DK162194B - Fremgangsmaade til rensning af roeggas og flyveaske for skadelige gasser og tungmetaller - Google Patents

Description

i

DK 162194 B

opfindelsen angår en fremgangsmåde som angivet i krav l's indledning.

Ved røggasrensning fraskilles de faste, flydende eller gasformige skadelige stoffer fra røggassen med det 5 mål at reducere miljøbelastningen til et acceptabelt omfang. Principielt sker fraskillelsen af skadeligt støv fra gasserne ved mekaniske og elektriske metoder samt ved våd fraskillelse af støv ved absorption, adsorption eller kemisorption. Grundlæggende metoder til fraskillelse af skadelige gasser er 10 absorption, adsorption, kondensation samt kemiske reaktionsprocesser. Ved vådvaskninger fremkommer slam, salte og spildevand .

I røggasrensningsanlæg kombineres hyppigt flere grundlæggende metoder til en samlet metode. En af de mest gængse 15 affaldsforbrændingsmetoder omfatter på røggassiden rensning af afgangsgasser for støv med elektrofiltre eller filtre af vævede materialer og også delvis fjernelse af de skadelige gasser HCl, SC>2 og HF i afgangsluften ved sure eller alkaliske behandlingsmetoder før eller filteranlægget (Abfall-20 wirtschaft an der TU Berlin, bind 7, side 1-41). Tungmetaller, der foreligger i gasform, f.eks. Hg eller organiske skadelige stoffer, f.eks. chlorerede dioxiner, har hidtil kun kunnet fjernes pålideligt ved vådmetoder efter filtrene.

En særlig ulempe ved de gængse metoder er den kends-25 gerning, at der pr. ton forbrændt affald fremkommer ca. 30 kg stærkt halogenholdigt flyvestøv, hvori tungmetalstoffeme delvis foreligger i let mobiliserbar form. En udnyttelse af støvet fra røggasrensning finder derfor i tiltagende grad ikke mere sted, idet man mener, at flyvestøvet kun kan an-30 bringes i deponier under iagttagelse af særlige forskrifter. Imidlertid er en sikker fjernelse af skadelige tungmetal stoffer fra økosystemet ikke garanteret, fremfor alt når der er tale om langtidsdeponering. En højt prioriteret problematik med hensyn til de skadelige stoffer Hg, cd, Pb, Sb, Sn, Zn 35 o.a. i flyveaske og i skadelige gasser og/eller i slaggen fra affaldsforbrændingsanlæg eksisterer fortsat.

DK 162194 B

2

Det er den foreliggende opfindelses formål at tilvejebringe en fremgangsmåde, ved hvilken man ved røggasrensning kan fjerne såvel de gasformige skadelige tungmetalstoffer som fremfor alt de i flyvestøvet i opløselig form fore-5 liggende, skadelige tungmetalstoffer i mest mulig kompakt form og samtidig kan opnå en god, endog forbedret fjernelse af HC1, S02 og N0X.

Opfindelsens formål opfyldes med de krav l's kendetegnende del angivne særlige træk.

10 De øvrige krav angiver særlig fordelagtige udførel sesformer for fremgangsmåden ifølge opfindelsen.

Ved den her omhandlede fremgangsmåde sørges der til beskyttelse af miljøet for, at både de gasformige skadelige stoffer, såsom HC1, S02 og N0X, og flyvestøvet samt de gas-15 formigt fremkommende metaller, f.eks. Hg, og de i flyvestøvet samt i slaggen fra forbrændingsanlægget optrædende opløselige skadelige tungmetalstoffer elimineres således, at der kun bliver immobile andele tilbage, som forenes med forbrændingsslaggen således, at en langtids-immobilitet og dermed 20 en ufarlig genanvendelse eller bortskaffelse er sikret.

