DE60007843T2

DE60007843T2 - Natrium enthaltendes Dechlorierungsmittel und Verfahren zur Behandlung von Abfallprodukten

Info

Publication number: DE60007843T2
Application number: DE60007843T
Authority: DE
Inventors: Tomio Ichihara-shi Sugimoto; Masumi Ichihara-shi Itaya; Yoshinao Hirano; Hiroaki Harada; Hachiro Hirano; Shigeru Sakurai; Makoto Yoshida; Masaharu Ichihara-shi Tanaka
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd; Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Current assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd; AGC Inc
Priority date: 2000-05-08
Filing date: 2000-11-02
Publication date: 2004-12-30
Anticipated expiration: 2020-11-03
Also published as: EP1153645B1; DE60007843D1; JP3840632B2; TW472125B; US6482379B1; KR100689949B1; ATE258077T1; US20020006372A1; JP2001314757A; ES2214228T3; SG92759A1; US6949226B2; KR20010102818A; SG115531A1; EP1153645A1

Description

1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von Chlorwasserstoff aus einem Abgas.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Eine Vorrichtung zur Behandlung eines Abgases, das Chlorwasserstoff enthält, wird beispielsweise in einer Abfallbehandlungsvorrichtung installiert, in der Abfall einer Verbrennungs- bzw. Veraschungsbehandlung unterworfen wird. In dieser Abfallbehandlungsvorrichtung ist ein erster Staubkollektor bzw. Staubfänger und ein zweiter Staubkollektor in Reihe angeordnet und nach Entfernung des Staubs, beispielsweise von Verbrennungsflugasche, die im Abgas enthalten ist, durch den ersten Staubkollektor wird eine Dechlorierung bzw. Entchlorung des Abgases im zweiten Staubkollektor durchgeführt.
Um im zweiten Staubkollektor die Entchlorung durchzuführen, wird ein Entchlorungsmittel dem Abgas vor dem zweiten Staubkollektor zugesetzt. Als Entchlorungsmittel wurde herkömmlicherweise ein Entchlorungsmittel auf Kalziumbasis, wie beispielsweise Kalziumhydroxid (Ca(OH)₂) hauptsächlich verwendet. Kalziumhydroxid reagiert, wenn es dem Abgas zugesetzt wird, mit Chlorwasserstoff bzw. Salzsäure (HCl), die im Abgas enthalten sind, um einen Entchlorungsrückstand zu erzeugen, der Kalziumchlorid CaCl₂, Kalziumoxid (CaO) und dergleichen enthält. Jedoch ist der somit erzeugte Rückstand der Entchlorung nur insofern von Nutzen, als Kalziumchlorid als Schneeschmelzmittel oder Feuchtigkeitsabsorbens verwendet wird, mit einem engen Bereich effektiver Anwendungen. Der Entchlorungsrückstand wird in den meisten Fällen durch chemische Behandlung verfestigt oder mit Zement verfestigt und zur Rückgewinnung brauchbarer Stoffe deponiert. Jedoch wird der Neuerwerb von Rückgewinnungstellen zunehmend schwierig.
Es wird deswegen vorgeschlagen, ein Entchlorungsmittel auf Natriumbasis, beispielsweise Natriumhydrogencarbonat (Natriumbicarbonat : NaHCO₃) oder Natriumcarbonat (Sodaasche: Na₂CO₃) anstelle des Entchlorungsmittels auf Kalziumbasis zu verwenden. In diesem Falle wird, wenn ein Entchlorungsmittel auf Natriumbasis dem Abgas zugesetzt wird, Chlorwasserstoff, das im Abgas enthalten ist, zu Natriumchlorid (NaCl). Der Zusatz von Wasser zur Entchlorung löst Natriumchlorid. Deswegen werden wasserlösliche Bestandteile, die in Wasser gelöst sind, verdünnt und entsorgt und nur wasserunlösliche Bestandteile, die in Wasser nicht gelöst werden, werden abgetrennt und können einer Verbrennungsbehandlung in einem Schmelzofen unterworfen werden, wodurch die Notwendigkeit einer Entsorgung in einer Rückgewinnungsanlage eliminiert wird.
Wenn Natriumhydrogencarbonat als Entchlorungsmittel auf Natriumbasis angewendet wird und das Natriumhydrogencarbonat eine Teilchengröße von mehr als 30 μm aufweist, koagulieren Pulverteilchen zwischen diesen niemals und das Mittel ist als Pulver stabil. Jedoch führt Natriumhydrogencarbonat mit einer Teilchengröße von mehr als 30 μm zu einem sehr geringen Entfernungsverhältnis von Chlorwasserstoff, so dass deren Verwendung als Entchlorungsmittel nicht geeignet ist. Im Allgemeinen wird deswegen Natriumhydrogencarbonat, das zu einer Teilchengröße von 30 μm oder weniger vermahlen wird, als Entchlorungsmittel auf Natriumbasis verwendet.
Wenn jedoch Natriumhydrogencarbonat auf eine Teilchengröße von 30 μm oder weniger vermahlen wird, folgt eine Koagulation der Pulverteilchen in Form von faserigen Staubbällen oder steinartigen Klumpen. Gemahlenes Natriumhydrogencarbonat weist somit als Pulver einen instabilen Zustand auf, wodurch es unmöglich gemacht wird, dieses stabil Abgas zuzuführen.
Um diesen Mangel zu lösen, ist es übliche Praxis, eine Rieselhilfe bzw. ein Anti-Caking-Mittel zu verwenden. Im herkömmlichen Stand der Technik wurde eine hydrophobe Rieselhilfe als ein solches Rieselhilfemittel verwendet. Eine hydrophobe Rieselhilfe bringt einen bemerkenswerten Verfestigungshemmungseffekt mit sich. Natriumhydrogencarbonat, dem eine hydrophobe Rieselhilfe zugesetzt wurde, weist gute Fließfähigkeits- und Flutbarkeits- (floodability) Eigenschaften auf und zeigt als Pulver eine zufriedenstellende Stabilität.
Wenn jedoch eine hydrophobe Rieselhilfe, der Natriumhydrogencarbonat zugesetzt wird, einem Abgas als Entchlorungsmittel zugesetzt wird, neigen Teilchen, die sich aus einer Reaktion bzw. Umsetzung mit Chlorwasserstoff nach Verbrennung bzw. Kalzinierung von Natriumhydrogencarbonat ergeben, d. h. Neutralisierungsrückstand, und Teilchen der Rieselhilfe, die beide eine gute Fließfähigkeit aufweisen, dazu, sich leicht in einem Filtergewebe bzw. Filterstoff, der im zweiten Staubkollektor befestigt ist, der beispielsweise einen Beutelfilter umfasst, eingefangen zu werden. Wenn Teilchen des Neutralisierungsrückstands oder Teilchen der Rieselhilfe in das Filtertuch eindringen, wird eine Verstopfung verursacht, was einen exzessiven Druckabfall am Filtertuch zur Folge hat und es unmöglich macht, den Betrieb fortzuführen. Es ist schwierig, die Verstopfung sogar durch Abwaschen des Filterbeutels durch Verwendung von Druckluft zu beseitigen.
