CZ2014480A3 - Způsob kontinuálního odstraňování polutantů ze spalin nebo odplynů a zařízení k jeho provádění - Google Patents
Způsob kontinuálního odstraňování polutantů ze spalin nebo odplynů a zařízení k jeho provádění Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2014480A3 CZ2014480A3 CZ2014-480A CZ2014480A CZ2014480A3 CZ 2014480 A3 CZ2014480 A3 CZ 2014480A3 CZ 2014480 A CZ2014480 A CZ 2014480A CZ 2014480 A3 CZ2014480 A3 CZ 2014480A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- sorbent
- pollutants
- flue gas
- filter
- gases
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 title claims abstract description 27
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title description 3
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 claims abstract description 89
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims abstract description 75
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 50
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 32
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000011164 primary particle Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 19
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 16
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 5
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims 2
- 238000007872 degassing Methods 0.000 abstract 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 17
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 14
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 10
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 description 8
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 7
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 6
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 6
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 5
- 230000002085 persistent effect Effects 0.000 description 5
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 4
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 238000004056 waste incineration Methods 0.000 description 4
- 238000005411 Van der Waals force Methods 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 239000002920 hazardous waste Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000011852 carbon nanoparticle Substances 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 2
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M Bicarbonate Chemical compound OC([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 229910003481 amorphous carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 1
- 235000010290 biphenyl Nutrition 0.000 description 1
- 150000004074 biphenyls Chemical class 0.000 description 1
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011116 calcium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003518 caustics Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 150000004826 dibenzofurans Chemical class 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- -1 ferrous metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 1
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 150000002605 large molecules Chemical class 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 239000002906 medical waste Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000010310 metallurgical process Methods 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 235000019645 odor Nutrition 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N phencyclidine Chemical class C1CCCCN1C1(C=2C=CC=CC=2)CCCCC1 JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Treating Waste Gases (AREA)
Abstract
Způsob kontinuálního odstraňování polutantů ze spalin nebo odplynů s využitím sorbentu podle kterého se sorbent na bázi uhlíku rozdrtí na velikost primárních částic o 200 až 5000 nm v průtočném zařízení za vzniku disperze v proudu transportního plynu v poměru 50 až 5000 nm.sup.3.n.plynu na 1 kg sorbentu, a vzniklá disperze rozdrceného sorbentu se nechá po dobu 0,1 až 10 s reagovat v turbulentním proudění se spalinami či odplyny o teplotě 50 až 220 .degree.C a poté se v dalším zařízení rychlost proudu spalin či odplynů se sorbentem s adsorbovanými polutanty sníží za vzniku aglomerátů makročástic sorbentu s adsorbovanými polutanty a vzniklé aglomeráty se separují. Zařízení k provádění způsobu obsahuje trubní reaktor (3), na jehož vstup je napojen vstupní spalinovod (4) a potrubí (2) od dispergátoru (1) a jehož výstupní potrubí (5) je připojeno k filtračnímu zařízení.
Description
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu kontinuálního odstraňování polutantů ze spalin nebo odplynů s využitím sorbentu. Spaliny nebo odplyny vznikají při termických procesech včetně hutních procesů. Polutanty jako kontaminující látky jsou persistentní organické látky včetně polychlordibenzo-p-dioxinu and polychlor- dibenzofuranů (PCDD/F) a polychrovaných bifenylů (PCB) obsažených v odplynech ze spalování nebo z jiných technologií. Tyto látky jsou též označovány jako persistentních organické látky-polutanty /POP/. Vynález se dále týká zařízení k provádění tohoto způsobu.
