CH701352B1 - Process for the thermal treatment of incineration residues, particularly filter ash from garbage or waste incineration plants and metal recovery. - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur thermischen Aufbereitung von Verbrennungsrückständen, insbesondere von Filter-Asche, aus einer Müll- oder Kehrichtverbrennungsanlage (10), die zur Entfernung von darin enthaltenen Schadstoffen dient, welche zumindest Metalle, insbesondere Schwermetalle und ganz besonders Quecksilber, Furan und/oder Dioxin, aufweisen. Das Verfahren umfasst die Schritte: a. Erhitzen der Verbrennungsrückstände zum Überführen der Schadstoffe in die Gasphase, b. Herausfiltern von Metallen, insbesondere von Schwermetallen und ganz besonders von Quecksilber, während der Gasphase, c. Rückführen des dioxin- und furanhaltigen Restgases in die Müll- oder Kehrichtverbrennungsanlage (10), und d. Sammeln und Deponieren der in den Schritten a.–c. aufbereiteten Verbrennungsrückstände, insbesondere der aufbereiteten Filter-Asche. Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens sehen eine weitere Aufbereitung der Verbrennungsrückstände vor, sodass letztlich eine Übertag-Deponierung der aufbereiteten Verbrennungsrückstände möglich ist, welche von Schadstoffen (wie Dioxinen, Furanen, Quecksilber und/oder Metalloxiden) befreit wurden.The invention relates to a method for the thermal treatment of combustion residues, in particular of filter ash, from a garbage or waste incineration plant (10), which serves to remove pollutants contained therein, which at least metals, especially heavy metals and especially mercury, furan and / or dioxin. The method comprises the steps: a. Heating the combustion residues to transfer the pollutants to the gas phase, b. Filtering out metals, especially heavy metals, and especially mercury, during the gas phase, c. Returning the dioxin and furan-containing residual gas to the garbage incinerator (10), and d. Collecting and depositing the in steps a.-c. treated combustion residues, in particular the recycled filter ash. Advantageous developments of the method provide for a further treatment of the combustion residues, so that ultimately an over-day dumping of the processed combustion residues is possible, which were freed of pollutants (such as dioxins, furans, mercury and / or metal oxides).
Description
[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur thermischen Aufbereitung von Verbrennungsrückständen, insbesondere Filter-Asche, aus Kehrichtverbrennungsanlagen (KVA). The invention relates to a method for the thermal treatment of combustion residues, in particular filter ash, from refuse incineration plants (KVA).
[0002] Brennbare Haushalt- und Gewerbeabfälle werden seit Jahrzehnten in Müll- oder Kehrichtverbrennungsanlagen (KVA) entsorgt. In diesen modernen Anlagen funktioniert die Kehrichtverbrennung einwandfrei. Es ist sogar gelungen, einerseits die Umweltbelastung laufend zu reduzieren und die Ökobilanz durch eine erhöhte Abluftreinigung und durch eine zunehmende Metallrückgewinnung aus der Schlacke zu verbessern sowie andererseits die Strom- und Wärmeproduktion permanent zu steigern. Noch unbefriedigend gelöst ist jedoch die Entsorgung der mit Schadstoffen belasteten Verbrennungsrückstände in Form von Filter-Asche, von welcher beispielsweise in der Schweiz im Jahr 2007 rund 60 000 Tonnen anfiel und welche vor allem mit Russ, Schwermetallen, Quecksilber, Furan und Dioxin belastet ist. Flammable household and commercial waste are disposed of in waste or waste incineration plants (KVA) for decades. The waste incineration works perfectly in these modern plants. On the one hand, it has been possible on the one hand to continuously reduce the environmental impact and to improve the ecological balance through increased exhaust air purification and increasing metal recovery from the slag, and on the other to permanently increase electricity and heat production. However, the disposal of contaminated combustion pollutants in the form of filter ash, of which, for example, in Switzerland in 2007 about 60 000 tons accrued and which is mainly burdened with soot, heavy metals, mercury, furan and dioxin, is still unsatisfactorily solved.