Weiterhin durchdringen einige der Teilchen, die durch Reaktion mit Chlorwasserstoff nach Kalzinierung von Natriumhydogencarbonat, d. h. Neutralisierungsrückstand, erzeugt wurden, die im Filtertuch eingefangen sind, und Teilchen der Rieselhilfe das Filtertuch, wodurch eine Leckage des Entchlorungsmittels und des Neutralisierungsrückstandes verursacht wird. Ein doppelt gewebtes Glastuch wird üblicherweise als Filtertuch verwendet. Um ein Durchdringen bzw. eine Leckage des Entchlorungsmittels und des Neutralisierungsrückstands zu vermeiden, ist es notwendig, ein spezielles Filtertuch zu verwenden, das durch Aufbringen einer Teflonmembran auf die Oberfläche des doppelt gewebten Glastuches hergestellt wird. Wenn die Membran zerstört wird oder während Verwendung abgeschält wird, tritt jedoch ein neues Problem der Leckage von Chemikalien aus diesem Anteil auf.
Es ist deswegen eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Auftreten eines übermäßigen Druckabfalls oder einer Leckage im Filtertuch, das an den Staubkollektor angeschlossen ist, zu vermeiden.
Zusammenfassung der Erfindung
Für die Zwecke der Lösung der vorher erwähnten Probleme wird eine Verbesserung bezüglich des Natrium-basierten Entchlorungsmittels in der vorliegenden Erfindung vorgenommen. Das Natrium-basierte Entchlorungsmittel der vorliegenden Erfindung umfasst insbesondere ein Gemisch aus Natriumhydrogencarbonat und eine hydrophile Rieselhilfe und weist einen Böschungswinkel von 40° oder mehr, eine Dispergierbarkeit von weniger als 50 und einen Flutbarkeitsindex von weniger als 90 ein.
Gemäß dem Natrium-basierten Entchlorungsmittel mit der oben erwähnten Konfiguration, bei der die hydrophile Rieselhilfe eine geringe Kohäsion aufweist, wird die Fließfähigkeit von Natriumhydrogencarbonat-Teilchen und der Rieselhilfe schwerfällig: Natriumhydrogencarbonat-Teilchen oder Rieselhilfe-Teilchen geraten niemals in das Filtertuch und bilden eine stabile Filtrationsschicht auf der Oberfläche des Filtertuchs. Es ist folglich möglich, das Auftreten eines übermäßigen Druckabfalls im Filtertuch und das Auftreten einer Leckage aus dem Filtertuch zu vermeiden.
Die physikalischen Eigenschaften wurden unter Verwendung eines Pulvertesters Model PT-D, hergestellt von Hosokawa Micron Corporation, gemessen.
Die Messung des Böschungswinkels wird durchgeführt, indem eine pulverförmige Probe durch ein Sieb passiert wird, das einen Durchmesser von 80 mm und eine Maschenöffnung bzw. Maschenweite von 710 μm aufweist, während das Sieb vibriert wird, und indem die gesiebte Probe sanft von einem Trichter mit einer Höhe von 160 mm auf eine horizontale Tafel bzw. Tisch mit einem Durchmesser von 80 mm fallengelassen wird, als Winkel, der sich zwischen einer Erzeugungslinie bzw. Erzeugenden eines Kegels, gebildet durch das Pulver, und der horizontalen Ebene ergibt, und nimmt einen kleineren Wert an, wenn die Fließfähigkeit höher wird. Die abfallende Pulvermenge wird gemessen, bis der Böschungswinkel im Wesentlichen stabilisiert wird.
Der Flutbarkeits(= Floodability)-Indexwert ist ein Kriterium für die numerische Auswertung der Fluteigenschaft. Der Flutfähigkeitsindex wird bestimmt, indem die Indizes aus den Tabellen 5 und 6 aus den gemessenen Werten des Fließfähigkeitsindexwertes, des Fallwinkels, des Differenzwinkels und der Dispergierbarkeit als ein Wert bestimmt wird, der durch Aufsummieren dieser Indizes erhalten wird: Ein großer Wert entspricht einer hohen Flutbarkeitseigenschaft. Die Definitionen der individuellen physikalischen Eigenschaften werden nunmehr beschrieben werden. Der Fließfähigkeitsindexwert wird durch in ähnlicher Weise Bestimmen der Indizes aus den gemessenen Werten des Böschungswinkels, der Komprimierbarkeit, des Spatelwinkels und des Gleichförmigkeits- bzw. Uniformitätskoeffizienten gemessen und in einem Wert ausgedrückt, der durch Aufsummieren dieser Indexwerte erzielt wird. Der Böschungswinkel wird durch das oben erwähnte Verfahren bestimmt.
Die Komprimierbarkeit ist definiert als:
{(gepackte Schüttdichte) – (gblüftete bzw. aufgelockerte Schüttdichte)}/(gepackte Schüttdichte) × 100
Die lufthaltige bzw. aufgelockerte Schüttdichte wird bestimmt, indem eine pulverförmige Probe durch ein Sieb mit einem Durchmesser von 80 mm und einer Maschenweite von 710 μm hindurchpassiert wird, während dasselbe vibriert wird, und indem ein Behälter mit einem Innenvolumen von 100 cm³ gerade mit dem Pulver unter dem Sieb befällt wird, als gemessene Masse des Pulvers. Die gepackte bzw. verdichtete Schüttdichte wird bestimmt, indem ein Behälter, der Pulver enthält, in einer Geschwindigkeit von 180 Schlägen über eine Zeitspanne von 180 Sekunden geklopft wird, und indem die einem Volumen von 100 cm³ entsprechende Masse gemessen wird. Der Spatelwinkel wird durch horizontales Halten einer Spatel bestimmt, die aus einem Metall mit einer Größe von 120 × 22 mm hergestellt ist und durch Messen des Neigungswinkels der Seitenoberfläche des Pulvers, die darauf akkumuliert ist.
Die Gleichförmigkeit wird in der kumulativen Massenverteilung, die aus einer Teilchengrößenverteilung, gemessen durch Siebanalyse, gewonnen wird, als Wert definiert, erzielt durch Aufteilen der Teilchendurchmesser bei 60% einer kumulativen Untergrößenverteilung durch den Teilchendurchmesser bei 10% kumulativer Untergrößenverteilung. Die Teilchengrößenverteilung wird durch irgendeines verschiedener Verfahren, beispielsweise durch die Siebanalyse und das Laserdiffraktionsstreuverfahren in Reaktion auf die Teilchengröße des zu messenden Pulvers und dergleichen bestimmt. Die durch das Laserdiffraktionsstreuverfahren (Laser Diffraction Scattering Method) gemessenen Werte werden in der Erfindung unter Verwendung eines "Microtrack FRA9220", hergestellt von Nikkiso Co., Ltd., zur Messung festgesetzt.
Der Fallwinkel wird durch dreimaliges Ausüben einer konstanten Stoßkraft mit einer Stoßvorrichtung bestimmt, die an das Messgerät für den Pulverkegel, der für den Zweck der Messung des Böschungswinkels gebildet wurde, angeschlossen ist und durch Messen des Neigungswinkels eines Kegels, der als Folge des Fallens gebildet wird, bestimmt.
Der Differenzwinkel wird als Wert bestimmt, der durch Subtrahieren des Wertes für den Fallwinkel vom Wert für den Böschungswinkel erzielt wird.
Die Dispergierbarkeit wird bestimmt, indem 10 g Pulverprobe aus einer Höhe von 61 cm bei einem Schlag auf ein Uhrglas mit einem Durchmesser von 10 cm, das mit der konkaven Seite nach unten ausgerichtet ist, als Prozentsatz der Masse der Pulverprobe, die nach außerhalb des Uhrglases verstreut wird, bezüglich der Gesamtmasse der fallengelassenen Pulverprobe bestimmt. Eine Pulverprobe, die bezüglich dieses Wertes höher ist, weist im Allgemeinen hohe Streuungseigenschaften und Flutbarkeit auf.