Dosavadní stav techniky
V současnosti jsou odpady stále především ukládány na skládku. Tento způsob zneškodnění je způsob odkládání skutečné likvidace. Skládky bývají zdrojem kontaminace podzemních vod a pachů v okolí. Skládky se proto za jistou dobu budou postupně sanovat a proto je perspektivní způsob termického zpracování^ to včetně spalování. Stálý společenský tlak je vyvíjen na snižování obsahů kontaminantů,. a to ve spalinách a odplynech ve vybraných technologiích. Jedná se především o persistentní látky a především o polychlorované dibenzodioxiny a dibenzofurany. Značný podíl těchto emitujících látek je ze spaloven, z výroby železných i neželezných kovů, lokálních topenišť apod. Snížení persistentních látek se daří v souladu s emisními limity ( NATO/CCMS; Report No. 176, (1988)) pouze u velkých zdrojů znečištění;a to především u spaloven komunálního a především nebezpečného odpadu. Jsou využívány technologie na bázi katalytické destrukce kontaminantů ( Waste Management 24,1, p. p. 37. (2004)), adsorpce včetně chemisorpce ( Environment International 34, p. p. 139, (2008)) a jejich vzájemné kombinace ( Environment Res. 88,1, (2008) ). V současné době není známa ekonomicky přijatelná varianta, kdy se bezpečně splňují platné emisní limity persistentních kontaminantů pocházejících z malých a středních zdrojů včetně spaloven odpadů.
Převážná část nežádoucích polutantů je tvořena rozměrnými molekulami organických sloučenin a k jejich sorpci se používají nejčastěji sorbenty s makroporézní strukturou. Pro adsorpci polutantů se používají stacionární adsorbéry s vrstvou pevného lože sorbentu a tato vrstva se po vyčerpání obnovuje. Tento způsob provozu má velkou tlakovou ztrátu nebo zařízení musí mít velký průměr, aby byla postupná rychlost ve vrstvě malá. Velký průměr zařízení však způsobuje nerovnoměrnosti průtoku plynů vrstvou a tím pronikavě klesá účinnost. Jiný způsob sorpce spočívá v tom, že sorbent je ve stavu fluidace aje tak promícháván. Nevýhodou tluidní vrstvy je tvorba bublin a tím tvorby kanálů a následné snížení sorpční kapacity sorbentu.
Podstata vynálezu
Podstata vynálezu způsobu kontinuálního odstraňování polutantů ze spalin nebo odplynů s využitím sorbentu, který do značné míry odstraňuje výše uvedené nevýhody spočívá v tom, že sorbent na bázi uhlíku se rozdrtí na velikost primárních částic o 200 až 5000 nm v průtočném zařízení za vzniku disperze v proudu transportního plynu v poměru 50 až 5000 m3 plynu na 1 kg sorbentu, a vzniklá disperze rozdrceného sorbentu se nechá po dobu 0,1 až 10 s reagovat v turbulentním proudění se spalinami či odplyny o teplotě 50 až 220 °C a poté se v dalším zařízení rychlost proudu spalin či odplynů se sorbentem s adsorbovanými polutanty sníží za vzniku aglomerátů makročástic sorbentu s adsorbovanými polutanty a vzniklé aglomeráty se separují.
Dále jsou uvedena další možná provedení způsobu podle vynálezu, která jeho podstatné znaky dále výhodně rozvíjejí nebo konkretizují.
Poměr množství transportního plynu k sorbentu je 100 až 1000 m3/l kg a teplota spalin nebo odplynů vstupujících do reakce je 110 až 160 °C.
Reakce sorbentu a spalin nebo odplynů probíhá v trubním reaktoru a výstupní rychlost proudu spalin či odplynů a sorbentu s adsorbovanými polutanty z trubního reaktoru se udržuje na hodnotě 2 až 50 m/s, s výhodou 15 až 18 m/s.
Rychlost proudu spalin nebo odplynů a sorbentu s adsorbovanými polutanty z trubního reaktoru se sníží na 0,03 až 2 m/s, s výhodou 0,1 až 1 m/s, v tkaninovém filtru s výhodou rukávového typu.
Vzniklé aglomeráty makročástic se separují z proudu spalin nebo odplynů filtrační přepážkou až do vytvoření sekundární filtrační vrstvy aglomerátů makročástic o tloušťce 1 až 30 mm, s výhodou 3 až 10 mm, při udržování lineární rychlosti spalin nebo odplynů přes filtrační přepážku 0,05 až 0,5 m/s výhodně 0,08 až 0,2 m/s a při překročení hydraulického odporu 1,5 kPa filtrační přepážky se tkaninová filtrační plocha očistí a cyklus vytvoření sekundární filtrační vrstvy se opakuje.
s · # > » ♦ » Ίí * ? Λ 9 i -3 * f 1 it t 1 >4 3 · » i» ;- » · » » · í · · -.> « ·a
Podstata zařízení k provádění způsobu podle vynálezu spočívá v tom, že obsahuje trubní reaktor, na jehož vstup je napojen vstupní spalinovod a potrubí od dispergátoru a jehož výstupní potrubí je připojeno k filtračnímu zařízení.
