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PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zum Waschen der Rauchgase eines mit
Schlackenanfall arbeitenden Verbrennungsofens, insbeson dere eines Kehrichtverbrennungsofens, wobei die Rauchgase mittels einer Waschflüssigkeit gewaschen werden, dadurch gekennzeichnet, dass als Waschflüssigkeit mindestens teil weise das von der Schlackenkühlung anfallende Schlak kenabwasser und/oder das gebrauchte Filterspülwasser eines
Rauchgasfilters verwendet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem neutralisierenden Schlackenabwasser oder Filter spülwasser vor und/oder nach dem Waschen des Rauchgases mindestens ein weiteres neutralisierendes Agens zugegeben wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rauchgas anschliessend mit verdünnter Natronlauge gewaschen wird.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem Schlackenkühler und/oder einem
Rauchgasfilter, mit einem Rauchgaswäscher, der mindestens eine Zuführleitung für das Waschwasser aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführleitung an einen Schlakkenabwasserauslauf des Schlackenkühlers und/oder an einen Spülwasserauslauf des Rauchgasfilters angeschlossen ist.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Waschen der Rauchgase eines mit Schlackenanfall arbeitenden Verbrennungsofens, insbesondere eines Kehrichtverbrennungsofens, wobei die Rauchgase mittels einer Flüssigkeit gewaschen werden.
Bei Verbrennungsöfen, insbesondere Kehrichtverbrennungsöfen werden die Rauchgase vor dem Austritt in die Atmosphäre zumeist unter vorangehendem Filtrieren in einem Rauchgaswäscher gewaschen, um zumindest einen Teil der flüchtigen Bestandteile wie Chlorwasserstoff, Schwefeloxyde und Fluorwasserstoff, zu entfernen. Das Waschwasser für den Rauchgaswäscher wird diesem als Frischwasser zugeführt und dabei während einer bestimmten Zeitspanne in einem Kreislauf umgewälzt, wobei es durch die aus dem Rauchgas entfernten flüchtigen Bestandteile zunehmend sauer wird. Am Boden des Rauchgaswäschers setzen sich der aus dem Rauchgas entfernte Staub bzw. die entfernten Schwermetalle und dgl. ab. Unterschreitet im Rauchgaswäscher der pH-Wert des Waschwassers einen unteren Grenzwert, wird dem Kreislauf Frischwasser zugeführt und gleichzeitig verbrauchtes Waschwasser entzogen.
Bevor das entzogene, saure Waschwasser in ein Gewässer oder in eine öffentliche Abwasserreinigungsanlage abgeleitet werden darf, muss es neutralisiert werden. Dies geschieht in einer Neutralisationseinrichtung mittels Kalkmilch. Das derart neutralisierte Waschwasser führt aber immer noch eine für die öffentlichen Gewässer unerwünschte, aber durch das Gesetz nicht verbotene Salzfracht mit.
Dieses bekannte Verfahren hat somit den Nachteil, dass die Rauchgasreinigung - viel Frischwasser und - viel Neutralisationsmittel benötigt und - die öffentlichen Gewässer mit einer unerwünschten Salzfracht belastet.
Eine Verschärfung dieser Nachteile ergibt sich beim Betrieb der Verbrennungsöfen dadurch, dass nebst den Rauchgasen zusätzlich glühende Schlacke anfällt, die für den Abtransport und die weitere Lagerung mit Wasser abgekühlt werden muss. Nebst der Rauchgaswäsche wird für die Schlackenkühlung zusätzliches Frischwasser benötigt, das, soweit es nicht verdampft, die öffentlichen Gewässer als schadstoffbeladenes/Schlackenabwasser belastet. Dieses Schlackenabwasser ist alkalisch.
Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, ein Verfahren zum Waschen der Rauchgase zu schaffen, durch das der Verbrauch sowohl an Frischwasser als auch an Neutralisationsmitteln gesenkt wird und das die Gewässer von einer unerwünschten Salzfracht zum mindesten teilweise entlastet.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass als Waschflüssigkeit das von der Schlackenkühlung anfallende Schlackenabwasser und/oder das gebrauchte Filterspülwasser eines Rauchgasfilters verwendet wird.
Durch die Verwendung des alkalischen Schlackenabwassers als Waschwasser im Rauchgaswäscher und seine damit verbundene Neutralisation fallen im Rauchgaswäscher nebst dem Staub zusätzlich Metallsalze und dergleichen aus, die mechanisch entfernt werden. Die Salzfracht hinter dem Wäscher ist durch den stark verminderten Neutralisiermittelbedarf wesentlich verringert.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass die zweite Stufe der Rauchgaswäsche zur Entfernung des Schwefeloxyds wegen des geringeren Verbrauchs an Natriumkarbonat bzw. Natronlauge im Betrieb wesentlich billiger wird. Dieser Vorteil ist von besonderer Bedeutung, da diese zweite Stufe der Rauchgaswäsche aus Kostengründen bisher meistens weggelassen wird.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Neutralisationseinrichtung ganz oder teilweise entfallen kann, da das Alkalisieren des Waschwassers vor dem Rauchgaswäscher erfolgt und das Abwasser neutral bis alkalisch anfällt.
Da zur Schlackenkühlung etwa zehnmal mehr Wasser benötigt wird als zum Waschen des Rauchgases, steht dem Rauchgaswäscher genügend Wasser zur Verfügung, so dass der bisher vom Rauchgaswäscher benötigte Frischwasserbedarf durch die Erfindung vollständig entfällt.
Anhand der beiliegenden schematischen Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung des Rauchgasflusses in einer Verbrennungsanlage und
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Rauchgaswaschanlage.
In Fig. 1 bezeichnet die Hinweisziffer 1 einen Kehrichtverbrennungsofen. Die aus dem Ofen 1 austretenden heissen Rauchgase werden dem Dampfkessel 2 einer Energiegewinnungsanlage zugeleitet. Nach dem Durchströmen des Dampfkessels 2 gelangen die Rauchgase zwecks Staubabscheidung in ein Rauchgasfilter 3, der aus einem oder mehreren Zyklonen und/oder Elektrofiltern bestehen kann. Je nach Anlage kann das Rauchgasfilter 3 auch entfallen. Aus dem Rauchgasfilter 3 gelangen die Rauchgase in die Waschanlage 4 nach der sie in die freie Atmosphäre austreten. Die aus dem Ofen 1 austretende glühende Schlacke wird in einem Schlackenkühler 5 mit Wasser abgeschreckt.
Aus dem Schlackenkühler 5 werden die abgeschreckte Schlacke einerseits und das verbrauchte Kühlwasser, Schlakkenabwasser genannt, getrennt weggeführt. Die abgeschreckte Schlacke ist transportfähig und kann in Silo 6 oder dgl. gelagert werden. Das Schlackenabwasser ist durchwegs basisch und weist im Durschnitt einen pH-Wert zwischen 8 und 9 auf.
Ist die Verbrennungsanlage mit Filtern 3 ausgerüstet, so wird deren Austrag oft mit Wasser gespült. Das verbrauchte, den Filterstaub mitführende Spülwasser ist ebenfalls, wie das Schlackenabwasser durchwegs basisch und weist im Mittel
einen pH-Wert zwischen 8 und 10 auf. Das Schlackenabwasser und das gebrauchte Spülwasser des Rauchgasfilters 3 könnte für sich allein oder, wie in Fig. 1 gezeigt, gemeinsam der Waschanlage 4 anstelle des bisherigen Frischwassers als Waschwasser zugeführt werden. Das in der Waschanlage 4 verbrauchte Waschwasser wird als Abwasser einem Gewässer oder einer öffentlichen Kläranlage zugeführt und muss daher hinsichtlich des Gehaltes an Schadstoffen die gesetzlichen Anforderungen erfüllen; das Abwasser darf insbesondere keine Säure und Schwermetalle enthalten.