Natriumhydrogencarbonat sollte vorzugsweise einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser in einem Bereich von 2 μm bis 30 μm aufweisen. Bei einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von mehr als 30 μm kann die Reaktion zwischen dem auf Natrium basierenden Entchlorungsmittel und Chlorwasserstoff ungenügend werden. Wenn der durchschnittliche Teilchendurchmesser kleiner als 2 μm ist, kann andererseits viel Zeit und Arbeit zum Vermahlen erforderlich sein. Um eine ausreichende Reaktion des Entchlorungsmittels auf Natriumbasis zu erreichen, reicht es aus, wenn der durchschnittliche Teilchendurchmesser in einem Bereich von 2 μm bis 30 μm liegt, wobei ein durchschnittlicher Teilchendurchmesser in einem Bereich von 2 μm bis 10 μm eine höhere Reaktion ergibt und deswegen empfehlenswerter ist.
Verwendbare Rieselhilfen schließen im Allgemeinen Siliziumdioxid bzw. Silica, Magnesiumstearat, Kalziumstearat und Magnesiumcarbonat ein.
Die hydrophile Rieselhilfe sollte in der Erfindung vorzugsweise Siliziumdioxid umfassen und sollte vorzugsweise in die Gesamtmasse des Entchlorungsmittels in einer Menge von 0,1% oder mehr eingemischt werden. Eine Menge von weniger als 0,1% ist nicht ausreichend, um eine Rieselhilfe-Wirkung zu erzielen. Weil die hydrophile Rieselhilfe in Wasser unlöslich ist, würde ein hohes Mischungsverhältnis viel Zeit und Arbeit zur Behandlung des Entchlorungsrückstandes erforderlich machen. Die hydrophile Rieselhilfe sollte vorzugsweise deswegen in die Gesamtmasse des Entchlorungsmittels in einer Menge in einem Bereich von 0,1 bis 5% eingemischt werden.
Weiterhin sollte der durchschnittliche Teilchendurchmesser der hydrophilen Rieselhilfe vorzugsweise im Bereich von 0,001 μm bis 1 μm liegen. Während ein kleinerer Teilchendurchmesser zu einem bemerkenswerteren Rieselhilfe-Effekt führt, ist es technisch nicht so einfach, ein Pulver mit einem Teilchendurchmesser von weniger als 0,001 μm industriell mit geringen Kosten zu erzielen. Ein durchschnittlicher Teilchendurchmesser von mehr als 1 μm hat eine geringere Wirkung der Rieselhilfe zur Folge. Es sollte deswegen vorzugsweise in einem Bereich von 0,001 μm bis 0,1 μm liegen.
Die Abfallbehandlungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung umfasst einen Pyrolysereaktor, der eine Pyrolyse des Abfalls zur Erzeugung von Pyrolysegasen und einem Pyrolyserückstand verursacht, der hauptsächlich nicht-flüchtige Bestandteile umfasst; eine getrennte Einrichtung zum Auftrennen des Pyrolyserückstandes in verbrennbare Bestandteile und unverbrennbare Bestandteile; einen Verbrennungsschmelzofen, dem die Pyrolysegase und die verbrennbaren Bestandteile zugeführt werden und der deren Verbrennung verursacht und geschmolzene Schlacke und Abgase abführt; eine erste Abgasbehandlungseinrichtung zur Entfernung von Staub aus den Abgasen; eine zweite Abgasbehandlungseinrichtung zum Entchloren der Abgase aus der ersten Abgasbehandlungseinrichtung durch Zusetzen eines Entchlorungsmittels; ein Separator, der wasserunlösliche Bestandteile, die nicht in Wasser aus einer wässrigen Lösung gelöst sind, die den Entchlorungsrückstand darin gelöst enthält, indem Wasser dem Entchlorungsrückstand, der durch die zweite Abgasbehandlungseinrichtung erzeugt wurde, zugesetzt wird, abtrennt; einen pH-Modifikator, der den pH der verbleibenden wässrigen Lösung nach Auftrennung durch die wasserunlöslichen Bestandteile durch den Separator einstellt; und zumindest eine weitere Dioxin-Entfernungseinheit, die Dioxin und dergleichen aus dem Entchlorungsrückstand entfernt, erzeugt durch die zweite Abgasbehandlungseinrichtung und/oder aus der wässrigen Lösung, deren pH durch den pH-Modifikator eingestellt wurde; wobei ein Natrium-basiertes Entchlorungsmittel der zweiten Abgasbehandlungseinrichtung zugesetzt wird.
Wie oben beschrieben, kann eine Dioxin-Entfernungseinheit zur Entfernung von Dioxin und dergleichen aus der wässrigen Lösung, deren pH durch den pH-Modifikator eingestellt wurde, als Dioxin-Entfernungseinheit installiert werden. Anstelle dieser Dioxin-Entfernungseinheit zur Entfernung von Dioxin aus der wässrigen Lösung, deren pH eingestellt wurde, kann eine Dioxin-Entfernungseinheit zum Entfernen von Dioxin und dergleichen aus dem Entchlorungsrückstand, der durch die zweite Abgasbehandlungseinrichtung erzeugt wurde, bereitgestellt werden. Wenn die Dioxin-Entfernungseinheit zum Entfernen von Dioxin und dergleichen aus dem Entchlorungsrückstand, erzeugt durch die zweite Abgasbehandlungseinrichtung, bereitgestellt wird, kann diese Dioxin-Entfernungseinheit Dioxin und dergleichen beinahe vollständig entfernen, jedoch kann, um Dioxin und dergleichen, das nicht entfernt wurde, zu entfernen, eine zweite Dioxin-Entfernungseinheit stromabwärts des pH-Modifikators bereitgestellt werden.
Es ist möglich, Quecksilber aus der wässrigen Lösung zu entfernen, die nach Abtrennung der wasserunlöslichen Bestandteile verbleibt, durch Verwendung eines Komplexbildner bzw. Chelierungs-Harzes oder eines Chelierungsmittels bzw. Komplexbildners (hierin nachstehend kollektiv als "Chelierungssubstanz" bezeichnet).
Weiterhin kann ein Mixer zum Mischen von Natriumhydrogencarbonat und der hydrophilen Rieselhilfe und eine Mahlvorrichtung zum Vermahlen von Natriumhydrogencarbonat stromaufwärts der zweiten Abgasbehandlungseinrichtung in dem vorher erwähnten Abfallbehandlungsgerät bereitgestellt werden. Eine Quecksilber-Entfernungseinheit zur Entfernung von Quecksilber aus der wässrigen Lösung, deren pH durch den pH-Modifikator eingestellt wurde, kann stromabwärts des pH-Modifikators in dem vorher erwähnten Abfallbehandlungsgerät hinzugefügt werden.
Das Abgasentchlorungsverfahren der Erfindung umfasst den Schritt, das oben erwähnte Natrium-basierte Entchlorungsmittel in die Abgase zuzusetzen, damit der in den Abgasen enthaltene Chlorwasserstoff mit dem Natrium-basierten Entchlorungsmittel zur Entfernung desselben reagiert.
Weiterhin umfasst das Abgasentchlorungsverfahren der Erfindung die Schritte, im Abgas enthaltenen Chlorwasserstoff mit dem Natrium-basierten Entchlorungsmittel zur Entfernung desselben als Entchlorungsrückstand umzusetzen, und um Dioxin und dergleichen aus dem Entchlorungsrückstand zu entfernen, danach den Rückstand der Entchlorung durch Zusetzen von Wasser zu lösen, die wasserunlöslichen Bestandteile, die im Wasser nicht gelöst sind, aus einer wässrigen Lösung abzutrennen, in der der Entchlorungsrückstand gelöst ist, und den pH der verbleibenden wässrigen Lösung nach Abtrennen der wasserunlöslichen Bestandteile einzustellen.
