DE19856560A1 - Reinigung von Rauchgasen - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Kombination von Verfahrensschritten zur Reinigung von Rauchgasen aus der Verbrennung behandelter, kontaminierter oder abfallstämmiger Brennstoffe, insbesondere solcher mit einem merklichen Gehalt an Chlor, unabhängig davon, ob die Brennstoffe direkt verbrannt oder vorher einer Behandlung, z. B. Vergasung oder Schwelung, unterzogen werden. Ein wesentlicher Gesichtspunkt ist, daß diese Rauchgasreinigung in Aufwand und Kosten möglichst niedrig und damit den kleineren dezentralen Energieerzeugungsanlagen angepaßt ist. Charakteristisches Merkmal ist, daß die Rauchgasreinigung in der Reihenfolge Staubabscheidung, Adsorption und Sauergasabscheidung erfolgt und die Adsorption an Kohlenstoffadsorbentien in Gegenwart des im rohen Rauchgas vorhandenen Chlorwasserstoffs erfolgt, der als Aktivator für die Adsorption fungiert.
Description
Die Erfindung betrifft eine Kombination von Verfahrensschritten zur Reinigung von
Rauchgasen aus der Verbrennung behandelter, kontaminierter oder abfallstämmiger
Brennstoffe, insbesondere solcher mit einem merklichen Gehalt an Chlor, unabhän
gig davon, ob die Brennstoffe direkt verbrannt oder vorher einer Behandlung, z. B.
Vergasung oder Schwelung, unterzogen werden.
Die Reinigung der Rauchgase insbesondere aus Großfeuerungsanlagen zur Entfer
nung von hauptsächlich Schwefeldioxid sind Stand der Technik. Die überwiegende
Anzahl der errichteten Rauchgasreinigungsanlagen arbeitet mit Kalk als Reaktand.
Es existieren eine Reihe von nach diesem Prinzip arbeitenden Rauchgasreinigungs
verfahren, die sowohl als Naß- als auch als Trockenverfahren arbeiten (Chem.-Ing.-
Techn. 55 (1983) 9, 667; VGB Kraftwerkstechn. 65 (1985) 8, 713). Diese Verfahren,
die sich in Großfeuerungsanlagen zur Minderung der Schwefeldioxid- und auch der
Chlorwasserstoffemission bewährt haben, bereiten jedoch in kleinen nicht durchge
hend betriebenen Anlage Probleme, insbesondere wegen des Absetzens der in der
Waschflüssigkeit suspendierten Feststoffe bei Stillstand oder geringen Strömungs
geschwindigkeiten und des Verteilens der geringen benötigten Mengen an festem
oder suspendiertem Reaktand. Es wurden weitere Verfahren zur Rauchgasreini
gung/Rauchgasentschwefelung vorgeschlagen, z. B. das Waschen mit Ammoniak
lösung (Chemie-Techn. 10 (1981), 297), die oxydative Adsorption an Kohlenstoff
material (Chem.-Ing.-Techn. 56 (1984) 11, 819), das Waschen mit Natriumhydrogen
sulftlösung (Chemie-Techn. 12 (1983) 7, 21) oder Lösungen anderer Stoffe (Chem.-
Ing.-Techn. 57 (1985) 4, 365; Brennst.-Wärme-Kraft 36 (1984) 10, 411). Als letzte
Stufe von Rauchgasreinigungsanlagen ist Stand der Technik, bei Bedarf eine Aktiv
kohleadsorption nachzuschalten, um die Emission organischer Rauchgasbestandteile
zu mindern. Die aufgeführten Verfahren sind jedoch weniger bei kleinen dezentra
len Energieerzeugungsanlagen für den Einsatz kontaminierter oder abfallstämmiger
Brennstoffe, insbesondere solcher mit einem merklichen Gehalt an Chlor, geeignet
wegen den bereits genannten Schwierigkeiten und der Entstehung zusätzlicher
Schadstoffe, z. B. von chlorierten Dibenzodioxinen/furanen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Rauchgas aus der energetischen Ver
wertung kontaminierter oder abfallstämmiger Brennstoffe, insbesondere solcher
mit einem merklichen Gehalt an Chlor, in kleineren dezentralen Anlagen so zu
behandeln und dabei die Konzentrationen der für die genannten Brennstoffe typi
schen Schadstoffe so weit zu reduzieren, daß diese Rauchgase problemlos in die
Atmosphäre abgeleitet werden können. Dabei ist es unwesentlich, ob die Brenn
stoffe direkt verbrannt oder vorher einer Behandlung, z. B. Vergasung oder
Schwelung, unterzogen werden. Typische Schadstoffe der genannten Brennstoffe
sind insbesondere Chlorwasserstoff und die infolge der Anwesenheit von Chlor
verbindungen gebildeten polychlorierten Dibenzodioxine und -furane, andere or
ganische insbesondere aromatische Verbindungen, schwermetallhaltige Stäube,
teilweise flüchtige Schwermetalle und Metalloide bzw. deren Verbindungen und
gegebenenfalls Fluorwasserstoff und auch Schwefeldioxid. Ein wesentlicher Ge
sichtspunkt der der Erfindung zu Grunde liegenden Aufgabe ist, daß diese Rauch
gasreinigung in Aufwand und Kosten möglichst niedrig und damit den kleineren
dezentralen Energieerzeugungsanlagen angepaßt ist.
