BR0300822B1 - processo para a minimização da concentração de substáncias poluentes orgánicas, tóxicas, em poeiras flutuantes. - Google Patents

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PROCESSOPARA A MINIMIZAÇÃO DA CONCENTRAÇÃO DE SUBSTÂNCIAS PO-LUENTES ORGÂNICAS, TÓXICAS, EM POEIRAS FLUTUANTES".

A invenção refere-se a um processo para a minimização da con-centração de substâncias poluentes orgânicas, tóxicas, em poeiras flutuan-tes de instalações de incineração, especialmente instalações de incineraçãode lixo, no caso das quais, em intervalos de tempo, pelo menos uma partedas poeiras flutuantes que se obtêm, tem que ser outra vez alimentada aoprocesso de combustão.

As substâncias poluentes orgânicas, tóxicas, nas poeiras flutu-antes são especialmente dibenzodioxinas policloradas (PCDD), dibenzofura-nos policlorados (PCDF), compostos precursores, isto é compostos precur-sores de PCDD e PCDF, como por exemplo mono e diclorobenzol, bifenilpoliclorado (PCB), e outros compostos comparáveis em estrutura ou efeito.Na literatura e na legislação de emissões, estas substâncias poluentes orgâ-nicas são freqüentemente descritas e quantificadas de maneira resumidacom um equivalente de toxicidade em ng por kg poeira flutuante (ng I-TEQ/kg). Neste caso, o I-TEQ refere-se a uma toxicidade equivalente dasoma de um grande número de substâncias poluentes orgânicas, em relação,20 à dioxina de Seveso 2,3,7,8 tetraclorodibenzodioxina.

Da EP 0 862 019 A1 é conhecido, conduzir de volta, pelo menosuma parte das poeiras flutuantes que vêm da instalação de incineração, àregião de temperatura alta da instalação de incineração, para causar umavitrificação e uma sinterização das poeiras, com o intuito de os produtos ob-tidos de acordo com este processo poderem ser outra vez adicionados àscinzas da grelha, ou utilizados separadamente. Deste modo, a quantidadede poeira flutuante restante pode ser reduzida. As poeiras flutuantes sãoobtidas pela limpeza da caldeira, ou pelo descarregamento das instalaçõesde filtros, e então, quando da utilização de uma fornalha de grelha, são outravez conduzidas de volta ao espaço de combustão da instalação de incinera-ção, acima do leito de combustão. Este processo não toma em consideraçãoà presença de compostos tóxicos, como por exemplo dioxinas ou precurso-res.

Da DE 33 20 466 C3 também é conhecido, conduzir de volta aspoeiras flutuantes para dentro do espaço de combustão de uma instalaçãode incineração. Neste caso, as poeiras flutuantes, antes da condução devolta, são tratadas quimicamente, com o intuito da redução das substânciaspoluentes fora da câmara de combustão da instalação de incineração. Porconseguinte, conduz-se de volta uma fração pobre em substâncias poluen-tes das poeiras flutuantes, a qual então é integrada na escória, em um pro-cesso de temperatura alta.

É tarefa da invenção, controlar a condução de volta de poeirasflutuantes para o processo de combustão de tal maneira, que uma parte tãoalta quanto possível em precursores ou outras substâncias poluentes orgâ-nicas é destruída, e deste modo é minimizada a quantidade de compostostóxicos orgânicos, que deixam a instalação de incineração com as poeirasflutuantes.

Partindo de um processo do gênero inicialmente explicado, estatarefa é solucionada de acordo com a invenção pelo fato, que a condução devolta de poeiras flutuantes se realiza em dependência de condições de com-bustão especiais, com as quais se formam em proporção elevada substân-cias poluentes tóxicas, orgânicas, como PCDD e PCDF e/ou compostos pre-cursores, isto é compostos precursores de PCDD e PCDF.

