DE60226137T2 - Abgasreinigungsvorrichtung für eine abfallverbrennungsanlage - Google Patents

Abgasreinigungsvorrichtung für eine abfallverbrennungsanlage Download PDF

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Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbrennungsanlage mit integrierter Wärmegewinnung und Rauchgasreinigung und insbesondere eine Verbrennungsanlage für die Verbrennung von Müll, wie Haushalt- und Industriemüll. Die Erfindung betrifft des Weiteren die Verwendung einer derartigen Anlage für die Verbrennung oder Wärmebehandlung – wie Vergasung, Pyrolyse oder Trocknung – von Müll und Abfallprodukten des Restanteils alternativer Verarbeitungstechniken für das Verarbeiten von Müll, Biomasse und außerdem kontaminierten verbrennbaren Materialien industriellen, landwirtschaftlichen oder fossilen Ursprungs. Diese brennbaren Materialien können durch ihren Sammelnamen „kontaminierte brennbare Materialien" oder „sekundäre brennbare Materialien" bezeichnet werden.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Im Laufe der letzten Jahre ist ein wesentlicher Fortschritt erzielt worden bezüglich des Verbesserns des Regulierens des Verbrennungsvorgangs in (Müll-) Verbrennungsanlagen, wie bezüglich der Temperaturregelung, der Luftzufuhr und der Handhabung der brennenden Müllschicht. Auf Grund dieses Fortschritts ist beispielsweise die Konzentration von Kohlenmonoxid und unverbrannten Kohlenwasserstoffen in Rauchgasen auf Niveaus reduziert worden, die weit unter den gegenwärtigen Standards liegen, die von den Behörden festgelegt worden sind. Beispiele von Verbrennungsanlagen des Stands der Technik sind in US 6,189,460 und US 6,095,095 aufgeführt.
  • Die wichtigsten Verunreinigungen, die in den Rauchgasen von Verbrennungsanlagen für das Verbrennen von kontaminierten brennbaren Materialien – wie Müll, Biomasse, Restprodukten oder Kohlenstoffen mit einem hohen Schwefelgehalt – vorliegen, sind Kohlenmonoxid, unverbrannte Kohlenwasserstoffe, Schwefeloxide (SOx), Salzsäure (HCl) und andere Haloidsäuren (HF, HBr), Stickstoffoxide (NOx), Schwermetalle (Staub), Polychlorbiphenyle (PCB), Polychlordibenzodioxine (PCDD), Polychlordibenzofurane (PCDF) und andere halogenierte aromatische und aliphatische Kohlenwasserstoffe.
  • Die Reinigung von Rauchgasen, Verbrennungsgasen und/oder Gasen aus der Wärmebehandlung kontaminierter brennbarer Materialien, im Folgenden einzeln und zusammengenommen auch als „Rauchgas" oder „Rauchgase" bezeichnet, erfordert gewöhnlich die folgenden Hauptschritte:
    • a. die Begrenzung der Emission von Kohlenmonoxid und unverbrannten Kohlenwasserstoffen;
    • b. die Entstäubung und Entfernung oder Neutralisierung von Schwermetallen;
    • c. die Entfernung von Stickstoffoxiden;
    • d. die Entschwefelung und Entfernung von Haloidsäuren;
    • e. die Entfernung von Dioxinen und anderen organischen Spurenelementen.
  • Alle diese Schritte sind einzeln und teilweise auch insgesamt aus der Literatur und der Praxis bekannt und werden im Folgenden kurz beschrieben.
  • a. Einschränkung der Emission von Kohlenmonoxid und unverbrannten Kohlenwasserstoffen
  • Um die Emission von Kohlenmonoxid und unverbrannten Kohlenwasserstoffen einzuschränken, ist als erstes eine optimale Regulierung des Verbrennungsvorgangs erforderlich. Dies ist ein bekanntes Problem und die Prinzipien der Regulierung sind allgemein akzeptiert. Aus diesem Grund entspricht die neue Generation von Verbrennungsöfen ohne weiteres der zur Zeit definierten Norm. Die vorliegende Erfindung umfasst daher als solche keine Maßnahmen zum Verhindern der Bildung dieser Kontaminationen. Die Wechselwirkungen zwischen den Regulierprinzipien des Verbrennungsvorgangs und Maßnahmen zum Verhindern der Emission anderer Kontaminationen bildet jedoch Teil der Erfindung.
  • b. Entstäubung und Entfernung oder Neutralisierung von Schwermetallen
  • Die USA-A-5,501,161 beschreibt ein Verfahren für die Wärmebehandlung stäubender und/oder fein verteilter Feststoffe, die bei der Reinigung von Rauchgasen vorkommen. Die Wärmebehandlung kann zum Vernichten halogenierter, insbesondere aromatischer Kohlenwasserstoffe und zum Entfernen von Ammoniak und/oder anderen flüchtigen Substanzen dienen. Die Feststoffe werden durch einen Gasstrom einen vorbestimmten Weg entlang zu einer Filtervorrichtung geführt, wobei das Gas mindestens die Temperatur der Wärmebehandlung besitzt. Die Feststoffe können nach dem Filtrieren einer Wärmenachbehandlung unterworfen werden.
  • Die EP-A-0 5 501 161 beschreibt eine Vorrichtung für die Herstellung eines homogen verteilten und geführten Stroms von Rauchgas, wobei der senkrechte Gasstrom durch die Endwände in einem mehrfachen Ablasstank und durch eine Kaskade von zwei oder mehr Flügeln (S1, S2, ... Sn) zum Trennen des Staubs vom Rauchgas abgebogen wird. Die Flügel sind so positioniert und dimensioniert, dass der Strömungsweg der Rauchgase scharfe Biegungen durchmacht. Diese plötzliche Änderung der Strömungsrichtung gestattet das Absetzen der Asche, die zusammen mit den Rauchgasen mitgerissen wird, im unteren Teil des Kesselgehäuses.
  • c. Entfernen von Stickstoffoxiden („DeNOxieren")
  • Rauchgase enthalten gewöhnlich große Mengen an Stickstoffoxiden (NOx), insbesondere Stickstoffmonoxid (NO), welche Oxide beim Verbrennen von Müll oder fossilem Brennstoff in der Luft gebildet werden. Wenn die Rauchgase in die Atmosphäre freigesetzt werden, bevor sie einem Reinigungsvorgang unterworfen werden, verursachen sie mehrere Probleme, wie beispielsweise:
    • – den Treibhauseffekt. Der Treibhauseffekt wird teilweise durch N2O verursacht, das in der Tat in einer viel geringeren Menge als CO2 vorliegt, jedoch ist seine Wirkung pro Molekül N2O über eine Zeitspanne von 100 Jahren 290 mal so stark. NOx trägt auch zur Bildung von Ozon, das ein wichtiges Treibhausgas ist, in der unteren Troposphäre bei.
    • – die Bildung und Erschöpfung von Ozon. Wie oben angegeben, kann NOx in der unteren Troposphäre Ozon bilden und dadurch zum Treibhauseffekt und der Bildung von fotochemischem Smog beitragen. NOx kann auch mit Ozon in der oberen Troposphäre/Stratosphäre reagieren und dadurch zur Erschöpfung der schützenden Ozonschicht beitragen. NOx ist direkt und indirekt für 50% der Ozonerschöpfung verantwortlich
    • – die Säureablagerung. Die Ablagerung, in diesem Falle die Ausfällung von sauren Chemikalien, beispielsweise Nitraten, Nitriten, Sulfaten, Sulfiten auf der Erdoberfläche, an Land oder im Wasser unter dem Einfluss von Regen, Schnee, Nebel, Wolken und sogar trockener Teilchen. Diese Ablagerungen versauern den Boden und das Wasser, schaden den Ökosystemen, dem Boden, den Pflanzen und verursachen Korrosion und Erosion.
    • – die Gesundheit. Die Bildung von fotochemischem Smog und die Erschöpfung der Ozonschicht haben nachteilige Auswirkungen auf die Gesundheit von Mensch und Tier und sind auch für viele Pflanzen, beispielsweise Erntepflanzen, schädlich.
  • Es sind verschiedene Verfahren zum Abtrennen von Stickstoffoxiden von Abgasen bekannt. Bei den am häufigsten angewendeten Verfahren wird Ammoniak zu diesem Zweck verwendet. Ammoniak wird daher in den Strom von Abgas eingeführt, wo es mit Stickstoffoxiden reagiert, wodurch letztere zu elementarem Stickstoff (N2) reduziert werden.
  • Die dominante chemische Reaktion insgesamt geht wie folgt vor sich: 4NO + 4HN3 + O2 → 4N2 + 6H2O (1) 4NO2 + 8NH3 + 2O2 → 6N2 + 12H2O (2)
  • Des Weiteren finden folgende Nebenreaktionen statt: 4NH3 + 3O2 → 2N2 + 6H2O (3) 4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O (4) 2SO2 + O2 → 2SO3 (5) NH3 + SO3 + H2O → NH4HSO4 (6) 2NH3 + SO3 + H2O → (NH4)2SO4 (7)
  • Im Prinzip gibt es zwei Möglichkeiten zum Reduzieren der Emission von NOx: eine selektive, nichtkatalytische Reduktion (SNCR) und eine selektive katalytische Reduktion (SCR) von NOx zu N2.
  • Das SNCR-Verfahren besteht aus der Wärmereaktion, wobei reduzierende Chemikalien zum Reduzieren von NOx zu Stickstoff (-gas) in Abwesenheit eines Katalysators eingesetzt werden. Die am häufigsten verwendete Ausführungsform besteht aus dem Injizieren von Ammoniak, Harnstoff oder einer anderen Ammoniak bildenden Substanz in die Verbrennungsanlage oder den Brenner bei einer Temperatur zwischen etwa 700°C und 1100°C, je nachdem, welches Reduktionsmittel verwendet wird. Durch die Radikalreaktion zwischen NO- und NH2- werden N2 und H2O gebildet. Siehe beispielsweise EP-A-0,079,171 .