Es wurde gefunden, daß die Adsorption organischer Schadstoffe des Rauchgases,
insbesondere der polychlorierten Dibenzodioxine und -furane, an Kohlenstoff
adsorbentien in Gegenwart vea Chlorwasserstoff deutlich effektiver abläuft als
bei Abwesenheit von Chlorwasserstoff und bei Anwesenheit von Ammoniak, der
z. B. als Schlupf aus einer thermischen oder katalytischen Entstickung stammt,
deutlich behindert wird. Darauf aufbauend wird die Aufgabe erfindungsgemäß
durch eine Kombination von Verfahrensschritten gelöst, bestehend aus
- - Staubabscheidung
- - Adsorption und
- - Sauergasabscheidung.
Der erste Verfahrensschritt "Staubabscheidung" besteht in der Aushaltung von
Staub durch ein Staubfilter. Da die Schwermetalle im abgekühlten Rauchgas zu
meist an Staub gebunden sind, werden diese staubgebundenen Schwermetalle im
ersten Verfahrensschritt ebenfalls aus dem Rauchgas entfernt. Lediglich das
Quecksilber ist teilweise filtergängig und gelangt dadurch zum Teil in den näch
sten Verfahrensschritt.
Einen wesentlichen Bestandteil der erfindungsgemäßen Kombination stellt der
zweite Verfahrensschritt "Adsorption" insofern dar, als dieser Verfahrensschritt
im Gegensatz zu den bisher bekannten Verfahren der Rauchgasreinigung den er
sten Schritt der Entfernung gasförmiger Schadstoffe aus dem Rauchgas darstellt.
In diesem Verfahrensschritt "Adsorption" werden durch Kohlenstoffadsorbentien
in Gegenwart des im Rauchgas enthaltenen Chlorwasserstoffs, der aus der ener
getischen Verwertung kontaminierter oder abfallstämmiger Brennstoffe mit einem
merklichen Gehalt an Chlor resultiert, in erster Linie die polychlorierten Dibenzo
dioxine und -furane, andere organische Rauchgasinhaltsstoffe und das filtergängi
ge Quecksilber aus dem vorangegangenen Verfahrensschritt entfernt. Der vorhan
dene Chlorwasserstoff wirkt dabei als Aktivator.
Der dritte Verfahrensschritt der erfindungsgemäßen Kombination ist die
"Sauergasabscheidung". Unter Sauergas sollen hier insbesondere Chlorwasserstoff,
Fluorwasserstoff und Schwefeldioxid verstanden werden. Die Sauergasabscheidung
erfolgt mit Reaktionspartnern, die in der Lage sind, die aufgeführten Bestandteile
zu binden, die also ein alkalisches Potential besitzen. Diese Stoffe können in gelö
ster, suspendierter oder fester Form eingesetzt werden. Solche Reaktionspartner
sind z. B. Alkali- und Erdalkalioxide, -hydroxide, -carbonate oder -hydrogen
carbonate und Stickstoffbasen, z. B. Ammoniak. Um bei kleineren dezentralen An
lagen die Gefahr der Verkrustung und der Sedimentierung unlöslicher Stoffe vor
zubeugen, sind wäßrige Lösungen von Alkaliverbindungen, insbesondere Soda,
vorzuziehen. Bei einer Wäsche mit Sodalösung entstehen dann aus Chlorwasser
stoff und Fluorwasserstoff Natriumchlorid und Natriumfluorid und aus dem
Schwefeldioxid unter Mitwirkung des im Rauchgas enthaltenen Sauerstoffs
Natriumsulfat.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert wer
den. Mechanisch und biologisch vorbehandelter und pelletierter Hausmüll mit
einem Heizwert von 15.000 kJ/kg wf und einem Chlorgehalt von 0,7% wf werden
mit Luft und Wasser als Vergasungsmittel vergast, das entstehende Brenngas ver
brannt und der Wärmeinhalt der Verbrennungsgase über einen Abhitzekessel abge
führt. Das dabei erhaltene rohe Rauchgas weist folgende Parameter auf:
| Staub | 165 mg/m3 |
| Chlorwasserstoff | 122 mg/m3 |
| Fluorwasserstoff | 1,1 mg/m3 |
| Schwefeldioxid | 295 mg/m3 |
| Cges | 12 mg/m3 |
| Quecksilber | 0,1 mg/m3 |
| Dioxine/Furane | 1,5 ng I-TEQ/m3 |
Dieses Rauchgas wird durch eine Rauchgasreinigungsanlage, bestehend aus einer
Staubabscheidung in Form eines Gewebestaubfilter, einer Adsorption in Form einer
75 cm hohen Aktivkoksschüttung und einer Sauergasabscheidung in Form eines mit
einer 5%-igen Sodalösung betriebenen Wäschers geleitet. Dabei resultiert ein
Reingas mit folgenden Parametern:
| Staub | 0,05 mg/m3 |
| Chlorwasserstoff | 0,9 mg/m3 |
| Fluorwasserstoff | <0,2 mg/m3 |
| Schwefeldioxid | 11 mg/m3 |
| Cges | 1,0 mg/m3 |
| Quecksilber | 0,0004 mg/m3 |
| Dioxine/Furane | 0,05 mg/m3 |
Claims (1)
- Kombination von Verfahrensschritten zur Reinigung von Rauchgas aus der ener getischen Nutzung behandelter, kontaminierter oder abfallstämmiger Brennstoffe, insbesondere solcher mit einem merklichen Gehalt an Chlor, bestehend aus den Verfahrensschritten Staubabscheidung, Adsorption und Sauergasabscheidung, da durch gekennzeichnet, daß die Adsorption von Schadstoffen an Kohlenstoff adsorbentien nach der Staubabscheidung als erster Schritt zur Entfernung gasför miger Schadstoffe durchgeführt und der im unbehandelten Rauchgas enthaltene Chlorwasserstoff als Aktivator für die Adsorption genutzt wird.
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