DD273386A5 - METHOD FOR WASHING THE HOT EXHAUST FLOW FROM A STEAM GENERATOR SYSTEM OR A CEMENT OVEN - Google Patents
METHOD FOR WASHING THE HOT EXHAUST FLOW FROM A STEAM GENERATOR SYSTEM OR A CEMENT OVEN Download PDFInfo
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Abstract
Erfindungsgemaess wird ein neues Verfahren zur Verfuegung gestellt zum Waschen des heissen Abgasstromes aus einer Dampferzeugeranlage oder einem Zementofen, die als Verunreinigungen ein oder mehrere Saeureoxide des Schwefels, Stickstoffs und Kohlenstoffs und Verbindungen mit einem der Halogene enthalten. Zum Waschen werden erfindungsgemaess Abfallprodukte aus diesen Anlagen verwendet, naemlich Zementstaub oder Asche, die Alkali- und Erdalkalisalze enthalten und wenn sie mit Wasser gemischt werden, eine basische Loesung mit einem p H-Wert groesser 7 ergeben, die noch beliebig unloesliche Bestandteile enthaelt. Die zu reinigenden Abgase werden durch eine so hergestellte Loesung geleitet. Dabei werden die im Abgasstrom enthaltenen Saeuren neutralisiert und mit den in der Loesung enthaltenen Erdalkalimetallsalzen in unloeslicher Form abgeschieden. Den Abgasstrom laesst man als gewaschenes Abgas in die Atmosphaere entweichen. Fig. 3According to the invention, a new process is provided for washing the hot exhaust stream from a steam generator or a cement kiln containing as impurities one or more acid oxides of sulfur, nitrogen and carbon and compounds with one of the halogens. For washing inventively waste products from these plants are used, namely cement dust or ash containing alkali and alkaline earth salts and when mixed with water, a basic solution with a p H value greater than 7 result, which still contains any unloesliche components. The exhaust gases to be cleaned are passed through a solution prepared in this way. The acids contained in the exhaust gas flow are neutralized and separated in an insoluble form with the alkaline earth metal salts contained in the solution. The exhaust gas stream is allowed to escape as a washed exhaust gas into the atmosphere. Fig. 3
Description
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Diese Erfindung betrifft ein Verfahren für das Herauswaschon von Verunreinigungen aus einem Abgasstrom, der aus einer Dampferteugeranlage oder aus einem Zementofen stammt, wobei die Materialien, die mit dem Gasstrom reagieren, zumindest in oinen unschädlichen Zustand versetzt und in vielen Fällen durch die Reaktion in nützliche Produkte umgewandelt werden. Die Erfindung betrifft auch eine Einrichtung zur Ausführung des crfindungsgemäßon Verfahrens.This invention relates to a process for the scrubbing out of contaminants from an exhaust gas stream originating from a steam generator plant or from a cement kiln, the materials which react with the gas stream being at least rendered harmless and in many cases by the reaction useful products being transformed. The invention also relates to a device for carrying out the method according to the invention.
Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art
Das Herauswaschen von Abgasverunreinigungen Ist im allgemeinen kostspielig, führt zu beträchtlichen Umweltbelastungen und ein ökonomischer Gewinn ist klein oder nicht zu verzeichnen, wenn es nicht möglich war, die durch das Herauswaschen anfallenden Abprodukte in nützliche Produkte umzuwandeln. Die Kosten dei Anfangsausrüstung sind hoch. Des weiteren stellen die Materialien für das Auswaschen, wie beispielsweise Oxide, Carbonate odar Hydroxide der Alkali· und/oder Erdalkalimetalle eine kontinuierliche Ausgabe dar. Des weiteren erhöhen die Beseitigung der Reaktionsprodukte, die durch die Reaktion der Waschmaterialien mit dein Abgas ontstehon, die kontinuierlichen Kosten, und zwar speziell dann, wenn die P.odukte toxische Komponenten enthalten.Washing out exhaust fumes is generally costly, leads to significant environmental impact, and has little or no economic gain if it has not been possible to convert the by-wash waste products into useful products. The cost of the initial equipment is high. Further, the leaching materials such as oxides, carbonates or hydroxides of the alkali and / or alkaline earth metals are a continuous output. Further, the elimination of the reaction products resulting from the reaction of the washing materials with the exhaust gas increases the continuous cost , especially if the P.odukte contain toxic components.
Die Verwendung von Alkali- oder Erdalkalimaterialien als Feststoffe oder in einer Aufschlämmung oder in einer Lösung für das Waschen von Abgasen (Entfernen von Schwefel- und Stickstoffoxiden) ist seit Jahren bekannt. Zum Beispiel beschreibt Mehlmann (1985, Zement-Kalk-Gips Edition B) die Verwendung von hydriertem oder pulverisiertem Kalkstein bei Temperaturen bis zu 11000C oder von Syray, der mit hydriertem Kalk trocknet; und Ayer (1979, EPA-600/7-79-167b) beschreibt die Verwendung von Kalk für das Waschen von Abgas aus Heizungsanlagen. Für denselben Zweck kann Kalkstein in der Charge der Wirbelbettöferi enthalten sein. Im allgemeinen erzeugen die Kohlenstoffoxide, Schwefeloxu!» und Stickstoffoxide, die im Abgas· enthalten sind, wenn sie mit Wasser reagieren, Säuren, die Schwefelsäure, Salpetersäure jnd Kohlensäure enthalten. Das Vorhandensein und die Mengen der einzelnen Säuren hängt von den vorhandenen Oxiden, der Verfügbarkeit von Sauerstoff und den Reaktionsbedingungen ab. Wenn diese Säuren mit den Oxiden, Hydroxiden oder den Carbonaten der Alkali- oder Erdalkalimetalle reagieren, so bilden sich Salze dieser Bestandteile. Zum Beispiel reagiert die Schwefelsäure mit dem im Kalkstein vorhandenen Calciumcarbonat und bildet Calciumsulfat.The use of alkali or alkaline earth materials as solids or in a slurry or in a solution for the washing of exhaust gases (removal of sulfur and nitrogen oxides) has been known for years. For example, flour man describes (1985, Zement-Kalk-Gips Edition B) the use of hydrogenated or powdered limestone at temperatures up to 1100 0 C or Syray which dries with hydrated lime; and Ayer (1979, EPA-600 / 7-79-167b) describes the use of lime for washing exhaust gas from heating systems. For the same purpose, limestone may be included in the batch of fluidized beds. In general, the carbon oxides, sulfur oxides and nitrogen oxides contained in the exhaust gas, when reacting with water, produce acids containing sulfuric acid, nitric acid and carbonic acid. The presence and the amounts of the individual acids depend on the oxides present, the availability of oxygen and the reaction conditions. When these acids react with the oxides, hydroxides or carbonates of the alkali or alkaline earth metals, salts of these components form. For example, the sulfuric acid reacts with the calcium carbonate present in the limestone and forms calcium sulfate.