  • Eine SNCR-Anlage des DeNOx-Abschnitts besteht typischerweise aus einem Lagermodul für das Reagenz, Dosiermodulen und Injektionslanzen. Das Reagenz wird aus dem Lagermodul in die Dosiermodule gepumpt. Im Dosiermodul werden das Reagenz, die Druckluft und das Injektionswasser in Abhängigkeit von den entsprechenden Parametern dosiert. Das Reagenz, die Druckluft und/oder Wasser werden durch Injektionslanzen bevorzugt in die Rauchgase, bevorzugt in die Durchzüge des Kessels, injiziert.
  • Im SCR-Verfahren, das beispielsweise in der US-A-3,970,739 beschrieben ist, wird im Prinzip das gleiche Reduktionsmittel injiziert, obgleich in einem Temperaturbereich zwischen etwa 150 und 700°C, je nach der Zusammensetzung des Rauchgases. Die Ammoniak bildende Substanz wird typischerweise mit dem Abgas in einer Reaktionskammer gemischt, die mit geeigneten Katalysatoren ausgestattet ist. Durch die Reaktion von NH3 auf der Katalysatoroberfläche wird NO zu N2 umgewandelt. Durch das Erfolgen der Nebenreaktionen 3 und 4 liegt der tatsächliche Ammoniakverbrauch gewöhnlich etwas höher als der stöchiometrische Wert. Wenn die Menge an SO2 hoch liegt, wird Ammoniumhydrogensulfat durch die Kaskadenwirkung der letzten drei Reaktionen gebildet. Diese Verbindung kann den Katalysator bei einer Temperatur von 230–270°C (je nach dem Lieferanten und den spezifischen Verfahrensbedingungen) blockieren und deaktivieren. Daher muss die Temperatur immer genügend hoch gehalten werden.
  • Eine SCR-Anlage des DeNOx-Abschnitts besteht typischerweise aus einem Speichermodul für das Reagenz, einem Dosiermodul, Injektionslanzen oder einer Strahlanlage und einem katalytischen Reaktor. Möglicherweise müssen die Ofengase nochmals auf die erwünschte Temperatur beispielsweise durch einen Gasbrenner, eine Dampfbatterie, Wärmeaustauscher und dergleichen erhitzt werden. In vorkommenden Fällen müssen die Ofengase durch Wärmeaustauscher und dergleichen gekühlt werden.
  • Das Reagenz wird vom Speichermodul in die Dosiermodule gepumpt. Im Dosiermodul werden das Reagenz, die Druckluft und das Injektionswasser in Abhängigkeit von den entsprechenden Parametern dosiert. Das Reagenz, die Druckluft und/oder Wasser werden bevorzugt in die Ofengase injiziert oder gesprüht. Die Injektion des Reagenz in die Ofengase erfolgt bevorzugt durch mehrere Berieselungsköpfe, gefolgt von einem Statikmischer im Rauchkanal oder durch eine Strahlanlage, die in den Rauchschacht eingeführt wird. Eine SCR-Anlage wird typischerweise nach einer Rauchgasreinigung und mindestens nach einer ersten Entstäubung der Rauchgase (beispielsweise in einem Elektrofilter) eingeführt.
  • Es ist bekannt, dass nicht die ganze Menge Ammoniak mit den Stickstoffoxiden sowohl beim SNCR-Vorgang als auch beim SCR-Vorgang reagiert. Die US-A-5,069,886 beschreibt ein Verfahren, bei dem Stickstoffoxide, die in Abgasen vorliegen, mit Ammoniak zu elementarem Stickstoff reduziert werden und wobei der Ammoniak zum Verbrennungsofen derart rückgeführt wird, dass die Menge an Ammoniak, die in die Atmosphäre freigesetzt wird, reduziert ist.
  • Des Weiteren sind kombinierte SNCR-SCR-Verfahren für das Reduzieren von Stickstoffoxiden in verschiedenen Literaturangaben beschrieben; siehe beispielsweise US-A-4,978,514 , US-A-5,465,690 , US-A-5,853,683 , WO 96/27428 , EP-0 583 771 , EP-0 866 395 , EP-0 803 278 und EP-0 803 278 .
  • d. Entschwefelung und Entfernung von Haloidsäuren (insbesondere Salzsäure)
  • Die Bildung von Schwefeloxiden lässt sich nicht verhindern, weil die Basiskomponenten Teil des brennbaren Materials sind. Jedoch können diese Säuren im Frühstadium durch Einführen von Adsorptionsmitteln und/oder Absorptionsmitteln, die im Folgenden zusammengenommen als Absorptionsmittel bezeichnet werden, aufgefangen werden. Geeignete und bekannte Absorptionsmittel sind beispielsweise Kalk, Calciumhydroxid, Natriumbicarbonat, Zeolithe und Tonmineralien.
  • Das Auffangen von SOx durch Kalk ist schon in Kraftwerken, die mit Kohle gefeuert wurden, in den 60–70er Jahren bis etwa Anfang der 80er Jahre angewandt worden. Seither ist die Wirksamkeit noch weiter verbessert worden, weil Kalkprodukte mit einem viel höheren spezifischen Oberflächenbereich und höherer Reaktivität im Vergleich mit vor 10 Jahren auf dem Markt erschienen sind. Außerdem sind alternative Reagenzien für die Chemisorption von Säuren, wie beispielsweise Natriumbicarbonat und Zeolithe, entwickelt worden.
  • Eine große Anzahl von Verfahren und Anlagen für die Entschwefelung von Rauchgasen und Verbesserungen derselben, oft in Kombination mit der Entfernung von Stickstoffoxiden, sind in der Patentliteratur beschrieben worden; siehe beispielsweise US-A-4,149,858 , DE-34 07 277 , DE-35 44 367 , DE-36 12 142 , DE-36 12 143 , EP-0 276 363 , EP-0 623 047 , US-A-5,585,081 , US-5,567,394 und viele andere Literaturangaben.
  • e. Entfernung von Dioxinen und anderen organischen Spurenverbindungen
  • Auf Grund ausgedehnter wissenschaftlicher Studien ist festgestellt worden, dass Dioxine und verwandte oder ähnliche Verbindungen, beispielsweise PCB, PCDD und PCDF, schon im Haushaltmüll vorliegen, der in Müllverbrennungsanlagen verbrannt wird, jedoch auch, dass sie während der Verbrennung vernichtet werden. Auf das Kühlen der Rauchgase hin werden jedoch neue Dioxine, insbesondere im Temperaturbereich zwischen 450–250°C, gebildet. Die Bildung der Dioxine wird durch eine Anzahl von Parametern, wie beispielsweise:
    • – die Menge an Staub in den Rauchgasen,
    • – die Belastung durch, unter anderen, Schwermetalle, Chloride und Kohlenstoff im Staub,
    • – den Sauerstoff- und Feuchtigkeitsgehalt der Rauchgase und
    • – das Vorliegen von Vorprodukten
    verbessert.
  • Ähnliche Parameter treffen auch auf PCB zu.
  • Dem Stand der Technik gemäß wird die Emission von Dioxinen, Furanen und ähnlichen Verbindungen durch Kontaktieren der Rauchgase mit einem Absorptionsmittel, nämlich aktiviertem Kohlenstoff, und/oder mit einem Katalysator verhindert (bezüglich Letzterem siehe beispielsweise US-5,512,259 ). Bevorzugt erfolgt die Adsorption bei niedrigeren Temperaturen (T < 150°C), während die katalytische Reaktion bevorzugt bei Temperaturen zwischen 150° und 500°C durchgeführt wird.
  • Obwohl es reichlich Literaturangaben über die verschiedenen einzelnen Verfahrensschritte zum Reinigen von Rauchgasen, wie oben angegeben, gibt, gibt es fast keine Literaturangaben über vollständig integrierte Reinigungssysteme und insbesondere nicht solche in Kombination mit einem Verbrennungsofen. Die Firma Von Roll beschreibt jedoch ein „4D"-Filgersystem, bei dem durch Zugabe. spezifischer Zusatzmittel zum Rauchgasstrom nach dem Kessel und stromabwärts vom Filter die folgenden vier Schritte in einem einzigen Filter durchgeführt werden: die Entfernung von Staub (Entstäubung), die Entfernung von Stickstoffoxiden (DeNOxieren), die Entfernung von Dioxinen (Dedioxinierung) und von Schwefel (Entschwefelung durch Trockenabsorption).
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Verbrennungsanlage nach Anspruch 1 bereitzustellen.
  • Einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage gemäß können die verschiedenen Abschnitte der integrierten Verbrennungsanlage voneinander getrennt sein oder sich überschneiden, wobei mehrere Kontaminanten in einem Abschnitt gleichzeitig behandelt werden oder vorliegen.
  • Einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage gemäß können die verschiedenen Maßnahmen der Abschnitte in einem einzigen Teil der Anlage durchgeführt werden.
  • Die Erfindung umfasst des Weiteren die Verwendung einer integrierten Verbrennungsanlage, wie hier beschrieben und definiert, für die Verbrennung kontaminierter brennbarer Materialien wie Müll, beispielsweise Haushalt- und Industriemüll.
  • Diese und andere Ausgestaltungen, wie beispielsweise bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsformen, werden im Einzelnen durch die folgende Beschreibung und Zeichnung beschrieben.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnung
  • 1 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage. Bei diesem Schema sind der Verbrennungsofen, die Wärmegewinnung in Form eines integrierten Dampfkessels und auch die verschiedenen Abschnitte für die Rauchgasreinigung aufgezeigt.
