DD247386B1 - METHOD FOR SMOKE GAS TREATMENT - Google Patents
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Description
Verfahren zur RauchsasbehandlunsProcess for smoke treatment
Αιτ." er.dur.g о e e b ie t d er Ξ rf indun-:Αιτ. "Er.dur.g о e e a t the ers indun:
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Behandlung der Hauchgase топ Heizkessel- bzw. "/згЪгеппипсзсліасеп unterschiedlichster Bauausführung sowie Heizleistung und ist vorzugsT.;eise sowohl für ITachrüstungen in mittleren und !deinen Heizzentralan als auch für die Realiei=rung derartiger ITe-;-ЪаисЪуЭІсѣе effektiv anwendbar.The invention relates to a method for the treatment of the flue gases топ boiler or "/ згЪгеппипсзсліасеп a variety of construction and heating performance and is preferably T .; Eise both for ITachrüstungen in middle and your Heizzentralan as well as for the Realiei tion of such ITe; -ЪаисЪуЭІсѣе effectively applicable.
Die erfindungsgeniäCe Lesung dient in Verbindung axt einer intensiven Reinigung und optimalen ',Vämenutzung der Rauchgase, die aus der Verbrennung fester Brennstoffe resultieren, zur Unr.v8.nalunζ der bein. Reini~un~s^rozeß anfallenden Schadstoff— bestandteile in "wirtschaftlich verwertbare Produkte oder in b'kolcgisch ungefährliche Substanz en zwecks TDroblenloser Zn-S-sorsun^ bzv/. Deponierung.The reading according to the invention is used in connection with an intensive cleaning and optimum utilization of the flue gases resulting from the combustion of solid fuels, for the Unr.v8.nalun ζ of the leg. In the case of pollutant constituents arising from the process of purification, "economically viable products or substances which are not harmful to bacteria, for the purpose of TDrobleness Zn - S-sorsun ^ /.
Charakteristik des bekannten Standes der 'TechnikCharacteristic of the known state of the art
5з sind eine Vielzahl v/irksanaer rrinziplösungen b ekann", Сіэ eine Abgasreinigung, insbesondere zur Verringerung der ur.weltbelastenden ЗО^-^^і-^іоп, mittels verschiedener V/aschlösungen bzw. -susrensionen und unterschiedlichster technischer Ξ in-5z are a variety of / Irksanaer principle solutions b "can", Сіэ an exhaust gas purification, in particular to reduce ur.weltbelastenden ЗО ^ - ^^ ^ _ ^ п, by means of different Va sschlösungen or -susrensionen and various technical Ξ in-
±-.Z2~~ uns ,1 ascnir.x"ü~ =_ sex-ina—V-n. ^x-; , r.scn^Lsung ;n ozw. ίι\ι:.,-:.'.: icn:n bestehen dazu zur., .rclen !"eil aus '..asser, Alkalicarbonat, Calciumhydroxid) so.,-ie C:::-dationskatalj'sator=n (ζ.Ξ. Hangar.- oder Πο'οε,ΐΐionen) und v.'erden in der Regel durch Zirkulaticn:-vcrrichtungen rr.it dem Abgas s"Sündig in Ilontaku ge- ± -Z2 ~~ us, 1 ascnir.x "ü ~ = _ sex-ina-Vn. ^ X- ;, r.scn ^ solution; n ozw. Ιιινικ.:. , - :. '.: icn : n exist for the purpose of., .rclen! "eil aus' ..asser, alkali carbonate, calcium hydroxide) so., - ie C ::: - dationskatalj'sator = n (ζ.Ξ. hangar.- or Πο'οε, ΐΐionen) and v.'re usually by Zirkulaticn: -rich provisions with the exhaust gas s "sinful in Ilontaku
guns ^; χ'j er und varfigbarer Absor_ ticnsr.i~t el charaliterisi-.rt und gewährleisten эхпэ nahezu vollständige cherr-ischa Umse^zun^ der gebildeten SuIfitvBrbindungen in beständige Sulfa nannten Hetalle (z.Z. Hatriunsulf3t, Calciumculfat)guns ^; χ'j and variable absorptive properties are charaliterisi-rtrt and ensure that эхпэ almost complete cherr-ischa encroachment of the formed succinic bonds into stable sulpha called hetalene (currently Hatriunsulfide, calcium sulphate)
Die Analyse des Standes der Technik verdeutlicht jedoch, daß eine problemlose Entsorgung bzw. Deponierung oder Nachbehandlung zur stoffwirtschaftliehen Nutzung der anfallenden Reaktionsprodukte derzeit nur durch mehrstufige und teilweise komplizierte Verfahrensschritte mit hohen Investitionsvolumen, energetischen BetriebsaufWendungen und Instandhaltungsanforderungen realisierbar ist.The analysis of the prior art illustrates, however, that a trouble-free disposal or landfill or post-treatment for stoffwirtschaftliehen use of the resulting reaction products is currently only by multi-stage and sometimes complicated process steps with high investment volume, energetic BetriebsaufWendungen and maintenance requirements feasible.
