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DE19545563A1 - Waste disposal process for treating e.g. vapours, powders, etc. - Google Patents

Waste disposal process for treating e.g. vapours, powders, etc.

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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
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DE
Germany
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processing chamber
substance
electromagnetic radiation
plant according
lock
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Withdrawn
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DE19545563A
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German (de)
Inventor
Heinz Krause
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HAK ANLAGENBAU GmbH
Original Assignee
HAK ANLAGENBAU GmbH
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Publication date
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    • 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
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • 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
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    • B01D—SEPARATION
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Abstract

The waste disposal process treats liquid, gases and solids. The substance (17) is exposed to electromagnetic radiation in a carbonisation chamber (2) and the radiation levels into the chamber (2) are optimised manually or by a process computer. The specific naturally-occurring molecular frequencies of the substance (17) are activated by the electromagnetic waves and the carbonised residues (17) are discharged from the chamber (2) through an air-lock.

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.The invention relates to a method for processing contaminated substances in vaporous, gaseous, powdery, granular, muddy and solid Consistency as well as a plant to carry out the process.

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.In many companies, e.g. B. prepare the chemical industry and public communities resulting sewage sludge enormous problems in processing and disposal. Often These sludges contain highly toxic, environmentally threatening or harmful to health Substances such as B. carcinogenic dioxin. The cost of creation and operation of the plants or landfills for the treatment of sludge and its disposal considerably. As a rule, the contaminated substances become insufficient decontaminated. Furthermore, the sewage sludge remains in storage in the landfill continues to pose a threat to the environment. It is also increasing It is more difficult for municipalities to designate suitable areas for landfills. Similar Problems also exist with process and river sludges, with molecular sieves such as Zeolites, activated carbon and desiccants such as B. silica gel.

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.According to EP 92 918 228, a method is known by which contaminated solid and free-flowing substances are processed in a simple way so that vaporizable Impurities are removed from the fabric and the cleaned fabric returns to its original state intended use is supplied.

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.However, there is currently no process that is quick, effective and inexpensive treatment, disinfection and disposal of contaminated substances in vaporous, gaseous, powdery, granular, muddy and solid Enables consistency.

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. The object of the invention is a method of the type mentioned and to show a plant for carrying out a process by which contaminated Substances in vapor, gaseous, powder, granulate, sludge and firm consistency can be processed and sterilized effectively and disposed of safely can.  

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.According to the invention, the problem regarding the method is solved by the characterizing features of claim 1 and with respect to the system by the characterizing features of claim 9.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der Anlage sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.Advantageous refinements of the method or of the system according to the invention are shown in the dependent claims described.

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.According to the invention, the process substance treatment for detoxification takes place, Drying, plasticizing and gasification through the use of electromagnetic Radiation waves, whose optimal wavelength is derived from the physical data of the processing substances. The electromagnetic waves can e.g. B. ultrasound, UV, IR, microwaves and the like. There is consequently an energy absorption of the treating substances, depending on the properties of the substance or the desired Process goal in stages or continuously in all known aggregate and intermediate states can be transferred. By processing the materials with electromagnetic Radiation will have the appropriate resonance frequencies in the fabrics containing substances. These (rotational) natural frequencies of the molecules of the Substances depend on the respective molecular structures. When coupling in electromagnetic radiation of the specific resonance frequency and increasing electromagnetic energy reaches the point at which the excited Break molecular bonds. This leads to coking of the contaminated substance. In addition, the fabric is dried because of the coupling of electromagnetic energy the material is heated and moisture escapes. Overall, the coking results in a quantitative and qualitative reduction of contaminated substances. To inflammation, spontaneous combustion or complete To prevent evaporation of the coking substance, the sterilization process takes place in an inert gas atmosphere instead. The method according to the invention is suitable for Preparation, plasticizing, decontamination, disinfection, drying, decoking and Gasification in process processes e.g. B. the wood, paper, printing and chemical Industrial sludge, from river and faecal sludge, from solids such. B. Carcasses and hospital waste, as well as gas mixtures, vapors and granular and powdery fabrics.

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. The invention is illustrated below with reference to that shown schematically in the drawing Plant explained in more detail, which is a process scheme for electromagnetic disinfection of shows contaminated substances.  

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.The system 1 consists of a processing chamber 2 which has an inlet for the stock inlet 7 and an outlet for the stock outlet 8 . The substance 17 to be decontaminated and coked is introduced into the processing chamber 2 by means of a material entry lock 9 and discharged from the processing chamber 2 via the material outlet 8 . Before the introduction of the substance 17 into the processing chamber 2 , the substance 17 can be detected by a sensor device 3, such as, for. B. a moisture meter or the like. After the material 17 has been carried out from the processing chamber 2 , the processed, coked material 17 can be introduced into a separating device 5 .

