CZ2009174A3

CZ2009174A3 - Product obtained by treatment waste water of biomass gasification, process for its preparation and use

Info

Publication number: CZ2009174A3
Application number: CZ20090174A
Authority: CZ
Inventors: Buryan@Petr; Malecha@Jirí; Skoblia@Siarhei
Original assignee: Vysoká škola chemicko - technologická v Praze; Boss Engineering Spol. S R. O.
Priority date: 2009-03-19
Filing date: 2009-03-19
Publication date: 2010-10-20

Abstract

Rešení se týká produktu obsahujícího koagulát organických a anorganických látek zachycených v odpadní vode pri cištení generátorového plynu obsahující 0,0001 až 10 % hmotn. organické látky, vztaženo na hmotn. sušiny koagulátu a celkove obsahuje až 99 % hmotn. spalitelných látek podléhajících zplynení, vztaženo na sušinu produktu. Jeho príprava spocívá v tom, že se k odpadní vode pri cištení generátorového plynu pridá 0,0001 až 5 % hmotn. koagulantu na bázi polyakryloamidu nebo kyseliny akrylové. Dále lze pridat k odpadní vode 0,0002 až 5,0 % hmotn. látek se slepujícími vlastnostmi, které jsou vybrány ze skupiny tvorené látkami na bázi škrobu a/nebo dextrinu a/nebo celulózy a/nebo dalších látek na bázi kapalných produktu ze zpracování ropy nebo uhlí, jako jsou mastné kyseliny, akryláty, amidy nebo fenoly. Pred oddelením vody a/nebo rozpouštedla koagulantu lze pridat 0,0001 až 99 % hmotn. substance podléhající zplynení, vybrané ze skupiny tvorené drtí z aktivního uhlí, uhelného prachu,koksu, drevem ve forme drte nebo pilin, senem, slámou atd. Získaný produkt je možné energeticky využít.The present invention relates to a product comprising a coagulum of organic and inorganic substances entrapped in a waste water at a purification of a generator gas containing from 0.0001 to 10% by weight. % of the organic compound by weight of the organic compound; % of the coagulum dry matter and generally contains up to 99 wt. combustible substances subject to gasification, based on the dry matter of the product. Its preparation consists in adding 0.0001 to 5% by weight to the waste water when purifying the generator gas. coagulant based on polyacryloamide or acrylic acid. Furthermore, 0.0002 to 5.0% by weight can be added to the wastewater. starch and / or dextrin and / or cellulose-based substances and / or other liquid petroleum or coal based liquid product such as fatty acids, acrylates, amides or phenols. Before separation of the water and / or the coagulant solvent, 0.0001 to 99 wt. gasifiable substances selected from the group consisting of activated carbon, coal dust, coke, wood pulp or sawdust, hay, straw, etc. The product obtained can be used for energy purposes.

Description

Oblast technikyTechnical field

Předmětem vynálezu je produkt získaný při zpracování odpadní vody ze zplynění biomasy, způsob jeho přípravy a jeho použití zejména pro recyklaci zpět do výroby plynu a nebo jiné energetického využití.The object of the invention is a product obtained in the treatment of waste water from biomass gasification, a process for its preparation and its use, in particular, for recycling back to gas production or other energy recovery.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Odpadních produktů vznikajících při zplynění biomasy se vytváří celá řada. Mezi hlavní patří odpadní vody. Tyto obsahují nezanedbatelné množství rozpuštěných organických a anorganických látek, olej ovité organické komponenty, nerozpuštěné anorganické a organické substance i stržené zplyňované organické látky ze zplyňovacího reaktoru vznikajícím plynem. V řadě případů tyto substance vzhledem ke svému původu a složení mají vysoký obsah ještě zplynitelných podílů, tzn. látek schopných transformace na plynné spalitelné látky.Waste products resulting from biomass gasification are produced in a wide range. The main ones are waste water. These contain a considerable amount of dissolved organic and inorganic substances, oily organic components, undissolved inorganic and organic substances, and entrained gasified organic substances from the gasification reactor with the resulting gas. In a number of cases, these substances, due to their origin and composition, have a high content of still gasisable fractions, i.e. they are present. substances capable of being transformed into gaseous combustible substances.

Podle panujících termodynamických podmínek ve zplyňovacím reaktoru některé stržené látky mohou v závislosti na teplotě, době zdržení v oblasti vysokých teplot, tlaku, obsahu kyslíku v generátorovém plynu, rychlosti proudění atd. reagovat se spalinami, resp. mezi sebou a s ohledem na svoje fyzikálně-chemické vlastnosti v navazujících aparátech na zplyňovací reaktor postupně kondenzovat a tuhnou.Depending on the thermodynamic conditions in the gasification reactor, some entrained substances may, depending on the temperature, the residence time in the high temperature range, the pressure, the oxygen content of the generator gas, the flow rate, etc. with respect to their physicochemical properties in the downstream apparatuses of the gasification reactor, they gradually condense and solidify.

Protože kapalné kondenzáty i tuhé odpadní látky obsažené v generátorových plynech mají řadu nežádoucích negativních účinků - od koroze technologických zařízení až po negativní vliv na strojové vybavení navazujících technologií jako jsou např. kogenerační jednotky, životní i pracovní prostředí - musí být z vyráběného plynu separovány a návazně nákladně likvidovány a to samostatně nebo spolu s odpadní vodou. Velmi nákladná je zejména likvidace odpadních vod s vysokou toxicitou vznikající jak při zplynění biomasy, tak při čištění plynu vodou. To je prováděno zejména ve spalovnách, resp. ve speciálních čistírnách odpadních a průmyslových technologických vod nebo solidifikačními postupy.Because liquid condensates and solid waste materials in generator gases have a number of undesirable negative effects - from corrosion of technological equipment to the negative impact on machinery of downstream technologies such as cogeneration units, living and working environment - they have to be separated from the produced gas and consequently costly liquidated separately or together with waste water. Especially very expensive is the disposal of wastewater with high toxicity arising both from biomass gasification and gas purification with water. This is done especially in incinerators, resp. in special waste water and industrial process water treatment plants or solidification processes.