Dies zeigt sich beispielsweise anhand der Erfindungslösungen gemäß DB-OS 2925959, DE-PS 2925547, DE-OS 3323H0, DE-OS 3304484, DE-OS 3305120 und DD-WP 213358. Desweiteren besitzen die aus der Fachliteratur bekannten und zum Teil praktisch verwirklichten Abgasbehandlungs- und Schadstoffentsorgungsmethoden den Nachteil, daß sich diese nur auf die technisch-technologische Anwendung in Großkraftwerken sowie Müllverbrennungsanlagen beziehen und demzufolge sowohl aus Gründen des großen Platzbedarfs als auch der ungünstigen ökonomischen Gesautverhältnisse für mittlere und kleinere Verbrennungsanlagen mit Heizleistungen bis etwa 12 KW ungeeignet sind.This is shown for example by means of the invention solutions according to DB-OS 2925959, DE-PS 2925547, DE-OS 3323H0, DE-OS 3304484, DE-OS 3305120 and DD-WP 213358. Furthermore, the known from the literature and in part practically realized Abgasbehandlungs- and pollutant disposal methods have the disadvantage that they relate only to the technical and technological application in large power plants and waste incineration plants and therefore both for reasons of large space requirements and the unfavorable economic Gesautverhältnisse for medium and small incinerators with heating capacities up to about 12 KW are unsuitable.
Ziel der Erfindung ist es, ein effektives und universell anwendbares Rauchgasbehandlungsverfahren für alle Leistungsbereiche von Verbrennungsanlagen zu entwickeln, welches sich einerseits durch eine minimale Anzahl von verfahrenstechnisch erforderlichen Apparaturen und Prozeßschritten einfachster Art auszeichnet und darüber hinaus nur geringe Investitionsund Betriebskosten beansprucht.The aim of the invention is to develop an effective and universally applicable flue gas treatment process for all power ranges of incinerators, which is characterized on the one hand by a minimum number of procedurally required equipment and process steps of the simplest kind and also claimed only small investment and operating costs.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Rauchgasbehandlungsverfahren so zu konzipieren, daß die im Rauchgas enthaltenen Schadstoffe unter Einbeziehung eines bekannten und zuverlässigen Naßreinigungsverfahrens zunächst neutralisiert und mittels einer sich anschließenden liachbehandlung in industriell verwertbare Materialien oder physiologisch unbedenkliche und damit deponierbare Abfallmaterialien um-The invention has for its object to design the flue gas treatment process so that the pollutants contained in the flue gas initially neutralized using a known and reliable wet cleaning and by means of a subsequent liachbehandlung in industrially usable materials or physiologically harmless and thus landfillable waste materials um-
gesetzt v/erden. Die Erfindung ist dazu weiterhin so auszugestalten, daß die Nachbehandlung innerhalb oder in unmittelbarer blähe der Verbrennungsanlage erfolgt, ein geringer Vorrichtungsund Platzbedarf für die Durchführung des Verfahrens benötigt und eine optimale Gesamtenergiebilanz ermöglicht wird.set. The invention is to continue to design so that the aftertreatment takes place within or in the immediate vicinity of the incinerator, a small device and space required for the implementation of the method and an optimal overall energy balance is possible.