AT383368B - Verfahren zur aufarbeitung von schwermetallhaeltigen rueckstaenden der chemischen industrie - Google Patents

Verfahren zur aufarbeitung von schwermetallhaeltigen rueckstaenden der chemischen industrie

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Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufarbeitung schwermetallhaltiger Rückstände der chemischen Industrie, insbesondere von Hydrierrückständen, wobei die schwermetallhaltigen
Rückstände in einer Primärgasreaktionszone eines mindestens ein Festbett aus kohlenstoffhaltigem
Material enthaltenden Schachtvergasers eingebracht werden und weiters zusammen mit den Einsatz- stoffen und/oder zusammen mit den Festbettbildnern schlackenbildende Stoffe zur Aufnahme und
Abbindung der Schwermetalle eingebracht werden, und die untere Zone des Festbettes auf eine
Temperatur oberhalb der Schlacken- bzw. Ascheschmelztemperatur gehalten wird, wobei die Viskosi- tät der Schlacke weniger als 100 Poise beträgt (nach Patent Nr. 379618). 



   Dieses Verfahren dient dazu, die in den Rückständen der chemischen Industrie enthaltenen
Schwermetalle in eine wasserunlösliche und deponiefähige Form überzuführen und gleichzeitig den Wärmeinhalt der schwermetallhaltigen Rückstände energetisch nutzbar zu machen. 



   Der bei Klärung von Abwässern anfallende Klärschlamm enthält je nach Herkunft oft auch
Schadstoffe, insbesondere Schwermetalle, die die Verwendung bzw. Aufarbeitung des Klärschlammes einschränken. Schwermetallhaltiger Klärschlamm lässt sich nämlich nicht als Düngemittel verwenden, da es zu unerwünschten Schwermetall-Kontaminationen von Nahrungsstoffen kommen kann. Weiters ist schwermetallhaltiger Klärschlamm nicht ohne weiters zu Asche pyrolysierbar oder verbrennbar, da die Schwermetalle in den Abgasen und in der Asche in wasserlöslicher Form enthalten sind und eine Gefahr für die Umwelt darstellen. 



   Die Erfindung bezweckt die Vermeidung dieser Nachteile und Schwierigkeiten und stellt sich die Aufgabe, den Wärmeinhalt von Klärschlamm energetisch nutzbar zu machen, wobei im
Klärschlamm eventuell enthaltene Schadstoffe, insbesondere Schwermetalle, in wasserunlösliche, deponiefähige Form übergeführt werden. Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass bei dem Verfahren der eingangs beschriebenen Art als Einsatzstoff zusätzlich zu den schwermetallhaltigen Rückständen Klärschlamm der Primärgasreaktionszone zugeführt wird, wobei zweckmässig Klärschlamm in einer Menge von bis zu 30% der Menge der schwermetallhaltigen Rückstände zugeführt wird. 



   Aus der US-PS Nr. 4, 356, 030 ist es bekannt, im Klärschlamm enthaltene Schwermetalle in eine deponiefähige Schlacke unter gleichzeitiger Gewinnung von Metall bei einem Schmelzprozess einzubinden. Bei diesem bekannten Verfahren gelingt es jedoch nicht, die Schwermetalle nahezu vollständig in die Schlacke überzuführen, da für die schwermetallhaltigen Rückstände nur eine kleine Reaktionsoberfläche der flüssigen Schlacke zur Verfügung steht. 



   Erfindungsgemäss hingegen kommt es im Schachtvergaser zu einer feinteiligen Verteilung von Schlacketröpfchen, so dass diese die schwermetallhaltigen Rückstände mit einer sehr grossen Reaktionsoberfläche absorbieren können. 



   Vorzugsweise wird der Klärschlamm dem schwermetallhaltigen Rückstand vor dessen Einspeisung zugemischt. 



   Es ist von Vorteil, wenn der Klärschlamm vor dem Einspeisen auf eine Restfeuchte von maximal 50 bis 60% getrocknet wird. 



   Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung, die einen Schachtvergaser in schematischer Darstellung zeigt, näher erläutert. 



   Der in der Zeichnung dargestellte   Schachtvergaser --1-- weist   einen vertikalen oberen Abschnitt --2--, der die   Sekundärgasreaktionszone --3-- bildet,   und mindestens einen (im dargestellten Ausführungsbeispiel sind es zwei) seitlich abgewinkelten unteren Abschnitt --4--, der die   Primärgasreaktionszone --5-- darstellt,   auf. In den oberen Abschnitt wird der stückige kohlenstoffhaltige   Schachteinsatz-6--,   wie z. B. Koks oder Kohle, gegebenenfalls gemeinsam mit separaten schlackenbildenden Stoffen von oben über eine nicht dargestellte Schleuse aufgegeben.

