DE3206785C2

DE3206785C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Vernichtung von fluiden, organische Substanzen enthaltenden Abfallstoffen und Müll

Info

Publication number: DE3206785C2
Application number: DE3206785A
Authority: DE
Inventors: Otto Dipl.-El.-Ing. Boday; Andras El.-Ing. Herpay; Ferenc Dipl.-Chem.-Ing. Dr. Krajcsovics; Istvan Dipl.-El.-Ing. Dr. Neveri; Sandor El.-Techn. Pete; Ferenc Dipl.-El.-Ing. Pocsy; Bela Dipl.-Chem.-Ing. Szikora; Endre Dipl.-Chem.-Ing. Budapest Szirmai
Original assignee: Villamosipari Kutato Intezet, Budapest
Current assignee: Hungaroplazma Budapest Hu
Priority date: 1981-02-27
Filing date: 1982-02-25
Publication date: 1987-04-23
Also published as: CA1186357A; HU184389B; US4438706A; US4509434A; SE8201010L; SE440946C; CH658414A5; DE3206785A1; SE440946B

Abstract

Es wird ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Vernichtung von flüssigen, organische Substanzen enthaltenden Abfallstoffen beschrieben, wobei aus den genannten Abfallstoffen technisches Plasma hergestellt und dieses durch Zuleitung einer überschüssigen Menge an Sauerstoff in stabile Verbrennungsprodukte umgewandelt wird. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine zuverlässige, nicht-toxische und wirtschaftliche Vernichtung von Abfallstoffen erreicht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Vernichtung von fluiden, organische Substanzen enthaltenden Abfallstoffen und Müll in der Weise, daß aus dem Abfall technisches Plasma hergestellt wird, wobei während der Plasmaherstellung die Abfallstoffe in ihre Atome getrennt werden.
Wie bekannt, ist das zuverlässige Vernichten der verschiedenen Industrie- und Kommunal-Abfallstoffe in Weltrelation ein Problem, das in steigendem Maße große Sorgen verursacht. Dies gilt vor allem für die toxischen Abfallstoffe der Chemie. Zur Lösung dieser Probleme wurden bereits mehrere, mit mehr oder weniger Erfolg angewandte Technologien entwickelt. Unter diesen finden die auf Verbrennung beruhenden Vernichtungstechnologien immer stärkere Verbreitung. Als Ergebnis gut gelenkter Verbrennung zerfallen die toxischen, infektiösen und sonstwie schädlichen Abfallstoffe in unschädliche Endprodukte; es kann dabei sogar aus den brennbaren Stoffen Energie zurückgewonnen werden. Dabei wird der Raumbedarf der entstandenen Asche, Schlacke, usw. viel kleiner, als das Volumen der ursprünglichen Abfälle war.
Die Durchführung des Verbrennungsverfahrens kann in vier Hauptgruppen zusammengefaßt werden: Bekannt sind hierzu Schachtöfen, Etageöfen, Wanderbettöfen und Drehtrommelöfen. Mit Hilfe der bisher bekannten konkreten Verfahren, insbesondere der am besten entwickelten Drehtrommelöfen, können heute schon viele der Probleme gelöst werden. Doch liegen noch mehr der Probleme und Aufgaben vor, die nur mit der Einführung völlig neuer Verfahren gelöst werden können. Hier eines der vielen Beispiele: Kohlenwasserstoffe von hohem Chlorierungsgrad, bzw. ähnlich halogenierte Produkte, sind überhaupt nicht, oder nur mit Hilfe von Hochleistungs-Hilfsbrennern, den sog. "Stütz- Brennern" zu vernichten. Obzwar nun Abfälle und Müll hinsichtlich ihrer Zusammensetzung nicht sehr anspruchsvoll sind, muß man - um eine absolut sichere Vernichtung zu gewährleisten - z. B. bei stark giftigen Substanzen - eine lange Durchgangszeit und dementsprechend umfangreiche Ofenanlagen für die Erzielung einer vollkommenen Verbrennung in Kauf nehmen und vorsehen. Diese Anlagen werden ausnahmslos mit Brenner für Kohlenwasserstoffeuerung betrieben, so daß ihr Betrieb heutzutage, in Anbetracht der rasant steigenden Kohlenwasserstoffpreise und der Schwierigkeiten bei der Heizstoffbeschaffung, nicht ökonomisch ist und sich diese Lage auch in der Zukunft nicht bessern, höchstens verschlechtern wird.
