DE4317756A1

DE4317756A1 - Verfahren zur Reinigung von mit Quecksilber belasteten Rauchgasen insbesondere aus Klärschlammverbrennungsanlagen

Info

Publication number: DE4317756A1
Application number: DE19934317756
Authority: DE
Inventors: Karl Dr Kuerzinger
Original assignee: KRC Umwelttechnik GmbH
Current assignee: KRC Umwelttechnik GmbH
Priority date: 1993-05-28
Filing date: 1993-05-28
Publication date: 1995-01-12

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Reinigung von stark mit Quecksilber belasteten Rauchgasen, ins besondere von Rauchgasen aus Klärschlammverbrennungsanlagen, durch eine Vorreinigung und eine vorzugsweise zweistufige nasse Rauchgasentschwefelung, bei der der Schwefel in Form von Rauch gasgips anfällt, wobei die Vorreinigung dadurch erfolgt, daß

a) aus dem Rauchgasstrom zunächst mittels eines Entstaubungs aggregats die Hauptmenge der Flugasche abgeschieden wird,
b) das Rauchgas bereits vor der Vorreinigung durch Gas-Gas- Wärmeaustausch mit gereinigtem und entschwefelten Rauchgas abgekühlt wird, wobei sich dieses wieder aufheizt, und
c) feinteilige Aktivkohle, Aktivkoks, Herdofenkoks oder Mole kularsiebe als festes Adsorbens in den Rauchgasstrom einge blasen wird und das beladene Adsorbens mittels eines Gewe befilters entfernt wird, woraufhin die übliche nasse Rauch gasentschwefelung und die Ausschleusung des Rauchgasgipses erfolgt.

Ein derartiges Verfahren ist beschrieben in der DE-A-41 24 844 der Anmelderin. Dieses Verfahren hat sich bereits bewährt, je doch besteht das Bedürfnis ohne großen zusätzlichen technischen Aufwand und ohne großen zusätzlichen Materialaufwand das Ver fahren dahingehend zu verbessern, die gereinigten und entschwe felten Rauchgase auch noch von Spuren an Quecksilber, polychlo rierten Substanzen und anderen flüchtigen Verunreinigungen zu befreien, bevor sie in den Kamin geleitet werden. Weiterhin ist gewünscht, daß der Rauchgasgips nur durch geringe Menge von Chlorid verunreinigt ist, da er andernfalls von der Baustoff industrie nicht abgenommen wird. Schließlich besteht das Bedürf nis möglichst geringe Mengen oder kein Abwasser entsorgen zu müssen, wobei das Abwasser möglichst gering belastet sein soll mit löslichen Salzen.

Diese Aufgabe kann erstaunlich einfach und wirkungsvoll gelöst werden dadurch, daß erstens in der Stufe c dem festen Absorbens eine HCl-bindende Komponente zudosiert wird, und daß zweitens das gereinigte bereits wiederaufgeheizte entschwefelte Rauchgas nachgereinigt wird durch Einblasen von feinteiliger Aktivkohle, Aktivkoks, Herdofenkoks oder Molekularsieben als festes Absor bens in den Reingasstrom und Entfernung des beladenen Absorbens mittels eines Gewebefilters, wobei das hierbei anfallende nur sehr wenig kontaminierte feste Absorbens zurückgeführt wird in die Stufe c.

Vorzugsweise wird als HCl-bindende Komponente Calciumhydroxid verwendet. Geeignet sind aber auch andere basische Substanzen wie Soda, Kalksteinmehl oder gemahlene Calciumaluminiumsilicate. Diese werden in solchen Mengen zudosiert, daß sie geeignet sind den überwiegenden Teil an HCl und HF im Rauchgas zu binden und zusammen mit dem verbrauchtem Absorbens für Quecksilber und Schwermetall aus dem Verfahren auszuschleusen. Da Klärschlamm bei der Verbrennung nur relativ geringe Mengen an HCl und HF freisetzt, können diese Mengen ohne weiteres wirtschaftlich auf diese Weise aus dem Rauchgas entfernt werden. Die nicht gebunde nen Restmengen werden beim erfindungsgemäßen Verfahren in der nachgeschalteten nassen Rauchgasentschwefelungsanlage ausgewa schen und erscheinen als lösliche Salze in den Abwässern und Filtraten der Rauchgasreinigung.

Als festes Absorbens in der Nachreinigungsstufe des Reingases eignen sich prinzipiell die gleichen Absorbenzien wie in der Stufe c. Es ist aber auch prinzipiell möglich, hier auch andere Absorbenzien einzusetzen, sofern sie mit den Absorbenzien der Stufe c verträglich sind. Es ist nicht notwendig, diesem Absor bens auch noch eine HCl-bindende Komponente zuzumischen, da diese Reingase bereits ausreichend von HCl und HF befreit sind.

