CH683324A5 - Process for the thermal disposal of residues from the flue gas cleaning. - Google Patents
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Description
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CH 683 324 A5 CH 683 324 A5
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Beschreibung description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur thermischen Entsorgung von Reststoffen bestehend aus Kesselaschen, Filterstäuben und Wäscherabschläm-mungen, die bei der Rauchgasreinigung, insbesondere bei Hausmüll- oder Sondermüllverbrennungsanlagen anfallen und toxische Schwermetalle und toxische organische Stoffe enthalten. Bei Müllverbrennungsanlagen enthalten die Kesselaschen und Flugstäube wie auch die in einer abwasserfrei arbeitenden nachgeschalteten Rauchgaswäsche anfallenden Abschlämmungen der ersten - meist mit niedrigen pH-Werten betriebenen - Waschstufe, toxische Schwermetalle bzw. Schwermetallverbindungen sowie toxische organische Verbindungen, die eine Ablagerung auf Deponien verbieten und eine Entsorgung in einer Unter-Tage-Deponie zwingend vorschreiben. The invention relates to a method for the thermal disposal of residues consisting of boiler ash, filter dust and scrubber sludge, which occur in flue gas cleaning, in particular in domestic waste or special waste incineration plants and contain toxic heavy metals and toxic organic substances. In the case of waste incineration plants, the boiler ash and dusts as well as the sludge from the first wash stage, which is usually operated at low pH, in a downstream waste gas scrubber containing waste water, contain toxic heavy metals or heavy metal compounds as well as toxic organic compounds that prohibit landfill and disposal Mandatory in an underground landfill.
Da in der nachgeschalteten zweiten Waschstufe nach heutigem Stand der Technik hochwertige in der Gipsplatten- oder Zementindustrie verwertbare Gipse erzeugt werden, finden diese demzufolge hier keine Beachtung. As high-quality gypsum that can be used in the gypsum board or cement industry is produced in the downstream second washing stage according to the current state of the art, they are therefore not considered here.
Bisher sind lediglich Verfahren bekannt, in denen die einzelnen o.a. Reststoffe getrennt behandelt werden. Mit dem Ziel, einen Grossteil derart zu inertisieren, dass hierfür eine Wiederverwertbarkeit bzw. die Möglichkeit besteht, den grössten Teil der Feststoffe auf einer Deponie der Deponieklasse 2 endzulagern und nur eine geringe Reststoffmenge in die Unter-Tage-Deponie zu verbringen. Hierzu sind meist mehrere Behandlungsschritte mit entsprechendem apparativem Aufwand erforderlich. So far, only methods are known in which the individual o.a. Residues are treated separately. With the aim of inerting a large part in such a way that it can be recycled or that the majority of the solids can be disposed of in a landfill of landfill class 2 and only a small amount of residues brought into the underground landfill. This usually requires several treatment steps with the corresponding outlay on equipment.
Beispielsweise soll entsprechend der DE-OS 3 703 984 eine 95%ige Zerstörung an Dioxinen und Furanen (PCDD/PCDF) bei einer Wärmebehandlung der Kesselaschen und Flugstäube in einem Temperaturbereich von 250 bis 450°C und unter reduzierenden Bedingungen erreicht werden. Um die gemäss Trinkwasserverordnung bzw. für eine Deponie der Klasse 2 erforderlichen Eluatwerte zu erreichen, müssen die Kesselaschen und Flugstäube anschliessend gewaschen werden. Dennoch erscheint die Deponiefähigkeit dieser Reststoffe fraglich, da zum einen die toxischen organischen Verbindungen nicht vollständig zerstört worden sind und zum anderen auch die hochgiftigen Schwermetalle bzw. Schwermetallverbindungen in den Reststoffen noch in beträchtlichen Anteilen enthalten sind. For example, according to DE-OS 3 703 984, a 95% destruction of dioxins and furans (PCDD / PCDF) is to be achieved by heat treatment of the boiler ash and dusts in a temperature range from 250 to 450 ° C. and under reducing conditions. In order to achieve the eluate values required in accordance with the Drinking Water Ordinance or for a class 2 landfill, the boiler ash and dusts have to be washed. Nevertheless, the landfill capability of these residues seems questionable, because on the one hand the toxic organic compounds have not been completely destroyed and on the other hand the highly toxic heavy metals or heavy metal compounds are still contained in the residues in considerable proportions.
