DE69706855T2

DE69706855T2 - Verfahren und vorrichtung zur rauchgasreinigung

Info

Publication number: DE69706855T2
Application number: DE69706855T
Authority: DE
Inventors: Jean-Marc Brouhon; Christian Josis; Vittorino Tusset
Original assignee: Centre de Recherches Metallurgiques CRM ASBL
Current assignee: Centre de Recherches Metallurgiques CRM ASBL
Priority date: 1996-07-10
Filing date: 1997-04-25
Publication date: 2002-05-02
Anticipated expiration: 2017-04-26
Also published as: JP2000513996A; BE1010416A6; KR20000022443A; EP0910459A1; EP0910459B1; AU2376697A; WO1998001216A1; DE69706855D1; ES2162279T3; ATE205743T1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von aus industriellen Prozessen hervorgegangenen Rauchgasen oder Restgasen, die schädliche Verbindungen aufweisen, deren Beseitigung von großem Interesse ist, sowie eine Vorrichtung für die Ausführung des Verfahrens.
Die Erfindung wird in dem beschränkten Rahmen der Stahlindustrie, speziell der Eisenerz-Sinterungsanlagen und der Stahlwerke beschrieben, aber es versteht sich von selbst, daß ihre Verwendung auf jeden industriellen Prozeß, insbesondere Verbrennungsprozeß, ausgedehnt werden kann, bei dem Rauchgase oder Gase, die schädliche Substanzen enthalten, emittiert werden.
Die Rauchgase, die im allgemeinen im Zusammenhang mit den obenerwähnten Vorgängen der Stahlindustrie erzeugt werden, sind mit verschiedenen schädlichen Substanzen, wie Metallen, PAK (polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen), PCDD/F (Poly-chloro-dibenzo-dioxinen/furanen), SO&sub2; und auch verschiedenen Stäuben beladen.
Die Reinigung der obenerwähnten Rauchgase wird schon seit langem mittels verschiedener Methoden ausgeführt, die im wesentlichen auf dem Einfangen der einen oder anderen, besonders schädlichen Substanz basieren, wobei ein, das eingefangene Element enthaltendes Produkt, erhalten wird, das infolge seiner Konstitution sehr schwer verwendbar, also sehr schwer recycelbar oder lagerfähig ist.
Die vorliegende Erfindung hat ein Verfahren zum Ziel, das ermöglicht, einerseits die Rauchgase auf nichtselektive Weise zu reinigen, wobei beinahe alle schädlichen Substanzen eliminiert werden, und andererseits, einen die obenerwähnten schädlichen Substanzen enthaltenden Stoff zu erzeugen, der beim Recyceln direkt verwendbar ist.
In dem Dokument DE-C-4 116 515 wird die Verwendung einer ÖL/Wasser-Emulsion beschrieben, um industrielle Rauchgase zu behandeln. Das Verfahren und die Vorrichtung der Erfindung unterscheiden sich davon dadurch, daß für die Absorption keine Emulsion, sondern ein Öl verwendet wird, und dadurch, daß der Kontakt mit den Rauchgasen auf andere Weise erfolgt. Ein Verfahren zur Reinigung von industriellen Rauchgasen gemäß der vorliegenden Erfindung ist in dem Patentanspruch 1 definiert. Eine Vorrichtung zur Ausführung eines solchen Verfahrens ist in dem Patentanspruch 9 definiert. Eventuell wird eine Entstaubung und/oder eine Abkühlung der Rauchgase ausgeführt.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens, das Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, ist das Öl ein gebrauchtes Öl vom Typ Schmiermittel.
Es wurde festgestellt, daß beim Durchgang von Rauchgasen oder Restgasen durch eine Absorptionssäule am Ausgang einerseits ein Gas erhalten wurde, das keine genügende Konzentration an schädlichen Substanzen mehr enthielt, um eine zusätzliche Reinigung zu fordern, und andererseits das aufgefangene Öl mit den schädlichen Substanzen, die anfänglich in den Rauchgasen enthalten waren, beladen war, und folglich seine Funktion als Reiniger dieser Rauchgase gut erfüllte.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens, das Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, wird das gemäß der vorherigen Ausführungsform aufgefangene Öl in eine Verbrennungseinheit mit hoher Temperatur eingespritzt, wo es die Funktion eines Brennstoffs erfüllt; vorzugsweise sind diese Einheiten Verbrennungsöfen mit hoher Temperatur oder die Düsen eines Hochofens.
