DE10336987A1

DE10336987A1 - Process for utilizing inactive adsorbents from waste gas treatments or waste gases from power stations comprises reacting the adsorbents using a fragmenting treatment or a treatment exposing the surface

Info

Publication number: DE10336987A1
Application number: DE2003136987
Authority: DE
Inventors: Joerg Krueger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-08-12
Filing date: 2003-08-12
Publication date: 2005-03-24

Abstract

Process for utilizing inactive adsorbents from waste gas treatments, especially dry, combustion, melting and sintering processes, or waste gases from power stations comprises reacting the adsorbents using a fragmenting treatment or a treatment exposing the surface.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Nutzung von inaktiven Adsorbentien bzw. Reststoffen aus Abgasbehandlungsprozessen, insbesondere von Trocknungs-, Verbrennungs-, Schmelz- und Sinterprozessen oder aus Abgasen von Kraftwerken, die in Behandlungsvorrichtungen abgeschieden und die bisher nicht reaktiviert werden, sondern im Zustand fortschreitender Inaktivierung ausgetauscht werden.The The invention relates to a method for using inactive adsorbents or residues from exhaust treatment processes, in particular of Drying, incineration, melting and sintering processes or off Exhaust gases from power plants that are deposited in treatment devices and which are not yet reactivated, but in the state of progressive Inactivation can be exchanged.

Rauchgase aus Verbrennungsanlagen, beispielsweise aus Abfallverbrennungs- und Sondermüllverbrennungsanlagen, enthalten neben den allgemein bekannten Schadstoffen wie Chlorwasserstoff, Schwefeloxide sowie Dioxinen und Furanen erhebliche Mengen an chlorid- und schwefelhaltigen Verbindungen, die als Salze auf dem Abgas- bzw. Rauchgasweg oder in der Behandlungsvorrichtung abgeschieden werden. Dieses erfolgt üblicherweise bei Rauchgastemperaturen oberhalb von ca. 400°C.fumes from incineration plants, for example from waste incineration and hazardous waste incineration plants, contain, in addition to the well-known pollutants such as hydrogen chloride, Sulfur oxides, dioxins and furans, significant amounts of chloride and sulfur-containing compounds which act as salts on the exhaust gas or flue gas path or deposited in the treatment device become. This is usually done at Flue gas temperatures above approx. 400 ° C.

Annähernd alle Schadstoffe – mit Ausnahme von Stickoxidverbindungen – werden adsorptiv auf den zur Verfügung gestellten Adsorbentien, den Adsorptionsmitteln zurückgehalten. Bekanntlich werden bei den in Rede stehenden Verbrennungsanlagen als reine Adsorptionsmittel Stoffe wie Aktivkohle oder andere porenreiche und mit einer großen inneren Oberfläche versehenen Stoffe in Mengen von bis zu 15 % eingesetzt. Die restlichen Gehalte an Adsorptionsmitteln bestehen aus bifunktionalen Stoffen wie beispielsweise Kalkhydrat oder Kalkoxid, mit denen gleichzeitig mit der Adsorption eine Neutralisation der sauren Schadgase erreicht werden soll. Je nach Schadstoffgehalt ist es erforderlich, die Adsorptionsmittel in gewissen zeitlichen Abständen gegen frische Adsorptionsmittel auszutauschen, da sie dann verbraucht sind.Almost all Pollutants - with Exception of nitric oxide compounds - are adsorbed on the to disposal Adsorbents, the adsorbents retained. As is known, in the case of the incineration plants in question as pure adsorbent substances such as activated carbon or other pore-rich and with a big one inner surface provided in quantities of up to 15%. The remaining Contents of adsorbents consist of bifunctional substances such as hydrated lime or calcium oxide, with which at the same time achieved with the adsorption neutralization of the acidic noxious gases shall be. Depending on the pollutant content, it is necessary to use the adsorbents at certain intervals to replace with fresh adsorbent, since it then consumes are.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Nutzung von inaktiven Reststoffen aus Abgasbehandlungsprozessen, insbesondere von Trocknungs-, Verbrennungs-, Schmelz- und Sinterprozessen oder aus Abgasen von Kraftwerken anzubieten. Dabei sollen insbesondere solche Reststoffe als Adsorbentien eingesetzt werden, die eine mittlere Teilchengröße von 0,5 bis 100 μm aufweisen, das heißt, deren Kornspektrum im mikrokristallinen Bereich liegt.task The present invention is a method for the use of inactive residues from exhaust treatment processes, in particular of Drying, incineration, melting and sintering processes or off To offer exhaust gases from power plants. In particular, such Residues are used as adsorbents that have a medium Particle size of 0.5 up to 100 μm have, that is, whose grain spectrum lies in the microcrystalline region.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale gelöst. Es hat sich gezeigt, dass die Adsorbentien durch eine fragmentierende oder die Oberfläche freilegende mechanische Behandlung für die weitere Adsorption aktiviert werden können.According to the invention this Problem solved by the features specified in the claims. It has It has been shown that the adsorbents by a fragmenting or the surface exposing mechanical treatment activated for further adsorption can be.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es wird ein typisches Verfahren eines Abgasbehandlungsprozesses mit einer quasi trockenen Rauchgasreinigung beschrieben, das unter den Namen CDAS-Verfahren bekannt ist.in the Following, the invention will be explained in more detail with reference to an embodiment. It is a typical method of an exhaust treatment process a quasi-dry flue gas cleaning described under the Name CDAS method is known.