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, indem eine bekannte Haßwaschvorrichtung, vorzugsweise eine mit Strahlapparat ausgerüstete Vorrichtung, mit der Verbrennungsanlage derart gekoppelt ist, daß die in der Waschvorrichtung enthaltenen und bekannten wäßrigen Absorptionsmittel, welche sich aus wenigstens einer Alkali- oder Erdalkaliverbindung und einem metallischen Oxydationskatalysator zusammensetzt, in einer ersten Verfahrensstufe mit den aus der Verbrennung resultierenden Rauchgasen intensiv vermischt und der größte Teil der Schadstoffe sowohl absorbiert als auch oxidiert wird und in einer zweiten Verfahrensstufe das verbrauchte Absorptionsmittel (zoB. wäßrige Alkalisulfatlösung oder Erdalkalisulfatsuspension) vollständig oder teilweise in das Innere der Verbrennungsanlage und/oder in deren Sinhausungsbereiche oder kontaktnahen Umgebungsbereiche, vorzugsweise in den Ascheauffangbehälter kontinuierlich oder periodisch eingeleitet wird·According to the invention the object is achieved by a known haf washing device, preferably equipped with a jet apparatus, with the incinerator is coupled such that contained in the washing device and known aqueous absorbent, which consists of at least one alkali or alkaline earth metal compound and a metallic oxidation catalyst composed in a first stage of the process with the combustion gases resulting from the combustion intensively mixed and most of the pollutants is both absorbed and oxidized and in a second process stage, the spent absorbent (eg aqueous alkali sulfate or Erdalkalisulfatsuspension) completely or partially into the interior of the Incineration plant and / or in their Sinhausungsbereiche or near-vicinity areas, preferably in the ash collecting container is introduced continuously or periodically
Erfindungswesentlich ist ferner, daß die wäßrigen Lösungen oder Suspensionen in solche Bereiche der Verbrennungsanlace befördert werden, in denen eine Verdampfung des Wassers möglich und ein erneuter Aufschluß der Sulfate in SOp unmöglich ist. Die nach einer Verdampfung des Wasseranteiles des verbrauchten Absorptionsmittels entstehenden Peststoffe stellen grundsätzlich physiologisch unbedenkliche Substanzen dar.It is also essential to the invention that the aqueous solutions or suspensions are conveyed to those areas of the combustion line in which evaporation of the water is possible and re-digestion of the sulfates in SOp is impossible. The resulting after evaporation of the water content of the spent absorbent plasters are basically physiologically harmless substances.
Bei der Durchführung einer Verdampfung am Ascheauffangbehälter der Verbrennungsanlage bilden die letztlich als Feststoffe anfallenden Sulfate zusätzliche Inhaltsstoffe der Asche. In dem Falle gelingt es außerdem, den Wärmeinhalt dieses Bereiches der Verbrennungsanlage durch deren Kombi-When carrying out an evaporation at the ash collecting container of the incinerator, the sulfates ultimately produced as solids form additional constituents of the ash. In that case, it is also possible to reduce the heat content of this area of the incinerator by combining it with
nation mit der nachgeschalteten Uaßwas chvo !-richtung zurückzugewinnen. Eine vollständige oder teilweise Einleitung des verbrauchten Absorptionsmittel in den Ascheauffangbehälter hat darüber hinaus den Vorteil, daß sich das Schwefeldioxid, welches beim. Waschverfahren noch nicht chemisch gebunden wurde, durch die in der Asche befindlichen Metalloxide, z.B. Calcium-, Haguesium, Aluminium- und Eisen(III)oxide, vollständig neutralisiert wird.nation with the downstream Uaßwas chvo! -direction win back. A complete or partial introduction of the spent absorbent in the ash collecting container has the additional advantage that the sulfur dioxide, which in the. Washing process has not been chemically bound by the metal oxides present in the ash, e.g. Calcium, haguesium, aluminum and iron (III) oxides, is completely neutralized.
