DE3339111A1

DE3339111A1 - Verfahren zur erzeugung von reinstluft aus gasen sowie anlage zur durchfuehrung eines solchen verfahrens

Info

Publication number: DE3339111A1
Application number: DE19833339111
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Ed Zueblin AG
Current assignee: Ed Zueblin AG
Priority date: 1983-10-28
Filing date: 1983-10-28
Publication date: 1985-05-09

Description

Verfahren zur Erzeugung von Reinst-
luftaus Asen sowie Anlage zur Durchführung eines solchen Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Reinstluft aus Abluft nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie eine Anlage zur Durchführung eines solchen Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruches 13.
Bei der thermischen Stoffbehandlung, also bei der Verbrennung von fossilen Brennstoffen oder von Abfallstoffen, wie Müll und Schlamm, bei der Zementherstellung oder beim Blähen von Tonen und Schiefern, bei Metallschmelzprozessen und ähnlichen Verfahren werden Schadgase und staubförmige Stoffe emittiert. In gasförmigem Aggregatzustand werden vorwiegend Schwefeloxide, Stickoxide, Kohlenoxide, Chlor-und Fluorwasserstoffe und in geringeren Konzentrationen Schwermetalle und-verbindungen sowie Kohlenwasserstoffverbindungen ausgeschieden.
Als Feststoffe, die oft auch als Flugasche bezeichnet werden, werden im wesentlichen inerte Staubpartikel emittiert, die von Anteilen an Schwermetallen und Kohlenwasserstoffen begleitet sind, die vorwiegend in fester Form als feine Staubpartikel auftreten oder an Staubkörner angelagert sind.
Zur Reinigung der Abluft werden bisher für staubförmige Bestandteile Schwerkraftabscheider, filternde Abscheider und Elektrofilter und für staub-und gasförmige Bestandteile Naßwäscher und Trockenabsorptionsverfahren eingesetzt. Schwerkraftabscheider, wie Zyklone oder Multizyklone, erreichen Abscheidegrade bis zu 80 bis 90% der groben Feststoffe in der Abluft. Mit dem Einsatz von Elektro-und Gewebefilter lassen sich Reingaskonzentrationen von kleiner als 50mg/m3 sicher einhalten. Schwermetalle und Kohlenwasserstoffverbindungen im Feinstkornbereich lassen sich jedoch mit diesen AnlagEn nicht ausreichend eliminieren.
Für die Reduktion der gasförmigen Bestandteile mit/oder ohne gleichzeitige Staubabscheidung sind vorwiegend Naßwäscher verschiedenster Bauart in Betrieb. Aufgrund der strengen Abwasserbestimmungen wird eine Abwasserableitung aus Naßwäscheranlagen immer schwieriger, zumal bei gleichzeitiger Abscheidung von Staub und gasförmigen Luftverunreinigungen im Wäscher mit höheren Schwermetallkonzentrationen im Abwasser gerechnet werden muß.
Darüber hinaus kann bei Anlagen, die nachträglich mit Wäschern ausgerüstet werden, die niedrige Abgastemperatur von etwa 600C und die Dampfsättigung bei der Ableitung. durch den Schornstein problematisch werden.
Trockene Abgasreinigungsverfahren und quasitrockende Abgasreinigungen vermeiden die mit der Abwasserreinigung verbundenen Probleme.
Allen Verfahren ist gemeinsam, daß sie entweder nur für bestimmte Abluftkomponenten ausreichende Reinigungsleistungen erbringen oder daß sie im Feinstaubbereich nur eine unzureichende Reinigungsleistung haben und daß damit insbesondere bei hohen Schwermetallanteilen die Emissionsfrachten zu hoch liegen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Beachtung aller Umweltfaktoren den Ausstoß an gasförmigen und festen Schadstoffen in der Abluft nach thermischen Stoffbehandlungsverfahren auf ein Minimum zu reduzieren. Insbesondere für komplexe Schadstoffkombinationen aus Staub, gasförmigen sauren Bestandteilen, wie COx, NOx, SOx, HCl, HFl, aus Schwermetallen, vorwiegend in Form von Feinststaub, und aus CxHy, vorwiegend in Form von Feinststaub, wie sie bei der Abfallverbrennung (Industrie-, Kommunal-, Sondermüll, Schlämme) bei Feststoff-und Ölkraftwerken und in der Erde-und Steine-Industrie in die Abluft emittiert werden, soll eine geeignete Reinigungsmethode gefunden werden, die alle Schadstoffe weitestgehend entfernt.
Diese Aufgabe wird bei dem gattungsgemäßen Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 und bei der gattungsgemäßen Anlage mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 13 gelöst.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist erstmals eine weitgehende und umfassende Reinigung komplexer Schadstoffgehalte in der Abluft möglich. Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden in aufeinanderfolgenden Reinigungsstufen sowohl gasförmige als auch feste Schadstoffpartikel aus dem Abluftstrom entfernt. Der Staubgehalt wird bis auf unter 0,01 mg/mN3 und mehr reduziert und dabei insbesondere feinkörnige Schwermetalle, Schwermetall-und Kohlenwasserstoffverbindungen fast vollständig entfernt. Unter normalen Betriebsbedingungen ist die ausgeblasene gereinigte Abluft oft weit weniger verschmutzt als die Umgebungsluft an der Kaminaustrittsöffnung. Die Reinigungsleistung von gasförmigen Schadstoffen ist gleich oder besser als die der bekannten trocken-und quasitrockenen Absorption.