Dosavadní výzkum a vývoj prokázal, že proces dlouhodobé recyklace odpadní vody z čištění generátorového plynu obsahujícího významné množství sazí, grafitu, pevných zbytků zplyňované biomasy, popel, stržené vyzdívkové materiály, oxidy kovů, zejména železa, rozpustné anorganické soli, amoniak, pryskyřice, dehty, fenoly, mastné kyseliny, ketony, parafinické, olefinické a aromatické látky atd. pro svoje fyzikální a fyzikálně-chemické vlastnosti není možný. Uvedené substance, zejména ty nerozpuštěné ve vodě, totiž postupně zanášejí a ucpávají čistící zařízení, přičemž nezanedbatelným podílem na tomto procesu je ··· φ φ* ·*·· φφ φφ φ φ φ · · φφ φ ♦ » φ ♦ ·· • φ ♦ φ φ♦ φφφ •ΦΦΦ φ φφ ··· ·Φ ·· φφ φφ φφ sorpce organických látek přítomných v této odpadní vodě na již zachycených původně suspendovaných pevných částicích. Negativní projevem je i to, že řada z nich je strhávána proudícím plynem přes kondenzační a čistící zařízení do navazujících spalovacích motorů nebo turbín ve kterých vytvářejí substance znemožňující jejich dlouhodobý bezchybný provoz.Research and development to date has shown that the process of long-term waste water recycling from generator gas purification containing significant amounts of carbon black, graphite, solid residues of gasified biomass, ash, entrained lining materials, metal oxides, especially iron, soluble inorganic salts, ammonia, resins, tars, phenols, fatty acids, ketones, paraffinic, olefinic and aromatic substances, etc. are not possible due to their physical and physicochemical properties. These substances, especially those undissolved in water, are gradually clogged and clogged by the cleaning equipment, with a significant share in this process being a significant part of this process. · · Φ φ φ · p · látek v vodě na sor sor sor sor sor sor sor sor sor p p p p p p vodě organ sorption of organic substances present in this effluent on the previously suspended solid particles. Another negative feature is that many of them are entrained by the flowing gas through condensation and purification equipment to downstream internal combustion engines or turbines in which they form substances that prevent their long-term flawless operation.

Při zplynění biomasy kapalné a pevné odpady vznikají vždy. Jejich vznik je dán technologií vlastní výroby požadovaných plynných produktů a navazujícími procesy jejich čištění a úpravy a vzhledem ke vstupním surovinám a požadované vysoké výstupní kvalitě vyráběného plynuje nezměnitelný.In the gasification of biomass, liquid and solid waste is always produced. Their origin is given by the technology of their own production of the required gaseous products and the subsequent processes of their cleaning and treatment, and due to the input raw materials and the required high output quality of the produced gas it is immutable.

Odpadní vody vznikající při procesu čištění surového generátorového plynu zachycují v postatě saze, grafit, popel, stržené zplyňované materiály (dřevo, kůra, sláma, slupky, atd.), organické, původní a nově během zplynění vzniklé vysokomolekulámí látky nerozpustné vodě, dehet a ve vodě rozpustné organické a anorganické látky jako jsou fenoly, mastné kyseliny, ketony, dusíkaté a simé látky, amoniak, atd.The waste water generated during the process of purification of the raw generator gas essentially captures soot, graphite, ash, entrained gasification materials (wood, bark, straw, husks, etc.), organic, original and newly formed high-molecular substances insoluble in water, tar and water-soluble organic and inorganic substances such as phenols, fatty acids, ketones, nitrogen and simée, ammonia, etc.

Míra znečištění závisí na termodynamických podmínkách uplatňujících se jak ve zplyňovacích, tak i v čistících agregátech, konstrukci zplyňovacích a čistících aparátů, zplyňovacím poměru, poměru nastřikované prací vody k objemu čištěného surového plynu, struktuře a textuře zplyňované biomasy, obsahu vody a hořlaviny v ní, celkovém objemu recyklované vody a době exploatace této vody.The degree of contamination depends on the thermodynamic conditions applied in both the gasification and purification units, the construction of the gasification and purification apparatus, the gasification ratio, the ratio of the scrubbing water to the volume of purified raw gas, the structure and texture of the gasified biomass, water content and combustible content. the total volume of recycled water and the exploitation time of that water.

Množství zachycovaných tuhých látek z čištěného generátorového plynu se průměrně pohybuje v rozmezí 100 až 1000 mg/1 odpadní vody. Distribuce velikosti těchto částic se většinou pohybuje od 0,4 do 500 pm. Obsah spalitelného podílu v nich se průměrně pohybuje od 20 do 80 % hmotn., přičemž průměrný obsah uhlíku se pohybuje v rozmezí 50 až 85 % hmotn.The amount of collected solids from the purified generator gas is, on average, in the range 100 to 1000 mg / l of wastewater. The particle size distribution of these particles generally ranges from 0.4 to 500 µm. The content of the combustible fraction is on average between 20 and 80% by weight, the average carbon content being between 50 and 85% by weight.