DE-OS 24 25 007 offenbart eine Müllvernichtungsanlage, wobei die Oxidation des Abfalls nicht in einer definierten Zone erfolgt. Gemäß DE-OS 24 25 007 kann die Oxidation schon in der ersten Zone des Reaktionsraumes anfangen bzw. in der Nähe des Lichtbogens oder in der anschließenden Abführzone zustande kommen. Der Müll wird intermittierend in die Reaktionszone 28 eingeführt und dort vor- bzw. aufgeheizt, wobei zunächst das Wasser verdampft und die im Müll enthaltenen Brennstoffe oxidiert werden, sobald sie die ihnen eigene Entzündungstemperatur erreicht haben. Die Temperatur in der Vorheizzone wird durch Wärmestrahlung von dem Plasmalichtbogen und durch die Verbrennung der brennbaren Müllanteile auf etwa 1400°C gehalten, so daß der größte Teil des Mülls bereits vor seinem Eintritt in die Plasmazone zersetzt wird. Der gesamte Dampf, die gasförmigen Verbrennungsprodukte und die Flugasche durchqueren die Plasmazone, wo der Dampf überhitzt wird und die anderen Produkte eine vollständige Aufoxidation erfahren. Dies bedeutet, daß die thermische Trennung des Mülls und die Oxidation gleichzeitig zustande kommen können. Dadurch ergibt sich, daß der Teil des Mülls, der sich an den von den Elektroden entfernt liegenden Stellen befindet, bereits dann oxidiert wird, wenn die benötigte Temperatur vorliegt. Dies ist aber bei einem Verfahren, das eine kontrollierte Umwandlung toxischer Substanzen in inerte Stoffe gewährleisten soll, unerwünscht und stellt einen besonderen Nachteil des bekannten Verfahrens dar. Demgegenüber wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren jedes Molekül des Abfalls als plasmabildendes Gas durch einen speziellen Plasmabrenner gezwungen; der Abfall geht in den Plasmazustand über. Auf diese Weise entsteht gemäß der Erfindung aufgrund der kontinuierlichen Strömung des Abfalles bzw. des Arbeitsgases die aus den Abfallelementen bestehende Plasmafackel. Die aus der Plasmafackel austretenden Elemente werden dann in der letzten Zone der Plasmafackel bzw. in dem dem Plasmabrenner nachgeschalteten Reaktor mit dem benötigten Oxidationsmittel zusammengeführt.
Aufgabe der Erfindung ist deshalb die Schaffung einer Technologie, welche die Vernichtung von flüssigen (fluiden), organische Substanzen enthaltenden Abfallstoffen nicht nur zuverlässig, sondern auch wirtschaftlich ermöglicht.
Das Verfahren gemäß der Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß in der Hochtemperatur-Fackel der industriellen Hochleistungs-Plasmabrenner praktisch jede bekannte Substanz völlig atomisiert, danach in den Plasmazustand versetzt wird. Lenkt man die Speisung des Plasmabrenners so, daß die zu zerlegende Materie und ein Hilfsstoff von oxidierender Wirkung - zweckmäßig Luft, Wasserdampf usw. - in entsprechendem Verhältnis und an jedem Punkt der Einrichtung zugegen ist, dann kann man damit erreichen, daß in der Rekombinationszone der Plasmaflamme solche Molverhältnisse zur Geltung kommen, zufolge deren aus dem Kohlengehalt der eingespeisten Materie Kohlendioxyd, aus ihrem Wasserstoffgehalt Wasserdampf, beziehungsweise H-Haloide werden, und mit den anderen Elementarstoffen in maximalem Oxidationszustand aus der Reaktionszone abgehen. Das Arbeitsgas des Plasmagenerators kann dabei Luft, ferner Sauerstoff-angereicherte Luft, oder der Dampf aus dem zur Vernichtung bestimmten Abfall sein.
