DE4218672C1 - Incineration of wastes contg. mercury - with addn. of chlorine source to improve fuel gas scrubbing - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbrennen von Quecksilber und/oder Quecksilberverbindungen enthaltendem Abfall, insbesondere Klärschlamm, und zum Auswaschen von Quecksilber und/oder Quecksilberverbindungen aus bei dem Verbrennen entstehendem Rauchgas, insbesondere Rauchgas mit niedrigem HCl- und hohem SO₂-Gehalt.

Bei der Verbrennung von Abfall, insbesondere fester Abfall­ stoffe wie Müll und Klärschlamm, werden gasförmige Schad­ stoffe wie Chlorwasserstoff (HCl), Schwefeldioxid (SO₂) und Quecksilber (Hg) freigesetzt. Quecksilber tritt dabei in drei Konfigurationen auf, nämlich als Hg(II) = ionisches, zweiwertiges Quecksilber, Hg(I) = ionisches, einwertiges Quecksilber, Hg(O) = metallisches Quecksilber. Aus dem Abgas einer solchen Verbrennung, dem Rauchgas, kann metalli­ sches Quecksilber Hg(O) durch eine Abgaswäsche nicht ohne weiteres abgeschieden werden. Eine Abscheidung ist jedoch möglich, wenn das Quecksilber in ionischer Form, möglichst als Hg(II), vorliegt.

Die Bildung von ionischem Quecksilber aus metallischem Quecksilber wird bei der Verbrennung durch Anwesenheit von Chlorionen Cl⁻ begünstigt, weil sich dann bei der Verbren­ nung gasförmiges Quecksilber HgCl₂ bildet, das sehr gut in einem Wäscher abgeschieden werden kann.

Ungünstig für die Abscheidung von metallischem Quecksilber­ ist die Anwesenheit von Schwefeldioxid (SO₂) im Rauchgas: Durch SO₂ wird bei der Verbrennung nicht nur das Hg(O) vor einer Ionisierung bewahrt, sondern sogar die Bildung von metallischem Quecksilber Hg(O) begünstigt. Im Wäscher wirkt sich das SO₂ ebenfalls ungünstig aus: Es reduziert ionisches Quecksilber Hg(II) zu Hg(I), das in Hg(O) und Hg(II) disproportioniert. Das Hg(O) tritt dann sogar mit dem (angeblichen) Reingas aus dem Wäscher aus.

Besonders bei der Verbrennung von Klärschlamm treten häufig solche ungünstigen Verhältnisse auf: im Rauchgas ist wenig HCl enthalten, jedoch viel SO₂. Die Folge ist, daß bei der Verbrennung relativ viel metallisches Quecksilber Hg(O) entsteht, das im Wäscher noch vermehrt wird. Die Ab­ scheidung des gesamten Quecksilbers ist daher nur sehr un­ vollständig.

Aus der DE 40 02 258 A1 ist es bekannt, Quecksilber in Abgasen nach Kondensierung mittels einer Feststoff-Versatz­ anlage in homogene, druckfeste und wasserundurchlässige, transportable Feststoff-Versatzblöcke einzubinden.

Aus dem DE-GB 82 33 235 ist es bekannt, Quecksilber aus anorganischen Abfällen in einer heizbaren Vakuumkammer zu behandeln und dann in einem Kühlgefäß zu kondensieren, das in einer Vakuumkammer abdestilliert wird.

Durch Kondensation von Quecksilber aus Abgasen gelingt es nicht, den Quecksilbergehalt in den Abgasen unter die Grenz­ werte der TA-Luft zu mindern. Hierzu ist der Partialdruck von Quecksilber bei den üblichen Kondensationstemperaturen zu hoch. Eine Abkühlung auf eine Temperatur, bei der der Partialdruck niedrig genug wäre, d. h. auf eine Temperatur weit unter 0°C, ist technisch außerordentlich aufwendig und kostspielig.

Um die Abscheidung von Gesamtquecksilber möglichst stark zu erhöhen, ist das eingangs genannte Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß dem Abfall Chlor und/oder Chlorver­ bindungen zugegeben werden.

Wird der Abfall vor dem Verbrennen getrocknet, so kann es besonders günstig sein, daß Chlorverbindungen dem Abfall vor dem Trocknen in wäßriger Lösung gleichmäßig verteilt zugegeben werden.

Bevorzugt man die Zugabe von festen Chlorverbindungen, so ist das Verfahren bevorzugt dadurch gekennzeichnet, daß trockenem oder getrocknetem Abfall vor dem Verbrennen feste Chlorverbindungen gleichmäßig verteilt zugegeben werden.