[0003] Ein Teil dieser Filter-Asche wird heute noch ohne Vorbehandlung in Untertag-Deponien abgelagert. Ein weiterer Teil der Filter-Asche wird in eine sogenannte neutrale Wäsche zur Entfernung von Salzen gebracht. Das verbleibende Material von dieser Filter-Asche wird danach mit Zement verfestigt und kann auf einer Reststoffdeponie entsorgt werden. In einem weiteren alternativen Aufbereitungsverfahren durchläuft die Filter-Asche zunächst mit Salzsäure aus der Rauchgasreinigung eine saure Wäsche. Hierbei werden die Schwermetalle Zink, Cadmium und Blei entfernt und die Filter-Asche anschliessend zusammen mit der Schlacke aus der KVA deponiert. Filter-Asche aus der KVA enthält pro Kilogramm bis zu 5 Mikrogramm Dioxin. Kommt diese giftige Substanz bei einer unsachgemässen Ablagerung mit ölverschmutztem Sickerwasser in Kontakt, so kann sie mobilisiert und ausgewaschen werden. Aufgrund ihrer Gefährlichkeit ist es deshalb notwendig, die Dioxinemissionen auf ein Minimum zu reduzieren. Um die von der Europäischen Union in diesem Zusammenhang festgelegten Grenzwerte von 1 Mikrogramm Dioxin pro Kilogramm Filter-Asche zu erreichen, besteht die Notwendigkeit, ein Verfahren zur effektiven Reduzierung des Dioxingehaltes in der Filter-Asche zu entwickeln. Part of this filter ash is still deposited today without pretreatment in underground landfills. Another part of the filter ash is placed in a so-called neutral wash to remove salts. The remaining material from this filter ash is then solidified with cement and can be disposed of in a landfill. In a further alternative treatment process, the filter ash first passes through an acidic wash with hydrochloric acid from the flue gas cleaning. Here, the heavy metals zinc, cadmium and lead are removed and the filter ash then deposited together with the slag from the KVA. Filter ash from the KVA contains up to 5 micrograms of dioxin per kilogram. If this toxic substance comes into contact with oil-contaminated seepage water in case of improper sedimentation, it can be mobilized and washed out. Due to their dangerousness, it is therefore necessary to reduce the dioxin emissions to a minimum. In order to reach the limits set by the European Union of 1 microgram dioxin per kilogram of filter ash, there is a need to develop a method of effectively reducing the dioxin content in the filter ash.
[0004] Eine Vorrichtung und ein Verfahren des gleichen Anmelders betreffen die mechanische Aufbereitung der Filter-Asche. Die mit diesem Verfahren behandelte Filter-Asche aus Müll- oder Kehrichtverbrennungsanlagen ist soweit gereinigt, dass eine Deponierung der nach dieser Behandlung anfallenden Reststoffe in Untertag-Deponien durchgeführt werden kann. Auf mechanischem Wege können jedoch sowohl weitere, teilweise besonders gesundheits- und umweltschädliche Bestandteile der Filter-Asche (z. B. Dioxine (PCDD), Furane (PCDF) und Quecksilber (Hg)) wie auch wiederverwertbare Metalle nicht entfernt werden. Die Übertag-Deponierung der verbleibenden Filter-Aschefraktionen kommt somit aufgrund der Restgehalte an Schadstoffen nicht in Frage. Aber auch in der Untertag-Deponie sind die belasteten Reststoffe als problematisch zu beurteilen. In den Rückständen enthaltenes Quecksilber und Metalloxide können zudem nicht als Rohstoff zurückgewonnen werden und problematisieren die Deponierung zusätzlich bzw. verhindern deren ökonomische Verwertung. A device and a method of the same applicant relate to the mechanical treatment of the filter ash. The treated with this method filter ash from garbage or waste incineration plants is cleaned so far that a landfill of the resulting after this treatment residues can be carried out in underground landfills. By mechanical means, however, other components of the filter ash (eg dioxins (PCDD), furans (PCDF) and mercury (Hg)), some of which are particularly harmful to health and the environment, as well as recyclable metals can not be removed. The over-day dumping of the remaining filter ash fractions is thus out of the question due to the residual contents of pollutants. But also in the underground landfill the contaminated residues are problematic. In addition, mercury and metal oxides contained in the residues can not be recovered as raw materials and additionally problematize the landfill or prevent their economic recovery.
[0005] Nachteilig an der mechanisch aufbereiteten Filter-Asche (eine Bezeichnung, welche im Folgenden als Synonym für die Verbrennungsrückstände ebenfalls verwendet wird) ist aber, dass die Ablagerung aufgrund der Schadstoffbelastung in Untertag-Deponien erfolgen muss. Dies geht mit wesentlich höheren Kosten einher. Darüber hinaus stossen auch die bestehenden Untertag-Deponien an ihre Kapazitätsgrenzen. Dies macht die Erschliessung neuer Lagerstätten notwendig, wodurch weitere Kosten und Akzeptanzprobleme entstehen. A disadvantage of the mechanically processed filter ash (a name, which is also used in the following as a synonym for the combustion residues) is that the deposition must be due to the pollution in underground landfills. This goes hand in hand with much higher costs. In addition, the existing underground landfills are reaching their capacity limits. This necessitates the development of new deposits, resulting in further costs and acceptance problems.
