus dem Abbrenn--Reaktor abgeführte Gasgemisch, welches durch die eingespeiste Frischluft noch etwa 16 bis 18 Volumenprozent Sauerstoff enthält, als Sauerstoffträ¬ ger einer üblichen Verbrennung als Brennergas, also teilweise oder vollständig anstelle der zur Verbrennung erforderlichen Luft, zugeführt. Hierbei soll unter der Bezeichnung "Verbrennung" jegliche Art Verbrennung von Brennstoffen zu den verschiedensten Zwecken, beispielsweise zur Wärmeerzeugung in einem Kraftwerk, zur Abfallverbrennung in einer Müllverbren¬ nungsanlage oder aber auch zur Wärmeerzeugung in einem Zement¬ werk verstanden werden. Der Wirkungsgrad dieser in einer Brenn¬ kammer stattfindenden Verbrennung wird dadurch beträchtlich er¬ höht, daß zu dieser Verbrennung die beim Abbrand der Explosiv¬ stoffe in dem Abbrenn-Reaktor freiwerdende thermische Energie verwendet wird.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt darin, daß mit der dem Abbrand nachgeschalteten Verbrennung die noch vorhandenen organgischen Bestandteile und das Kohlenmonoxid zur höchsten Stufe oxidiert werden.
Ferner ist es von Vorteil, daß die Abbrennanlage und die Ver¬ brennungsanlage gemeinsam die jeder Verbrennungsanlage nachge¬ schaltete Schadstoffminderungsanlage benutzen können, so daß sich eine separate Schadstoffminderungsanlage allein für den Abbrenn-Reaktor erübrigt.
Schließlich ist es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren und bei der erfindungsgemäßen Anlage zum Abbrennen von Explosivstoffen von großem Vorteil, daß durch die Zufuhr des eine hohe thermi¬ sche Energie tragenden Gasgemisches von dem Abbrenn-Reaktor in die Feuerungsanlage in letzterer erheblich weniger Brennstoff nötig ist, was sich in beachtlichem Maße auf die Wirtschaft¬ lichkeit des Verbrennungsteils der Gesamtanlage bzw. des Ge¬ samtverfahrens auswirkt.
Erfindungsgemäße Weiterbildungen werden bezüglich des Verfah¬ rens in den Unteransprüchen 2 bis 10 und bezüglich der Anlage in den Unteransprüchen 12 bis 19 angegeben.
Da Abbrennanlagen häufig zur besseren zeitlichen Ausnutzung mindestens zwei Abbrenn-Reaktoren aufweisen, von denen einer beispielsweise mit Explosivstoffen beschickt wird, während in dem anderen gerade abgebrannt wird, ist gemäß einer vorteilhaf¬ ten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, daß der Brennkammer der Feuerungsanlage die Gasgemische mehre¬ rer in Bezug auf die Leitung des Gasgemischs in Parallelschal¬ tung betriebener Abbrenn-Reaktoren zugeführt werden.
Alternativ hierzu kann mit dem gleichen Ziel der optimalen Nut¬ zung mehrerer gleichzeitig betriebener Abbrenn-Reaktoren in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, daß das aus dem Abbrenn- Reaktor abgeführte Gasgemisch einem weiteren Abbrenn-Reaktor zugeführt wird, und daß das in dem weiteren Abbrenn-Reaktor aus dem zugeführten Gasgemisch und den Rauchgasen entstehende wei¬ tere" Gasgemisch der Brennkammer der Feuerungsanlage zugeführt wird.
Da die in den Abbrenn-Reaktor eingespeiste Frischluft den Hauptzweck einer Abkühlung der beim Abbrand entstehenden Rauch¬ gase verfolgt, ist für die vorstehend erläuterte "Reihenschaltung" von Abbrenn-Reaktoren, bei der das aus einem Abbrenn-Reaktor austretende Gasgemisch anstelle oder zusammen mit Frischluft in den nachfolgenden weiteren Abbrenn-Reaktor eingespeist wird, bevorzugterweise vorgesehen, daß zwischen den benachbarten Abbrenn-Reaktoren eine Abkühlung des Gasgemisches, insbesondere durch Zufuhr von Frischluft, erfolgt.