De acordo com este modo de processamento, poeiras flutuantessempre são descarregadas, quando em virtude de condições de combustãoespeciais, os precursores ou outras substâncias poluentes tóxicas, orgâni-cas, a serem minimizadas, são mais fortemente presentes. Isto é especial-mente importante, porque compostos precursores grudam nas superfícies deaquecimento de contato do produtor de vapor, disposto depois do processode combustão, as quais apresentam uma determinada temperatura, porexemplo de 200 a 400°C, e são transformados, especialmente com a pre-sença de cobre, fuligem e cloro, em dioxinas/furanos. A reação de transfor-mação pode realizar-se, de acordo com as condições de temperatura pre-dominantes e da concentração das substâncias cobre, cloro e fuligem, queatuam como cataiisadoras e parceiros de reação, dentro de poucos minutosaté em poucas horas.

A condução de volta das poeiras flutuantes efetua-se de manei-ra vantajosa em dependência de grandezas a serem medidas, constatadasnos gases de escape da instalação de incineração, as quais são influencia-das pelo processo de combustão.

De maneira especialmente simples, a concentração de monóxi-do de carbono ou de oxigênio nas gases de escape, o excesso de ar dacombustão ou a temperatura no espaço de combustão, podem servir comograndeza a ser medida.

No caso de instalações de incineração de lixo modernas, a con-centração de monóxido de carbono na operação normal da combustão, ficaem torno de 5 a 20 mg/m3, enquanto um teor de CO de 100mg/m3 acimadisso, seria considerada como uma condição de combustão especial, e pro-vocaria uma intervenção no sentido da invenção.

Além disso é vantajoso, utilizar o teor de oxigênio nos gases deescape como uma das grandezas a serem medidas, e precisamente especi-almente quando em caso de instalações de incineração de lixo o teor de oxi-gênio cai abaixo de 5 porcentagem volumétrica de O2 ou, quando da medi-ção do excesso de ar, o fator de excesso de ar cai abaixo de λ=1,4. Domesmo modo, a temperatura na câmara de combustão da instalação de in-cineração, pode ser utilizada como uma das grandezas a serem medidas,quando esta cai abaixo de 800°C, medida em uma altura de aproximada-mente 6 a 10 metros de altura acima da zona de combustão principal.

De maneira vantajosa, em um aperfeiçoamento da invenção, acondução de volta das poeiras flutuantes pode realizar-se em dependênciade substâncias poluentes orgânicos, especialmente PCDD/PCDF e suasprecursoras, constatadas nos gases de escape da instalação de incineração.

De maneira vantajosa, a constatação das grandezas a seremmedidas efetua-se por meio de uma analise Online nos gases de escape.

A condução de volta das poeiras flutuantes, realiza-se especial-mente em dependência de um valor limite I-TEQ predeterminado. Nestecaso, o valor de limiar, que define as condições de combustão especiais,poderia ser escolhido entre 0,1 a 5 ng l-TEQ/m3 de gás de escape.

Esta medição compreende de preferência tanto substâncias po-luentes gasosas como também ligadas em partículas, e realiza-se no fim dacaldeira ou antes da limpeza do gás de escape no gás bruto, respectiva-mente. Para isto são apropriados, por exemplo, métodos de análise descri-tos na literatura, como a Resonance Enhanced Multiple Photon Ionizationand Time of Flight Mass Spectrometry (REMPI-TOFMS), as quais possibili-tam uma análise Online direta, por exemplo de monoclorobenzol. Valoresempíricos mostram neste caso, que o monoclorobenzol correlaciona muitobem em relação ao I-TEQ nos gases de escape. Um aparelho de mediçãoOnline deste gênero, também pode ser chamado sensor TEQ. No entanto,de acordo com a invenção, também podem ser utilizados sensores para ou-tras moléculas ou grupos de matéria, se o sinal destes sensores correlacionade maneira característica com o teor de substâncias poluentes orgânicos,tóxicos, nos gases de escape.

Em um aperfeiçoamento da invenção, a condução de volta daspoeiras flutuantes realiza-se durante um lapso de tempo determinável, de-pois da constatação das condições de combustão especiais. Neste caso,especialmente valores empíricos são importantes.