Als Nebenprodukte des erfindungsgemäßen Verfahrens fallen neben der Abwärme, die mit der gereinigten Abluft in die Atmosphäre entweicht oder über Wärmetauscher zurückgewonnen werden kann, nur trockener Abfallstaub an, der entweder bei der Herstellung von Zement und Blähtonen wieder^ der Rohproduktmischung beigefügt oder dessen aufkonzentrierte Inhaltsstoffe über geeignete Wiederaufbereitungsanlagen zurückgewonnen werden können. Stehen keine ökonomischen Wiederaufbereitungsverfahren für die aufkonzentrierten Abfallstäube zur Verfügung, so können die Stäube in geeigneter Form umweltfreundlich deponiert werden. Mit Schadstoffen belastetes Abwasser, dessen Reinigung zunehmend technische Schwierigkeiten und hohe Kosten verursacht, fällt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht mehr an.
Die erfindungsgemäße Anlage ist unkompliziert in Bauweise und Betrieb und reduziert somit die Ausfall-, Reparatur-, Wartungs-und Betriebskosten gegenüber den bekannten, technisch aufwendigen Anlagen erheblich. Mit der Zugabevorrichtung wird das Reaktionsmedium in den Abluftstrom eingeführt, das dann zur Anlagerung der gasförmigen Bestandteile mit der Abluft reagiert. Die angelagerten gasförmigen Abluftbestandteile werden dann im nachgeschalteten Feinstfilter aus der Abluft entfernt. Mit der erfindungsgemäßen Anlage können auf diese Weise Reinigungsleistungen in bezug auf den Feinststaub und die Schwermetalle bzw.
Schwermetallverbindungen erreicht werden, die nahezu 100% betragen. Die Kohlenwasserstoffverbindungen werden bis zu 90% und mehr aus der Abluft entfernt. Die gasförmigen sauren Bestandteile werden in Größenordnungen zwischen 50-90% und mehr reduziert.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.
Die Erfindung wird anhand einiger in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 in schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, Fig. 2 bis 10 in Darstellungen entsprechend Fig. 1 weitere Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Anlagen.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand der in Fig. 1 dargestellten Anlage beschrieben.
Mit den in den Figuren 2 bis 10 dargestellten Anlagen werden abgewandelte Verfahren zur optimalen und vorteilhaften Anpassung der Anlage an die konkreten Bedarfsfälle und Abluftzusammensetzungen durchgeführt.
Bei der Anlage gemäß Fig. 1 gelangen die Abgase aus einem Verbrennungs-oder Erhitzungsraum 1 über eine Abgasleitung 2 mit geeignetem Querschnitt in einen Abscheider 3. Im Verbrennungsraum 1 können fossile Brennstoffe oder Abfallstoffe, wie Müll oder Schlamm, verbrannt werden. Dabei werden Schadgase und staubförmige Stoffe emittiert, die mit der Abluft in die Abgasleitung 2 strömen. In gasförmigem Aggregatzustand werden vorwiegend Schwefeloxide, Stickoxide, Kohlenoxide, Chlor-und Fluorwasserstoffe und in geringeren Konzentrationen Schwermetalle und Schwermetallverbindungen sowie Kohlenwasserstoffverbindungen ausgeschieden. Als Feststoffe werden im wesentlichen inerte Staubpartikel emittiert, die von Anteilen an Schwermetllen und Kohlenwasserstoffen begleitet sind, die nach Abkühlen der Abluft vorwiegend in fester Form als feine Staubpartikel auftreten oder an Staubkörner angelagert sind. Im Abscheider 3 werden die groben Feststoffanteile in der Abluft entfernt.
Vorteilhaft wird das Abgas nach Verlassen der Feuer zone durch geeignete Abkühlungs-oder Wärmeaustauschvorrichtungen auf eine Temperatur von ca. 1000C bis 3000C beim Austritt aus dem Verbrennungsraum 1 gebracht.
Der Abscheider 3 ist als Massenkraftabscheider ausgebildet, der auch Zyklon oder Multizyklon genannt wird. Er dient im wesentlichen der Entnahme größerer Kornfraktionen in der Abluft, und sein Wirkungsgrad liegt zwischen etwa 70 und 90% je nach Korngrößenverteilung. In der Regel sind die Grobfraktionen des Staubes weniger stark mit Schwermetallen und Kohlenwasserstoffverbindungen durchsetzt, so daß auch bei der thermischen Stoffbehandlung, wie zum Beispiel bei Brennvorgängen zur Zementherstellung oder Blähtonerzeugung, der abgeschiedene Staubanteil am unteren Ende über eine Rückführleitung 13 dem Abscheider 3 entnommen und der Rohstoffmenge in einer Wiederaufbereitungsanlage zugeführt werden kann, wie dies anhand der Anlage gemäß Fig. 9 erläutert werden soll.
Die von den groben Feststoffanteilen befreite Abluft verläßt den Abscheider 3 über eine in dessen oberen Teil mündende Leitung 31, die beliebigen Querschnitt haben kann und den Abscheider 3 mit einem Filter verbindet. Er kann ein Gewebefilter 7, wie in Fig. 1 dargestellt, oder ein Elektrofilter 18 sein (Fig. 2). In die Leitung 31 mündet im Bereich vor dem Filter 7 eine Dosierleitung 32, über die aus einem Silo und einer Dosiereinheit 4 ein Reaktionsmedium in trockener oder nasser Form der Abluft zugeführt wird. Dieses Reaktionsmedium tritt in Stoffaustausch mit den sauren gasförmigen Bestandteilen der Abluft, wie Stickoxide, Schwefeloxide, Fluoride und Chloride und lagert diese sauren Bestandteile in Salzform an das Korn des Reaktionsmediums an. Als trockene Reaktionsmedien eignen sich alkalische Stoffe, wie CaO, Ca(OH)2, CaCO3 und andere, die in Pulverform zugegeben werden. Sie bilden bei der Reaktion mit den sauren gasförmigen Bestandteilen der Abluft'wie HCl, HF, SO2 und anderen, Salze, die im Filter 7 aus der Abluft gefiltert werden. Die trockenen pulverförmigen Reaktionsmedien werden in den heissen Abluftstrom eingedüst.
