DE4109044A1 - Verfahren zur thermischen entsorgung von reststoffen aus der rauchgasreinigung - Google Patents
Verfahren zur thermischen entsorgung von reststoffen aus der rauchgasreinigungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur thermischen
Entsorgung von Reststoffen bestehend aus Kesselaschen,
Filterstäuben und Wäscherabschlämmungen, die bei der
Rauchgasreinigung, insbesondere bei Hausmüll- oder
Sondermüllverbrennungsanlagen anfallen und toxische
Schwermetalle, toxische organische Stoffe und ähnliche
Verbindungen enthalten. Bei Müllverbrennungsanlagen
enthalten die Kesselaschen und Flugstäube wie auch die
in einer abwasserfrei arbeitenden nachgeschalteten
Rauchgaswäsche anfallenden Abschlämmungen der ersten
- meist mit niedrigen pH-Werten betriebenen -
Waschstufe, toxische Schwermetalle bzw.
Schwermetallverbindungen sowie toxische organische
Verbindungen, die eine Ablagerung auf Deponien
verbieten und eine Entsorgung in einer
Unter-Tage-Deponie zwingend vorschreiben.
Da in der nachgeschalteten zweiten Waschstufe nach
heutigem Stand der Technik hochwertige in der
Gipsplatten- oder Zementindustrie verwertbare Gipse
erzeugt werden, finden diese demzufolge hier keine
Beachtung.
Bisher sind lediglich Verfahren bekannt, in denen die
einzelnen o. a. Reststoffe getrennt behandelt werden.
Mit dem Ziel, einen Großteil derart zu inertisieren,
daß hierfür eine Wiederverwertbarkeit bzw. die
Möglichkeit besteht, den größten Teil der Feststoffe
auf einer Deponie der Deponieklasse 2 endzulagern und
nur eine geringe Reststoffmenge in die
Unter-Tage-Deponie zu verbringen. Hierzu sind meist
mehrere Behandlungsschritte mit entsprechendem
apparativen Aufwand erforderlich.
Beispielsweise soll entsprechend der DE-OS 37 03 984
eine 95%ige Zerstörung an Dioxinen und Furanen
(PCDD/PCDF) bei einer Wärmebehandlung der Kesselaschen
und Flugstäube in einem Temperaturbereich von 250 bis
450°C und unter reduzierenden Bedingungen erreicht
werden. Um die gemäß Trinkwasserverordnung bzw. für
eine Deponie der Klasse 2 erforderlichen Eluatwerte zu
erreichen, müssen die Kesselaschen und Flugstäube
anschließend gewaschen werden. Dennoch erscheint die
Deponiefähigkeit dieser Reststoffe fraglich, da zum
einen die toxischen organischen Verbindungen nicht
vollständig zerstört worden sind und zum anderen auch
die hochgiftigen Schwermetalle bzw.
Schwermetallverbindungen in den Reststoffen noch in
beträchtlichen Anteilen enthalten sind.
Größere Potenzen sind der thermischen Inertisierung der
Filterstäube, d. h. dem Einschmelzen und der damit
verbundenen Verglasung zuzuschreiben. Hier werden im
wesentlichen zwei unterschiedliche Konzepte verfolgt.
Die Unterschiede bestehen in dem Bemühen, entweder
möglichst viele Schwermetalle in der Glasmatrix
einzubinden oder aber die Schwermetalle und
Schwermetallverbindungen thermisch über den Abgasstrom
zu separieren. Aus der DE-PS 26 31 220, der
US-PS 46 66 490 und der DE-OS 38 27 086 sind Verfahren
bekannt, wonach mit toxischen Stoffen belastete Stäube
nach Zugabe von Zuschlagsstoffen und Herstellung eines
Gemenges durch einen Schmelzprozeß in Glas überführt
werden können. In diesem Glas sind toxische
Schwermetalle fest in der Glasmatrix eingebaut. Diese
Tatsache führt dazu, daß die Schwermetalle aus
derartigen Gläser sehr schwer auslaugbar sind, so daß
eine Freisetzung nur in geringsten Mengen erfolgt.
Problematisch ist bei o. g. Verfahren die unzureichend
geklärte Abgasproblematik zu bewerten. Der Vorgang des
Glasschmelzens in einem Schmelzofen führt aufgrund des
hohen Chlorid- und Sulfatanteils in den Stäuben und der
geringen Aufnahmekapazität des Glases für derartige
Stoffe dazu, daß die entweichenden Abgase neben Cl,
HCl, SO2, SO3, Schwermetalle sowie Alkalien enthalten.
Aus der EP-PS 02 29 340 A1 ist ein Verfahren bekannt,
bei dem thermisch die Schwermetalle, Chloride und
Sulfate abgetrennt über den Rauchgasweg ausgetragen
werden und nach entsprechender Kondensation als
Restprodukt vorliegen.