Dieses Asche-Sulfat-Peststoffgemisch kann entweder für eine \7eiterverwertbarkeit, beispielsweise als Zuschlagstoff für gipsgebundene Bau- und Liodellierstoffe, verwendet oder bei daraus resultierenden ungünstigen örtlichen Transport- und LagerungsVerhältnissen ökologisch problemlos auf einer Abfalldeponie abgesondert werden»This ash-sulfate-pulp mixture can either be used for recyclability, for example as an aggregate for gypsum-bound construction and biodegradable substances, or be disposed of ecologically without problems on a landfill in the event of resulting unfavorable local transport and storage conditions »
Die bei einer Verdampfung des T/asseranteils des verbrauchten Absorptionsmittels in anderen Sektionen der Verbrennungsanlage gebildeten sulfatischen Feststoffe sind ebenfalls als Ausgangs- oder Zusatzstoffe für die chemische Industrie oder Baumaterialienindustrie nutzbar. Die hierzu für den Verdampfung s vor gang notwendige Wärmeenergie wird zwar der Verbrennungsanlage entzogen, geht jedoch aufgrund der Einleitung des Dampfes in die IJaßwaschvorrichtung und der damit verbundenen Kondensation des Dampfes, abgesehen von vernachlässigbar geringen wärmeenergetischen Fortleitungs- und Übertragungsverlusten, dem Gesamtprozeß nicht verloren.The sulphate solids formed upon evaporation of the consumed portion of the spent absorbent in other sections of the incinerator are also useful as starting or additives for the chemical or construction materials industry. The heat energy required for evaporation prior to this is indeed extracted from the incinerator, but is not lost due to the introduction of steam into the oil washing device and associated condensation of the steam, apart from negligible heat energy transfer and transfer losses, to the overall process.
Nachstehend wird das erfindungsgemäße Verfahren nahand eines detaillierten Beispiels näher erläutert.The method according to the invention is explained in more detail nearer a detailed example.
Dabei zeigt Pig. 1 die erfindungsgemäße Vorrichtung zurThis shows Pig. 1 shows the device according to the invention for
Durchführung des Verfahrens zur Rauchgasb ehandlungImplementation of the process for flue gas treatment
Der mit einer Verbrennungsanlage 1 für feste Brennstoffe 13 gekoppelte Strahlapparat 2, besteht im wesentlichen aus einer Strahldüse 3, einem Strahlrohr 4} einem Sammelbehälter 5 fürThe coupled with a solid fuel combustion system 1 jet apparatus 2 2, consists essentially of a jet nozzle 3, a jet pipe 4 } a collecting container 5 for
die Absorptionslösung б und einer Pumpe 7« Die Rauchgase der Verbrennungsanlage 1 v/erden durch die unter Druck verdüste Absorptionslösung β über das Rauchgasaustrittsrohr 8 angesaugt. Die im Freistrahl enthaltenen Gasblasen werden zum größten Teil bis zum Boden des Sammelbehälters 5 eingetragen. Bei Aufsteigen zur Oberfläche unterliegen sie zusätzlich dem durch den Freistrahl hervorgerufenen Turbulenzfeld, womit alle für einen intensiven Stoffaustausch notwendigen Erfordernisse, wie lange Verweilzeit des Rauchgases in der Absorptionslösung 6, hohe Turbulenz, feine Gasdispergierung und weitgehende Homogenität der Lösung gewährleistet sind. Infolgedessen wird nicht nur eine optimale Abgas-Wärmerückgewinnung erreicht, sondern auch eine nahezu vollständige neutralisation der schadhaften Rauchgasbestandteile, insbesondere des Schwefeldioxids /SOp/·the absorption solution б and a pump 7 "The flue gases of the incinerator 1 v / earth sucked through the pressure-exuded absorption solution β via the flue gas outlet pipe 8. The gas bubbles contained in the free jet are registered to the bottom of the collecting container 5 for the most part. When ascending to the surface, they are additionally subject to the turbulence field caused by the free jet, thus ensuring all requirements necessary for an intensive mass transfer, such as long retention time of the flue gas in the absorption solution 6, high turbulence, fine gas dispersion and extensive homogeneity of the solution. As a result, not only optimal exhaust gas heat recovery is achieved, but also an almost complete neutralization of the defective flue gas components, in particular the sulfur dioxide / SOp / ·
Die wäßrige Absorptionslösung 6 setzt sich dazu vorzugsweise aus Calciumhydroxid /Ca(OH)0/ und einem Kobaltkatalysator /Co oder Co /, welcher die Oxydation zu Calciumsulfat /CaSO,/ bei den vorhandenen Temperaturen von unter 373 K beschleunigt bzw. eine ungünstige Sulfitbildung verhindert, zusammen. Die Absorptionslösung β wird nach erreichter optimaler Suspendierung mit Calciumsulfat /CaSO,/ über ein Auslaßventil 18 in den Ascheauffangbehälter 9 eingebracht.The aqueous absorption solution 6 is preferably composed of calcium hydroxide / Ca (OH) 0 / and a cobalt catalyst / Co or Co /, which accelerates the oxidation to calcium sulfate / CaSO, / at the existing temperatures below 373 K or prevents unfavorable sulfite formation , together. The absorption solution β is introduced after achieved optimal suspension with calcium sulfate / CaSO, / via an outlet valve 18 in the ash collecting container 9.