Grössere Potenzen sind der thermischen lnerti-sierung der Filterstäube, d.h. dem Einschmelzen und der damit verbundenen Verglasung zuzuschreiben. Hier werden im wesentlichen zwei unterschiedliche Konzepte verfolgt. Die Unterschiede bestehen in dem Bemühen, entweder möglichst viele Schwermetalle in der Glasmatrix einzubinden oder aber die Schwermetalle und Schwermetallverbindungen thermisch über den Abgasstrom zu separieren. Aus der DE-PS 2 631 220, der US-PS 4 666 490 und der DE-OS 3 827 086 sind Verfahren bekannt, wonach mit toxischen Stoffen belastete Stäube nach Zugabe von Zuschiagsstoffen und Herstellung eines Gemenges durch einen Schmelzprozess in Glas überführt werden können. In diesem Glas sind toxische Schwermetalle fest in der Glasmatrix eingebaut. Diese Tatsache führt dazu, dass die Schwermetalle aus derartigen Gläsern sehr schwer auslaugbar sind, so dass eine Freisetzung nur in geringsten Mengen erfolgt. Larger potencies are the thermal inerting of the filter dust, i.e. attributable to melting and the associated glazing. Essentially, two different concepts are pursued here. The differences consist in the effort either to incorporate as many heavy metals as possible in the glass matrix or to thermally separate the heavy metals and heavy metal compounds via the exhaust gas flow. Processes are known from German Pat. No. 2,631,220, US Pat. No. 4,666,490 and German Offenlegungsschrift 3,827,086, according to which dusts contaminated with toxic substances can be converted into glass by means of a melting process after addition of additives and preparation of a mixture . In this glass, toxic heavy metals are firmly built into the glass matrix. This fact means that the heavy metals from such glasses are very difficult to leach out, so that they are released only in very small amounts.
Problematisch ist bei o.g. Verfahren die unzureichend geklärte Abgasproblematik zu bewerten. Der Vorgang des Glasschmelzens in einem Schmelzofen führt aufgrund des hohen Chlorid- und Sulfatanteils in den Stäuben und der geringen Aufnahmekapazität des Glases für derartige Stoffe dazu, dass die entweichenden Abgase neben CI, HCl, SO2, SO3, Schwermetalle sowie Alkalien enthalten. Is problematic with the above Procedure to assess the insufficiently clarified exhaust gas problem. Due to the high chloride and sulfate content in the dusts and the low absorption capacity of the glass for such substances, the process of melting glass in a melting furnace means that the escaping exhaust gases contain heavy metals and alkalis in addition to CI, HCl, SO2, SO3.
Aus der EP-PS 0 229 340 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem thermisch die Schwermetalle, Chloride und Sulfate abgetrennt über den Rauchgasweg ausgetragen werden und nach entsprechender Kondensation als Restprodukt vorliegen. A process is known from EP-PS 0 229 340 A1 in which the heavy metals, chlorides and sulfates are thermally separated and discharged via the flue gas path and are present as a residual product after appropriate condensation.
Die bei einer Rauchgasreinigung anfallende Abschlämmung der sauren Waschstufe, die als Salzlösung vorliegt, wird über Dünnschichtverdampfer aufbereitet oder nach Neutralisation mechanisch entwässert. Die Kondensationsflüssigkeit wird in den Quenscherkreislauf zurückgeführt. Das als weiteres Restprodukt vorliegende Salzkonzentrat ist zu deponieren. The sludge from the acidic washing stage, which is present as a saline solution, during flue gas cleaning is processed via thin-film evaporators or mechanically dewatered after neutralization. The condensation liquid is returned to the quencher circuit. The salt concentrate present as a further residual product is to be disposed of.
Nachteilig und damit technologisch unbefriedigend sind die für die verschiedenen anfallenden Reststoffe (Kesselasche, Filterstäube und die Abschlämmung) getrennten Behandlungsverfahren zu werten. The treatment methods which are separate for the various residues (boiler ash, filter dust and sludge) are disadvantageous and therefore technologically unsatisfactory.
Es sei erwähnt, dass zwei Behandlungsverfahren entsprechenden anlagentechnischen Aufwand bedeuten. It should be mentioned that two treatment processes mean corresponding plant engineering effort.