Eine weitere Erkenntnis ergab sich für die Anmelder darin, daß das Arbeitsprinzip der Abfallvernichtung durch eine Plasmafackel bei jeder beliebigen Materie angewendet werden kann. Zur Verbrennung sind Hilfsstoffe - z. B. Katalysatoren - nicht erforderlich. Dadurch aber wird eine Senkung der Kosten und ein universaler Arbeitsbereich ermöglicht.
Die vorstehende Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch das eingangs genannte Verfahren gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die im Plasmazustand atomisierten Abfallstoffe in einem dem Plasmagenerator nachgeschalteten Reaktor in Gegenwart einer überschüssigen Menge an Sauerstoff in stabile Verbrennungsprodukte umgewandelt werden.
Hier ist unter "technischem Plasma" jener Zustand zu verstehen, bei welchem wenigstens 0,15% der Substanzpartikel in ionisiertem Zustand vorliegen und dadurch zur Verrichtung verschiedener technologischer Aufgaben bestens geeignet sind.
Das Verfahren hat den Vorteil, daß jeder organische Abfall der Industrie, insbesondere der Müll mit einem hohen Halogengehalt in einer, für eine gegebene Kapazität projektierten Anlage - unabhängig von der chemischen Zusammensetzung der Materie - vernichtet werden kann, und der Wärmeinhalt der abgehenden, gasförmigen Endprodukte sowie die Endprodukte aus einzelnen Grundbestandteilen (z. B. Chlorgas) in der Chemischen Industrie in an sich bekannter Weise ausgenützt bzw. verwertet werden können.
Es ist zweckmäßig, wenn die zum Verfahren notwendige Überschußmenge an Sauerstoff in Form von Luft in den Prozeß eingeführt wird, da diese Lösung sowohl im Hinblick auf die Investitions-, wie auch auf die Betriebskosten eine viel ökonomischere Technologie ist, als wenn sie auf reinem Sauerstoff basieren würde.
Zweckmäßig ist ferner, wenn die Luft mit Sauerstoff angereichert wird, insbesondere wenn die chemische Zusammensetzung des Abfalls bzw. Mülls zu seiner totalen Vernichtung eines relativ hohen Sauerstoffanteils bedarf; hierdurch wird der Einsatz einer Verbrennungsanlage von kleineren Dimensionen und geringerem Energiebedarf ermöglicht oder die spezifische Durchsatzleistung einer bereits gegebenen Anlage wird erhöht.
Von Vorteil ist, wenn zur Erzeugung des technischen Plasmas das aus der Luft zustande gebrachte Plasma benützt wird, da auf diese Weise in dem Hochtemperaturraum die für die Oxidationsreaktion erforderlichen Sauerstoff-Ionen direkt zur Vernichtung des in die Plasmafackel eingeleiteten Abfalls zur Verfügung stehen. Diese Lösung bedeutet zugleich eine wirtschaftlichere Realisierung der Plasmabildung.
Es ist auch von Vorteil, wenn das technische Plasma direkt aus dem Abfallstoff hergestellt wird, da dieses die schnellste, vollständigste und bei bestem Wirkungsgrad verlaufende Art und Weise ist, um den zu oxidierenden Abfall-Müll bis zum Plasmazustand zu erhitzen, und dabei auch die Produktivität der Technologie zu gewährleisten.
Bei der Vernichtung von halogenhaltigen Abfallstoffen empfiehlt es sich, außer Sauerstoff auch noch Wasser zuzuführen, da dadurch bei der späteren Gasbehandlung die Absorption der entstandenen Wasserstoff-Halogenide technologisch mit einem viel besseren Wirkungsgrad verläuft.
Der Energieinhalt des Plasmas wird in einem MHD-Generator ausgenützt. In diesem Falle ergibt sich auch eine Möglichkeit für eine chemische Trennung durch Separation der Kationen und Anionen, ja sogar noch die Möglichkeit einer zusätzlichen Wärmeerzeugung durch eventuelle chemische Nachreaktionen.
