(19)
(11) EP 1 496 311 A2

(12) EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG

(43) Veröffentlichungstag:
12.01.2005  Patentblatt  2005/02

(21) Anmeldenummer: 04405425.2

(22) Anmeldetag:  06.07.2004
(51) Internationale Patentklassifikation (IPC)7F23G 5/34, F23G 5/50, F23J 15/04, F23J 15/02
(84) Benannte Vertragsstaaten:
AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LI LU MC NL PL PT RO SE SI SK TR
Benannte Erstreckungsstaaten:
AL HR LT LV MK

(30) Priorität: 11.07.2003 CH 12212003

(71) Anmelder: Deco-Hanulik AG
8049 Zürich (CH)

(72) Erfinder:
  • Hanulik, Josef
    8049 Zürich (CH)

(74) Vertreter: Patentanwälte Feldmann & Partner AG 
Postfach Europastrasse 17
8152 Glattbrugg
8152 Glattbrugg (CH)

   


(54) Verfahren zur in situ Verbrennung von Mülldeponien


(57) Bei der in situ Verbrennung von Mülldeponien unter der Oberfläche ist es ein wesentliches Problem, das Verfahren in Gang zu setzen, ohne dass sich hierbei Explosionen ereignen und trotzdem eine Initialzündung erfolgt.
Erfindungsgemäss wird in der Mülldeponie eine Oxydationsgaszuführleitung und distanziert davon eine Ausströmleitung eingetrieben. Nach einer Abklärungsphase, in der kaltes Inertgas unter Beigabe von Markiergas eingeblasen wird und das ausströmende Gas analysiert wurde, bläst man heisse Verbrennungsgase ein. Diese Gase werden gemessen und analysiert, bis ausgangsseitig eine gewünschte Temperatur festgestellt wird. Nun wird ausgangsseitig Unterdruck angelegt, wodurch Umgebungsluft eingangsseitig als Oxydationsgas angesaugt wird.




Beschreibung


[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur in situ Verbrennung von Mülldeponien unterhalb der Oberfläche unter Zufuhr von Oxidationsgas, wobei an einer Stelle einer Mülldeponie mindestens eine Oxidationsgaszufuhrleitung und distanziert von der Zufuhrleitung eine Ausströmleitung eingetrieben wird und nach einer Zündung Oxydationsgas über die Zufuhrleitung zugeführt und über die Ausströmleitung abgeführt wird.

[0002] Die Beseitigung von Hausmüll stellt weltweit ein wachsendes Problem dar. Während in den industrialisierten Ländern, insbesondere in industrialisierten Ländern mit hoher Bevölkerungsdichte, dieses Problem mit Müllverbrennungsanlagen bekämpft wird, wird in eher ländlichen Gegenden und in Entwicklungsländern der Müll meist in Deponien gelagert. Mit der Zunahme des Abfalles pro Kopf der Bevölkerung pro Jahr verschärft sich auch das Problem der Müllbeseitigung.

[0003] Die Beseitigung des Abfalles in Kehrichtverbrennungsanlagen kommt in den meisten Entwicklungsländern aus finanziellen Ueberlegungen nicht in Frage. Kehrichtverbrennungsanlagen mit entsprechenden Öfen und Gasreinigungsanlagen führen zu einer erheblichen Kostensteigerung bei der Müllentsorgung. Heute rechnet man die Kosten der Müllbeseitigung in Kehrichtverbrennungsanlagen auf ca. USD 50 bis 100 pro Tonne. Hinzu kommen noch Anlagekosten von ca. USD 100 Millionen für eine Anlage mit einer Kapazität von 150'000 Tonnen pro Jahr. Auch wenn in manchen Entwicklungsländern Kehrichtverbrennungsanlagen ohne entsprechende Gasreinigungsbestimmungen baubar sind, ist auch in solchen Anlagen die Kehrichtverbrennung noch viel zu teuer. In solchen Fällen geht man von Kosten von ca. USD 20 bis 50 pro Tonne aus.