Als flüssige Reaktionsmedien werden ebenfalls alkalische Medien eingesetzt, wie NaOH, CaO, Ca(OH)2, MgO, Mg(OH)2 und dergleichen, die, gemischt mit Wasser oder Wasserdampf, in den heissen Abluftstrom eingedüst werden. Die eingedüste Lösung verdampft, während das als Neutralisationsmittel dienende Reaktionsmedium mit den sauren Abgasbestandteilen reagiert. Die gebildeten Salze sind vor Eintritt in den Filter 7 trocken und werden in ihm abgeschieden.
Die Zugabe des Reaktionsmediums erfolgt bei der Anlage gemäß Fig. 1 direkt in die Leitung 31 über eine Impfstelle 5, die als Verwirbelungskammer ausgebildet sein kann. Die Reaktion mit den sauren gasförmigen Bestandteilen der Abluft erfolgt bei Durchströmen einer Rohrleitungsstrecke. 6, deren Länge durch die erforderliche Reaktionszeit festgelegt ist.
Im Gewebefilter 7 oder im Elektrofilter 18 werden alle festen Bestandteile, also Staub und Reaktionsmedium, bis zu Abscheidegraden von über 99% und bis zu Reststaubgehalten von kleiner als 50mg/mN3 ausgeschieden. mN3 hat hierbei die Bedeutung von Normkubikmeter.
Die im Filter 7 abgefangenen festen Bestandteile werden über eine Austragleitung 14 ausgetragen. Der ausgetragene Staub ist von kleiner bis mittlerer Korngröße und kann je nach Zusammensetzung entweder der Rohproduktmischung zugeführt oder wieder-aufbereitet werden Die Rückführung des Staubes zur Rohproduktmischung erfolgt vorteilhaft bei der Herstellung von Zement und Blähtonen. Bei der Wiederaufbereitung werden die Inhaltsstoffe des Staubes in geeigneten Wiederaufbereitungsanlagen konzentriert. Die Konzentration der wertvollen Rückstandsstoffe stellt ein Maß für die wirtschaftliche Recyclingmethode dar. Als weitere Möglichkeit bleibt die sichere Ablagerung auf Deponien, wobei im Einzelfall die umweltfreundlichste Deponiemethode ausgewählt werden muß.
Das mit noch nicht vollständig abreagiertem Reaktionsmedium angereicherte Staubgemisch wird vorteilhafterweise in einen Kreislauf geführt, bei dem der eine Teil des Staubgemisches über eine Leitung 33 wieder der Impfstelle 5 zugeführt und der andere Teil über eine Leitung 34 aus der Anlage entfernt wird. Diese Verfahrensführung trägt wesentlich zur Einsparung von Reaktionsmedien bei.
Nach dem Durchtritt durch den Filter 7 ist die Abluft von mittleren und groben Stäuben und gasförmigen Schadstoffen weitgehend gereinigt. In einem weiteren, unmittelbar anschließenden Verfahrensschritt wird die Abluft nunmehr von denjenigen Schadstoffen befreit, die besonders im Feinstkornbereich vorliegen, wie Schwermetalle, Schwermetall-und Kohlenwasserstoffverbindungen.
Diese Schwermetall-und Kohlenwasserstoffstäube entstehen beim thermischen Prozeß im wesentlichen durch die Erhitzung der Rohprodukte oder bei der Verbrennung von Abfallstoffen.
Schwermetalle und ihre Verbindungen verflüchtigen sich bei Erhitzung je nach Art und Zusammensetzung und gehen bei Abkühlung der Abluft wieder weitgehend in ihren festen Aggregatzustand zurück. Diese kristallinen amorphen oder sublimierten Rückbildungsprodukte lagern sich entweder an sehr feinen Stäuben an oder liegen als Korn im Feinstgrößenbereich vor.
Kohlenwasserstoffverbindungen werden hauptsächlich im Temperaturbereich der Schwelung zwischen etwa 3000C und 6000C in Gasform freigesetzt, wobei der größere Anteil bei Abkühlung der Abluft wieder in den festen Aggregatzustand zurückverwandelt wird.
Um diese Feinststäube zu entfernen, wird die Abluft vom Filter 7 über eine Verbindungsleitung 8 einem nachgeschalteten Feinstfilter 9, 10 zugeführt. Er filtert die Feinststäube aus und ermöglicht Reststaubgehalte in der Abluft, die unter 0,01mg/mN3 liegen. Solche Feinstfilter sind an sich bekannt.
Der Feinstfilter 9, 10 wird entweder einstufig oder zweistufig von der Abluft durchströmt. Für die erste Stufe 9 des Feinstfilters können rückreinigbare Systeme, wie sie bei Gewebefilter bekannt sind, oder Kassetten verwendet werden, die bei Erreichen eines bestimmten Verschmutzungsgrades ausgewechselt werden können.
