DE4313893C2

DE4313893C2 - Method and device for avoiding exhaust and flue gas emissions

Info

Publication number: DE4313893C2
Application number: DE19934313893
Authority: DE
Inventors: Gerd Gill
Original assignee: Individual
Current assignee: GILL, GERD, 57539 ROTH, DE
Priority date: 1993-04-28
Filing date: 1993-04-28
Publication date: 1997-10-23
Anticipated expiration: 2013-04-29
Also published as: DE4313893A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vermeidung von Ab- und Rauchgas emissionen.The invention relates to a method for avoiding exhaust and flue gas emissions.

Des weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens.Furthermore, the invention relates to a device for performing this Procedure.

Zur Müllbeseitigung ist es bekannt, Glas, organische Stoffe, Altpapier und Kunststoffe separat in Containern zu sammeln. Der übrigbleibende Restmüll wird nach einem vorbekannten Verfahren im sogenannten Schwel-Brenn- Verfahren beseitigt. Dabei wird dieser Restmüll durch Konversion getrocknet und die organischen Bestandteile entgast. Der Restmüll gelangt hierbei mit Sauerstoff nicht in Berührung, so daß er nicht verbrennen kann. In einer Konversionstrommel entstehen dadurch energiereicher Kohlenstaub und Prozeßgas. For waste disposal it is known to use glass, organic materials, and waste paper Collect plastics separately in containers. The remaining waste is produced using a previously known process in the so-called smoldering Procedure removed. This residual waste is dried by conversion and degassed the organic components. The residual waste comes with it Oxygen not in contact so that it cannot burn. In a This results in high-energy coal dust and conversion drum Process gas.

Nach dem Konversionsvorgang werden aus dem festen Rohstoff Eisenme talle abgeschieden und danach die Nichteisenmetalle von den übrigen Stoffen getrennt. Die so abgeschiedenen Metalle werden weiteren Verwen dungszwecken zugeführt. Das gilt auch für die übrigen Feststoffe, die weit gehend aus Steinen, Keramik und Glas bestehen.After the conversion process, Eisenme talle deposited and then the non-ferrous metals from the rest Fabrics separated. The metals deposited in this way are used further supplied for purposes. This also applies to the other solids, which are far consist of stones, ceramics and glass.

Die bei der Konversion gewonnene energiereichen Brennstoffe wie Prozeß gas und Kohlenstaub werden bei dreizehnhundert Grad Celsius verbrannt, einer Temperatur, die giftige organische Verbindungen, insbesondere das hochgiftige Dioxin, zerstört. Die bei dieser Verbrennung des Gemisches Prozeßgas/Kohlenstaub entstehende Schlacke wird in flüssiger Form aus der Brennkammer abgezogen, wobei Kessel- und Filterstäube mit einge schmolzen werden. Die schmelzflüssige Schlacke, die in der Brennkammer entsteht, wird beim Abschrecken in Wasser verglast und kann z. B. im Stra ßen- oder Landschaftsbau verwendet werden, ohne daß eine Zusatzbehand lung erforderlich ist.The energy-rich fuels obtained during the conversion such as process gas and coal dust are burned at thirteen hundred degrees Celsius, a temperature that toxic organic compounds, especially that highly toxic dioxin, destroyed. The combustion of this mixture Process gas / coal dust slag is released in liquid form deducted from the combustion chamber, with boiler and filter dust be melted. The molten slag that is in the combustion chamber arises, is glazed in water when quenched and can e.g. B. in the street Outdoor or landscaping can be used without additional treatment tion is required.

Das entstehende Rauchgas wird im Naßwäscheverfahren gereinigt. Es kann eine zweistufige Wäsche mit Eindampfung der Waschsuspension in einem Sprühtrockner zur Anwendung kommen. Im Zusammenhang mit der Kon version werden auch andere Verfahren zur Rauchgasreinigung angewandt. The resulting flue gas is cleaned in the wet washing process. It can a two-stage wash with evaporation of the wash suspension in one Spray dryers are used. In connection with the Kon version, other flue gas cleaning processes are also used.