Filtrační zařízení je s výhodou tvořeno tkaninovým filtrem s filtrační přepážkou rukávového typu.
Podle vynálezu jsou alternativou k makroporézním sorbentům aglomeráty nanočástic, kdy se při jejich tvorbě využívá van der Waalsových sil především disperzního typu. Primární nanočástice sorbentu, při vysokém stupni turbulence toku plynu, těmito silami vážou polutanty v odplynech. Vznikají tak kontaminované primární nanočástice sorbentu. Při poklesu turbulentních sil dochází k převaze sil van der Waalsových a jejich působením pak dochází k opětovné tvorbě nových makročástic z nanočástic kontaminovaného sorbentu. Proces sorpce i tvorby makročástic je kinetický děj a je proto třeba, aby částice sorbentu setrvaly v prostoru jistý čas potřebný k dosažení adsorpční rovnováhy, Následná změna výslednice všech turbulentních sil a převaha sil van der Waalsových je pak podmínkou pro vznik makročástic. Tento čas bylo nutno čas pro danou realizaci experimentálně ověřit.
Běžný sorbent je třeba převést na nanočástice a ty uvést do proudu odplynů a nechat je vzájemně promíchávat. Toto lze realizovat při turbulenci proudících odplynů po jistou dobu a následně poklesem turbulence dojde zároveň k vzniku makročástic původního sorbentu včetně sorbovaných kontaminantů.
Zásadním provozním nákladem na separaci persistentních organických látek /POP/ jsou náklady na sorbent a množství potřebné energie potřebné na tvorbu nanočástic, které mají největší specifický povrch vztažený na jednotku hmotnosti sorbentu. Je třeba proto zvolit vhodný sorbent, který lze snadno rozrušit a dispergovat na velikost částic blížící se velikosti nanočástic. Sorbenty na bázi uhlíku lze dělit na dvě zásadní skupiny podle způsoby přípravy respektive vzniku. Nejčastěji se jedná o aktivní uhlí, které je vysoce porézní uhlík s velkým vnitřním povrchem. Jedná se o grafitové destičky, jejichž vzájemná vzdálenost tvoří vnitřní povrch. Připravují se termickou destrukcí organických látek, při které se zachová původní uhlíkový skelet. Vzniklé aglomeráty se melou na požadovanou velikost částic a následně se jako sorbent finalizují odpovídající úpravou.
Jedním z velmi vhodných typů sorbentu je například sorbent s obchodním označením
Chezacarb, který je tvořen uhlíkatými částicemi vznikající při procesu zplyňování ropných nebo dehtovitých surovin při teplotách nad 1 lOOfC. Primární částice uhlíku mají velikost od 2 do 50 λ λ nm a snadno aglomerují do větších shluků a vytvářejí tak sekundární porézní strukturu. Tyto » a · · »
aglomeráty se vyznačují malou sypnou váhou a velkým sorpčním povrchem (BET 700 až 1100 . !·χ> m2/g ). Druhou skupinou sorbentů na bázi uhlíku jsou opět destruované látky, nejčastěji se jedná o ropné zbytky, které se termicky rozloží při vysoké teplotě (obvykle vyšší než 1200 °C ) a vznikají tak nanočástice, které se vlivem mezimolekulárních sil spojí na amorfní saze. Tyto aglomeráty tvoří podobnou strukturu vhodnou k adsorpci a opět se upravují a fmalizují.