[0004] Auch in den neu zur Europäischen Gemeinschaft gestossenen osteuropäischen Ländern existieren riesige Mülldeponien mit relativ gefährlichen Altlasten, deren Ausmass kaum bekannt ist. Die Sanierung solcher Mülldeponien ist bis heute hoch problematisch und wurde bisher nur vorgenommen, wenn nachweislich direkte Gefahr für die Bevölkerung bestand.

[0005] Um diesen Problemen entgegenzuwirken sind Verfahren zur in situ Verbrennung von Mülldeponien bekannt. Solche Verfahren haben wesentliche Vorteile gegenüber Verfahren, bei denen die Mülldeponien abgetragen und in speziell zu bauenden Kehrichtverbrennungsanlagen entsorgt werden. So kann durch die in situ Verbrennung von Mülldeponien das Volumen der Mülldeponie erheblich reduziert werden, die Gesamtheit der Emissionen im Bereich der Mülldeponie lässt sich drastisch senken und die Wiederbenutzung des Landes einer ehemaligen Deponie kann sehr viel früher erfolgen.

[0006] Entsprechend hat man sich bereits intensiv mit den verschiedenen Möglichkeiten der in situ Verbrennung von Mülldeponien befasst. Die einfachste Form, nämlich die einfache Abbrennung der Deponie von oben ist zwar traditionell bekannt, bringt aber nur wenig Raumgewinn, weil die Tiefe der Verbrennung nur relativ gering ist. Zudem sind die Emissionen, insbesondere an Aschenflug, während der Verbrennung derart hoch, dass solche oberflächlichen Deponieverbrennungen teilweise nicht mehr gestattet sind.

[0007] Generell sind die Gasemissionen von Mülldeponien ein grosses Problem. Die gesundheitsschädigenden Auswirkungen dieser Emissionen sind bekannt und werden bekämpft. Hierzu werden Deponien abgedeckt und das Deponiegas gefasst. Gefasstes Deponiegas kann thermisch genutzt und schadlos beseitigt werden. Insbesondere zur Beseitigung der halogenierten Kohlenwasserstoffe sind diese Gase unter Einsatz von Hochtemperaturfackeln zu verbrennen. Die Verbrennungstemperatur sollte dabei rund 1200°C und die Aufenthaltszeit mindestens 0,3 Sekunden betragen. Das meist vorhandene Methangas kann genutzt werden. Trotz Nutzung der Methangase sind die Kosten für die Gasfassung, die Gasaufbereitung und die Abfackelung der halogenierten Kohlenwasserstoffe hoch. Diesbezüglich wird beispielsweise auf die Veröffentlichung des Institutes für Siedlungs-Wasserwirtschaft und Abfalltechnik der Universität Hannover, Heft 74 von Prof. Dr. Ing. C.F. Seyfried und Burkhard Weber verwiesen mit dem Titel "Minimierung von Emissionen der Deponie" (Hannover 1990).

[0008] Aus verschiedenen Ueberlegungen ist man daher zur Ueberzeugung gelangt, dass es erheblich vorteilhafter ist, die in situ Verbrennung von Mülldeponien unter der Oberfläche durchzuführen. Eine solche Lösung ist beispielsweise aus der US-A-5,159,885 bekannt. Hierin wird vorgeschlagen, dass in einer Mülldeponie unterirdisch eine Explosion durchgeführt wird, wobei eine unterirdische Verbrennungskammer erzeugt wird und gleichzeitig die Entzündung erfolgt. In der so entstandenen Verbrennungskammer soll Brennstoff sowie Oxydationsgas zugeführt werden. Rohre, die bis in diese Verbrennungskammer vorgetrieben werden, sollen zur Ableitung der Verbrennungsgase dienen. Die Kontrolle der Verbrennung soll insbesondere durch den Winkel der Zuführung des Brennstoffes, beispielsweise des Gemisches von Brennstoff und Luft, erfolgen. Zudem können die entstehenden Deponiegase der Brennstoffzufuhrleitung beigemischt werden. Die Verbrennung in einer solchen Verbrennungskammer findet jedoch unter nicht kontrollierbaren Bedingungen statt. Die verwendete Technologie ist schwierig zu beherrschen. Die durch die Explosion entstandene Verbrennungskammer wird durch die Volumenverminderung während der Verbrennung praktisch immer grösser. Bei der wenn auch kontrollierten Explosion ist jedoch auch damit zu rechnen, dass an sich die gewünschte Abdeckung keine genügende Dichtigkeit mehr hat und entsprechend bei der Verbrennung auftretende toxische Gase austreten. Entsprechend können solche Verfahren bei Mülldeponien mit problematischen Altlasten nicht verwendet werden.