Einer weiteren Verbesserung der Energiebilanz der erfindungsge¬ mäßen Anlage dient eine Weiterbildung, nach der das aus der Brennkammer der Feuerungsanlage abgeführte Abgasgemisch einer Energierückgewinnungsanlage zugeführt wird.
Vorzugsweise werden die aus der Energierückgewinnungsanlage austretenden und aufgrund der Energierückgewinnung abgekühlten Abgase einer Schadstof minderungsanlage zugeleitet. Der große Vorteil dieser Weiterbildung der Erfindung liegt darin, daß sowohl für die Abbrennanlage als auch für die Feuerungsanlage
nur eine gemeinsame Schadstoffminderungsanlage erforderlich ist, bei der die ansonsten übliche Nachverbrennungsstufe zur Nachverbrennung der nicht-oxidierten organischen Bestandteile (beispielsweise Kohlenmonoxid und Stickstoffoxidanteile) entwe¬ der ganz fehlen oder aber wesentlich geringer dimensioniert werden kann. Jedenfalls ist es von besonderem Vorteil, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nur eine gemeinsame Schadstoff¬ minderungsanlage erforderlich ist.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen des erfindungsgemäßen Verfah¬ rens ergeben sich dadurch, daß die Gasgemische verschiedener VerfahrensStadien in den Prozeß zurückgeführt werden können. So ist es in vorteilhafter Weise vorgesehen, daß die Abkühlung des Gasgemisches zwischen den Abbrenn-Reaktoren (Reihenschaltung der Reaktoren) durch Rückführung des von der Schadstoff inde- rungsanlage abgegebenen Abgasgemisches erfolgt.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann mit dem Vorteil einer weiteren Optimierung der Energiebilanz des gesamten Verfahrens vorgesehen sein, daß das aus der Energierückgewinnungsanlage abgeführte Abgas oder aber auch das von der Schadstoffminde- rungsanlage abgegebene Abgasgemisch ganz oder teilweise dem bzw. den Abbrenn-Reaktor(en) zugeführt wird. Somit wird das Ab¬ gasgemisch entweder anstelle oder ergänzend zur Frischluft in jeden Abbrenn-Reaktor eingespeist, wodurch es möglich ist, den Sauerstoffgehalt in jedem Abbrenn-Reaktor auf ein gewünschtes Maß einzustellen.
Zwei vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Anlage zum Abbrennen von Explosivstoffen sehen alternativ vor, daß entweder mehrere Abbrenn-Reaktoren in Bezug auf die Leitung des Abgasgemischs parallel oder aber in Reihe geschaltet sind. Im Falle der Parallelschaltung werden die aus der Frischluft, wel¬ che in jeden Abbrenn-Reaktor zur Kühlung eingespeist wurde, und aus den beim Abbrand der Explosivstoffe entstehenden Rauchgasen bestehenden (Ab-)Gasgemische zusammengeführt und anschließend der Feuerungsanlage zur Verbrennung von Brennstoffen zugelei¬ tet. Im Fall der Reihenschaltung von Abbrenn-Reaktoren wird je¬ weils das aus einem Abbrenn-Reaktor abgeführte Gasgemisch
(Zuluft und Rauchgase) dem nachfolgenden Abbrenn-Reaktor als Zuluft anstelle der beim ersten Abbrenn-Reaktor eingespeisten Frischluft oder aber ergänzend hierzu eingespeist.
Bezüglich der Reihenschaltung von Abbrenn-Reaktoren ist bevor¬ zugterweise vorgesehen, daß im Abgasstrom zwischen jeweils be¬ nachbarten Reaktoren eine Kühlstufe angeordnet ist, welche ge¬ mäß weiterer Weiterbildungen in vorteilhafter Weise entweder einen Wärmetauscher, insbesondere einen Quencher oder aber eine Ansaugvorrichtung für Frischluft enthalten kann. Diese Kühl- stufe dient der Abkühlung des in einen nachfolgenden Abbrenn- Reaktor einzuspeisenden Gasgemischs auf eine beliebige Tempera¬ tur, beispielsweise unter 100° C.