Der Wärmeinhalt des vom Plasma herrührenden, die heißen Verbrennungsprodukte enthaltenden Gases wird durch Anwendung von Wärmeaustauschern - hauptsächlich Rekuperations- oder Querströmungs-Wärmeaustauschern - gemäß der Erfindung zurückgewonnen. In beiden Fällen wird der restliche Säuregehalt der austretenden Gase vor ihrem Ablassen ins Freie mit einer schwach alkalischen Waschlösung gebunden.
Zur Durchführung dieses Verfahrens wird eine Vorrichtung angewandt, welche einen dem Plasmagenerator zugeschalteten Reaktor, eine Aufgabevorrichtung für die Zuführung der fluiden Abfallstoffe, eine Dosiereinrichtung für das Oxidationsmittel umfaßt, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der Reaktor (14) mit einem gasdurchlässigen Innenmantel (20) versehen ist, wobei der Innenmantel (20) als Rohr ausgestaltet und in dessen Innenraum die Plasmafackel (24) angeordnet ist, und dessen äußerer Raum mit der Oxidationsmittelzuleitung (30) in Verbindung steht.
Die Erfindung soll nun anhand der beigefügten Zeichnung in ihren Einzelheiten näher erläutert werden, in welcher das Verfahren gemäß der Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels dargestellt ist.
Die skizzenhaft vorgezeigte Vorrichtung dient zur Vernichtung von verdampfbaren chemischen Abfallstoffen, z. B. von chlorierten Kohlenwasserstoffen, in welcher jenes Luftplasma zum Zustandebringen des Plasmazustandes angewendet wird, das von einem mit elektrischen Entladungen arbeitenden Plasmagenerator 2 erzeugt wird.
Die Einrichtung ist weiterhin an solche technischen Einrichtungen angeschlossen, welche in an sich bekannter Weise die Versorgung mit Elektroenergie, ferner die Einführung von Kühlwasser, Preßluft und Abfallstoff, sowie der Waschflüssigkeiten in das System sichern und für die Ableitung des entstandenen Abwassers und der Endgase sowie die eventuelle Umwandlung des erwärmten Kühlwassers sorgen.
Die Einrichtung ist wie folgt aufgebaut:
Der das Luftplasma liefernde Plasmagenerator 2 erhält seine Energieversorgung durch Gleichstrom über die Kabel 4 und 6. Zur Kühlung des Plasmagenerators kann über den Rohrstutzen 8 Kühlwasser zugeleitet werden. Das erwärmte Kühlwasser fließt über den Rohrstutzen 10 ab. Der zur Erzeugung von Plasma erforderliche Müll gelangt über den Rohrstutzen 12 in den Plasmagenerator 2.
Der Plasmagenerator 2 ist an den doppelwandigen, vertikalachsigen Plasma-Reaktor 14 angeschlossen, so daß die aus dem Plasmagenerator 2 austretende Plasmafackel 24 am oberen Teil des Plasmareaktors 14 in dessen Reaktionsraum 26 eintritt. Der Plasmagenerator 2 und der Plasmareaktor 14 sind in dem Ausführungsbeispiel einachsig. im oberen Teil des Plasmareaktors 14 ist eine Aufgabevorrichtung 16 ausgestaltet, um das Oxidationsmittel, zweckmäßigerweise Luft, der Plasmafackel 24 zuzuführen. Darunter befindet sich eine aus einem Gasverteilerring 18 bestehende Dosierungsarmatur. Der Plasmareaktor 14 ist mit einem Innenmantel 20 versehen, der in seinem oberen Abschnitt ein mit Gaszuführungsbohrungen 21 versehenes, oder aus gasdurchlässigem, keramischem Werkstoff gefertigtes Rohr ist.
Zu der Anlage gehören auch die Wärmeaustauscher 34 und 36. Diese dienen zur Vorwärmung der in den Plasmareaktor geleiteten Luft. Ein Teil der Kaltluft gelangt über den Rohrstutzen 42 in den Wärmetauscher 36 und von dort über die Rohrleitung 28 und über die Aufgabeeinrichtung 16 des Plasmareaktors in die Plasmafackel 24. Der andere Teil der Kaltluft gelangt über den Rohrstutzen 40 in den Wärmeaustauscher 34, welcher über die Rohrleitung 30 mit dem doppelwandigen Plasmareaktor 14 verbunden ist.