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.The electromagnetic radiation is generated by a generator 4 and introduced into the processing chamber 2 . This can be done by means of a waveguide 19 . The walls of the processing chamber 2 and the waveguide 19 are designed such that they are impermeable to the electromagnetic radiation and reflect it. The electromagnetic radiation can be coupled into the processing chamber 2 by means of coupling probes, wherein the processing chamber 2 can have resonance properties with regard to the radiation. A gas container 6 for providing an inert gas atmosphere in the processing chamber 2 is connected to the latter via a line 14 and a valve 15 . A heat exchanger 13 or the like can be connected to the processing chamber 2 by means of the line 18 for more energy-efficient operation of the system.

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.The sensor device 3 , the separating device 5 , the material entry lock 9 and the material discharge lock 11 are connected to a process computer 16 . In addition, a connection of the process computer 16 to the generator 4 and / or the valve 15 is possible.

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.1. Process for the preparation of contaminated substances in vaporous, gaseous, powdered, granular, sludge-like and solid consistency, characterized in that the substance ( 17 ) in a processing chamber ( 2 ) is exposed to electromagnetic radiation for coking, the entry of the radiation energy into the processing chamber ( 2 ) is optimized manually or automatically by a process computer ( 16 ) and the molecule-specific natural frequencies of the substances in the substance ( 17 ) are excited by the electromagnetic waves, and the coked material ( 17 ) through an exit gate from the processing chamber ( 2 ) is applied. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetische Strahlung Mikrowellen umfaßt.2. The method according to claim 1, characterized in that the electromagnetic Radiation includes microwaves. 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.3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the application of the substance ( 17 ) with electromagnetic radiation in the processing chamber ( 2 ) takes place in a gas atmosphere. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasatmosphäre in der Aufbereitungskammer (2) inert ist.4. The method according to claim 3, characterized in that the gas atmosphere in the processing chamber ( 2 ) is inert. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetische Strahlung an den Wänden der Aufbereitungskammer (2) reflektiert wird und/oder konzentriert wird.5. The method according to claim 1, characterized in that the electromagnetic radiation is reflected on the walls of the processing chamber ( 2 ) and / or is concentrated. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zu verkokende Stoff kontinuierlich in die Aufbereitungskammer (2) eingebracht wird.6. The method according to claim 1, characterized in that the substance to be coked is continuously introduced into the processing chamber ( 2 ). 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zu verkokende Stoff chargenweise in die Aufbereitungskammer (2) gebracht wird.7. The method according to claim 1, characterized in that the substance to be coked is brought in batches into the processing chamber ( 2 ). 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.8. The method according to claim 1, characterized in that gases are removed from the processing chamber ( 2 ) and / or burned in a chamber and used for heat exchange. 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.9. Plant for carrying out the method according to claim 1 to 8, with a for receiving the coking substance ( 17 ) serving processing chamber ( 2 ), characterized in that the substance ( 17 ) by means of a substance entry lock ( 9 ) at the substance inlet ( 7 ) the processing chamber ( 2 ) is introduced, in the processing chamber ( 2 ) electromagnetic radiation from a generator ( 4 ) is applied, the electromagnetic radiation having molecule-specific natural frequencies of the substances of the substance ( 17 ), and the substance ( 17 ) after coking on Material outlet ( 8 ) is brought out by means of a material discharge lock ( 11 ). 10. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoffeintragsschleuse (9) und Stoffaustragsschleuse (11) mit Antriebsmotoren (10, 12) angetrieben werden.10. Plant according to claim 9, characterized in that the material feed lock ( 9 ) and material discharge lock ( 11 ) with drive motors ( 10 , 12 ) are driven. 11. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoffeintragsschleuse (9) eine Sensoreinrichtung (3) vorgeschaltet ist.11. Plant according to claim 9, characterized in that the material entry lock ( 9 ) is connected upstream of a sensor device ( 3 ). 12. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoffaustragsschleuse (11) eine Trennvorrichtung (5) nachgeschaltet ist.12. Plant according to claim 9, characterized in that the material discharge lock ( 11 ) is followed by a separating device ( 5 ). 13. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufbereitungskammer (2) Wände aufweist, die für die elektromagnetische Strahlung undurchlässig sind und diese reflektiert.13. Plant according to claim 9, characterized in that the processing chamber ( 2 ) has walls which are opaque to the electromagnetic radiation and reflects them. 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.14. Plant according to claim 9 and 13, characterized in that the electromagnetic radiation generated by a generator ( 4 ) by means of a waveguide ( 19 ) and / or coupling probes is introduced into the processing chamber ( 2 ). 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.15. Plant according to claim 9, characterized in that a gas container ( 6 ) by means of a line ( 14 ) and a valve ( 15 ) is connected to the processing chamber ( 2 ). 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.16. Plant according to claim 9, characterized in that means ( 18 ) for removing gases and / or a heat exchanger ( 13 ) are connected to the processing chamber ( 2 ). 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.17. Plant according to claim 9 to 16, characterized in that a process computer ( 16 ) with the sensor device ( 3 ) and / or the material entry lock ( 9 ) and / or the material discharge lock ( 11 ) and / or the separating device ( 5 ) and / or the generator ( 4 ) and / or the valve ( 15 ) is connected.
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