Staubsammeleinrichtungen, die zusammen mit zement- oder kalkproduzierenden Öfen betrieben werden, entfernen die Feststoffteilchen aus dem Ofenabgas. Dioso Feststoffteilchen bestehen je nach der Zusammensetzung dos Beschickungsmaterials des Ofens aus Calciumcarbonat, Calciumoxid und den Oxiden und Carbonaten anderer Metalle. Kalzium und Natrium sind zwei Elemente, die häufig im Ofen vorhanden sind. Diese Elemente machen die Wiederverwendung des Ofenstaubes als Ofenbeschickungsmaterial unmöglich oder beschränken diese, da sie die Eigenschaften des Endproduktes beeinträchtigen, so daß der Staub deshalb abgesondert wird. Diese Staubsammoleinrichtungen entfernen die gasförmigen Verunreinigungen aus dem Abgasstrom unzureichend, und es müssen gesonderte Wäscher vorgesehen sein, wenn verhindert werden soll, daß die Verunreinigungen in die Atmosphäre gelangen.Dust collectors operating in conjunction with cement or lime producing furnaces remove the particulate matter from the kiln exhaust gas. Dioso solid particles consist of calcium carbonate, calcium oxide and the oxides and carbonates of other metals, depending on the composition of the kiln feed material. Calcium and sodium are two elements that are often present in the oven. These elements make it impossible or restrict the reuse of the kiln dust as the kiln feed material, since they affect the properties of the final product, so that the dust is therefore separated. These Staubsammoleinrichtungen insufficiently remove the gaseous contaminants from the exhaust stream, and it must be provided separate scrubbers to prevent the contaminants are released into the atmosphere.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines verbesserten, einfachen und wirtschaftlichen Verfahrens für das Waschen des heißen Abgasstromes aus einer Damperzeugeranlage oder einem Zementofon.The aim of the invention is to provide an improved, simple and economical method for washing the hot exhaust gas stream from a Dampergenereranlage or a cement kiln.
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zum Waschen des Abgasstromes aus einer Dampferzeugeranlage oder einem Zementofen Abprodukte aus diesen Anlagen, nämlich Zementstaub und Asche einzusetzen.The invention has for its object to use for washing the exhaust stream from a steam generator or a cement kiln waste products from these plants, namely cement dust and ashes.
Im folgenden wird die Erfindung in Verbindung mit Dampferzeuqeranlagen beschrieben. Eine zunehmonde Anzahl von Dampferzeugeranlagen o'ird durch Verbrennen von biologischen Materialien (hierin nachfolgend mit dem Sammelbegriff ,Biomasse" bezeichnet), einschließlich von Holz, Torf oder Ernterückständen beheizt, bei dem keine oder nur wenig Schwefeloxide erzeugt werden und deshalb kein Auswaschen von gasförmigen Bestandteilen aus dem Abgas erforderlich ist oder praktiziert wird. Andererseits enthält die bei diesen Verbrennungsvorgängen erzeugte Asche beachtliche Anteile an Alkali- und Erdalkalimetallsalze^ sie tritt im allgemeinen als Oxid auf, oder, wenn sie benetzt wird und/oder mit Kohlendioxid reagiert, tritt sie als Hydroxid oder Carbonat oder vielleicht als hydrierte Salze derselben in Erscheinung.In the following the invention will be described in connection with Dampferzeugqeranlagen. An increasing number of steam generators are heated by burning biological materials (hereinafter referred to collectively as "biomass"), including wood, peat or crop residues, in which little or no sulfur oxides are produced and, therefore, no gaseous washout On the other hand, the ash produced in these combustion processes contains considerable amounts of alkali and alkaline earth metal salts, generally occurring as an oxide or, when wetted and / or reacted with carbon dioxide, as a hydroxide or carbonate, or perhaps as hydrogenated salts thereof.
Es wurde entdeckt, daß Zementstaub aus einem Zementofan und die Asche aus Dampferzeugeranlagen, bei denen Alkali- und Erdalkalimetalloxido, Hydroxide und/oder Carbonate einen beträchtlichen Anteil der Asche bilden, anstelle der oben erwähnten nützlichen Materialien bei einem Abgaswaschprozeß eingesetzt werden können, so daß ein übliches Abprodukt als Ersatz für kostspiolige Materialien, die käuflich erworben werden müssen, Verwendung findet.It has been discovered that cement dust from a cement kiln and ash from steam generators in which alkali and alkaline earth metal oxides, hydroxides and / or carbonates constitute a significant portion of the ash can be used in an exhaust gas scrubbing process in place of the above-mentioned useful materials common waste as a substitute for kostspiolige materials that must be purchased, is used.
Andere Abfallstoffe sind ebenfalls für diesen Zweck oinsetzbar. Industrielle oder städtische Abfälle, Müllverbrennungsasche oder -nebenprodukte, die Kalium und Natrium oder lösbare Salze enthalten, die, wenn sie in Wasser gelöst werden, eine basische Lösung (mit hohem pH-Wert) ergeben, und, wenn sie aus dem Abfall oder Nebenprodukt gewonnen werden, einen ökonomischen Nutzen biingen, sind auch geeignet.Other wastes are also suitable for this purpose. Industrial or municipal wastes, incinerator ash or by-products containing potassium and sodium or soluble salts which, when dissolved in water, give a basic (high pH) solution and, if recovered from the waste or by-product become an economic benefit, are also suitable.
In der folgenden Beschreibung und den Patentansprüchen wird die Asche, die bei der Verbrennung von Biomassematerislien und industriellen und städtischen Abfällen oder anderen Nebenprodukten entsteht, die in dem hierin beschriebenen und mit Patentansprüchen eingeschränkten Prozeß verwendbar ist, wird einheitlich mit dem Sammelbegriff »Asche" bezeichnet. Zementstaub und Asche, die für diesen Zweck geeignet sind, werden hier nachfolgend mit dem Begriff „neutralisierende Stoffe" bezeichnet.In the ensuing description and claims, the ash resulting from the combustion of biomass materials and industrial and municipal wastes or other byproducts useful in the process described herein and limited by claims is commonly referred to collectively as "ash". Cement dust and ashes suitable for this purpose are hereinafter referred to by the term "neutralizing substances".
Leider muß der unlösliche Anteil derzur Reaktion gebrachten Asche gewöhnlich noch als Abfall entfernt werden.zum Beispiel ist sie bei den meisten Dampf erzeugeranwendungen nicht für einen anderen Zweck nutzbar. Der Abfallstoff jedoch ist kein alkalischer Stoff mehr und r jllte in den meisten Fällen als unschädlicher Füllstoff verwendbar sein, oder könnte bei einigen Rollfeldern als Abdeckmaterial Verwendung finden. In einigen Fällen, in denen es die Zusammensetzung dos Rückstandes und die Transportkosten gestatten, kann er auch als Rohrfüllung des Zementofens verwendet werden. In einigen anderen Situationen könnte der unlösliche Anteil des Waschmaterials-wiedies jetzt geschieht-für die Herstellung von Calciumsulfat oder Gips oder als Mineralfüllstoff verwendet werden.Unfortunately, the insoluble portion of the reacted ash usually still needs to be removed as waste. For example, it is not usable for a different purpose in most steam generator applications. However, the waste material is no longer an alkaline substance and, in most cases, would be useful as a harmless filler, or could be used as a masking material in some airfields. In some cases, where it allows the composition of the residue and the transport costs, it can also be used as a pipe filling of the cement kiln. In some other situations, the insoluble portion of the wash material, as now done, could be used for the production of calcium sulfate or gypsum or as a mineral filler.