  • Genaue Beschreibung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bietet eine Verbrennungsanlage umfassend einen Verbrennungsofen mit integrierter Wärmegewinnung, beispielsweise in Form eines Dampfkessels, eines thermischen Ölkessels oder eines Gas-Gas-Wärmeaustauschers, einer vollständig oder teilweise darin integrierten Rauchgasreinigungsvorrichtung, welche Rauchgasreinigungsvorrichtung primäre oder sekundäre Möglichkeiten zum Verhindern der Bildung und Emission von Kontaminanten umfasst, wodurch das Auffangen und die Vernichtung von Kontaminanten in einer so früh wie möglich beim Verbrennungsvorgang/bei der Energiegewinnung stattfindenden Stufe erfolgt.
  • In dieser Beschreibung ist unter „primärer Möglichkeit" eine Möglichkeit zu verstehen, die direkt in den Verbrennungsvorgang eingreift. „Sekundäre Möglichkeiten" sind Möglichkeiten, die die Wiederbildung von Kontaminanten einschränken oder gebildete Kontaminanten auffangen und/oder zerstören. Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäß die Rauchgasreinigung soweit wie möglich in die Verbrennungsanlage mit integrierter Wärmegewinnung (im Folgenden auch als „Verbrennungsofenkessel" bezeichnet) integriert. Diese Integration hat zu einem völlig neuen Konzept für eine Verbrennungsofenkesselvorrichtung geführt, durch die eine sehr geringe Menge an Kontaminanten in den Rauchgasen erhalten werden kann. Diese Integration gestattet es, dass die seriell geschaltete Rauchgasreinigung als Sicherheitsfilter oder „Polizeifilter" funktioniert, was bedeutet, dass es als zweiter Schritt funktioniert, bei dem mögliche Emissionsspitzen aufgefangen werden, derart, dass. kein Überschreiten der Emission selbst bei Prozessversagen erfolgt.
  • In dieser Beschreibung sind mit „Durchzügen" die verschiedenen Teile der Vorrichtung gemeint, die voneinander jedes Mal dann getrennt werden können, wenn der Rauchgasstrom seine Richtung ändert (beispielsweise sich um 90° oder 180° dreht). In 1 sind drei leere Durchzüge und ein horizontaler Durchzug aufgezeigt.
  • Unter „Sparanlage" ist der Teil des Dampfkessels zu verstehen, in dem das Wasser durch Wärmeaustausch mit heißen Rauchgasen erhitzt wird, jedoch ohne zu verdampfen (dies erfolgt in den Sparanlagen).
  • Die wichtigsten Abschnitte der Rauchgasreinigung, die in die Verbrennungsanlage integriert ist, wird im Folgenden genau beschrieben.
  • a. Die Verbrennungskammer oder der Verbrennungsofen
  • Die Verbrennungskammer oder der Verbrennungsofen, die bzw. der in der erfindungsgemäßen Anlage eingesetzt wird, ist gewöhnlich vom herkömmlichen Typ. Die Verbrennungskammer oder der Verbrennungsofen besteht im Wesentlichen aus einem Träger für die brennbaren Materialien, einem Raum für das Verbrennen flüchtiger Substanzen und einer Nachverbrennungskammer. Erfindungsgemäß wird bevorzugt ein Rostverbrennungsofen, ein Wirbelbettverbrennungsofen oder ein statischer Verbrennungsofen als Verbrennungsofen eingesetzt, ohne jedoch andere Typen von Verbrennungsofen, die einem mit dem Stand der Technik vertrauten Fachmann bekannt sind, auszuschließen. Die Nachverbrennungskammer ist ein Raum, der dem beschriebenen Verbrennungsofen oder der Verbrennungskammer nachgeschaltet ist. Dieser Raum dient durch Zulieferung von zusätzlicher Verbrennungsluft oder brennbaren Unterstützungsmaterialien oder keiner derartigen der vollständigen Verbrennung (Oxidation) der Gase, die aus der Wärmebehandlung, wie der Vergasung, Pyrolyse oder Trocknung, stammen.
  • Der Müll oder die brennbaren Materialien werden auf den Rost, in das Wirbelbett oder in den statischen Verbrennungsofen durch einen geeigneten Zuliefermechanismus eingeführt. Sobald der Müll oder die brennbaren Materialien in den Verbrennungsofen eingeführt worden ist bzw. sind, finden verschiedene Vorgänge statt, nämlich: das Trocknen des Mülls, das Entgasen des Mülls, die Vergasung des Mülls, was zur Bildung flüchtiger Substanzen führt, die zum leeren Verbrennungsofenraum und zur Nachverbrennungskammer strömen, die Pyrolyse der festen Verbindungen und die Verbrennung der Gase.
  • Die Zusammensetzung der Rauchgase wird stark durch die Regulierung des „Verbrennungsvorgangs" beeinflusst. Parameter wie beispielsweise die Menge an Luft, die durch die Müllschicht oder das Müllbett geleitet wird, die Temperatur in der Müllschicht oder dem Wirbelbett und die Geschwindigkeit der Luft in der Müllschicht oder durch das Wirbelbett, tragen zur Form und Konzentration beispielsweise von Schwermetallen in den Rauchgasen, der Zusammensetzung der Flugaschen, der Menge an NOx in den Rauchgasen, dem Potential der Dioxinbildung der Flugaschen und dergleichen bei. Außerdem kann die Bildung von Kontaminanten in Rauchgasen durch Zusetzen von Reagenzien zum Müll reguliert werden.
  • Die Erfindung betrifft auch andere Wärmevorgänge – wie Vergasung, Pyrolyse, Trocknung – durch die die festen, pastenförmigen, flüssigen oder gasförmigen kontaminierten brennbaren Materialien wesentlich zu Gasen umgewandelt werden.
  • b. Wärmegewinnungsabschnitt
  • Der Wärmegewinnungsabschnitt, der in der erfindungsgemäßen Anlage eingesetzt wird, ist gewöhnlich vom herkömmlichen Typ und vollständig oder teilweise in den Verbrennungsofen oder die (Nach-) Verbrennungskammer integriert. Der Wärmegewinnungsabschnitt besteht aus einer wärmeaustauschenden Fläche passender Dimensionen, die die Gase aus dem Wärmevorgang kontaktiert, derart, dass die verfügbare Energie auf ein anderes Medium übertragen wird. Erfindungsgemäß wird bevorzugt ein Dampfkessel, ein mit Wärmeöl oder einem organischen Fluid arbeitender Kessel oder ein Gas-Gas-Wärmeaustauscher eingesetzt, ohne jedoch andere Typen von Wärmeaustauschern, die einem mit dem Stand der Technik vertrauten Fachmann bekannt sind, auszuschließen.
  • Eine typische Ausführungsform umfasst einen Dampfkessel, wobei der Verbrennungsofen und die Nachverbrennungskammer vollständig in den Kessel integriert sind. Verschiedene Abschnitte können im Kessel unterschieden werden, je nachdem, ob der Kessel von der Gasseite oder der Müllseite her definiert wird.
  • Von der Gasphase her können im Wesentlichen folgende Teile unterschieden werden:
    • – ein Strahlungsabschnitt, in dem die Wärmeübertragung zwischen dem Medium der Rauchgase und Wasser im Wesentlichen durch Strahlung erreicht wird. Angesichts der hohen Temperaturen des Gases in diesem Strahlungsteil wird dieser Teil für kontaminierte brennbare Materialien gewöhnlich als leerer Raum („Durchzug") mit Wänden, die als Wärmeaustauschflächen gebildet sind, durchgeführt. Dies bedeutet, dass im Falle eines Dampfkessels diese Wände aus Röhren bestehen, durch die eine Mischung von Wasser und Dampf strömt.
    • – ein Konvektionsteil, in dem die Wärmeübertragung zwischen dem Medium der Rauchgase und Wasser im Wesentlichen durch Konvektion erfolgt. Die Temperaturen sind in diesem Teil wesentlich niedriger. Der Konvektionsteil umfasst im Allgemeinen eine Ansammlung von Röhren, durch die eine Mischung von Wasser und Dampf strömt. Die Wände sind gewöhnlich auf die gleiche Weise wie im Strahlungsteil des Kessels gebaut.
  • Von der Wasserphase aus können folgende Teile unterschieden werden:
    • – eine Sparanlage: das Kesselspeisewasser wird darin auf eine spezifische Temperatur derart erhitzt, dass das Wasser noch nicht verdampft und so kein Dampf gebildet wird. In einigen Ausführungsformen kann Dampf in der Sparanlage bei gewissen Wärmebelastungen des Kessels gebildet werden.
    • – eine Trommel: Das Wasser, das von der Sparanlage her ankommt, wird in einer Trommel oder einer ähnlichen Möglichkeit aufgefangen und strömt von dort zu den verschiedenen Verdampfern des Kessels. Die Wasser/Dampfmischung der Verdampfer strömt auch zurück zur Trommel. Falls erwünscht, wird eine Möglichkeit installiert, durch die der Dampf daraufhin vom oberen Teil des Abschnitts der Trommel (oder einer ähnlichen Möglichkeit) zu den Überhitzern strömt.
    • – Verdampfer: das Wasser, das von der Trommel kommt, strömt zu den Verdampfern, in denen das Wasser in (gesättigten) Dampf umgewandelt wird.
    • – der Überhitzer: der gesättigte Dampf, der von der Trommel kommt, wird im Überhitzer auf eine Temperatur über der Sättigungstemperatur erhitzt.
  • Ein charakteristisches Merkmal der Erfindung besteht darin, dass der Verbrennungsofen und die (Nach-) Verbrennungskammer Teil des Wärmegewinnungsabschnitts sind. Das Ausmaß der Integration wird auch durch den Wärmewert der kontaminierten brennbaren Materialien bestimmt, wobei es notwendig ist, zu verstehen, dass der Wärmegewinnungsabschnitt nur teilweise oder überhaupt nicht in den Verbrennungsofen oder die (Nach-) Verbrennungskammer für ein brennbares Material mit geringem Wärmewert integriert ist.