Jejich odstranění z vyráběného generátorového plynu je nezbytnou podmínkou před jeho využitím v energetických jednotkách jakými jsou motory, turbíny, palivové články, membránové separace při přípravě syntézních plynů, atd. Protože požadavky na kvalitu vyráběných generátorových plynů jsou vysoké, dosavadní recyklace používaných pracích vod je poměrně velmi malá a omezená. Jejich likvidace je navíc ekonomicky velmi nákladná a je spojena i s náročnou likvidací v nich obsažených látek.Their removal from the producer gas produced is a necessary condition before its use in power units such as engines, turbines, fuel cells, membrane separations in the synthesis gas production, etc. Because the quality requirements of the produced generator gases are high, very small and limited. Moreover, their disposal is economically very expensive and is associated with demanding disposal of the substances contained therein.

Zachycované tuhé komponenty vzhledem ke své konzistenci a chemickému složení mají řadu negativních vlastností. Pro svoji granulometrii, vlastní specifickou hmotnost a různorodost jednotlivých částic nerozpustných ve vodě jejich prostá recyklace do surovin dávkovaných do zplyňovacího reaktoru není možná, protože se v něm uplatňuje významnouThe retained solid components have a number of negative properties due to their consistency and chemical composition. Because of their granulometry, intrinsic specific gravity and diversity of the individual water-insoluble particles, their simple recycling into feedstocks fed to the gasification reactor is not possible because of the significant

• ·· • ·· ·· ·· ··#· ·· # · φφ φφ «· «· *· φ Φ * · Φ Φ Φ Φ • • Φ · Φ · • • • φ • φ φφφ φφφ * * Φ Φ Φ Φ φ φ * * « · «· Φ ♦·· · Φ ♦ ·· · « « • • φφφ φφφ φ φ φφφ φφφ • · • · Φ Φ ♦ ♦ • · • · φ φ φ φ φ φ ·* · * • · • · φφ ·· φφ ·· • Φ • Φ

měrou rychlost proudících spalin. Taktéž používaná dávkovači zařízení do reaktoru pro tuhou matrici nejsou schopné vnášet do zplyňovacích reaktorů prachový nebo lepivý či polotekutý materiál.rate of flowing flue gas. Also, the solid matrix reactor dosing devices used are not capable of introducing dust or sticky or semi-liquid material into the gasification reactors.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Uvedené nedostatky současného stavu techniky pří využívání prací vody při čištění generátorového plynu z procesu zplynění biomasy obsahující zplynitelné substance odstraňuje produkt získaný koagulací a oddělením nežádoucích látek z prací vody. Výsledný produkt lze využít při dalším zplyňování.These drawbacks of the prior art in the use of scrubbing water in the purification of generator gas from the gasification process of biomass containing gasification substances eliminate the product obtained by coagulation and separation of undesirable substances from the scrubbing water. The resulting product can be used for further gasification.

Produkt získaný úpravou odpadní vody ze zplyněni biomasy, podle vynálezu obsahuje koagulát organických a anorganických látek, zachycených v odpadní vodě při čištění generátorového plynu, obsahující 0,0001 až 10 % hmotn. organické látky, vztaženo na hmotn, sušiny koagulátu a celkově obsahuje až 99 % hmotn. spalitelných látek, podléhajících zplynění, vztaženo na sušinu produktu.The product obtained by treating the waste water from biomass gasification according to the invention comprises a coagulate of organic and inorganic substances trapped in the waste water during the purification of the generator gas, containing 0.0001 to 10 wt. % organic matter, based on the weight of the coagulate solids, and contains up to 99 wt. combustible substances subject to gasification, based on the dry matter of the product.

Produkt dále obsahuje 0,0002 až 5 % hmotn. anorganických látek, vybraných ze skupiny obsahující sloučeniny železa a/nebo hliníku, vztaženo na hmotnost sušiny koagulátu, pro zlepšení koagulace látek obsažených v odpadní vodě.The product further comprises 0.0002 to 5 wt. inorganic substances selected from the group consisting of iron and / or aluminum compounds, based on the dry weight of the coagulate, to improve the coagulation of the substances contained in the waste water.

Produkt dále obsahuje 0,0002 až 5 % hmotn., látek schopných upravovat pH odpadni vody vybraných ze skupiny tvořené oxidy kovů a/nebo hydroxidů a/nebo uhličitanů, vztaženo na hmotnost sušiny kalu.The product further comprises 0.0002 to 5% by weight of substances capable of adjusting the pH of the waste water selected from the group consisting of metal oxides and / or hydroxides and / or carbonates, based on the dry weight of the sludge.

Způsob přípravy tohoto produktu spočívá vtom, že se k odpadní vodě při čištění generátorového plynu přidá 0,0001 až 5% hmotn. koagulantu na bázi polyakryloamidů nebo kyseliny akrylové.The process for preparing this product comprises adding 0.0001 to 5 wt. a coagulant based on polyacryloamides or acrylic acid.

K odpadní vodě lze přidat 0,0002 až 5 % hmotn. látek se slepujícími vlastnostmi, které jsou vybrány ze skupiny tvořené látkami na bázi škrobu a/nebo dextrinu a/nebo celulózy a/nebo dalších látek na bázi kapalných produktů ze zpracování ropy nebo uhlí, jako jsou mastné kyseliny, akryláty, amidy nebo fenoly.0.0002 to 5 wt. sticky substances selected from the group consisting of starch and / or dextrin and / or cellulose based substances and / or other substances based on liquid petroleum or coal products, such as fatty acids, acrylates, amides or phenols.