Wenn die ascheproduzierende Einrichtung nicht auch selbst eine Dampferzeugeranlage aufweist, die Abgas mit einem hohen Schwefelgehalt produziert, der ausgewaschen werden muß, könnte die Asche zu anderen Dampferzeugeranlagen transportiert werden, die ein solches Problem haben, oder zu Anlagen, bei denen die Verwendung eines Brennstoffes mit einem höhoren Schwefelgehalt einen ökonomischen Nutzon darstellen würdo. Da die Asche des Biomassematerials des weiteren im allgemeinen Kalium und andere Alkali- und Erdalkalimetallsalze enthält, die unter Verwendung von Abgaswärme oder anderen Abwärmequellen wiederve^venbar sind, können die entstehenden Alkali-und Erdalkalimetallsalze ein wertvolles Nebenprodukt des Prozesses sein.If the ash producing equipment does not itself also have a steam generating plant producing waste gas with a high sulfur content which must be washed out, the ashes could be transported to other steam generator installations having such a problem or to installations using the fuel a higher sulfur content would represent an economic benefit. Further, since the ashes of the biomass material generally contains potassium and other alkali and alkaline earth metal salts which are reusable using waste heat or other waste heat sources, the resulting alkali and alkaline earth metal salts can be a valuable byproduct of the process.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren für das Waschen des heißen Abgasstromes- aus einer Dampferzeugeranlage oder einem Zementofen -, der Verunreinigungen enthält, zu denen ein oder mehrere saure Oxide von Schwefel, Stickstoff und Kohlenstoff und Verbindungen beliebiger Halogene gehören, durch Reaktion derselben mit einem neutralisierenden Stoff zur Verfügung gestellt.According to the invention there is provided a method of washing the hot exhaust stream from a steam generator or cement kiln containing impurities, including one or more acid oxides of sulfur, nitrogen and carbon and compounds of any halogen, by reacting them with a neutralizing agent Provided.
Das erfindungsrremäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß der neutralisierende Stoff Feststoffteilchen oder Lösungen derselben enthält, die als Feststoffe ein oder mehrere Alkali- oder Erdalkalimetallsalze einschließt, die beim Mischen mit Wasser eine basische Lösung (pH-Wert größer als 7) bilden, und weiterhin gekennzeichnet durch das Mischen der Feststoffteilchenmasse oder der Lösung derselben mit Wasser zur Herstellung einer basischen Lösung zusammen mit beliebigen unlöslichen Bestandteilen, die In der Feststoffteilchenmasse enthalten sind; und durch Inborührungbringen des Abgasstromes mit der basischen Lösung, wodurch die darin enthaltenen Verunreinigungen mit dem Wasser darin zur Bildung von Säuren reagieren und des weiteren die letzteren dazu veranlassen, mit den darin enthaltenen Oxiden, Hydroxiden und Carbonaten der Alkali- und Erdalkalimetalle die mit der Feststoffteilchenmasse oder der Lösung derselben reagieren und eine Salzlösung eines oder mehrerer Alkali- oder Erdalkalimetallsalze bilden, die grundsätzlich die kationischen Erdalka'imetallbestandteile Calcium und Magnesium und Alkalimetallbestandteile, nämlich Verbindungen von Kalium und Natrium, uowie anionische Salzbestandteiletwie Carbonat, Sulfat, Sulfit, Nitrat und Nitrit sowie Verbindungen der Halogene zusammen mit einem Niederschlag von Alkali- und Erdalkalimetallsalzen mit beliebigen unlöslichen Komponenten der Feststoffteilchenmasse oder einer Lösung derselben enthalten; und schließlich das Entweichenlassen des Abgasstromes nach Inberührungbringen mit der basischen Lösung als gewaschenes Abgas.The process according to the invention is characterized in that the neutralizing substance contains solid particles or solutions thereof which includes as solids one or more alkali or alkaline earth metal salts which when mixed with water form a basic solution (pH greater than 7) and further characterized by mixing the particulate matter or the solution thereof with water to produce a basic solution together with any insoluble constituents contained in the particulate matter; and by rendering the exhaust gas stream in contact with the basic solution, whereby the impurities therein react with the water therein to form acids and further causing the latter, with the oxides, hydroxides and carbonates of the alkali and alkaline earth metals contained therein, with the particulate mass or the solution thereof to react and form a salt solution of one or more alkali or alkaline earth metal which, in principle, the cationic Erdalka'imetallbestandteile calcium and magnesium, and alkali metal components, namely compounds of potassium and sodium, uowie anionic salt components t such as carbonate, sulfate, sulfite, nitrate and Nitrite and compounds of the halogens together with a precipitate of alkali and alkaline earth metal salts with any insoluble components of the particulate matter or a solution thereof; and finally, allowing the exhaust gas stream to escape after being contacted with the basic solution as a washed exhaust gas.
Bei bevorzugten Verfahren enthält der neutralisierende Stoff einen Abfallstoff, nämlich Zementstaub aus dem Zementofen oder Asche; der Abgasstrom wird mit dem neutralisierenden Stoff in Berührung gebracht, indem derselbe durch die basische Lösung hindurchgeleitet wird; das Verfahren schließt die folgenden Schritte ein: den Schritt der Trennung der Salzlösung der Alkali- und Erdalkalimetallsalze aus dem Niederschlag und den unlöslichen Komponenten, den Schritt der Weiterleitung des Salzlösungsniederschlags und der unlöslichen Komponenten zu einer Trennanlage, in der die Salzlösung vom Niederschlag und den unlöslichen Bestandteilen getrennt wird, den Schritt der Durchleitung der getrennten Salzlösung durch einen Wärmeaustauscher, wo sie dein Abgasstrom Wärme entzieht, bevor dieser mit der basischen Lösung in Berührung gebracht wird; der Abgasstrom wird durch Kühlen vor dem Berührungsschritt entfeuchtet; die Salzlösung wird sowohl zum Kühlen als auch zum Entfeuchten des Abgasstromes verwendet, und die Wärme vom Abgasstrom wird dazu verwendet, um das Wasser aus der getrennten Salzlösung zu entfernen.In preferred processes, the neutralizing agent contains a waste material, namely cement kiln cement dust or ash; the exhaust gas stream is contacted with the neutralizing agent by passing it through the basic solution; the method includes the steps of separating the salt solution of the alkali and alkaline earth metal salts from the precipitate and the insoluble components, the step of passing the saline solution precipitate and the insoluble components to a separation plant where the salt solution from the precipitate and insoluble matter Components, the step of passing the separated saline solution through a heat exchanger where it extracts heat from the flow of exhaust gas before it is contacted with the basic solution; the exhaust stream is dehumidified by cooling prior to the contacting step; the saline solution is used both for cooling and dehumidifying the exhaust gas stream, and the heat from the exhaust gas stream is used to remove the water from the separated saline solution.