   Der stückige Einsatz bildet am Boden --7-- des Schachtvergasers --1-- ein Festbett --8-mit in die   Primärgasreaktionszonen --5-- ragenden,   jeweils eine freie   Oberfläche --9-- aufweisen-   den   Schüttkegeln-10--.   Diese   Schüttkegel-10-münden   jeweils in eine   Schlackenwanne-11--   mit   Überlaufwehr --12--.   



   An den seitlich abgewinkelten unteren Abschnitten --4-- ist jeweils mindestens ein Brenner --13-- angeordnet, der vorzugsweise als Zyklonbrenner ausgebildet ist und dem der zu verwertende   Rückstand --14-- als   Brennstoff oder zusätzlich zum Brennstoff zugeführt wird. 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 Zusätzlich wird über den Brenner --13-- Dampf --15-- und Sauerstoff --16-- in die Primärgasreaktionszone --5-- eingeleitet. Das aus dem oberen Teil der   Sekundärgasreaktionszone --3--   durch den Gasauslass --17-- austretende Produktgas --18-- wird einem Trockenabscheider oder Nasswäscher --19-- zugoloitot. Die aus dem Gas ausgeschiedenen Staubanteile --20-- werden 
 EMI2.1 
 nach Überströmen desselben aus dem Schachtvergaser aus. Sie wird dann mittels Druckwasser granuliert. 



   Wie aus der Zeichnung ersichtlich, mündet in die   Primärgasreaktionszone --5-- eine Zuführ-   leitung --22--, durch die   Klärschlamm --23-- mit   einer Restfeuchte von 50 bis 60% zugeführt wird. Der Klärschlamm --23-- kann auch über eine   Zweigleitung --24--,   die in die die zu verwertenden Rückstände --14-- zuführende Leitung mündet, vor Einspeisen der zu verwertenden   Rückstände --14-- mit   diesen vermischt werden. 



   Der   Klärschlamm --23-- wird   vorzugsweise in einer Menge von bis zu 30% der Menge der zu verwertenden   Rückstände --14-- in   die   Primärgasreaktionszone --5-- eingebracht.   



   In der glasig erstarrten Schlacke sind die Aschenanteile des kohlehaltigen Einsatzes, des schwermetallhaltigen Rückstandes und des Klärschlammes eingeschmolzen und somit ohne Gefahr für die Umwelt deponiefähig. 



   Nachstehend ist die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. 



   In den Schachtvergaser wurden als Einsatzmedien Bitumen, Klärschlamm, Koks, Sauerstoff und Dampf eingesetzt. Die Mengen und Temperaturen der Einsatzstoffe sind in nachstehender Tabelle I angegeben. 



   Tabelle I 
 EMI2.2 
 
<tb> 
<tb> Einsatzmedien <SEP> Menge <SEP> Eintrags-Temperatur
<tb> Bitumen <SEP> 245 <SEP> kg/h <SEP> 140 C
<tb> Klärschlamm <SEP> 105 <SEP> kg/h <SEP> 200C
<tb> Koks <SEP> 114 <SEP> kg/h <SEP> 200C
<tb> Sauerstoff <SEP> 325 <SEP> Nm3/h <SEP> 50 C
<tb> Dampf <SEP> 135 <SEP> kg/h <SEP> 1650C
<tb> 
 Das Produktgas wies die in Tabelle II angegebene chemische Analyse auf   (Vol.-%) :  
Tabelle II 
 EMI2.3 
 
<tb> 
<tb> CO2 <SEP> H2O <SEP> H2 <SEP> CO <SEP> N2 <SEP> CH4 <SEP> COS <SEP> H2S
<tb> 17,40 <SEP> 14,11 <SEP> 34,67 <SEP> 32,70 <SEP> 0,21 <SEP> 0,40 <SEP> 0,02 <SEP> 0,49
<tb> 
 
Das Produktgas fiel in einer Menge von 1135 Nm3/h mit einem Druck von 1 bar und einer Gasaustrittstemperatur von   728 C   an. 