[0006] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, welches die Behandlung von Verbrennungsrückständen aus Müll- oder Kehrichtverbrennungsanlagen, insbesondere der Filter-Asche, soweit verbessert, dass eine Aufbereitung erfolgt, die zu möglichst schadstofffreien Verbrennungsrückständen führt. The object of the present invention is therefore to provide a method that improves the treatment of incineration residues from refuse or waste incineration plants, in particular the filter ash, to the extent that a treatment takes place, which leads to the most pollutant-free combustion residues.
[0007] Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zur thermischen Aufbereitung von Verbrennungsrückständen, insbesondere von Filter-Asche, aus einer Müll- oder Kehrichtverbrennungsanlage gemäss Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. The object is achieved by a method for the thermal treatment of combustion residues, in particular of filter ash, from a garbage or waste incineration plant according to claim 1. Advantageous developments of the invention are the subject of the dependent claims.
[0008] Im erfindungsgemässen Verfahren zur Behandlung derartiger Verbrennungsrückstände werden zunächst Dioxin (PCDD), Furan (PCDF), Quecksilber und Metalle aus den Verbrennungsrückständen entfernt, sodass die derart behandelten Verbrennungsrückstände problemlos untertag-deponiefähig werden. Durch die thermische Behandlung wird das spezifische Gewicht der Asche um ca. 20% erhöht, was ökologisch und ökonomisch von hoher Bedeutung ist. Mit einer optionalen zusätzlichen Beigabe einer Zementverbindung als Bindemittel wird die Auswaschung der in der Filter-Asche verbliebenen Schadstoffreste verhindert und die Druckfestigkeit der beispielsweise in Blockform verpressten Asche erhöht, sodass eine Übertag-Deponierung der Filter-Asche nach der Behandlung im erfindungsgemässen Verfahren unproblematisch wird. Das Verfahren erlaubt auch die Abscheidung des in der Filter-Asche enthaltenen Quecksilbers sowie von verwertbaren Metallen. Die so gewonnenen verwertbaren Fraktionen der Filter-Asche können entweder gesondert deponiert oder anschliessend in den Stoffkreislauf zurückgeführt werden, falls dies unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten sinnvoller erscheint. Gleiches gilt für Metalloxide, welche im Zuge der Temperaturbehandlung der Filter-Asche aus dieser ausgeschieden werden. Das erfindungsgemässe Verfahren kann in herkömmlichen Filter-Asche-Verwertungs- resp. Aufbereitungs-Anlagen, und zwar auch in solchen mit einer sog. sauren Wäsche, vorgeschaltet werden, um den Reinigungsgrad der Asche zu verbessern. In the novel process for the treatment of such combustion residues first dioxin (PCDD), furan (PCDF), mercury and metals are removed from the combustion residues, so that the thus treated combustion residues are easily underground-dumpable. Due to the thermal treatment, the specific weight of the ash is increased by about 20%, which is ecologically and economically very important. With an optional additional addition of a cement compound as a binder, the leaching of remaining in the filter ash pollutant residues is prevented and increases the compressive strength of the as pressed in block form ashes, so that an overnight deposit of the filter ash after treatment in the inventive method is straightforward. The method also allows the deposition of the mercury contained in the filter ash and recyclable metals. The recoverable fractions of the filter ash thus obtained can either be separately landfilled or subsequently returned to the material cycle, if this appears more meaningful from an economic point of view. The same applies to metal oxides, which are excreted during the temperature treatment of the filter ash from this. The inventive method can be used in conventional filter ash recycling or. Processing plants, including in those with a so-called. Acid laundry, preceded to improve the degree of purification of the ash.