Bei einem am meisten bevorzugten Verfahren wird die Wärme für die Entfernung des Wassers aus der getrennten Salzlösung teilweise einem oder mehreren heißen Abgasen des Abgasstroms entzogen, es wird die latente Verdunstungswärme der im Abgasstrom enthaltenen Feuchtigkeit genutzt, oder die Wärme wird der Hydrierungsreaktion zwischen dem neutralisierenden Stoff und dem Wasser entzogen sowie durch Kompression dos Gases vor dem Schritt des Inberührungsbringens mit der basischen Lösung gewonnen.In a most preferred method, the heat for the removal of the water from the separated brine is partially removed from one or more of the exhaust gases' hot exhaust gases, the latent heat of vaporization of the moisture contained in the exhaust stream is utilized, or the heat becomes the hydrogenation reaction between the neutralizing agent and withdrawn from the water and recovered by compression of the gas prior to the contacting step with the basic solution.
Noch weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand der folgenden aurführlichen Beschreibung eines gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbeispiels derselben, das in Verbindung mit der zugehörigen Zeichnung gegeben wird, offenbar werden.Still other objects, features, and advantages of the invention will become apparent from the following detailed description of a presently preferred embodiment thereof taken in conjunction with the accompanying drawings.
der orfindungsgemäßon Reaktion der Abgasoxide; Fig. 3: ein Flußdiagramm zur Darstellung der Betriebsweise der in Figur 1 gezeigten Einrichtung.the orfindungsgemäßon reaction of the exhaust gases; 3 is a flow chart illustrating the operation of the device shown in FIG.
Im folgenden wird auf die Figuren 1 und 3 Bezug genommen. Eine Aufschlämmung 1, die aus einem neutralisierenden Stoff (Zementstaub oder Asche) und Wasser besteht und aus dem Primärmischbehälter 35 für Asche und Wasser austritt, wird zusammen mit zusätzlichem Wasser, das durch den Einfluß 4 aus einer geeigneten Quelle (die nicht dargestellt ist) kommt, zur Erzeugung einer verdünnten Aufschlämmung 5 durch Rohr 2 in den Behandlungsbehälter 3 gepumpt. Die Asche wird aus einer Quelle wie beispielsweise einer Generatoranlage, die mit Biomasse beheizt wird, oder einer Müllverbrennungsanlage, die mit Abfallstoffen beschickt wird, herbeigefahren. In einer Zementanlage ist der Zementstaub bereits als Abfallstoff vorhanden. Das Abgas aus einem Zementofen, einer Müllverbrennungsanlage oder einer Dampferzeugeranlage (nicht dargestellt), das ein oder mehrere Oxide von Schwefel, Stickstoff, Kohlenstoff und/oder Verbindungen der Halogene und ihrer Oxide enthält, gelangt durch die Zuleitung 7 in den Wärmeaustauscher 6, aus dem es als gekühltes Abgas austritt. Die kondensierte Abgasfeuchtigkeit wird in dem Wärmeaustauscher 6 gesammelt und durch das Rohr 8 zum Behandlungsbehälter 3 weitergeleitet. Das Abgas wandert dann durch den Kompressor 9, durch Rohr 10 und wird über Rohr 11 zu den Verteilungsrohren 12 im Boden des Behandlungsbehälters 3 weitergeleitet. Damit sich die Feststoffe nicht auf dem Boden des Behandlungsbdhälters 3 absetzen, '..dnn die Aufschlämmung gerührt oder durch geeignetes Mittel wie beispielsweise durch eine Umlaufpumpe 13 in Umlauf versetzt werden.In the following reference is made to Figures 1 and 3. A slurry 1 consisting of a neutralizing substance (cement dust or ash) and water exiting the primary ash tank 35 for ash and water is added together with additional water, which comes from the influence 4 from a suitable source (not shown) , Pumped to produce a dilute slurry 5 through tube 2 in the treatment tank 3. The ash is brought from a source such as a generator plant, which is heated with biomass, or a waste incineration plant, which is fed with waste materials, brought about. In a cement plant, the cement dust is already present as waste. The exhaust gas from a cement kiln, a waste incineration plant or a steam generator plant (not shown) containing one or more oxides of sulfur, nitrogen, carbon and / or compounds of the halogens and their oxides passes through the supply line 7 into the heat exchanger 6, from it exits as cooled exhaust gas. The condensed exhaust gas moisture is collected in the heat exchanger 6 and passed through the tube 8 to the treatment tank 3. The exhaust gas then passes through the compressor 9, through pipe 10 and is forwarded via pipe 11 to the distribution pipes 12 in the bottom of the treatment tank 3. So that the solids do not settle on the bottom of the treatment tank 3, the slurry is stirred or circulated by suitable means, such as a circulation pump 13.
Das Abgas steigt in Blasen durch die Aufschlämmung 5 aus Asche oder Zementstaub und Wasser auf und kommt mit dem neutralisierenden Stoff in Berührung und verläßt den Behälter 3 oben als gawaschenes Abgas über den Austritt 14. Die Aufschlämmung 5 wird durch Pumpe 15 über das Rohr 16 als Gomisch aus behandeltem Feststoff, Wasser und gelösten Stoffen zum Absetzbehälter 17 gepumpt, wo die sich abgesetzt habenden Feststoffe 18 von Pumpe 19 herausgepumpt werden, wobei das mit gelösten Salzen belastete Wasser 20 in den Wärmeaustauscher 6 gepumpt wird, damit es das zugeführte Abgas kühlt. Das Wasser aus der Salzlösung 20 wird verdampft und der Dampf wird übe ~ das Rohr 21 in die Atmosphäre abgegeben, oder aber das Wasser wird verdampft und dann zu einer Flüssigkeit kondensiert, um die latente Wärme für die Wiederverwendung wieder zu gewinnen. Die Salze aus der Salzlösung 20 werden konzentriert und/oder ausgefällt und aus dem Wärmeaustauscher über das Rohr 22 gesammelt. Bei den kationischen Bestandteilen der gesammelten Salze handelt es sich grundsätzlich um Sulfate, Carbonate und Nitrate. Die tatsächliche Zusammensetzung dor Salze hängt von der anfänglichen Zusammensetzung der zu behandelnden Asche und von der Zusammensetzung des Abgases ab.The exhaust gas rises in bubbles through the slurry 5 of ash or cement dust and water and comes in contact with the neutralizing material and leaves the container 3 at the top as gawaschenes exhaust gas via the outlet 14. The slurry 5 is pump 15 through the pipe 16 as Gomisch from treated solid, water and solutes pumped to sedimentation tank 17, where the sedimented solids 18 pumped out by pump 19, wherein the dissolved salts with contaminated water 20 is pumped into the heat exchanger 6, so that it cools the supplied exhaust gas. The water from the saline solution 20 is evaporated and the vapor is released into the atmosphere via the pipe 21 or the water is evaporated and then condensed to a liquid to recover the latent heat for reuse. The salts from the brine 20 are concentrated and / or precipitated and collected from the heat exchanger via the tube 22. The cationic constituents of the collected salts are basically sulfates, carbonates and nitrates. The actual composition of the salts depends on the initial composition of the ash to be treated and on the composition of the exhaust gas.
