DD296543B5

DD296543B5 - Method for detoxifying the exhaust gases from garbage and special waste incineration plants

Info

Publication number: DD296543B5
Application number: DD34255990A
Authority: DD
Inventors: Hans-Ulrich Dummersdorf; Heinz Dummersdorf
Original assignee: Grimma Masch Anlagen Gmbh
Priority date: 1990-07-06
Filing date: 1990-07-06
Publication date: 1996-01-25

Description

Die Erfindung betrifft den Einsatz von Müll- und Sondermüllverbrennungsanlagen unter den höchsten Forderungen zum Umweltschutz und ist anwendbar in allen Verbrennungsanlagen, insbesondere Hochtemperaturverbrennungsanlagen zur Beseitigung von Industrie-, Haus- und Sondermüll.The invention relates to the use of waste and hazardous waste incineration plants under the highest environmental requirements and is applicable in all incinerators, especially high-temperature incinerators for the elimination of industrial, domestic and hazardous waste.

Neben der Deponie stellen Verbrennungsanlagen, wenn auch mit Einschränkungen und Vorbehalten, die einzige akzeptable Entsorgungsmöglichkeit für industrielle und kommunale Abprodukte dar.In addition to landfills, incinerators represent the only acceptable disposal option for industrial and municipal waste products, albeit with limitations and reservations.

Die Problematik besteht darin, daß in allen industriellen und kommunalen Abprodukten in mehr oder weniger hohem Maße gebundenes Chlor vorhanden ist, welches die Bildung der hochtoxischen und gefürchteten höher chlorierten Kohlenwasserstoffe, insbesondere Dibenzodioxine und Dibenzofurane, bei der Verbrennung hervorruft.The problem is that in all industrial and municipal waste products to a greater or lesser extent bound chlorine is present, which causes the formation of highly toxic and dreaded higher chlorinated hydrocarbons, especially dibenzodioxins and dibenzofurans in the combustion.

Zur Vermeidung solcher Verbindungen im Rauchgas ist die Verbrennungstemperatur verbindlich auf Werte oberhalb von 1 200⁰C festgelegt, die in den Müllverbrennungsanlagen zumeist durch eine dem üblicherweise zum Einsatz gelangenden Drehrohrofen nachgeschaltete Hochtemperaturverbrennungsstufe erreicht wird.To avoid such compounds in the flue gas, the combustion temperature is set to values above 1 200 ⁰ C, which is usually achieved in the waste incineration plants by a high-temperature combustion stage connected downstream of the rotary kiln usually used.

Jedoch treten in fast allen Müllverbrennungsanlagen trotz allem Emissionen gefährlicher Stoffe auf, die folgende Ursachen haben:However, in almost all waste incineration plants, emissions of hazardous substances nevertheless occur which have the following causes:

- Die Verbrennungsräume (Drehrohrofen, Hochtemperaturverbrennung) lassen in ihrem Inneren infolge punktueller Wärmequellen räumlich und zeitlich inhomogene Temperaturfelder zu.- The combustion chambers (rotary kiln, high-temperature combustion) allow in their interior as a result of selective heat sources spatially and temporally inhomogeneous temperature fields.

- Die Heterogenität der zugeführten Abprodukte (Heizwerte, Zusammensetzung etc.) bedingt zur Einhaltung der geforderten Mindesttemperaturen eine komplizierte Regelung der Unterfeuerungsleistung oder der Chargenkombination.- The heterogeneity of the supplied waste products (calorific values, composition, etc.) requires a complicated regulation of the sub-firing power or the batch combination in order to comply with the required minimum temperatures.

- In jüngster Zeit wurde festgestellt, daß sich Dioxine auch bei niedrigen Temperaturen, wie sie in und nach dem Abhitzekessel der Verbrennungsanlage herrschen (300 bis 400⁰C), nachträglich und unabhängig von der Hochtemperaturverbrennungsstufe bei Anwesenheit von Kohlenwasserstoffresten aus der Verbrennung, chlorhaltigen Verbindungen und Sauerstoff in Anwesenheit katalytisch wirkender Stäube bilden können.It has recently been found that dioxins are also at low temperatures, such as prevail in and after the waste heat boiler of the incinerator (300 to 400 ⁰ C), and subsequently regardless of the high-temperature combustion stage in the presence of hydrocarbon residues from combustion, chlorine-containing compounds and Oxygen can form in the presence of catalytically active dusts.