[0009] Ein erfindungsgemässes Verfahren umfasst dabei Verfahrensschritte zur Eliminierung von Dioxin und Furan und zur Rückgewinnung von Quecksilber und/oder Metallen aus der zu behandelnden Filter-Asche. In einem ersten Schritt erfolgt eine Erhitzung der Filter-Asche auf Temperaturen zwischen 238 °C und 1000 °C, vorzugsweise auf Temperaturen zwischen 356 °C und 600 °C und besonders bevorzugt bei einer Temperatur von 500 °C. In diesem Verfahrensschritt durchläuft die Filter-Asche den beheizbaren Teil einer Aufbereitungsanlage, insbesondere eine beheizte Schnecke oder ein beheiztes Drehrohr. Schwarze Partikel in der Filter-Asche sind leichter und schwimmen im Produktstrom in der Aufbereitungsanlage obenauf. Vor allem durch die Erhitzung dieser schwarzen Partikel im angegebenen Temperaturbereich entstehen in einem Vergasungsprozess Gase. Hierbei werden Dioxin, Furan, Quecksilber und möglicherweise auch Teile der vorhandenen Metalle in die Gasphase überführt oder verdampft und dadurch aus der Filter-Asche entfernt. Dies erfolgt bei spezifischen Temperaturen in einem schrittweisen Prozess. So verdampft Quecksilber beispielsweise bei 356,6°C, während Chlor bei 238,5 °C und Schwefel bei 444,7 °C verdampfen. Mit der Erhitzung auf 500 °C kann somit eine Verdampfung aller vorgenannten zu eliminierenden Bestandteile erreicht werden. Durch weitere Temperaturerhöhung auf bis zu 1000 °C können auch die Metallbestandteile verdampft werden und dann wie oben beschrieben aus der Gasphase zurückgewonnen werden. So verdampft das wirtschaftlich gut verwertbare Zink beispielsweise bei 907 °C und wird von einer Erhitzung auf nahezu 1000 °C miterfasst. A method according to the invention comprises method steps for the elimination of dioxin and furan and for the recovery of mercury and / or metals from the filter ash to be treated. In a first step, the filter ash is heated to temperatures between 238 ° C and 1000 ° C, preferably to temperatures between 356 ° C and 600 ° C and more preferably at a temperature of 500 ° C. In this process step, the filter ash passes through the heatable part of a treatment plant, in particular a heated screw or a heated rotary tube. Black particles in the filter ash are lighter and float up the product stream in the treatment plant. In particular, the heating of these black particles in the specified temperature range produces gases in a gasification process. In this case, dioxin, furan, mercury and possibly also parts of the metals present are converted into the gas phase or vaporized and thereby removed from the filter ash. This is done at specific temperatures in a step-by-step process. For example, mercury vaporizes at 356.6 ° C, while chlorine vaporizes at 238.5 ° C and sulfur at 444.7 ° C. With the heating to 500 ° C can thus be achieved evaporation of all the aforementioned components to be eliminated. By further increase in temperature up to 1000 ° C and the metal components can be evaporated and then recovered from the gas phase as described above. For example, the economically usable zinc evaporates at 907 ° C and is detected by heating to almost 1000 ° C.
[0010] Die Schadstoff- (inkl. Chlor und Schwefel) und Metallrückstände werden hierbei in die Gasphase überführt. Die nach der Erhitzung und Ausgasung verbleibende Asche enthält somit keine Schadstoffe (wie z. B. Dioxin) mehr. In den weiteren Verfahrensschritten werden die verdampften Schadstoffe aus dem Dampf zurückgewonnen und (im Fall von Quecksilber, Metallen und Metalloxiden) verwertet. The pollutant (including chlorine and sulfur) and metal residues are transferred here in the gas phase. The ash remaining after heating and degassing thus no longer contains pollutants (such as dioxin). In the further process steps, the vaporized pollutants are recovered from the steam and recycled (in the case of mercury, metals and metal oxides).
[0011] Das Verfahren kann in einer Aufbereitungsanlage erfolgen, welche die Müll- oder Kehrrichtverbrennungsanlage aufweist. Dann erfolgt das Erhitzen der Verbrennungsrückstände in dem beheizbaren Teil dieser Aufbereitungsanlage oder in einem Reaktor mit einer beheizbaren Schnecke oder einem beheizbaren Drehrohr, wobei der Reaktor der Aufbereitungsanlage dann nachgeordnet ist. Als besonders günstig wird jedoch angesehen, wenn der Reaktor als Pyrolyse-Reaktor ausgebildet ist und das Erhitzen der Verbrennungsrückstände zum Überführen der Schadstoffe in die Gasphase unter Sauerstoffausschluss erfolgt. Die Behandlung der Rückstände erfolgt dann je nach Ausgangsmaterial in indirekter oder direkter Pyrolyse. Zur Steuerung der Pyrolyse und zum Erzielen bestimmter Endprodukte besteht hier die Möglichkeit, bestimmte Pyrolyse-Hilfsstoffe zuzugeben sowie die Druckverhältnisse, Gasgemische und die Behandlungsdauer genau festzulegen, um so einen bestmöglichen Wirkungsgrad zu erzielen. The method can be carried out in a treatment plant, which has the garbage or Kehrrichtverbrennungsanlage. Then the heating of the combustion residues in the heated part of this treatment plant or in a reactor with a heated screw or a heated rotary kiln, wherein the reactor of the treatment plant is then arranged downstream. However, it is considered to be particularly favorable when the reactor is designed as a pyrolysis reactor and the heating of the combustion residues for transferring the pollutants into the gas phase takes place under exclusion of oxygen. The treatment of the residues is then depending on the starting material in indirect or direct pyrolysis. To control the pyrolysis and to achieve certain end products here is the ability to add certain pyrolysis excipients and set the pressure ratios, gas mixtures and the duration of treatment precisely, so as to achieve the best possible efficiency.