Die bei einer Rauchgasreinigung anfallende Abschlämmung
der sauren Waschstufe, die als Salzlösung vorliegt,
wird über Dünnschichtverdampfer aufbereitet oder nach
Neutralisation mechanisch entwässert. Die
Kondensationsflüssigkeit wird in den Quenscherkreislauf
zurückgeführt. Das als weiteres Restprodukt vorliegende
Salzkonzentrat ist zu deponieren.
Nachteilig und damit technologisch unbefriedigend sind
die für die verschiedenen anfallenden Reststoffe
(Kesselasche, Filterstäube und die Abschlämmung)
getrennten Behandlungsverfahren zu werten.
Es sei erwähnt, daß zwei Behandlungsverfahren
entsprechenden anlagentechnischen Aufwand bedeuten.
Eine zufriedenstellende Verfahrensführung zur
gemeinsamen Entsorgung von Reststoffen aus der
Rauchgasreinigung ist aus den genannten
Veröffentlichungen nicht abzuleiten.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
ein Verfahren zur thermischen Entsorgung von
Reststoffen bestehend aus Kesselaschen, Filterstäuben
und Wäscherabschlämmungen, die aus der
Rauchgasreinigung stammen, zu entwickeln, welches in
einer Anlage die Salze entfernt, die toxischen
Schwermetalle immobilisiert oder entfernt und die
toxischen organischen Stoffe sowie ähnliche
Verbindungen aus den Kesselaschen, Filterstäuben und
Wäscherabschlämmungen thermisch zerstört.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der
Zerstörung der in den Prozeßabgasen enthaltenen bzw.
neu gebildeten toxischen organischen Stoffe und
ähnlichen Verbindungen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß
Kesselaschen und Filterstäube, die toxische
Schwermetalle, toxische organische Stoffe und ähnliche
Verbindungen enthalten und vorzugsweise aus der
Rauchgasreinigung einer Hausmüll- oder
Sondermüllverbrennungsanlage stammen, gemeinsam mit der
Abschlämmung aus der Rauchgaswäsche, die gelöste Salze
und z. T. wäßrige Salzsäure enthält, entweder gemischt
oder über getrennte Aufgabevorrichtungen einem
Schmelzaggregat zugeführt werden.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird es möglich,
die verschiedenen anfallenden Reststoffe (Kesselasche,
Filterstäube, Wäscherabschlämmung) nicht wie bisher
üblich und technologisch unbefriedigend getrennten
Behandlungsverfahren zu unterziehen, sondern in einem
Behandlungsverfahren in ein eluationssicheres Glas ein
Salz bzw. Salz- und Schwermetallkonzentrat und in ein
der Verbrennungsluft der Müllverbrennungsanlage
zuzuführendes Prozeßabgas zu überführen. In den
Stäuben enthaltene toxische organische Verbindungen,
insbesondere Dioxine und Furane werden dabei thermisch
quantitativ zerstört.
Das Zuführen der Abgase zur Verbrennungsluft bedeutet
eine thermische Nachbehandlung derselben mit dem Ziel,
eventuell vorhandene bzw. neu entstandene Dioxine
und/oder Furane zu zerstören, damit diese nicht ins
Rauchgas gelangen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den
Unteransprüchen aufgeführt.
Die Erfindung wird durch die in den Zeichnungen
dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiele
nachfolgend näher beschrieben.
Fig. 1 zeigt ein Fließschema des erfindungsgemäßen
Verfahrens für den konkreten Fall, daß die
Salze und Schwermetalle mit dem Abgas den
Schmelzreaktor verlassen und
Fig. 2 zeigt ein Fließschema für das erfindungsgemäße
Verfahren für den konkreten Fall, daß die Salze
und ein Teil der Schwermetalle separat aus dem
Schmelzreaktor abgezogen werden.
Beiden Ausführungsbeispielen ist gemeinsam, daß die
Aschen 1 vom Kessel II der Feuerung der
Müllverbrennungsanlage I, die Stäube 2 aus der
Rauchgasentstaubung III und die Wäscherabschlämmung 3
aus dem HCL-Wäscher IV sowie gegebenenfalls notwendige
Zuschlagstoffe 11 und 12 gemeinsam über einen Mischer 4
dem Schmelzreaktor 5 zugeführt werden.
Die Art der Zuführung kann entsprechend der dargelegten
Unteransprüche verschieden sein.