Ke zhomogenizované směsi odpadní vody s koagulátem lze s výhodou před oddělením vody a/nebo rozpouštědla koagulantu nebo látky se slepujícími vlastnostmi, přidat 0,0001 až 99 % hmotn. substance podléhající zplynění, vybrané ze skupiny tvořené drtí z aktivního uhlí, uhelným prachem, koksem, dřevem ve formě drtě nebo pilin, senem, slámou atd.Advantageously 0.0001 to 99% by weight may be added to the homogenized waste water / coagulate mixture prior to separation of the water and / or the coagulant solvent or the sticky material. gasification substances selected from the group consisting of activated carbon pulp, coal dust, coke, pulp or sawdust wood, hay, straw, etc.

4 4 • 4 • 4 44 44 • «4« • «3« 4« 4 « 4· 4 · »« »« • · • · 4 4 • • k to • • • • • 4 • 4 • • • 4 • 4 • • • • 4 4 4 4 4 4 • * • * a and *·· 4 * ·· 4 4 4 4 4 « « 4 4 4 4 4 4 4·· 4 ·· • • • • 4 4 * * • « • « • • 4 4 • • 44 44 «4 «4 • V • V 4# 4 # ·· ·· 4« 4 «

Ke zhomogenizované směsi odpadní vody s koagulátem před oddělením vody a/nebo rozpouštědla lze s výhodou přidat 0,0001 až 5 % hmotn., substance katalyzující zplynění, vybraná ze skupiny obsahující sloučeniny alkalických kovů, vztaženo na sušinu koagulátu.Advantageously, 0.0001 to 5% by weight of a gasification-catalyzing substance selected from the group consisting of alkali metal compounds, based on the dry matter of the coagulate, may be added to the homogenized waste water / coagulate mixture prior to the separation of water and / or solvent.

K odpadní vodě je výhodné přidat 0,0001 až 10 % hmotn. substance s adsorpčními vlastnostmi, vybrané ze skupiny aktivních uhlí a/nebo molekulových sít, které umožňují oddělit z vody i látky v ní rozpustné.It is advantageous to add 0.0001 to 10 wt. substances with adsorption properties, selected from the group of activated carbon and / or molecular sieves, which make it possible to separate water-soluble substances from water.

Nežádoucí komponenty jsou koagulovány a z vody separovány ve formě produktu, který je možné po úpravě opětovně zplynit nebo energeticky využít v jiném zařízení nebo být předmětem obchodovatelné komodity.The unwanted components are coagulated and separated from the water in the form of a product which, after treatment, can be re-gasified or used for energy in another facility or subject to a tradable commodity.

Oddělování suspendovaných látek z prací vody umožňuje její dlouhodobé opětovné využití v čistících agregátech, což podstatně snižuje i ekonomickou náročnost jejich čistění v čistírnách odpadních vod (ČOV) nebo likvidaci ve spalovnách.The separation of suspended substances from the washing water allows its long-term re-use in cleaning aggregates, which significantly reduces the economic demands of their treatment in waste water treatment plants (WWTP) or disposal in incineration plants.

Dosavadní mechanické oddělování suspendovaných látek z prací vody je zdlouhavé, málo účinné a naráží i na nesnadnou manipulaci s oddělenou matricí.The prior art mechanical separation of suspended matter from the wash water is lengthy, inefficient and encounters difficult handling of the separate matrix.

Typ a množství koagulantu obsaženého v produktu je závislé na druhu zplyňované biomasy a technologickém uspořádání zplynění a způsobu čištění generátorového plynu.The type and amount of coagulant contained in the product is dependent on the type of biomass to be gasified and the technological arrangement of the gasification and the method of generator gas purification.

Produkt dále dle potřeby obsahuje 0,0001 až 5 % hmotn., vztaženo na hmotnost separovaných látek, látky na bázi železa a/nebo hliníku a/nebo alkalických kovů usnadňujících zplynění látek v generátorech a/nebo žádoucím směrem složení vyráběných generátorových plynů.The product further comprises, as desired, from 0.0001 to 5% by weight, based on the weight of the substances to be separated, of iron and / or aluminum and / or alkali metals facilitating the gasification of the substances in the generators and / or the desired composition composition.

Produkt dle potřeby obsahuje taktéž 0,0002 až 5 % hmotn., vztaženo na hmotnost separovaných látek soli vápníku a/nebo hořčíku a/nebo alkalických kovů, schopných dle potřeby upravovat pH prací vody ze zplynění biomasy tak, aby flokulanty měly vyšší účinnost flokulovat a se vznikajícím produktem byla snazší manipulovatelnost a/nebo obsahovaly menší množství vody.If desired, the product also contains 0.0002 to 5% by weight, based on the weight of the separated calcium and / or magnesium and / or alkali metal salts, capable of adjusting the pH of the wash water from biomass gasification as needed, so that flocculants the resulting product was easier to handle and / or contained less water.

Součástí přídavků k necyklujícímu produktu mohou být dle potřeby taktéž i beze zbytku zplynitelné organické látky zvyšující sypkost a tvrdost pevných recyklátů, které jsou vybrány ze skupiny látek na bázi škrobu, modifikovaných škrobů, dextrinu, cukrů, modifikovaných cukrů, modifikované celulózy a/nebo dalších polymerních látek na bázi kapalných produktů ze zpracování ropy nebo uhlí, jako jsou polyakryláty, polyamidy, polystyren nebo fenolformaldchydové pryskyřice. Přídavek látek vykazujících slepovací účinek může být prováděn samostatně a/nebo prostřednictvím vodných nebo organických roztoků.Additions to the non-cyclic product may also include, as necessary, fully gasifiable organic substances increasing the flowability and hardness of solid recycled materials, selected from the group of starch, modified starch, dextrin, sugars, modified sugars, modified cellulose and / or other polymeric materials. substances based on petroleum or coal-derived liquid products such as polyacrylates, polyamides, polystyrene or phenol-formaldehyde resins. The addition of substances exhibiting a sticking effect can be carried out separately and / or by means of aqueous or organic solutions.