Somit ergeben sich mehrere Emissionsquellen für gefährliche Produkte in einer Müllverbrennungsanlage:This results in several emission sources for hazardous products in a waste incineration plant:

1. Nicht zerlegte Chlororganika aus der Verbrennung und der Hochtemperaturverbrennungsstufe.1. Undissolved chloroorganics from combustion and high temperature combustion stage.

2. Neu gebildete Chlororganika aus durch die Hochtemperaturverbrennung durchgebrochenen Restkohlenwasserstoffen im Bereich des Abhitzekessels bei Temperaturen zwischen 300 und 400⁰C.2. Newly formed chloroorganics from broken down by the high-temperature combustion residual hydrocarbons in the region of the waste heat boiler at temperatures between 300 and 400 ⁰ C.

Diese Nachteile haften den Sondermüllverbrennungsanlagen generell an (Zerstörungseffizienz für CKW max. 99,998%), was ihre gegenwärtige und zukünftige umweltpolitische Akzeptanz in Frage stellt.These disadvantages are generally attributed to hazardous waste incineration plants (destruction efficiency for CHC up to 99.998%), which calls into question their current and future environmental acceptance.

Es wurde auch versucht, die Neubildung von polychlorierten Kohlewasserstoffen dadurch zu umgehen, daß der Temperaturbereich zwischen 400 und 300^cC durch Einspritzen von Wasser rasch durchquert wird. Diese Lösung hat den Nachteil, daß die Bildung von Dioxinen und Furanen nicht sicher verhindert werden kann. Darüber hinaus sind damit aus der Hochtemperaturverbrennungsstufe stammende vorgebildete Dioxine und Furane sowie andere CKW bzw. FCKW nicht zu beseitigen.It has also been attempted to avoid the formation of polychlorinated hydrocarbons; characterized in that the temperature range between 400 and 300 ^{° C} C by injecting water is traversed rapidly. This solution has the disadvantage that the formation of dioxins and furans can not be reliably prevented. In addition, preformed dioxins and furans derived from the high-temperature combustion stage as well as other CHCs or CFCs can not be eliminated.

Nach neueren Erkenntnissen (Abfallwirtschaftsjoumal 2/1990 Nr.4) tritt neben der primären Dioxinbildung in der Hochtemperaturstufe einer Müllverbrennungsanlage insbesondere eine sekundäre, katalytisch initiierte Dioxinbildung in der Abhitzeanlage beim Durchqueren des Bereiches 350 bis 300⁰C auf. Durch Einspritzen bestimmter Chemikalien soll hier die Dioxinbildung behindert werden. Neben der schwierigen Prozeßführung (insbesondere hinsichtlich des Temperaturregimes) wird die primäre Dioxinbildung dadurch nicht verhindert, denn dieser Anteil liegt im Rauchgas bereits vor.According to recent findings (Abfallwirtschaftsjoumal 2/1990 No.4) occurs in addition to the primary dioxin formation in the high-temperature stage of a waste incineration plant in particular a secondary, catalytically initiated dioxin formation in the waste heat plant when crossing the range 350 to 300 ⁰ C. By injecting certain chemicals here the dioxin formation is to be hindered. In addition to the difficult process control (especially with regard to the temperature regime), the primary dioxin formation is not prevented, because this proportion is already present in the flue gas.