Es kann aber auch bereits hier die HCl-bindende Komponente zu gemischt werden, um auf eine separate Zumischung oder Einblasung von Calciumhydroxid in der Stufe c zu verzichten.

Zur optimalen Ausnützung der trockenen Absorbenzien hat es sich als zweckmäßig erwiesen, diese im Kreislauf zu fahren und nur einen Teil auszuschleusen. Dies gilt insbesondere für das Ab sorbensgemisch in der Stufe c.

Da bereits der überwiegende Anteil an HCl und HF in der Stufe c entfernt wird, ist der Gehalt an Chlorid im Abwasser und Filtrat der Rauchgasentschwefelungsanlage sehr niedrig. Es entsteht somit nur wenig bzw. nur wenig belastetes Abwasser. Erfindungs gemäß ist es obendrein möglich, die Abwässer und Filtrate der Rauchgasentschwefelungsanlage in die Verbrennungsanlage zurück zuführen, so daß das Verfahren völlig abwasserfrei arbeitet. Bei dieser Rückführung der Abwässer und Filtrate der Rauchgasent schwefelungsanlage wird das mitgeführte Calciumchlorid in der Verbrennungsanlage wieder zersetzt, wobei wiederum HCl entsteht. Es wird somit das HCl nur noch aus dem Verfahren ausgeschleust in Form von Calciumchlorid aus der Stufe c.

Bei der Auswahl des Absorbens und der alkalischen Komponente in der Stufe c sollte möglichst darauf geachtet werden, daß es wenig SO₂ bindet, da dieses vorzugsweise später in oxidierter Form als Calciumsulfat (Rauchgasgips) ausgeschleust werden soll te. Calciumhydroxid ist unter anderen deshalb bevorzugt, da zunächst gebildetes Calciumsulfit durch HCl-Gas wieder zerlegt wird in Calciumchlorid und SO₂.

Um die Entfernung von Quecksilber zu verbessern, ist es oben drein möglich, dem oder den festen Absorbenzien Chemikalien zuzusetzen wie Schwefel, Sulfide, Polysulfide, Selen oder Jod. Vorzugsweise werden diese Chemikalien als äußere Schicht auf die festen Absorbenzien aufgetragen. Schließlich ist es möglich, solche Chemikalien in flüssiger, gelöster oder verdampfter Form in oder vor der Stufe c einzublasen.

Handelt es sich bei dem zu verbrennenden Material um ein Materi al mit hohem Gehalt an organischen Verunreinigungen wie PCB und Dioxin, besteht die Möglichkeit, die Absorbenzien der Stufe c zum überwiegenden Teil in die Verbrennung zurückzuführen, damit sie dort möglichst weitgehend verbrennen. Der nicht verbrannte und ausgeschleuste Teil der Absorbenzien wird dadurch stärker belastet mit Quecksilber, Chlorid und Fluorid, aber weniger belastet mit PCB und Dioxinen.

Handelt es sich bei dem zu verbrennenden Material um ein Materi al mit geringem Quecksilbergehalt und niedrigem HCl-Gehalt, aber hohem Gehalt an PCB und Dioxin, ist es prinzipiell auch möglich, das verbrauchte Absorbens der Stufe c vollständig zu verbrennen. Dabei steigt aber sowohl der Quecksilbergehalt als auch der Chloridgehalt des Rauchgasgipses und der Abwässer und Filtrate. Diese können dann auch nicht mehr verbrannt werden, da es sonst zu einer Anreicherung im Gips und im Reingas kommen würde.

Bei erfindungsgemäßen Verfahren entstehen somit aus dem ver brannten Material, insbesondere dem Klärschlamm, ein sauberer quecksilber- und chloridarmer Rauchgasgips, ein hochgereinigtes Abgas, eine quecksilberarme Flugasche und nur sehr geringe Men gen verbrauchtes Absorbens aus der Stufe c, welche neben den Schwermetallen, Quecksilber und Organika Calciumchlorid und Calciumfluorid enthält. Diese geringe Mengen lassen sich pro blemlos entsorgen.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren herrschen vorzugsweise folgende Temperaturverhältnisse: das ungereinigte Rauchgas weist Tempera turen um 200°C auf und wird bei diesen Temperaturen entstaubt, beispielsweise mit Hilfe von Elektrofiltern, Multizyklonen und Zyklon-Wirbeln. In einem Gas-Gas-Wärmeaustauscher wird dieses vorgereinigte Gas auf ca. 135°C abgekühlt. Gekühlt wird mit dem ca. 70°C warmen gereinigten Rauchgas aus der nassen Rauchgasent schwefelungsanlage, welches dabei wiederum auf ca. 135°C erwärmt wird. Dieses gereinigte wieder aufgeheizte Reingas wird dann dem zusätzlichen Reinigungsschritt mit festen Absorbens unterworfen und danach in dem Kamin geleitet.