Die zweite Stufe 10 des Feinstfilters dient hauptsächlich als Schutzfilter, der bei Störungen der ersten Stufe 9 durch raschen Druckanstieg vor der Filterfläche das Bedienungspersonal auf die Störung aufmerksam macht, so daß ein Entweichen von verschmutzten Teilabluftmengen vermieden werden kann. Die beiden die Stufen 9 und 10 bildenden Filtereinheiten sind durch eine Zwischenleitung 35 miteinander verbunden, die an der Filtereinheit 9 angeschlossen ist und in die Filtereinheit 10 mündet. In den Filterelementen 36 und 37 der Filtereinheiten 9 und 10 werden die Feinststäube festgehalten, während die gereinigte Abluft durch eine an der Filtereinheit 10 angeordnete Auslaßleitung 38 abgeführt wird. In ihr sitzt ein Gebläse 11, mit dem die gereinigte Abluft über einen Kamin 12 oder dergleichen ins Freie geblasen wird. Das Gebläse 11 kann auch vor Eintritt in die Gesamtreinigungsanlage bzw. in der Abgasleitung 2 positioniert sein. Die noch warme gereinigte Abluft kann aber auch zur Restwärmenutzung direkt in vorhandene Arbeits-oder sonstige Räume eingeblasen werden. Dies ist ohne weiteres möglich, weil der Staubgehalt bis auf weniger als 0,01mg/mN3 herabgesetzt ist und insbesondere feinkörnige Schwermetall-und Kohlenwasserstoffverbindungen nahezu vollständig entfernt sind. Als Reinigungsleistungen können folgende Näherungswerte angegeben werden: Reinigungsleistungen Staub 0,01mg/mN3 99,97 % Schwermetalle bis zu 99,998% SO2 bis zu 80 HCl und HFl bis zu 99,5 % CxHy bis zu 90 %und mehr Zur Erhöhung der Leistungsfähigkeit der Anlage können die Verfahrensschritte auch zwei-oder mehrstraßig gefahren werden. Vorteilhaft kann sich eine kompakte Bauweise der Anlage besonders bei beengten Raumverhältnissen oder bei kleineren Anlagen zur Erhöhung der Mobilität auswirken.
Der im Feinstfilter 9, 10 anfallende Abfallstaub wird über eine Leitung 15 ausgetragen, die an die Filtereinheit 9 angeschlossen ist. Der Abfallstaub kann wie der in Filter 7 anfallene Staub beispielsweise bei der Herstellung von Zement und Blähtonen der Rohproduktmischung für den Zement bzw. den Blähton zugeführt oder wieder#aufbereitet oder auf geeigneten Deponien abgelagert werden.
Bei der Anlage gemäß Fig. 2 erfolgt die thermische Stoffbehandlung in einem Drehrohrofen 16. Solche Drehrohröfen werden zumeist im Gegenstromverfahren.betrieben, das heißt das Rohmaterial wird auf der Austrittsseite an dem der Flammzone 39 gegenüberliegenden Ende aufgegeben und durch die Neigung und Drehbewegung der Trommel 41 der Flamme zugeführt Nach Durchlaufen der Trommel 41 entgegen der Abluftrichtung 42 verläßt das gebrannte Rohmaterial die Trommel auf der Brennerseite.
Die Abgase gelangen über die Abgasleitung 2, die an das Trommelende 40 angeschlossen ist, in den Abscheider 3, in dem die groben Feststoffanteile in der beschriebenen Weise aus der Abluft entfernt werden. Der Abscheider 3 ist über die Leitung 31 mit einem Reaktor 17 verbunden, in den die Abluft strömt. Das pulverförmige Reaktionsmedium wird in flüssiger oder dampfförmiger Form und mit Wasser oder Dampf in geeigneter Form vermischt über die Dosierleitung 19 in den Reaktor 17 eingeführt. Das Reaktionsmedium wird wie bei der vorhergehenden Ausführungsform einem Silo und einer Dosiereinheit 4 entnommen.
Der Reaktor ist so ausgebildet, daß eine optimale Vermischung des Reaktionsmediums mit der Abluft erfolgt und diese ausreichend lang mit dem Reaktionsmedium reagieren kann. Außerdem ist der Reaktor so ausgelegt, daß eine hohe Reinigungsleistung mit einem Minimum an Reaktionsmedium erreicht wird.
Das durch die Ablufttemperatur getrocknete Gemisch aus Staub und Reaktionsmedium wird dann über eine an den Reaktor 17 angeschlossene Leitung 43 dem nachgeschalteten Filter zugeführt, der ein Gewebefilter wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 oder ein Elektrofilter 18 sein kann, wie in Fig 2 dargestellt. Im Elektrofilter 18 werden der Staub und das Reaktionsmedium abgeschieden, wie dies anhand von Fig. 1 erläutert worden ist.
Die abgefangenen festen Bestandteile können über die Austragleitung 14 ausgetragen und in der beschriebenen Weise weiter behandelt werden.
Die Reaktorbauweise ist zwar mit erhöhten Investitionskosten im Vergleich zur Reaktion in Rohrleitungsstrecken (Fig. 1) verbunden, jedoch läßt sich das Reaktionsmedium im Reaktor 17 gezielt den sauren gasförmigen Bestandteilen beimischen und vermengen. Da im Reaktor 17 längere Reaktionszeiten zur Verfügung stehen, sind geringere Anteile an Reaktionsmedium notwendig, so daß im Vergleich zur Ausführungsform gemäß Fig. 1 wesentlich Reaktionsmedium eingespart werden kann.