Zvýšení tvrdosti substance podle tohoto vynálezu je dle potřeby dosahováno i přídavkem alkalických solí organických látek např. na bázi celulózy od 0,0001 až 10 % hmotn. vztaženo ·· ·· • · · · · • · · · ·An increase in the hardness of the substance according to the invention is also achieved, if necessary, by adding alkali salts of organic substances, for example based on cellulose, from 0.0001 to 10% by weight. based on ·· ·· · · · · · · · · · · · · · · ·

• ·· ·· « na hmotn, organických a anorganických látek s cílem usnadnit její zpracování a následně zplynění v generátoru.• ·· ·· «to mass, organic and inorganic substances to facilitate its processing and subsequent gasification in the generator.

Zefektivnění procesu recyklace spojeného se snadnější manipulovatelností je dle potřeby dosahováno přídavkem substance podléhající zplynění, vybrané ze skupiny tvořené drtí z aktivního uhlí, uhelným prachem, koksem, dřevem ve formě drtě nebo pilin, senem, slámou atd., k produktu získaného z prací vody. Výběr této substance podléhající zplynění, obvykle tvořené biomasou, se provádí s ohledem na výslednou tuhost, transportovatelnost a dávkovatelnost produktu po vysušení. Přídavek této substance podléhající zplynění zvyšuje množství spalitelných látek v konečném produktu.The streamlining of the recycling process combined with easier handling is achieved by adding a gasification substance selected from the group consisting of activated carbon pulp, coal dust, coke, wood pulp or sawdust, hay, straw, etc., to the product obtained from the wash water. The choice of this gasification substance, usually composed of biomass, is made with respect to the resulting stiffness, transportability and dosability of the product after drying. The addition of this gasifying substance increases the amount of combustible substances in the final product.

Zlepšení procesu separace nežádoucích látek z recyklované prací vody lze dle potřeby docílit i přídavkem aktivního uhlí nebo uhlíkatých sít a nebo tuhých sorbentů. Výhodou zde je jejich velký adsorpční povrch, který umožňuje m.j oddělit z prací vody i látky ve vodě rozpustné jako jsou např, fenoly, dusíkaté látky, mastné kyseliny atd.Improvement of the process of separation of undesirable substances from recycled washing water can be achieved by addition of activated carbon or carbon screens or solid sorbents. The advantage here is their large adsorption surface, which makes it possible, among other things, to separate from the washing water also water-soluble substances such as, for example, phenols, nitrogenous substances, fatty acids, etc.

Způsob přípravy produktu podle vynálezu spočívá v tom, že se k odpadní prací vodě u které je dle potřeby upraveno pH, s výhodou v rozmezí 6 až 10, přidá a/nebo postupně přidají koagulanty a anorganické látky zlepšující koagulaci. Po provedené koagulaci se vzniklý kal oddělí sedimentací a/nebo filtrací a/nebo odstředěním. Ke zhomogenizované oddělené směsi se mohou přidat látky se slepujícími vlastnostmi na původní matrici jemných částic, Tyto látky k oddělenému kalu mohou být přidávány jako tuhé nebo jako roztok ve vodě nebo v organickém rozpouštědle. Po promísení následuje odstranění vody nebo organického rozpouštědla.The process for the preparation of the product according to the invention consists in adding and / or sequentially adding coagulants and inorganic coagulation enhancers to the waste water to which the pH is adjusted as necessary, preferably in the range of 6 to 10. After coagulation, the resulting sludge is separated by sedimentation and / or filtration and / or centrifugation. Substances with sticking properties on the original fine particle matrix may be added to the homogenized separated mixture. These substances may be added to the separated sludge as solid or as a solution in water or in an organic solvent. Mixing is followed by removal of water or organic solvent.

Organické látky slepující oddělenou matrici organických i anorganických látek do celků o podstatně větších částicích jsou například alkalickými prvky modifikovaná celulóza, deriváty fenolů, mastných kyselin, kyselina akrylové a její deriváty, ethanolamíny a další organické látky. Přítomnost zvolených anorganických látek vrecyklátu přidávaného do zplyňované organické substance usnadňuje i zplynění biomasy. Organický základ těchto látek umožňuje jejich konverzi do vznikajícího plynu. Při aplikaci vápenatých látek do procesu flokulace směřuje k tomu, že umožňuje snížit při zplynění nebo spalování tohoto produktu koncentraci nežádoucích simých komponent jakými jsou sulfan nebo oxidy síry.Organic substances bonding a separate matrix of organic and inorganic substances into substantially larger particles are, for example, alkali-modified cellulose, phenol derivatives, fatty acids, acrylic acid and its derivatives, ethanolamines and other organic substances. The presence of selected inorganic substances of the recyclate added to the gasified organic substance facilitates the gasification of the biomass. The organic basis of these substances allows their conversion into the resulting gas. When calcium substances are applied to the flocculation process, it tends to reduce the concentration of undesirable simile components such as sulfane or sulfur oxides when gasifying or burning the product.