In der CDAS-Rauchgasreinigungsanlage werden Kalkhydrat und Kalkoxid zur Neutralisation der sauren Schadgase aus den Rauchgasen der Müllverbrennung genutzt. Hierfür werden diese Kalkverbindungen dem mit Wasser auf ca. 140°C abgekühltem Rauchgas im Reaktor zudosiert und in einem nachgeschalteten Gewebefilter wieder abgeschieden. Die Adsorption läuft im wesentlichen im Filterkuchen des Filters ab. Feinstäube aus der Feuerung werden ebenso wie Quecksilber, Dioxine und anderen Schadstoffen gemeinsam mit dem Adsorptionsmittel auf oder im Filterkuchen abgeschieden. Für die Abscheidung bestimmter Schadstoffe werden Aktivkohle oder vergleichbare Produkte in einem Mengenverhältnis von bis zu 15 % bezogen auf die Gesamtmenge an Adsorptionsmitteln zugesetzt.In The CDAS flue gas cleaning system is lime hydrate and lime oxide for the neutralization of acidic noxious gases from the flue gases of waste incineration used. Therefor These lime compounds are cooled to 140 ° C with water flue gas added in the reactor and in a downstream fabric filter separated again. The adsorption essentially takes place in the filter cake of the filter. fine dust from the firing will be just like mercury, dioxins and others Pollutants together with the adsorbent on or in the filter cake deposited. For the deposition of certain pollutants are activated carbon or comparable Products in a quantitative ratio of up to 15% based on the total amount of adsorbents added.

Nach einer besonderen Verfahrensvariante wird bei dem CDAS-Verfahren ein großer Teil des entnommenen Filterkuchens in den Reaktor zurückgeführt. Um den teilweise nur physikalisch adsorbierten Schadstoffen ausreichend Zeit für die Bildung einer stabilen Chemiesorption zu geben, wird in dieser Verfahrensvariante das zu rezirkulierende Neutralisationsmittel in einem Silo für ca. 24 Stunden zwischengelagert. Es sollte ein Teil der aus dem Filter abgeführten Adsorbentien durch eine entsprechende Menge an frischen Adsorptionsmitteln ersetzt werden, da sonst die Abscheidung der Schadstoffe aus dem Rauchgas unzureichend ist.To a special process variant is in the CDAS process a large Part of the removed filter cake returned to the reactor. Around the partially only physically adsorbed pollutants sufficient time for to give the formation of a stable chemisorption is in this process variant the neutralizing agent to be recirculated in a silo for about 24 Stored for hours. It should be part of the adsorbents removed from the filter replaced by an appropriate amount of fresh adsorbents Otherwise, the removal of pollutants from the flue gas is insufficient.