Der Elektrofilter 18 ist über die Verbindungsleitung 8 mit dem Feinstfilter 9 verbunden, der bei dieser Ausführungsform einstufig arbeitet und auf die Sicherheitsstufe verzichtet. Selbstverständlich kann auch ein zweistufig arbeitender Feinstfilter wie bei der vorigen Ausführungsform eingesetzt werden. Die gereinigte Abluft gelangt schließlich in die an den Feinstfilter 9 anschließende Auslaßleitung 38 und wird mittels des Gebläses 11 in den Kamin 12 oder dergleichen ausgeblasen.
Die den Abluftreinigungsanlagen vorgeschalteten Ofen-und Feuerungssysteme könne beliebig den verschieden Ausführungsformen der Anlagen zugeordnet werden und sollen nur die breiten Anwendungsmöglichkeiten aufzeigen.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 kann die Dosierleitung 19 auch in die Leitung 31 münden, so daß das Reaktionsmedium bereits vor dem Reaktor 17 mit der Abluft in Berührung kommt und somit eine längere Reaktionszeit zur Verfügung steht.
Das Reaktionsmedium kann bei allen Ausführungsformen mittels Schwerkraftdosierung, Einblasen, Eindüsen und dergleichen in den Abluftstrom eingebracht werden.
Der Abluftreinigungsanlage gemäß Fig. 3 ist ein Drehrohrofensystem 16, 20, 21 vorgeschaltet, wie es zur Herstellung von Blähton und Blähschiefer verwendet werden kann. Dem Drehrohrofen 16 ist eine Trockentrommel 21 vorgeschaltet, von der das Rohmaterial über eine ffberlaufschurre 20 in den Drehrohrofen gelangt.
Der Abscheider für die groben Feststoffanteile und der Reaktor sind bei dieser Ausführungsform zu einer Baueinheit 22, einem Reaktorabscheider, zusammengefaßt. Im unteren Teil 23 des Abluftscheiders 22 wird die Abluft über die Abgasleitung 2, die an das vom Drehrohrofen 16 abgewandte Ende 44 der Trockentrommel 21 anschließt, tangential eingeblasen. Die groben Feststoffe werden dadurch an der Wandung des Reaktorabscheiders 22 niedergeschlagen und gelangen in einen Auslaßtrichter 45 am unteren Ende des Reaktorabscheiders. In die Spitze des Auslaßtrichters 45 mündet die Rückführleitung 13, durch welche die abgeschiedenen groben Feststoffanteile in der beschriebenen Weise entfernt werden. Der untere Teil 23 ist durch eine Platte 46 oder dergleichen von einem Reaktionsraum 24 getrennt. Die von den groben Feststoffanteilen gereinigte Abluft strömt durch eine Öffnung 47 in der Platte 46 aus dem unteren Raum 23 in den Reaktionsraum 24, in den über die Dosierleitung 19 das Reaktionsmedium eingeführt wird. Der weitere Aufbau der Anlage und der weitere Verfahrensablauf erfolgt dann in gleicher Weise wie bei den-Aumführungsformen nach den Fig. 1 und 2.
Das Reaktionsmedium kann auch in die Abgasleitung 2 vor Eintritt in den Reaktorabscheider 22 eingeführt werden.
Fig. 4 zeigt schematisch eine Metall-oder Glasschmelzanlage 25, deren Abluftströme über ein geeignetes Abzugssystem und die Abluftleitung 2 dem Grobabscheider 3 zugeführt werden, in dem die groben Feststoffanteile entfernt werden. Die Anlage nach Fig. 4 eignet sich vorteilhaft bei geringeren Staubkonzentrationen oder bei bestimmten Staubkornzusammensetzungen. Das Reaktionsmedium wird vom Silo und der Dosiereinheit 4 über die Dosierleitung 32 und die Impfstelle 5 in dosierter Form in die Abgasleitung 2 eingegeben Die Dosiereinheit 4 weist, wie bei allen Ausführungsformen, vorzugsweise eine (nicht dargestellte) Dosierschnecke auf, mit der das Reaktionsmedium besonders einfach zudosiert werden kann. Als Reaktionsraum stehen die Rohrleitungsstrecke 6 und der Innenraum des Abscheiders 3 zur Verfügung. Da nur geringe Staubkonzentrationen bzw.
nur bestimmte Staubkornzusammensetzungen vorliegen, können die nach der Reaktion der sauren gasförmigen Bestandteile mit dem Reaktionsmedium entstehenden festen Bestandteile und der Reststaub aus der Grobausscheidung vorteilhafterweise direkt dem Feinstfilter 9, 10 zugeführt werden. Es kann bei dieser Anlage somit eine zwischen Abscheider und Feinstfilter anzuordnender Filter entfallen, so daß die Anlage konstruktiv einfach ausgebildet ist und nur geringen Raumbedarf hat.
Der Feinstfilter 9, 10 ist in Fig. 4 in kompakter Bauweise dargestellt. Die zweite Stufe 10 ist direkt an die erste Stufe 9 angeschlossen. Das Gebläse 11 ist zwischen den beiden Stufen der Feinstfiltration vorgesehen. Die gereinigten Abgase verlassen den Feinstfilter 9, 10 durch die Auslaßleitung 38 und werden durch den Kamin 12 oder dergleichen ausgeblasen.
In den Fig. 5 und 6 sind Varianten der in Fig. 4 dargestellten Anlage dargestellt. Bei der Anlage nach Fig. 5 ist dem Feinstfilter 9, 10 ein Reaktor 17 gemäß Fig. 2 vorgeschaltet.