Der entscheidende Nachteil der meisten bekannten Müllverbrennungsanlagen, der bisher nicht beseitigt werden konnte, besteht also darin, daß diese hinsichtlich Temperaturniveau und Homogenität des Temperaturfeldes in den Verbrennungszonen nicht die Voraussetzungen zur völligen thermischen Zerstörung der polychlorierten Kohlenwasserstoffe besitzen. Es wurde weiterhin vorgeschlagen, Abprodukte mittels eines chemisch-reaktiven Wasserdampfplasmas gemäß OD 299 915 A7 schadlos zu entsorgen. Dieses Verfahren ist für die Entgiftung großer Gasströme (Rauchgas) mit kleinen Schadstoffkonzentrationen nicht geeignet, da sich seine Anwendung sowohl aus energetischen Gründen (Aufheizung riesiger Gasströme) verbietet als auch aus verfahrenstechnischen Gründen wirkungslos bliebe, weil die chemisch-reaktive Einwirkung des Dampfplasmas auf die Schadstoffe in einem fast vollständig aus Rauchgas bestehenden Gasstrom nicht erreichbar wäre. Des weiteren hätte die in der genannten Erfindung existierende Nachoxidationsstufe keine SinnfäUigkeit. Auch aus weiteren technischen Gründen, so der Nichtbetreibbarkeit einer Plasmatron-Plasmareaktor-Kombination mit derart hohen Rauchgasströmen, ist das Verfahren für diesen Einsatzfall nicht anwendbar.The crucial disadvantage of most known waste incineration plants, which could not be eliminated so far, is that they do not have the conditions for complete thermal destruction of polychlorinated hydrocarbons in terms of temperature level and homogeneity of the temperature field in the combustion zones. It has also been proposed to dispose of waste products by means of a chemically-reactive steam plasma according to OD 299 915 A7 harmless. This method is not suitable for the detoxification of large gas streams (flue gas) with low pollutant concentrations, as its application both for energy reasons (heating huge gas streams) prohibits as well as procedural reasons would be ineffective, because the chemically reactive action of the vapor plasma on the pollutants would not be achievable in a gas stream consisting almost entirely of flue gas. Furthermore, the post-oxidation stage existing in the abovementioned invention would have no meaningfulness. Also for other technical reasons, such as the inoperability of a Plasmatron plasma reactor combination with such high flue gas streams, the method for this application is not applicable.

Weiterhin wurde ein Verfahren vorgeschlagen, hinter der Sonderabfallverbrennung eine Rauchgasendreinigung durch Adsorption von Dioxinen, Furanen und polycyclischen Kohlenwasserstoffen an Aktivkoks vorzunehmen („Abfallwirtschaftsjournal" 2/1990 Nr. 4, S. 173). Dieses Verfahren erfordert zusätzlich aufwendige Verfahrensstufen und teure Materialien und erzeugt einen hochkonzentrierten Aktivkoks, dessen Entsorgung wiederum problematisch ist und dereine neue schwere Umweltbelastung darstellt.Furthermore, a method has been proposed, behind the hazardous waste incineration to carry out a final flue gas cleaning by adsorption of dioxins, furans and polycyclic hydrocarbons on activated coke ("Abfallwirtschaftsjournal" 2/1990 No. 4, p 173.) This process also requires complex process steps and expensive materials and produced a highly concentrated activated carbon, the disposal of which is again problematic and represents a new heavy environmental impact.