Es wurde in der Tat festgestellt, daß die sowohl mit Stäuben, als auch mit verschiedenen Substanzen, wie Metallen und PCDD/F (Poly-chloro-dibenzo-dioxinen/furanen) sehr stark beladenen Öle in die Düsen des Hochofens eingespritzt werden konnten, wo ihr hoher Brennwert besonders geschätzt wird, und keine zusätzlichen umweltverschmutzenden Emissionen bei den bei der Hochofengicht aufgefangenen Rauchgasen hervorgerufen wurden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens, das Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, regelt man die Temperatur des Öls dadurch, daß man entweder auf die Temperatur der in die Anlage einströmenden Rauchgase, oder auf die Ölmenge, die zerstäubt wird, oder gleichzeitig auf beide Mittel einwirkt.
Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens, das Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, modifiziert man die relativen Strömungen der Rauchgase und des Öls als Funktion der Art der Rauchgase und des obenerwähnten Öls.
Man hat festgestellt, daß einerseits die Zusammensetzung der Rauchgase, und andererseits die Zusammensetzung des Öls zwei Faktoren darstellen, die die Wahl der Art des zu verwirklichenden optimalen Kontakts zwischen den obenerwähnten zwei Elementen auf entscheidende Weise bestimmen, zum Beispiel bei Strömung mit parallelen, gekreuzten, gegengerichteten Strömen, oder sogar bei verschiedenen Kombinationen der verschiedenen Arten in einem Absorber mit einer einzigen Kontaktzone oder mit mehreren Kontaktzonen.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens, das Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, werden die aus dem Absorber extrahierten Rauchgase einer Aufbereitungsbehandlung unterworfen, bevor sie aus der Anlage für das erfindungsgemäße Verfahren abgeführt werden, zum Beispiel nach einem Schornstein.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens, das Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, werden die aus dem Absorber extrahierten Rauchgase vor ihrer Abführung nach einem Schornstein einer Abkühlung unterworfen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens, das Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, werden die aus dem Absorber extrahierten Rauchgase vor ihrer Abführung nach einem Schornstein mittels eines Systems zum Einfangen von Öltröpfchen, zum Beispiel mittels eines Faserbett-Blasenbeseitigers, einem Einfangvorgang unterworfen.
Gemäß einer Variante einer vorhergehenden bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens, das Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, wird bei der Abkühlung als kalte Quelle ausschließlich oder nur teilweise eine Substanz auf flüssiger, bituminöser Basis verwendet, die später in den Absorber eingeleitet wird.
Gemäß einer weiteren Variante der vorhergehenden bevorzugten Ausführungsformen des Verfahrens, das Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, wird das Öl, das aus den aus dem Absorber extrahierten Rauchgasen abgeschieden wurde, vor seiner Wiedereinleitung in den Absorber einem Vorbereitungsvorgang, wie zum Beispiel einer Emulsionsbrechung, unterworfen, so daß seine Konzentration an Fettstoffen erhöht wird.