  • c. Abschnitt für die Entfernung von Säure
  • Die Reaktion zwischen Schwefeloxiden und Haloidsäuren (HCl, HBr, HF) einerseits und einem Absorptionsmittel, beispielsweise ungelöschtem Kalk, Calciumhydroxid, Kalkstein und Natriumcarbonat andererseits, hängt stark von der Temperatur ab. Absorptionsmittel umfassen auch, wie oben definiert, Adsorptionsmittel. Außerdem hängt die Ausbeute aus der Reaktion auch von der Temperatur ab. Ein optimaler Verbrauch von einem oder mehreren Absorptionsmittel wird dann erreicht, wenn sie mit den sauren Komponenten in den Rauchgasen in einem oder mehreren Temperaturfenstern reagieren können.
  • Die Erfindung bietet das Injizieren eines oder mehrerer Absorptionsmittel in die Nachverbrennungskammer bei einer Temperatur, die bevorzugt im Bereich zwischen 900° und 1050°C liegt. Das Reagenz und die Reaktionsprodukte werden aus den Rauchgasen bei einer wesentlich niedrigeren Temperatur (T > 100°C) derart entfernt, dass ein wesentlicher Temperaturbereich umfasst wird und eine ausreichend lange Kontaktzeit zwischen den Reagenzien bei verschiedenen optimalen Temperaturen erreicht wird. Des Weiteren ist die Zusammensetzung der Rauchgase in MüllVerbrennungsanlagen im Vergleich mit Anlagen, die mit fossilen Brennstoffen beheizt werden, anders. Daher stellt die Verwendung von Absorptionsmitteln bei hoher Temperatur der Erfindung gemäß bei der Müllverbrennung einen wesentlichen Fortschritt im Vergleich mit bestehenden Technologien dar.
  • Das Injizieren von Absorptionsmitteln in die Rauchgase und die Bildung von Schwefeloxiden und halogenhaltigen Salzen in den Rauchgasen führt zu einer anderen Zusammensetzung der Kesselaschen als derjenigen, die bei Verbrennungsanlagen typisch ist. Der Reinigungsmechanismus des Kessels, die Temperaturentwicklung im Kessel – sowohl von der Gasseite als auch von der Wasserseite her – und die Geometrie des Kessels müssen daher auf die geänderte Zusammensetzung der Flugaschen eingestellt werden, um das Absetzen von Flugaschen zu minimieren und die Korrosion der Kesselrohre zu verhindern.
  • Die Reduktion von Emissionen von SOx in der erfindungsgemäßen Verbrennungsanlage kann durch einen oder mehrere der folgenden Schritte erreicht werden:
    • – das Injizieren von einem oder mehreren Absorptionsmitteln, beispielsweise ungelöschtem Kalk, Calciumhydroxid, Natriumcarbonat und/oder Kalkstein bei hoher Temperatur, derart, dass SOx und Haloidverbindungen in einer so früh wie möglich stattfindenden Stufe aufgefangen werden. Die Sulfatsalze werden zusammen mit den Flugaschen aufgefangen;
    • – das Einführen, bevorzugt durch Injizieren, von einem oder mehreren Absorptionsmitteln bei niedriger Temperatur. Dieses Injizieren kann als zweiter Schritt betrachtet werden, bei dem eine hohe Entfernungsausbeute und ein geringer Verbrauch kombiniert werden können;
    • – das Injizieren von einem oder mehreren Absorptionsmitteln zusammen mit dem Reduktionsmittel vor der NOx-Reduzierung (vergleiche unten);
    • – das Injizieren von einem oder mehreren Absorptions mitteln, beispielsweise Tonmineralien und natürlichen und/oder synthetischen Zeolithen;
    • – das Einführen einer Vorrichtung, die mit einem oder mehreren Absorptionsmitteln gefüllt ist, beispielsweise einem statischen Bett, einem sich bewegenden Bett oder einem Wirbelbettreaktor in den Rauchgasstrom.
  • d. Der DeNOx-Abschnitt
  • Zuerst kann die Bildung von NOx während des Verbrennungsvorgangs durch eine eingestellt Temperaturregulierung und Luftkontrolle derart eingeschränkt werden, dass eine abgestufte Verbrennung erreicht wird. Diese Maßnahmen sind schon seit langer Zeit Teil der Verbrennungsregulierung moderner Anlagen. Falls erwünscht, kann eine Rückführung von Rauchgasen bereitgestellt werden, um die Bildung von NOx noch weiter zu verhindern. Durch diese primären Maßnahmen kann die Konzentration von NOx in den Rauchgasen von Müllverbrennungsanlagen auf etwa 200–400 mg/Nm3 (11% Sauerstoff, trocken) eingeschränkt werden.
  • Erfindungsgemäß können niedrigere Emissionsstandards durch Verwendung eines DeNOx-Abschnitts in der Verbrennungsvorrichtung erreicht werden. Dieser Abschnitt reduziert die Stickstoffoxide, die in den Rauchgasen vorliegen, zu Stickstoffgas durch Injizieren eines Reduktionsmittels, beispielsweise von Ammoniak oder einer Stickstoff enthaltenden organischen Verbindung wie Harnstoff, oder von ungesättigten Kohlenwasserstoffen.
  • Einer Ausgestaltung der Erfindung gemäß wird eine aus zwei Stufen bestehende DeNOx-Anlage in den Verbrennungsofenkesselteil der Verbrennungsanlage integriert. Bei dieser Konfiguration wird das NOx in einem ersten Schritt vom Anfangswert auf einen vorbestimmten Wert durch das SNCR-Prinzip reduziert. Dies erfolgt in der Nachverbrennungskammer. Es wird ein Katalysatorvolumen am Ausgang des Dampfkessels, bevorzugt zwischen den Verdampfungsbündeln und der Sparanlage, bereitgestellt, wobei dem Katalysatorvolumen schließlich eine zusätzliche Injizierung von Reduktionsmitteln vorgeschaltet wird. NOx wird noch weiter auf den vorbestimmten Emissionswert in diesem zweiten Schritt reduziert.
  • Die Erfindung umfasst auch eine kombinierte Injektion von Reduktionsmittel mit Adsorptionsmitteln und Absorptionsmitteln, beispielsweise Kalk und Zeolith. Eine derartige kombinierte Injizierung hat folgende Vorteile: eine höhere Reaktivität des Reagenz durch einen höheren Grad an Molekülzusammenstößen (Reduktionsmitteln in einer Suspension von Kalk und Zeolith), Vereinfachung der Vorrichtung, vereinfachte Prozesssteuerung, verbesserte Effizienz (geringerer Verbrauch von Reagenzien).
  • Das Reduzieren der NOx-Emissionen in der erfindungsgemäßen Verbrennungsofenvorrichtung wird so durch einen oder mehrere der folgenden Schritte erreicht:
    • – die Zugabe, bevorzugt durch Injizierung, eines oder mehrerer Reduktionsmittel, beispielsweise von Harnstoff, Ammoniak oder ungesättigten Kohlenwasserstoffen sowie von Absorptionsmitteln, beispielsweise Kalk, zum Auffangen und Neutralisieren von sauren Komponenten, um eine effizientere Reaktion zwischen NOx und NH3 zu gestatten; das Reduktionsmittel kann in die Verbrennungskammer (SNCR-Stelle) oder kurz vor dem Katalysator injiziert werden;
    • – die Anwendung von einem oder mehreren SCR-DeNOx-Katalysatoren in ungereinigten oder teilweise gereinigten Rauchgasen; bevorzugt wird der Katalysator mit einem Reinigungsmechanismus versehen oder ist selbstreinigend;
    • – eine zweistufige DeNOx-Anlage umfassend eine Kombination von SNCR- und SCR-DeNOx, im Wesentlichen wie vom Stand der Technik her bekannt. Die SNCR-DeNOx-Anlage kann mit einer großen Menge Ammoniakaufschlämmung und mit einer hohen Reduktionsausbeute betrieben werden, durch die das erforderliche Volumen an SCR-DeNOx-Katalysator, der mit der SNCR-DeNOx-Anlage seriell geschaltet ist, optimiert wird;
    • – die Oxidation von NO zu NO2, gefolgt vom Injizieren von Adsorptionsmittel für NO2, beispielsweise Tonmineralien, natürlichen Zeolithen, synthetischen Zeolithen, Al2O3, SiO2, Al2O3-MgO, TiO2, SnO2 und/oder ZrO2 bei einer geeigneten Adsorptionstemperatur, wodurch die NOx-Verbindungen im Ofen durch Rückführen des beladenen Adsorptionsmittels zum Ofen vernichtet werden;
    • – die Oxidation von NO zu NO2 kann beispielsweise durch einen festen Katalysator, der eine monolithische Struktur umfasst, einen festen Katalysator, der auf einen Teil des Wärmegewinnungsabschnitts aufgebracht wird, einen festen Katalysator, der auf ein Trägermaterial aufgebracht wird und/oder einen Katalysator, der in die Gase als Pulver oder Suspension injiziert wird, erfolgen.
  • 3. Der Entstäubungsabschnitt
  • Erfindungsgemäß wird die Bildung von Staub im Verbrennungsofen, in diesem Fall dem Verbrennungsvorgang oder dem Wärmeumwandlungsvorgang, durch eine oder mehrere der folgenden Maßnahmen eingeschränkt:
    • – das Reduzieren des Verhältnisses von primärer Luft zur gesamten Verbrennungsluft. Die primäre Luft wird unter das Müllbett im Verbrennungsofen geblasen und ist deshalb einer der Hauptgründe für die Bildung von Staub. Durch stufenweise Verbrennung (Trocknung und Vergasung auf dem Rost, vollständige Verbrennung in der Nachverbrennungskammer) wird die Menge an primärer Verbrennungsluft reduziert. Durch getrenntes Regulieren jeder Injektionsstelle bezüglich der Verbrennungsluft (beispielsweise durch getrennte Gebläse pro Rostteil) wird der Verbrennungsvorgang sehr genau reguliert, derart, dass die Menge an primärer Luft minimiert werden kann (beispielsweise keine Luft unterhalb des letzten Rosts, wenn die Verbrennung des Mülls zufriedenstellend ist, was bedeutet, dass eine Mindestmenge an organischem Kohlenstoff in den Aschen vorliegen muss).