Die Fig. 2 zeigt in vergrösserter Darstellung den Aufbau der Waschanlage 4. Das zentrale Element der Waschanlage ist der Rauchgaswäscher 7, dem durch eine Leitung 8 vom Rauchgasfilter 3 oder gegebenenfalls direkt vom Dampfkessel 2 das Rauchgas zugeleitet wird. Das gewaschene Rauchgas wird durch die Leitung 9 in die Atmosphäre abgeführt. Der Rauchgaswäscher 7 besteht aus einer unteren Stufe 10 und einer oberen Stufe 11. Die untere Stufe 10 dient im wesentlichen der Entfernung des Reststaubes des Chlorwasserstoffs und des Fluorwasserstoffs aus dem Rauchgas und die obere Stufe 11 im wesentlichen der Entfernung der im Rauchgas enthaltenen Schwefeloxyde. Der oberen Stufe 11 ist eine Aufbereitungseinrichtung 12 für verdünnte Natronlauge und der unteren Stufe 10 eine Neutralisationseinrichtung 13 zugeordnet.
Das in den Rauchgaswäscher 7 einströmende Rauchgas gelangt zuerst in eine Sprühkammer 14 mit nachgeschalteten Prallblechen 15 und anschliessend in die zweite Stufe 11. Im Sprühraum 14 wird das Rauchgas aus Sprühdüsen 16 besprüht und auf eine Temperatur von 630 herunter gekühlt.
Die Sprühdüsen 16 werden zum einen aus einer Leitung 17 mit Schlackenabwasser und/oder Filter-Spülwasser und zum andern durch eine Leitung 18 aus einem Waschwassersumpf 19 gespiesen. Das im Waschwassersumpf 10 befindliche Waschwasser wird mittels einer Pumpe 20 umgewälzt und von einem pH-Wert-Messgerät 21 dauernd überwacht.
Überschreitet der pH-Wert einen bestimmten Wert, so öffnet das Messgerät 21 ein Ventil 22 und leitet einen Teil des verbrauchten Waschwassers der Neutralisationseinrichtung 13 zu. Da bei üblichen Kehrichtverbrennungsanlagen der Anfall an Schlackenabwasser ungefähr das lOfachejener Waschwassermenge beträgt, die in der unteren Stufe 10 des Rauchgaswäschers 7 erforderlich ist, kann das Umwälzen des Waschwassers aus dem Sumpf 19 über die Leitung 18 entfallen. In diesem Fall wird das im Rauchgaswäscher verbrauchte Schlackenabwasser direkt aus dem Sumpf 19 der Neutralisationseinrichtung 13 zugeleitet. Entfällt der Kreislauf I8, 19, so muss das Schlackenabwasser (in Fig. 2 strichpunktiert dargestellt) durch die Leitung 17 nicht nur zu den Düsen 16, sondern auch auf die Prallbleche 15 geleitet werden.
Wegen des basischen Charakters des Schlackenabwassers und gegebenenfalls des Spülwassers aus dem Rauchgasfilter 3 wird die Salzsäure aus dem Rauchgas gelöst und neutralisiert. Ebenso werden beachtliche Teile des im Rauchgas enthaltenen Fluorwasserstoffes sowie des Schwefeldioxyds gelöst und neutralisiert. Hätte das Schlackenabwasser keinen basischen Charakter, so könnte damit in der unteren Stufe 10 nur geringfügig Schwefeldioxyd aus dem Rauchgas entfernt werden. Im Sumpf 19 sammeln sich nebst dem bzw.
den aus dem Rauchgas herausgewaschenen Staub und Schwermetallen, der Staub und die Schwermetalle aus dem basischen Schlackenabwasser.