Výhodou způsobu podle vynálezu je, že lze sorpci provést v trubním reaktoru, kde proudí v turbulentním režimu suspenze nanočástic sorbentu a kontaminovaného odplynu. Volbou délky trubního rektoru lze pro daný průtok dodržet potřebnou dobu nutnou nejen k sorpci ale i k následné aglomeraci na makročástice. Tuto zpětnou aglomeraci lze podpořit změnou procesních nebo mechanických podmínek při transportu se spalinami respektive odplynu nebo jejich kombinací. Specifické vlastnosti takto vzniklých aglomerátů a jejich porézní struktura je závislá na procesních podmínkách jejich vzniku. Opětovně vzniklé aglomeráty lze pak separovat z proudu plynu rukávovým tkaninovým filtrem nebo sedimentací a odstranit tak spolu se sorbentem i kontaminanty z odplynů.
Pro účinné využití sorbentu je vhodné komerční sorbent důkladně dispergovat do proudu kontaminovaného odplynu a zároveň jej převést na co nej menší částice, výhodně nanočástice.
Dispergátorem je například vícestupňový rotační zubový mlýn, který rozmělní výchozí partikule sorbentu až na nanočástice. Dispergační mlýn - v principu rotační zubový mlýn - je složen ze tří základních typů mlecích článků. Vstupní článek - zajišťuje transport hmoty ve směsi se vzduchem ze vstupního hrdla komory mletí, kde vytváří sací a tlakový efekt pro transport hmoty. Článek mletí - je využíván k mletí s vysokou účinností. Počet těchto článků je možné umístit na hřídeli několik v závislosti na požadované účinnosti mletí. Vynášecí článek - zajišťuje transport, tj. vynášení rozemleté hmoty ze mlýna do následného místa užití respektive do trubního reaktoru či spalinového potrubí. Obvodová rychlost rotačních článků činí 5 až,4CC m/s , výhodně 15 až 25 m/s, doba mletí je 0,2 až 5 sek, výhodně 0,5 až 1 sek, poměr transportu sorbentu mlýnem se vzduchem 1 až 6 Nm3 vzduchu/ kg sorbentu, výhodně 2 až 3 Nm3vzduchu/ kg sorbentu.
Takto vzniklá suspenze nanočástic sorbentu a vzduchu je zavedena do trubního reaktoru, kterým prochází kontaminované odplyny, sorbent se vlivem turbulence rozptýlí a po stanovenou dobu dochází k intenzivnímu styku sorbentu a polutantů po stanovenou dobu. Následně pak dojde k poklesu rychlosti odplynů tím, že vstoupí do prostoru komory tkaninového filtru. Poklesem rychlosti proudění plynů nastane aglomerace nanočástic které jsou unášeny na tkaninovou přepážku. Zde pak následně dochází k odloučení makročástic a tvorbě sekundární »
ř ♦ ♦
.- » filtrační vrstvy o tloušťce 1 až 30 mm, a s hydraulickým odporem max. 1,5 kPa. Při překročení stanoveného hydraulického odporu dochází k očištění tkaninové filtrační plochy.
Zásadními výhodami způsobu a zařízení podle vynálezu je, že při jejich aplikaci lze dosáhnout účinnosti odstranění polutantů ze spalin a odplynů vyšší než 99 % a to při minimální spotřebě sorbentu.
' vykrmen
Obrázek lna výkrese znázorňuje blokové schéma zařízení k provádění způsobu podle vynálezu.
i<i>u/-ítcněnr
Příklady žbfovgdenf vynálezu
Příklad 1.