[0009] Technologisch noch sehr viel aufwendiger sind die Verfahren nach der US-A-5,181,795 und US-A-5,276,253, die sich beide mit unterirdischer Verbrennung von Mülldeponien befassen unter Verwendung einer Plasmalanze. Diese Technologie der Pyrolysierung, Schmelzung und Verfestigung mittels einer Plasmalanze lässt sich nur rechtfertigen, wenn die Verseuchung eines Erdbereiches gestoppt werden soll und dies mit baulichen Massnahmen kaum realisierbar ist. Ueber das Versuchsstadium sind diese Verfahren bis heute noch nirgends gediehen.

[0010] Ferner ist aus der WO00/75568 der Anmelderin selber ein Verfahren zur in situ Verbrennung von Mülldeponien bekannt. Dieses Verfahren weist die eingangs genannten Merkmale auf. Bei ersten Freilandversuchen hat sich jedoch gezeigt, dass dieses relativ einfach scheinende Verfahren in Realität äusserst schwierig zu handhaben ist. Bei diesem Verfahren hat man durch die Zufuhrleitung vorgeheizte Oxydationsgase eingeblasen und diese zur Entzündung gebracht. Bei den durchgeführten Versuchen hat es sich nun gezeigt, dass die Initiierung der Zündung in vielen Fällen nicht gelingt. In anderen Fällen mit anderer Zusammensetzung der Deponie ist es bei der Zündung selber zu Explosionen gekommen. Relativ kompliziert ist auch die eigentliche Ueberwachung und die erforderlichen Sicherheitsmassnahmen für einen unterirdischen Brand ohne relevante Emissionen von toxischen Gasen, die während der Verbrennung aus der Deponie austreten. Während die zuletzt genannten Probleme mit dem bereits bekannten Verfahren mit entsprechenden Massnahmen lösbar sind, scheint die eigentliche Inbetriebsetzung des Verfahrens in der offenbarten Weise praktisch nicht lösbar.

[0011] Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zu schaffen, bei dem insbesondere die Inbetriebnahme problemlos vonstatten geht und welches auch geeignet ist, um vorgängig der eigentlichen Verbrennung eine die Risiken aufzeigende Abklärungsphase durchzuführen. Dieses erfindungsgemässe Verfahren weist die Merkmale des Patentanspruches 1 auf.

[0012] Die Untersuchung zur Abklärung der Risiken erfolgt in zwei Schritten. Bevorzugterweise erfolgt ein erster Schritt entsprechend den Merkmalen des Patentanspruches 2 und entspricht einer kalten Abklärungsphase. Weitere vorteilhafte Weiterbildungen dieser kalten Abklärungsphase gehen aus den abhängigen Ansprüchen 3-5 hervor. In einem zweiten Schritt erfolgt eine heisse Abklärungsphase, welche die Merkmale des Patentanspruches 6 aufweist. Während der eigentlichen in situ Verbrennung kann das Verfahren in vorteilhafter Weise nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 10 betrieben werden.

[0013] An Hand der anliegenden Zeichnung und der nachfolgenden Beschreibung ist das erfindungsgemässe Verfahren erläutert und die vorrichtungsmässige Ausgestaltung dargestellt und erläutert. Es zeigt:
Figur 1
zeigt ein Flussdiagramm einer Abklärungsphase des Verfahrens und
Figur 2
das Flussdiagramm der eigentlichen in situ Verbrennung einer Mülldeponie.
Figur 3
zeigt eine vereinfachte schematische Darstellung der vorrichtungsmässig erforderlichen Bauteile einer in situ Verbrennung einer Mülldeponie.