Modifikací látek se slepujícími vlastnostmi sodíkem, draslíkem a/nebo dalšími kovy se usnadní a urychlí jejich rozpouštění, resp. podstatně se sníží objemy a množství nádob potřebných pro jejich přípravu. Tímto postupem lze usnadnit a ekonomicky zefektivnit recyklaci odpadající substance.Modification of substances with bonding properties by sodium, potassium and / or other metals facilitates and accelerates their dissolution, respectively. the volumes and quantities of containers required for their preparation are substantially reduced. Recycling of the waste substance can be made easier and more economically via this process.

Zhomogenizo vanou směs před odpařením vody a/nebo rozpouštědla lze upravit různými technologiemi. Upravovat lze i suchý produkt a to např. drcením a/nebo briketáchThe homogenized mixture before evaporation of water and / or solvent can be treated by various technologies. The dry product can also be treated, for example by crushing and / or briquettes

Produkt získaný úpravou odpadní vody ze zplynění lze použít v téže nebo jiné výrobně generátorového plynu nebo jako doplňku paliv v jiných energetických zařízeních.The product obtained by the treatment of waste water from gasification can be used in the same or other generator gas production plant or as a fuel supplement in other power plants.

Další výhodou podle vynálezu je možnost přidávání různých surovin do zplyňovacích generátoru, které s ohledem na svoji granulometrii nemohly být doposud využívány. Při dosavadním způsobu dávkování by byly okamžitě strženy proudícími plyny do odlučovacích agregátů a proto by se nepodílely na vytváření generátorového plynu.A further advantage of the invention is the possibility of adding various feedstocks to the gasification generators which, due to their granulometry, could not be used up to now. In the current dosing method, they would be immediately entrained by the flowing gases into the separating aggregates and would therefore not be involved in generating the generator gas.

Způsob úpravy odpadů, získání nového produktu a jeho recyklace je blíže popsána v příkladech provedení vynálezu.The method of waste treatment, recovery of a new product and its recycling is described in more detail in the Examples.

Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Příklad 1Example 1

Do odpadní vody z čistění generátorového plynu ze zplynění dřeva obsahující 1555 mg/1 nerozpuštěných látek o průměru částic menší než 0,2 mm, 2050 mg/1 rozpuštěných látek, pH rovném 6,9 a CHSKo rovném 5570 mg/1 byl přidán suchý CaO tak, aby výsledné pH bylo rovno 8. Poté bylo k 1 m³ upravené vody přidáno 5 litrů vodného roztoku koagulantu na bázi polyakrylamidu o koncentraci 0,3 % hmotn. Vzniklý kal byl od vody oddělen za pokojové teploty vakuovou filtraci přes bavlněnou plachetku.Dry CaO was added to the wood gasification gas treatment effluent containing 1555 mg / l of suspended solids with a particle diameter of less than 0.2 mm, 2050 mg / l of dissolved solids, pH equal to 6.9 and COD equal to 5570 mg / l. 5 liters of a 0.3 wt.% polyacrylamide-based coagulant solution was added to 1 m ^{3 of} treated water. The resulting sludge was separated from the water at room temperature by vacuum filtration through a cotton cloth.

Produkt vzniklý mechanickým smícháním odděleného kalu s karboxymethylcelulosou modifikovanou sodíkem v poměru 2 kg vlhkého kalu a 0,05 kg modifikované celulosy s obsahem sodíku 7 % hmot, a 2,5 kg vody se umístil do nepřímo vyhřívané sušárny na 85 °C odpadním teplem z kogenerační jednotky spalující generátorový plyn ze zplynění dřeva. Po vysušení se suchý produkt přidával po částech o hmotnosti cca 0,1 kg k jednotlivým šaržím dávkovaným do generátoru. Sledováním množství a složení tuhých látek na výstupu z odlučovacího zařízení generátorového plynu bylo zjištěno, že dávkovaný recyklát dle vynálezu byl zplyněn v generátoru.The product resulting from the mechanical mixing of the separated sludge with sodium modified carboxymethylcellulose in a ratio of 2 kg wet sludge and 0.05 kg of modified cellulose with a sodium content of 7% by weight, and 2.5 kg of water was placed in an indirectly heated oven at 85 ° C. wood gasifying gas firing units. After drying, the dry product was added in portions of about 0.1 kg to the individual batches fed to the generator. By monitoring the amount and composition of the solids at the exit of the generator gas separator, it has been found that the recycled feed according to the invention has been gasified in the generator.

Příklad 2Example 2

3500 1 odpadní vody z čistění generátorového plynu ze zplynění dřeva obsahující 870 mg/1 nerozpuštěných látek o částicích menší než 0,25 mm, 1950 mg/1 rozpuštěných látek, pH rovném 6,9, CHSKc_r rovném 5430 mg/1 a 10 522 pg/l polyaromatických uhlovodíků se upravilo přídavkem Ca(OH)₂ na pH rovné 8,1, Poté bylo k upravené vodě přidáno 60 g3500 1 waste water from the purification of gasification gas generator timber containing 870 mg / 1 suspended solids of particles smaller than 0.25 mm, 1,950 mg / 1 of dissolved solids, a pH equal to 6.9, CHSKc _r equal to 5430 mg / 1 and 10522 pg / l of polyaromatic hydrocarbons were adjusted to pH 8.1 by addition of Ca (OH) ₂ , then 60 g was added to the treated water

9 9 • ♦ · · · 9 9 9 e ··· 99 9· 99 «₄ ,, suchého koagulantu na bázi polyakryloamidu. Vzniklý kal byl od vody oddělen za pokojové teploty tlakovou filtraci přes nerezové síto.9 9 99 99 _{4 4} , dry polyacryloamide-based coagulant. The resulting sludge was separated from the water at room temperature by pressure filtration through a stainless steel screen.