Der Betrieb der neuen Anlage für die Durchführung der Erfindung wird anhand der Betrachtung des Flußdiagramms gemäß Figur 3 noch besser offenbar, in dem die Bestandteile etwas ausführlicher schematisch dargestellt werden. Das für die Verwendung in der Anlage beistimmte destillierte Wasser wird In einem Speicherbehälter 23 gespeichert, von wo 6s, wenn es benötigt wird, mit Pumpen 24 zu anderen Stellen gepumpt und auf Wunsch zum Abfluß 25 weitergeleitet werden kann. Das destillierte Wasser aus dem Wärmeaustauscher 6 wird durch die Leitung 21 in den Behälter 23 geleitet. Die Salzlösung 20 aus dem Absetzbehälter 17 wird von Pumpe 26 durch Jas Rohr 38 in den Wärmeaustauscher 6 und durch das Rohr 39 zur Rohrschlange 40 gepumpt, wie dies auf der oberen linken Seite der Zeichnung von Figur 3 dargestellt wird. Dort wird sie konzentriert, der Dampf wird entweder in die Atmosphäre entlassen oder durch das Rohr 21 in den Speicherbehälter für das destillierte Wasser 23 eingespeist. Die Feststoffe vom Boden des Absetzbehälters 17 können durch Pumpe 19 abgezogen und in den Verdünnungsbahälter 28 eingespeist werden, wo sie mit Wasser aus dem Behälter 23 verdünnt und vom Rührer 37 gerührt und dann vom Pumpe 29 in einen zweiten Absetzbehälter 30 entfernt werden, aus dom mit Pumpe 32 die abgesetzten Feststoffe 31 herausgepumpt werden. Im Falle der Anwendung der Erfindung in einer Zementanlage sind diese abgelagerten Feststoffe als Beschickungerohstoffe für den Ofen einsetzbar; im Falle einer Dampferzeugeranlage, bei der die Asche als neutralisierendes Mittel verwendet wird, werden die nunmohr unschädlichen Feststoffe zu Abfallentfernungseinrichtungen weitergeleitet.The operation of the new plant for carrying out the invention will become more apparent from a consideration of the flow chart of Figure 3, in which the components are shown somewhat more schematically. The distilled water intended for use in the plant is stored in a storage tank 23, from which 6s, when needed, can be pumped by pumps 24 to other locations and forwarded to the drain 25 if desired. The distilled water from the heat exchanger 6 is passed through the conduit 21 into the container 23. The brine 20 from the settling tank 17 is pumped from pump 26 through Jas pipe 38 into heat exchanger 6 and through pipe 39 to pipe coil 40, as shown on the upper left side of the drawing of FIG. There it is concentrated, the steam is either released into the atmosphere or fed through the pipe 21 into the storage tank for the distilled water 23. The solids from the bottom of the settling tank 17 can be withdrawn by pump 19 and fed to the dilution tank 28, where they are diluted with water from the tank 23 and stirred by the stirrer 37 and then removed from the pump 29 into a second settling tank 30, from dom Pump 32, the settled solids 31 are pumped out. In the case of the application of the invention in a cement plant these deposited solids are used as Beschickungerohstoffe for the furnace; in the case of a steam generator plant where the ash is used as a neutralizing agent, the now harmless solids are sent to waste removal facilities.
Der Behälter 30 enthält in diesem Falle auch eine Lösung 33, die mit der Pumpe 34 zum Priinärmischbehälter 35 (der in Figur 1 nicht dargestellt ist) gepumpt wird, wo sie dem Zementstaub oder der Asche zusammen mit Wasser zugeführt wird, um eine Aufschlämmung der gewünschten Konsistenz zu erzeugen, die dann mit der Pumpe 42 in den Behandlungsbehälter 3 gepumpt wird, dem sie über mehrere Zuführungsrohre 41 zugesetzt wird, damit sie mit dem Abgasstrom, der durch die Leitung 11 eintritt, reagiert und nach der Neutralisation durch den Austritt 14 in den Schornstei' ι entweicht. Wie zuvor beschrieben, werden die Aufschlämmung und die sich niederschlagenden Feststoffe kontinuierlich in Behälter 3 bewegt, indem sie durch die Pumpe 13 in Umlauf versetzt werden. Wie aus der schematischen Darstellung hervorgeht, kann der Aufschlämmung in Behälter 3 aus einer Quelle über den Einfluß 4 sowie auch aus anderen Teilen der Anlage durch die dargestellte Rohrleitung zusätzliches Wasser zugesetzt werden. Der Abgasstrom steigt in Form von Blasen durch die Aufschlämmung und die Öffnungen der Verteilerrohre 12, um mit der Säurelösung zu reagieren, die durch Mischen von Zementstaub oder Asche mit Wasser entsteht. Im Falle der Asche, die aus Biomasseverbrennungsanlagen stammt, kann die Asche unverbrannten Kohlenstoff enthalten, der in bestimmten Situationen in Wasser schwimmt. Der veranschaulichte Prozeß kann auf Wunsch modifiziert werden, damit der Kohlenstoff entfernt werden kann. Wasser 20, das unverbrannten Kohlenstoff enthält, wird von der Oberfläche des Absetzbehälters gepumpt, damit es gefiltert oder auf andere Weise behandelt wird, um den Kohlenstoff zu entfernen, der anschließend wieder dem Prozeß zugeführt wird. Erforderlichenfalls kann die Lösung, die gelöste Alkali- oder Erdalkalimetallsalze enthält, aus der (nicht dargestellten) Rohrleitung entfernt werden, damit sie gefiltert oder auf andere Weise mit einer Feststoffteilchen-Entfernungsvorrichtung von den Feststoffteilchen gereinigt wird. Die Lösung wird dann zum Wärmeaustauscher 6 weitergeleitet.The container 30 in this case also contains a solution 33 which is pumped by the pump 34 to the primary mixer tank 35 (not shown in Figure 1) where it is fed to the cement dust or ash together with water to make a slurry of the desired one To produce consistency, which is then pumped by the pump 42 into the treatment tank 3, where it is added via a plurality of feed pipes 41, so that it reacts with the exhaust gas stream, which enters through line 11 and after neutralization through the outlet 14 in the Schornstei 'ι escapes. As described above, the slurry and the precipitating solids are continuously moved into tank 3 by being circulated by the pump 13. As is apparent from the schematic illustration, additional water can be added to the slurry in vessel 3 from a source via the influent 4 as well as from other parts of the plant through the illustrated pipeline. The exhaust gas stream rises in the form of bubbles through the slurry and the openings of the distribution tubes 12 to react with the acid solution resulting from mixing cement dust or ash with water. In the case of ashes coming from biomass incinerators, the ash may contain unburned carbon, which in certain situations floats in water. The illustrated process may be modified as desired to remove the carbon. Water 20 containing unburned carbon is pumped from the surface of the settler to be filtered or otherwise treated to remove the carbon that is subsequently returned to the process. If necessary, the solution containing dissolved alkali or alkaline earth metal salts may be removed from the pipeline (not shown) to be filtered or otherwise cleaned of the particulates with a particulate removal device. The solution is then forwarded to the heat exchanger 6.