In dem oben erwähnten Abgasentchlorungsverfahren können Dioxin und dergleichen, die nicht vollständig entfernt sind, erneut nach pH-Einstellung entfernt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Schema, das eine Ausführungsform der Vorrichtung veranschaulicht, die dazu in der Lage ist, eine Entchlorung mittels eines Natrium-basierten Entchlorungsmittels der vorliegenden Erfindung durchzuführen;
2 ist ein Schema, das eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung darstellt, die zur Durchführung der Entchlorung mittels des Natrium-basierten Entchlorungsmittels der Erfindung in der Lage ist;
3 ist ein Schema, das eine noch weitere Ausführungsform der Vorrichtung darstellt, die zur Durchführung der Entchlorung mittels eines Natriumbasierten Entchlorungsmittels der Erfindung in der Lage ist;
4 ist ein Schema, das eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung veranschaulicht, die zur Durchführung der Entchlorung mittels eines Natriumbasierten Entchlorungsmittels der Erfindung in der Lage ist;
5 ist ein Schema, das eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung veranschaulicht, die zur Durchführung einer Entchlorung mittels eines Natrium-basierten Entchlorungsmittels der Erfindung in der Lage ist; und
6 ist ein Schema, das eine Abfallbehandlungsvorrichtung als weitere Ausführungsform der Erfindung darstellt.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nunmehr unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden.
1 ist ein Schema einer Vorrichtung, die zur Durchführung einer Entchlorung mittels eines Natrium-basierten Entchlorungsmittels durch Anwendung der Erfindung in der Lage ist. Diese Ausführungsform repräsentiert eine Anwendung der Erfindung auf das Entchloren eines Abgases, beispielsweise des Abgases G5, erzeugt nach Behandlung des Abgases. Wie in 1 dargestellt, umfasst die Abgasentchlorungsvorrichtung einen ersten Staubkollektor 14, der als erste Abgasbehandlungseinrichtung dient und einen zweiten Staubkollektor 16, der als zweite Abgasbehandlungseinrichtung für eine zweistufige Staubsammlung dient.
Das Abgas G5, das nach Behandlung des Abfalls erzeugt wird, wird an den ersten Staubkollektor 14 gesandt. Der erste Staubkollektor 14 entfernt Staub (Veraschungsflugasche) f1 aus dem Abgas G5. Das Abgas G6, aus dem der Staub f1 entfernt wurde, wird an den zweiten Staubkollektor 16 gesandt. An diesem Punkt wird das Natrium-basierte Entchlorungsmittel g der Erfindung in den Strömungskanal stromaufwärts des zweiten Staubkollektors 16 zugesetzt. Weil der Staub f1 vorher im ersten Staubkollektor 14 entfernt wurde, enthält der im zweiten Staubkollektor 16 entfernte Entchlorungsrückstand h fast keinen Staub fl. Als Folge hiervon kann der Entchlorungsrückstand h in einfacher Weise deponiert bzw. entsorgt werden, im Vergleich mit dem Fall, in dem nur ein einziger Staubkollektor vorliegt.
Das Natrium-basierte Entchlorungsmittel g umfasst ein Gemisch aus Natriumhydrogencarbonat (Natriumbicarbonat: NaHCO₃) und einer hydrophilen Rieselhilfe. Natriumhydrogencarbonat sollte auf einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser in einem Bereich von 2 μm bis 30 μm oder vorzugsweise von 2 μm bis 10 μm vermahlen werden und mit einer hydrophilen Rieselhilfe auf Silica-Basis in einer Menge von 0,1 Masse-% oder mehr oder vorzugsweise in einem Bereich von 0,1 Masse% bis 5 Masse-% vermischt werden. Ein durchschnittlicher Teilchendurchmesser der hydrophilen Rieselhilfe sollte in einem Bereich von 0,001 μm bis 1 μm oder vorzugsweise von 0,001 μm bis 0,1 um vorliegen. Verwendbare hydrophile Rieselhilfen schließen beispielsweise hydrophiles Kieselpulver bzw. Quarzstaub ein, hergestellt von Tokuyama Corporation. Wenn die Natriumhydrogencarbonat-Teilchen auf einen Teilchendurchmesser in einem Bereich von 2 μm bis 30 μm vermahlen werden, reicht die Reaktion von der Teilchenoberfläche zum Inneren und der kleine Teilchendurchmesser stellt eine gute Adhäsion bzw. Haftwirkung am Filtertuch und eine ausreichende Verwertungseffizienz sicher. Wenn das Abgas Schwefeloxide enthält, dient das Natriumbasierte Entchlorungsmittel g als Entschwefelungsmittel, wodurch es möglich gemacht wird, eine Entschwefelung im zweiten Staubkollektor 16 zu erreichen, gleichzeitig mit der Entchlorung.
Nach Zusatz des Natrium-basierten Entchlorungsmittels g wird Natriumchlorid (NaCl), das durch die Reaktion mit Chlorwasserstoff (HCl)-enthaltendem Abgas erzeugt wird, als Entchlorungsrückstand aus dem zweiten Staubkollektor 16 entsorgt. Das entchlorte Abgas G7 wird aus einem Kamin 20 als gereinigtes Gas abgeführt.
Der Entchlorungsrückstand H, der im zweiten Staubkollektor 16 entfernt wird, wird andererseits Wasser i zugesetzt und in einem Lösungstank 22 gelöst, weiterhin zu einem Relaistank 24 geschickt und als wässrige Lösung j aufbewahrt. Wenn das Wasser i zugesetzt wird, werden die wasserlöslichen Bestandteile im Entchlorungsrückstand in Wasser gelöst, jedoch werden die wasserunlöslichen Bestandteile k nicht im Wasser gelöst und bleiben als suspendierte Substanz in der wässrigen Lösung zurück.
Darauf wird die erzeugte wässrige Lösung j zu einem Separator 26 zum Abtrennen geschickt, beispielsweise durch Filtration, und die wasserunlöslichen Bestandteile k, die die Suspension bilden, werden aus der wässrigen Lösung abgetrennt. Die abgetrennten wasserunlöslichen Bestandteile k werden einem nicht dargestellten Pyrolyse-Reaktor zurückgeführt, wie er später beschrieben wird, und letztendlich nach außerhalb des Systems durch Umwandlung in eine geschmolzene Schlacke in einem Verbrennungsschmelzofen entsorgt. Zu diesem Zeitpunkt werden Dioxin und dergleichen, die in den wasserunlöslichen Bestandteilen k enthalten sind, vollständig durch Abbau im Verbrennungsschmelzofen entfernt.
