[发明专利]用于受污染固体的热处理的方法和装置

说明书

用于受污染固体的热处理的方法和装置。本发明涉及受污染固体的热处理。在第一步骤(i)中，利用热传递介质通过逆流流动，在至少一个预热段将受污染固体预热至100‑600℃的温度。然后在第二步骤(ii)中，在第一反应器中将受污染固体加热至600‑1300℃的温度，由此固体中含有的杂质部分地以气态形式被排出并获得废气。通过第三步骤(iii)，在第二反应器中在600‑1300℃的温度下对固体进行热处理，由此固体中含有的杂质以气态形式被排出，并且在第四步骤(iv)中，将废气作为传热介质和/或助燃空气再循环到至少一个预热段。

本发明涉及一种用于受污染固体的热处理的方法和装置，包括如下步骤：步骤(i)，用于利用传热介质在至少一个预热段将所述固体预热至100-600℃的温度，步骤(ii)，用于在第一反应器中将该固体加热至600-1300℃的温度，由此该固体中含有的杂质部分地以气态形式被逐出，并获得废气，步骤(iii)指向在第二反应器中在600-1300℃的温度下该固体的热处理，由此该固体中含有的杂质至少部分地以气态形式被排出，和步骤(iv)，将废气作为传热介质送入至少一个预热段。

从多种方法中已知固体的热处理以除去杂质，例如，受污染土壤的热去污或煤和石油焦的高温脱气。然而，在600-1300℃的通常温度范围内加热固体是非常耗能的。因此，来自这些方法中包含的废气的最佳能量回收对于这些方法的经济性是必不可少的。

然而，从固体中除去杂质的热处理具有附加的缺点，即至少一部分所含有的杂质被蒸发并且因此传递到热处理的废气中。如从通常的热处理，例如煅烧所知，通过待预热的材料与废气的直接逆流流动和直接接触，最简单地回收形成的废气的显热因此是不可能的：由于杂质在高温下释放到废气中并且包含在废气中，在这种情况下会发生在用于预热目的的逆流流动期间包含在废气中的杂质再次通过物理和化学过程附着在仍然相对冷的固体上。因此，由于释放的污染物的再吸收，先前经过热清洁的固体再次被污染。当它然后被引入实际的热处理中时，由于剩余的杂质，同样几乎不适合产生必要的纯度。而且，在连续过程中，杂质的极端累积在短的时间内发生。

然而，由于经济原因而受到限制的热交换表面，废气中所包含的热量的间接热利用包括明显更差的热效率，且因此降低了该方法的能量经济性。此外，所需装置在获取和维护方面明显费用更高。

因此，作为本发明基础的目的是提供一种方法，该方法以能量优化的方式通过热处理从固体中除去杂质。

该目的通过具有权利要求1的特征的方法解决。

为此目的，受污染固体最初在工艺步骤(i)中在至少一个预热段中，与废气直接接触而预热至100-600℃的温度，然而优选达到允许大量地在技术上有利地利用所释放的燃烧气体的显热的温度。结果，在传热介质废气和待加热的固体之间存在直接的热传递，由此特别是在多段的热交换中实现了高的热效率。随后，以这种方式预热的固体在第一反应器中预热至600-1300℃，优选600-1200℃，甚至更优选750-1000℃的温度，并且其中包含的气态杂质被部分排出从而获得废气。如此运行的第一工艺段允许回收燃烧废气中包含的大部分显热。

根据本发明，废气作为传热介质供给到预热段，在预热段，废气通过与固体的逆流流动而与该固体直接接触。借助于气态或液态燃料的燃烧，使如此预热的固体在第一反应器中进一步升高温度。在第一反应器中预热的固体被排放到第二反应器，在该第二反应器中热固体随后-取决于在第一工艺步骤中实现的固体温度-保持在该特定温度或进一步被加热(在第二反应器中)至600-1300℃的温度，由此仍含有的杂质以气态形式排出。由于第二反应器的废气流具有相对小的量，因此可能不再被热利用，并且其中包含的污染物不再重新被吸收在现在纯化的固体上。