Es wurde festgestellt, daß diese Ausführungsformen in wirtschaftlicher Hinsicht besonders vorteilhaft waren, falls die Rauchgase bei einer solchen Temperatur aufgefangen werden, daß die herkömmlichen Abkühlvorgänge in dem Rahmen des Verfahrens der Erfindung direkt ausgeführt werden können, wobei die extrahierte Wärme zurückgewonnen wird, um die Anreicherung des Öls an Fettstoffen vor seiner Wiedereinleitung in den Absorber zu erleichtern.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Die Vorrichtung, die die Anwendung des Verfahrens, das den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet, ermöglicht, umfaßt im wesentlichen ein Absorber genanntes Element, das einerseits aus mindestens einem Teil besteht, in dem der Kontakt zwischen den Rauchgasen und dem in zerstäubter Form eingeführten Öl verwirklicht wird, und andererseits aus mindestens einem Teil besteht, in dem die Rauchgase nach ihrem Durchgang durch ein Ölbad aufgefangen werden. Vorzugsweise ist der Teil (sind die Teile), in dem (in denen) der Kontakt zwischen den Rauchgasen und dem Öl in zerstäubter Form verwirklicht wird, in dem mittleren Teil des Absorbers gelegen.
Gemäß einer Ausführungsform der Vorrichtung der Erfindung, ist der Teil des Absorbers, in dem die Rauchgase nach ihrem Durchgang durch ein Ölbad aufgefangen werden, mit einem Element zur Behandlung der aus dem Absorber extrahierten, gereinigten Rauchgase verbunden; vorzugsweise werden diese Rauchgase abgekühlt und/oder von den Öltröpfchen getrennt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung der Erfindung ist der Teil des Absorbers, in dem die Rauchgase oder Gase nach ihrem Durchgang durch ein Ölbad aufgefangen werden, mit einem Element verbunden, das das Öl vor seiner Wiedereinleitung in den Absorber vorbereitet.
Gemäß einer bevorzugten Variante der vorhergehenden Ausführungsform der Vorrichtung der Erfindung ist das Element, das das Öl vor seiner Wiedereinleitung in den Absorber vorbereitet, eine Emulsionsbrechungseinheit, die zum Ziel hat, das aufgefangene Öl an Fettstoffen anzureichern.
Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung der Erfindung ist das Element zur Behandlung der aus dem Absorber extrahierten, gereinigten Rauchgase mit dem Element verbunden, in dem das aufgefangene Öl vor seiner Wiedereinleitung in den Absorber vorbereitet wird; vorzugsweise wird dieses Öl einer Erhitzung unterworfen, bevor es in die Emulsionsbrechungseinheit weitergeleitet wird.
In der Fig. 1 ist eine Ausführungsvariante der Vorrichtung der Erfindung schematisch dargestellt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante der Vorrichtung, die die Anwendung des Verfahrens, das Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, ermöglicht, umfaßt die Vorrichtung ein Absorber genanntes Element (1), das aus einem mittleren Teil (2) besteht, in dem man den Kontakt verwirklicht zwischen den bei (3) eingeführten Rauchgasen und dem zerstäubten Öl, das bei (4) über einen Rückführungskreis (S) eingeführt wird, der eine Pumpe (6) umfaßt, die das Öl in dem auf dem Boden (7) des Absorbers gelegenen Bad entnimmt; der äußere Teil (8) des Absorbers, in dem die Rauchgase aufgefangen werden, nachdem sie durch das obenerwähnte Bad hindurchgegangen sind, ist mit einer Einheit (9) zur Abkühlung der Rauchgase und zur Abscheidung 1 der Öltröpfchen, die von den aus dem Absorber ausströmenden Rauchgasen mitgerissen werden, verbunden; die obenerwähnte Einheit (9) ist mit einer Einheit (10) zur Vorbereitung des aufgefangenen Öls vor seiner Wiedereinleitung in den Absorber bei (11) kombiniert; wobei die Kühleinheit (9) bei (12) mit einer Quelle für neues Öl, und bei (13) mit der Vorbereitungseinheit (10) verbunden ist; der Absorber (1) ist außerdem mit einer Einheit (14) zur Abführung des gebrauchten Öls nach einem Verwendungsort, wie einem Hochofen, versehen.