Ve spalovně komunálního odpadu je spalováno 8t/h^4 odpadu při produkci spalin 50*000 rn3/hbd. Spaliny se čistí ve třech stupních. V prvním stupni se v cyklonech odstraní popílek a nedopal, v druhém stupni se polosuchou metodou odstraní kyselé složky reakcí bazického sorbentu, například vodné suspenze hašeného vápna, apod. Předčištěné spaliny jsou při teplotě 140 °C vedeny do spalinovodu tj. trubního reaktoru, kam se zároveň dávkuje jemně mletý sorbent na bázi uhlíku, který byl upraven v dispergátoru tak, aby velikost částic byla 5 až 3000 nm ve formě disperze v transportním vzduchu. Použit byl sorbent s obchodním označením Chezacarb AC-20, který je tvořen uhlíkatými částicemi vznikající při procesu zplyňování ropných nebo dehtovitých surovin při teplotách nad 1100 °C„ Lineární rychlost transportního vzduchu byla až 30 m/s. V trubním reaktoru dochází k homogenizaci sorbentu v proudu předčištěných spalin. Doba zdržení sorbentu v trubním reaktoru byla 2,5 s. Spaliny i se sorbentem jsou zavedeny do filtračního zařízení sestávajícího z rukávových filtračních jednotek. V nich dochází k poklesu lineární rychlosti spalin a doba zdržení je až 5 s a dochází tak k aglomeraci sorbentu do větších makročástic. Vzniklé makročástice jsou odděleny z proudu plynu na tkaninové filtrační ploše. Spotřeba sorbentu na 1000 m3 spalin byla 0,058 kg. Koncentrace PCDD/F na vstupu do trubního reaktoru byla 1,44 ng TEQ/Nm3 a na výstupu
O f ϊ rukávového filtru byla koncentrace PCDD/F 0,005 ng TEQ/Nm . Účinnost čištění spalin od persistentních látek PCDD/F byla 99,6 % rel.
* i » -* i t 5 i * < « * > < ? > Ϊ á Λ f « ♦ s » » · » » ; » * »
Příklad 2.
Ve spalovně nebezpečných odpadů se spaluje 1 tuna odpadu za hodinu a produkuje se cca 7 000 m7h6t| spalin, které se čistí ve třech stupních. V prvém stupni se odlučují mechanické nečistoty a v druhém se vypírají roztokem louhu kyselé složky ze spalin a částečně také těžké kovy. Předčištěné spaliny z druhého stupně mají teplotu cca 80 °C a jsou ve výměníku ohřátý na 130 °C a následně vstupují do trubního reaktoru. Do proudu těchto ohřátých spalin se dávkuje dezintegrovaný sorbent s obchodním označením Chezacarb jako v příkladu 1.,
V trubním reaktoru dochází k homogenizaci sorbentu ve spalinách při rychlosti proudění kolem 15 m/s a po dobu setrvání 2,2 s. Spaliny se sorbentem z trubního reaktoru jsou vedeny do tkaninového filtru, kde dojde k následné aglomeraci primárních částic sorbentu na makročástice, v důsledku poklesu rychlosti na 0,6 m/s a s dobou zdržení 4 s. Vzniklé aglomeráty makročástic jsou zachyceny na filtrační přepážce a po dosažení maximální tlakové ztráty na filtru 1,5 kPa se vrstva z přepážky odstraní a zneškodní se spalováním v peci. Procesní podmínky byly následující: spotřeba sorbentu ve formě skeletu tvořeného uhlíkovými nanočásticemi po jejich aglomeraci byla 0,08 kg na 1000 m3 spalin při teplotě 130 °C. Vstupní koncentrace PCDD/F před trubním reaktorem byla 2,5 ng TEQ/Nm3 a výstupní koncentrace PCDD/F za tkaninovým filtrem byla 0,0098 ng TEQ/Nm3. To odpovídá účinnosti záchytu POP látek na úrovni 99,5 % rel.
Přiklad 3.
Ve spalovně nemocničních odpadů se spaluje 240 kg/h^d| nebezpečného odpadu a produkuje se cca 2 000 m3 spalin za hodinu. Spaliny jsou čištěny ve třech stupních. V prvním se odlučují pevné nehořlavé zbytky, v druhém stupni se pomocí bikarbonátu odstraní kyselé plyny a podíl těžkých kovů. Předčištěné spaliny o teplotě 150 °C se vedou do trubního reaktoru, kam se zároveň dávkují proudem vzduchu z desintegrátoru nanočástice sorbentu v množství 0,1 kg/1000 rk< ríí. spalin. Jako sorbent byl použit práškový sorbent s obchodním označením Nořit RB1, tvořený skeletem z pryskyřice. V trubním reaktoru je rychlost proudění spalin 18 m/s a doba zdržení je 2 s. Spaliny se sorbentem z trubního reaktoru jsou vedeny do tkaninového filtru, kde dojde k následné aglomeraci primárních částic sorbentu, v důsledku poklesu rychlosti na 0,6 m/s a s dobou zdržení 4 s. Vzniklé aglomeráty makročástic jsou zachyceny na filtrační přepážce a po dosažení maximální tlakové ztráty na filtru 1,5 kPa se vrstva z přepážky odstraní a zneškodní se předepsaným způsobem, například solidifikací. Vstupní koncentrace PCDD/F před trubním
- t • » reaktorem byla 3,46 ng TEQ/Nm3 a výstupní koncentrace PCDD/F za tkaninovým filtrem byla
0,0084 ng TEQ/Nm . To odpovídá účinnosti záchytu POP látek na úrovni 99,6% rel.