De preferência, a condução de volta das poeiras flutuantes reali-za-se durante um lapso de tempo de 10 minutos a 6 horas, depois da cons-tatação das condições de combustão especiais. A duração da condução devolta para as poeiras flutuantes, também pode ser determinada em depen-dência dos valores das grandezas a serem medidas, medidas de acordocom as reivindicações 2 a 4.

Se para a constatação das condições de combustão especiaissão utilizados aparelhos de análise, os quais possibilitam uma determinaçãorápida do valor de medição (como isso ocorre no caso das técnicas de medi-ção acima mencionadas), então em um outro aperfeiçoamento da invençãoé conveniente determinar a duração da condução de volta para as poeirasflutuantes, em dependência do valor medido. Uma ultrapassagem conside-rável do valor de limiar predeterminado, exigiria em conformidade com isto,um tempo de condução de volta mais longo que uma ultrapassagem pequena.

Com o intuito de obter uma eliminação segura dos compostosorgânicos, tóxicos, ou dos precursores, em um aperfeiçoamento da invençãoé vantajoso, se as poeiras flutuantes são conduzidas de volta para a regiãode temperatura principal da instalação de incineração.

Quando da utilização de uma fornalha de grelha como instala-ção de incineração, pode realizar-se, de maneira vantajosa, a condução devolta das poeiras flutuantes sobre o leito de combustão da zona de com-bustão principal.

Se em um outro aperfeiçoamento da invenção, a condução devolta das poeiras flutuantes se realize depois da constatação das condiçõesde combustão especiais, ou durante ou depois de uma limpeza da caldeira,então é evitada a conseqüência desvantajosa mais acima mencionada, queas poeiras flutuantes durante este período de operação ficam grudadas nostubos da caldeira, e que lá os precursores contidos nas poeiras flutuantespodem reagir para dioxinas. Não somente as poeiras flutuantes obtidas sãosujeitas à condução de volta, mas também os conglomerados de poeira obtidos.

A limpeza da caldeira efetua-se por meio de batedura, escova-ção ou eliminação de fuligem por sopro.

Recomenda-se, que junto com as poeiras flutuantes contidas deacordo com as reivindicações 13 a 15, serem conduzidas de volta aquelaspoeiras flutuantes, as quais se obtêm em uma instalação de limpeza de ga-ses de escape, disposta depois do produtor de vapor. Esta medida efetua-se, quando são constatadas condições de combustão especiais.

A condução de volta das poeiras flutuantes, obtidas nas instala-ções de filtros dispostas depois do produtor de vapor, pode realizar-se adici-onalmente da maneira de acordo com a invenção, se são constatadas con-dições de combustão especiais.

Evidentemente, o operador de uma instalação de incineraçãosempre fará adicionalmente esforços, para remediar outra vez da maneiramais rápida possível as condições de combustão especiais por meio de me-didas adequadas, caso isso não ocorra automaticamente, por exemplo pelaregulação da combustão.

Para o caso, que nenhumas falhas do decurso da combustãopodem ser constatadas, e por conseguinte também nenhumas condições decombustão especiais, a limpeza da caldeira é realizada no ciclo normal.Neste caso é freqüentemente programado um intervalo de tempo entre duasfases de limpeza, de aproximadamente 4 horas. As poeiras flutuantes queentão se obtêm, são passadas para o caminho normal de eliminação.

O fluxograma mostrado serve para a explicação exemplar, re-sumida, da medida de acordo com a invenção.

Como se observa neste fluxograma, é efetuada primeiramenteuma medição do gás bruto Online, por exemplo de uma substância poluenteorgânica, tóxica, de CO ou de uma temperatura representativa no gás deescape da combustão. Se neste caso são constatadas condições de com-bustão especiais, devido a uma concentração elevada de substâncias po-luentes orgânicas, CO ou um forte desvio da temperatura do valor de refe-rência, então, a partir de uma ultrapassagem ou desvio predeterminado, éexecutada uma limpeza da caldeira, por meio de batedura, escovação oueliminação de fuligem por sopro, e as poeiras flutuantes ou cinzas volantesobtidas, respectivamente, são conduzidas de volta para a instalação de inci-neração. Se por outro lado não é constatada nenhuma falha, isto é que nãoexistem nenhumas condições de combustão especiais, então a usual Iimpe-za da caldeira realiza-se em intervalos de tempo normais. Neste caso, a cin-za volante é levada para fora do processo para a eliminação.