Das auf ca. 135°C abgekühlte entstaubte Rauchgas wird in der Stufe c weiter gereinigt und dann in die nasse vorzugsweise zweistufige Rauchgasentschwefelungsanlage eingeleitet. Die erste Stufe derartiger Rauchgasentschwefelungsanlagen besteht meist aus einem Quencher, in welchem das Rauchgas auf ca. 70°C abge kühlt und mit Wasserdampf beladen wird. Die Temperaturen in der Rauchgasentschwefelungsanlage betragen somit im allgemeinen 70°C. Folglich fallen auch die Abwässer beispielsweise aus dem Hydrozyklonoberlauf und dem Bandfilter bzw. der Gipszentrifuge bei derartigen Temperaturen an. Vorzugsweise wird der Hydrozy klonoberlauf zurückgeführt in die Rauchgasentschwefelungsanlage oder in dem Behälter der Kalksteinsuspension für die Rauchgas entschwefelung.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren ist es aber auch möglich, schon den Hydrozyklonoberlauf zusammen mit dem Zentrifugat oder Fil trat des Rauchgasgipses zusammen in die Verbrennungsanlage zu rückzuführen und damit völlig abwasserfrei zu arbeiten.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders geeignet für die Rauchgase aus Klärschlammverbrennungsanlagen. Als Klärschlamm verbrennungsanlage hat sich insbesondere eine Wirbelschichtver brennung bewährt. Es ist besonders einfach in eine derartige Anlage auch die calciumchloridhaltigen Abwässer der Rauchgasent schwefelungsanlage einzudüsen und somit in den Kreislauf zurück zuführen.

Claims

1. Verfahren zur Reinigung von stark mit Quecksilber belaste ten Rauchgasen, insbesondere von Rauchgasen aus Klär schlammverbrennungsanlagen, durch eine Vorreinigung und eine vorzugsweise zweistufige nasse Rauchgasentschwefelung, bei der der Schwefel in Form von Rauchgasgips anfällt, wobei die Vorreinigung dadurch erfolgt, daß

a) aus dem Rauchgasstrom zunächst mittels eines Entstau bungsaggregats die Hauptmenge der Flugasche abgeschie den wird,
b) das Rauchgas bereits vor der Vorreinigung durch Gas- Gas-Wärmeaustausch mit gereinigtem und entschwefelten Rauchgas abgekühlt wird, wobei sich dieses wieder aufheizt, und
c) feinteilige Aktivkohle, Aktivkoks, Herdofenkoks oder Molekularsiebe als festes Adsorbens in den Rauchgas strom eingeblasen wird und das beladene Adsorbens mittels eines Gewebefilters entfernt wird, woraufhin die übliche nasse Rauchgasentschwefelung und die Aus schleusung des Rauchgasgipses erfolgt,
dadurch gekennzeichnet, daß
- 1. in der Stufe c dem festen Absorbens eine HCl bindende Komponente zudosiert wird und daß
- 2. das gereinigte bereits wieder aufgeheizte ent schwefelte Rauchgas nachgereinigt wird durch Einblasen von feinteilige Aktivkohle, Aktivkoks, Herdofenkoks oder Molekularsieben als festes Absorbens in den Reingasstrom und Entfernung des beladenen Absorbens mittels eines Gewebefilters, wobei das hierbei anfallende nur sehr wenig kon taminierte feste Absorbens zurückgeführt wird in die Stufe c.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als HCl-bindende Komponente Calciumhydroxid verwendet wird.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Adsorbens bzw. Absorbensgemisch im Kreislauf gefah ren wird und nur zum Teil aus dem Kreislauf ausgeschleust wird.

4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß die Abwässer und Filtrate der Rauchgas entschwefelungsanlage zurückgeführt werden in die Verbren nungsanlage.

5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, daß in oder vor der Stufe c Quecksilber-bin dende Chemikalien in fester, flüssiger, gelöster oder ver dampfter Form eingeblasen werden.

6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, daß die Absorbenzien der Stufe c nur zum Teil ausgeschleust und zum überwiegenden Teil in die Verbrennung zurückgeführt werden.