Bevorzugt man die Zugabe von gasförmigem Chlor, so ist das Verfahren bevorzugt dadurch gekennzeichnet, daß dem Ab­ fall beim Verbrennen Chlorgas und/oder gasförmige Chlor­ verbindungen gleichmäßig verteilt zugegeben werden.

Diese Maßnahmen können auch kombiniert werden.

Aus Kostengründen hat sich als Chlorverbindungen NaCl oder CaCl₂ und/oder HCl bewährt.

Es hat sich als ausreichend erwiesen, wenn die durch die Zugabe des Chlors und/oder der Chlorverbindungen bedingte Erhöhung des Chloranteils bei-der Verbrennung 0,05 bis 0,35 g pro Normkubikmeter Verbrennungsluft beträgt.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird im folgenden an einem Ausführungsbeispiel unter Hinweis auf die Zeichnung beschrieben, in der eine Anlage zur Verbrennung von Klärschlamm skizziert ist.

Der Klärschlamm wird in einer Zentrifuge 2 entwässert und als Dickschlamm A einem Trockner 4 über eine Leitung 6 zugeführt. In die Leitung 6 wird über eine Leitung 8 eine wäßrige Lösung von NaCl oder Cl₂X so eingeführt, daß sie sich im Dickschlamm A gleichmäßig verteilt. (Das ist die eine Alternative.)

Aus dem Trockner 4 gelangt der getrocknete Dickschlamm A_t über eine Leitung 10 in einen Verbrennungsofen 12. Der Leitung 10 wird über eine Leitung 14 trockenes NaCl oder Cl₂Y so zugeführt, daß es sich im getrockneten Dick­ schlamm A_t möglichst gleichmäßig verteilt. (Das ist die zweite Alternative.) Dem Verbrennungsofen 12 wird über eine Leitung 16 Chlorgas oder HCl-Gas Z zusammen oder getrennt mit der Verbrennungsluft zugeführt. (Das ist die dritte Alternative.)

Aus dem Verbrennungsofen 12 gelangt das Rauchgas durch einen der Energieverwertung dienenden Dampferzeuger 18 und ein der Abscheidung von Partikeln dienendes Elektrofilter 20 nacheinander über Leitungen 22, 24, 26 und 28 in einen Säurewäscher 30 und einen alkalischen Wäscher 32.

Der Säurewäscher wird über eine Leitung 34 mit Frischwasser C gespeist und Abwasser D wird aus ihm mittels einer Lei­ tung 36 abgeführt.

Dem alkalischen Wäscher 32 wird über eine Leitung 38 mit NaOH alkalisch gemachtes Wasser E zugeführt und aus ihm Abwasser F aus einer Leitung 40 abgeführt. Reingas B tritt aus dem alkalischen Wäscher 32 über eine Leitung 42 aus.

In dieser Anlage wird der Mangel an Chlorionen im Klär­ schlamm (die in Form von Chloriden vorliegen) durch Chlo­ ridzugabe über wenigstens eine der Leitungen 8, 14, 16 ausgeglichen. Entscheidend ist dabei eine gute Vermischung der Chloride mit dem Verbrennungsgut während der Ver­ brennung.

Durch die Chloridzuführung wird einerseits die Bildung von HgCl₂ bei der Verbrennung stark gefördert, andererseits steigt der HCl-Gehalt im Rauchgas an. Entsprechendes gilt auch für die SO₂-Entfernung, die im wesentlichen im alka­ lischen Wäscher 32 erfolgt.

Claims (6)

1. Verfahren zum Verbrennen von Quecksilber und/oder Queck­ silberverbindungen enthaltendem Abfall, insbesondere Klär­ schlamm, und zum Auswaschen von Quecksilber und/oder Queck­ silberverbindungen aus bei dem Verbrennen entstehendem Rauchgas, insbesondere Rauchgas mit niedrigem HCl- und hohem SO₂-Gehalt, dadurch gekennzeichnet, daß dem Abfall Chlor und/oder Chlorverbindungen zugegeben werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Abfall vor dem Verbrennen getrocknet wird, dadurch gekennzeichnet, daß Chlorverbindungen dem Abfall vor dem Trocknen in wäßriger Lösung gleichmäßig verteilt zugegeben werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß trockenem oder getrocknetem Abfall vor dem Ver­ brennen feste Chlorverbindungen gleichmäßig verteilt zu­ gegeben werden.

4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß dem Abfall beim Verbrennen Chlorgas und/oder gasförmige Chlorverbindungen gleich­ mäßig verteilt zugegeben werden.

5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Chlorverbindungen NaCl und/oder CaCl₂ und/oder HCl verwendet werden.

6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die durch die Zugabe des Chlors und/oder der Chlorverbindungen bedingte Erhöhung des Chloranteils bei der Verbrennung 0,05 bis 0,35 g pro Normkubikmeter Verbrennungsluft beträgt.