Auch hierbei sind Elektrofilter zur Entstaubung, Sprühtrockner zur Eindamp fung der Waschsuspension, Gewebefilter zur Feinentstaubung und zweistu fige Wäschesysteme zur HCl- und SO₂-Wäsche erforderlich. Auch werden die Rauchgase in der Regel über einen DeNO_x-Katalysator geführt und an schließend einer Abscheidestufe zugeleitet. Hier kann sich ein Aktivkohle- Festbettfilter oder dergleichen befinden. Dadurch lassen sich Dioxin emissionen und Schwermetallemissionen herunterdrücken. Nach dem Vor entstauben im Elektrofilter durchströmen die auf weniger als 250 Grad Cel sius abgekühlten Rauchgase den Sprühtrockner. Darin wird die Waschflüs sigkeit aus der zweistufigen Naßwäsche, die Salze und Feststoffe enthält, mit einer Zerstäubereinrichtung in den Rauchgasstrom eingesprüht und angedampft. Die Rauchgase werden dabei auf 160 bis 180 Grad Celsius abgekühlt. Die Feststoffe im Rauchgas werden getrocknet und bilden zu sammen mit den jetzt kristallinen Salzen einen feinkörnigen, rieselfähigen Rückstand, der über eine Zellradschleuse oder dergleichen in ein Rück standssilo abgezogen wird. Der Großteil der noch im Rauchgas verbleiben den Feinstpartikel wird in einem Gewebefilter ausgefiltert und in ein Rück standssilo gefördert. Die abgekühlten Rauchgase passieren anschließend einen Vorwäscher, wobei die sauren Bestandteile wie Chlorwasserstoff und Fluorwasserstoff ausgewaschen werden. Die feuchtigkeitsgesättigten Rauch gase strömen danach in den neutralen Hauptwäscher, in dem Reste von Chlorwasserstoff und Fluorwasserstoff sowie das Schwefel und Dioxid aus gewaschen werden. Die gesättigte Waschsuspension wird im Teilstrom in Richtung Sprühtrockner abgezogen und auf den Weg dorthin über einen Neutralisationsbehälter geleitet. Durch Zugabe eines Fällungsmittels wird das in der Waschsuspension enthaltene Quecksilber ausgefällt. Die gewa schenen Rauchgase werden durch einen Tropfenabscheider geleitet, bevor sie wieder aufgeheizt durch den DeNO_x-Katalysator und danach durch die Dioxinabscheidestufe zum Kamin gefördert werden. Vor der Dioxinabschei destufe wird die überschüssige Wärme der Rauchgase in einem Wärmetau scher zur Aufheizung der gesättigten Rauchgase hinter dem Wäscher ver wendet. Die Rauchgasreinigungsanlage produziert keine Abwässer, die außerhalb der Anlage entsorgt werden müßten, da alle Prozeßwässer in der Anlage im Kreis gefahren und/oder verdampft werden.Here too, electrostatic precipitators for dust removal, spray dryers for evaporation of the washing suspension, fabric filters for fine dedusting and two-stage laundry systems for HCl and SO₂ washing are required. The flue gases are usually passed over a DeNO _x catalyst and then fed to a separation stage. An activated carbon fixed bed filter or the like can be located here. This can reduce dioxin emissions and heavy metal emissions. After dedusting in the electrostatic precipitator, the flue gases cooled to less than 250 degrees Celsius flow through the spray dryer. In it, the Waschflüs liquid from the two-stage wet wash, which contains salts and solids, is sprayed with an atomizer into the flue gas stream and evaporated. The flue gases are cooled down to 160 to 180 degrees Celsius. The solids in the flue gas are dried and, together with the now crystalline salts, form a fine-grained, free-flowing residue which is drawn off into a back silo via a rotary valve or the like. The majority of the fine particles still remaining in the flue gas are filtered out in a fabric filter and conveyed to a residue silo. The cooled flue gases then pass through a pre-scrubber, whereby the acidic components such as hydrogen chloride and hydrogen fluoride are washed out. The moisture-saturated flue gases then flow into the neutral main scrubber, in which residues of hydrogen chloride and hydrogen fluoride as well as the sulfur and dioxide are washed out. The saturated washing suspension is drawn off in the partial flow in the direction of the spray dryer and passed there via a neutralization tank. The mercury contained in the wash suspension is precipitated by adding a precipitant. The washed flue gases are passed through a droplet separator before being heated up again by the DeNO _x catalyst and then conveyed to the chimney through the dioxin separator stage. Before the dioxin separator stage, the excess heat of the flue gases is used in a heat exchanger to heat the saturated flue gases behind the scrubber. The flue gas cleaning plant does not produce any waste water that would have to be disposed of outside the plant, since all process water in the plant is circulated and / or evaporated.

Die weitgehend gereinigten Rauchgase strömen danach in die freie Atmos phäre aus.The largely cleaned flue gases then flow into the free atmosphere sphere.