Mit dem Vorteil einer weiteren Schadstoffverarmung der Proze߬ gase ist vorgesehen, daß dem bzw. den Abbrenn-Reaktor(en) Fil¬ ter, insbesondere Partikelfilter vor- und/oder nachgeschaltet sind.
In an sich bekannter Weise ist ferner vorzugsweise vorgesehen, daß das Abgasgemisch der Feuerungsanlage einer Energierückge¬ winnungsanlage, 'beispielsweise einem Kraftwerk oder derglei¬ chen, zugeführt wird.
Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Anlage ist durch eine Weiterbildung erzielbar, nach der sich an die Energierück¬ gewinnungsanlage eine Schadstoffminderungsanlage anschließt, der die Abgase der Energierückgewinnungsanlage zugeleitet wer¬ den. Somit benötigt die gesamte Anlage, welche einen Abbrenn¬ teil zum Abbrennen der Explosivstoffe und einen Verbrennungs¬ teil zum Verbrennen von Brennstoffen umfaßt, nur eine einzige beiden Anlagenteilen gemeinsame Schadstoffminderungsanlage, wo¬ bei es sich ferner besonders vorteilhaft auswirkt, daß diese Schadstoffminderungsanlage auf die ansonsten zur Nachverbren¬ nung der nicht-oxidierten organischen Bestandteile wie Kohlen¬ monoxid und Stickstoffoxidanteile ganz oder teilweise verzich¬ ten kann, da diese Nachverbrennung im wesentlichen im Verbren¬ nungsteil der Gesamtanlage stattfindet.
Wie bereits vorstehend anhand des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben ist es selbstverständlich auch bei der erfindungs¬ gemäßen Anlage von Vorteil, wenn beispielsweise die im Abgas- strom zwischen jeweils benachbarten Abbrenn-Reaktoren angeord¬ nete Kühlstufe (Reihenschaltung) zur Kühlung das von der Schadstoffminderungsanlage abgegebene Gasgemisch ansaugt.
Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des er¬ findungsgemäßen Verfahrens sowie der erfindungsgemäßen Anlage zum Abbrennen von Explosivstoffen anhand zweier schematischer Blockdiagramme erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 das Funktionsschaltbild eines Verfahrens bzw. einer An¬ lage zum Abbrennen von Explosivstoffen mit zwei paral¬ lel geschalteten Abbrenn-Reaktoren; und
Fig. 2 ein ähnliches Schaubild gemäß- Fig. 1, jedoch mit einer Reihenschaltung zweier Abbrenn-Reaktoren mit zwischen¬ geschalteter Kühlstufe.
Die Figuren 1 und 2 zeigen ein schematisches FunktionsSchalt¬ bild zur Verdeutlichung eines Verfahrens zum Abbrennen von Ex¬ plosivstoffen, welches auch gleichzeitig der Erläuterung der wesentlichen Bestandteile einer Anlage zum Abbrennen von Explo¬ sivstoffen dienen.
Das Funktionsschaubild gemäß Fig. 1 zeigt zwei in Parallel¬ schaltung betriebene Abbrenn-Reaktoren 1, 1', in denen Explo¬ sivsto fe 13 unter Ξinspeisung von Frisch- oder Zuluft 5 abge¬ brannt werden. Die beim Abbrand der Explosivstoffe entstehenden gasförmigen Reaktionsprodukte, die Rauchgase, vermischen sich innerhalb der Abbrenn-Reaktoren 1, 1' mit der zugeführten Zu- bzw. Frischluft (im folgenden nur noch Frischluft genannt) zu den aus den Abbrenn-Reaktoren 1, 1' austretenden Gasgemischen 2, 2'. Ein Teil der beim Abbrand der Explosivstoffe 13 entste¬ henden Reaktionsprodukte fällt in Form von Asche 14 an, die ge¬ sondert entsorgt wird.