Produkt vzniklý mechanickým smícháním odděleného kalu s předem připraveným 1 % hmotn. vodním roztokem dextrinu v poměru 4 kg vlhkého kalu a 1 1 roztoku se umístil do sušárny dřeva vyhřívané na 52 °C. Po vysušení se suchý produkt přidával po částech o hmotnosti cca 0,5 kg k jednotlivým šaržím dávkovaným do generátoru. Sledováním množství a složení tuhých látek na výstupu z odlučovacího zařízení generátorového plynu bylo zjištěno, že dávkovaný produkt dle vynálezu byl zplyněn v generátoru.The product formed by mechanically mixing the separated sludge with a preformed 1 wt. with an aqueous dextrin solution of 4 kg wet sludge and 1 L of solution was placed in a wood oven heated to 52 ° C. After drying, the dry product was added in portions of about 0.5 kg to the individual batches fed to the generator. By monitoring the amount and composition of the solids at the exit of the generator gas separator, it has been found that the metered product of the invention has been gasified in the generator.

Příklad 3Example 3

Do 40001 odpadní vody z čistění generátorového plynu ze zplynění dřevotřísky obsahující 910 mg/1 nerozpuštěných látek o částicích menší než 0,5 mm, 970 mg/1 rozpuštěných látek, pH rovném 8, CHSKc_r rovném 6410 mg/1, 50 mg/1 jednosytných fenolů, 4531 gg/l polyaromatických uhlovodíků a 1120 mg/1 amoniakálního dusíku bylo přidáno 80 g A12(SO4)2. Po rozpuštění AhfSCUh byl přidán NaOH tak, aby výsledné pH bylo rovno 8,5. Poté bylo k upravené vodě přidáno 50 g suchého koagulantu na bázi polyakryloamidu. Vzniklý kal byl od vody oddělen za pokojové teploty filtraci přes nerezové síto. Separovaný kal byl následně zbaven sušením části stržené vody.40001 La waste water from the purification of gasification gas generator chipboard containing 910 mg / 1 suspended solids of particles smaller than 0.5 mm, 970 mg / 1 of dissolved solids, a pH value of 8 CHSKc _r equal to 6410 mg / 1 50 mg / 1 of monohydric phenols, 4531 gg / l polyaromatic hydrocarbons and 1120 mg / l ammoniacal nitrogen were added 80 g A12 (SO4) 2. After dissolution of AhfSCUh, NaOH was added so that the resulting pH was 8.5. 50 g of dry polyacryloamide-based coagulant was then added to the treated water. The resulting sludge was separated from the water at room temperature by filtration through a stainless steel screen. The separated sludge was subsequently de-dried by drying part of the entrained water.

Vzniklý produkt byl dále mechanicky smíchán s 3,5 kg separovaného kalu ze zplynění dubových odřezků obsahujícího 22 % vlhkosti a s 1,5 % hmotn. produktu vzniklého při zpracováním kyseliny akrylové a její sodné soli. Po promíchání se vzniklá směs umístila do sušárny dřeva vyhřívané na 58 °C odpadním teplem z kogenerační jednotky spalující generátorový plyn ze zplynění směsi slámy a dřeva. Po vysušení se suchý produkt přidával po částech o hmotnosti cca 0,5 kg k jednotlivým šaržím dávkovaným do generátoru. Sledováním množství a složení tuhých látek na výstupu z odlučovacího zařízení generátorového plynu bylo zjištěno, že dávkovaný produkt dle vynálezu byl zplyněn v generátoru.The resulting product was further mechanically mixed with 3.5 kg of separated oak shredder sludge containing 22% moisture and 1.5% wt. the product resulting from the processing of acrylic acid and its sodium salt. After mixing, the resulting mixture was placed in a wood drying oven heated to 58 ° C by the waste heat from the cogeneration unit firing the generator gas from the gasification of the straw-wood mixture. After drying, the dry product was added in portions of about 0.5 kg to the individual batches fed to the generator. By monitoring the amount and composition of the solids at the exit of the generator gas separator, it has been found that the metered product of the invention has been gasified in the generator.

Příklad 4Example 4

Do 5000 1 odpadní vody z čistění generátorového plynu ze zplynění odřezků z borovicových desek obsahující 1110 mg/1 nerozpuštěných látek o částicích menší než 0,45 mm, 935 mg/1 rozpuštěných látek, pH rovném 7,5 a CHSK_Cr rovném 6010 mg/1, 65 mg/1 jednosytných fenolů a 690 mg/1 amoniakálního dusíku bylo přidáno 100 g FeCb. Po rozpuštění chloridu byl přidán K₂CO₃ tak, aby výsledné pH bylo rovno 8,8. Poté bylo k upravené vodě přidáno 60 g suchého flokulantu na bázi kyseliny akrylové a 3 kg aktivního φ φ φ φ φ φ • · φ · φφ φ · φ φ · • · · φ φ φφφφ • φφφφφ φ φφφ φ φφφ • «φφφφφφ φ ··· ·· ·· ΦΦ ·· φ V uhlí ο částicích menších než 0,5 mm. Vzniklý kal byl od vody oddělen za pokojové teploty filtraci přes papírový filtr. Separovaná substance byla následně zbavena vody sušením na slunci. Po vysušení se suchý produkt přidával po částech o hmotnosti cca 0,5 kg k jednotlivým šaržím dávkovaným do generátoru. Sledováním množství a složení tuhých látek na výstupu z odlučovacího zařízení generátorového plynu bylo zjištěno, že dávkovaný produkt dle vynálezu byl zplyněn v generátoru.Up to 5000 liters of waste gas from the gasification of pinewood shavings containing 1110 mg / l of suspended solids with particles less than 0,45 mm, 935 mg / l of dissolved solids, pH 7,5 and COD _Cr equal to 6010 mg / 1.65 mg / l monobasic phenols and 690 mg / l ammoniacal nitrogen were added 100 g FeCl2. After dissolution of the chloride, K ₂ CO ₃ was added so that the resulting pH was 8.8. Thereafter, 60 g of acrylic acid-based flocculant and 3 kg of active water were added to the treated water. · In coal ο with particles smaller than 0.5 mm. The resulting sludge was separated from the water at room temperature by filtration through a paper filter. The separated substance was subsequently dehydrated by sun-drying. After drying, the dry product was added in portions of about 0.5 kg to the individual batches fed to the generator. By monitoring the amount and composition of the solids at the exit of the generator gas separator, it has been found that the metered product of the invention has been gasified in the generator.