[0014] Die erfindungsgemässe in situ Verbrennung einer Mülldeponie gemäss der Erfindung erfolgt in zwei Phasen. Eine erste Phase dient den Abklärungen die dazu erforderlich sind, um festzustellen, ob die eigentliche Verbrennung der Mülldeponie gefahrlos erfolgen kann. Ergeben diese Vorabklärungen unbefriedigende Resultate, so müssen entweder vorgängig Massnahmen ergriffen werden, bevor die Abklärungsphase nochmals durchgeführt wird, oder das Verfahren muss wegen zu hoher Risiken eingestellt werden. Ist diese Abklärungsphase beendet, wird die eigentliche in situ Verbrennung der Mülldeponie gestartet. Während das Flussdiagramm in der Figur 1 zur Erläuterung dieser Vorabklärungen dient, zeigt Figur 2 den Ablauf der eigentlichen Verbrennung.

[0015] Im gleichen Masse wie das Verfahren fortschreitet, sind auch die vorrichtungsmässigen Vorkehrungen zunehmend. Entsprechend wird in der nachfolgenden Beschreibung jeweils sowohl Bezug genommen auf die Flussdiagramme der Figuren 1 und 2, sowie der Vorrichtung gemäss der Figur 3.

[0016] Es wäre verantwortungslos, eine in situ Verbrennung einer Mülldeponie durchzuführen, ohne vorgängig alle erforderlichen Abklärungen, die zu einer Risikominimierung führen, durchgeführt zu haben. Diese Abklärungen sind aus verschiedenen Gründen erforderlich. Zu einem muss festgestellt werden, welche Gasdurchlässigkeit in der Mülldeponie besteht und andererseits wie dicht die Abdeckung der Mülldeponie ist. Zum Zwecke dieser Abklärungen wird als erster Schritt in die Mülldeponie 4 eine Zufuhrleitung 2 eingetrieben. Distanziert von dieser Zufuhrleitung 2 wird eine Ausströmleitung 5 ebenfalls in die Mülldeponie 4 eingetrieben. Durch die Zufuhrleitung 2 werden nun kalte Inertgase, beispielsweise N2 + CO2 eingeblasen. Diesen Inertgasen wird in einer Konzentration von ca. 10 ppm Kohlenmonoxid beigemischt. Ausgangsseitig, das heisst an der Ausströmleitung 5 werden dann bei einer Analysestation 6 diverse Messungen vorgenommen. Zum einen wird das Volumen der ausströmenden Gase festgestellt, zum zweiten wird analysiert, ob die ausströmenden Gase einen Sauerstoffanteil enthalten und zum dritten wird die Druckdifferenz der einströmenden Gase und der ausströmenden Gase ermittelt.

[0017] Wird bei der Ausströmleitung 6 das Vorhandensein von freiem Sauerstoff festgestellt, so muss auf Grund der Menge entschieden werden, ob eine Sanierung durch Dichtung der Abdeckung 9 der Deponie sinnvoll machbar ist beziehungsweise überhaupt erforderlich ist. Das Einbringen von Sauerstoff in die Deponie würde in der Startphase ansonsten eine nicht unerhebliche Gefahr einer unkontrollierten Explosion beinhalten.

[0018] Die volumetrische Messung dient dazu, das Verhältnis zwischen eingeblasenen Gasen und austretenden Gasen zu vergleichen. Sind diese Volumen unterschiedlich, so ergeben sich hieraus zwei Möglichkeiten, nämlich entweder das austretende Volumen ist grösser als das eingeblasene Volumen, woraus abzuleiten ist, dass in der Deponie Prozesse ablaufen, bei denen Gase freigesetzt werden. Dies ist insbesondere möglich bei noch ablaufenden Vergärungsvorgängen, bei denen insbesondere Kohlendioxyd sowie Methangase freigesetzt werden. Dies ist an sich unproblematisch und bedingt normalerweise keinen Abbruch des Verfahrens. Ist jedoch das austretende Volumen kleiner als das einströmende Volumen oder ist bei gleichbleibenden Volumen die Konzentration des Kohlenmonoxydes geringer als die eingeblasene Konzentration, so muss daraus geschlossen werden, dass in der Deponie grössere oder kleinere Kavernen vorhanden sein können. Auch dies erhöht die Gefahr eines unkontrollierten Ablaufes des Verfahrens und man wird in vielen Fällen dementsprechend auf eine in situ Verbrennung der Mülldeponie verzichten müssen.