Während das beim Abbrand der Explosivstoffe 13 entstehende Rauchgas eine Temperatur von mehreren tausend Grad besitzt, sind die aus den Abbrenn-Reaktoren 1, 1' austretenden Gasgemi¬ sche 2, 2' durch die Vermischung der Rauchgase mit der zuge¬ führten Frischluft 5 auf eine einstellbare Temperatur von bei¬ spielsweise 300° C abgekühlt. Diese Gasgemische 2, 2' werden der Brennkammer 3 einer Feuerungsanläge 11 zur Verbrennung von Brennstoffen 4 zugeführt und dienen als Brenngas mit einem (einstellbaren) Sauerstoffgehalt von beispielsweise 16 bis 20 %.
Auf dem Weg von den Abbrenn-Reaktoren 1, 1' durchlaufen die Gasgemische 2, 2' in der Abbildung nicht dargestellte Par¬ tikelfilter, die einer (Zwischen- )Reinigung der Gasgemische 2, 2' dienen.
Die Feuerungsanlage 11 kann beispielsweise die übliche Wärmeerzeugung in einem Kraftwerk, eine Müllverbrennungsanlage oder aber auch der Hochofenteil eines Zementwerks sein. Der. Brennkammern 3 all jener Anlagen ist gemeinsam, daß dort unter Zufuhr von Brennstoffen 4 Wärme erzeugt wird, die in einer nachgeschalteten Energierückgewinnungsanlage 7, beispielsweise dem Dampferzeuger eines Kraftwerks, als Abgasgemisch 6 mit dem Energiegewinn 16 zugeführt wird. Die in der Brennkammer 3 bei der Verbrennung von beispielsweise Müll anfallenden Verbren¬ nungsrückstände 15 sind in ihrer Zusammensetzung unabhängig von den Explosivstoffen 13. Jedoch beinhaltet die der Energierück¬ gewinnungsanlage 7 entnehmbare Energie 16 die thermische Ener¬ gie aus den Explosivstoffen 13 und aus den Brennstoffen 4. Durch i Einspeisung der Gasgemische 2, 2' aus den Abbrenn-Re¬ aktoren _, 1' in die Brennkammer 3 der Feuerungsanlage 11 wird eine äußerst wirksame Verbesserung der Energiebilanz der Anlage erzielt, da die Gasgemische 2, 2' als Brenngas für die Brenn¬ kammer 3 bereits auf eine Temperatur von beispielsweise 300' C vorgewärmt sind, wobei die Temperatur der Gasgemische 2, 2' durch die Zufuhr der Frischluft 5 grundsätzlich auf einen be¬ liebigen Wert eingestellt werden kann.
Die aus der Energierückgewinnungsanlage 7 austretenden und ab¬ gekühlten Abgase 8 werden einer Schadstoffminderungsanlage 9 zugeleitet, der zur Behandlung der in dem Abgas 8 enthaltenen Schadstoffe Bindemittel 17 zugeführt wird. Die Ausgangsprodukte der Schadstoffminderungsanlage 9 sind ein gebundener, deponie- oder weiterverarbeitungsfähiger Schadstoffabfall 18 sowie ein Abgasgemisch 10, welches unter Einhaltung der 17. BImSchV in die Umgebung abgegeben oder aber an verschiedene Verfahrensstu¬ fen in das Verfahren zurückgeführt wird.
Beispielsweise kann es zur Optimierung der Energiebilanz der Gesamtanlage vorteilhaft sein, das aus der Energierückgewin¬ nungsanlage 7 abgeführte Abgas 8 oder aber das aus der Schadstoffminderungsanlage 9 abgegebene Abgasgemisch 10 ganz oder teilweise den Abbrenn-Reaktoren 1, 1 ' anstelle der Frischluft 5 oder aber auch als Zusatz zur Frischluft 5 zuzu¬ führen.
Fig. 2 zeigt ein der Fig. 1 weitestgehend entsprechendes Funk- tionsschaubil , wobei hier in der Fig. 2 die Abbrenn-Reaktoren 1, 1' in Bezug auf die Leitung des jeweiligen Gasgemischs 2, 2' nicht in Parallelschaltung, sondern in Reihenschaltung betrie¬ ben werden. Dem ersten Abbrenn-Reaktor 1 wird Frischluft 5 zu¬ geführt, die sich innerhalb des Abbrenn-Reaktores 1 wiederum mit den beim Abbrand der Explosivstoffe 13 entstehenden heißen Rauchgase unter starker Abkühlung zu einem Gasgemisch 2 ver¬ mengt.