Bei der Anlage nach Fig. 6 ist dem Feinstfilter 9, 10 der Reaktorabscheider 22 gemäß Fig. 3 vorgeschaltet, in den, wie anhand von Fig. 3 beschrieben worden ist, die Dosierleitung 19 der Dosiereinheit 4 mündet.
Bei den Anlagen gemäß den Fig. 5 und 6 kann die Dosierleitung 19 auch in die Abgasleitung 2 vor dem Reaktor 17 bzw. dem Reaktorabscheider 22 münden, so daß die Reaktion zwischen dem Reaktionsmedium und den sauren gasförmigen Bestandteilen der Abluft bereits in der Abgasleitung beginnt#und somit ein längere Reaktionszeit zur Verfügung steht. Der Feinstfilter kann aber auch entsprechend den Fig. 1 und 2 ausgebildet sein. Das Gebläse 11 kann ferner in der Abgasleitung 2 vorgesehen sein.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 7 erfolgt die Grob-und Feinabscheidung im Gewebefilter 7 oder Elektrofilter 18, ohne einen Abscheider zur Grobabscheidung, wie einen Zyklon oder ähnliches, vorzuschalten. Das Reaktionsmedium wird unmittelbar über die Impfstelle 5 in die Abgasleitung 2 eingegeben, die den Verbrennungsraum 1 mit dem Gewebefilter 7 verbindet. Das Reaktionsmedium reagiert mit den sauren gasförmigen Bestandteilen, wie anhand von Fig. 1 beschrieben, in der Rohrleitungsstrecke 6, die für die gewünschte Reaktion ausreichend lang ist. Im Gewebefilter 7 wird sich auf dem Filtergewebe 48 eine Staubschicht aus grob-und feinkörnigem Material aufbauen, welche die Abscheideeffektivität wesentlich erhöhen kann. An den Gewebefilter 7 ist entsprechend Fig. 1 über die Verbindungsleitung 8 der Feinstfilter 9, 10 angeschlossen, der ein-oder zweistufig arbeiten kann.
Bei der Anlage gemäß Fig. 8 ist an den Elektrofilter 18 unmittelbar, also ohne die Leitung 43 (Fig. 2), der Reaktor 17 angeschlossen. An den Elektrofilter 18 ist über die Verbindungsleitung 8 der Feinstfilter 9, 10 entsprechend den Fig. 5 und 6 angeschlossen. Der Feinstfilter 9, 10 kann aber auch entsprechend den Fig. 1 oder 2 ausgebildet sein. Wie bei allen Ausführungsformen kann der anfallende Abfallstaub über die Leitung 15 Susgetragen werden, der dann in der beschriebenen Weise weiterbehandelt wird.
Bei den Anlagen nach den Fig. 7 und 8 wird zunächst das Reaktionsmedium der Abluft zugegeben, das dann mit den sauren gasförmigen Bestandteilen der Abluft reagiert. Die groben Festbestandteile und die festen, trockenen Reaktionsprodukte werden im Gewebe-oder Elektrofilter 7 oder 18 entfernt. Die gereinigte Staub-und Reaktionsmediumsfraktion wird, wie anhand der Anlage gemäß Fig. 1 beschrieben, über die Leitung 33 der Impfstelle 5 zugeführt.
Im Feinstfilter 9, 10 wird schließlich der Feinststaub entfernt.
Zur Verringerung des Anteils der Kohlenwasserstoffverbindungen, die bei unvollständiger Verbrennung in Schwelzonen und Trocknungsbereichen entgasen und den Schornstein verlassen, dient die Anlage gemäß Fig. 9. Die Abluft aus der Trockentrommel 21, in der bei Temperaturen bis ai etwa 5000C Kohlenwasserstoffverbindungen emittiert werden können, wird vor Einleitung in die Abluftreinigungsphase in einem Teilstrom über eine Leitung 49 einer Nachverbrennungskammer 28 zugeführt, in der bei ausreichender Aufenthaltszeit die schädlichen Kohlenwasserstoffverbindungen C H verbrannt werden. Die erwärmte Abluft wird über eine Zuleitung 50 der Trockentrommel 21 im Bereich der ttberlaufschurre 20 wieder zugegeben.
Die Leitung 49 zweigt von der Abgasleitung 2 ab, die entsprechend Fig. 3 an die Trockentrommel 21 anschließt und diese mit dem Abscheider 3 verbindet. An ihn sind entsprechend der Ausführungsform gemäß Fig. 1 der Gewebefilter 7, der Feinstfilter 9, 10 und der Kamin 12 angeschlossen. Im Abscheider 3 und in den nachgeschalteten Anlagenteilen wird die Abluft in der anhand von Fig. 1 beschriebenen Weise gereinigt. Damit der Teilstrom von der Abgasleitung 2 abgezogen werden kann, sitzt in der Leitung 49 ein Gebläse 51.
Ferner ist die Möglichkeit der Wiederverwertung des im Abscheider 3 anfallenden Abfallstaubes dargestellt. Er wird über die Rückführleitung 13 einem Rohmaterialmischer 30 zugeführt und das gemischte Rohprodukt an einer Aufgabestelle 27 der Trockentrommel in das thermische System eingeleitet. Dort wird es im Gegenstromprinzip bis zu einer Auslaßstelle 26 in der Brenntrommel 16 bewegt.
Die Abluft kann nach den anhand der Fig. 1 bis 8 beschriebenen Verfahren gereinigt werden.