Příklad 4.
Ve spalovně nebezpečných odpadů se provedlo porovnání účinnosti záchytu persistentních látek pro tři druhy sorbentů. Spalovací rotační pec byla vybavena mokrou vypírkou spalin pro záchyt kyselých polutantů a po následném předehřevu spalin na teplotu 140 °C ve výměníku spaliny vstupovaly do trubního reaktoru, kam se zároveň dávkovaly různé druhy sorbentů podle níže uvedené tabulky. Sorbent byl pomocí desintegrátoru rozdrcen na částice 50 až 600 nm a pomocí transportního vzduchu byl dávkován na vstup trubního reaktoru. Očištěné spaliny z trubního reaktoru byly přivedeny do tkaninového filtru a kontaminovaný sorbent tvořený aglomerátem makročástic byl odfiltrován a následně likvidován. Byla měřena specifická spotřeba sorbentů a koncentrace PCDD/F ve spalinách před trubním reaktorem a za tkaninovým filtrem.
Použity byly tyto typy sorbentů: aktivní uhlí Elbar tvořené uhlíkatým skeletem ze dřeva, Nořit tvořený skeletem z pryskyřice a Chezacarb obsahující skelet tvořený uhlíkovými nanočásticemi po jejich aglomeraci. Výsledky jsou shrnuty v následující tabulce a rovněž ukazují, jak specifická spotřeba sorbentů souvisí s jeho primární strukturou.
Parametr | Rozměr | Pokus 1 | Pokus 2 | Pokus 3 |
Množství odpadu | t/hod | 0,9 | 0,98 | 0,95 |
Produkce spalin | nf/h^dj | 6800 | 6700 | 6400 |
Druh sorbentů | Elbar | Nořit | Chezacarb | |
Sp. spořeba sorbentů | Tg/lOOO m3 | 0,38 | 0,22 | 0,08 |
Konc. PCDD/F vstup | ng TEQ/Nm3 | 2,4 | 2,4 | 2,4 |
Konc. PCDD/F výstup | ng TEQ/Nm3 | 0,072 | 0,048 | 0,0098 |
Účinnost čištění spalin _ | % rel. | 97 | 98 | 99,5 |
Příklad 5
Blokové schéma zařízení k provádění způsobu podle vynálezu je znázorněno na obrázku připojeného výkresu. Zařízení obsahuje dispergátor 1 který je potrubím 2 napojen na trubní reaktor 3, do něhož je zároveň zaústěn vstupní spalinovod 4. Výstupním potrubím 5 je trubní reaktor 3_napojen na tkaninový filtr 6 s výstupním spalinovodem 7 a odvodem pevné frakce 8.
V dispergátoru 1 se drtí peletky sorbentu na nanočástice a ty se proudem vzduchu dávkují potrubím 2 do trubního reaktoru 3. Účinkem turbulence spalin vstupujících do trubního reaktoru 3 vstupním spalinovodem 4 se nanočástice připravené v dispergátoruj. rozptýlí a následně se sorbují POP látky. Suspenze spalin a sorbentu z trubního reaktoru 3 je vedena výstupním potrubím 5 přímo do komory tkaninového filtru 6, kde dochází k sekundární aglomeraci nanočástic sorbentu na makročástice. Pevná frakce obsahující aglomeráty makročástic polutantů s kontaminovaným sorbentem a popílkem ze spalin se odlučuje v tkaninovém filtru 6 a je z něho odváděna odvodem pevné frakce 8. Očištěné spaliny jsou odváděny z tkaninového filtru výstupním spalinovodem 7 do životního prostředí.