Das aus dem Plasmareaktor 14 abgehende heiße Gas strömt über die Rohrleitung 32 in den Wärmeaustauscher 34, danach über die Verbindungsleitung 38 in den Wärmeaustauscher 36. Das aus dem Wärmeaustauscher 36 über die Rohrleitung 44 abgeleitete Gas gelangt dann in den Gaswaschapparat 46, danach über die Verbindungsleitung 50 in den Gaswaschapparat 48, und verläßt schließlich als Restgas über die Rohrleitung 58 das System. Die beiden Gaswaschapparate müssen über den Rohrstutzen 52 mit Waschflüssigkeit versorgt werden. Das bei dem chemischen Binden der verunreinigenden Gaskomponenten entstehende Abwasser kann über die Rohrstutzen 54 und 56 abgelassen werden.
Der mit der skizzenhaft oben beschriebenen Einrichtung verwirklichte technologische Prozeß kann wie folgt zusammengefaßt werden:
Der über die Stromkabel 4 und 6 mit Elektroenergie gespeiste Plasmagenerator 2 erzeugt durch Erhitzung des über den Rohrstutzen 12 einströmenden Preßluftgases das Luftplasma. Das zum Betreiben des Plasmagenerators 2benötigte Kühlwasser wird über die Rohrstutzen 8 und 10 zu- bzw. abgeleitet.
Das erzeugte Plasma strömt in das Innere des doppelwandigen Plasmareaktors 14. Der durch die von dem Plasmareaktor 14 abgeführten heißen Gase geheizte Wärmetauscher 36 führt die Vorwärmung der durch den Rohrstutzen 42 eingeführten Luft durch, die zur Oxidation der Elemente des organischen Abfallstoffes erforderlich ist. Der Dampf gelangt über die Rohrleitung 28 in die Aufgabevorrichtung 16, welche das Einleiten der organischen Materie in die Plasmafackel 24, und eine wirksame Vermischung sichert. Die Oxidationsvorgänge kommen in dem Reaktionsraum 26 des Plasmareaktors 14 zustande.
Die Vorwärmung der in den Reaktionsraum 26 gelangenden Luft geschieht zum Teil im Wärmeaustauscher 34. Die Luft verläßt den Wärmeaustauscher 34 über die Rohrleitung 30, und strömt nun in dem doppelwandigen Plasmareaktor 14, zwischen dem aus korrosionsfestem Stahl gefertigten Außenmantel und dem aus wärmestoßfestem und wärmefestem keramischem Werkstoff hergestellten Innenmantel 20 von unten nach oben, d. h. entgegengesetzt der Strömungsrichtung des Plasmas. Auf diese Weise ist hier ein Gegenstrom-Wärmeaustausch verwirklicht. Ein Teil der strömenden Luft gelangt noch vor dem Erreichen des Gasverteilerringes 18 über die Bohrungen 21 im Innenmantel 20 in das Innere des Plasmareaktors, und strömt entlang der Innenwand des Keramikrohres, als eine mit den Pfeilen 22 bezeichnete, abkühlende Gasschicht, der Plasmaströmungsrichtung entsprechend weiter. Diese von dem Wärmetauscher 34 zugeführte Luftmenge erfüllt - obwohl sie dem Plasma beigemischt auch zum Oxidationsprozeß beitragen kann - in erster Linie thermische und Korrosionsschutz-Aufgaben in dem am stärksten beanspruchten Abschnitt des Plasmareaktors 14.
Die heißen gasförmigen Endprodukte der plasmachemischen Reaktion gelangen über die Rohrleitung 32 in den Wärmeaustauscher 34, wo sie die Vorwärmung der Luft verrichten. Ähnlicherweise scheint es zweckmäßig, den durch den Rohrstutzen 16 eingeführten Abfallstoff vorzuwärmen und einzudampfen. Die Vorwärmung und das Eindampfen hängt immer von der Art des organischen chemischen Abfallstoffes ab.