Sollen die Kohlenwasserstoffverbindungen weitergehend reduziert werden, so kann unter der Voraussetzung räumlich getrennter unterschiedlicher Temperaturzonen, wie Vorwärmezone, Schwelzone und Brennzone, eine Anlage eingesetzt werden, wie sie in Fig. 10 dargestellt ist. Die Kohlenwasserstoffe werden gasförmig in der Trockentrommel 21 bzw. in der Schwelzone emittiert. Der Abluftstrom wird vollständig dem Brennraum 16 indirekt oder direkt als Brennerluft zugeführt. An das Ende 44 der Trockentrommel 21 ist eine Rückführleitung 52 für einen Teil der Abluft angeschlossen, die an dem von der Trockentrommel abgewandten Ende 53 in den Drehrohrofen 16 mündet. Ein anderer Teil der Abluft gelangt aus dem Drehrohrofen 16 direkt in eine Abluftleitung 54, die an den Reaktorabscheider 22 angeschlossen und durch einen Wärmetauscher 29 geführt ist Zuluft, zum Beispiel Umgebungsluft, wird über eine Zuleitung 55 durch den Wärmetauscher 29 geführt. Der Wärmeinhalt der Abluft wird in die Zuluft übertragen, die als vorgewärmte Luft der Trockentrommel 21 zugeführt wird.
Die Abluft wird dadurch auf etwa 1000C bis etwa 2500C abgekühlt.
Die Kohlenwasserstoffverbindungen werden bei dieser Anlage verbrannt, also in unschädliche Verbindungen überführt und die Abluft nach der Brenntrommel 16 dem thermischen System entnommen.
Die so vorgereinigte und abgekühlte Abluft wird in der bisher anhand der Fig. 1 bis 8 beschriebenen Verfahren weiter gereinigt.
Als wesentlicher Vorteil aller geschilderten Varianten und Möglichkeiten ist anzusehen, daß die Abluft-Inhaltsstoffe unterschiedlicher Herkunft und Toxitität in verschiedenen Aggregatszuständen weitestgehend dem Abluftstrom entnommen werden können. Die Lösungen stellen einen entscheidenden Fortschritt auf dem Weg zu einer Verminderung der Emissionsmengen und der Immissionsbelastung in der Nähe von Müll-und Schlammverbrennungsanlagen, thermischen Kraftwerken für Stein-, Braunkohle-und O Zement-und Blähtonanlagen, Metallschmelzen und andere Schmelzen, sowie alle weiteren thermischen Prozesse dar, die durch die Komplexität ihrer Abluftzusammensetzung gekennzeichnet sind.
- L e e r s e i t e -

Claims

Ansprüche 1. Verfahren zur Erzeugung von Reinstluftaus Abluft, wobei die Abluft bei der thermischen Stoffbehandlung entsteht und anorganische und/oder organische gasförmige und/oder feste Bestandteile mit einem Gehalt an Schwermetall-und/oder Kohlenwasserstoffverbindungen enthält, wie sie zum Beispiel bei Verbrennungsanlagen für Abfallstoffe, bei thermischen Kraftwerken, bei Anlagen zur Herstellung von Zementen und Blähton und bei Schmelzanlagen anfällt, bei dem die Abluft von gasförmigen und festen Bestandteilen gereinigt wird, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß im Durchlaufverfahren gasförmige Schadstoffanteile in der Abluft an ein in den Durchlauf strom der Abluft eingebrachtes Reaktionsmedium gebunden werden, das in fester Form zusammen mit den gebundenen Schadstoffanteilen aus dem Abluftstrom entfernt wird, und daß die Abluft von enthaltenen feinkörnigen Staubpartikeln, Schwermetall-und Kohlenwasserstoffverbindungen durch Feinstfiltration weitgehend gereinigt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abscheidung der festen Abluftbestandteile und des mit Schadstoffen belasteten Reaktionsmediums in der Feinstfilterstufe gleichzeitig erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abscheidung der festen Abluftbestandteile und des mit Schadstoffen belasteten Reaktionsmediums in mehreren Stufen getrennt oder zusammen erfolgt, und das die Abluft abschließend in der Feinstfilterstufe gereinigt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsmedium erst anschließend an eine Teilreinigung von festen Bestandteilen mit der Abluft vermischt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsmedium in die Abluftströmung nach der thermischen Behandlung und vor der Abscheidung der festen Bestandteile eingemischt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Reaktionsmedium ein pulverförmiges alkalisches Reagenz verwendet wird, wie zum Beispiel Ca O, Ca (OH)2, Ca CO3, und daß dieses Reagenz in fester pulverförmiger trockener Form zugeführt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Reaktionsmedium ein pulverförmiges oder flüssiges alkalisches Reagenz, wie NaOH, CaO, Ca (OH)2, MgO, Mg (OH) 2 in wässriger Lösung oder mit Wasserdampf in den Abluftstrom zugeführt wird und dieses bis vor Beginn der Filtration durch die Abluftwärme getrocknet wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das nur teilweise mit den gasförmigen Bestandteilen reagierte Reaktionsmedium im Kreislauf zur Zugabestelle (5) des Reaktionsmediums zurückgeführt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abluft vor Entfernen der festen Bestandteile und vor Zugabe des Reaktionsmediums zur Beseitigung organischer gasförmiger Verbindungen im Umlauf verfahren nachverbrannt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abluft zur Reinigung unmittelbar einem Verbrennungsraum (1, 16, 25) entnommen wird.