Průmyslová využitelnost
Vynález je využitelný při čištění spalin a odplynů ze spaloven odpadů a pro aplikovatelné procesy v hutnictví a v chemickém průmyslu, kde se produkují kontaminanty ve spalinách, odplynech nebo jiných plynných exhalátech.
Claims (7)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Způsob kontinuálního odstraňování polutantů ze spalin nebo odplynů s využitím sorbentu z vyznačující se tím, že sorbent na bázi uhlíku se rozdrtí na velikost primárních částic 200 až 5000 nm v průtočném zařízení za vzniku disperze v proudu transportního plynu v poměru 50 až 5000 m3 plynu na 1 kg sorbentu, a vzniklá disperze rozdrceného sorbentu se nechá po dobu 0,1 až 10 s reagovat v turbulentním proudění se spalinami či odplyny o teplotě 50 až 220 °C»a poté se v dalším zařízení rychlost proudu spalin či odplynů se sorbentem s adsorbovanými polutanty sníží za vzniku aglomerátů makročástic sorbentu s adsorbovanými polutanty a vzniklé aglomeráty se separují.
- 2. Způsob kontinuálního odstraňování polutantů podle nároku 1,·vyznačující se tím, že poměr množství transportního plynu k sorbentu je 100 až 1000 m3/l kg a teplota spalin nebo odplynů vstupujících do reakce je 110 až 160 °C.
- 3. Způsob kontinuálního odstraňování polutantů podle nároku 1 nebo 2 .vyznačující se tím, že reakce sorbentu a spalin nebo odplynů probíhá v trubním reaktoru a výstupní rychlost proudu spalin či odplynů a sorbentu s adsorbovanými polutanty z trubního reaktoru se udržuje na hodnotě 2 až 50 m/s, s výhodou 15 až 18 m/s.
- 4. Způsob kontinuálního odstraňování polutantů, podle kteréhokoli nároku 3 vyznačující se tím, že rychlost proudu spalin nebo odplynů a sorbentu s adsorbovanými polutanty z trubního reaktoru se sníží na 0,03 až 2 m/s, s výhodou 0,1 až 1 m/s, v tkaninovém filtru/s výhodou rukávového typu.
- 5. Způsob kontinuálního odstranění polutantů ze spalin a odplynů podle kteréhokoli nároku1 až 4< vyznačující se tím, že vzniklé aglomeráty makročástic se separují z proudu spalin nebo odplynů filtrační přepážkou až do vytvoření sekundární filtrační vrstvy aglomerátů makročástic o tloušťce 1 až 30 mm, s výhodou 3 až 10 mm, při udržování lineární rychlosti spalin nebo odplynů přes filtrační přepážku 0,05 až 0,5 m/S',výhodn^Ó,08 až 0,2 f m/s a při překročení hydraulického odporu 1,5 kPa filtrační přepážky se tkaninová filtrační plocha očistí a cyklus vytvoření sekundární filtrační vrstvy se opakuje.
- 6.,Χ ?Zařízení k provádění způsobu podle kteréhokoli nároku 1 až 5/vyznačující se tím, že obsahuje trubní reaktor (3), na jehož vstup je napojen vstupní spalinovod (4) a potrubí (2) od dispergátoru (1) a jehož výstupní potrubí (5) je připojeno k filtračnímu zařízení.