[0019] Letztlich wird auch die Druckdifferenz zwischen eingeblasenen Gasen und ausströmenden Gasen ermittelt. Diese Massgabe ist ein Hinweis auf die Porosität der Mülldeponie. Diese Angabe lässt unter Umständen auch darauf schliessen, ob ein höherer Feuchtigkeitsgehalt in der Deponie besteht. Das Resultat dieser Messung gibt wichtige Angaben über die spätere Steuerung des eigentlichen Verbrennungsvorganges. Bei hoher Porosität, respektive bei geringen Druckdifferenzen kann eher darauf geschlossen werden, dass die Verbrennungsabläufe relativ schnell fortschreiten. Hingegen sind hohe Druckdifferenzen eher ein Hinweis auf geringe Porosität und entsprechend langsamere Abläufe bei der Verbrennung. Diese Ueberlegungen müssen bei der Startphase entsprechend berücksichtigt werden.

[0020] In einem zweiten Schritt der Abklärungsphase, der gleichzeitig auch ein erster Schritt einer Startphase sein kann, werden nun heisse Rauchgase durch die Zufuhrleitung 2 eingeblasen. Dies kann, wie in der Figur 3 dargestellt, beispielsweise durch einen Brenner erfolgen, der im Prinzip auch zuvor in der kalten Abklärungsphase zum Zuge gekommen sein kann. Mittels dem Brenner 1 wird beispielsweise Propangas verbrannt und durch die Zufuhrleitung 2 eingeführt. Bei der Verbrennung entstehen im wesentlichen CO2 sowie Stickstoff. Während bei der kalten Phase diese Rauchgase über einen Kühler 10 eingeblasen werden, erfolgt in der heissen Abklärungsphase die Zufuhr ohne Zwischenschaltung des Kühlers direkt. Aus noch später zu erklärenden Gründen ist es sinnvoll, die Zufuhrleitung 2 isoliert zu gestalten. Die Isolation ist durch die Bezugszahl 3 gekennzeichnet. Durch die Zuführung der heissen Verbrennungs- bzw. Rauchgase lassen sich in der Deponie Temperaturen im Bereich von 400 bis 700°C erreichen. Bei diesen Temperaturen findet einerseits eine Trocknung statt und andererseits eine Pyrolyse. Die organischen Anteile werden dabei thermisch zersetzt, insbesondere karbonisiert. Praktisch alle in Deponien vorkommenden toxischen Anteile sind flüchtig und können folglich bei der Ausströmleitung 5 gefasst und bei 6 analysiert werden. Insbesondere lassen sich hier auch flüchtige Komponenten wie Hg, Pb, Zn, Cd und weitere Schwermetalle analysieren. Ebenfalls analysieren lassen sich das Vorkommen von polychlorierten-Biphenylen, insbesondere auch Dioxinen. Die Feststellung dieser Anteile dient zu zwei verschiedenen Entscheidungen, nämlich in erster Linie, welche Massnahmen zur Reinigung der austretenden Gase getroffen werden sollen und im zweiten Falle, ob diese Massnahmen in einem vernünftigen Verhältnis zum zu erledigenden Auftrag stehen. Ist die Finanzierung für eine solche Gasreinigung nicht gegeben, so muss von der in situ Verbrennung der Mülldeponie abgesehen werden.

[0021] Sind die gemessenen Werte so, dass die Entscheidung positiv ausfällt zur weiteren in situ Verbrennung der Mülldeponie, so wird man die Heizphase weiter fortsetzen durch Zuführung von dem bereits erwähnten Rauchgasen, nämlich N2 und CO2, bis man auf Grund der volumetrischen Messungen davon ausgehen kann, dass eine genügende Verbrennungskaverne entstanden ist rein durch die Volumenänderung, die durch die Karbonisierung der organischen Anteile entstanden ist, ebenso wie durch die Verflüchtigung der verdampften flüssigen Anteile. Da während dieser ganzen Phase kein freier Sauerstoff zugeführt worden ist kann mit Sicherheit davon ausgegangen werden, dass kein explosives Gemisch entstanden ist.