Durch die dort vorliegenden Temperaturen von über 373 K findet eine Verdampfung des 'Jasseranteiles und damit eine Trocknung des Calciumsulfates /CaSO / statt.Due to the temperatures of more than 373 K there is an evaporation of the 'Jasseranteiles and thus a drying of the calcium sulfate / CaSO / instead.
Hoch nicht gebundenes Schwefeldioxid /SOp/ wird hierbei wegen des relativ hohen Anteiles an Calciumoxid /CaO/, der ca. 34..„47 blasse-^ beträgt, ebenfalls zu Calciumsulfat /CaSO,/ oxidiert, lieben den bereits in der Asche enthaltenen Sulfaten, es sind ca. 16.OO22 Has se-/S, treten aufgrund der Anwesenheit bestimmter Mengen Metalloxide, wie z.B. Ξisзп(III)oxid, Silizium-, Aluminium- und Magnesiumoxid, weitere Sulfatreaktionen, allerdings nur in geringem Maße, ein.Highly unbound sulfur dioxide / SOp / is here because of the relatively high proportion of calcium oxide / CaO /, which is about 34 .. "47 pale ^ also oxidized to calcium sulfate / CaSO, /, love the sulfates already contained in the ash , there are about 16 OO 22 Has se- / S, occur due to the presence of certain amounts of metal oxides, such as Ξiszp (III) oxide, silicon, aluminum and magnesium oxide, further sulfate reactions, but only to a small extent.
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Das nach der Trocknung in feinkörniger Form vorliegende Asche-SuIf al;-Fest st off gemisch 10 enthält Calciumsulfat-Hydrat und Calciumsulfat-Halbhydrat, welches zum überwiegenden Teil z.3. gemäß der Umsetzung CaSO4 + 2 H2O ~ CaSO4 * 72H2O + 172H2O im Ascheauffangbehälter 9 entsteht.The present after drying in fine-grained form ash-Su-al--Fest st off mixture 10 contains calcium sulfate hydrate and calcium sulfate hemihydrate, which for the most part z.3. according to the reaction CaSO 4 + 2 H 2 O ~ CaSO 4 * 72H 2 O + 172H 2 O arises in the ash collecting vessel 9.
Das Asche-Sulfat-Feststoffgemisch 10 ist als Zuschlagstoff für viele Baugipsmaterialien verwendbar, beispielsv/eise zur Herstellung gipsgebundener Holzwolle-Leichtbauplatten, d.h. wenn Masse-Mischungsverhältnisse von mindestens 1:6 bis 1:10 bezüglich des reinen Calciumsulfates gewählt werden.The ash-sulfate solid mixture 10 is useful as an aggregate for many construction gypsum materials, for example, for making gypsum-bonded wood wool lightweight panels, i. when mass-mixing ratios of at least 1: 6 to 1:10 are selected with respect to the pure calcium sulfate.
Soll eine Entsorgung des Asche-Sulfat-Gemisches 10 auf einer Abfalldeponie erfolgen, ist es aus ergonomischeη Gründen vorteilhaft, dieses Gemisch nach der Entnahme aus der Verbrennungsanlags 1 mit 7/asser zu versetzen. Da das Calciumsulfat-Halbhydrat dabei wieder Kristallwasser aufnimmt und erhärtet, kann das Asche-Feststoffgemisch 10 in stückiger Gestalt staubfrei und volumenvermindert transportiert werden.If a disposal of ash-sulphate mixture 10 take place on a landfill, it is ergonomic reasons advantageous to put this mixture after removal from the incinerator 1 with 7 / asser. Since the calcium sulfate hemihydrate again absorbs and hardens water of crystallization, the ash-solid mixture 10 can be transported in a lumpy form dust-free and volume reduced.
