Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung ver¬ dampfungsfähiger Stoffe aus einem festen oder schütt¬ fähigen Stoff mittels elektromagnetischer Wellen, eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens sowie die Anwen¬ dung des Verfahrens zur Dekontaminierung von Aktivkohle und Erdreich.

Nach der DE-OS 3907248 ist es bekannt, Schüttgut, insbe¬ sondere Asphaltgranulat, in einem Muldentrockner umzu¬ wälzen und mittels Mikrowellen so schonend zu erhitzen, daß z.B. im Asphaltgranulat befindliches Bitumen nicht beschädigt wird und auch ^' gesundheitsschädliche Emissio¬ nen vermindert werden. Von Nachteil ist die relativ auf¬ wendige bauliche Gestaltung des Muldentrockners.

Es ist auch bekannt, feinteilige Feststoffe durch Ein- Wirkung von Infrarotstrahlern zu trocknen. Entsprechende Vorrichtungen werden z.B. in den DE-PSn 1085751, 3826047 beschrieben. Zur Verminderung der Feuchte in dispersen Gütern oder feuchtehaltigem Stückgut ist es nach der DE-OS 3738992 ferner bekannt, daß Stück- und/oder Schüttgut in einem vakuumdichten abgeschlossenen Behäl¬ ter bei vermindertem Systemdruck elektromagnetischer Strahlung von Frequenzen aus dem Bereich von 50 bis 7,5 x 10 ¹ Hz auszusetzen. Der hierbei entstehende Dampf wird an den in unmittelbarer Nähe zum Gut gelegenen gekühlten Flächen innerhalb des Vakuumbehälters kondensiert und als Kondensat abgeführt. Dieses Verfahren eignet sich nicht zur Behandlung verunreinigter Stoffe, da wegen der Nähe der Kondensation des Dampfes zum Gut Verunreini¬ gungen wieder in das Gut zurückgelangen können.

Zur Rekonditionierung von Aktivkohle ist es bekannt, mittels Heißdampf die Aktivkohle aufzuheizen, um damit einen großen Teil der an den äußeren und inneren Oberflächen der Aktivkohlepartikelchen gebundenen Gase 5 oder Flüssigkeiten aus der Aktivkohle austreiben zu kön¬ nen. Das Desorptiv wird vom Heizdampfstrom aufgenommen und zum Kondensator geleitet. Im Kondensator entsteht naturgemäß eine Mischung aus Wasserdampf und Lösemittel¬ konzentrat. Mit der Trennung des Wassers vom Desorptiv 10 _. beginnen häufig erneute Probleme, die in vielen Fällen sehr komplizierte Aufbereitungsverfahren nötig machen. Zur Dekontamination von Erdreich ist es ferner bekannt, mittels Gas- oder Ölbrennern das zu entgiftende Erdreich zu erhitzen und die dabei entstehenden Dämpfe direkt 5 oder in einer gesonderten Brennkammer zu verbrennen. Der hierbei notwendige Energieeintrag ist umso größer, je feinkörniger der zu entgiftende Boden ist, da sich die bei dem Trocknungsvorgang bildenden Verkrustierungen auf die Oberflächen der Lehm- oder Tonschichten auswirken, 0 d e damit feuchte- und wärmeundurchlässiger werden. Darüber hinaus ist die bei dieser bekannten Verbrennung entstehende Gefährdung der Umwelt durch giftige Emissio¬ nen nicht mit Sicherheit auszuschließen.

5 Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren der eingangs genannten Art und eine Anlage zu dessen Durchführung aufzuzeigen, mittels dem kontaminierte feste und schüttfähige Stoffe auf einfache Weise so auf¬ bereitet werden können, daß verdampfungsfähige Verun- 0 reinigungen aus dem Stoff entfernt werden und der gerei¬ nigte Stoff wieder seinem bestimmungsgemäßen Einsatzzweck zugeführt werden kann.

Erfindungsgemäß erfolgt die Lösung der Aufgabe bzgl. des Verfahrens durch die kennzeichnenden Merkmale des

Anspruchs 1 und bzgl. der Anlage durch die kennzeichnen¬ den Merkmale des Anspruchs 30.