Zum Binden der für die Umwelt schädlichen Komponenten der abgekühlten Reaktionsprodukte dienen die mit der Rohrleitung 50 in Reihe geschalteten Gaswaschapparate 46 und 48, in denen eine alkalische (laugenartige) Waschflüssigkeit zur Verwendung kommt. Ihre Zuleitung erfolgt über den Rohrstutzen 52. Das an Verunreinigungen angereicherte Abwasser aber geht über die Rohrstutzen 54 und 56 ab.
Nachdem das über die Rohrleitung 44 in den Gaswäscher gelangte Gasgemisch von seinen, für die Umwelt schädlichen Komponenten gereinigt ist, d. h. Verunreiniger höchstens noch in solchen Mengen enthält, wie die in den Normenblättern zugelassenen Konzentrationen, verläßt es über die Rohrleitung 58 die Anlage.
Die Endgase können, nachdem sie nötigenfalls mit einer der bekannten chemischen Technologien umgewandelt worden sind, z. B. Trocknung, Erwärmung, in den Schornstein abgeleitet werden.
Zur Erläuterung der Arbeitsweise und des dabei erreichbaren Effektes seien hier einige Beispiele der Vernichtung von organischen Verbindungen verschiedener Zusammensetzung mit Anwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung angeführt. 1. Kohlenwasserstoffe °=c:30&udf54;&udf53;vu10&udf54;&udf53;vz2&udf54; &udf53;vu10&udf54;b) C&sub2;H&sub6; + 3,5 · O&sub2;=2 CO&sub2; + 3 H&sub2;O
Das Massenverhältnis der Ausgangsmaterien beträgt: @O:3,5¤OÊ:CÊHÎ&udf54;=3,7
c) C&sub6;H&sub6; + 7,5 · O&sub2;=6 CO&sub2; + 3 H&sub2;O
Das Massenverhältnis der Ausgangsmaterien beträgt: @O:7,5¤OÊ:CÎHÎ&udf54;=3,07
Man erkennt, daß mit zunehmendem Kohlenstoffgehalt des eingespeisten Materials das Massenverhältnis der Ausgangsmaterialien etwa bei dem Wert 3 liegen wird. 2. Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff enthaltende Verbindungen °=c:30&udf54;&udf53;vu10&udf54;&udf53;vz2&udf54; &udf53;vu10&udf54;b) C&sub6;H&sub1;&sub2;O&sub6; + 6 O&sub2; → 6 CO&sub2; + 6 H&sub2;O
Das Massenverhältnis beträgt: 1,6
c) HOCH&sub2;COOH + 1,5 O&sub2; → 2 CO&sub2; + 2 H&sub2;O
Das Massenverhältnis beträgt: 0,6
Bei der Vernichtung von sauerstoffhaltigen Verbindungen kann die Menge des zur totalen Verbrennung erforderlichen Sauerstoffes beträchtlich vermindert werden, und der Kennwert des Massenverhältnisses kann auch unter den Wert 1 sinken. 3. Kohlenstoff, Wasserstoff und Stickstoff enthaltende Verbindungen °=c:60&udf54;&udf53;vu10&udf54;&udf53;vz5&udf54; &udf53;vu10&udf54;c) C&sub4;H&sub1;&sub2;N&sub2; + 7 O&sub2; → 4 CO&sub2; + 6 H&sub2;O + N&sub2;
Das Massenverhältnis beträgt: 2,55
d) C&sub4;H&sub1;&sub2;N&sub2; + 9 O&sub2; → 4 CO&sub2; + 6 H&sub2;O + 2 NO&sub2;
Das Massenverhältnis beträgt: 3,27
Bei Stickstoffgehalt können die beiden extremen Variationen der möglichen Oxidationsprozesse durch zweierlei Reaktionstypen gekennzeichnet werden. Der maximale Sauerstoffanteil überschreitet auch den Wert 3; er kann jedoch nicht größer als 3,5 sein. 4. Kohlenstoff, Wasserstoff und Schwefel enthaltende Verbindungen °=c:60&udf54;&udf53;vu10&udf54;&udf53;vz5&udf54; &udf53;vu10&udf54;c) C&sub2;H&sub6;S + 4,5 · O&sub2; → 2 CO&sub2; + 3 H&sub2;O + SO&sub2;
Das Massenverhältnis beträgt: 2,32
d) C&sub2;H&sub6;S + 5 · O&sub2; → 2 CO&sub2; + 3 H&sub2;O + SO&sub3;
Das Massenverhältnis beträgt: 2,58
Bei den schwefelhaltigen Verbindungen können gleichfalls mehrere Reaktionen, je nach dem Ausgangs-Molverhältnissen gedacht werden. Der Massenanteil des Sauerstoffes kann den Wert 3 nicht überschreiten. 5. Kohlenstoff, Wasserstoff und Halogenid enthaltende Verbindungen °=c:30&udf54;&udf53;vu10&udf54;&udf53;vz2&udf54; &udf53;vu10&udf54;worin X ein beliebiges Halogenid bedeutet.