[0012] Bevorzugt erfolgt in einer Weiterbildung des Verfahrens eine Abkühlung des heissen Gases. Hierzu wird dieses durch einen Wärmetauscher geleitet und dabei abgekühlt. Die hierbei zurückgewonnene Wärme kann zur Steigerung der Energieeffizienz der Anlage, zum Betrieb einer Heizung oder zur Stromgewinnung und dergleichen eingesetzt werden. Durch die Abkühlung der Gase vor dem Durchlauf durch den Filter, welcher für das Herausfiltern der Metalle verwendet wird, wird dieser geschont und damit dessen Einsatzdauer verlängert. Als empfehlenswert wird angesehen, die Filter und/oder die herausgefilterten Metalle, wie beispielsweise Schwermetalle, in ein gesondertes Depot zu verbringen und zu lagern, um eine Kontamination der verbliebenen Fraktionen und damit der Umwelt zu verhindern. Möglich ist daneben auch eine Verwertung der Schwermetalle, die alternativ zur Deponierung erfolgen kann. Preferably, in a further development of the method, a cooling of the hot gas. For this purpose, this is passed through a heat exchanger and thereby cooled. The heat recovered in this case can be used to increase the energy efficiency of the system, to operate a heater or to generate electricity and the like. By cooling the gases before passing through the filter, which is used for filtering out the metals, this is spared and thus extends its service life. It is considered to be advisable to place the filters and / or the filtered-out metals, such as heavy metals, in a separate depot and to store them in order to prevent contamination of the remaining fractions and thus of the environment. It is also possible to exploit the heavy metals, which can be used as an alternative to landfill.
[0013] Das erfindungsgemässe Verfahren sieht des Weiteren vor, die bei der Erhitzung der Filter-Asche entstandenen und evtl. abgekühlten Gase durch einen Aktivkohlefilter zu leiten, um in der Gasphase vorhandene Metalle wie insbesondere Quecksilber zu entfernen. Die Metalle, wie insbesondere das genannte Quecksilber, werden dabei in der Kohle des Filters gebunden. Das nach der Filtrierung verbleibende Gas enthält nunmehr nur noch Dioxine und Furane. Die mit Metallen, wie insbesondere Quecksilber, beaufschlagte Kohle wird in einem als günstig angesehenen, zusätzlichen Verfahrensschritt wieder aufbereitet und die Metalle, insbesondere das Quecksilber, dabei zurückgewonnen. Hierzu wird beispielsweise das aus dem Dampf herausgeholte Quecksilber resp. die Aktivkohle, welche Quecksilber aufgenommen hat, in einem Quecksilber-Auffangtank gesammelt und der markt- und umweltgerechten Quecksilber-Aufbereitung zugeführt. Gleiches kann für die gesammelten Metalle erfolgen. In einem weiteren Schritt des erfindungsgemässen thermischen Aufbereitungsverfahrens für Filter-Asche werden die vom Quecksilber und/oder von Metallen befreiten, noch dioxin- und furanhaltigen Gase in einen Verbrennungsofen eingeleitet. The inventive method further provides for the resulting during the heating of the filter ash and possibly cooled gases to pass through an activated carbon filter in order to remove metals present in the gas phase, in particular mercury. The metals, in particular the said mercury, are thereby bound in the coal of the filter. The remaining after filtration gas now contains only dioxins and furans. The treated with metals, in particular mercury, coal is recycled in an regarded as favorable, additional process step and the metals, especially the mercury, thereby recovered. For this purpose, for example, the retrieved from the vapor mercury resp. the activated carbon, which has taken up mercury, collected in a mercury catch tank and fed to market and environmentally friendly mercury treatment. The same can be done for the collected metals. In a further step of the thermal treatment process according to the invention for filter ash, the gases, which are freed of mercury and / or of metals and still containing dioxins and furans, are introduced into a combustion furnace.