Die wässrige Lösung l, die nach Abtrennung der wasserunlöslichen Bestandteile k verbleibt, enthält wasserlösliche Bestandteile und wird zum nächsten Prozess gesandt, nämlich zur pH-Einstellung zum pH-Einstellungstank 28. Ein pH-Einstellungsmittel, eine saure Substanz, beispielsweise Salzsäure (HCl), wird zugesetzt, um das nicht-umgesetzte Entchlorungsmittel, das in Wasser gelöst ist, zu neutralisieren. Weiterhin werden Dioxin und dergleichen, die zur Dioxin-Entfernungseinheit 32 gesandt wurden, entfernt. Zur Entfernung von Dioxin und dergleichen wird das Aktivkohleadsorptionsverfahren zur Entfernung von Dioxin und dergleichen angewandt, indem die wässrige Lösung durch ein mit Aktivkohle bepacktes Bett oder dergleichen durchpassiert wird. Die wässrige Lösung 1, die durch Entfernung von Dioxin aus der oben erwähnten verbleibenden wässrigen Lösung 1 gewonnen wird, wird in einem Abwassertank 34 als behandeltes Wasser m gespeichert bzw. aufbewahrt. Unter den oben erwähnten wasserlöslichen Bestandteilen wird lediglich die wässrige Lösung, die gelöste Natriumsalze enthält, beispielsweise Natriumchlorid, in das Meer, in Flüsse und Abwasserentsorgungsvorrichtungen nach pH-Einstellung entsorgt. Im Hinblick auf den geringen Dioxin-Gehalt ist die Entfernung von Dioxin und dergleichen aus der wässrigen Lösung 1 nach Abtrennung der wasserunlöslichen Bestandteile bezüglich der Ausstattung einfacher und in den Kosten geringer als die Pyrolyse.
Während in 1, um Dioxin und dergleichen, enthalten in der wässrigen Lösung 1, die vom Separator 26 zurückbleibt, die Dioxin-Entfernungseinheit 32 stromabwärts des pH-Einstellungstanks 28 vorgesehen ist, ist es möglich, Dioxin und dergleichen, die im Entchlorungsrückstand h enthalten sind, vorher zu entfernen. Insbesondere, wie in 2 dargestellt, ist die Dioxin-Entfernungseinheit 32a zwischen dem zweiten Staubkollektor 16 und dem Lösungstank 22 angeordnet, so dass Dioxin und dergleichen, das im Entchlorungsrückstand h enthalten ist, entfernt werden, bevor der Entchlorungsrückstand h vom zweiten Staubkollektor 16 in Wasser gelöst wird. Die anwendbare Dioxin-Entfernungseinheit 32a schließt beispielsweise ein Erhitzen der Entchlorungseinheit ein.
Mit der wie oben beschriebenen Konfiguration werden Dioxin und dergleichen fast vollständig aus dem Entchlorungsrückstand entfernt, der aus der Dioxin-Entfernungseinheit 32a ausgespeist bzw. entsorgt wird. Fast kein Dioxin und dergleichen ist deswegen nicht nur in den wasserunlöslichen Bestandteilen k sondern auch in der verbleibenden wässrigen Lösung 1 enthalten.
Weiterhin kann die wie in 3 dargestellte Konfiguration angepasst werden, bei der die Dioxin-Entfernungseinheit 32 stromabwärts des pH-Einstellungstanks 28 angeordnet ist, und die Dioxin-Entfernungseinheit 32a ist zwischen dem zweiten Staubkollektor 16 und dem Lösungstank 22 angeordnet. Das heißt, Dioxin und dergleichen kann fast vollständig durch die Dioxin-Entfernungseinheit 32a entfernt werden. Wenn dahingehend ein Problem auftritt, dass Dioxin und dergleichen nach der Entfernung zurückbleiben, entfernt die Dioxin-Entfernungseinheit 32 Dioxin und dergleichen nach pH-Einstellung.
Die wie in 4 dargestellte Konfiguration kann ebenfalls angepasst werden, bei der ein Mischer 35 und eine Mahlvorrichtung 18 als Mittel vorgesehen sind, um Natriumhydrogencarbonat zu vermahlen und die hydrophile Rieselhilfe zu vermischen. Weil im Allgemeinen Natriumhydrogencarbonat g1 einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser in einem Bereich von 50–270 μm aufweist, umfasst das Verfahren die Schritte, ein hydrophiles Siliziumdioxid mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser in einem Bereich von 0,001 μm bis 1 μm als hydrophile Rieselhilfe g2 in einer Menge von 0,1 Masse% dem Natriumhydrogencarbonat g1 zuzusetzen, Natriumhydrogencarbonat g1 und hydrophile Rieselhilfe g2 im Mischgerät 35 zu vermischen, das sich ergebende Gemisch bis zu einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser in einem Bereich von 2 μm bis 30 m μm der Vermahlvorrichtung 18 zu vermahlen, wodurch das Natrium-basierte Entchlorungsmittel g erzeugt wird. Dieses Natrium-basierte Entchlorungsmittel g wird dem Abgas G6 zugesetzt, aus dem Staub f1 durch den ersten Staubkollektor 14 entfernt wurde. Das auf einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser in einem Bereich von 2 μm bis 30 μm vermahlene Natriumhydrogencarbonat reagiert, weil seine Teilchengröße gering ist, von der Teilchenoberfläche nach innen und weist eine gute Adhäsionseigenschaft an das Filtertuch des Filterbeutels auf. Es stellt deswegen eine zufriedenstellende Verwertungseffizienz sicher.
In der in 4 dargestellten Konfiguration, in der die Dioxin-Entfernungseinheit 32 stromabwärts des pH-Einstellungstanks 28 angeordnet ist, kann die Dioxin-Entfernungseinheit 32a zwischen dem zweiten Staubkollektor 16 und dem Lösungstank 22 angeordnet sein, wie in der in 2 dargestellten Konfiguration. Weiterhin, wie in der in 3 dargestellten Konfiguration, kann die Dioxin-Entfernungseinheit 32 stromabwärts des pH-Einstellungstanks 28 angeordnet werden und die Dioxin-Entfernungseinheit 32 kann zwischen dem zweiten Staubkollektor 16 und dem Lösungstank 22 angeordnet werden.
Es ist ebenfalls möglich, wie in 5 dargestellt, eine Quecksilber-Entfernungseinheit 30 zwischen dem pH-Einstellungstank 28 und der Dioxin-Entfernungseinheit 32 für den Zweck anzuordnen, das in der verbleibenden wässrigen Lösung 1 aus dem Separator 26 enthaltene Quecksilber zu entfernen.
Mit einer solchen Konfiguration wird Quecksilber, ein Schwermetall, aus der Quecksilber-Entfernungseinheit 30 entfernt, nachdem der pH der wässrigen Lösung 1, die nach Abtrennung der wasserunlöslichen Bestandteile k im Separator 26 zurückbleibt, im pH-Einstellungstank 28 eingestellt wird. Quecksilber kann beispielsweise durch das Präzipitationsverfahren, das Ionenaustauschverfahren oder das Absorptionsverfahren, entfernt werden. In der Anwendung bzw. Ausübung des Präzipitationsverfahrens schließen verfügbare Techniken eine Präzipitation in Form von Quecksilbersulfid oder die Verwendung von Schwermetall-Radikalfängern mit einer Dithiocarbamat-Gruppe und dergleichen ein. Im Ionenaustauschverfahren wird ein Anionen-Austauscherharz verwendet, wenn Quecksilber als Anion, beispielsweise Halogenidkomplexion, vorliegt. Im Adsorptionsverfahren wird ein Chelierungs- bzw. Komplexbildungsharz mit einer hohen Selektivität für spezielle Schwermetalulionen durch Chelatbildungswirkung, durch Aktivkohle oder durch aktivierten Koks verwendet. Anwendbare Komplexbildnerharze schließen beispielsweise Polyacryl-, Polystyrol- und Phenolharz als Substrat und einen Thiol-Typ, Dithiocarbamat-Typ, Isothuronium-Typ, Dithizon-Typ, Thiourea-Typ, Imidodiacetat-Typ oder Polyamin-Typ als Koordinationsradikal ein. Anwendbare Arten von Aktivkohle schließen beispielsweise Gasaktivierte Kohle, Zinkchlorid-aktivierte Kohle, granulierte Aktivkohle, Kokosnussschalen-Aktivkohle und granulierte aktivierte Kohlenstoffe bzw. carbon black ein. Unter diesen Verfahren wird das Verfahren unter Verwendung eines Chelierungsmaterials, beispielsweise ein Chelierungsmittel oder ein Chelierungsharz bevorzugt, weil es einfach und genau ist.