Ziel der Erfindung ist es, Müllverbrennungsanlagen durch Ergänzung bzw. Nachrüstung so betreiben zu können, daß keine für die Umwelt schädlichen Verbindungen mehr emittiert werden. Dabei sollen die Invest- und Betriebskosten der Müllverbrennungsanlage nicht wesentlich höher werden und sollen Änderungen beim Betreiben der Müllverbrennungsanlage nicht auftreten.The aim of the invention is to be able to operate waste incineration plants by supplementing or retrofitting so that no harmful to the environment compounds are emitted more. The investment and operating costs of the waste incineration plant should not be much higher and changes in the operation of the waste incineration plant should not occur.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die im Rauchgas von Müllverbrennungsanlagen in sehr geringer Konzentration vorliegenden Kohlenwasserstoffe und Halogenorganika zu zerstören und ihre Neubildung unter allen Betriebsbedingungen zu unterbinden, ohne daß dadurch die verfahrenstechnische Prozeßführung der Müllverbrennungsanlage verändert werden muß, wobei die Abhitzeverwertung mit hohem Wirkungsgrad durchgeführt werden kann.The invention has for its object to destroy existing in the flue gas of waste incineration plants in very low concentration hydrocarbons and halogenated organics and to prevent their formation under all operating conditions, without thereby procedural process control of waste incineration plant must be changed, the waste heat recovery performed with high efficiency can be.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einem Verfahren gelöst, bei dem das noch heiße Frischrauchgas aus einer Müllverbrennungsanlage in einem Hochtemperaturwärmeübertrager weiter aufgeheizt, dann durch Vermischen mit mindestens einem Plasmastrahl aus einem oder mehreren Plasmatrons weiter erhitzt und anschließend in dem Hochtemperaturwärmeübertrager wieder zum Aufheizen des Frischrauchgases genutzt wird. Der Frischrauchgasstrom wird zweckmäßigerweise unmittelbar der Hochtemperaturverbrennungsstufe bzw. Nachverbrennungsstufe der Müllverbrennungsanlage entnommen. Es ist aber auch möglich, das Frischrauchgas direkt aus einer primären Verbrennungsstufe (Drehrohrofen) zu entnehmen und auf eine Hochtemperaturverbrennungsstufe zu verzichten. Als Plasmaträgergas kann Luft verwendet werden. Unter Umständen kann auch Wasserdampf zweckmäßig sein. Energetisch optimal ist die Verwendung eines Teilstromes des heißen Gases, welches dem Frischrauchgasstrom vor Einspeisung in den Hochtemperaturwärmeaustauscher entnommen wird, als PlasmaträgergasAccording to the invention the object is achieved by a method in which the still hot fresh flue gas from a waste incineration plant further heated in a high-temperature heat exchanger, then further heated by mixing with at least one plasma jet from one or more Plasmatrons and then used in the high-temperature heat exchanger for heating the fresh flue gas , The fresh flue gas stream is expediently taken directly from the high-temperature combustion stage or post-combustion stage of the waste incineration plant. But it is also possible to remove the fresh flue gas directly from a primary combustion stage (rotary kiln) and to dispense with a high-temperature combustion stage. Air can be used as the plasma carrier gas. Under certain circumstances, steam can be useful. Energetically optimal is the use of a partial stream of the hot gas, which is taken from the fresh flue gas stream before being fed into the high-temperature heat exchanger, as the plasma carrier gas

Die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens ist folgende: The operation of the method according to the invention is as follows:

Zunächst wird der mit hochgiftigen Schadstoffen in sehr geringer Konzentration beladene Rauchgasstrom im Hochtemperaturwärmeübertrager auf eine höhere Temperatur aufgeheizt, als in der vorgeschalteten Hochtemperaturverbrennungsstufe erreichbar ist, was zu einem thermischen Zerfall von Schadstoffen in der Gasphase, insbesondere an den heißen Wänden des Wärmeübertragers, führt, die eine höhere Temperatur als die Rauchgasphase aufweisen. In dieser ersten Stufe der thermischen Einwirkung wird bereits ein großer Teil der aus der Hochtemperaturverbrennungsstufe stammenden nicht umgesetzten organischen Komponenten in der Gasphase zerstört. Die zweite Stufe der thermischen Einwirkung auf den Rauchgasstrom ist durch Zumischen eines chemisch nicht wirksamen Plasmastrahls kleiner Leistung in den vergleichsweise voluminösen Rauchgasstrom gekennzeichnet, der in diesem eine geringfügige Temperaturerhöhung in Form einer Spitzenaufheizung auf 1400⁰C und höher bewirkt. Durch die eintretende Temperaturerhöhung wird ein weiterer Teil der organischen Schadstoff komponenten gespalten und die teilweise ebenfalls kontaminierte Flugasche somit bis in den Kern der Aschepartikel durchgeheizt, daß organische Produkte bis in den Kern zerstört werden. Des weiteren bildet sich infolge der hohen Temperatur an der Oberfläche der Aschepartikel eine dünne Schmelzschicht, die nach Abkühlung glasartig erstarrt und zu einer Inertisierung des Flugstaubes bezüglich Eluation führt. Zugleich wird mit der Aufheizung erfindungsgemäß die Voraussetzung für den Wärmeübertragungsprozeß im Hochtemperaturwärmeübertrager geschaffen. Der nach diesem Prozeßabschnitt einer thermischen Plasmabehandlung wieder in den Hochtemperaturwärmeübertrager eingeführte und mit einer Spitzentemperatur versehene Rauchgasstrom wird im Gegenstrom mit dem Frischrauchgasstrom abgekühlt. Dabei erfolgt die restlose Zerstörung organischer Schadstoffe, da das Temperaturniveau dieser erfindungsgemäßen Verfahrensstufe ebenfalls oberhalb des höchsten in der Verbrennungsanlage liegenden Temperaturniveaus liegt. In diesen drei gekoppelten Verfahrensschritten werden nicht nur bereits vorhandene Dioxine und Furane zerstört, sondern ihre Neubildung im Bereich niederer Temperaturen in der Abhitzeanlage wird dadurch sicher verhindert, daß sämtliche im Rauchgas vorhandene organische Substanz zerstört wird, so daß im kritischen Bereich der Rauchgasabkühlung zwischen 400 und 300⁰C keine Vorprodukte für die Neubildung von Dioxinen und Furanen mehr zur Verfügung stehen.First, the laden with highly toxic pollutants in very low concentration flue gas stream is heated in the high-temperature heat exchanger to a higher temperature than achievable in the upstream Hochtemperaturverbrennungsstufe, resulting in a thermal decomposition of pollutants in the gas phase, especially on the hot walls of the heat exchanger, which have a higher temperature than the flue gas phase. In this first stage of the thermal action, a large part of the unreacted organic components in the gas phase originating from the high-temperature combustion stage are already destroyed. The second stage of the thermal action on the flue gas stream is characterized by admixing a chemically ineffective plasma jet small power in the relatively voluminous flue gas stream, which causes a slight increase in temperature in the form of a peak heating to 1400 ⁰ C and higher in this. By entering temperature increase another part of the organic pollutant components is split and the partially contaminated fly ash thus heated to the core of the ash particles that organic products are destroyed to the core. Furthermore, as a result of the high temperature at the surface of the ash particles, a thin melt layer is formed, which solidifies like glass after cooling and leads to an inerting of the fly ash with respect to elution. At the same time, the prerequisite for the heat transfer process in the high-temperature heat exchanger is created with the heating according to the invention. The introduced after this process section of a thermal plasma treatment back into the high temperature heat exchanger and provided with a peak temperature flue gas stream is cooled in countercurrent to the fresh flue gas stream. The complete destruction of organic pollutants takes place since the temperature level of this process stage according to the invention is likewise above the highest temperature level lying in the incinerator. In these three coupled process steps not only existing dioxins and furans are destroyed, but their new formation in the range of low temperatures in the waste heat plant is thereby reliably prevented that all existing in the flue gas organic substance is destroyed, so that in the critical range of flue gas cooling between 400 and 300 ⁰ C no precursors for the formation of dioxins and furans more available.

Die Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens ist unabhängig von der Schadstoffkonzentration und damit dem betriebenen Aufwand in der eigentlichen Verbrennungsstufe, so daß auch bei Müllverbrennungsanlagen mit gewöhnlichen Feuerungstemperaturen ohne Hochtemperaturverbrennungsstufe eine sichere Entgiftung der Rauchgase mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gegeben ist.The effectiveness of the method according to the invention is independent of the pollutant concentration and thus the effort involved in the actual combustion stage, so that even in waste incineration plants with ordinary firing temperatures without Hochtemperaturverbrennungsstufe a safe detoxification of the flue gases is given by the method according to the invention.