Der Wärmeaustauscher ß ist eine Doppelzweck-Wärmeaustauscher-Kristallisationseinheit einer bekannten Art, 'JIn dem Abgas Wärme entzieht und jene Wärme einschlioßlic'n der latenten Wärme, die durch die Kondensation der Abgasfeuchtigkeit entsteht, zur Verdunstung des Wassers nutzt.The heat exchanger β is a dual-purpose heat exchanger crystallization unit of a known type which extracts heat from the exhaust gas and utilizes that heat, including the latent heat produced by the condensation of the exhaust gas moisture, to evaporate the water.
Die gesamte Anlage ist aus hinlänglich bekannten Teilen geschaffen, die mit Stanuardvorfahre·) kombiniert werden. Zum Beispiol hat der Behandlungsbehälter typischerweise ein Volumen von einer Million Gallonen (3800000 Liter) und ist mit einer Gasverteilungs- und Rührvorrichtung ausgestaltet; der Absetzbohälter kann ein Volumen von hunderttausend Gallonen (380000 Liter) haben, wobei beide Behälter aus lichtrostendem Stahl oder anderen geeigneten Materialien wie beispielsweise Gummi bestehen, dio starken alkalischen- odci Säurelösungon standhalten können. Andere Bauteile sind auch von herkömmlicher Art, einschließlich der erforderlichen Pumpen, Motoren und Rohrleitungen und eines geeigneten Wärmeaustauschers.The entire system is created from well-known parts that are combined with Stanuardvorfahre ·). For example, the treatment tank typically has a volume of one million gallons (3800,000 liters) and is configured with a gas distribution and stirring device; the settler can have a volume of one hundred thousand gallons (380000 liters), both of which are made of stainless steel or other suitable materials such as rubber, capable of withstanding a strong alkaline or acidic solution. Other components are also conventional, including the required pumps, motors and piping, and a suitable heat exchanger.
Das Grundarbeitsprinzip dieser Erfindung besteht in der Rekombination und Reaktion zweier während der Verbrennung entstehender Abfälle, um die Abfälle gegenseitig zu neutralisieren. Ein Abgasstrom enthält die Gase und gasförmigen Ox'fle, dike Säurelösungen in Wasser entstehen lassen, und der andere Feststoffteilchenmasse, nämlich die Ascho von den Verbrennungseinrichtungen, in denen Biomasse odei industrielle oder städtische Abfälle verbrannt werden, oder Zementstaub aus einem Zementofen, die alkalischen Lösungen in Wasser bilden.The basic working principle of this invention is the recombination and reaction of two wastes generated during combustion to neutralize each other's waste. One exhaust gas stream contains the gases and gaseous oxides which give rise to acid solutions in water, and the other particulate mass, namely the ash from incinerators burning biomass or industrial or municipal wastes or cement dust from a cement kiln, the alkaline solutions form in water.
Nach teilweiser Lösung in Wasser reagieren die zwei Abfälle miteinander und neutralisieren sich gegenseitig. Im Falle der Asche sorgt der Prozeß für die Reaktion oder die Beseitigung der alkalischen Bestandteile, wodurch sich das ergibt, was als neutralei Feststoff zurückbleibt, der als ungefährlicher Abfall beseitigt werden kann. Gleichzeitig wird das durch die Aufschlämmung im Behandlungsbohälter aufsteigende Abgas von einem beträchtlichen Teil der Halogenverbindungen und Oxide von Schwefel, Stickstoff und Halogenen gereinigt, indem Salze von diesen Bestandteilen gebildet werden.After partial solution in water, the two waste react with each other and neutralize each other. In the case of ashes, the process provides for the reaction or elimination of the alkaline components, resulting in what remains as a neutral solid that can be disposed of as non-hazardous waste. At the same time, the exhaust gas rising through the slurry in the treatment vessel is purified from a substantial portion of the halogen compounds and oxides of sulfur, nitrogen and halogens by forming salts of these constituents.
Im Fall des Zementofenstaubs, der übermäßig viel Kalium und/oder Natrium und Sulfat enthält, sorgt der Prozeß für die Lösung eines beträchtlichen Teiles der verbleibenden ungelösten Feststoffe, die Calcium- und Magnesiumsalze einschließen. Die sich ergebenden Feststoffe sind deshalb für die Verwendung als Prozeßbeschickungsmaterial geeignet. Das Kaliumsulfat und andere Salze, die aus der Wärmeaustauscher-Kristallisationseinheit entfernt werden, können als Düngemittel oder als Materialquelle für die Extraktion von Chemikalien verwendet werden. Gleichzeitig wird das durch die Aufschlämmung des Behandlungsbehälters aufsteigende Abgas von einem beträchtlichen Anteil der Schwefel- und Stickstoffoxide geeinigt, indem Sulfate und Nitrate gebildet werden.In the case of cement kiln dust containing excess potassium and / or sodium and sulfate, the process provides for the dissolution of a substantial portion of the remaining undissolved solids, which include calcium and magnesium salts. The resulting solids are therefore suitable for use as process feedstock. The potassium sulfate and other salts removed from the heat exchanger crystallization unit can be used as fertilizer or as a material source for the extraction of chemicals. At the same time, the exhaust gas rising through the slurry of the treatment tank is reconstituted with a substantial portion of the sulfur and nitrogen oxides forming sulfates and nitrates.