Ferner ist aus der DE 41 28 043 A1 eine Anlage für die Entlackung von lackierten Blechen und anderen Metallteilen, insbesondere von Altautoble chen, mit einer Wirbelbettretorte, in der ein Fluidgasstrom das Wirbelbett trägt und in welche die zu entlackenden Bleche eingeführt werden, einer Einrichtung zum Abziehen der bei der Entlackung in der Wirbelbettretorte entstehenden Schwelgase, einer Einrichtung zum Einführen der Schwelgase in eine Nachverbrennungskammer, die eine vorgeschaltete Brennkammer und zumindest einen Brenner aufweist, und mit einer Einrichtung zum Ent lassen von gereinigter Abluft in die Atmosphäre, vorbekannt. Die Wirbelbettretorte ist durch die fühlbare Wärme von aus der Nachverbrennungskammer austretendem Prozeßgas beheizbar. Die aus der Wirbelbettretorte abgezogenen Schwelgase sind über ein Feststoffilter mit Hilfe einer Saugpumpe mit vorgegebenem Druck in die Nachverbrennungskammer einführbar. Ein Teilmengenstrom des aus der Nachverbrennungskammer austretenden Prozeßgases ist als Fluidgasstrom und Wärmeträger in die Wirbelbettretorte einführbar. Der verbleibende Teilstrom des Prozeßgases ist über eine Wasserdampferzeugungsanlage mit Wärmetauscher geführt, aus der ein Wasserdampfmengenstrom in die Wirbelbettretorte einführbar ist. An die Wasserdampferzeugungsanlage ist eine Abluftreinigungsanlage für die aus dem Wärmetauscher austretende gekühlte und in die Atmosphäre zu entlassende Abluft angeschlossen.Furthermore, DE 41 28 043 A1 discloses a system for stripping paint painted sheet metal and other metal parts, especially from old cars Chen, with a fluidized bed retort, in which a fluid gas stream the fluidized bed carries and into which the sheets to be stripped are introduced, one Device for peeling off the paint removal in the fluidized bed place emerging carbonization gases, a device for introducing the carbonization gases into a post-combustion chamber, which is an upstream combustion chamber and has at least one burner, and with a device for Ent let cleaned exhaust air into the atmosphere, previously known. The Fluid bed retort is from the sensation of warmth Process gas emerging afterburning chamber can be heated. The one from the Fluidized gas tapping places removed smoldering gases are with a solid filter With the help of a suction pump with a predetermined pressure Post-combustion chamber insertable. A partial flow of the from the Process gas emerging from the post-combustion chamber is called a fluid gas stream and heat transfer media can be inserted into the fluidized bed retort. The remaining one Partial flow of the process gas is via a steam generator with heat exchanger from which a water vapor flow into Fluid bed retort is insertable. To the steam generator is an exhaust air cleaning system for the exiting from the heat exchanger cooled exhaust air connected to the atmosphere.

Darüber hinaus wird in der Chem.-Ing.-Tech. 61 (1989) Nr. 1, S. 026-036 ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung beschrieben, bei welchem durch die soge nannte Hochtemperaturverfahrenstechnik gasförmige, flüssige und feste Reststoffe aus Produktionen unter Beachtung behördlicher Auflagen vorge nommen werden.In addition, Chem.-Ing.-Tech. 61 (1989) No. 1, pp. 026-036 Method or an apparatus described in which by the so-called called high-temperature process engineering gaseous, liquid and solid Residues from productions are taken into account in compliance with official requirements be taken.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Vermeidung von Ab- und Rauchgasemissionen zu schaffen, das im Vergleich zum Stand der Technik geringe Investitionen erforderlich macht und die Umwelt nicht belastet.The invention has for its object a method for avoiding of exhaust and flue gas emissions to create, compared to the state technology requires little investment and the environment doesn't charged.

Des weiteren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens zu schaffen.The invention is also based on the object of a device to accomplish this procedure.

Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen 1 und 4 angegebenen Merkmale gelöst.This object is achieved by the in claims 1 and 4 specified features solved.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Ab- und Rauchgase nicht mehr in die Atmosphäre eingeleitet, sondern von der Brennkammer aus durch ein Kühlleitungssystem zu einem Kompressor geleitet und nach ihrer Verdichtung als Ab- und Rauchgas mit flüssigen und festen stofflichen Bestandteilen, z. B. in einem unter Unterdruck stehenden Tank gelagert. Dieser Tank ist mit einem Hochtemperaturbrenner verbunden, der z. B. bei ca. 2000 Grad Celsius arbeitet. Entsprechende Druckleitungen führen von diesem Tank in die Brennkammer des Hochtemperaturbrenners. Durch Druckausgleich strömen die entstehenden Ab- und Rauchgase von dem Unterdrucktank in die Brennkammer. Weitgehend verflüssigtes Ab- und Rauchgaskonzentrat wird durch Pumpen in die Brennkammer gefördert. Die festen Bestandteile des Kondensats setzen sich am Tankboden ab und wer den von hier abgezogen und deponiert. Die Abgase des Hochtemperatur brenners werden durch Kühlleitungen in das Hauptkühlleitungssystem ein geleitet und in das System zurückgeführt.In the method according to the invention, the exhaust and flue gases no longer discharged into the atmosphere, but from the combustion chamber passed through a cooling line system to a compressor and after her Compression as waste and flue gas with liquid and solid material Ingredients, e.g. B. stored in a vacuum tank. This tank is connected to a high temperature burner, the z. B. at approx. 2000 degrees Celsius works. Corresponding pressure lines lead from this tank into the combustion chamber of the high temperature burner. By The resulting exhaust and smoke gases flow from the pressure equalization Vacuum tank in the combustion chamber. Largely liquefied waste and Flue gas concentrate is pumped into the combustion chamber. The solid components of the condensate settle on the tank bottom and who withdrawn from here and deposited. The exhaust gases of the high temperature burners are introduced into the main cooling line system through cooling lines passed and returned to the system.

Bei vorhandenen Rauchgasreinigungsanlagen älterer MVA′s kann diese Anlage auch - hinter den Schornstein gelegt werden, so daß nur die Abgase, die den Schornstein verlassen, komprimiert werden. Diese Anlage eignet sich auch für bereits bestehende, veraltete Müllverbrennungsanlagen und veraltete Kohlekraftwerke, die nur über schlecht arbeitende Rauchgasreini gungsanlagen verfügen.With existing flue gas cleaning systems of older incinerators, this can Plant also - be placed behind the chimney so that only the exhaust gases, that leave the chimney are compressed. This system is suitable also for existing, outdated waste incineration plants and obsolete coal-fired power plants that only have poorly working flue gas cleaning facilities.

Weitere erfinderische Ausgestaltungen sind in den Patentansprüchen 2, 3, 5 sowie 6 bis 8 beschrieben.Further inventive developments are in the claims 2, 3, 5 and 6 to 8 described.

In der Zeichnung ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel schema tisch veranschaulicht. In the drawing, the invention is schematic on an exemplary embodiment illustrated table.

Mit dem Bezugszeichen 1 ist eine Brennkammer eines im einzelnen nicht dargestellten Brenners bezeichnet. Die Brennkammer 1 ist über eine erste Rohrleitung 5 mit einem Kompressor 2 verbunden.Reference number 1 denotes a combustion chamber of a burner, not shown in detail. The combustion chamber 1 is connected to a compressor 2 via a first pipeline 5 .

Der Kompressor 2 ist über eine zweite Rohrleitung 6 mit einem z. B. als Flüssigkeitstank ausgebildeten Tank 3 verbunden, während der Flüssigkeit stank 3 seinerseits über eine dritte Rohrleitung 7 mit einem Hochtemperatur brenner 4 und dieser wiederum über eine vierte Rohrleitung 8 mit der ersten Rohrleitung 5 in Verbindung steht.The compressor 2 is, via a second pipeline 6 with a. B. connected as a liquid tank 3 , while the liquid stank 3 in turn via a third pipe 7 with a high temperature burner 4 and this in turn is connected via a fourth pipe 8 to the first pipe 5 .

Der Flüssigkeitstank 3 muß unter Unterdruck stehen. Geeignete Vakuum pumpen und Förderpumpen sind nicht dargestellt.The liquid tank 3 must be under negative pressure. Suitable vacuum pumps and feed pumps are not shown.

Die Wirkungsweise ist folgende:
Ab- und Rauchgase werden von der Brennkammer 1 durch ein im einzelnen nicht dargestelltes Kühlleitungssystem einem Kompressor 2 zugeführt, durch den sie verdichtet werden. Die verdichteten flüssigen und festen Bestand teile der Ab- und Rauchgase 7 werden in dem unter Unterdruck stehenden Flüssigkeitstank 3 zwischengelagert.The mode of action is as follows:
Exhaust and flue gases are fed from the combustion chamber 1 through a cooling line system (not shown in detail ) to a compressor 2 , by which they are compressed. The compressed liquid and solid components of the exhaust and flue gases 7 are temporarily stored in the liquid tank 3 under vacuum.