Nach der Erfindung erfolgt durch Einsatz elektromagne- tischer Strahlung und der Verwendung eines optimalen Transportgases die Rekonditionierung des jeweils zu behandelnden Stoffes und die anschließende Rückgewinnung des jeweiligen Grundstoffes in einer optimalen Gasat¬ mosphäre, wobei unerwünschte Veränderungen des zu reini- genden Stoffes ausgeschlossen werden können. Zur Steige¬ rung der Trocknungsgeschwindigkeit wird die elektromagnetische Trocknung mit der Konvektionstrock- nung kombiniert, in dem der Gasstrom mit hoher Strö¬ mungsgeschwindigkeit an den Partikeln des zu reinigenden Stoffes vorbeigeführt wird. Die sich unter der Einwir¬ kung von elektromagnetischer Energie bildende Dampf¬ schicht wird auf der äußeren Schicht des zu reinigenden Stoffes fortgerissen, wodurch der Rekonditionierungspro- zeß deutlich beschleunigt wird. Die Kombination der unterschiedlichen Energieformen unterstützt die für eine Desorption notwendige Verringerung der Bindungskräfte, die in der Hauptsache van der Waal'sche Kräfte sind und erhöht gleichzeitig den Partialdruck der Verunreini¬ gungen innerhalb des zu reinigenden Stoffes, so daß die Verunreinigungen aus diesem herausgelöst werden können. Zur Steigerung der Trocknungsgeschwindigkeit wird die elektromagnetische Trocknung durch die gezielte Auswahl und Kombination unterschiedlicher elektromagnetischer Strahlungsarten optimiert. Die sich unter der Einwirkung von elektromagnetischer Energie bildende DampfSchicht auf der äußeren und ggf. inneren StoffOberfläche wird kontinuierlich abgesaugt und damit der Rekonditionie- rungsprozeß deutlich beschleunigt. Die Kombination der unterschiedlichen Energieformen unterstützt den für eine Reinigung des Stoffes notwendigen Energieeintrag, insbe-

ERSATZBLATT

sondere auch in die inneren Schichten des zu entgiften¬ den Stoffes. Durch die gezielte Auswahl der geeigneten Wellenlänge kann sicher ausgeschlossen werden, daß durch den Desorptionseintrag eine Verkrustung der Oberfläche eintritt und damit der Desorptionsvorgang behindert wird. Gleichzeitig wird erreicht, daß die einzustrahl¬ ende Energie nicht die gesamte Stoffmasse bis zum Siede¬ punkt aufheizen muß, um den Verdampfungsvorgang durchführen zu können. Hierdurch wird der Energieeintrag auf den erforderlichen Eintrag der Verdampfungswärme für ^* die zu desorbierenden Stoffe beschränkt. Auf diese Weise kann die Entfernung ökologisch unerwünschter Bestand¬ teile aus zu reinigenden Stoffen sowohl ökologisch als auch wirtschaftlich durchgeführt werden. Besonders vor- teilhaft ist der Einsatz des Verfahrens zur Rekonditio- nierung von Aktivkohle und zur Dekontamination von kon¬ taminiertem Erdreich.

Nach der Erfindung werden Wellenlänge und Frequenz der elektromagnetischen Strahlung an die Charakteristika des zu reinigenden Stoffes angepaßt. In besonderen Fällen ist es auch möglich, den zu reinigenden Stoff mit elek¬ tromagnetischer Strahlung unterschiedlicher Frequenz und Wellenlänge zu bestrahlen. Diese vorteilhaften Ausge- staltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind ebenso wie die Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Anlage in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den Zeich- nungen εchematisch dargestellten Anlagen näher erläu¬ tert. Es zeigt

Fig. 1 ein Prozeßschema für einen geschlossenen Rekon- taminierungsprozeß zur Behandlung von Aktiv- kohle,

Fig. 2 ein Prozeßschema für einen geschlossenen Rekon- taminierungsprozeß zur Behandlung von Erdreich.

Wesentliches Bauelement der Anlagen l und 2 nach den Figuren 1 und 2 ist eine Desorptionskammer 3, die vor¬ zugsweise im Unterdr ck gegenüber der umgebenden At¬ mosphäre betrieben wird. In diese Desorptionskammer 3 wird der zu reinigende Stoff 5 eingeführt und abhängig von den Charistika des Stoffes 5 einer elektromagne- tischen Strahlung ausgesetzt und gleichzeitig von einem Spülgas durchströmt bzw. umströmt.

Wie in Fig. 1 dargestellt, besteht die Anlage 1 aus der Desorptionskammer 3 mit einer Strahleranordnung 4, die einen Einlaß für den Stoffeingang 6 und einen Auslaß für den Stoffausgang 7 aufweist. Der jeweils zu reinigende Stoff 5 wird zunächst auf eine Waage 12 aufgeben und von dieser über eine Stoffeintragschleuse 8 in die Desorp¬ tionskammer 3 eingeführt. Der aus dieser austretende Stoff 5 wird über einen Stoffausgang 7 mittels einer Stoffaustragsschleuse 10 aus der Desorptionskammer 3 abgeführt. Die Desorptionskammer 3 weist eine Spülga¬ seinlaß 14 auf, durch den ein Gasstrom in die Desorp¬ tionskammer 3 eingeführt wird und den zu reinigenden Stoff umströmt und/oder durchströmt und nach Sättigung den verdampfungsfähigen Verunreinigungen durch den Spül¬ gasauslaß 15 wieder austritt. Die wärmetechnische Behandlung des Stoffes 5 in der Desorptionskammer 3 mit elektromagnetischer Strahlungsenergie erfolgt in Ab- hängigkeit von den Eigenschaften des jeweiligen Stoffes 5. Es können Hochfrequenzstrahlungsenergie, Niederfre¬ quenzenergie, Infrarotstrahlung, Mikrowellenstrahlung und dergleichen in verschiedenen Frequenz- und Wellenlängenbereichen zum Einsatz kommen.