Eine Sondermüllverbrennungsanlage mit einer Jahreskapazität von 10000t erzeugt einen Rauchgasstrom von 20000 Nm³/h. Nach der Hochtemperaturnachverbrennungsstufe liegt der Frischrauchgasstrom mit einer Temperatur von 1200⁰C vor. Dies entspricht einem thermischen Enthalpiestrom von ca. 9MW. Das Rauchgas enthält neben Stickstoff und Sauerstoff (Luft) CO₂, Wasserdampf, HCI und Cl₂ sowie aus der Umsetzung von Chlorkohlenwasserstoffen auch 150ng/m³ Dibenzodioxine sowie 100 mg/m³ weitere aliphatische und aromatische chlorierte Kohlenwasserstoffe, wobei letztere durch ungenügende Umsetzung infolge thermischer Inhomogenitäten in der Nachbrennkammer entstanden sind und in der vorliegenden Konzentration eine schwere Umweltbedrohung hervorrufen. Weiterhin enthält das Rauchgas Ruß- und Flugaschepartikel.A hazardous waste incineration plant with an annual capacity of 10000t generates a flue gas flow of 20,000 Nm ³ / h. After the Hochtemperaturnachverbrennungsstufe the Frischrauchgasstrom is present at a temperature of 1200 ⁰ C. This corresponds to a thermal enthalpy current of about 9MW. The flue gas contains in addition to nitrogen and oxygen (air) CO ₂ , water vapor, HCl and Cl ₂ and from the implementation of chlorinated hydrocarbons and 150ng / m ³ dibenzodioxins and 100 mg / m ³ more aliphatic and aromatic chlorinated hydrocarbons, the latter due to insufficient implementation thermal inhomogeneities have arisen in the secondary combustion chamber and cause a serious environmental threat in the present concentration. Furthermore, the flue gas contains soot and fly ash particles.

In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird der Frischrauchgasstrom mit einerTemperatur von 1200°C in den Mantelraum eines Hochtemperaturwärmeübertragers geführt und im Gegenstrom mit den Abgasen einer Plasmastufe auf eine Temperatur von 138O⁰C aufgeheizt. Dabei kommt es bereitszurthermischen Spaltung von 90% der im Rauchgas vorhandenen CKW bzw. der Dibenzodioxine, insbesondere an der heißen Rohrwand des Hochtemperaturwärmeübertragers unter thermischen Bedingungen, die in einer konventionellen Hochtemperaturnachverbrennung nicht realisierbar sind. In diesen aufgeheizten Rauchgasstrom wird nach dem Verlassen des Hochtemperaturwärmeübertragers ein Luftplasmastrahl aus einem Plasmatron mit einer Leistung von 15OkW (das entspricht ca. 1,7% des gesamten thermischen Rauchgasenthalpiestromes) eingeführt, der eine Temperatur von 4000⁰C besitzt. Der Luftplasmastrahl wird mittels eines gegenüber dem Rauchgasstrom äußerst geringen Plasmaträgerluftdurchsatzes durch das Plasmatron von ca. 100Nm³/h gebildet. Stromabwärts kommt es in dieser Plasmastufe zu einer gleichmäßigen Vermischung des Rauchgases mit dem Luftplasmastrahl, die eine weitere, temperaturfeldfreie Spitzenaufheizung des Rauchgases um nur 20⁰C auf 1400⁰C hervorruft. Diese Temperaturerhöhung bewirkt eine weitere thermische Spaltung von Dioxinen, CKW etc. um ca. 9,5%. Da dieser Bereich zusätzlich frei von einem Temperaturfeld ist, wird ein Durchbrechen von stabilen CKW, Dioxinen etc. durch diese Höchsttemperaturzone verhindert. Der Rauchgasstrom wird unmittelbar darauf dem Rohrraum des Hochtemperaturwärmeübertragers zugeführt und im Gegenstrom mit dem Frischrauchgas auf ca. 1210⁰C abgekühlt. Dabei liegen die Temperaturen dieser Abkühlstufe stets oberhalb der mit konventioneller Hochtemperaturverbrennung erzeugten Maximaltemperatur, so daß auch in dieser Stufe die Zerstörung der Schadstoffe weitergeht. Anschließend wird der Rauchgasstrom wie üblich in eine Abhitzeanlage mit Rauchgaswäsche geführt. Das erfindungsgemäße Verfahren unter den genannten Bedingungen sichert unter allen Betriebsbedingungen der Verbrennungsstufe, daß die Abgase frei von CKW und Dioxinen sind und daß die gesamte Anlage den höchsten Umweltanforderungen genügt.In one embodiment of the invention, the fresh flue gas stream is conducted at a temperature of 1200 ° C in the mantle space of a high-temperature heat exchanger and heated in countercurrent with the exhaust gases of a plasma stage to a temperature of 138O ⁰ C. In this case, there is already an additional splitting of 90% of the CHCs or dibenzodioxins present in the flue gas, in particular on the hot tube wall of the high-temperature heat exchanger under thermal conditions which can not be realized in a conventional high-temperature post-combustion. In this heated flue gas stream after leaving the Hochtemperaturwärmeübertragers an air plasma jet from a Plasmatron with a power of 15OkW (equivalent to about 1.7% of the total thermal Rauchgasenthalpiestromes) introduced, which has a temperature of 4000 ⁰ C. The air plasma jet is formed by means of a comparison with the flue gas flow extremely low plasma carrier air flow through the Plasmatron of about 100 Nm ³ / h. Downstream, it comes in this plasma stage to a uniform mixing of the flue gas with the air plasma jet, which causes a further, temperature field-free peak heating of the flue gas to only 20 ⁰ C to 1400 ⁰ C. This increase in temperature causes a further thermal cleavage of dioxins, CKW, etc. by about 9.5%. In addition, since this area is free of a temperature field, breaking through stable CKW, dioxins, etc. is prevented by this maximum temperature zone. The flue gas stream is immediately fed to the tube space of the high-temperature heat exchanger and cooled in countercurrent to the fresh flue gas to about 1210 ⁰ C. The temperatures of this cooling stage are always above the maximum temperature generated by conventional high-temperature combustion, so that the destruction of pollutants continues in this stage. Subsequently, the flue gas stream is conducted as usual in a waste heat plant with flue gas scrubbing. The inventive method under the conditions mentioned ensures under all operating conditions of the combustion stage that the exhaust gases are free of CHC and dioxins and that the entire system meets the highest environmental standards.