Das in der unteren Stufe 10 weitgehend von Salzsäure gereinigte Rauchgas durchströmt in der oberen Stufe 11 Prallbleche 23, wo es mit verdünnter Natronlauge gewaschen wird. Die verdünnte Natronlauge wird mittels einer Pumpe 24 über eine Leitung 25 der oberen Stufe 11 zugeführt und aus dieser durch eine Leitung 26 in ein Vorratsgefäss 27 zurückgeleitet. Durch die Natronlauge wird der noch im Rauchgas verbliebene Rest an Schwefeldioxyd aus dem Rauchgas entfernt.
Nach einem nichtdargestellten Ausführungsbeispiel kann die obere Stufe 11 des Rauchgaswäschers 7 entfallen, da durch die erfindungsgemässe Verwendung von Schlackenabwasser für die Rauchgaswäsche bereits ein Teil des Schwefel- dioxyds entfernt wird und dessen Entfernung heute gesetzlich noch nicht vorgeschrieben ist.
Das in der Rauchgaswäsche 7 verbrauchte Waschwasser wird einem Behälter 28 mit einem Rührwerk 29 und von dort mittels einer Pumpe 30 einer öffentlichen Kläranlage oder einem Gewässer zugeführt. Das gebrauchte Waschwasser kann erforderlichenfalls im Behälter 28 zusätzlich neutralisiert werden. Hierzu ist über dem Behälter 28 ein Kalksilo 31 vorgesehen, aus dem der Kalk über eine Austragsschleuse 32 einer Dosiervorrichtung 33 zugeführt wird, die den Kalk dosiert in einen Mischer 34 einbringt, worin er mit Wasser zu Kalkmilch vermischt wird. Die Kalkmilch kann mit dem verbrauchten Waschwasser aus dem Rauchgaswäscher 7 im Behälter 28 in einem gewünschten Verhältnis gemischt und neutralisiert werden.
Wegen des basischen Charakters des Schlackenabwassers, das für die Rauchgaswäsche verwendet wird, ist das verbrauchte Waschwasser in der Regel neutral oder schwach basisch, so dass die Neutralisationseinrichtung völlig oder teilweise entfallen kann. Das Vorsehen einer solchen Neutralisationseinrichtung kann aber in zahlreichen Fällen zweckmässig sein, wenn wegen stark wechselnden Betriebsbedingungen des Kehrichtverbrennungsofens eine Nachbehandlung des verbrauchten Waschwassers erwünscht ist.
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PATENT CLAIMS
1. Procedure for washing the flue gases using a
Slag incineration furnace, in particular a waste incinerator, wherein the flue gases are washed by means of a washing liquid, characterized in that as washing liquid at least partially the slag cooling waste slag water and / or the used filter rinse water
Flue gas filter is used.
2. The method according to claim 1, characterized in that the neutralizing slag waste water or filter rinse water before and / or after washing the flue gas, at least one further neutralizing agent is added.
3. The method according to claim 1, characterized in that the flue gas is then washed with dilute sodium hydroxide solution.
4. Device for performing the method according to claim 1 with a slag cooler and / or one
Flue gas filter, with a flue gas scrubber that has at least one feed line for the wash water, characterized in that the feed line is connected to a slag drain outlet of the slag cooler and / or to a rinse water outlet of the flue gas filter.
The present invention relates to a method for washing the flue gases of a slag incinerator, in particular a waste incinerator, the flue gases being washed by means of a liquid.
In incinerators, in particular waste incinerators, the flue gases are usually washed in a flue gas scrubber before being released into the atmosphere, with prior filtration, in order to remove at least some of the volatile constituents such as hydrogen chloride, sulfur oxides and hydrogen fluoride. The scrubbing water for the flue gas scrubber is supplied to it as fresh water and circulated in a circuit for a certain period of time, whereby it becomes increasingly acidic due to the volatile constituents removed from the flue gas. The dust or heavy metals and the like removed from the flue gas settle on the bottom of the flue gas scrubber. If the pH value of the wash water falls below a lower limit in the flue gas scrubber, fresh water is added to the circuit and used wash water is withdrawn at the same time.