ERSATZBLÄTT

Das auch dem Spülgasauslaß 15 austretende Gas wird einem Kondensator 16 zugeführt, in dem die Verunreinigungen abgekühlt und kondensiert sowie über einen Kondensat¬ abieiter 39 abgeführt werden. Das abgeleitete Kondensat gelangt in einen Kondensatbehälter 40, aus dem das Kon¬ densat mit den aufgenommenen Verunreinigungen des Stof¬ fes 5 einer weiteren Bearbeitung zugeführt werden kann.

Das aus dem Kondensator 16 austretende Gas wird einem Wärmetauscher 8 zugeführt, der mit der Abwärme einer

Kältemaschine 28 beaufschlagt wird. In dem Wärmetauscher

18 wird das durchströmende Gas auf eine Temperatur rük- kerwärmt, mittels der eine erneute Einführung des Gases über den Spülgaseinlaß 14 in die Desorptionskammer 3 möglich ist. In dem Wärmetauscher 18 nicht ausgenutzte

Restwärme der Kältemaschine 28 wird in einem weiteren

Wärmetauscher 30 soweit zurückgekühlt, daß das aus dem

Heizmittelausgang 31 austretende Heizmedium nach thermo- dynamischer Aufbereitung durch die Kältemaschine 28 wie- der dem Kondensator 16 zugeführt werden kann.

Der Gasausgang 19 des Wärmetauschers 18 ist mit einer Anschlußleitung 22 verbunden, die mit dem Spülgaseinlaß 14 in Verbindung steht. Darüber hinaus ist an die Anschlußleitung 22 eine Gasauslaßleitung 37 angeschlos¬ sen, in der ein Sicherheitsventil 20 angeordnet ist und die in Richtung der umgebenen Atmosphäre auslaßseitig ein Filter 43 mit einem Gasauslaß 21 aufweist.

In der Anschlußleitung 22 ist ferner ein Gebläse 38 sowie eine Gasanalysesonde 25 angeordnet, die mit einem Gasanalyserechner 24 verbunden ist. In Abhängigkeit von dessen Ausgangswerten wird ein Stellventil 26 angesteu¬ ert, das in einer Leitung 41 angeordnet ist, die einen

Gasvorratsbehälter 23 mit der Anschlußleitung 22 verbin¬ det.

Ferner sind die Waagen 3, 13 sowie die Antriebs otore 9, 11 der Stoffeintragsschleuse 8 und Stoffaustragsschleuse 10 mit einem Prozeßrechner 27 verbunden, der eine Opti¬ mierung des durch die Desorptionskammer 3 durchzuführen¬ den Stoffes in Abhängigkeit von den in der Desorptions¬ kammer 3 abgeschiedenen dampffähigen Verunreinigungen durchführt. Diese beschriebene Anlage 1 ist z.B. zur Rekonditionierung von verunreinigter Aktivkohle geeig¬ net.

Fig. 2 zeigt eine weitere Anlage 2, die z.B. zur Dekon- tamination von verunreinigtem Erdreich eingesetzt werden kann. Diese Anlage 2 ist ähnlich wie die Anlage 1 konzi¬ piert, weist jedoch geringe Abwandlungen auf. So ist beispielsweise der Spülgaseinlaß 14 der Desorptionskammer 3 direkt mit einem Gasvorratsbehälter 23 verbunden, von dem das Spülgas durch die Desorptions¬ kammer 3 volumenabhängig geregelt durch das Ventil 26 geleitet wird. Der Gasvorratsbehälter 23 ist ferner mit¬ tels einer Anschlußleitung 34 mit einem Stellventil 35 mit einer Anschlußleitung 36 verbunden, die den Gasaus- gang des Wärmetauschers 18 mit einem Ejektor 33 verbin¬ det. An den Ejektor 33 ist mittels einer weiteren Lei¬ tung der Spülgasauslaß 15 angeschlossen. Die Desorptionskammer 3 wird somit bei der Anlage 2 stets mit einem besonders aufbereiteten Gas aus dem Gasvor¬ ratsbehälter 23 beausschlagt. Lediglich zur Konditionie- rung des dem Ejektor 33 zuzuführenden Gases wird aus dem Gasvorratsbehälter 23 Spülgas in die Anschlußleitung 36 eingeschleust.

An den Gasausgang 19 des Wärmetauschers 18 ist eine

ERSATΣELATT

Gasauslaßleitung 37 mit einem Ventil 42 angeschlossen, über die durch die Gasauslaßleitung 37 strömendes Gas über einen Filter 43 einem Gasauslaß 21 zugeführt wird. Parallel zu der Gasauslaßleitung 37 ist eine weitere Leitung mit einem Sicherheitsventil 20 angeordnet, durch das sichergestellt wird, daß bei einer Überschreitung des Druckes in der Gasleitungsanordnung eine Druckminde¬ rung durch Gasablaß über das Sicherheitsventil 20 und den Filter 43 erfolgt.