    • – das Vermeiden von plötzlichen Bewegungen in der brennenden Müllschicht. Dies kann durch Einstellen der Roststeuerung (beispielsweise durch Verwendung von entsprechend regulierten Ventilen) erreicht werden. Bevorzugt wird ein Rost eingesetzt, bei dem die horizontale (gleitende) und vertikale (Feuerhaken-) Bewegung unabhängig voneinander derart reguliert werden, dass es bei diesem Rost im Gegensatz zu anderen im Handel erhältlichen Rosten möglich ist, die Bewegung der brennenden Müllschicht in Abhängigkeit vom Verbrennungsverhalten des Mülls zu regulieren. Anders ausgedrückt kann das Umwälzen des Mülls sowohl bezüglich der Geschwindigkeit als auch der Häufigkeit in Abhängigkeit von der Notwendigkeit, eine gute Verbrennung zu erhalten, reguliert werden.
    • – die Verwendung einer derartigen Kesselkonstruktion, die soweit wie möglich das Abtrennen von Staub von den Rauchgasen erlaubt, bevor die Temperatur auf unter 450°C abfällt.
    • – die Verwendung eines Reinigungssystems der Konvektionsteile des Kessels, das so effizient wie möglich ist.
    • – die Installation von mechanischen Schlägern und
    • – das Auswählen eines horizontal ausgebildeten Kessels, derart, dass der Staub auf effiziente und schnelle Weise abgetrennt werden kann.
    • – das Einschränken des Verdampfens von Metallen und Metallverbindungen durch Einschränken der Temperatur der brennenden Müllschicht (Vergasung statt Verbrennung) und/oder durch günstige Differenzierung der Bildung von Metalloxiden, Metallchloriden, Metallsulfaten und möglicherweise anderen Salzen.
  • Angesichts der Wichtigkeit einer vorübergehenden Entstäubung zum Verhindern der Bildung von PCDD, PCDF, PCB und ähnlichen Verbindungen, werden verschiedene Entstäubungstechnologien unter verschiedenen Arbeitsbedingungen (Temperatur) beurteilt. Die folgenden Maßnahmen schienen effizient zu sein und sie sind sowohl getrennt als auch in verschiedenen Kombinationen Teil der Erfindung:
    • – die Integration von Multizyklonen) in den Kessel bei Temperaturen zwischen 450 und 650°C,
    • – die Integration eines Keramikfilters, das aus Kopffiltern oder Keramiktüchern besteht,
    • – die Integration eines Bewegtbettfilters, das aus einer (inerten) Packung besteht, die langsam zwischen zwei durchlöcherten Wänden von oben nach unten fällt. Die Packung und der aufgefangene Staub werden unten am Filter eingesammelt, filtriert und wiederum in den oberen Teil transportiert.
    • – die Integration eines Filters umfassend Filtertücher und Oberfilter, die bevorzugt aus Metall oder einer Metalllegierung hergestellt sind.
    • – das Einstellen der Kesselgeometrie derart, dass eine maximale Entstäubung in den leeren Durchzügen (bei Temperaturen über 450°C) erreicht wird
    • – das Injizieren inerter Teilchen, die als Kondensationsoberfläche zur Bildung größerer Teilchen wirken, die viel leichter abgetrennt werden können.
  • Erfindungsgemäß erfolgt das Entstäuben bevorzugt in zwei Schritten: einer ersten Entstäubung in den leeren Durchzügen (Strahlungsteil) des Kessels oder vor dem Übergang zwischen den leeren Durchzügen und den Überhitzungsbündeln, gefolgt von einer abschließenden Entstäubung am Auslass des Kessels, beispielsweise mit Hilfe eines herkömmlichen Tuchfilters. Der erste Schritt ist neu und stellt insbesondere in Kombination mit dem zweiten Schritt eine wesentliche Verbesserung im Vergleich mit dem Stand der Technik dar. Der zweite Schritt ist als solcher bekannt und wird zur Zeit in den meisten HVI angewendet. Durch Anwendung der neuen Technologie können Staubkonzentrationen von weniger als 2 mg/Nm3 erreicht werden.
  • Die folgenden zusätzlichen Maßnahmen sind ebenfalls Teil der Erfindung:
    • – primäre Maßnahmen zum Verhindern der Bildung von Staub, beispielsweise durch Einschränken der Handhabung der Müllschicht, Einschränken der Strömungsgeschwindigkeit und/oder der Geschwindigkeit der primären Verbrennungsluft und dergleichen.
    • – das Auffangen von Staub beim Übergang zwischen dem ersten und dritten leeren Durchzug des Kessels durch Einstellen des Strömungsmusters im Trichter unterhalb des zweiten und dritten leeren Durchzugs.
    • – das künstliche Erhöhen der Staubbelastung kurz vor dem Entstäuben (Trichter, Zyklon, Filter) der rohen Rauchgase bei einer Temperatur über 450°C, wobei flüchtige (Schwer-)Metalle auf der Stauboberfläche kondensiert werden können, wodurch größere Teilchen gebildet werden, derart, dass eine erhöhte Effizienz der Entstäubung erreicht wird.
    • – das Einführen eines oder mehrerer der oben erwähnten Staubseparatoren in den Kessel bei einer Temperatur unterhalb 450°C oder unterhalb der niedrigsten „Entbildungs"-Temperatur des Staubs.
  • f. Der Dedioxinationsabschnitt
  • Erfindungsgemäß werden die Emissionen von PCDD, PCDF, PCB und anderen halogenierten aromatischen oder aliphatischen Kohlenwasserstoffen durch einen oder mehrere der folgenden Schritte reduziert:
    • – die katalytische Oxidation von PCDD, PCDF und ähnlichen Verbindungen bei einer Temperatur, derart, dass diese Verbindungen nicht mehr gebildet werden können;
    • – das Unterkontrollehalten von möglicherweise vorliegenden Schwermetallen im Laufe der Kondensation der flüchtigen Schwermetalle oder Schwermetallverbindungen auf den Staubteilchen, wobei die Kondensation bevorzugt bei höherer Temperatur stattfindet, durch Bereitstellen geeigneter Kontaktverbindungen oder wobei die Schwermetalle bei einer geeigneten Temperatur mit Stickstoff oder Schwefel enthaltenden Inhibitoren deaktiviert werden;
    • – das Bereitstellen einer Lufthandhabung im Verbrennungsofen, die so eingestellt ist, dass der Überschuss an Sauerstoff minimiert wird, die Temperatur in der Müllschicht beschränkt wird, wodurch weniger Schwermetalle in der Dampfphase auftreten und die Menge an unverbranntem Kohlenstoff, der mit dem Rauchgasstrom abgezogen wird, reduziert wird;
    • – das Optimieren der Aufenthaltszeit der Rauchgase in den verschiedenen Temperaturprofilen, wobei die Aufenthaltszeit bei Temperaturen über 600°C verlängert und die Aufenthaltszeit bei Temperaturen zwischen etwa 200 und 450°C reduziert wird;
    • – das Injizieren von Absorptionsmitteln, die die Bildung von Dioxinen hemmen, wie beispielsweise Injizieren von Kalk in eine Nachverbrennungskammer, weil diese Verbindungen beispielsweise Dioxine und/oder Vorprodukte derselben an der Oberfläche der injizierten Absorptionsmittel konzentrieren oder einen oder mehrere Dioxinbaublöcke wie Chlor absorbieren;
    • – das künstliche Erhöhen der Staubbelastung kurz vor dem Staubfilter der rohen Rauchgase bei einer Temperatur von etwa 200°C, wobei die Bildung von Dioxin nicht erfolgt und die Adsorption von Metallverbindungen auf Flugaschenteilchen stattfindet.
  • Bei einer Rauchgasreinigung, die in den Verbrennungskessel integriert ist, werden diese Merkmale erfindungsgemäß bereitgestellt, durch die die Wiederbildung von PCDD, PCDF, PCB und ähnlichen Verbindungen verhindert oder eingeschränkt wird. Diese charakteristischen Merkmale umfassen eine oder mehrere der folgenden Ausführungsformen:
    • – das Entstäuben der Rauchgase bei hoher Temperatur (über 450°C);
    • – das Auffangen von Vorprodukten durch Injizieren von Absorptionsmitteln;
    • – das Reduzieren der katalytischen Wirkung der Flugaschen durch Injizieren von Inhibitoren;
    • – das Optimieren der Verbrennungsofenregulierung zum Einschränken des Sauerstoffgehalts und
    • – das Reduzieren des Kohlenstoffgehalts der Flugaschen durch Verlängern der Aufenthaltszeit bei hoher Temperatur.
  • Die Oxidation von PCDD, PCDF und PCB (und CO, CxHy) durch ein Oxidationsmittel, das in den Rauchgasen vorliegt oder den Rauchgasen über einem Katalysator zugegeben wird, bildet einen Teil der vorliegenden Erfindung. Die letztere Technologie ist eine seit mehreren Jahren auf dem Gebiet von MüllVerbrennungsanlagen bewährte Technologie, jedoch wird in diesen Fällen der Oxidationskatalysator (ein herkömmlicher SCR-Katalysator) am Ende der herkömmlichen Rauchgasreinigungsvorrichtung, d. h. in die sauberen Rauchgase, positioniert. Erfindungsgemäß wird der Katalysator nun in weniger gereinigte Rauchgase positioniert, wodurch charakteristische Merkmale erforderlich sind, durch die beispielsweise das Absetzen von Salzen auf der Katalysatoroberfläche, das Vergiften des Katalysators durch Alkalimetalle und Schwefel und das Absetzen von Staub vermieden oder die Folgen davon ausgeglichen werden. Diese charakteristischen Merkmale umfassen erfindungsgemäß einen oder mehrere der folgenden Schritte:
    • – das Entstäuben der Rauchgase bei hoher Temperatur;
    • – das Entschwefeln der Rauchgase im Verbrennungsofenkessel durch eine der oben beschriebenen Techniken (DeSOx);
    • – das Behandeln des Katalysators mit einer gegen Abrieb resistenten Beschichtung oder einer Schutzbeschichtung, die das Absetzen von Salz reduziert oder die Regenerierung des Katalysators erleichtert;
    • – das Bereitstellen einer Reinigung des Katalysators durch Dampf, Luft, Rauchgase, Wasser oder (Schall-) Wellen.