Der im Aseheauffangbehälter 9 der Verbrennungsanlage 1 entstehende 'Wasserdampf 11 gelangt durch das Gitterrost 12 und den festen Brennstoff 13 gemeinsam mit den Rauchgasen über das Rauchgasaustrittsrohr 8 wirder in den Strahlapparat 2, in welchem die Auskühlung der vorgenannten gasförmigen LIedien erfolgt.The resulting in Aseheauffangbehälter 9 of the incinerator 1 'water vapor 11 passes through the grate 12 and the solid fuel 13 together with the flue gases through the flue gas outlet pipe 8 wirder in the jet apparatus 2, in which the cooling of the aforementioned gaseous LIedien.
Bevor das gereinigte Abgas A das Schornsteinrohr 14 verläßt, wird deren Restwärme mittels eines Doppelmantel-',7ärmeuber~ tragers 15 für die Vorwärmung von Frischwasser F genutzt. Das vorgewärmte Frischwasser F wird sowohl zur Kompensation der verbrauchten Absorptionslösung 6 in Sammelbehälter 5 als auch für V/armwass erb edarfs zwecke außerhalb der Rauchgasbehandlungsanlage zur Verfügung gestellt. Die Zuführung des Frischwassers F in den Strahlapparat 2 erfolgt periodisch oder kontinuierlich mittels einer Doaiereinrichtung 19, über welche das aus einem Speicherbehälter 20 eingespeiste Calciumoxid /CaO/ entsprechend zugemischt wird.Before the purified exhaust gas A leaves the chimney pipe 14, the residual heat thereof is used by means of a double jacket 17 for the preheating of fresh water F. The preheated fresh water F is provided both to compensate for the spent absorption solution 6 in sump 5 and for v / armwass erb edarfs purposes outside the flue gas treatment plant. The supply of the fresh water F in the jet apparatus 2 is carried out periodically or continuously by means of a Doa iereinrichtung 19, via which the fed from a storage container 20 calcium oxide / CaO / is added accordingly.
247247
Das dosierte Überleiten der au Calciumsulfat /CaSO,/ oxydierten Absorptions lösung б in den Ascheauffangbehälter 9 wird zweckmäßigerweise in Abhängigkeit bestimmter Pegelstände in Sammelbehälter 5 durch ein Auslaßventil 18, welches von einer Schwimmervorrichtung 17 bestätigt wird, vorgenommen. Es besteht auch die Möglichkeit, die Zugabe neuer Absorptionslösung in den Sammelbehälter 5 und die Abfuhr verbrauchter Absorptionslösung 6 in den Ascheauffangbehälter 9 so zu gestalten, daß das Auslaßventil 18 und die Dosiereinrichtung 19 in Abhängigkeit von Steuersignalen eines in Sammelbehälter 5 installierten pH-Wert-Meßgerätes bestätigt werden.The metered passing the au calcium sulfate / CaSO, / oxygenated absorption solution б in the ash collection vessel 9 is suitably carried out in dependence on certain water levels in sump 5 through an outlet valve 18, which is confirmed by a float device 17. There is also the possibility of making the addition of new absorption solution into the collection container 5 and the removal of spent absorption solution 6 in the ash collection container 9 so that the outlet valve 18 and the metering device 19 in response to control signals installed in a collection container 5 pH meter beeing confirmed.
Ina Hinblick auf eine effektive Verfahrens ge staltung bieten sich nicht nur Calciumhydroxidlösungen als Absorptionslösungen б an, sondern auch Natriumcarbonat lösungen /Ua^CO·,/.With regard to an effective process design, not only calcium hydroxide solutions are available as absorption solutions б, but also sodium carbonate solutions / Ua ^ CO ·, /.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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ENJ | Ceased due to non-payment of renewal fee |