Im Falle einer einstufigen Anlage, d.h. bei Anordnung nur eines Abbrenn-Reaktors 1, würde dieses Gasgemisch 2 direkt der Brenn¬ kammer 3 der Feuerungsanlage 11 zugeführt werden.
Im vorliegenden Falle einer mehrstufigen Ausführung eines Ver¬ fahrens und einer Anlage zum Abbrennen von Explosivstoffen wird das aus dem ersten Abbrenn-Reaktor 1 austretende Gasgemisch 2 zunächst einer Kühlstufe 12 zugeführt, die das Gasgemisch 2 von einer beispielhaft genannten Temperatur von 300° C auf eine wesentlich niedrigere Temperatur eines Zwischengasgemisches 21 abkühlt, welches dann in den zweiten Abbrenn-Reaktor 1' einge-
speist wird. Dieses Zwischengasgemisch 21 hat bei dem zweiten Abbrenn-Reaktor 1' die Kühlfunktion, welche die Zu- oder Frischluft 5 bei dem Abbrenn-Reaktor 1 wahrnimmt. Eine weitere Abkühlung des Zwischengasgemischs 21 oder aber eine Anreiche¬ rung mit Sauerstoff kann wahlweise auch durch weitere Zufuhr von Frischluft 20 in den zweiten Abbrenn-Reaktor 1' erfolgen.
Die Kühlstufe 12 ist beispielhaft als Einspritzkühler (Quencher) unter Verwendung von Wasser 19 ausgeführt.
Die Funktionsweise der Verbrennungsstufe (Brennkammer 3) und der nachfolgenden Verfahrensstufen (Energierückgewinnungsanlage 7 und Schadstoffminderungsanlage 9) ist identisch mit der zu Fig. 1 beschriebenen Anlage bzw. dem Verfahren.
Auch bei dieser Anordnung der Abbrenn-Reaktoren 1, 1' bzw. dem damit verbundenen Verfahren werden den Abbrenn-Reaktoren 1, 1' in der Abbildung nicht dargestellte Filter, insbesondere Partikelfilter vor- bzw. nachgeschaltet, um die Gasgemische 2,
2' zu reinigen.
Die Energierückgewinnungsanlage 7 kann mit hohem Wirkungsgrad betrieben werden, da aufgrund des bereits vorgewärmten Brenn¬ gases (Gasgemische 2, 2') bereits in der Brennkammer 3 gegen¬ über bekannten Verfahren ein geringerer Verlust an thermischer Energie auftritt. Die Kombination einer Abbrenn-Anlage für Ex¬ plosivstoffe mit einer Feuerungsanlage macht sich jedoch durch die Nutzbarmachung der heißen Gasgemische 2, 2' bei der Ver¬ brennung auch in dem geringeren Bedarf an Brennstoff 4 für die Verbrennung bemerkbar.
Mit dem vorliegenden Verfahren und der Anlage zum Abbrennen von Explosivstoffen ist auch die energieintensive Vernichtung von Explosivstoffen in Form eines Slurrys überflüssig. Die Explo¬ sivstoffe 13 können in ihrer reinen Form innerhalb der Abbrenn- Reaktoren 1, 1' (oder auch in einem einzigen Abbrenn-Reaktor) abgebrannt werden, so daß die große Energiemenge zur Verdamp¬ fung des hohen Wasseranteils (beispielsweise 90 %) eines Slur¬ rys nicht mehr aufzuwenden ist. Im vorliegenden Falle enthält
das Abgasgemisch 6 idealisiert die vollständige thermische En¬ ergie sowohl aus dem Abbrand der Explosivstoffe 13 als auch aus der Verbrennung der Brennstoffe 4. Diese thermische Energie ist im Vergleich zum Wasserdampfanteil eines konventionell ver¬ brannten Slurrys in einfacher Weise auf einem verhältnismäßig hohen Temperaturniveau rückgewinnbar.
Next Patent: HOT WATER BOILER SYSTEM