[0014] Bevorzugt erfolgt eine weitere Abkühlung der behandelten Filter-Asche. Als günstig wird in diesem Zusammenhang angesehen, die Asche (beispielsweise nach dem Durchlauf der oben erwähnten beheizten Schnecke oder des beheizten Drehrohres oder nach der Behandlung in einem sogenannten Rundtisch-Verfahren) durch oder über einen Wärmetauscher zu leiten, um hier zur Steigerung der Energieeffizienz weitere Wärme zurückzugewinnen und um die Abwärme für weitere Verwendungen zur Verfügung zu stellen. Preferably, a further cooling of the treated filter ash. As low is considered in this context, the ashes (for example, after the passage of the above-mentioned heated screw or the heated rotary tube or after treatment in a so-called rotary table process) to pass through or through a heat exchanger to here to increase energy efficiency further Recover heat and to provide the waste heat for further uses.
[0015] Als günstig wird angesehen, wenn zu einer weiteren Abtrennung von Metalloxiden und Metallen, die aufgrund zu niedriger Behandlungstemperaturen nicht oder nicht vollständig verdampft wurden, ein Abscheiden dieser Stoffe aus den behandelten Verbrennungsrückständen mittels Magnetabscheidung erfolgt. Dabei kann die Magnetabscheidung unmittelbar vor der Deponierung erfolgen. Möglich ist jedoch auch, dass diese in oder vor jedem der vorgenannten Verfahrensabschnitte ein- oder mehrmalig durchgeführt wird. Es kann somit eine weitere Senkung der Belastung der zur Deponierung anstehenden Verbrennungsrückstände mit diesen Stoffen durchgeführt werden. Daneben besteht allerdings auch die Möglichkeit zur Rückgewinnung von wirtschaftlich verwertbaren Restbestandteilen der Filterasche, um somit den Deckungsbeitrag zu erhöhen. As low is considered, if there is a further separation of metal oxides and metals, which were not or not completely evaporated due to low treatment temperatures, a separation of these substances from the treated combustion residues by means of magnetic separation. The magnetic separation can take place immediately before landfilling. However, it is also possible that this is carried out once or several times in or before each of the abovementioned method sections. It can thus be carried out a further reduction in the burden of pending for landfill combustion residues with these substances. In addition, however, there is also the possibility of recovering economically recoverable residual constituents of the filter ash in order to increase the contribution margin.
[0016] In einer einfachen Ausführung wird die Filter-Asche nicht entsalzt bzw. der Metalloxid-Anteil nur unvollständig entfernt. Während die ursprüngliche Asche eher flockig vorlag, wird diese durch die Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens in eine sandartige Konsistenz überführt und gleichzeitig deren spezifisches Gewicht erhöht. Da im erfindungsgemässen Verfahren aus der Filter-Asche nur Quecksilber, Metalle, Dioxin und Furan entfernt wurden, ist diese Asche zur Untertag-Deponierung geeignet. Als empfehlenswert wird daher angesehen, die behandelte Filter-Asche für die Übertag-Deponierung weiter aufzubereiten. In a simple embodiment, the filter ash is not desalted or the metal oxide portion removed only incomplete. While the original ash was more flaky, this is converted by the application of the inventive method in a sandy texture and at the same time increases their specific gravity. Since only mercury, metals, dioxin and furan were removed from the filter ash in the process according to the invention, this ash is suitable for underground deposit. It is therefore considered advisable to further treat the treated filter ash for overnight storage.
[0017] Weitere Vorteile, Merkmale und Besonderheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter (jedoch nicht beschränkender) Ausführungsformen der Erfindung anhand der schematischen Zeichnung. Es zeigt: <tb>Fig. 1<SEP>eine schematische Darstellung des Ablaufs des erfindungsgemässen Verfahrens.Further advantages, features and characteristics of the invention will become apparent from the following description of preferred (but not limiting) embodiments of the invention with reference to the schematic drawing. It shows: <Tb> FIG. 1 <SEP> is a schematic representation of the sequence of the method according to the invention.
[0018] Das erfindungsgemässe Verfahren dient zur thermischen Aufbereitung von Verbrennungsrückständen und hierbei insbesondere zur Behandlung der dioxin-, furan- und schwermetallbelasteten, insbesondere quecksilberbelasteten Filter-Asche aus Müll- oder Kehrichtverbrennungsanlagen (hier allgemein mit der Ziffer 10 bezeichnet). Das Verfahren kann dabei jeder bestehenden Aufbereitungsanlage für Filter-Asche vor- oder nachgeschaltet werden. Dabei ist das Vorschalten dem Nachschalten vorzuziehen, damit das Dioxin und Furan gleich zu Beginn entfernt werden. Es folgt somit zunächst eine mechanische oder chemische Aufbereitung der Filter-Asche und danach eine thermische Aufbereitung. Denkbar ist jedoch auch, dass die thermische der chemischen bzw. mechanischen Aufbereitung vorgeschaltet wird. The inventive method is used for the thermal treatment of combustion residues and in particular for the treatment of dioxin, furan- and heavy metal contaminated, in particular mercury-loaded filter ash from garbage or waste incineration plants (here generally designated by the numeral 10). The process can be preceded or followed by any existing filter ash processing plant. In this case, the upstream is preferable to the downstream, so that the dioxin and furan are removed right at the beginning. It follows thus first a mechanical or chemical treatment of the filter ash and then a thermal treatment. However, it is also conceivable that the thermal of the chemical or mechanical treatment is connected upstream.