11 Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10, mit einer einem Brennraum nachgeschalteten Trennvorrichtung zum Abtrennen von Schadstoffanteilen aus der aus dem Brennraum entweichenden Abluft, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage wenigstens eine Zugabevorrichtung (4) für ein Reaktionsmedium aufweist, die mit einer in den Abluftstrom mündenden Zuführung (19, 32) versehen ist, und daß die Anlage mindestens einen Feinstfilter (9, 10) aufweist, der der Zugabevorrichtung nachgeschaltet ist.
12. Anlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Reaktion des Reaktionsmediums mit der Abluft wenigstens ein Reaktionsraum (6, 17, 24) vorgesehen ist.
13. Anlage nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Zugabevorrichtung (4) und dem Feinstfilter (9, 10) mindestens ein filternder Abscheider (7, 18), wie ein Gewebe-oder ein Elektrofilter,angeordnet ist.
14. Anlage nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß für die aus dem Brennraum (16) entweichende Abluft eine Rückführleitung (52) vorgesehen ist, die in den Brennraum mündet.
15. Anlage nach Anspruch 14, bei der eine Mittel-und eine Niedertemperaturzone vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß in Strömungsrichtung vor der Mittel-und Niedertemperaturzone die Eintrittsöffnung einer Abluftleitung (54) vorgesehen ist.
16. Anlage nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennvorrichtung (3) ein Schwerkraftabscheider ist, wie ein Zyklon oder ein Multizyklon.
17. Anlage nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung (32) in eine zum filternden Abscheider (7, 18) führende Leitung (31) mündet.
18. Anlage nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (31) den Reaktionsraum (6) für das Reaktionsmedium bildet.
19. Anlage nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugabevorrichtung (4) eine Dosiereinrichtung ist.
20. Anlage nach einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß an der Mündung (5) der Zuführung (32) in die Leitung (31) eine Verwirbelungseinrichtung vorgesehen ist.
21. Anlage nach einem der Ansprüche 11 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung (19) in einen Reaktor (17, 22) mündet.
22. Anlage nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum des Reaktors (17, 22) den Reaktionsraum für das Reaktionsmedium bildet.
23. Anlage nach einem der Ansprüche 12 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktorraum (24) ein Teil der Trennvorrichtung (22) ist.
24. Anlage nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennvorrichtung (22) einen unteren, zur Abscheidung grober Feststoffanteile dienenden Abscheideraum (23) hat, der über einen Durchlaß (47) mit dem über ihm liegenden Reaktionsraum (24) verbunden ist.
25. Anlage nach einem der Ansprüche 11 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgasleitung (2) den Brennraum (1) mit dem filternden Abscheider (7, 18) verbindet.
26. Anlage nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung (32) in die Abgasleitung (2) mündet, und daß als Reaktionsraum (6) die Rohrleitungsstrecke von der Mündung (5) der Zuführung bis zum filternden Abscheider (7, 18) vorgesehen ist.
27. Anlage nach einem der Ansprüche 11 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgasleitung (2) den Brennraum (16) mit dem Reaktor (17) verbindet, der unmittelbar an den filternden Abscheider (7, 18) angeschlossen ist und in den die Zuführung (19) mündet.
28. Anlage nach einem der Ansprüche 11 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Feinstfilter (9, 10) ein-oder zweistufig arbeitet.
29. Anlage nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß bei zweistufiger Ausbildung die beiden Filtereinheiten (9, 10) durch eine Zwischenleitung (35) miteinander verbunden sind.
30. Anlage nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß bei zweistufiger Ausbildung die beiden Filtereinheiten (9, 10) aufeinandergesetzt sind.
31. Anlage nach einem der Ansprüche 28 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Filtereinheit (9) rückreinigbar ist und die nachgeschaltete zweite Filtereinheit (10) als Schutzfilter ausgebildet ist.
32. Anlage nach einem der Ansprüche 11 bis 31, bei welcher der Brennraum voneinander getrennte Hoch-und Mittel-und Niedrigtemperaturbereiche aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß an die Mittel-und Niedrigtemperaturbereiche (21) eine Leitung (49) anschließt, die in eine Nachverbrennungskammer (28) führt, aus der die erhitzte Abluft über eine Zuleitung (50) dem Mitteltemperaturbereich wieder zuführbar ist.
33. Anlage nach einem der Ansprüche 11 bis 32, bei welcher der Brennraum einen Hoch-, einen Mittel-und einen Niedrigtemperaturbereich aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittel-und Niedrigtemperaturbereich (21) über eine Rückführleitung (52) mit dem Hochtemperaturbereich verbunden ist.
34. Anlage nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Hochtemperaturbereich und dem Mittel-und Niedrigtemperaturbereich die Abluftleitung (54) mündet.
35. Anlage nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Abluftleitung (54) über einen Wärmetauscher (29) geführt ist.
36 Anlage nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (29) eine Zuleitung (55) aufweist, die in den Mittel-und Niedrigtemperaturbereich mündet.
37. Anlage nach einem der Ansprüche 11 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß an die Trennvorrichtung (3) eine Rückführleitung (13) angeschlossen ist, die zu einer Wiederaufbereitungsvorrichtung (30), wie einen Rohmaterialmischer, führt.
38. Anlage nach einem der Ansprüche 11 bis 37, dadurch gekennzeichnet, daß der filternde Abscheider (7, 18) über eine Austragleitung (14, 33) mit der Mündung (5) der Zuführung (32) verbunden ist.