Die Filterstäube 2, Kesselaschen 1 und/oder die
Wäscherabschlämmung 3 können dabei vor dem Einbringen
in den Schmelzreaktor 5 durch Zugabe eines oder mehrere
Zuschlagsstoffe 11, 12 hinsichtlich ihrer
physikalischen und/oder chemischen Eigenschaften
verändert werden. Die Wäscherabschlämmung 3 wird in den
Schmelzreaktor 5 eingedüst oder über einen separaten
Zulauf zugeführt. Die Zuführung kann dabei sowohl
kontinuierlich als als diskontinuierlich erfolgen.
Weiterhin kann die Wäscherabschlämmung 3 zur
Pelletierung und/oder Kompaktierung der Kesselaschen 1
und Filterstäube 2 eingesetzt werden. Als weitere
Zuschlagsstoffe zur Verbesserung der physikalischen
und/oder chemischen Eigenschaften des
wiederverwertbaren Glases können künstliche und/oder
mineralische Reststoffe geeigneter chemischer
Zusammensetzung eingesetzt werden. Als natürliche
alkalihaltige und mineralische Zuschläge sind
insbesondere Phonolith und/oder Quarzsand einsetzbar.
Unterschiede sind in der Art des Ausbringens der Salze
und Schwermetalle zu sehen. Fig. 1 zeigt, daß die
Salze und Schwermetalle mit dem heißen Rauchgas 9 den
Schmelzreaktor 5 verlassen. Eine Beaufschlagung mit
Kaltluft 10 bewirkt die Kondensation der Salze und
Schwermetalle 7, die beispielsweise über einen Filter
13 abgeschieden werden können. Das so enthaltende
Konzentrat ist zu deponieren und nach Möglichkeit
aufzubereiten. Die Abgase 8 sind der Verbrennungsluft
14 des entsprechenden Rauchgaserzeugers zuzuführen.
Fig. 2 zeigt das Ausschleusen der Salze und einen Teil
der Schwermetalle durch einen separaten Auslauf aus dem
Schmelzreaktor in Form von Glasgalle 15 beispielsweise
bei Verwendung eines Elektroglasschmelzofens mit
sogenanntem "kalten Oberofen". Für das Abgas 8 und das
Konzentrat 7 gelten analog die oben genannten
Verfahrensschritte.
Claims (11)
1. Verfahren zur thermischen Entsorgung von
Reststoffen aus der Rauchgasreinigung, die toxische
Schwermetalle, toxische organische Stoffe und
ähnliche Verbindungen enthalten und gegebenenfalls
mit einem oder mehreren Zuschlagsstoffen in einem
Schmelzreaktor aufgeschmolzen werden, dadurch
gekennzeichnet, daß
- - die Reststoffe, wie Kesselaschen (1), Filterstäube (2) und Wäscherabschlämmungen (3) gemeinsam dem Schmelzreaktor (5) zugeführt werden und dort in ein eluationssicheres Glas) (6), ein salz- und schwermetallhaltiges Restprodukt (7) und ein der Verbrennungsluft (14) zur thermischen Nachbehandlung zuzuführendes Abgas (8) überführt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß im Schmelzreaktor (5) die Schwermetalle und
Salze (7) durch das Abgas (9) ausgetragen werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß dem heißen Abgas (9)
Umgebungsluft (10) zugeführt und dieses einer
schnellen Abkühlung unterzogen wird, die Salze und
Schwermetalle (7) kondensieren und z. B. über einen
Filter (13) separiert werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Salz- und Schwermetallkonzentrat (7) als
Glasgalle (15) durch einen oder mehrere separate
Ausläufer aus dem Schmelzreaktor (5) entzogen wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kesselaschen (1), Filterstäube (2) und/oder
die Wäscherabschlämmung (3) vor dem Einbringen in
den Schmelzreaktor (5) gegebenenfalls durch Zugabe
eines oder mehrerer Zuschlagsstoffe (11, 12)
hinsichtlich ihrer physikalischen und/oder
chemischen Eigenschaften verändert werden.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kesselaschen (1), Filterstäube (2) und die
Wäscherabschlämmung (3) gemischt zugegeben werden.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Wäscherabschlämmung (3) in den
Schmelzreaktor (5) eingedüst oder über einen
separaten Zulauf zugeführt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Zuführung der Wäscherabschlämmung (3) in
den Schmelzreaktor (5) sowohl kontinuierlich als
auch diskontinuierlich erfolgen kann.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Wäscherabschlämmung (3) zur Pelletierung
und/oder Kompaktierung der Kesselaschen (1) und
Filterstäube (2) eingesetzt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß als weitere Zuschlagsstoffe künstliche und/oder
mineralische Reststoffe geeigneter chemischer
Zusammensetzung eingesetzt werden.
11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß als Zuschlagsstoffe natürliche alkalihaltige
und mineralische Zuschläge insbesondere Phonolith
und/oder Quarzsand eingesetzt werden.
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