Anhand der messtechnisch bestimmten Schadstoffbeladung der Adsorbentien wird entschieden, in welchem Verhältnis die Abförderung zum Reststoffsilo oder zur Rezirkulation erfolgt, üblich sind Verhältnisse von 5 bis 10 zu 1, Reststoffmenge in die Rezirkulation zum Reststoffsilo.Based the metrologically determined pollutant loading of the adsorbents It is decided in what proportion the discharge to the residue silo or recirculation, are common conditions from 5 to 10 to 1, amount of residue in the recirculation to the residue silo.

Erfindungsgemäß wird nun der Adsorbens vor der Rückführung fragmentiert oder seine Oberfläche derart freigelegt, dass sich eine neue aktive Oberfläche bildet. Durch diese Maßnahme kann die Beladung der Adsorptionsmittel um bis zu 80 % gesteigert werden. Bei Rauchgasreinigungsanlagen, die mit einem Kalkmilchverfahren sowohl die Kühlung der Rauchgase als auch die Neutralisation der saueren Schadstoffe anstreben, wird vorzugsweise eine trockenmechanische Reaktivierung der Adsorbentien bzw. Reststoffe gewählt. Hierdurch kann – im Vergleich zu einer rein nassen Behandlung – der Abgasbehandlungsprozess durch staubförmige Zugabe der reaktivierten Reststoffe vor dem Gewebefilter ohne Rückwirkung auf die Prozesstemperatur gesteuert werden.According to the invention, the adsorbent is then fragmented before the return or exposed its surface such that forms a new active surface. By this measure, the loading of the adsorbent can be increased by up to 80%. In flue gas purification systems, which aim at a lime milk process both the cooling of the flue gases and the neutralization of acidic pollutants, a dry mechanical reactivation of the adsorbents or residues is preferably selected. This can - compared to a purely wet treatment - the exhaust treatment process by dusty addition the reactivated residues are controlled in front of the fabric filter without reaction to the process temperature.

Bei Verfahren, die mit feuchten Stäuben arbeiten, kann vorteilhaft ein nasschemisches Verfahren der Reaktivierung eingesetzt werden, wobei sich als besonders vorteilhaft die Kombination aus nasschemischer und trockenmechanischer Behandlung empfiehlt.at Procedures using wet dusts working, can advantageously be a wet-chemical method of reactivation can be used, with the combination being particularly advantageous recommended from wet-chemical and dry-mechanical treatment.

Hinzu kommt, dass im Gegensatz zu dem bisher üblichen Verfahren, bei dem die Adsorbentien stöchiometrisch mit dem 2- bis 3,5-fachen Überschuss zudosiert wurden, mit relativ geringen Mengen an frischen Adsorbentien eine hohe Aktivität der Adsorbentien beibehalten werden kann. Hierdurch wird die zu entsorgende Reststoffmenge, die sich im wesentlichen aus Kesselstaub, den neutralisierten ursprünglich sauren Reaktionsprodukten und den im Überschuss zudosierten Kalkverbindungen zusammensetzt, kleingehalten. Gegenüber der bei dem CDAS-Verfahren bereits vorgenommenen Rezirkulation der Rauchgasbehandlungs-Reststoffe wird damit noch eine weitere Steigerung der Schadstoffbeladung ermöglicht. Dies gelingt dadurch, dass vor der Rückführung in den zu behandelnden Abgas- bzw. Rauchgasstrom die Struktur der Adsorbentien entweder zerkleinert oder an ihre Oberfläche derart fragmentiert wird, dass eine neue aktive Oberfläche entsteht.in addition comes that, in contrast to the hitherto usual method, in which Adsorbents stoichiometric with 2 to 3.5 times the excess were added, with relatively small amounts of fresh adsorbents a high activity the adsorbents can be maintained. This will become the disposing amount of residual material, which consists essentially of boiler dust, originally neutralized acidic reaction products and the excess doses of lime compounds composed, kept small. Compared to the CDAS procedure already made recirculation of flue gas treatment residues is still allows a further increase in pollutant loading. This is achieved by the fact that before being returned to the treated Exhaust or flue gas flow the structure of the adsorbents either crushed or to its surface is fragmented so that a new active surface is created.