[0022] Als nächstes kann nun völlig problem- und gefahrlos die eigentliche Zündung erfolgen. Diese Zündung geschieht, indem statt der heissen Rauchgase nun Luft zugeführt wird. Bei den in der entstandenen Kaverne existierenden Temperaturen wird eine spontane Zündung stattfinden und die eigentliche Verbrennung läuft nun von selber und exotherm ab. Während der Verbrennung wird auch weiterhin volumetrisch die Menge der austretenden Gase gemessen. Das Volumen dieser Gase gibt eine direkte Relation zur Menge der verbrannten Produkte. Hieraus kann in einer ersten Annäherung auch bereits entschieden werden, ob die Verbrennungskaverne so gross ist, dass der Bereich zwischen Zufuhrleitung 2 und Ausströmleitung 5 weitgehend abgebrannt ist. In diesem Falle wird man nun eine neue, bereits in die Deponie eingetriebene Ausströmungsleitung öffnen und die entsprechenden Anlageteile dort anhängen, so dass die Verbrennung über eine neue Strecke stattfindet. Da aber die Verbrennung nicht unbedingt geradlinig verlaufen muss, kann als zweite Massnahme nochmals der Durchströmungswiderstand Pdif festgestellt werden. Ist trotz der volumetrischen Messung, die einen Ausbrand zwischen den beiden Leitungen signalisieren würde, die Druckdifferenz immer noch relativ gross, so kann davon ausgegangen werden, dass sich der Brand eben nicht geradlinig zwischen den beiden Leitungen fortgepflanzt hat und folglich mit dem Umhängen der Leitungen noch zugewartet werden kann.

[0023] Da man normalerweise lediglich ein neues Ausströmungsrohr verwenden muss, welches entsprechend distanziert vom ersten Verbrennungsrohr eingetrieben ist, erübrigt sich normalerweise eine neue Startphase mit entsprechender Vorheizung.

[0024] Es ist sicherlich aus Kostengründen sinnvoll, sowohl die Analysestation 6, den Nachbrenner 7 und die Rauchwaschanlage 8 mit einer eventuell daran gekoppelten Wärmerückgewinnungsstation 11 als mobile Einheiten zu gestalten. Dies erlaubt einerseits, den Tätigkeitsbereich immer wieder zu verlegen und insbesondere auch, die relativ teuren Anteile einer solchen Anlage zu einer nächsten Deponie zu transportieren. Denkbar ist jedoch auch, diese Anlagenteile ortsfest zu bauen und zwar ausserhalb des Bereiches der Deponie oder an deren Rand und entsprechend mit Leitungen zu arbeiten. Sicherlich muss man jedoch dann gewisse Messsonden im Bereich der Ausströmleitung anordnen und die entsprechenden Ergebnisse über eine Leitung oder drahtlos an die Analysestation 6 übermitteln.

[0025] Der Nachbrenner 7 kann dazu dienen, um an einem relativ kleinen Ort und kontrolliert besonders hohe Temperaturen zu erzielen, bei denen entsprechende Dioxine zersetzt werden.

[0026] Die Rauchgaswaschanlage 8 entspricht dem bekannten Clearing-System, welches praktisch als Standard auf dem Markt erworben werden kann. Bei der Rauchgaswaschung werden die heissen Rauchgase schnell abgekühlt, wobei entsprechend ein Vakuum erzeugt wird. Dieses Vakuum wird direkt an der Ausströmleitung 5 angelegt. Damit erübrigt sich ein aktives Einblasen der Luft über die Zufuhrleitung 2. Ist das Verfahren somit einmal gestartet, so läuft es von selbst und wirft entsprechend noch Energie ab. Diese kann ohne weiteres auch noch genutzt werden.

[0027] Handelt es sich bei der Deponie um eine Deponie mit äusserst problematischen Altlasten, so wird man nach der Verbrennung die Deckschicht abtragen und die mineralisierte Asche analysieren. Ist diese Asche von der Zusammensetzung her unproblematisch, so kann diese in der Deponie belassen werden. Ist diese jedoch problematisch, so wird man die entsprechende Asche verfestigen, wie dies auch heute mit der Asche von Kehrichtverbrennungsanlagen erfolgt und entsprechend die verfestigte Asche wiederum auf eine Deponie lagern.