- 7. Zařízení k provádění způsobu podle nároku 6, vyznačující se tím, že filtrační zařízení je tvořeno tkaninovým filtrem (6) s filtrační přepážkou rukávového typu.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ2014-480A CZ305305B6 (cs) | 2014-07-11 | 2014-07-11 | Způsob kontinuálního odstraňování polutantů ze spalin nebo odplynů a zařízení k jeho provádění |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ2014-480A CZ305305B6 (cs) | 2014-07-11 | 2014-07-11 | Způsob kontinuálního odstraňování polutantů ze spalin nebo odplynů a zařízení k jeho provádění |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ2014480A3 true CZ2014480A3 (cs) | 2015-07-22 |
CZ305305B6 CZ305305B6 (cs) | 2015-07-22 |
Family
ID=53542002
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ2014-480A CZ305305B6 (cs) | 2014-07-11 | 2014-07-11 | Způsob kontinuálního odstraňování polutantů ze spalin nebo odplynů a zařízení k jeho provádění |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CZ (1) | CZ305305B6 (cs) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CZ2021342A3 (cs) * | 2021-07-15 | 2023-02-15 | Absory s.r.o. | Sorbent připravený z expandovaných anorganických materiálů pro snižování obsahu rtuti a jiných kovů ve spalinách |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3939214A1 (de) * | 1989-11-28 | 1991-06-13 | Ftu Gmbh | Verfahren zur reinigung von abgasen |
JP3595882B2 (ja) * | 1993-03-31 | 2004-12-02 | バブコック日立株式会社 | 燃焼炉の排煙処理装置 |
JPH11267432A (ja) * | 1998-03-25 | 1999-10-05 | Unitika Ltd | 排ガス処理装置 |
JP3450753B2 (ja) * | 1999-06-30 | 2003-09-29 | ペンタックス株式会社 | 光磁気ディスクドライブ装置のバイアス磁石位置決め機構 |
JP3993800B2 (ja) * | 2002-07-26 | 2007-10-17 | 株式会社神鋼環境ソリューション | Pcb含有排ガスの処理方法 |
JP3928872B2 (ja) * | 2003-12-26 | 2007-06-13 | 日本エンバイロケミカルズ株式会社 | Pcb除去用剤および除去方法 |
JP4675804B2 (ja) * | 2006-03-14 | 2011-04-27 | 新日鉄エンジニアリング株式会社 | ポリ塩化ビフェニル汚染物の処理設備 |
-
2014
- 2014-07-11 CZ CZ2014-480A patent/CZ305305B6/cs not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CZ305305B6 (cs) | 2015-07-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2006096615A (ja) | セメントキルンの排ガスの処理方法 | |
US20030206843A1 (en) | Methods and compositions to sequester combustion-gas mercury in fly ash and concrete | |
JP2002355531A (ja) | セメント製造排ガスの処理方法 | |
JP7278784B2 (ja) | 石炭灰処理システムおよび方法 | |
JP5637241B2 (ja) | キルン排ガスの処理方法及び処理装置 | |
US20110289923A1 (en) | Recovery of mercury control reagents by tribo-electric separation | |
US20050075236A1 (en) | Mercury removal from activated carbon and/or fly ash | |
JPH0352622A (ja) | 焼却設備からの汚染物質を含む煙道ガスの浄化方法および装置 | |
WO2005030641A1 (ja) | 高賦活活性コークス粉及びその製造方法 | |
JP5211757B2 (ja) | キルン排ガスの処理方法 | |
CA3102270A1 (en) | Magnetic adsorbents and methods of their use for removal of contaminants | |
JP5239813B2 (ja) | キルン排ガスの処理方法及び処理装置 | |
JP2003286020A (ja) | 高賦活活性コークス粉とその製造方法 | |
US6770174B1 (en) | Photochemical system and method for removal for formaldehyde from industrial process emissions | |
JP2009298677A (ja) | セメントキルン抽気ガスの処理システム及び処理方法 | |
JP2007039296A (ja) | セメント製造装置の排ガスの処理方法及び処理システム | |
RU2664523C2 (ru) | Введение сорбирующих веществ в подаваемые в трубопровод мокрые газоочистители для контроля выбросов ртути | |
WO2007004564A1 (ja) | セメント製造設備における有機塩素化合物の低減方法、およびセメント製造設備 | |
CZ2014480A3 (cs) | Způsob kontinuálního odstraňování polutantů ze spalin nebo odplynů a zařízení k jeho provádění | |
JP4167857B2 (ja) | 焼却灰の処理方法 | |
JPH0975667A (ja) | 排ガスの処理方法 | |
RU2133408C1 (ru) | Способ сжигания городских отходов и применение образующейся при сжигании золы | |
JP5116322B2 (ja) | 有機汚染物質排出量低減方法 | |
Zhao et al. | Thermal desorption for remediating PCB-contaminated soil | |
CA2487843C (en) | Mercury removal from activated carbon and/or fly ash |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20210711 |