DE4021362A1 - Verfahren und vorrichtung zur entsorgung von mit schadstoffen beladenen rueckstaenden - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Entsorgung eines mit einem Schadstoff beladenen Absorbers.

Unter dem Begriff "Absorber" werden vorliegend mit Schadstof­ fen beladene Stäube, Granulate und Trockenmassen, insbesondere Flugaschen, aus Trockenfeuerungen, aus Wirbelschichtfeuerungen und aus Müllverbrennungsanlagen sowie getrocknete Klärschlämme, kontaminierte Böden und verunreinigtes Erdreich verstanden.

Schmelzkammerfeuerungen mit vollständiger Ascherückführung sind an sich bekannt.

Die bei verschiedenen Prozessen anfallenden Stäube, Rückstände und Abfallprodukte enthalten oft so bedeutende Mengen an Schad­ stoffen, daß eine Verwertung oder selbst eine Deponie nicht oh­ ne weiteres möglich ist. So fallen beispielsweise bei einem Kohlekraftwerk mit Trockenfeuerung stündlich bis zu 20 Tonnen Flugasche an; in dieser Asche sind die in der Kohle zuvor ent­ haltenen Schadstoffe wie Blei, Arsen, usw. auf etwa das Zehn­ fache aufkonzentriert. Ein Deponieren ist daher sehr problema­ tisch, zumal die Stäube einerseits vom Wind verblasen und an­ dererseits von Bodenwässern und vom Regen ausgelaugt werden können. Auch ist der Zuschlag dieser Flugasche zu Zement oder Beton zum Teil bedenklich, und die anfallenden Mengen können ohnehin nicht vollständig dabei abgesetzt werden. Noch krasser sind diese Probleme bei den Flugaschen aus Wirbelschichtfeuerun­ gen und Müllverbrennungsanlagen. Dies liegt an der zum Teil außerordentlich hohen Schadstoffkonzentration in der Flugasche.

Das gilt auch für die mit Schwermetallen und sonstigen Schad­ stoffen angereicherten Klärschlämme oder zu sanierende Böden, zum Beispiel auf dem Gelände von Chemiefirmen.

Es ist daher das Ziel, diese Problemstoffe sinnvoll zu verwer­ ten oder zumindest deponiefähig zu machen.

Aufgabe der Erfindung ist es somit, ein Verfahren und eine Vor­ richtung zur Entsorgung eines mit einem Schadstoff beladenen Absorbers bereitzustellen, das bzw. die eine ungefährliche Be­ seitigung des Schadstoffs ermöglicht.

Die genannte Aufgabe wird bezüglich des Verfahrens erfindungs­ gemäß dadurch gelöst, daß der Absorber in den Kreislauf einer Schmelzkammerfeuerung mit vollständiger Ascherückführung einge­ bracht wird.

Bezüglich der Vorrichtung wird die Aufgabe erfindungsgemäß da­ durch gelöst, daß im Kreislauf einer Schmelzkammerfeuerung mit vollständiger Ascherückführung eine Einleitstelle zum Einleiten des Absorbers vorgesehen ist.

Der Absorber kann dabei in den Rauchgasweg und/oder in die Ascherückführung und/oder in den Schlackeabzug und/oder mit der Kohle eingespeist werden.

Bevorzugt ist vorgesehen, die bisher geschilderten Maßnahmen mit der Zudosierung von Altglasscherben und/oder Kalksplitt, des weiteren als "Zusätze" oder "Zuschläge" bezeichnet, zu kombinieren.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Als Vorteil der Erfindung ergibt sich eine sichere Einbindung, daß heißt Einschmelzung der Schadstoffe (Stäube etc.) in die Schlacke, aus der sie bei anschließender Normal-Deponierung nur sehr schwer auszulaugen sind. Im übrigen läßt sich diese Schlacke auch als Straßenbaumaterial verwerten.

Als besonderer Vorteil der Erfindung wird es angesehen, daß sich bei der Schmelzkammerfeuerung mit vollständiger Ascherück­ führung eine Absenkung der Konzentration des für DeNOx-Kataly­ satoren schädlichen gasförmigen Arsenoxids in den Rauchgasen ergibt. Daraus resultiert eine Verlängerung der Lebensdauer der DeNOx-Katalysatoren auf der High-Dust-Seite der Schmelzkammer­ feuerung. Wie eigene Versuche und Rechnungen zeigten, können nämlich die mit Arsen etc. belasteten Stäube in aller Regel noch weiteres Arsenoxid binden. Die im Rauchgas eingesetzten DeNOx- Katalysatoren, die ansonsten das gasförmige Arsenoxid absorbiert hätten und dadurch desaktiviert worden wären, bleiben nun bedeu­ tend länger funktionsfähig. Je feinkörniger der eingespeiste Ab­ sorber ist und je höher ihre spezifische Oberfläche ist, desto mehr gasförmiges Arsenoxid kann er vom Katalysator fernhalten. Man kann das vorliegende Verfahren somit auch als ein Verfahren zur Arsenoxid-Konzentrationsminderung für DeNOx-Katalystoren be­ zeichnen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dar­ gestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schmelzkammerfeuerung mit Ascherückführung, bei der verschiedene Möglichkeiten der Zugabe des Absorbers und gegebenenfalls auch der Zuschläge eingezeichnet sind, und