Die wässrige Lösung, aus der Quecksilber entfernt wurde, wird der Dioxin-Entfernungseinheit 32 zur Entfernung von Dioxin und dergleichen zugespeist. Die verwendbaren Dioxin-Entfernungsverfahren sind dieselben wie solche, die oben im Falle beschrieben wurden, der in 1 dargestellt ist.
In 5 ist die Dioxin-Entfernungseinheit 32 stromabwärts des pH-Einstellungstanks 28 angeordnet (stromabwärts der Quecksilberentfernungseinheit 30). Wie jedoch in 2 dargestellt ist, kann die Dioxin-Entfernungseinheit 32a zwischen dem zweiten Staubkollektor 16 und dem Lösungstank 22 angeordnet sein. Weiter, wie in 3 dargestellt, kann die Dioxin-Entfernungseinheit 32 stromabwärts des pH-Einstellungstanks 28 und die Dioxin-Entfernungseinheit 32a zwischen dem zweiten Staubkollektor 16 und dem Lösungstank 22 angeordnet werden.
Die Abfallbehandlungsausrüstung zur Behandlung von Abfall und erzeugtem Abgas wird nunmehr unter Bezugnahme auf 6 beschrieben werden. 6 ist ein Schema, das eine Ausführungsform einer Abfallbehandlungsvorrichtung der Erfindung darstellt.
In dieser Abfallbehandlungsvorrichtung wird ein auf unter 150 mm² vermahlener Abfall, beispielsweise kommunaler Haushaltsmüll, durch Zufuhrmittel, beispielsweise eine Schraubenzufuhrvorrichtung bzw. Schneckenaufgeber, einem Pyrolysereaktor 2, wie in 6 dargestellt, zugeführt. Beispielsweise wird eine Rotationstrommel vom horizontalen Typ als Pyrolysereaktor 2 verwendet. Die Innenseite des Reaktors 2 wird durch einen Dicht- bzw. Verschließmechanismus, der nicht dargestellt ist, unter einer Sauerstoff-armen Atmosphäre gehalten und gleichzeitig wird erhitzte Luft A, die durch einen Wärmeaustauscher 8, angeordnet stromabwärts des Verbrennungsschmelzofens 6, stromabwärts erhitzt wird, aus einer Leitung L 1 zugeführt.
Der dem Pyrolysereaktor 2 zugeführte Abfall wird durch die erhitzte Luft A auf eine Temperatur in einem Bereich von 300 bis 600°C oder üblicherweise ungefähr 450°C erhitzt. Dies verursacht eine Pyrolyse des Abfalls a, wodurch ein Pyrolysegas G1 und ein Pyrolyserückstand b erzeugt wird, der überwiegend nicht-flüchtig ist. Das Pyrolysegas G1 und der Pyrolyserückstand b, die im Pyrolysereaktor 2 erzeugt werden, werden durch eine Ausspeisungseinheit, die nicht dargestellt ist, abgetrennt und das Pyrolysegas G1 wird über eine Leitung L2 zugespeist, die eine Pyrolysegasleitung an einen Brenner des Verbrennungsschmelzofens 6 ist.
Der Pyrolyserückstand b, der mit der Art des Abfalls a variiert, umfasst folgendes in Masse-% gemäß der Erkenntnisse, die durch die Erfinder der vorliegenden Erfindung erzielt wurden:

Verbrennbares Material, das relativ kleine Teilchen umfasst: 10–60%
Relative feine Asche: 5–40%
Grobkörnige Metallteilchen: 7–50%
Grobe Bruchstücke, Keramik, Beton etc. 10-60%

Der Pyrolyserückstand b, der bei einer relativ hohen Temperatur von ungefähr 450 °C ausgetragen wird, wird durch eine Kühleinheit, die in den Figuren nicht dargestellt ist, abgekühlt und zu einem Separator 4 geführt, der als Trenneinrichtung dient, wobei der Rückstand in pyrolytischen Kohlenstoff c, der ein verbrennbarer Bestandteil ist, in wertvolle Bestandteile d1 und Bruchstücke d2 aufgeteilt wird, die unverbrennbare Bestandteile sind. Ein vibrierendes Sieb, ein Magnetseparator und ein Separator für Aluminium und dergleichen bekannte Separatoren werden als Separator 4 verwendet.
Der pyrolytische Kohlenstoff c und die Bruchstücke d2, abgetrennt aus dem nichtverbrennbaren Bestandteil, der dann ausgespeist wird, werden durch eine Vermahlvorrichtung 5 vom Walzentyp, dem Rohrmühlentyp, dem Stabmühlentyp oder dem Kugelmühlentyp vermahlen und dem Verbrennungsschmelzofen 6 zugeführt. Eine Vermahlvorrichtung 5 wird in geeigneter Weise gemäß der Art und Eigenschaften des Abfalls ausgewählt. In der Vermahlvorrichtung sollte der pyrolytische Kohlenstoff c und die Bruchstücke d2 vorzugsweise auf einen Teilchendurchmesser von 1 mm oder weniger vermahlen und über eine Leitung L3 einem Brenner des Verbrennungsschmelzofens 6 zugeführt werden.
Andererseits werden Verbrennungsluft, die durch einen nicht-dargestellten Propeller zugeführt wird, das Pyrolysegas G1 und pyrolytischer Kohlenstoff c im Verbrennungsschmelzofen bei einer Temperatur im Hochtemperaturbereich von ungefähr 1300°C verbrannt. Durch diese Verbrennung wird Asche, die aus relativ feinen Ascheteilchen aus Pyrolysekohlenstoff c und Debris d2 erzeugt wird, geschmolzen und zu einer Schlacke e verschmolzen. Die geschmolzene Schlacke e wird zu einer wassergranulierten Schlacke durch Fallenlassen aus dem Schlackehahn des Verbrennungsschmelzofens 6 in einen nicht-dargestellten Wassertank umgewandelt. Wassergranulierte Schlacke wird zu einer vorgeschriebenen Form durch eine nicht dargestellte Vorrichtung zu Blöcken ausgebildet oder zu Teilchen ausgebildet, zur Wiederverwendung in Baumaterialien oder Straßenbaumaterial.
Das Verbrennungsabgas G2, das im Verbrennungsschmelzofen 6 der Abfallbehandlungsvorrichtung erzeugt wurde, wird einer Wärmewiedergewinnung im Wärmeaustauscher 8 unterworfen, so dass es zum Abgas G3 wird, das einem Abfallwärmeboiler 10 zugespeist wird, wo die Wärme wiedergewonnen wird und das Abgas G3 wird somit zum Abgas G4 umgewandelt wird. Das Abgas G4 wird an einen Temperaturreduktionsturm 12 weitergeleitet, um die Temperatur zu reduzieren. Das Abgas G5, dessen Temperatur im Temperaturreduktionsturm 12 reduziert wurde, wird an den ersten Staubkollektor 14 gesendet. Im Abfallwärmeboiler 10, dem Temperaturreduktionsturm 12 und dem ersten Staubkollektor 14 wird jeweils Staub f2, f3 und f1 gesammelt. Das Gas wird dann an den Brenner des Verbrennungsschmelzofens 6 über die Leitungen L4 und L3 zusammen mit pyrolytischem Kohlenstoff bzw. Pyrokohlenstoff c, abgetrennt auf einem Separator 4, zurückgeführt und einer Verbrennung und einem Schmelzen im Verbrennungsschmelzofen 6 unterworfen, so dass es zu einer Schlacke wird.