[0028] Trotz aller Vorsichtsmassnahmen und der hier besonders vorteilhaften zweiphasigen Durchführung bleiben in situ Verbrennungen von Mülldeponien gefährliche Verfahren. Das hier beschriebene Verfahren lässt sich jedoch praktisch vollständig ferngesteuert durchführen. Wenn die bereits eingangs beschriebenen Kriterien erfüllt sind, ist eine in situ Verbrennung einer Mülldeponie in vielen Fällen sicherer und preiswerter als die Sanierung durch Abtragen, Analysieren und Verbrennen in Sondermüll-Kehrichtverbrennungsanlagen.

Liste der Bezugszahlen



[0029] 
1
Brenner
2
Zufuhrleitung
3
Isolation der Zufuhrleitung
4
Mülldeponie
5
Ausströmleitung
6
Analysestation
7
Nachbrenner
8
Rauchgaswaschanlage
9
Abdeckung der Deponie
10
Kühlung
11
Wärmegewinnung



Ansprüche

1. Verfahren zur in situ Verbrennung von Mülldeponien unterhalb der Oberfläche unter Zufuhr von Oxidationsgas, wobei an einer Stelle einer Mülldeponie mindestens eine Oxidationsgaszufuhrleitung und distanziert von der Zufuhrleitung (2) eine Ausströmleitung (5) eingetrieben wird und nach einer Zündung Oxydationsgas über die Zufuhrleitung (2) zugeführt und über die Ausströmleitung (5) abgeführt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass nach einer Abklärungsphase heisse Rauchgase durch die Zufuhrleitung (2) eingeblasen werden, während die Temperatur der aus der Ausströmleitung (5) strömenden Gase gemessen und bezüglich der Zusammensetzung kontinuierlich analysiert wird, bis ausgangsseitig eine Temperatur von 300° bis 700°C erreicht ist, worauf dann die Rauchgaszufuhr abgestellt wird und ausgangsseitig Unterdruck angelegt wird, so dass Umgebungsluft als Oxydationsgas eingangsseitig angesaugt wird.
 
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Abklärungsphase ein kaltes Inertgas unter Beigabe von einem Markiergas durch die Zufuhrleitung (2) eingeblasen wird und in der Ausströmleitung (5) das Volumen und die Zusammensetzung des ausströmenden Gases festgestellt wird.
 
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Markiergas Kohlenmonoxid beigegeben wird.
 
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Konzentration des Kohlenmonoxidanteiles unter 20 ppm beträgt.
 
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach Feststellung eines O2-Anteiles die Oberfläche der Deponie (4) verdichtet wird und anschliessend die Abklärungsphase wiederholt wird.
 
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Wechsel von Zufuhr von Rauchgas auf Oxydationsgas die flüchtigen toxischen Anteile im ausströmenden Gas analysiert werden und auf Basis des Analysenresultates die Entscheidung getroffen wird, ob die in situ Verbrennung durchgeführt oder das Verfahren abgebrochen wird.
 
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass während der Verbrennung das Volumen der ausströmenden Gase gemessen wird und daraus die Grösse der ausgebrannten Kaverne errechnet wird und auf Basis dieser Information die Lage von Zufuhrleitung (2) und Ausströmleitung (5) verändert wird.
 
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die heissen Gase aus der Ausströmleitung (5) in einem Clearing System gewaschen werden, wobei der durch die schnelle Abkühlung der ausströmenden Gase entstehende Unterdruck direkt an der Ausströmleitung(5) angelegt wird.
 
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die heissen Rauchgase, die in der Startphase eingeblasen werden, durch einen Brenner (1) mittels eines Brenngases unter Zuleitung von Luft oder Sauerstoff erzeugt werden, wobei der O2-Anteil stöchiometrisch mindestens annähernd vollständig verbraucht wird.
 
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeenergie der ausströmenden Gase mindestens teilweise genutzt wird.
 




Zeichnung