Det væsentligt nye ved opfindelsen består altså i, at der tilvejebringes et fremgangsmådegrundlag, der ud fra 1 ton affald ikke som hidtil giver ca. 30 kg flyveaskerest, der kun vanskeligt kan anbringes i deponie, men derimod 25 reducerer denne mængde til ca. 1 kg, nemlig de egentlige skadelige tungmetalstoffer, som fjernes målrettet fra processen. Ved genvinding af Hg, Pb og Cd, f.eks. fra de fremkomne sulfider, er det endog muligt at opnå en fuldstændig restløs bortskaffelse. Hvorledes saltet bortskaffes, afhænger 30 af stedet. Normalt kan det uden betænkning føres til en kloak, da det er befriet for tungmetaller. Hvis en egnet kloak ikke står til rådighed, anvendes der fordelagtigt en anden bortskaffelsesvariant, der både omfatter flyveaske og salt, f.eks. bituminering.

35 Opfindelsen forklares i det følgende ved hjælp af tegningen, der skematisk viser en udførelsesform for den her

DK 162194 B

3 omhandlede fremgangsmåde. Affald 1 føres til et forbrændingsanlæg 2 og forbrændes. Herved opstår varme med røggassen og slagge 3. En del af varmen fjernes fra røggassen i et varmeveksleranlæg 4 og anvendes på anden måde. Røggasserne 5 underkastes efter denne varmeudvinding valgfrit en tør forrensning ved hjælp af en cyklon eller et elektrofilter 5 ved ca. 180°C, hvorved det ligesom ved varmeudvindingen skal påses, at et dugpunkt for en gas, vanddamp eller lignende ikke underskrides.

10 Efter tørrensningen 5 følger en kondensations/vas- keproces 6 for gasserne og dampene, der er kommet gennem filteret eller cyklonen, hvorved vanddamp kondenserer under samtidig rensning for HC1 og Hg. Den tilbageblivende restrøggas med de skadelige gaskomponenter S02 og N0X underkastes 15 derpå en alkalisk vask 7, og den rene gas føres til en skorsten 8.

Vaskekondensatet fra kondensationsprocessen 6 bliver til delvis opløsning af tungmetallerne fra flyveasken 9 ført sammen med denne flyveaske 9 i en opløsningsreaktor 20 10. Der kan her anvendes en mekanisk blandingsproces. Det sure vaskekondensat (HCl-holdigt) reagerer med den alkaliske flyveaske, hvorved der indstilles en slut-pH-værdi på ca. 3.

Efter denne opløsningsreaktor 10 følger en faststof/-væske-adskillelse (f.eks. sedimentation eller centrifuge-25 ring). Der fremkommer en fast rest 11 og en opløsning 12, der i det væsentlige er sammensat af vaskekondensatet (fremfor alt HC1 og Hg) og de fra flyveasken 9 fjernede tungmetaller. Den faste rest føres fordelagtigt igen tilbage til forbrændingsanlægget 2, således at der kan ske en højtempera-30 turbinding i slaggen 3.

Den sure opløsning 12 underkastes en tungmetalfældning 13, fortrinsvis en sulfidfældning. Efter fornyet faststof/væ-ske-adskillelse fås i kompakt form 14 tungmetallerne, der står til rådighed for en eventuel genanvendelse 16, samt en 35 stadig sur opløsning 15, der forenes med det alkaliske vaskevand 7 til neutralisation (neutralisationsanlæg 17).

4

DK 162194 B

Det ved neutralisationen 17 dannede klaringsslam 18 føres fortrinsvis ligeledes igen til forbrændingsanlægget 2 og bindes ved høj temperatur i slaggen 3. Denne slagge står til rådighed for genanvendelse 21, f.eks. til vejbygning.