b) CH&sub3;Cl + 1,5 O&sub2; → CO&sub2; + H&sub2;O + HCl
Das Massenverhältnis beträgt: 1,19
c) CH&sub2;Cl&sub2; + O&sub2; → CO&sub2; + 2 HCl
Das Massenverhältnis beträgt: 0,38
d) CHCl&sub3; + O&sub2; → CO&sub2; + HCl + Cl&sub2;
Das Massenverhältnis beträgt: 0,27
e) CCl&sub4; + O&sub2; → CO&sub2; + 2 Cl&sub2;
Das Massenverhältnis beträgt: 0,21
Bei organischen Halogeniden kann das Massenverhältnis auch ganz niedrig sein, insbesondere ist der Sauerstoffbedarf dann niedrig, wenn hauptsächlich Halogen-Moleküle gebildet werden.
6. Bei der Vernichtung organischer Halogene kann es das Ziel sein, diese zusammen mit dem anderen zu vernichtenden Material behandeln zu können. In solchem Falle ist es von Vorteil, wenn das aus dem Raum der Plasmafackel austretende Gasgemisch hauptsächlich Wasserstoff- Halogenide, z. B. Salzsäure enthält, da diese Produkte mit sehr gutem Wirkungsgrad in der Waschflüssigkeit absorbiert werden. Ist in solchem Falle der Wasserstoffgehalt des zu vernichtenden Abfalls niedrig, so kann man die Bildung von Wasserstoff- Halogeniden durch Wasserzugabe fördern, da bei Plasmatemperatur das Wasser in seine Elemente zerfällt und der entstandene Wasserstoff hauptsächlich mit den zugebenen Halogen-Atomen Reaktionen eingeht.
a) 2 CHCl&sub3; + 2 H&sub2;O + O&sub2; → 2 CO&sub2; + 6 HCl
b) CCl&sub4; + 2 H&sub2;O → CO&sub2; + 4 HCl
7. Auf Grund der obigen Beispiele kann gesagt werden, daß praktisch zur Vernichtung von Abfall jeder beliebigen Zusammensetzung die Einstellung eines Massenverhältnisses von Sauerstoff zu Abfall wie 4 : 1 genügend ist, da das schon in jedem Falle eine bei Sauerstoffüberschuß ablaufende Vernichtung besagt.
8. Ist die Zusammensetzung des Abfalls bekannt, und erfordert seine Vernichtung einen relativ hohen Sauerstoffüberschuß, dann ist es zweckmäßig hierzu bei der Vernichtung reinen Sauerstoff, oder sauerstoffangereicherte Luft zu verwenden, da man auf diese Weise nachher nur eine kleinere Gasmenge zu behandeln hat, und damit die Betriebskosten gesenkt werden können.