Von dem Flüssigkeitstank 3 gelangen die beim Öffnen des Tanks, also bei Druckausgleich entstehenden Gase und sonstige Bestandteile über die dritte Rohrleitung 7 zu dem Hochtemperaturbrenner 4, in dem sie bei etwa 2000 Grad Celsius verbrannt werden. Dabei werden auch entsprechende Dioxine und andere giftige Bestandteile restlos vernichtet. Da der Tank 3 unter Unterdruck steht, strömen die Gase und von selbst zu dem Hochtem peraturbrenner 4. Sollte dies nicht ausreichen, können durch geeignete För derpumpen die flüssigen und festen Bestandteile dem Hochtemperatur brenner 4 zugefördert werden. Auch flüssiges Konzentrat wird aus dem Tank 3 über die dritte Rohrleitung 7 dem Hochtemperaturbrenner 4 zugefördert.From the liquid tank 3 , the gases and other constituents which arise when the tank is opened, that is to say when the pressure is equalized, pass via the third pipeline 7 to the high-temperature burner 4 , in which they are burned at about 2000 degrees Celsius. Corresponding dioxins and other toxic components are also completely destroyed. Since the tank 3 is under negative pressure, the gases flow and automatically to the high-temperature burner 4 . If this is not sufficient, the liquid and solid components can be conveyed to the high-temperature burner 4 by suitable feed pumps. Liquid concentrate is also conveyed from the tank 3 to the high-temperature burner 4 via the third pipeline 7 .

Etwaige feste Bestandteile setzen sich am Tankboden innerhalb des Flüs sigkeitstanks 3 ab und können hier abgezogen und von dort über nicht dar gestellte Rohrleitungen oder dergleichen einer geeigneten Behandlung zuge leitet werden, bevor sie deponiert werden.Any solid constituents settle on the tank bottom within the liquid tanks 3 and can be drawn off and fed from there via pipes or the like, not shown, to a suitable treatment before they are deposited.

Die Abgase des Hochtemperaturbrenners 4 werden über die vierte Rohrlei tung 8 und im einzelnen nicht dargestellte Kühlleitungen in das Hauptkühl leitungssystem, das der Rohrleitung 5 zugeordnet ist, zurückgeleitet.The exhaust gases of the high-temperature burner 4 are fed via the fourth pipeline 8 and cooling lines (not shown in detail) into the main cooling line system, which is assigned to the pipeline 5 .

Das Verfahren arbeitet somit im geschlossenen Kreislauf, so daß die Umge bung nicht belastet wird. Die Investitionskosten liegen nur bei einem Bruchteil der sonst bei Rauchgasreinigungsanlagen wie sie einleitend be schrieben wurden.The process thus works in a closed circuit, so that the reverse exercise is not charged. The investment costs are only one Fraction of those otherwise used in flue gas cleaning systems as introduced were written.

Claims

1. A method for avoiding exhaust and flue gas emissions, characterized in that the exhaust and flue gases are cooled, then compressed, then temporarily stored and then further conveyed and burned at high temperatures, whereupon the residual gases are returned to the beginning of the process cycle with cooling will.

2. The method according to claim 1, characterized in that the off and Flue gases during their temporary storage under negative pressure being held.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the exhaust and smoke gases are circulated in a closed circuit will.

4. Apparatus for performing the method according to claim 1, characterized in that

a) a combustion chamber ( 1 ) via at least a first Rohrlei device ( 5 ) with a compressor ( 2 ) is connected;
b) the compressor ( 2 ) is connected via a second pipe ( 6 ) to a tank ( 3 ) in which gases and liquid and solid components can be collected and that
c) the tank ( 3 ) is connected via at least one third pipe ( 7 ) to a high-temperature burner ( 4 ), which in turn is connected via
d) at least a fourth pipe ( 8 ) with the first pipe ( 5 ) leading to the compressor ( 2 ) or egg nem related cooling system is the verbun.

5. The device according to claim 4, characterized in that we at least one of the pipes, the tank ( 3 ) and the Hochtem temperature burner ( 4 ) connecting third pipe ( 7 ), at least one pump for conveying gases and / or solid and / or liquid components.

6. Apparatus according to claim 4 or 5, characterized in that the first pipe ( 5 ), which connects the combustion chamber ( 1 ) and the compressor ( 2 ) and the fourth pipe ( 8 ), the high-temperature burner ( 4 ) with the connects the first pipe ( 5 ), one cooling system is assigned.

7. Device according to one of claims 4 to 6, characterized in that the tank ( 3 ) is assigned suitable extraction devices, in particular special pumps and / or pipelines, for removing the substances accumulating therein.

8. Device according to one of claims 4 to 7, characterized in that the exhaust and flue gases in front of the compressor ( 2 ) are cooled to at least 28 degrees Celsius.