  • g. Mess- und Regulierabschnitt
  • Da die verschiedenen Vorgänge in der Gasphase stattfinden und die Reagenzien in den sich bewegenden, abkühlenden Rauchgasstrom injiziert werden, ist das richtige Einstellen der Rauchgasparameter (Temperatur, Geschwindigkeit, Zusammensetzung) in den verschiedenen Reinigungsphasen von höchster Wichtigkeit.
  • In den bekannten mit Müll gefeuerten Kraftwerken werden die Schadstoffe nur an der Feuerstelle gemessen, möglicherweise wird eine begrenzte Anzahl von Verbindungen vor oder nach einem der Rauchgasreinigungsschritte gemessen (z. B. wird Sauerstoff am Ausgang des Kessels, HCl vor dem Halbnassreaktor, Staub nach dem Muffenfilter usw.).
  • Ein wesentlicher Teil der vorliegenden Erfindung besteht aus dem praktischen Durchführen verschiedener Messprinzipien und Reguliertheorien. Damit sind Parameter wie die Einsetzbarkeit bei hoher Temperatur, Störung durch Staub oder andere chemische Komponenten, die Möglichkeit des Messens von Werten in einer Ebene anstatt an einer Stelle beurteilt worden. Auch ist die geeignetste Regulierphilosophie bestimmt worden.
  • Durch die vorliegende Erfindung wird ein Mess- und Regulierabschnitt bereitgestellt, der einen oder mehrere der im Folgenden beschriebenen Schritte umfasst:
    • – das Regulieren des Injizierens der Reagenzien des DeNOx-Schritts auf der Basis von NO/NO2-Messbestimmungen, NH3-Messbestimmungen, O2-Messbestimmungen, H2O-Messbestimmungen, Messbestimmungen der Fließrate und/oder Temperaturmessbestimmungen an einer oder mehreren Stellen in und/oder nach dem Kessel;
    • – das Regulieren des Injizierens der Reagenzien für den Entschwefelungsschritt auf der Basis von SOx- und/oder HCl-Messbestimmungen, O2-Messbestimmungen, H2O-Messbestimmungen, Messbestimmungen der Fließrate und/oder Temperaturmessbestimmungen an einer oder mehreren Stellen in und/oder nach dem Kessel;
    • – das Bestimmen einer geeigneten Arbeitstemperatur des Katalysators auf der Basis der SO2-Konzentration vor oder nach dem Katalysator, des Feuchtigkeitsgehalts und der Ammoniakaufschlämmung;
    • – das Bestimmen einer geeigneten Arbeits- und/oder Reinigungstemperatur des Katalysators auf der Basis der NOx-Entfernung, der Injizierströmungsrate der Reagenzien und der Menge an Ammoniakaufschlämmung.
  • In 1 ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbrennungsanlage gezeigt, in der der Verbrennungsofen mit der Nachverbrennungskammer (die ebenfalls Teil des ersten Durchzugs oder des Strahlungsteils des Gewinnungskessels sein kann), der Gewinnungskessel, der aus einem Strahlungsteil und Konvektionsteil besteht, sowie die verschiedenen Abschnitte für die Reinigung der Rauchgase mit einigen wenigen der entsprechenden bevorzugten Temperaturprofile aufgezeigt sind. In diesem Schema strömt der Rauchgasstrom daraufhin durch einen Entschwefelungsabschnitt (DeSOx) und die Neutralisation von Wasserstoff-Halogenverbindungen, einen Abschnitt für die Entfernung von Stickstoffoxiden (DeNOx), einen Abschnitt für die Entstäubung und die Entfernung von Schwermetallen (Entstäubung) und einen Abschnitt für das Entfernen von Dioxinen und damit verbundenen Verbindungen (DeDiox). Auch ist die Bildung von CO und unverbrannten Kohlenwasserstoffen (CxHy) durch Regulieren der Vergasung – des Verbrennungsvorgangs, wie oben beschrieben – auf ein Minimum reduziert.
  • Es wird dem mit dem Stand der Technik vertrauten Fachmann klar sein, dass die Reihenfolge der Reinigungsschritte geändert werden kann und dass die Möglichkeit einer Änderung der optimalen Temperaturprofile in Betracht gezogen werden sollte.

Claims (35)

  1. Verbrennungsanlage, die für die Verbrennung von brennbaren Materialien geeignet ist, wobei die Anlage mindestens folgende Abschnitt umfasst: – einen Wärmegewinnungsabschnitt; – eine Verbrennungskammer, die Teil eines Wärmegewinnungsabschnitt ist; – einen oder mehrere Abschnitt für das Entfernen von Säuren, wobei der Abschnitt oder die Abschnitte stromabwärts von der Verbrennungskammer in den Wärmegewinnungsabschnitt integriert ist/sind; – einen oder mehrere DeNOx-Abschnitte, der bzw. die stromabwärts von der Verbrennungskammer in den Wärmegewinnungsabschnitt und/oder andere Rauchgasreinigungsabschnitte, die in den Wärmegewinnungsabschnitt integriert sind, integriert ist bzw. sind; – einen abgestuften Entstäubungsabschnitt umfassend einen oder mehrere Abschnitte, der bzw. die stromabwärts vom der Verbrennungskammer in den Wiedergewinnungsabschnitt und/oder andere Rauchgasreinigungsabschnitte, die in den Wärmegewinnungsabschnitt integriert sind, integriert ist bzw. sind; – einen oder mehrere Abschnitte für die Entfernung von chlorierten Kohlenwasserstoffen, der bzw. die stromabwärts von der Verbrennungskammer in den Wiedergewinnungsabschnitt und/oder andere Rauchgasreinigungsabschnitte, die in den Wärmegewinnungsabschnitt integriert sind, integriert ist bzw. sind; – einen adaptierten Mess- und Regulierabschnitt für das Regulieren der verschiedenen Schritte der Rauchgasreinigung und Wärmegewinnung, der für das Verbrennen kontaminierter brennbarer Materialien geeignet ist.
  2. Integrierte Verbrennungsanlage nach Anspruch 1, wobei die verschiedenen Abschnitte von einander getrennt sind oder sich überschneiden, was es ermöglicht, dass in einem Abschnitt mehrere Kontaminanten gleichzeitig behandelt werden oder vorliegen.
  3. Integrierte Verbrennungsanlage nach den Ansprüchen 1 oder 2, des Weiteren umfassend eine Möglichkeit zum Einführen eines oder mehrerer Absorptionsmittel ausgewählt aus der Gruppe umfassend ungelöschten Kalk (CaO), Calciumhydroxid (Ca(OH)2), Natriumbicarbonat (NaHCO3), Natriumcarbonat (NaCO3), Calciumcarbonat (CaCO3), Tonmineralien, natürliche Zeolithe, synthetische Zeolithe, Diatomeenerde, C, Al2O3, SiO2, Al2O3-MgO, TiO2, SnO2, WO3 und/oder ZrO2 oder Mischungen derselben in die Nachverbrennungskammer zusammen mit der Sekundärluft, wahlweise durch Injizieren als Pulver oder Granulat in die Rauchgase.
  4. Integrierte Verbrennungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, des Weiteren umfassend eine Möglichkeit zum Einführen von einem oder mehreren Reduktionsmittel, Ammoniak, einer Ammoniak bildenden Substanz, ungesättigten Kohlenwasserstoffen, Harnstoff, Dämpfen einer Schlammtrocknungsanlage, Dämpfen einer Dungverarbeitungsanlage, Abwasser aus einer Dungverarbeitungsanlage oder feuchten Stickstoff enthaltenden Substanzen wie Schlamm werden in den Strahlungsteil der Anlage über den Sekundärlufteinlassstellen eingeführt.
  5. Integrierte Verbrennungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, des Weiteren umfassend eine oder mehrere Verengungen und/oder Flügel im Entstäubungsabschnitt, um die Strömungsrichtung der Rachgase zu beeinflussen; – eine Möglichkeit zum Trennen der Rauchgase von Staub und Flugasche auf die Änderung der Strömungsrichtung hin und – eine Möglichkeit zum Begrenzen der maximalen Temperatur der Rauchgase im Entstäubungsabschnitt auf 450°C.
  6. Integrierte Verbrennungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, des Weiteren umfassend einen Sparanlagenabschnitt, wobei halogenierte Kohlenwasserstoffe wie PCDD, PCDF und PCB katalytisch oxidiert werden entweder – durch einen Katalysator ausgewählt aus der Gruppe umfassend synthetische Zeolithe, Al2O3, SiO2, Al2O3-MgO, TiO2, SnO2 und ZrO2 oder Mischungen derselben und die Oxidation bei einer Temperatur im Bereich von 150°C bis 350°C durchgeführt wird oder – durch einen Katalysator ausgewählt aus einem Edelmetall und die Oxidation wird bei einer Temperatur im Bereich von 150°C bis 550°C durchgeführt.