   Aus nachstehender Tabelle III sind die Analysen der Einsatzmedien und deren Gehalt an Schwermetallen zu ersehen : 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 Tabelle III 
 EMI3.1 
 
<tb> 
<tb> Bitumen <SEP> Koks <SEP> Klärschlamm <SEP> 
<tb> H20 <SEP> Gew. <SEP> -% <SEP> 0, <SEP> 40 <SEP> 8, <SEP> 00 <SEP> 65, <SEP> 75 <SEP> 
<tb> Asche <SEP> Gew.-% <SEP> 0, <SEP> 11 <SEP> 9, <SEP> 57 <SEP> 19, <SEP> 89 <SEP> 
<tb> C <SEP> Gew.-% <SEP> 85, <SEP> 20 <SEP> 80, <SEP> 41 <SEP> 6, <SEP> 52 <SEP> 
<tb> H <SEP> Gew.-% <SEP> 10, <SEP> 60 <SEP> 0, <SEP> 27 <SEP> 0, <SEP> 83 <SEP> 
<tb> N <SEP> Gew.-% <SEP> 0, <SEP> 57 <SEP> 0, <SEP> 88 <SEP> 0, <SEP> 59 <SEP> 
<tb> S <SEP> Gew.-% <SEP> 3, <SEP> 00 <SEP> 0, <SEP> 73 <SEP> 0, <SEP> 06 <SEP> 
<tb> 0 <SEP> Gew.-% <SEP> 0, <SEP> 12 <SEP> 0, <SEP> 14 <SEP> 6, <SEP> 36 <SEP> 
<tb> V <SEP> 530 <SEP> ppm <SEP> 49,

   <SEP> 6 <SEP> ppm <SEP> 0 <SEP> 
<tb> Cd <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 2, <SEP> 3 <SEP> ppm
<tb> Zn <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 491 <SEP> ppm
<tb> Hu
<tb> (kcal/kg <SEP> waf*) <SEP> 9567 <SEP> 7894 <SEP> 3246
<tb> 
 *   Waser-aschefrei   Nachstehende Tabelle IV gibt die Schwermetallbilanz,   u. zw.   in g/h   an :

    
Tabelle IV 
 EMI3.2 
 
<tb> 
<tb> Element <SEP> Koks <SEP> Bitumen <SEP> Klär- <SEP> Schlacke <SEP> Gas
<tb> schlamm
<tb> V <SEP> 5, <SEP> 7 <SEP> 129, <SEP> 9 <SEP> 0 <SEP> 135, <SEP> 6 <SEP> 135, <SEP> 6 <SEP> 0
<tb> Cd <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0, <SEP> 24 <SEP> 0, <SEP> 24 <SEP> 0, <SEP> 18 <SEP> 0, <SEP> 06 <SEP> 
<tb> Zn <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 55,6 <SEP> 55,6 <SEP> 45,5 <SEP> 10,1
<tb> 
 
Es ist Tabelle IV zu entnehmen, dass die mit dem Koks, dem Bitumen und dem Klärschlamm eingebrachten Schwermetalle nahezu zur Gänze in der im Schachtvergaser eingeschmolzenen Schlacke enthalten sind. 



   PATENTANSPRÜCHE : 
1. Verfahren zur Aufarbeitung schwermetallhaltiger Rückstände der chemischen Industrie, insbesondere von Hydrierrückständen, wobei die schwermetallhaltigen Rückstände in einer Primärgasreaktionszone eines mindestens ein Festbett aus kohlenstoffhaltigem Material enthaltenden Schachtvergasers eingebracht werden und weiters zusammen mit den Einsatzstoffen und/oder zusammen mit den Festbettbildnern schlackenbildende Stoffe zur Aufnahme und Abbindung der Schwermetalle eingebracht werden, und die untere Zone des Festbettes auf eine Temperatur oberhalb der   Schlacken-bzw.

   Ascheschmelztemperatur   gehalten wird, wobei die Viskosität der Schlacke weniger als 100 Poise beträgt (nach Patent Nr. 379618), dadurch gekennzeichnet, dass als Einsatzstoff zusätzlich zu den schwermetallhaltigen Rückständen (14) Klärschlamm (23) der Primärgasreaktionszone (5) zugeführt wird.

Claims (1)

  1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Klärschlamm (23) in einer Menge von bis zu 30% der Menge der schwermetallhaltigen Rückstände (14) zugeführt wird. <Desc/Clms Page number 4>
    3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Klärschlamm (23) dem schwermetallhaltigen Rückstand (14) vor dessen Einspeisung zugemischt wird.
    4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Klärschlamm (23) vor dem Einspeisen auf eine Restfeuchte von maximal 50 bis 60% getrocknet wird.
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