Die wasserunlöslichen Bestandteile k, abgetrennt im Separator 26, werden ebenfalls über die Leitung L5 zum Pyrolysereaktor 2 zurückgeführt und letztendlich im Verbrennungsschmelzofen 6 verbrannt und geschmolzen, so dass sie zu Schlacke bzw. zu Asche werden. In diesem Verfahren werden Schwermetalle durch Schlackenbildung harmlos gemacht. Die anschließenden Behandlungen des Abgases G5, das zum ersten Staubkollektor 14 gesandt wird, sind dieselben wie solche, die in 5 dargestellt sind. Dessen Beschreibung ist aus diesem Grunde hier vermieden wurden. Die anschließenden Behandlungen des Abgases G5, das an den ersten Staubkollektor 14 geschickt wurde, kann durch ein Behandlungssystem der in 1, 2 oder 3 dargestellten Konfiguration erreicht werden.
Beispiele
Experimente wurden bezüglich der praktischen Anwendbarkeit des Natrium-basierten Entchlorungsmittels der vorliegenden Erfindung durchgeführt. Ein hydrophiles Rieselmittel wird in das Natrium-basierte Entchlorungsmittel der Erfindung (hierin nachstehend als "Natrium-basiertes Entchlorungsmittel A") bezeichnet, eingemischt. Für Vergleichszwecke wurde ein Natrium-basiertes Entchlorungsmittel, vermischt mit einer hydrophoben Rieselhilfe, anstelle der hydrophilen Rieselhilfe (hierin nachstehend als "Natrium-basiertes Entchlorungsmittel B" bezeichnet) hergestellt und die Experimente wurden bezüglich deren praktischer Anwendbarkeit durchgeführt.
Das Natrium-basierte Entchlorungsmittel A umfasst Natriumhydrogencarbonat mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 8 μm, vermischt mit hydrophilem Rauchquarz mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,013 μm, das in einer Menge von 1 Masse-% als Rieselhilfe dient. Das Natrium-basierte Entchlorungsmittel B umfasst Natriumhydrogencarbonat mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 8 μm, vermischt mit hydrophobem Rauchquarz mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,013 μm, der als Rieselhilfe in einer Menge von 1 Masse-% dient. Verschiedene Daten für die Rieselhilfen, die den Natrium-basierten Entchlorungsmitteln A und B zugesetzt wurden, sind in Tabelle 1 dargestellt. In Tabelle 1 repräsentiert die Rieselhilfe A die Rieselhilfe, die dem Natrium-basierten Entchlorungsmittel A und der Rieselhilfe B, der Rieselhilfe, die dem Natrium-basierten Entchlorungsmittel B zugesetzt wurde, jeweils zugesetzt wurden. Tabelle 1
Der Böschungswinkel, der Fließfähigkeitsindex und die Dispergierbarkeit wurden für die Natrium-basierten Entchlorungsmittel A und B, denen die oben erwähnten Rieselhilfen zugesetzt wurden, bestimmt. Die Analyse wurde durch Messung durch das oben erwähnte Verfahren durchgeführt, durch Verwendung eines Pulvertesters PT-D, hergestellt von Hosokawa Micron Corporation. Für das Natrium-basierte Entchlorungsmittel A wurden in dieser Probe gemessene Werte des Böschungswinkels von 53° und eine Dispergierbarkeit von 21% beobachtet und aus den Tabellen 5 und 6 können die Indices von 12 für den Böschungswinkel und 16 für die Dispergierbarkeit abgelesen werden. In ähnlicher Weise ergaben Messungen für die anderen Proben einen Flutbarkeitsindexwert von 74, was einen hohen Grad an Flutbarkeit nahelegt. Eine ähnliche Auswertung wurde ebenfalls für das Natrium-basierte Entchlorungsmittel B durchgeführt, was einen Flutbarkeitsindexwert von 90 zeigt und eine sehr hohe Flutbarkeit nahelegt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt. Tabelle 2
Ein Vergleich des Natrium-basierten Entchlorungsmittels A und des Natrium-basierten Entchlorungsmittels B ergibt die folgenden Erkenntnisse. Bezüglich der Pulvereigenschaften zeigte das Natrium-basierte Entchlorungsmittel B eine sehr hohe Fließfähigkeit und stieß Wasser ab und war für dieses nicht geeignet, wohingegen das Natrium-basierte Entchlorungsmittel A eine normale Fließfähigkeit ähnlich zur derjenigen von Kalziumhydroxid zeigte und leicht mit Wasser mischbar war.
Um die praktische Anwendbarkeit zu sehen, wurden Experimente in einer tatsächlichen Fabrik bezüglich der Verwendbarkeit des Filterbeutels durchgeführt. Das Ergebnis ist in Tabelle 3 dargestellt. Das Filtertuch umfasste Teflon, laminiertes doppelt gewebtes Glastuch sowohl für die Natrium-basierten Entchlorungsmittel A als auch B. Weil ein Peeling des Teflon-Laminats bezüglich eines Teils des Filtertuchs beobachtet wurde, ist die Durchtrittsmenge eines Mittels für das Natrium-basierte Entchlorungsmittel B größer. Tabelle 3
Für das Natrium-basierte Entchlorungsmittel A war der Druckabfall des Filtertuchs lediglich bis zu 4,9 × 10² Pa, mit einer Leckage aus dem Filtertuch von bis zu 1 mg/Nm³, wodurch sich kein praktisches Problem ergab. Für das Natrium-basierte Entchlorungsmittel B im Gegensatz ist der Druckabfall des Filtertuchs sogar 2 × 10³ Pa mit einer ebenfalls hohen Leckage von 120 mg/Nm³. Somit zeigt sich Schwierigkeiten in der praktischen Anwendung.
Experimente bezüglich der Leckagekonzentration und des Druckabfalls wurden für die Verwendung eines doppelt gewebten Glastuchs alleine als Filtertuch und für die Verwendung eines doppelt gewebten Glastuchs mit einem Teflonlaminat, ausgebildet auf der Oberfläche hiervon, durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 dargestellt. Tabelle 4
Im Falle eines doppelt gewebten Glastuchs alleine sind sowohl die Leckagekonzentration als auch der Druckabfall für das Natrium-basierte Entchlorungsmittel B groß, wohingegen für das Natrium-basierte Entchlorungsmittel A sowohl die Leckagekonzentration als auch der Druckabfall klein sind. Im Falle des doppelt gewebten Glastuchs, auf dessen Oberfläche ein Teflonlaminat ausgebildet war, ist der Druckabfall, während die Leckagekonzentration sowohl für die Natrium-basierten Entchlorungsmittel A und B 0 ist, für das Natrium-basierte Entchlorungsmittel B sehr groß.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden, wie oben beschrieben, Teilchen, die sich aus einer Kalzinierung von Natriumhydrogencarbonat ergeben und mit Chlorwasserstoff oder Teilchen der Rieselhilfe umgesetzt wurden, niemals im Filtertuch, das an den Staubkollektor angeschlossen ist, eingefangen werden, wodurch es ermöglicht wird, eine Verstopfung des Filtertuchs durch Teilchen zu vermeiden, die sich aus einer Kalzinierung von Natriumhydrogenkarbonat ergeben und die mit Chlorwasserstoff oder Teilchen der Rieselhilfe umgesetzt wurden. Es ist deswegen möglich, das Auftreten eines Druckabfalls im Filtertuch zu vermeiden.