Before the extracted, acidic washing water can be discharged into a body of water or a public wastewater treatment plant, it must be neutralized. This is done in a neutralization facility using lime milk. However, the washing water neutralized in this way still carries with it an undesirable salt load for public waters, but not prohibited by law.
This known method therefore has the disadvantage that flue gas cleaning - requires a lot of fresh water and - a lot of neutralizing agent and - pollutes the public waters with an undesirable salt load.
These disadvantages are exacerbated in the operation of the incinerators by the fact that, in addition to the flue gases, there is also glowing slag which has to be cooled with water for removal and further storage. In addition to the flue gas scrubbing, additional fresh water is required for the slag cooling, which, as long as it does not evaporate, pollutes the public waters as polluted / slag waste water. This slag wastewater is alkaline.
The present invention has for its object to provide a method for washing the flue gases by which the consumption of both fresh water and neutralizing agents is reduced and which at least partially relieves the water of an undesirable salt load.
According to the invention, this object is achieved in that the slag waste water resulting from the slag cooling and / or the used filter rinsing water of a flue gas filter is used as the washing liquid.
By using the alkaline slag wastewater as washing water in the flue gas scrubber and its associated neutralization, metal salts and the like also precipitate in the flue gas scrubber, which are mechanically removed. The salt load behind the scrubber is significantly reduced due to the greatly reduced need for neutralizing agents.
The invention has the advantage that the second stage of the flue gas scrubbing for removing the sulfur oxide is considerably cheaper in operation because of the lower consumption of sodium carbonate or sodium hydroxide solution. This advantage is of particular importance, since this second stage of flue gas scrubbing has mostly been left out for reasons of cost.
Another advantage of the invention is that the neutralization device can be dispensed with in whole or in part, since the washing water is alkalized before the flue gas scrubber and the waste water is neutral to alkaline.
Since about ten times more water is required for slag cooling than for washing the flue gas, the flue gas scrubber has enough water available so that the fresh water requirement previously required by the flue gas scrubber is completely eliminated by the invention.
The invention is explained, for example, with the aid of the attached schematic drawing. Show it:
Fig. 1 is a schematic representation of the flue gas flow in an incinerator and
Fig. 2 is a schematic representation of a flue gas scrubber.
In Fig. 1, reference numeral 1 denotes a waste incinerator. The hot flue gases emerging from the furnace 1 are fed to the steam boiler 2 of an energy production system. After flowing through the steam boiler 2, the flue gases enter a flue gas filter 3 for the purpose of dust separation, which can consist of one or more cyclones and / or electrostatic filters. Depending on the system, the flue gas filter 3 can also be omitted. From the flue gas filter 3, the flue gases enter the washing system 4, after which they escape into the free atmosphere. The glowing slag emerging from the furnace 1 is quenched with water in a slag cooler 5.
The quenched slag, on the one hand, and the used cooling water, called slag wastewater, are removed separately from the slag cooler 5. The quenched slag is transportable and can be stored in silo 6 or the like. The slag wastewater is basic throughout and has an average pH between 8 and 9.
If the incinerator is equipped with filters 3, its discharge is often rinsed with water. The used rinsing water, which carries the filter dust, is likewise basic, like the slag wastewater, and shows an average
pH between 8 and 10. The slag wastewater and the used rinse water of the flue gas filter 3 could be supplied to the washing system 4 on its own or, as shown in FIG. 1, instead of the previous fresh water as washing water. The washing water used in the washing plant 4 is fed as waste water to a body of water or a public sewage treatment plant and must therefore meet the legal requirements with regard to the content of pollutants; the waste water must not contain any acid or heavy metals.