Eine Zerkleinerung kann durch Mahlen in Kugelmühlen erfolgen, wobei dies sowohl trocken als auch „nassmechanisch" in einer Suspension möglich ist. Als Beispiel für eine nur die Oberfläche zerstörende Behandlung ist das Verdüsen in einer Strahlmühle zu nennen. Hier werden die Adsorbentien durch zwei gegeneinander gerichtete Düsen aufeinander geschickt und prallen mit hohem Druck zusammen. Dabei wird die Oberfläche der Adsorbentien fragmentiert und die reaktiven Zentren werden freigelegt.A Comminution can be done by grinding in ball mills, this being both dry as well as "wet mechanical" in a suspension is possible. As an example for one only the surface destructive Treatment is the atomizing in a jet mill too call. Here are the adsorbents by two oppositely directed Nozzles on each other sent and collide with high pressure. The surface of the Adsorbents are fragmented and the reactive centers are exposed.

1: Schliffbild von in Harz eingegossenen Reststoffpartikeln mit kondensierten Wassertropfen aus der Luftfeuchtigkeit. 1 : Micrograph of residual resin particles cast in resin with condensed water droplets from the air humidity.

11: Schliff durch Calciumhydroxidkorn ohne Wassertropfen im Schliffbereich cut by Calciumhydroxidkorn without drops of water in the grinding area
22: Schliff durch Calciumhydroxidkorn mit Wassertropfen im Übergangsbereich von cut by Calciumhydroxidkorn with water droplets in the transition region of
: Schliff zur ursprünglichen Oberfläche des Kornscut to the original surface of the grain
33: Gießharz Cast resin

In der 1 erkennt man an einem ca. 24 μm langen Partikel besonders deutlich die oberflächennahe Anreicherung von hygroskopischen Salzen durch die sich infolge der Luftfeuchtigkeit gebildeten Wassertropfen. Obwohl das Partikel im gesamten Schliffbereich der Luftfeuchtigkeit ausgesetzt ist, wird lediglich der Schnitt zwischen der ursprünglichen Oberfläche und dem Schliff mit Wasser benetzt. Diese Darstellung mit den Wassertropfen zeigt auf sehr einfache Weise besonders deutlich die Schicht, die die effektive Nutzung der Adsorbentien hindert. Die chemische Analyse zeigt im gleichen Oberflächenbereich eine starke Anreicherung von chlorid- und schwefelhaltigen Verbindungen. Die nicht mit Wassertropfen benetzte Schlifffläche des Korns besteht aus annähernd reinem Calciumhydroxid, das nach Abtragen der gesättigten Oberfläche noch zur Adsorption genutzt werden kann. Analog zu diesem Beispiel mit einem Reststoffpartikel aus Calciumhydroxid erhalten sich Aktivkohle- und andere porenreiche Adsorbentien.In the 1 On a particle about 24 μm in length, the near-surface accumulation of hygroscopic salts by the drops of water formed as a result of the atmospheric moisture can be seen particularly clearly. Although the particle is exposed to atmospheric moisture throughout the cut area, only the cut between the original surface and the finish is wet with water. This representation with the water drops shows in a very simple way very clearly the layer that prevents the effective use of the adsorbents. The chemical analysis shows in the same surface area a strong accumulation of chloride and sulfur containing compounds. The ground surface of the grain, which is not wetted by water droplets, consists of almost pure calcium hydroxide, which can still be used for adsorption after removal of the saturated surface. Activated carbon and other porous adsorbents are obtained analogously to this example with a residual particle of calcium hydroxide.

Claims

Process for the use of inactive adsorbents from exhaust gas treatment processes, in particular drying, incineration, smelting and sintering processes or from exhaust gases from power plants, characterized in that the adsorbents are reactivated by a fragmenting or surface-exposing treatment.

Method according to claim 1, characterized in that that the treatment is wet mechanical.

Method according to claim 1 or 2, characterized that the crushing treatment is dry mechanical.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that a partial flow of the total amount of waste before the feedback reactivated becomes.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that in a further partial flow 10 to 30% fresh lime is added.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the reactivated residue is recycled in powder form.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the reactivated residue in moistened, powdery state is returned.