Abgas aus beispielsweise einem Dampferzeuger kann durch ein Rohr 7 mittels eines Kompressors 9 mit einer Rate von 200000 Kubikfuß (6000m3) pro Minute zum Wärmeaustauscher β geleitet werden. Das Abgas hat eine unterschiedliche Zusammensetzung, kann jedoch grob 10% Wasser, 15% Kohlendioxid, 65% Stickstoff, 10% Sauerstoff und 500 bis 10OOpm Stickstoffoxide und 100 bis 10OOppm Schwefeldioxide enthalten, im Wärmeaustauscher β wird das Abgas gekühlt, und das Wasser wird kondensiert, was zu einer Abnahme des Durchflußvolumens führt. Das Abgas wird dann durch den Kompressor 9 durch das Rohr 10 für die Weiterleitung durch Rohr 11 zu den Verteilerrohren 12 gezogen, wo es mit der Aufschlämmung 5 reagieren kann, in der die Halogene und die Oxide von Schwefel, Stickstoff, Kohlenstoff und den Halogenen reagieren. Die Asche kann beispielsweise mit einer Rate von acht bis elf Tonnen (7 200 bis 10800kg) pro Stunde Trockengewicht in den Behandlungsbehälter eingeführt werden. Es wird Wasser hinzugefügt, um eine verdünnte Aufschlämmung mit einem Wassergehalt von bis zu 95% zu erzeugen. Der Wassergehalt der Aufschlämmung wird durch die anfängliche Konzentration der Alkali- und Erdalkalimetallsalze oder der anderen Metallsalze in der Asche und auf der Basis des gewünschten Grades dei Entfernung dieser Salze aus dem Rückstand bestimmt.Exhaust gas from, for example, a steam generator may be passed through a pipe 7 to the heat exchanger β by means of a compressor 9 at a rate of 200,000 cubic feet (6000 m 3 ) per minute. The exhaust gas has a different composition, but may roughly contain 10% water, 15% carbon dioxide, 65% nitrogen, 10% oxygen and 500 to 10OOpm nitrogen oxides and 100 to 10OOppm sulfur dioxide, in the heat exchanger β, the exhaust gas is cooled, and the water is condensed , which leads to a decrease in the flow volume. The exhaust gas is then drawn through the compressor 9 through the pipe 10 for passage through pipe 11 to the manifolds 12 where it can react with the slurry 5 in which the halogens and oxides of sulfur, nitrogen, carbon and the halogens react , For example, the ash may be introduced into the treatment tank at a rate of eight to eleven tons (7,200 to 108,000 kg) per hour dry weight. Water is added to produce a dilute slurry with a water content of up to 95%. The water content of the slurry is determined by the initial concentration of the alkali and alkaline earth metal salts or other metal salts in the ash and based on the desired degree of removal of these salts from the residue.
Nach der Reaktion mit dem Abgas wird die Aufschlämmung der behandelten Asche mit einer Rate von annähernd 200 Gallonen (760 Liter) pro Minute zum Absetzbehälter 17 gepumpt. In diesem Behälter setzen sich die Feststoffe ab und bilden eine Aufschlämmung, bestehend aus 35% Wasser und 65% Feststoffen unterhalb einer Lösung aus Wasser und lösbaren Salzen, die sich während der Behandlung gelöst haben. Die Wasserlösung wird mit einer Rate von annähernd 200 Gallonen (760 Liter) pro Minute durch den Ausfluß 20 zum Wärmeaus.auscher 6 gepumpt, um das Abgas zu kühlen und das Wasser daraus zu verdunsten, damit sich als Nebenprodukte Salze ergeben. Der schwimmende Kohlenstoff kann, wie zuvor erwähnt, entfernt werden. Die Nebenprodukte Salze, die über das Rohr 22 entfernt werden, werden mit einer Rate von annähernd fünf bis zwanzig Tonnen (4500 bis 18000kg) pro Tag gebildet. Die Salze als Nebenprodukt schließen Kaliumsulfat, Calciumcarbonat und andere Salze mit kationischen Bestandteilen wie Kalium, Calcium, Magnesium und Sodium sowie anionische Bestandteile wie Carbonate, Sulfite und Nitrate ein. Ein Anteil des Nitrates oxidiert das Sulfit zu Sulfat. Beispiel unter Verwendung von ZementstaubAfter the reaction with the offgas, the slurry of treated ash is pumped to settling tank 17 at a rate of approximately 200 gallons (760 liters) per minute. In this vessel, the solids settle to form a slurry consisting of 35% water and 65% solids below a solution of water and soluble salts that have dissolved during the treatment. The water solution is pumped through the effluent 20 to the heat exchanger 6 at a rate of approximately 200 gallons (760 liters) per minute to cool the exhaust gas and evaporate the water therefrom to form salts as by-products. The floating carbon can be removed as mentioned above. By-products Salts removed via pipe 22 are formed at a rate of approximately five to twenty tons (4500 to 18000 kg) per day. The by-product salts include potassium sulfate, calcium carbonate and other salts with cationic constituents such as potassium, calcium, magnesium and sodium as well as anionic components such as carbonates, sulfites and nitrates. A portion of the nitrate oxidizes the sulfite to sulfate. Example using cement dust
Die folgende Erörterung ist ein Beispiel für die Anwendung dieses Prozesses bei einer Naßprozeß-Zementerzeugungsanlage mäßiger Größe.The following discussion is an example of the application of this process to a moderately sized wet process cementing plant.
Das durch das Rohr 7 aus dem Ofensackhaus kommende Abgas wird mit einer Rate von 200000 Kubikfuß (5660 m3) pro Minute vom Kompressor 9 in den Wärmeaustauscher 6 eingespeist. Das Abgas ist unterschiedlich in seiner Zusammensetzung, es enthält jedoch grob 29% Wasser, 25% Kohlendioxid, 35% Stickstoff, 10% Sauerstoff und 400 bis öOOppm Stickstoffoxide und 200ppm Schwefeldioxid. Im Wärmeaustauscher 6 wird das Abgas gekühlt und sein Wasser kondensiert, so daß sich das Durchflußvolumen um 35% bis 40% verringert. Das Abgas wird dann vom Kompressor 9 für die Weiterbildung durch Rohr 11 zu den Verteilerrohren 12 durch das Rohr 10 befördert; es reagiert mit der Aufschlämmung 5, in der die meisten Oxide des Schwefels und des Stickstoffs entfernt werden. Bei Versuchen im Labormaßstab wurden 99% des SO; aus dem Abgasstrom entfornt.The exhaust gas from the oven sack house through the pipe 7 is fed from the compressor 9 into the heat exchanger 6 at a rate of 200,000 cubic feet (5660 m 3 ) per minute. The exhaust gas is different in composition but contains roughly 29% water, 25% carbon dioxide, 35% nitrogen, 10% oxygen and 400 to 500 ppm nitrogen oxides and 200 ppm sulfur dioxide. In the heat exchanger 6, the exhaust gas is cooled and condensed its water, so that the flow volume is reduced by 35% to 40%. The exhaust gas is then carried by the compressor 9 for further development through pipe 11 to the manifolds 12 through the pipe 10; it reacts with the slurry 5 where most of the oxides of sulfur and nitrogen are removed. In laboratory scale experiments, 99% of the SO; Entfornt from the exhaust stream.
Der Ofenstaub wird mit einer Rate von acht bis zwölf Tonnen Trockenmasse pro Stunde in den Behandlungsbehälter 3 eingespeist. Es wird Wasser zugesetzt, um eine verdünnte Aufschlämmung von bis zu 95% Wassergehalt zu bereiten. Der Wassergehalt der Aufschlämmung wird mit Hilfe der anfänglichen Konzentration von Kalium und Natrium im Abfallstaub und anhand der gewünschten Konzentration in dem Material, das in die Ofenbeschickungsanlage zurückgeführt werden soll, bestimmt. Nach der Reaktion mit dem Abgas wird die Aufschlämmung des behandelten Staubs mit eine; Rate von annähernd 200 Gallonen (760 Liter) pro Minute zum Absetzen in den Behälter 17 gepumpt. In diesem Behälter setzen sich die Feststoffe ab und bilden eine Aufschlämmung von annähernd 35% Wasser und 65% Feststoffen unter einer Lösung aus Wasser und löslichen Salzen, die sich währond der Behandlung gelöst haben.The kiln dust is fed into the treatment tank 3 at a rate of eight to twelve tons per hour of dry matter. Water is added to make a dilute slurry of up to 95% water content. The water content of the slurry is determined by the initial concentration of potassium and sodium in the waste dust and the desired concentration in the material to be returned to the kiln feed facility. After the reaction with the exhaust gas, the slurry of the treated dust becomes one; Pumped rate of approximately 200 gallons (760 liters) per minute for settling in the container 17. In this vessel, the solids settle to form a slurry of approximately 35% water and 65% solids under a solution of water and soluble salts that have dissolved during the treatment.