2 shows the construction of the washing system 4 in an enlarged representation. The central element of the washing system is the flue gas scrubber 7, to which the flue gas is fed through a line 8 from the flue gas filter 3 or, if appropriate, directly from the steam boiler 2. The washed flue gas is discharged into the atmosphere through line 9. The flue gas scrubber 7 consists of a lower stage 10 and an upper stage 11. The lower stage 10 serves essentially to remove the residual dust of the hydrogen chloride and the hydrogen fluoride from the flue gas and the upper stage 11 essentially to remove the sulfur oxides contained in the flue gas. The upper stage 11 is assigned a treatment device 12 for dilute sodium hydroxide solution and the lower stage 10 a neutralization device 13.
The flue gas flowing into the flue gas scrubber 7 first enters a spray chamber 14 with baffle plates 15 connected downstream and then into the second stage 11. In the spray chamber 14, the flue gas is sprayed from spray nozzles 16 and cooled down to a temperature of 630.
The spray nozzles 16 are fed on the one hand from a line 17 with slag waste water and / or filter rinsing water and on the other hand through a line 18 from a wash water sump 19. The wash water in the wash water sump 10 is circulated by means of a pump 20 and continuously monitored by a pH value measuring device 21.
If the pH value exceeds a certain value, the measuring device 21 opens a valve 22 and feeds part of the used washing water to the neutralization device 13. Since, in conventional waste incineration plants, the amount of slag waste water is approximately 10 times the amount of washing water required in the lower stage 10 of the flue gas scrubber 7, the circulation of the washing water from the sump 19 via the line 18 can be omitted. In this case, the slag waste water consumed in the flue gas scrubber is fed directly from the sump 19 to the neutralization device 13. If the circuit 18, 19 is omitted, the slag wastewater (shown in dash-dotted lines in FIG. 2) must be passed through line 17 not only to the nozzles 16, but also to the baffle plates 15.
Because of the basic character of the slag wastewater and possibly the rinsing water from the flue gas filter 3, the hydrochloric acid is released from the flue gas and neutralized. Substantial parts of the hydrogen fluoride and sulfur dioxide contained in the flue gas are also dissolved and neutralized. If the slag wastewater had no basic character, then only a small amount of sulfur dioxide could be removed from the flue gas in the lower stage 10. In the swamp 19 collect in addition to the or
the dust and heavy metals washed out of the flue gas, the dust and heavy metals from the basic slag wastewater.
The flue gas largely cleaned of hydrochloric acid in the lower stage 10 flows through baffle plates 23 in the upper stage 11, where it is washed with dilute sodium hydroxide solution. The dilute sodium hydroxide solution is fed by means of a pump 24 via a line 25 to the upper stage 11 and is returned from this through a line 26 into a storage vessel 27. The residual sulfur dioxide remaining in the flue gas is removed from the flue gas by the sodium hydroxide solution.
According to an embodiment not shown, the upper stage 11 of the flue gas scrubber 7 can be omitted, since part of the sulfur dioxide is already removed by the use of slag wastewater according to the invention for flue gas scrubbing and the removal thereof is not yet legally required.
The wash water used in the flue gas scrubber 7 is fed to a container 28 with an agitator 29 and from there by means of a pump 30 to a public sewage treatment plant or a body of water. The used wash water can be neutralized in the container 28 if necessary. For this purpose, a lime silo 31 is provided above the container 28, from which the lime is fed via a discharge lock 32 to a metering device 33 which doses the lime into a mixer 34, in which it is mixed with water to form lime milk. The lime milk can be mixed and neutralized with the used washing water from the flue gas scrubber 7 in the container 28 in a desired ratio.
Because of the basic character of the slag wastewater that is used for the flue gas scrubbing, the used washing water is usually neutral or weakly basic, so that the neutralization device can be completely or partially dispensed with. The provision of such a neutralization device can, however, be expedient in numerous cases if post-treatment of the used washing water is desired due to the strongly changing operating conditions of the waste incineration furnace.