Fig. 2 eine weitere Schmelzkammerfeuerung mit verschiedenen Mög­ lichkeiten der Zugabe des Absorbers und gegebenenfalls auch der Zuschläge.

Nach der schematischen Darstellung von Fig. 1 umfaßt eine standardmäßige Schmelzkammerfeuerung 1 mit vollständiger Asche­ rückführung die mit durchgezogenen Linien dargestellten Kompo­ nenten und Leitungsverbindungen. Danach wird dem Brennraum 3 über eine Zuleitstelle 5 Kohle 7 zugeführt. Die im Brennraum 3 erzeugte Wärme heizt einen Kessel 9. Über einen Flüssigascheab­ zug 11 kann Schlacke 13 abgezogen werden, die auch im vorlie­ genden Fall auf einer Deponie abgelagert werden kann.

Die Rauchgase 15 verlassen den Kessel 9 in Richtung auf einen Economizer 17, dem ein DeNOx-Katalysator 19 nachgeschaltet ist. Letzterer wandelt die im Rauchgas enthaltenen Stickoxide in für die Umwelt verträgliche Substanzen um. Dem DeNOx-Katalysator 19 ist ein Luftvorwärmer 21 nachgeschaltet, dessen Ausgang wiederum mit einem Elektrofilter 23 verbunden ist. Vom Elektrofilter 23 führt eine Ascherückführleitung 25 zum Brennraum 3. Die Asche wird an einer Einleitstelle 26 in letzteren eingeleitet. Das vom Elektrofilter 23 abgegebene Rauchgas wird einer Rauchgas- Entschwefelungs-Anlage (REA) 29 zugeleitet, von wo es in gerei­ nigter Form über einen Kamin 31 in die Umgebung abgegeben wird.

Aus den gestrichelten Linien von Fig. 1 wird deutlich, daß ein mit Schadstoff beladener Absorber 33 der oben definierten Art, zum Beispiel eine Flugasche, und gegebenenfalls auch ein Zu­ schlagstoff 35, wie insbesondere Kalksplitt und/oder Glas, auf verschiedene Weise in den Kreislauf der Schmelzkammerfeuerung 1 eingespeist werden kann. Über die Leitung 37 und eine Einleit­ stelle 38 kann der Absorber 33 samt Schadstoff in den Kessel 9 und damit in den Rauchgasweg eingeleitet werden. Über die Lei­ tung 39 und die Einleitstelle 5 kann der Absorber 33 samt Schad­ stoff zusammen mit der Kohle 7 in den Brennraum 3 eingeleitet werden. Und über eine Leitung 41 und eine Einleitstelle 42 kann der Absorber 33 samt Schadstoff dann in den Brennraum 3 gegeben werden. Stattdessen kann er auch über die Ascherückführungslei­ tung 25 und die Einleitstelle 26 dem Brennraum 3 zugeführt wer­ den.

Am günstigsten ist eine Anordnung, bei der der staubförmige Ab­ sorber 33 in den Rauchgasweg vor dem Katalysator 19 eingespeist wird, etwa den Kessel 9, jedenfalls hinter dem Brennraum 3, wo aufgrund der hohen Temperaturen gasförmiges Arsenoxid vom Staub 33 abdampfen könnte. Aus demselben Grund sollte die Ascherück­ führungsleitung 25 möglichst in die Nähe des Schlackeabzugs 11 geführt und die Asche im Brennraum 3 nicht in die Gebiete mit den höchsten Temperaturen gebracht werden. Fig. 2 zeigt schema­ tisch ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem dies berücksichtigt ist.

Nach Fig. 2 ist also die Ascherückführleitung 25 vom Elektro­ filter 23 an den Abzug 11 angeschlossen. Der Absorber 33 wird über die Leitung 37 in den Kessel 9 gegeben. Als Zusatzstoff oder Zuschlag wird hier sowohl Kalksplitt 35A als auch zerklei­ nertes Glas 35B verwendet. Der Kalksplitt 35A wird über eine Leitung 43 und eine Zuleitstelle 44 - oder zusammen mit der Koh­ le 7 - in den Brennraum 3 geleitet. Er kann auch über eine Lei­ tung 45 in die Ascherückführleitung 25 gegeben werden. Ebenso wird das Glas 35B über eine Leitung 47 in die Ascherückführlei­ tung 25 und damit in den Abzug 11 geleitet.