[0019] Bei dem in Fig. 1 schematisch dargestellten Verfahren werden Dioxin (PCDD), Furan (PCDF) und Quecksilber aus der Asche entfernt, welche aus dem Anlagefilter 20 einer KVA 10 oder einer mechanischen/chemischen Aufbereitungsanlage 30 entnommen wird. Die derart behandelte Filter-Asche ist nach der Behandlung untertag-deponiefähig. Durch die thermische Behandlung wird das spezifische Gewicht der Asche um ca. 20 % erhöht, was ökologisch und ökonomisch von hoher Bedeutung ist. Das Quecksilber wird (ebenso wie alle Metalloxide, die bei dieser Temperatur ausgeschieden werden) in den Kreislauf zurückgeführt. In the method shown schematically in Fig. 1 dioxin (PCDD), furan (PCDF) and mercury are removed from the ash, which is taken from the investment filter 20 a KVA 10 or a mechanical / chemical treatment plant 30. The filter ash treated in this way is capable of being disposed of underground after treatment. Due to the thermal treatment, the specific weight of the ash is increased by about 20%, which is ecologically and economically very important. The mercury is recirculated (as are all metal oxides excreted at this temperature).
[0020] Im ersten Schritt des Verfahrens wird Filter-Asche, welche aus dem (einer KVA 10 oder einer mechanischen/chemischen Aufbereitungsanlage 30 zugeordneten) Anlagefilter 20 entnommen wird, in einem Reaktor 11 auf 500 °C aufgeheizt. Dies geschieht beispielsweise durch eine im Reaktor 11 angeordnete, beheizte Schnecke oder durch ein beheiztes Drehrohr (beides nicht dargestellt). Die schwarzen Partikel in der Filter-Asche sind leichter, schwimmen hier obenauf und werden daher am stärksten erhitzt. Durch diese Erhitzung der schwarzen Partikel auf 500 °C entstehen Gase (Vergasungsprozess). Das Dioxin, das Furan und das Quecksilber gehen im Zuge des Vergasungsvorganges in die Gasphase über oder verdampfen und werden dadurch aus der Filter-Asche entfernt. So wird beispielsweise bei 356,6 °C Quecksilber weggedampft, jedoch bereits schon bei 238,5 °C Chlor und erst bei 444,7 °C Schwefel. Um eine sichere Verdampfung aller relevanten Schadstoffe zu erreichen, wird im erfindungsgemässen Verfahren eine Reaktortemperatur von ca. 500 °C gewählt. Die dioxinhaltigen Rückstände (inkl. Chlor und Schwefel) werden somit in die Gasphase überführt, und im Reaktor 11 verbleibt nur noch Asche, welche kein Dioxin mehr enthält. In einem weiteren Verfahrensschritt wird das heisse Gas in einen Gas-Wärmetauscher 2 eingeleitet, dort abgekühlt und so Wärme zurückgewonnen. Durch diese Abkühlung der Gase vor dem Durchlauf durch den Schwermetallfilter 3 wird dieser geschont. Nach dem Gas-Wärmetauscher 2 werden im Schwermetallfilter 3 Schwermetalle aus dem Gas ausgefiltert, welche dann in das Depot 7 verbracht und gelagert werden können. In the first step of the process filter ash, which is taken from the (a KVA 10 or a mechanical / chemical treatment plant 30 associated) investment filter 20 is heated in a reactor 11 to 500 ° C. This is done for example by a reactor 11 arranged in the heated screw or by a heated rotary tube (both not shown). The black particles in the filter ash are lighter, float up here and are therefore the most heated. This heating of the black particles to 500 ° C produces gases (gasification process). The dioxin, furan and mercury go into the gas phase during the gasification process or evaporate and are thereby removed from the filter ash. For example, at 356.6 ° C mercury evaporates away, but already at 238.5 ° C chlorine and only at 444.7 ° C sulfur. In order to achieve a safe evaporation of all relevant pollutants, a reactor temperature of about 500 ° C is selected in the inventive method. The dioxin-containing residues (including chlorine and sulfur) are thus converted into the gas phase, and in the reactor 11 remains only ash, which contains no dioxin more. In a further method step, the hot gas is introduced into a gas heat exchanger 2, cooled there and thus recovered heat. By this cooling of the gases before passing through the heavy metal filter 3 this is conserved. After the gas heat exchanger 2 heavy metals are filtered out of the gas in the heavy metal filter 3, which can then be spent in the depot 7 and stored.
