AT392912B - Verfahren zur verhinderung der bildung von organischen schadstoffen, wie dioxin und/oder furan - Google Patents

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Ralf Dr Lindbauer
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    • B01D53/00Separation 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
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46Removing components of defined structure
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Description

AT 392 912 B
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verhinderung da1 Bildung von organischen Schadstoffen, wie Dioxin und/oder Furan, in Abgasen aus Brennkammern, die nach ihren Brennkammeraustritten an Heizflächen gekühlt und in Reinigungsanlagen entstaubt sowie anschließend in die freie Atmosphäre abgegeben werden.
Bei der Schadstoffbekämpfung im Abgas hat man von verschiedenen Gruppen auszugdien. Die Schwefel- und 5 Chlorverunreinigungen treten auf Grund des elementaren Auftretens von Schwefel und Chlor im Bramstoff auch im Abgas auf, so daß eine Abscheidung anwesenheitsbedingt ist. NOx ist eine chemische Verbindung, die sowohl abgebaut als auch abgebunden werden kann, so daß auch hier ein eigener Abscheidungsmechanismus % gegeben ist, der mit der Dioxin- und Furanbildung in speziellen Feuerungen nicht vagleichbar ist. Dioxine und / &?-·
Furane sind chemische Schadstoffe, die sich bei der Verbrennung bilden, wobei die Anwesenheit von organischen 10 Verbindungen und des Elementes Chlor wesentlich sind. Abgesehen von der Triviallösung, daß man chlorhältige
Brennstoffe nicht verbrennt, gibt es eigentlich kein Verfahren zur Behinderung der Schadstoffbildung, es sei denn, es werden besondere Filter nachgeschaltet, bei denen die Dioxine und Furane am Austritt zurückgehalten werden.
Bei diesem Verfahren wird allerdings die Verfügbarkeit da Anlage verringert, da eine zusätzliche Einheit benötigt und andererseits eine Dioxin- und Furan-Sammlung im Filter hervorgerufen wird, die Bedenken verursacht 15 Brennbare Akdvkohlefilta stellen ein Gefahrenmoment dar. Wenngleich die Dioxinmenge durch die Vabrennung reduziert wird, werden durch die Verbrennung beträchtliche Maigen an Dioxin freigesetzt, so daß es besser ist, die Dioxin- und Furanbildung bei der Verbrennung bzw. in nachgeschalteten Anlagen zu behindern, und weniga oda gar nichts im Filter zu speichern.
Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gestellt, der Dioxin- und Furanbildung im Bereich nach der 20 Brennkammer, vorzugsweise im Bereich von unterhalb von 500 °C entgegenzutreten.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Abgase in ihrer Abkühlphäse im Temperaturbereich von unter 500 °C, insbesondere 300 °C, auf etwa 100 °C rasch abgeköhlt werden. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 14 angegeben.
Die Erfindung wird anhand einer Müllverbrennung beispielsweise aklärt. Bei der Müllverbrennung waden 25 inhomogene Brennstoffe, wie sie im Haushalt oder Gewerbe anfallen, in einer Brennkammer mit Wärmerückgewinnung verbrannt. Da hiebei auch Chlorrückstände und organische Stoffe mit ringförmigem Kohlenstoffaufbau verbrannt werdenr ist eine Dioxinbildung nicht ausgeschlossen, so daß in den Abgasen entsprechend den Gegebenheiten ein Schadstoffgehalt meßbar ist Es ist bekannt, daß die Dioxine und Furane nicht direkt bei der Verbrennung entstehen, hiebei entstehen na gewisse Bauteile, die sich im Temperatabereich 30 von unter 500 °C bis auf etwa 100 °C za Dioxin- und/oder Furan-Schadstoffbildung vereinen. Wird nun die Abkühlphase erfindungsgemäß rasch dachfahren, so kommt es zu keiner bzw. zu einer verminderten Schadstoffbildung. Diese rasche Abkühlung kann erreicht werden, indem in dem Temperatabereich von unter 500 °C Wasser eingespritzt wird, welches za Gänze verdampft bzw. indem das Abgas bei 500 °C dach einen Wäscher hindurchgeführt und gleichzeitig entstaubt wird. Eine weitere Möglichkeit, eine chemische Reaktion 35 dachzuführen, bei da Wärme im Abgas gebunden wird. Gegebenenfalls läßt sich auch dach die Anadnung von mit Wasser dachströmten Heizflächen das Abgas so rasch abkühlen, so daß die geforderte maximale Dioxinmenge eingehalten bzw. unterfahren werden kann. Wesentlich ist, daß eine etwaige trockene Entstaubung der Abgase erst unterhalb von 100 °C erfolgt, wo keine Dioxinbildung mehr zu erwarten ist. Gegebenenfalls kann die trockene Entstaubung auch über 500 °C erfolgen, wobei besonders die Schwermetalle aus dem Abgas 40 entfernt waden, die insbesondere dach ihren Kupfagehalt katalytisch wirken, wobei die Dioxinbildung vom Kupferoxidgehalt bzw. Kupferchloridgehalt gesteuert wird. Bei der Vawendung von chemischen Reaktionen za raschen Abkühlung des Staubgases hat sich ein Fließbett oda Feststoffreaktor bewährt, in dem das Abgas durch fluidisiertes Ca(OH)2 bzw. NaHCC^ geführt wird, wobei entsprechend dem Abgasgehalt an SC>2 bzw. SO3 und Chlor der Feststoff in Natriumchlorid und/oder Na2SC>3 bzw. ^28()4 abgebaut wird. Die gebildeten Salze 45 werden aus dem Fließbett kontinuierlich abgezogen und durch frisches Speisesoda bzw. Kalkhydrat ersetzt Wie Versuche zeigten, kann auch dach verstärkte NOx-Bildung in der Brennkamma die Dioxinbildung behindert werden, indem sich das aktivierte ΝΟχ an die Dioxinbauteile anlagert und so eine direkte Dioxinbildung im Temperatabereich zwischen 500 und 100 °C behindert Besonders gute Ergebnisse waden erreicht wenn Neureiche Abgase in einem Fließbettreaktor mit Speisesoda in Kontakt gebracht waden, so daß das abströmende 50 Abgas unter 0,1 ng/a? Dioxin-Toxizitätsäquivalente aufweist 4 j 55 -2- 60