5 Hvis slaggen 3 trods passende forudsætninger ved temperaturbehandlingen stadig indeholder ikke-bundne tungmetalandele, der kan udvaskes, foretages en efterbehandling. Denne omfatter en svagt sur behandling af slaggen 3, der kan gennemføres ved en pH-værdi på ca. 4. Fordelagtigt egnet 10 til efterbehandlingen er et bad 27, hvori slaggen 3 efter at have forladt forbrændingsanlægget 2 i regelen afgyses eller afkøles. Badet 27 består af vand. Det er dog også tænkeligt at sprøjte slaggen 3 med en svagt sur tåge og samle den fremkomne afgysningsvæske og befri den for tungme-15 taller.

Den ved neutralisationen 17 for klaringsslam 18 befriede (klarede) opløsning 19 føres til en kloak 20 til bortskaffelse af den opløselige chlorid- og sulfatdel, der dog er befriet for skadelige tungmetalstoffer.

20 Resultaterne er anført i det følgende.

1) Vedr. kondensationsproces 6; I et storteknisk forbrændingsanlæg frasuges 1,12 m3 afgangsgas efter elektrofilteret, og derfra kondenseres ved stuetemperatur 140 cm3 H20. Den kondenserede HCl-mængde 25 andrager 1004 mg/m3 afgangsgas, hvilket er 95% af det i alt tilstedeværende HC1. Med H20 og HC1 kondenserer også 98 jig Hg/m3 afgangsgas, hvilket er 78% af det i alt tilstedeværende Hg.

30 2^ Vedr. flyveaskens eluerincrsforhold i ooløsninasreaktoren 10:

Forholdet mellem opløsningsmiddel, H20, og flyveaske er 100:1. Temperaturen er 20°C.

35

.. DK 162194B

5

Opløselige andele (%) pH-værdi 10 pH-værdi 3 As 3,6 5,4

Cd - 85

Co - 20 5 Cu 10

Ni - 30

Pb 0,1 4,6

Sb 1,4 3,0

Zn 0,01 53 10 15 20 25 30

Claims (7)

1. Fremgangsmåde til rensning af røggas, der opstår ved forbrænding af affaldsstoffer og både indeholder faste stoffer med den mest forskellige sammensætning og skadelige 5 gasser og tungmetaller i gasform, hvorved de hovedsagelige andele af fast stof fjernes fra røggassen i et separationsanlæg og samles som flyveaske, og hvorved røggassen vaskes til binding af skadelige gasser samt af resterende andele af fast stof, kendetegnet ved, at røggassen, der 10 forlader separationsanlægget (5), føres til et kondensationsanlæg (6), hvori den i røggassen indeholdte vanddamp, HC1 og/eller ^tungmetaller i dampform udskilles, og derefter til et alkalisk vaskeanlæg (7), og at kondensatet benyttes til at opløse de opløselige tungmetaller i flyveasken (9), og 15 at de opløselige tungmetaller underkastes en fældning og udsluses fra processen. ---------

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at de udvundne tungmetaller (14) føres til en genanvendelse (16).

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 og 2, kend e- tegnet ved, at alle øvrige rester (11, 18) føres tilbage til forbrændingskammeret (2) og dér bindes i slaggen (3) ved en højtemperaturproces og derved gøres genanvendelige.

4. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller et af de føl gende krav, k e n detegnet ved, at den tilbageblivende saltopløsning (19) føres til en kloak (20).

5. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller et af de følgende krav, kendetegnet ved, at den tilbagebii- 30 vende saltopløsning (19), eventuelt sammen med flyveasken (9) efter dennes befrielse for opløselige tungmetaller bindes i en indfifferent matriks.

6. Fremgangsmåde ifølge krav 3, kendetegnet ved, at en rest af ikke i slaggen (3) bundne tungme- 35 talandele isoleres fra slaggen (3) ved en svagt sur efterbehandling (27)* - DK 162194 B

7. Fremgangsmåde ifølge krav 6, kendetegnet ved, at den svagt sure efterbehandling gennemføres samtidig med afgysningen af slaggen (3) i et bad (27). 5 10 15 20 25 30 35