Eine zufriedenstellende Verfahrensführung zur gemeinsamen Entsorgung von Reststoffen aus der Rauchgasreinigung ist aus den genannten Veröffentlichungen nicht abzuleiten. A satisfactory procedure for the joint disposal of residues from flue gas cleaning cannot be derived from the publications mentioned.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur thermischen Entsorgung von Reststoffen bestehend aus Kesselaschen, Filterstäuben und Wäscherabschlämmungen, die aus der Rauchgasreinigung von Müllverbrennungsanlagen stammen, zu entwickeln, welches in einer Anlage die Salze entfernt, die toxischen Schwermetalle immobilisiert oder entfernt und die toxischen organischen Stoffe sowie ähnliche Verbindungen aus den Kesselaschen, Filterstäuben und Wäscherabschlämmungen thermisch zerstört. The present invention has for its object to develop a method for the thermal disposal of residues consisting of boiler ash, filter dust and scrubber sludge, which originate from the flue gas cleaning of waste incineration plants, which removes the salts, immobilizes or removes the toxic heavy metals in a plant toxic organic substances and similar compounds from the boiler ash, filter dust and scrubber blowdown thermally destroyed.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Zerstörung der in den Prozessabgasen enthaltenen bzw. neu gebildeten toxischen organischen Stoffe und ähnlichen Verbindungen. Another object of the invention is to destroy the toxic organic substances and similar compounds contained or newly formed in the process exhaust gases.
Erfindungsgemäss wird die Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. According to the invention the object is achieved by the characterizing features of patent claim 1.
Durch das erfindungsgemässe Verfahren wird es möglich, die verschiedenen anfallenden Reststoffe (Kesselasche Filterstäube, Wäscherabschläm-mung) nicht wie bisher üblich und technologisch unbefriedigend getrennten Behandlungsverfahren zu unterziehen, sondern in einem Behandlungsverfahren in ein eluationssicheres Glas, ein Salz bzw. Salz- und Schwermetallkonzentrat und in ein der The process according to the invention makes it possible not to subject the various residues (kettle ash, filter dust, scrubber blowdown) to separate treatment processes, as was previously the case and technologically unsatisfactory, but in a treatment process into an elution-proof glass, a salt or salt and heavy metal concentrate and in one of the
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Verbrennungsluft der Müllverbrennungsanlage zuzuführendes Prozessabgas zu überführen. In den Stäuben enthaltene toxische organische Verbindungen, insbesondere Dioxine und Furane werden dabei thermisch quantitativ zerstört. To transfer combustion air to the waste gas incineration plant process exhaust gas. Toxic organic compounds contained in the dusts, in particular dioxins and furans, are thermally and quantitatively destroyed.
Das Zuführen der Abgase zur Verbrennungsluft bedeutet eine thermische Nachbehandlung derselben mit dem Ziel, eventuell vorhandene bzw. neu entstandene Dioxine und/oder Furane zu zerstören, damit diese nicht ins Rauchgas gelangen. The supply of the exhaust gases to the combustion air means a thermal aftertreatment of the same with the aim of destroying any existing or newly formed dioxins and / or furans so that they do not get into the flue gas.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen aufgeführt. Advantageous embodiments of the invention are listed in the dependent claims.
Die Erfindung wird durch die in den Zeichnungen dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiele nachfolgend näher beschrieben. The invention is described in more detail below by the preferred exemplary embodiments illustrated in the drawings.
Fig. 1 zeigt ein Fliessschema des erfindungsge-mässen Verfahrens für den konkreten Fall, dass die Salze und Schwermetalle mit dem Abgas den Schmelzreaktor verlassen und 1 shows a flow diagram of the method according to the invention for the specific case that the salts and heavy metals leave the melting reactor with the exhaust gas and
Fig. 2 zeigt ein Fliessschema für das erfindungs-gemässe Verfahren für den konkreten Fall, dass die Salze und ein Teil der Schwermetalle separat aus dem Schmelzreaktor abgezogen werden. 2 shows a flow diagram for the process according to the invention for the specific case in which the salts and part of the heavy metals are drawn off separately from the melting reactor.