Weil Teilchen, die sich aus einer Kalzinierung von Natriumhydrogencarbonat ergeben und die mit Chlorwasserstoff oder Teilchen der Rieselhilfe umgesetzt wurden, niemals im Filtertuch eingefangen werden, passieren Teilchen, die sich aus einer Kalzinierung von Natriumhydrogencarbonat ergeben und die mit Chlorwasserstoff oder Teilchen der Rieselhilfe umgesetzt wurden, niemals das Filtertuch und strömen stromabwärts, wodurch eine Leckage des Entchlorungsmittels vermieden werden kann.

Claims

Entchlorungsmittel auf Natrium-Basis zur Entfernung von Chlorwasserstoff aus einem Abgas, umfassend ein Gemisch aus Natriumhydrogenkarbonat und einer hydrophilen Rieselhilfe, mit einem Böschungswinkel von 40° oder mehr, einer Dispergierbarkeit von weniger als 50, einem Flutbarkeitsindex von weniger als 90.
Entchlorungsmittel auf Natrium-Basis gemäß Anspruch 1, wobei das Natriumhydrogenkarbonat einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser in einem Bereich von 2 μm bis 30 μm aufweist.
Entchlorungsmittel auf Natrium-Basis nach Anspruch 1 oder 2, wobei die hydrophile Rieselhilfe Siliziumdioxid umfasst und 0,1 Masse-% oder mehr der hydrophilen Rieselhilfe vermischt werden.
Entchlorungsmittel auf Natrium-Basis gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die hydrophile Rieselhilfe einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser in einem Bereich von 0,001 μm bis 1 μm aufweist.
Abfallbehandlungsverfahren, das folgendes umfasst: einen Pyrolysereaktor (2), der eine Pyrolyse von Abfall zur Erzeugung von Pyrolysegasen und eines Pyrolyse-Rückstandes verursacht, der hauptsächlich nicht-flüchtige Bestandteile umfasst; eine Auftrenneinrichtung (4) zum Trennen des Pyrolysue-Rückstands in verbrennbare Bestandteile und nichtverbrennbare Bestandteile; und einen Verbrennungsschmelzofen (6), dem die Pyrolysegase und die verbrennbaren Bestandteile zugeführt werden, und der eine Verbrennung hiervon verursacht und geschmolzene Schlacke und Abgase abläßt; eine erste Abgasbehandlungseinrichtung (14) zum Entfernen von Staub aus dem Abgas; eine zweite Abgasbehandlungseinrichtung (16) zur Entchlorung des Abgases aus der ersten Gasbehandlungseinrichtung (14) durch Zusetzen eines Entchlorungsmittels; eine Trennvorrichtung (26), die wasserunlösliche Bestandteile, die nicht in Wasser gelöst sind, von einer wäßrigen Lösung abtrennt, die darin gelöst den Entchlorungsrückstand enthält, indem Wasser zum Entchlorungsrückstand, der durch die zweite Abgasbehandlungseinrichtung (16) erzeugt wird, zugesetzt wird; einen pH-Modifikator (28), der den pH der verbleibenden wäßrigen Lösung nach Abtrennen der wasserunlöslichen Bestandteile durch die Trennvorrichtung (26) einstellt; dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin zumindest eine Dioxin entfernende Einheit (32, 32a) umfasst, die Dioxin und dergleichen aus dem Entchlorungsrückstand, der durch die zweite Abgasbehandlungseinrichtung (16) erzeugt wird und/oder aus der wäßrigen Lösung entfernt, deren pH durch den pH-Modifikator (28) eingestellt wurde; und wobei ein Entchlorungsmittel auf Natrium-Basis, umfassend ein Gemisch aus Natriumhydrogenkarbonat und einer hydrophilen Rieselhilfe, mit einem Böschungswinkel von 40° oder mehr, einer Dispergierbarkeit von weniger als 50 und einem Flutbarkeitsindexwert von weniger als 90, das als Entchlorungsmittel dient, der zweiten Abgasbehandlungseinrichtung (16) zugesetzt wird.
Abfallbehandlungsverfahren nach Anspruch 5, wobei das Natriumhydrogenkarbonat einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser innerhalb eines Bereichs von 2 μm bis 30 μm aufweist.
Abfallbehandlungsverfahren nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, wobei die hydrophile Rieselhilfe Siliziumdioxid umfasst und in 0,1 Masse-% oder mehr der hydrophilen Rieselhilfe in das Entchlorungsmittel auf Natrium-Basis eingemischt wird.
Abfallbehandlungsverfahren nach Anspruch 5, 6 oder 7, wobei die Vorrichtung eine Quecksilberentfernungseinheit (30) aufweist, die Quecksilber aus der verbleibenden wäßrigen Lösung nach Abtrennung der wasserlöslichen Bestandteile entfernt.
Abfallbehandlungsverfahren nach Anspruch 5, 6 oder 7, wobei ein Mischer (35), der das Natriumhydrogenkarbonat und die hydrophile Rieselhilfe vermischt, und eine Mühle (18), die das Natriumhydrogenkarbonat vermahlt, stromaufwärts der zweiten Abgasbehandlungseinrichtung (16) vorgesehen sind.
Abfallbehandlungsverfahren nach Anspruch 5, 6, 7, 8, oder 9, wobei die Quecksilberentfernungseinheit (30) zur Entfernung von Quecksilber aus der wäßrigen Lösung, deren pH durch den pH-Modifikator (28) eingestellt wurde, stromabwärts des pH-Modifikators bereitgestellt wird.
Abgasentchlorungsverfahren zum Entfernen von Chlorwasserstoff, das im Abgas enthalten ist, indem Chlorwasserstoff mit einem Entchlorungsmittel auf Natrium-Basis umsetzen gelassen wird, umfassend den Schritt, dass das Entchlorungsmittel auf Natrium-Basis, das ein Gemisch aus Natriumhydrogenkarbonat und einer hydrophilen Kieselhilfe umfasst, das einen Böschungswinkel von 40° oder mehr, eine Dispergierbarkeit von weniger als 50 und einen Flutbarkeitsindex-Wert von weniger als 90 aufweist, dem Abgas zugesetzt wird.
Abgasentchlorungsverfahren nach Anspruch 11, wobei das Natriumhydrogenkarbonat einen durchschnittliche Teilchendurchmesser innerhalb eines Bereichs von 2 μm bis 30 μm aufweist.
Abgasentchlorungsverfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei die hydrophile Kieselhilfe Siliziumdioxid umfasst, und 0,1 Masse-% oder mehr der hydrophilen Kieselhilfe in das Natrium-basierte Entchlorungsmittel eingemischt wird.
Abgasentchlorungsverfahren nach Anspruch 11, 12 oder 13, umfassend die Schritte, das Chlorwasserstoff, das in dem Abgas enthalten ist, mit dem Entchlorungsmittel auf Natrium-Basis reagieren zu lassen, um dasselbe als Entchlorungsrückstand zu entfernen, Dioxin und dergleichen aus dem Entchlorungsrückstand zu entfernen und darauf den Entchlorungsrückstand durch Zusetzen von Wasser zu lösen, wasserunlösliche Bestandteile, die nicht in Wasser gelöst sind, aus einer wäßrigen Lösung abzutrennen, in der der Entchlorungsrückstand gelöst ist und den pH der verbleibenden wäßrigen Lösung nach Abtrennen der Wasserunlöslichen Bestandteile einzustellen.
Abgasentchlorungsverfahren nach Anspruch 14, wobei Dioxin und dergleichen, die nach Entfernen zurückbleiben, erneut nach pH-Einstellung entfernt werden.