[0021] Die in den ersten Verfahrensschritten entstandenen und nachfolgend abgekühlten Gase durchströmen im Anschluss an den Schwermetallfilter 3 einen Aktivkohlefilter 4, welcher das Quecksilber in der Kohle bindet. Diese mit Quecksilber versehene Kohle kann später wieder aufbereitet und das Quecksilber zurückgewonnen werden. Die Filtrierung durch den Aktivkohlefilter 4 kann durch chemisches Binden von Quecksilber weiter verbessert werden. Das Gas ist nach der Filtrierung durch den Aktivkohlefilter 4 nur noch dioxin- und furanhaltig. Das aus der Gasphase abgeschiedene Quecksilber bzw. die Aktivkohle, welche das Quecksilber aufgenommen hat, wird in einem Quecksilber-Auffangtank 17 gesammelt und kann anschliessend aus dem Quecksilber-Auffangtank 17 für die umwelt- und marktgerechte Quecksilber-Aufbereitung bereitgestellt werden. Die von Quecksilber befreiten, jedoch noch dioxin- und furanhaltigen Gase werden über einen Gaseintritt 5 (beispielsweise ein Ventil) in den Verbrennungsofen 12 der KVA 10 zurückgeführt und durch die dort herrschenden hohen Temperaturen eliminiert. The resulting in the first steps and subsequently cooled gases flow through the heavy metal filter 3, an activated carbon filter 4, which binds the mercury in the coal. This mercury-laden coal can later be reprocessed and the mercury recovered. The filtration through the activated carbon filter 4 can be further improved by chemical bonding of mercury. The gas is after filtration through the activated carbon filter 4 only dioxin and furanhaltig. The mercury deposited from the gas phase or the activated carbon which has taken up the mercury is collected in a mercury collecting tank 17 and can subsequently be made available from the mercury collecting tank 17 for the environmentally and marketable mercury treatment. The liberated from mercury, but still dioxin and furan-containing gases are returned via a gas inlet 5 (for example, a valve) in the combustion furnace 12 of the KVA 10 and eliminated by the high temperatures prevailing there.
[0022] Die zur Abscheidung der Schadstoffe erhitzte Asche wird über oder durch einen Asche-Wärmetauscher 8 geleitet und die Filter-Asche hierbei abgekühlt. Die zurückgewonnene Wärme kann dann beispielsweise in den Wärmekreislauf der KVA 10 eingespeist und der Wirkungsgrad der Anlage dadurch erhöht werden. The heated to separate the pollutants ash is passed over or through an ash heat exchanger 8 and the filter ash cooled here. The recovered heat can then be fed, for example, into the heat cycle of the KVA 10 and the efficiency of the system can be increased thereby.
[0023] Nach Durchlauf durch den Asche-Wärmetauscher 8 wird die aufbereitete Filter-Asche in einem Lager 9 gesammelt. Da die Filter-Asche nach Entfernung von Quecksilber, Dioxin und Furan noch nicht entsalzt ist und da die Metalloxide nur unvollständig entfernt wurden, ist diese Asche meist nur für die Untertag-Deponie geeignet. Aufgrund der vorstehend beschriebenen Behandlung ist die Filter-Asche von sandiger Konsistenz, während sie zu Beginn des Verfahrens flockig war. Auch ist das spezifische Gewicht dieser aufbereiteten Filter-Asche höher. After passing through the ash heat exchanger 8, the processed filter ash is collected in a warehouse 9. Since the filter ash is not yet desalted after removal of mercury, dioxin and furan and since the metal oxides have been removed only incompletely, this ash is usually suitable only for underground landfill. Due to the treatment described above, the filter ash is sandy consistency while at the beginning of the process it was flaky. Also, the specific gravity of this recycled filter ash is higher.
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Representative=s name: INDUSTRIAL PROPERTY SEVICES GMBH, CH Representative=s name: INDUSTRIAL PROPERTY SERVICES GMBH, CH |
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PL | Patent ceased | ||
AEN | Modification of the scope of the patent |