  7. Verbrennungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren derart gesteuert wird dass: – die Menge an erforderlicher primärer Luft auf der Basis der Menge Sauerstoff im integrierten Wärmegewinnungs- und Rauchgasreinigungsabschnitt und der Strömungsgeschwindigkeit der sekundären Luft, die eingeblasen worden ist, berechnet wird; – die Menge an sekundärer Luft als Prozentsatz der Gesamtmenge an Verbrennungsluft mit einem Minimum von 0% und einem Maximum von 50% berechnet und durch die Abweichung zwischen dem Prozesssollwert und dem Prozesswert der Dampfströmungsgeschwindigkeit, wie hier definiert, reguliert wird, wobei der Prozesssollwert als vorgegebener Wert definiert ist, auf den die Prozesskontrolle gerichtet ist, und der Prozesswert der echte tatsächliche Wert, wie im Verfahren beobachtet, ist; – die Menge an Absorptionsmittel auf der Basis der Abweichung zwischen dem Prozesssollwert und dem Prozesswert von entweder: – dem HCl-Wert, wie bei 450°C gemessen, nach dem Entstäuben, oder – SOx- oder SO2- oder SO3-Wert, wie bei 450°C gemessen, nach dem Entstäuben, – die Menge an Reduktionsmittel auf der auf der Basis der Abweichung zwischen dem Prozesssollwert und dem Prozesswert des NOx-Werts, wie bei 450°C gemessen, nach dem Entstäuben reguliert wird.
  8. Integrierte Verbrennungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sparanlage eine regulierte Sparanlage ist, in des die Betriebstemperatur des Katalysators innerhalb eines Temperaturbereichs von 50°C eingestellt ist.
  9. Integrierte Verbrennungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, des Weiteren umfassend Endkon densationsflächen für flüchtige Schwermetalle, die in leeren Durchzügen des integrierten Wärmegewinnungs- und Rauchgasreinigungsabschnitts durch Rückführen von freigesetzten Flugaschen gebildet werden, die auf weniger als 300°C abgekühlt worden sind.
  10. Integrierte Verbrennungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, des Weiteren umfassend eine Möglichkeit zum Injizieren von Absorptionsmittel am Übergang zwischen dem ersten und zweiten leeren Durchzug des integrierten Wärmegewinnungs- und Rauchgasreinigungsabschnitts oder an einer oder mehreren Stellen des integrierten Wärmegewinnungs- und Rauchgasreinigungsabschnitts, um Kondensationsflächen für flüchtige Schwermetalle zu bilden und um es auch zu gestatten, dass eine zweite Reaktion zwischen den übrigen sauren Komponenten und dem kalkabsorbierenden Mittel stattfindet.
  11. Integrierte Verbrennungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der DeNOx-Abschnitt so konstruiert ist, dass mindestens 50% des in den Rauchgasen vorliegenden NOx mit Ammoniak reagieren und maximal 50% der NOx mit Ammoniak am/im Katalysator reagieren.
  12. Integrierte Verbrennungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Flügel durch Wasser gekühlt werden und lose hängen, derart, dass sie durch Vibrationen gereinigt werden können und der aufgefangene Staub von der Kühlfläche entfernt werden kann.
  13. Integrierte Verbrennungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verbrennungsanlage einen Verbrennungsofen eines der folgenden Typen umfasst: – einem Wirbelbett; – einem sich bewegenden Rost; – einem statischen Rost.
  14. Integrierte Verbrennungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zusätzliche Entstäuben durch einen Multi-Fliehkraftabscheider, ein Keramikfilter oder ein Metallfilter, bevorzugt bei einer Temperatur < 450°C erfolgt, wobei die Entstäubung bevorzugt vollständig in den Konvektionsteil des integrierten Wärmegewinnungs- und Rauchgasreinigungsabschnitts integriert ist.
  15. Integrierte Verbrennungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, des wobei ein Absorptionsmittel – mit der Rauchgasströmung in einem Teil der Anlage auf regulierte Art und Weise so kontaktiert wird, dass das Mitreißen des Absorptionsmittel zusammen mit den Rauchgasen vermieden wird, – mit den Rauchgasen durch eine Reihe von Bewegtbettfiltern kontaktiert wird und – mit den Rauchgasen bei verschiedenen Temperaturen kontaktiert wird.
  16. Integrierte Verbrennungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Anlage für das Verbrennen von Müll, wie Haushalt- oder Industriemüll, industrielle Neben- oder Restprodukte, unreinen fossilen Brennstoffen, Biomasse pflanzlichen und/oder tierischen Ursprungs wie Holz, Stroh, Energieerntematerial, Dung, Knochenmehl geeignet ist.
  17. Verfahren für das Verbrennen von Müll, wie Haushalt- oder Industriemüll, industriellen Neben- oder Restprodukten, unreinen fossilen Brennstoffen, Biomasse pflanzlichen und/oder tierischen Ursprungs wie Holz, Stroh, Energieerntematerial, Dung, Knochenmehl, wobei das Verbrennen in einer Anlage wie in einem der Ansprüche 1 bis 16 definiert, durchgeführt wird.
  18. Verfahren für das Verbrennen brennbarer Materialien umfassend die Schritte des: – Verbrennens der brennbaren Materialien in einer Verbrennungskammer; – Gewinnens von Wärme mit Hilfe eines Wärmegewinnungsabschnitts, wobei die Verbrennungskammer Teil des Wärmegewinnungsabschnitts ist; – Entfernens von Säuren mit Hilfe eines oder mehrerer Säureentfernungsabschnitte, der/die stromabwärts von der Verbrennungskammer in den Wiedergewinnungsabschnitt integriert ist bzw. sind; – Entfernens von NOx mit Hilfe eines oder mehrerer DeNOx-Abschnitte, der/die stromabwärts von der Verbrennungskammer in den Wärmegewinnungsabschnitt und/oder die Rauchgasreinigungsabschnitte, die in den Wiedergewinnungsabschnitt integriert sind, integriert ist bzw. sind; – Entfernens von Staub mit Hilfe eines abgestuften Entstäubungsabschnitts umfassend einen oder mehrer Abschnitte, der bzw. die stromabwärts von der Verbrennungskammer in den Wiedergewinnungsabschnitt oder andere Rauchgasreinigungsabschnitte, die in den Wiedergewinnungsabschnitt integriert sind, integriert ist bzw. sind; – Entfernens von chlorierten Kohlenwasserstoffen mit Hilfe eines oder mehrerer Abschnitte für die Entfernung chlorierter Kohlenwasserstoffe, die stromabwärts von der Verbrennungskammer in den Wiedergewinnungsabschnitt und/oder andere Rauchgasreinigungsabschnitte, die in den Wiedergewinnungsabschnitt integriert sind, integriert ist bzw. sind; – Messens und Regulierens der verschiedenen Schritte der Rauchgasreinigung und Wärmegewinnung mit Hilfe eines Mess- und Regelabschnitts, der für das Verbrennen kontaminierter brennbarer Materialien geeignet ist.
  19. Verfahren nach Anspruch 18, wobei ein oder mehrere Absorptionsmittel ausgewählt aus der Gruppe umfassend ungelöschten Kalk (CaO), Calciumhydroxid (Ca(OH)2), Natriumbicarbonat (NaHCO3), Natriumcarbonat (NaCO3), Calciumcarbonat (CaCO3), Tonmineralien, natürliche Zeolithe, synthetische Zeolithe, Diatomeenerde, C, Al2O3, SiO2, Al2O3-MgO, TiO2, SnO2, WO3 und/oder ZrO2 oder Mischungen derselben in die Nachverbrennungskammer zusammen mit der Sekundärluft, wahlweise durch Injizieren als Pulver oder Granulat in die Rauchgase eingeführt und wahlweise daraufhin von den Rauchgasen in der Entstäubungszone getrennt werden, wobei die Temperatur des Rauchgases zwischen etwas 800 und 1200°C liegt.
  20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, wobei: – ein oder mehrere Reduktionsmittel, Ammoniak, eine Ammoniak bildende Substanz, ungesättigte Kohlenwasserstoffe, Harnstoff, Dämpfe einer Schlammtrocknungsanlage, Dämpfe einer Dungverarbeitungsanlage, Abwasser aus einer Dungverarbeitungsanlage oder feuchte Stickstoff enthaltende Substanzen wie Schlamm in den Strahlungsteil der Anlage über den Sekundärlufteinlassstellen eingeführt werden und – beim Zuliefern von Ammoniak, einer Ammoniak bildenden Substanz, Harnstoff, Dämpfen einer Schlammtrocknungsanlage, Dämpfen einer Dungverarbeitungsanlage, Abwasser aus einer Dungverarbeitungsanlage oder von feuchten Stickstoff enthaltenden Substanzen wie Schlamm die Temperatur des Rauchgases zwischen etwa 820 und 1050°C liegt.
  21. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20, wobei: – die Strömungsrichtung der Rauchgase durch eine oder mehrere Verengungen und/oder Flügel im Entstäubungsabschnitt beeinflusst werden, – die Rauchgase auf die Änderung der Strömungsrichtung hin von Staub und Flugasche getrennt werden und – die maximale Temperatur der Rauchgase im Entstäubungsabschnitt 450°C beträgt.
  22. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 21, wobei halogenierte Kohlenwasserstoffe wie PCDD, PCDF und PCB in der Sparanlage katalytisch oxidiert werden entweder: – durch einen Katalysator ausgewählt aus der Gruppe umfassend synthetische Zeolithe, Al2O3, SiO2, Al2O3-MgO, TiO2, SnO2 und ZrO2 oder Mischungen derselben und die Oxidation bei einer Temperatur im Bereich von 150°C bis 350°C durchgeführt oder – durch einen Katalysator ausgewählt aus Edelmetall und die Oxidation bei einer Temperatur im Bereich von 150°C bis 550°C wird.