Die Aufschlämmung wird mit der Pumpe 19 aus Behälter 17 gepumpt und mit dem Prozeßbeschickungsmaterial für eine Zementanlage mit einer Rate von annähernd 7,8 Tonnen Feststoffe pro Stundo kombiniert. Die Wasserlösung wird mit einer Rate von annähernd 200 Gallonen (760 Liter) pro Minute durch den Ausfluß 20 zum Wärmeaustauscher gepumpt, um das Abgas zu kühlen und das darin enthaltene Wasser zu verdampfen, so daß Salzo als Nebenprodukt entstehen. Diese als Nebenprodukt entstehenden Salze, die übor das Rohr 22 entfernt werden, werden mit einer Rate von annähernd acht bis zwölf Tonnen pro Tag erzeugt. Dieso Salze schließen Kaliumsulfat, Calciumcarbonat und andere Salze mit kationischen Bestandteilen wie Kalium, Calcium, Magnesium und Sodium sowie anionische Bestandteile wie Carbonate, Sulfate und Nitrate ein. Ein Anteil der Nitrate oxidiert das Sulfit zu Sulfat. Im folgenden wird auf die Figur 2 Bezug genommen. Es werden die Ergebnisse von zwei VersuchenThe slurry is pumped from vessel 17 by pump 19 and combined with the process feedstock for a cement plant at a rate of approximately 7.8 tons of solids per hour. The water solution is pumped through the effluent 20 to the heat exchanger at a rate of approximately 200 gallons (760 liters) per minute to cool the exhaust gas and evaporate the water contained therein to form by-product salts. These by-produced salts, which are removed via tube 22, are produced at a rate of approximately eight to twelve tons per day. These salts include potassium sulfate, calcium carbonate and other salts with cationic constituents such as potassium, calcium, magnesium and sodium as well as anionic components such as carbonates, sulfates and nitrates. A proportion of the nitrates oxidizes the sulfite to sulfate. In the following reference is made to FIG. It will be the results of two experiments
(KD-18 und KD-20) angeführt; sie zeigen, daß die Extraktion von Alkali- und Erdalkalimetallsalzon aus dem Staub zu behandeltem Staub führt, der als Ofenbeschickungsmaterial akzeptabel ist. Das heißt, der Prozentsatz der Kaliumsalz'j fällt von annähernd 3% auf unter 1 bis Vj % ab, und der Prozentsatz des Sulfates fällt von annähernd 6% auf 3% oder darunter ab. Es muß erwähnt werden, daß bei dem in Figur 2 dargestellten Beispiel anfänglich eine volle Charge Staub in den Bohandlungsbohälter gefüllt und dann mit der Einleitung des Gases begonnen wurde. Daraus erküren sich dia Gefälle der graphischen Darstellung während der Tage A bis M. Diese Reduktion der Kalium-, Natrium- und Sulfatkonzentration Im Staub vom anfänglich unbehandelten zum schließlich bebandelten Material ist größer als 50%. Die Proben A-M beziehen sich auf aufeinanderfolgende Tage, an denen Proben aus dem kontinuierlichen Behandlungsprozeß entnommen wurden.(KD-18 and KD-20); they show that the extraction of alkali and alkaline earth metal salt from the dust results in treated dust that is acceptable as furnace feedstock. That is, the percentage of potassium salt, j decreases from approximately 3% to less than 1 to V%, and the percentage of sulfate falls from approximately 6% to 3% or less. It should be noted that in the example shown in Figure 2, initially a full load of dust was filled into the drilling vessel and then the introduction of the gas was started. This results in the slope of the graph during days A to M. This reduction in potassium, sodium and sulfate concentration In the dust from the initially untreated to the finally wrapped material is greater than 50%. Samples A-M refer to consecutive days on which samples were taken from the continuous treatment process.
Die Auswirkung des Zusatzes von behandeltem Staub auf die Zusammensetzung des Beschickungsrohstoffes wird in der folgenden Tabelle gezeigt, dia den Prozentsatz der einzelnen Oxide im normalen Ofenbeschickungsmateria! sowohl für den Typ I als auch für den Typ Il der Zementproduktion angibt. Die Zahlen, die in den Spalten angegeben v/erden, die mit „100 TPD Dust Added to Feed" und .200 TPD Dust Added to Feed" überschrieben sind, zeigen ganz eindeutig die geringe Wirkung auf die Zusammensetzung des Beschickungsmaterials, die sich durch den Zusatz von 100 Tonnen bzw. 200 Tonnen behandelten Staubs zum normalen Beschickungsmaterial pro Tag ergeben.The effect of adding treated dust to the composition of the feedstock raw material is shown in the following table, the percentage of individual oxides in the normal furnace feed material! for both type I and type II cement production. The numbers given in the columns, which are headed "100 TPD Dust Added to Feed" and "200 TPD Dust Added to Feed", clearly show the small effect on the composition of the feed material, which is due to the Add 100 tonnes or 200 tonnes of treated dust per day to the normal feed.
Auswirkung des behandelten Staubs auf die Zusammensetzung des OfenbeschickungsmaterialsEffect of the treated dust on the composition of the kiln feed
* Sulfat wiedergegeben durch SOjSulfate represented by SOj
Diese Ergebnisse demonstrieren, daß die größte Veränderung der Ofenstaubzusammensetzung durch das Entfernen von SO3 und K2O entsteht und daß das nichtentfernte K2O und SO3 die Zusammensetzung des Beschickungsrohstoffes nicht wesentlich verändern.These results demonstrate that the largest change in kiln dust composition is due to the removal of SO 3 and K 2 O and that the unreacted K 2 O and SO 3 do not significantly alter the composition of the feedstock.
Wahrend hierin ein gegenwärtig bevorzugtet! Verfallron und eine Einrichtung für die praktische Anwendung der Erfindung offenbart und beschrieben werden, versteht es sich jedoch von selbst, daß dies zum Zwecke der Darstellung und nicht zum Zwecke der Einschränkung geschah, wobei der Geltungsbereich der Erfindung nur durch die richtige Auslegung der mitanhängigon Patentansprüche eingeschränkt werden soll.While one currently prefers! However, it should be understood that this has been done for the purpose of illustration and not for the purpose of limitation, the scope of the invention being limited only by the proper interpretation of the appended claims shall be.
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