Příklad 5Example 5

Produkty připravené dle příkladu 1 až 4 byly použity jako energetická surovina v jiném zplyňovacím generátoru než u kterého byly získány. Vyhodnocováním množství a složení generátorového plynu na výstupu z obdobného čistícího zařízení prokázalo, že recyklát nebyl strháván do vystupujícího plynu.The products prepared according to Examples 1 to 4 were used as an energy feedstock in a gasification generator other than that from which they were obtained. By evaluating the amount and composition of the generator gas at the outlet of a similar scrubber, it was shown that the recycled material was not entrained into the outgoing gas.

Příklad 6 kg produktu připraveného dle příkladu 1 byl smíchán s 1 kg dřevných pilin o průměru částic menších než 3 mm. Po promísení byly ke vyniklé směsi přidány 3 litry 0,25 % hmotn. vodného roztoku modifikovaného škrobu. Po vysušení se suchý produkt přidával po částech o hmotnosti cca 0,25 kg kjednotlivým šaržím dávkovaným do generátoru. Sledováním množství a složení tuhých látek na výstupu z odlučovacího zařízení generátorového plynu bylo zjištěno, že dávkovaný produkt dle vynálezu byl zplyněn v generátoru.Example 6 kg of the product prepared according to Example 1 was mixed with 1 kg of sawdust with a particle diameter of less than 3 mm. After mixing, 3 liters of 0.25 wt. aqueous solution of modified starch. After drying, the dry product was added in portions of about 0.25 kg to each batch being metered into the generator. By monitoring the amount and composition of the solids at the exit of the generator gas separator, it has been found that the metered product of the invention has been gasified in the generator.

Příklad 7Example 7

Produkty připravené dle příkladu 2 a 3 byly použity jako energetická surovina spalovacím zařízení pro přípravu teplé vody. Vyhodnocováním množství a složení spalin na výstupu z kotle prokázalo, že recyklát nebyl strháván do vystupujících spalin a neovlivnil negativně jejich složení i spalovací proces.The products prepared according to Examples 2 and 3 were used as an energy feedstock by a hot water incinerator. The evaluation of the amount and composition of the flue gas at the boiler outlet showed that the recycled material was not entrained into the outgoing flue gas and did not negatively affect their composition and combustion process.

Průmyslové využitíIndustrial use

Vynález je využitelný v energetice a teplárenství.The invention is applicable in the energy and heating industries.

Claims

PATENT CLAIMS

What is claimed is: 1. A product obtained by treating waste water from biomass gasification, characterized in that it comprises a coagulate of organic and inorganic substances trapped in the waste water during the purification of the generator gas containing from 0.0001 to 10% by weight. % organic matter, based on wt. % of the dry matter of the coagulate and contains up to 99 wt.

combustible substances subject to gasification, based on the dry matter of the product.

The product of claim 1 further comprising from 0.0002 to 5 wt.

inorganic substances selected from the group consisting of iron and / or aluminum compounds, based on the dry weight of the coagulate, to improve the coagulation of the substances contained in the waste water.

Product according to claims 1 and 2, characterized in that it further comprises 0.0002 to 5% by weight of substances capable of adjusting the pH of the waste water selected from the group consisting of metal oxides and / or hydroxides and / or carbonates, based on the dry weight of the coagulate .

A process for the preparation of the product according to claims 1 to 4, characterized in that 0.0001 to 5 wt. a coagulant based on polyacryloamides or acrylic acid.

The process according to claim 4, characterized in that 0.0002 to 5.0 is added to the waste water during the purification of the generator gas. % of sticky substances selected from the group consisting of starch and / or dextrin and / or cellulose based substances and / or other substances based on liquid petroleum or coal products such as fatty acids, acrylates, amides or phenols.

Method according to claims 4 to 5, characterized in that 0.0001 to 99 wt.% Is added to the homogenized waste water / coagulate mixture prior to the separation of the water and / or the coagulant solvent or the sticky material. gasification substances selected from the group consisting of activated carbon pulp, coal dust, coke, pulp or sawdust wood, hay, straw, etc.,

Method according to claims 4 to 6, characterized in that, before the water and / or the solvent is separated, the homogenized waste water / coagulate mixture is added to the homogenized mixture.

0.0001 to 5% by weight, based on the dry weight of the coagulate, of a gasification-catalyzing substance selected from the group consisting of alkali metal compounds.

Product preparation process according to claims 1 to 7, characterized in that from 0.0001 to 10% by weight, based on the waste water, for the purification of the generator gas, is added to the waste water. Coagulate dry matter, a substance with adsorption properties allowing separation of water and substances in it. soluble, selected from the group of activated carbon and / or molecular sieves.