Claims (14)

  1. AT 392 912 B PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Verhinderung der Bildung von organischen Schadstoffen, wie Dioxin und/oder Furan, in Abgasen aus Brennkammern, die nach ihren Brennkammeraustritten an Heizflächen gekühlt und in Reinigungsanlagen entstaubt sowie anschließend in die freie Atmosphäre abgegeben werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgase in ihrer Abkühlphase im Temperaturbereich von unter 500 °C, insbesondere 300 °C, auf etwa 100 °C rasch abgekuhlt werden.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgase in einem Quencher rasch abgekühlt werden.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgase in einem Wäscher rasch abgekuhlt und entstaubt werden.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgase durch endotherme Reaktionen rasch abgekühlt werden.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgase durch die Anordnung von mit Wasser durchströmten Heizflächen rasch abgekühlt werden.
  6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgase etwa bei 100 °C trocken, insbesondere in einem Tuchfilter entstaubt werden.
  7. 7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgase im Temperaturintervall von 500 bis 300 °C, vorzugsweise 450 bis 350 °C, entstaubt, insbesondere von Schwermetallstäuben befreit, werden.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgase in einem Feststoffreaktor rasch abgekühlt und entstaubt werden.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Feststoffreaktor durch fluidisiertes NaHCOj gefüllt ist.
  10. 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das fluidisierte NaHCOg im Kreislauf geführt ist, indem das NaCl und/oder Na2SOß bzw. Na2SO^ kontinuierlich abgezogen und durch frisches NaHCO^ ersetzt wird.
  11. 11. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Feststoffreaktor derselbe mit Ca(OH)2 gefüllt und fluidisiert wird.
  12. 12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgase während ihrer Abkühlphase mit alkalischen Sorbentien, die Radikale, insbesondere OH-Radikale, abspalten, in Berührung gebracht werden.
  13. 13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgase während ihrer Abkühlphase mit ΝΟχ in Berührung gelsacht werden.
  14. 14. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgase der Brennkammer NOx-reich sind und in der Abkühlphase, insbesondere im Kontakt mit Ca(OH)2 oder NaHCOj die Bausteine der Dioxine bzw. der Furane chemisch angreifen und dadurch die Bildung der Dioxine und der Furane behindern. -3-
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