Zur weiteren Kennzeichnung des Verfahrens sei hier noch folgendes dargelegt:
Die den Reaktionsraum sichernde Plasmafackel kann auch mit dem gleichzeitigen Betrieb von zwei oder mehreren Plasmageneratoren ausgestaltet werden. In diesen Fällen passen sich die Plasmageneratoren den Reaktoren so an, daß der Gesamtrauminhalt der Plasmafackeln größer ist, und ein kontinuierlicher Reaktionsraum geschaffen wird. Dies macht es möglich, daß die Abfallstoffteilchen in der Hochtemperaturzone länger verweilen, so daß der erwünschte Zerlegungsprozeß völlig zu Ende kommen kann, zugleich auch die Produktivität der Technologie gesteigert wird. Mit der Kreisanordnung von Plasmageneratoren kann eine "Plasma-Gardine" gebildet werden, wobei jedes Teilchen der zu zerlegenden Materie gezwungen wird, diese Plasmagardine zu passieren. Durch stufenweise Anordnung der Plasmageneratoren kann man für die Lenkung und Beeinflussung je einer Phase der geplanten chemischen Reaktion (Teilreaktion) eine entsprechende Lösung finden.
Der Plasmareaktor kann senkrecht, waagerecht oder schräg eingebaut sein. Bei der Einspeisung kann z. B. durch Zerstäubung der Abfallmaterie eine hochgradige Dispersion erreicht werden, wonach dann die dispergierten Partikel von den Zerstäubungsdüsen in die entsprechende Zone der Plasmafackel eingeleitet werden.
Die Anlage wird aus entsprechenden, durchwegs wärme- und korrosionsfesten Werkstoffen zu einer völlig geschlossenen Betriebseinheit ausgestaltet, so daß sie den geltenden Umweltschutz-Vorschriften in höchstem Maße entspricht.
Eine solche Verbrennungsanlage hat - im Vergleich zu den Anlagen der herkömmlichen Verfahren - einen viel geringeren Raumbedarf, und kann eventuell auch in mobiler Ausführungsform z. B. nach dem Container-Prinzip gebaut sein. Die Wärmeträgheit des Systems ist nur gering, was insbesondere bei häufigem Anfahren und Abstellen vorteilhaft ist. Zu ihrer Betätigung ist elektrischer Strom erforderlich, der die am leichtesten und wirtschaftlichsten zu erzeugende und behandelnde Energieart darstellt.
Der Plasma-Brenner kann nicht nur in selbständiger Technologie ausgenützt werden, sondern er kann auch wegen seiner oben dargelegten Universalität und seinem restlosen Vernichtungswirkungsgrad als "Nachbrenner" von herkömmlichen Brennern als ihr "Stütz-Brenner" eingesetzt werden. In solcher Weise betrieben ist es gleichfalls von Vorteil, daß er den Verbrauch an den als Brennstoff herkömmlichen Kohlenwasserstoffen nicht erhöht.

Claims

1. Verfahren zur Vernichtung von fluiden, organische Substanzen enthaltenden Abfallstoffen und Müll in der Weise, daß aus dem Abfall technisches Plasma hergestellt wird, wobei während der Plasmaherstellung die Abfallstoffe in ihre Atome getrennt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die im Plasmazustand atomisierten Abfallstoffe in einem dem Plasmagenerator nachgeschalteten Reaktor in Gegenwart einer überschüssigen Menge an Sauerstoff in stabile Verbrennungsprodukte umgewandelt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überschußmenge an Sauerstoff in Form von Luft zugeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft zur Erhöhung der Reaktionsfähigkeit mit Sauerstoff angereichert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeeinheit der Verbrennungsprodukte durch Wärmeaustausch genützt wird.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 4, welche einen dem Plasmagenerator zugeschalteten Reaktor, eine Aufgabevorrichtung für die Zuführung der fluiden Abfallstoffe, eine Dosiereinrichtung für das Oxidationsmittel umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktor (14) mit einem gasdurchlässigen Innenmantel (20) versehen ist, wobei der Innenmantel (20) als Rohr ausgestaltet und in dessen Innenraum die Plasmafackel (24) angeordnet ist, und dessen äußerer Raum mit der Oxidationsmittelzuleitung (30) in Verbindung steht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitung (30) des Oxidationsmittels über einen Wärmeaustauscher (34) mit dem äußeren Raum des Reaktors (14) in Verbindung steht, und der Wärmeaustauscher (34) mit der Rohrleitung (32) mit dem Reaktor (14) verbunden ist.