Der gesamte Prozeß kann auch auf einem höheren Temperaturniveau bezüglich der Spitzenaufheizung in der Plasmastufe geführt werden.The entire process can also be conducted at a higher temperature level with respect to peak heating in the plasma stage.

Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt sich unter Verzicht auf die übliche Hochtemperaturnachverbrennungsstufe in der Müllverbrennungsanlage. Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitende Höchsttemperaturstufe schließt sich dann verfahrenstechnisch unmittelbar an die Primärfeuerung (Drehrohrofen) der Müllverbrennungsanlage an. Der Hochtemperaturwärmeübertrager ist dann für die höhere Temperaturdifferenz auszulegen.A further embodiment of the method according to the invention results by dispensing with the usual high-temperature post-combustion stage in the waste incineration plant. The maximum temperature stage operating according to the method of the invention then adjoins, in terms of process technology, directly to the primary furnace (rotary kiln) of the waste incineration plant. The high temperature heat exchanger is then interpreted for the higher temperature difference.

Der Hauptvorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß eine Vernichtung toxischer Stoffe im Rauchgas mit relativ geringem Energieaufwand erreicht wird. Der ganze Prozeß wird, trotz einer Plasmainduktion in die Rauchgase, so geführt, daß diese selbst nicht in den Plasmazustand überführt werden und somit das Erreichen einer nur kleinen Temperaturdifferenz im Frischrauchgas durch die Plasmastrahleinführung notwendig ist. Eine Erwärmung des gesamten Rauchgasstromes in Plasmatrons z. B. wäre energetisch mit unvertretbarem Aufwand verbunden.The main advantage of the method according to the invention is that a destruction of toxic substances in the flue gas is achieved with relatively little expenditure of energy. Despite the plasma induction into the flue gases, the entire process is conducted in such a way that these are not transferred to the plasma state themselves and thus the achievement of only a small temperature difference in the fresh flue gas through the plasma jet inlet is necessary. A heating of the entire flue gas stream in Plasmatrons z. B. would be energetically associated with unreasonable effort.