Besonderes Augenmerk gilt dem täglichen Rußblasen. Dabei wird der an den Heizflächen des Kessels 9, im Economizer 17 und im Luftvorwärmer 21 anhaftende Flugstaub abgeblasen. Dem DeNOx-Ka­ talysator 19 schadet dies zunächst nicht, weil der abgeblasene Ruß nur gebundenes, aber kein zusätzliches gasförmiges Arsen­ oxid bringt. Erst wenn der abgeblasene Ruß in den Brennraum 3 zurückgeführt wird, dampft das anhaftende Arsenoxid ab, das sich dann im Rauchgaskanal nach und nach wieder an der Flugasche an­ lagert. Um dies zu verhindern, wird vorliegend so vorgegangen, daß zusätzlicher Absorberstaub genau in dieser Phase zudosiert wird.

Weiterhin wird vorgeschlagen, die Flugasche 33 während des Ruß­ blasens einzubunkern und anschließend kontinuierlich in den Kes­ sel 9 zurückzuführen, zusammen mit der Dosierung von Absorber­ staub 33 (zum Beispiel aus einer Trockenfeuerung) in den Rauch­ gaskanal.

Claims (20)

1. Verfahren zur Entsorgung eines mit einem Schadstoff belade­ nen Absorbers, dadurch gekennzeichnet, daß der Absorber (33) in den Kreislauf einer Schmelzkammer­ feuerung (1) mit vollständiger Ascherückführung (25) einge­ bracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Absorber (33) in den Rauchgasabzug und/oder in die Ascherückführung und/oder in den Schlackeabzug und/oder mit der Kohle eingespeist wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Absorber (33) in einer Menge von 0,001 bis 15%, vorzugsweise von 0,1 bis 5% der Kohlemenge, zuqesetzt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu dem Absorber (33) ein Zusatz (35) wie insbesondere Altglas (35B) und/oder Kalksplitt (35A) zugegeben wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Zusatz (35) in einer Menge von 0,1 bis 10 %, vorzugsweise 0,3 bis 5 % der Kohlemenge, zudosiert wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Absorber (33) und/oder der Zusatz (35) vor dem Einbringen in den Kreislauf zerkleinert und/oder vermahlen werden/wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Absorber (33) und/oder der Zusatz (35) mit der Kohle (7) eingebracht und mit ihr ver­ mahlen werden/wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Absorber (33) und/oder der Zusatz (35) wie insbesondere Kalksplitt (35A) in den Kessel (9) hinter der Brennkammer (3) und vor dem Economizer (17) dem Rauchgasstrom zugeführt werden/wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Absorber (33) und/oder der Zusatz (35) in die Ascherückführung (25) eingespeist werden/ wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Einbringen in den Kreislauf der angelieferte Absorber (33) und/oder der Zusatz (35) zunächst eingebunkert werden/wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Absorber (33) in einer Menge von 0,05 bis zur 5-fachen Menge des ohne Zudosierung herr­ schenden Staubstromes zugeführt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Absorber (33) im kontinuierlichen Betrieb in einer Menge von 0,05 bis zur 2-fachen Menge des ohne Zudosierung herrschenden Staubstromes zugeführt wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Absorber (33) und/oder der Zusatz (35) während des Rußblasens bis eine Stunde nach Be­ endigung des Rußblasens zugegeben werden/wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Absorber (33) während des Rußblasens in einer Menge von 0,5 (?) bis zur 5-fachen Menge des ohne Zudosierung herrschenden Staubstromes zugeführt wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14 zur Entsorgung von mit Giftstoffen und Schwermetallen belastetem Müll, da­ durch gekennzeichnet, daß die Schmelzkam­ merfeuerung mit vollständiger Ascherückführung Teil einer Müll­ verbrennungsanlage ist.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schmelzkammer-Müllverbrennung mit Absorbern und Zusätzen betrieben wird.

17. Vorrichtung zur Entsorgung eines mit einem Schadstoff be­ ladenen Absorbers, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß im Kreislauf einer Schmelzkammerfeuerung (1) mit vollständiger Ascherückführung (25) eine Einleitstelle (5, 38, 42, 44) zum Einleiten des Absorbers (33) vorgesehen ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Einleitstelle (44) im Bereich der Kohleeinleitstelle (5) liegt.

19. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Einleitstelle (27) für die Ascherückführung (25) in der Nähe des Ascheabzugs (11) ge­ legen ist.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, da­ durch gekennzeichnet, daß eine Einleit­ stelle (44, 48) für einen Zusatz (35, 35A, 35B) im Kreislauf der Schmelzkammerfeuerung (1) vorgesehen ist.