Beiden Ausführungsbeispielen ist gemeinsam, dass die Aschen 1 vom Kessel II der Feuerung der Müllverbrennungsanlage I, die Stäube 2 aus der Rauchgasentstaubung III und die Wäscherab-schlämmung 3 aus dem HCL-Wäscher IV sowie mindestens ein Zuschlagstoff 11 und 12 gemeinsam über einen Mischer 4 dem Schmelzreaktor 5 zugeführt werden. Both exemplary embodiments have in common that the ashes 1 from the boiler II of the furnace of the waste incineration plant I, the dusts 2 from the flue gas dedusting III and the scrubber blowdown 3 from the HCL scrubber IV and at least one additive 11 and 12 together via a mixer 4 Melting reactor 5 are supplied.
Die Art der Zuführung kann entsprechend der dargelegten abhängigen Ansprüche verschieden sein. The type of feeding may vary according to the dependent claims set out.
Die Filterstäube 2, Kesselaschen 1 und/oder die Wäscherabschlämmung 3 können dabei vor dem Einbringen in den Schmelzreaktor 5 durch Zugabe eines oder mehrerer Zuschlagsstoffe 11, 12 hinsichtlich ihrer physikalischen und/oder chemischen Eigenschaften verändert werden. Die Wäscherabschlämmung 3 wird in den Schmelzreaktor 5 einge-düst oder über einen separaten Zulauf zugeführt. Die Zuführung kann dabei sowohl kontinuierlich als auch diskontinuierlich erfolgen. The filter dust 2, boiler ash 1 and / or the scrubber blowdown 3 can be changed in terms of their physical and / or chemical properties before being introduced into the melting reactor 5 by adding one or more additives 11, 12. The scrubber blowdown 3 is injected into the melting reactor 5 or fed via a separate feed. The feed can take place either continuously or batchwise.
Weiterhin kann die Wäscherabschlämmung 3 zur Pelletierung und/oder Kompaktierung der Kesselaschen 1 und Filterstäube 2 eingesetzt werden. Als weitere Zuschlagsstoffe zur Verbesserung der physikalischen und/oder chemischen Eigenschaften des wiederverwertbaren Glases können künstliche und/ oder mineralische Reststoffe geeigneter chemischer Zusammensetzung eingesetzt werden. Als natürliche alkalihaltige und mineralische Zuschläge sind insbesondere Phonolith und/oder Quarzsand einsetzbar. Furthermore, the scrubber blowdown 3 can be used for pelleting and / or compacting the boiler ash 1 and filter dust 2. Artificial and / or mineral residues of a suitable chemical composition can be used as further additives to improve the physical and / or chemical properties of the recyclable glass. In particular, phonolite and / or quartz sand can be used as natural alkali-containing and mineral additives.
Unterschiede sind in der Art des Ausbringens der Salze und Schwermetalle zu sehen. Fig. 1 zeigt, dass die Salze und Schwermetalle mit dem heissen Rauchgas 9 den Schmelzreaktor 5 verlassen. Eine Beaufschlagung mit Kaltluft 10 bewirkt die Kondensation der Salze und Schwermetalle 7, die beispielsweise über einen Filter 13 abgeschieden werden können. Das so enthaltende Konzentrat ist zu deponieren und nach Möglichkeit aufzubereiten. Die Abgase 8 sind der Verbrennungsluft 14 des entsprechenden Rauchgaserzeugers zuzuführen. Fig. 2 zeigt das Ausschleusen der Salze und einen Teil der Schwermetalle durch einen separaten Auslauf aus dem Schmelzreaktor in Form von Glasgalle 15 beispielsweise bei Verwendung eines Elektro-glasschmelzofens mit sogenanntem «kalten Oberofen». Für das Abgas 8 und das Konzentrat 7 gelten analog die oben genannten Verfahrensschritte. Differences can be seen in the way the salts and heavy metals are applied. 1 shows that the salts and heavy metals with the hot flue gas 9 leave the melting reactor 5. An exposure to cold air 10 causes the condensation of the salts and heavy metals 7, which can be separated, for example, via a filter 13. The concentrate contained in this way should be deposited and, if possible, processed. The exhaust gases 8 are to be fed to the combustion air 14 of the corresponding smoke gas generator. 2 shows the removal of the salts and part of the heavy metals through a separate outlet from the melting reactor in the form of glass bile 15, for example when using an electric glass melting furnace with a so-called “cold upper furnace”. The abovementioned process steps apply analogously to the exhaust gas 8 and the concentrate 7.
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