Weitere Vorteile der Erfindung sind:Further advantages of the invention are:

- Sichere Entgiftung der Rauchgase von Müllverbrennungsanlagen und unabhängig von der Art des Mülls, der Toxizität der Rauchgase und der Art des Verbrennungsverfahrens,- safe detoxification of the waste gases from incinerators and regardless of the type of waste, the toxicity of the flue gases and the type of combustion process,

- die Neubildung von Dioxinen im niedrigen Temperaturbereich der Abhitzeanlage wird ausgeschlossen, indem die dazu notwendigen organischen Vorprodukte vernichtet werden,- the formation of dioxins in the low temperature range of the waste heat plant is excluded by destroying the necessary organic precursors,

- hohe Sicherheit der Müllverbrennungsanlage auch bei instationären Betriebszuständen, wie Lastschwankungen, planmäßige oder unplanmäßige An- und Abfahrvorgänge, Havarien usw.,- high safety of the incinerator even in transient operating conditions, such as load fluctuations, scheduled or unscheduled startup and shutdown, accidents, etc.,

- niedrige Investitionskosten,- low investment costs,

- die Möglichkeit der Nachrüstung an vorhandenen Müllverbrennungsanlagen mit geringem Aufwand,- The possibility of retrofitting existing waste incineration plants with little effort,

- Inertisierung des Flugstaubes bezüglich Eluation durch Schmelzbildung an der Oberfläche der Aschepartikel,Inerting of the fly dust with respect to elution by the formation of enamel on the surface of the ash particles,

- die verfahrenstechnische Prozeßführung der Müllverbrennungsanlagen wird durch das erfindungsgemäße Verfahren kaum beeinflußt,the procedural process management of waste incineration plants is hardly influenced by the process according to the invention,

- die Verweilzeit des Rauchgases im Hochtemperaturübertrager in den 3 Stufen Mantelraum, Rohrraum des Hochtemperaturwärmeübertragers und Plasmastufe gibt unter den erfindungsgemäßen Bedingungen ausreichende Zerstörungsdifferenzen.- The residence time of the flue gas in the high temperature transformer in the 3 stages shell space, tube space of Hochtemperaturwärmeübertragers and plasma stage are under the conditions of the invention sufficient destruction differences.

- das Temperaturniveau der erfindungsgemäßen Höchsttemperaturstufe ist leicht auf einen jeweils optimalen Wert steuerbar, ohne daß sich der Energieverbrauch wesentlich ändert,the temperature level of the maximum temperature stage according to the invention is easily controllable to an optimum value in each case without the energy consumption changing significantly,

- gegebenenfalls Einsparung der üblichen Hochtemperaturnachverbrennung einschließlich der dazu notwendigen Unterfeuerungsleistung.- If necessary, saving the usual Hochtemperaturnachverbrennung including the necessary Unterfeuerungsleistung.

Claims

1. A method for detoxifying the exhaust gases from waste and hazardous waste incinerators of organohalogens and hydrocarbons, characterized in that the still hot fresh flue gas from the incinerator further heated in a high-temperature heat exchanger, then further heated by mixing with at least one plasma jet and then in the high-temperature heat exchanger for heating the fresh flue gas is used.

2. The method according to claim 1, characterized in that the fresh flue gas stream is taken directly from the high-temperature combustion stage or post-combustion stage of the waste incineration plant.

3. The method according to claim 1, characterized in that the fresh flue gas is taken directly from the primary combustion stage without Hochtemperaturverbrennungsstufe.

4. The method according to claim 1, characterized in that air is used as the plasma carrier gas.

5. The method according to claim 1, characterized in that water vapor is used as the plasma carrier gas.

6. The method according to claim 1, characterized in that as plasma carrier gas, a part of the fresh flue gas from the waste incineration plant, which is taken from the fresh flue gas as a partial stream before feeding into the high-temperature heat exchanger is used.