  23. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 22, wobei das Verfahren derart reguliert wird, dass – die Menge an erforderlicher primärer Luft auf der Basis einer Menge Sauerstoff im integrierten Wärmegewinnungs- und Rauchgasreinigungsabschnitt und deer Strömungsgeschwindigkeit der sekundären Luft, die eingeblasen worden ist, berechnet wird; – die Menge an sekundärer Luft als Prozentsatz der Gesamtmenge an Verbrennungsluft mit einem Minimum von 0% und einem Maximum von 50% berechnet und durch die Abweichung zwischen dem Prozesssollwert und dem Prozesswert der Dampfströmungsgeschwindigkeit, wie hier definiert, reguliert wird, wobei der Prozesssollwert als vorgegebener Wert definiert ist, auf den die Prozesskontrolle gerichtet wird, und der Prozesswert der echte tatsächliche Wert, wie im Verfahren beobachtet, ist; – die Menge an Absorptionsmittel auf der Basis der Abweichung zwischen dem Prozesssollwert und dem Prozesswert von entweder: – dem HCl-Wert, wie bei 450°C gemessen, nach dem Entstäuben, oder – SOx- oder SO2- oder SO3-Wert, wie bei 450°C gemessen, nach dem Entstäuben, reguliert – die Menge an Reduktionsmittel auf der auf der Basis der Abweichung zwischen dem Prozesssollwert und dem Prozesswert des NOx-Wert, wie bei 450°C gemessen, nach dem Entstäuben reguliert wird.
  24. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 23, wobei die Sparanlage eine regulierte Sparanlage ist, in der die Betriebstemperatur des Katalysators innerhalb eines Temperaturbereichs von 50°C eingestellt wird.
  25. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 24, wobei die freigesetzten Flugaschen auf weniger als 300°C abgekühlt und über die leeren Einzüge des integrierten Wärmegewinnungs- und Rauchgasreinigungsabschnitts rückgeführt werden, um Endkondensationsflächen für flüchtige Schwermetall zu bilden.
  26. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 25, wobei das Absorptionsmittel am Übergang zwischen dem ersten und zweiten Durchzug des integrierten Wärmegewinnungs- und Rauchgasreinigungsabschnitts oder an einer oder mehreren Stellen des integrierten Wärmegewinnungs- und Rauchgasreinigungsabschnitts injiziert wird, um Kondensationsflächen für flüchtige Schwermetalle zu bilden und um es auch zu gestatten, dass eine zweite Reaktion zwischen den übrigen sauren Komponenten und dem kalkabsorbierenden Mittel stattfindet.
  27. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 26, wobei die DeNOx-Entfernung folgende Schritte umfasst: – Verbrennen im Verbrennungsofen bei einem geringen Luftüberschuss, um die Bildung von NOx zu reduzieren; – eine erste NOx-Entfernung durch Anwenden des SNCR-Prinzips; – eine zusätzliche NOx-Entfernung, wobei eine zusätzliche Menge Ammoniak oder Ammoniak bildender Substanz nach der Entstäubung und bei einer Temperatur unter 450°C injiziert wird; – Einführen eines DeNOx-Katalysators in den Sparanlagenabschnitt des integrierten Wärmegewinnungs- und Rauchgasreinigungsabschnitts, wobei der Katalysator innerhalb des folgenden Temperaturfensters gehalten wird: – Katalysator auf der Basis von Titandioxid 200–450°C; – Katalysator auf der Basis von Zeolith 200–450°C; – Katalysator auf der Basis von Eisenoxyd 350–450°C; – Aktivkohle/-koks 100–150°C; – die On-line-Reinigung des Katalysator durch Injizieren von Dampf, Druckluft, gereinigten Rauchgasen oder (Schall-)Wellen über der Katalysatorfläche.
  28. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 27, wobei mindestens 50% des in den Rauchgasen vorliegenden NOx mit Ammoniak und maximal 50% des NOx mit Ammoniak an/im Katalysator reagieren.
  29. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 28, wobei der Katalysator durch Ultraschallwellen, eine vorübergehende Erhöhung der Katalysatortemperatur, die entweder: – extern erzwungen wird oder – intern wird durch eine exotherme Reaktion erzwungen wird, die durch die Ansammlung von Kohlenstoff und unverbrannten Kohlenwasserstoffen auf der Katalysatoroberfläche hervorgerufen wird, und die durch ein Oxidationsmittel oxidiert werden, gereinigt wird.
  30. Verfahren nach Anspruch 18 bis 28, wobei die Flügel durch Wasser gekühlt werden und lose hängen, derart, dass sie durch Vibrationen gereinigt werden können und der angesammelte Staub von den Kühlflächen entfernt werden kann.
  31. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 30, wobei die Verbrennungsanlage einen Verbrennungsofen eines der folgenden Typen umfasst: – einem Wirbelbett; – einem sich bewegenden Rost; – einem statischen Rost.
  32. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 31, wobei das zusätzliche Entstäuben durch einen Multi- Fliehkraftabscheider, ein Keramikfilter oder ein Metallfilter, bevorzugt bei einer Temperatur < 450°C erfolgt, wobei die Entstäubung bevorzugt vollständig in den Konvektionsteil des integrierten Wärmegewinnungs- und Rauchgasreinigungsabschnitts integriert ist.
  33. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 32, wobei ein Absorptionsmittel – mit der Rauchgasströmung in einem Teil der Anlage auf regulierte Art und Weise so kontaktiert wird, dass das Mitreißen des Absorptionsmittel zusammen mit den Rauchgasen vermieden wird, – mit den Rauchgasen durch eine Reihe von Bewegtbettfiltern kontaktiert wird und – mit den Rauchgasen bei verschiedenen Temperatur kontaktiert wird.
  34. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 33, wobei auch ein oxidierender Katalysator in die Rauchgase bei einer Temperatur zwischen 250°C und 550°C zum Oxidieren von NO zu NO2, von SO2 zu SO3 und von CO zu CO2 eingeführt wird.
  35. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 34, wobei die verbrennbaren Materialien Müll, wie Haushalt- oder Industriemüll, industrielle Neben- oder Restprodukte, unreine fossile Brennstoffe, Biomasse pflanzlichen und/oder tierischen Ursprungs wie Holz, Stroh, Energieerntematerial, Dung, Knochenmehl sind.
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Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100344344C (zh) * 2005-12-07 2007-10-24 成都华西化工研究所 循环移动床脱除烟道气中so2和nox的工艺
KR101417233B1 (ko) * 2008-07-25 2014-07-08 제이티에스 인터내셔날 가부시키가이샤 2 단 선회 유동층식 소각로에 의한 폐기물의 소각 처리 방법
JP5743054B2 (ja) * 2010-11-29 2015-07-01 三菱日立パワーシステムズ株式会社 排ガス処理装置
CN102116482A (zh) * 2011-01-30 2011-07-06 浙江省环境保护科学设计研究院 一种挥发性有机废气锅炉热力焚烧净化系统及工艺
CN103104920B (zh) * 2013-02-01 2015-12-02 东南大学 固体废物焚烧过程中重金属及超细颗粒物的捕集方法
US8821818B1 (en) * 2013-03-15 2014-09-02 Three D Stack, LLC Cleaning stack gas
CN103453531A (zh) * 2013-09-03 2013-12-18 无锡柯马机械有限公司 垃圾焚烧无害化装置
CN103712220B (zh) * 2013-12-26 2017-01-18 四川四通欧美环境工程有限公司 垃圾焚烧烟气废热利用系统
CN107191941A (zh) * 2017-05-27 2017-09-22 航天凯天环保科技股份有限公司 一种降低焚烧烟气污染物的生活垃圾焚烧处理工艺和系统
CN107441907A (zh) * 2017-08-14 2017-12-08 江苏科行环保科技有限公司 一种物质锅炉烟气多污染物处理工艺以及设备
KR101908893B1 (ko) * 2018-05-02 2018-10-16 이종철 청정 필터
CN108758658A (zh) * 2018-07-30 2018-11-06 浙江大学 一种废活性焦循环流化床焚烧系统
CN112555870B (zh) * 2020-10-21 2022-09-27 浙江大学 一种重金属污染农田修复秸秆气化燃烧-热能烘干粮食耦合技术
BE1028933B1 (nl) 2020-12-22 2022-07-19 Indaver Nv Werkwijze en inrichting voor reiniging van rookgas afkomstig van de verbranding van vast brandbaar materiaal en verkregen gereinigd rookgas
CN114110616B (zh) * 2021-11-22 2024-03-08 广州环投从化环保能源有限公司 一种垃圾焚烧炉hcl浓度排放控制方法和控制系统
BE1030151B1 (nl) 2021-12-30 2023-07-31 Indaver Nv Werkwijze en inrichting voor reiniging van rookgas afkomstig van de verbranding van chloorhoudend materiaal en verkregen gereinigd rookgas
BE1030154B1 (nl) 2021-12-30 2023-07-31 Indaver Nv Werkwijze en inrichting voor onttrekken van zuur uit rookgas afkomstig van de verbranding van chloorhoudend materiaal en verkregen product
BE1030226B1 (nl) 2022-01-26 2023-08-29 Indaver Nv Inrichting voor reiniging van rookgas afkomstig van de verbranding van vast brandbaar materiaal en verkregen gereinigd rookgas

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE8909384U1 (de) * 1989-08-03 1989-09-28 H. Krantz Gmbh & Co, 5100 Aachen, De
US5809909A (en) * 1995-09-18 1998-09-22 Amko Incinerator Corp Method and apparatus for removing particulate material from a gas
EP0766042A1 (de) * 1995-09-29 1997-04-02 FINMECCANICA S.p.A. AZIENDA ANSALDO Einrichtung zur automatischen Steuerung der Zuführung einer basischen Substanz zu einem Verbrennungsraum
DE19781618T1 (de) * 1996-12-30 1999-04-15 Honda Motor Co Ltd Verbrennungssystem für Einrichtungen, die rußigen Rauch erzeugen
US6095095A (en) * 1998-12-07 2000-08-01 The Bacock & Wilcox Company Circulating fluidized bed reactor with floored internal primary particle separator
US6085674A (en) * 1999-02-03 2000-07-11 Clearstack Combustion Corp. Low nitrogen oxides emissions from carbonaceous fuel combustion using three stages of oxidation

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