Claims (16)

1. Processo para a minimização da concentração de substân-cias poluentes orgânicas, tóxicas, em poeiras flutuantes de instalações deincineração, especialmente instalações de incineração de lixo, no caso dasquais, em intervalos de tempo, pelo menos uma parte das poeiras flutuantesque se obtêm na instalação de incineração , tem que ser outra vez alimenta-da à instalação de incineração, caracterizado pelo fato de a condução devolta de poeiras flutuantes efetuar-se em dependência de condições decombustão especiais, nas quais se formam em proporção elevada substân-cias poluentes orgânicas, tóxicas, como PCDD/PCDF e/ou compostos pre-cursores, isto é compostos precursores de PCDD e PCDF.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de a condução de volta das poeiras flutuantes efetuar-se em dependên-cia de grandezas a serem medidas, constatadas no gás de escape da insta-lação de incineração, as quais são influenciadas pelo processo de combustão.

3. Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelofato de servirem como grandezas a serem medidas, a concentração de mo-nóxido de carbono ou de oxigênio no gás de escape, o excesso de ar dacombustão ou a temperatura no espaço de combustão.

4. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de a condução de volta das poeiras flutuantes efetuar-se em dependên-cia de substâncias poluentes orgânicas, especialmente PCDD/PCDF e seusprecursores, constatadas no gás de escape da instalação de incineração.

5. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 4, ca-racterizado pelo fato de a constatação das grandezas a serem medidas,efetuar-se por meio de uma análise Online no gás de escape.

6. Processo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelofato de a condução de volta das poeiras flutuantes efetuar-se em dependên-cia de um valor limite I-TEQ predeterminado.

7. Processo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelofato de o valor limite I-TEQ ser escolhido entre 0,1 a 5 ng l-TEQ/m3 de dasde escape.

8. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 7, ca-racterizado pelo fato de da condução de volta das poeiras flutuantes efetuar-se durante um lapso de tempo que pode ser determinado, depois da cons-tatação das condições de combustão especiais.

9. Processo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelofato de a condução de volta das poeiras flutuantes efetuar-se durante umlapso de tempo de 10 minutos até 6 horas, depois da constatação das con-dições de combustão especiais.

10. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 9, ca-racterizado pelo fato de a duração da condução de volta para as poeirasflutuantes ser determinada em dependência dos valores das grandezas aserem medidas, medidas de acordo com as reivindicações 2 a 4.

11. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 10, ca-racterizado pelo fato de as poeiras flutuantes serem conduzidas de voltapara a região de temperatura principal, da instalação de incineração.

12. Processo de acordo com a reivindicação 11, caracterizadopelo fato de no caso da utilização de uma fornalha de grelha como instala-ção de incineração, a condução de volta das poeiras flutuantes efetuar-sesobre o leito de combustão da zona de combustão principal.

13. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 12, ca-racterizado pelo fato, de a condução de volta das poeiras flutuantes efetuar-se depois da constatação das condições de combustão especiais.

14. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 12, ca-racterizado pelo fato de a condução de volta das poeiras flutuantes efetuar-se durante ou depois de uma limpeza da caldeira.

15. Processo de acordo com a reivindicação 14, caracterizadopelo fato, de a limpeza da caldeira efetua-se por meio de batedura, escova-ção ou eliminação de fuligem por sopro.

16. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 15, ca-racterizado pelo fato de, junto com as poeiras flutuantes obtidas de acordocom as reivindicações 13 a 15, serem conduzidas de volta aquelas poeirasflutuantes, as quais se obtêm em uma instalação de limpeza de gases, dis-posta depois do produtor de vapor.