Claims

1. Verfahren zur Reinigung von industriellen Rauchgasen, die insbesondere PCD-Dioxine/Furane enthalten, wobei bei dem Verfahren die Rauchgase in Kontakt mit einer Substanz auf flüssiger, bituminöser Basis gebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz auf flüssiger, bituminöser Basis ein Öl ist, daß die Rauchgase in eine Umhüllung eingeleitet werden, daß die Rauchgase innerhalb der Umhüllung zumindest teilweise zerstäubt werden, daß das so zerstäubte Öl in einem Bad des Öls aufgefangen wird, daß danach die Rauchgase durch das flüssige Bad strömen gelassen werden, und daß die gereinigten Rauchgase beim Verlassen des Ölbades aufgefangen werden.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Öl ein gebrauchtes Öl vom Typ Schmiermittel ist.

3. Verfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Ölbades durch Einwirken auf entweder die Temperatur der in die Umhüllung eingeleiteten Rauchgase, oder durch Einwirken auf die innerhalb der Umhüllung zerstäubten Ölmenge, oder durch gleichzeitiges Einwirken auf die zwei Mittel eingestellt wird.

4. Verfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in den gereinigten Rauchgasen vorhandenen Öltröpfchen abgeschieden werden, und daß das so zurückgewonnene Öl vor der Wiedereinleitung in das Ölbad einer Emulsionsbrechung unterworfen wird.

5. Verfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis. 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Öl vor der Einleitung in das Ölbad erhitzt wird.

6. Verfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die gereinigten Rauchgase nach dem Verlassen des Ölbades abgekühlt werden.

7. Verfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil des Öls aus dem Ölbad entnommen wird, und daß dieser Teil bei einer Verbrennung mit hoher Temperatur als Brennstoff verwendet wird.

8. Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Öl in die Düsen eines Hochofens eingespritzt wird.

9. Vorrichtung zur Verwirklichung des Verfahrens gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie im wesentlichen ein Absorber genanntes Element (1) umfaßt, bestehend einerseits aus mindestens einer Umhüllung (2) oder einem Teil, der Mittel umfaßt, die geeignet sind, den Kontakt zwischen den zu reinigenden Rauchgasen und einem zerstäubten bituminösen Öl zu verwirklichen, und andererseits aus mindestens einem Teil (8), wo die Rauchgase nach ihrem Durchgang durch ein Bad, das aus dem bituminösen Öl (7) besteht, aufgefangen werden.

10. Vorrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil oder die Teile (2), in dem oder in denen der Kontakt zwischen den Rauchgasen und dem Öl verwirklicht wird, in dem mittleren Teil des Absorbers (1) gelegen ist oder gelegen sind.

11. Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil (8) des Absorbers, wo die Rauchgase nach dem Durchgang durch ein aus Öl bestehendem Bad aufgefangen werden, mit einem Element (9) zur Behandlung der aus dem Absorber (1) extrahierten, gereinigten Rauchgase verbunden ist, wobei das Element (9) mindestens einen Kühler und/oder einen Abscheider für die in den gereinigten Rauchgasen vorhandenen Öltröpfchen aufweist.

12. Vorrichtung gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Behandlungselement (9), das einen Öltröpfchen- Abscheider aufweist, mit einem Element (10) verbunden ist, welches das so abgeschiedene Öl auffängt, wobei das Element (10) mindestens eine Emulsionsbrechungseinheit aufweist, wobei eventuell eine Ölerhitzungseinheit vorgesehen ist, bevor das Öl in die Emulsionsbrechungseinheit eingeleitet wird.

13. Vorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Absorber genanntes Element (1) umfaßt, das aus einem mittleren Teil (2) besteht, in dem der Kontakt verwirklicht wird zwischen den (bei 3) in den Absorber eingeleiteten Rauchgasen und dem zerstäubten Öl, das über einen Rückführungskreis (5) (bei 4) eingeleitet wird, wobei der Rückführungskreis (5) eine Pumpe (6) umfaßt, die das Öl in dem in dem unteren Teil (7) des Absorbers gelegenen Bad entnimmt, daß der äußere Teil (8) des Absorbers, wo die Rauchgase aufgefangen werden, nachdem sie das obige Bad durchquert haben, mit einer Einheit (9) zur Abkühlung und Abscheidung der Öltröpfchen, die von den aus dem Absorber ausströmenden Rauchgasen mitgerissen werden, verbunden ist, daß die obige Einheit (9) mit einer Vorbereitungseinheit (10) kombiniert ist, die das abgeschiedene Öl auffängt vor der Einführung (bei 11) in den Absorber, wobei die Vorbereitungseinheit (10) aus einer Emulsionsbrechungseinheit besteht, die vorher durch die in der Einheit (9) bei der Abkühlung der Rauchgase zurückgewonnene Wärme erhitzt wird, wobei die Abkühleinheit (9) (bei 12) mit einer Quelle für neues Öl und (bei 13) mit der Vorbereitungseinheit (10) verbunden ist, und daß der Absorber (1) mit einer Einheit (14) zur Abführung von gebrauchtem Öl versehen ist.