FI106365B - Method for the separation of hazardous substances from waste gases - Google Patents

Method for the separation of hazardous substances from waste gases Download PDF

Info

Publication number
FI106365B
FI106365B FI974128A FI974128A FI106365B FI 106365 B FI106365 B FI 106365B FI 974128 A FI974128 A FI 974128A FI 974128 A FI974128 A FI 974128A FI 106365 B FI106365 B FI 106365B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
pulp
inert material
granular
mass
process according
Prior art date
Application number
FI974128A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI974128A0 (en
FI974128A (en
Inventor
Volker Hohmann
Dietrich Rolke
Hans-Jochen Fell
Original Assignee
Metallgesellschaft Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Metallgesellschaft Ag filed Critical Metallgesellschaft Ag
Priority to FI974128A priority Critical patent/FI106365B/en
Publication of FI974128A0 publication Critical patent/FI974128A0/en
Publication of FI974128A publication Critical patent/FI974128A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI106365B publication Critical patent/FI106365B/en

Links

Landscapes

  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Description

, 106365, 106365

Menetelmä vaarallisten aineiden erottamiseksi poistokaasuistaMethod for the separation of hazardous substances from exhaust gases

Keksintö koskee menetelmää vaarallisten aineiden erottamiseksi poistokaasuvirrasta, joka johdetaan rakeisen adsorptioainemassan läpi. Vaaral-5 lisillä aineilla tarkoitetaan edullisesti elohopeaa tai elohopeayhdisteitä, mutta myös polysyklisiä tai moniytimisiä aromaattisia hiilivetyjä, erityisesti dioksiineja ja furaaneja, sekä myös muita raskasmetalleja ja/tai raskasmetalliyhdisteitä.The invention relates to a process for separating hazardous substances from a waste gas stream which is passed through a granular adsorbent mass. Preferably, the hazardous substances are mercury or mercury compounds, but also polycyclic or polynuclear aromatic hydrocarbons, especially dioxins and furans, as well as other heavy metals and / or heavy metal compounds.

Erityisesti metallisen elohopean poistaminen kaasuista on tunnettua, US-patenteissa 4 101 631, 4 500 327 ja 4 814 152 käytetään tätä varten zeo-10 Hittejä tai aktiivihiiltä, jotka on kyllästetty rikillä. Julkaisusta DE-A 4 326 450 tunnetussa menetelmässä työskennellään käyttäen vähäalumiinisia zeoliitteja, jotka voivat olla myös rikillä kyllästettyjä.In particular, the removal of metallic mercury from gases is known, U.S. Patents 4,101,631, 4,500,327 and 4,814,152 use zeo-10 hits or activated carbon saturated with sulfur for this purpose. The process known from DE-A 4 326 450 uses low aluminum zeolites which may also be sulfur impregnated.

Eri alkuperää olevat kaasut, esimerkiksi jätteenpolttolaitosten poisto-kaasut, sisältävät mm. pölyä, palamattomia hiilivetyjä, halogeenivetyjä sekä 15 rikin oksideja, typen oksideja, raskasmetalleja ja raskasmetalliyhdisteitä, mutta myös dioksiineja ja furaaneja. Näiden aineiden erottamiseksi käytetään erilaisia puhdistusmenetelmiä. Erityisesti elohopean ja elohopeayhdisteiden sekä dioksiinien ja furaanien erottamiseksi on viimeisenä vaiheena ennen uunia tavallisesti tarpeen lisäerotusvaihe. Tähän käytetään hiilipitoista jauhetta tai 20 rakeisesta aktiivihiilestä olevia massoja. Haitallista näissä hiilipitoisissa materiaaleissa on piilevä palovaara, jolloin myös itsesyttyminen on mahdollista. Sitä paitsi kaasun muiden aineosien kuten esimerkiksi S02-jäänteiden adsorboituminen mukana johtaa adsorptioaineen nopeaan loppuunkulumiseen ja nokeentumiseen tai sintrautumiseen, minkä takia se täytyy tavallisesti vaih-25 taa.Gases of different origins, such as waste gases from waste incineration plants, include e.g. dust, unburned hydrocarbons, halogenated hydrocarbons and sulfur oxides, nitrogen oxides, heavy metals and heavy metal compounds, but also dioxins and furans. Different purification methods are used to separate these substances. In particular, in order to separate the mercury and mercury compounds and the dioxins and furans, an additional separation step is usually required before the furnace. Carboniferous powder or pulps of 20 granular activated carbon are used for this. Harmful to these carbonaceous materials is the inherent danger of fire, which may also cause self-ignition. In addition, the adsorption of other gas constituents, such as, for example, SO 2 residues, results in rapid adsorption and soaking or sintering of the adsorbent, which usually requires changing.

Keksinnön perustana on tehtävä koettaa estää alussa mainitun menetelmän yhteydessä palovaaraa ja massan nokeentumisen ja sintrautumisen ongelmaa. Esillä oleva keksintö koskee menetelmää vaarallisten aineiden erottamiseksi poistokaasuvirrasta, joka johdetaan rakeista adsorptioainesta 30 olevan massan läpi. Menetelmälle on tunnusomaista, että massa koostuu rakeisen runsashiilisen aineksen ja rakeisen inertin aineksen seoksesta, jolloin runsashiilisenä aineksena käytetään aktiivihiiltä, aktiivikoksia tai ruskohiilikoksia ja inerttinä aineksena käytetään silikaatista kiviainesta, hohkakiveä, laavaa, kuonia, lasitusjäännöksiä tai kiisumurskaa, 35 että inertin aineksen irtotiheys on 0,8 - 3 kertaa hiilipitoisen aineksen irtotiheys, että hiilipitoisen aineksen raekoko on alueella 0,5 - 10 mm ja inertin aineksen raekoko on alueella 1-6 mm, 106365 2 että runsashiilisen aineksen osuus massassa on 5 - 80 massa-%, ja että lämpötilat massassa ovat 20 - 200 °C, kun kaasuvirta johdetaan sen läpi. Inertin aineksen sekoittaminen mukaan tekee mahdolliseksi pitkät käyttöiät ja erityisesti myös suuret erotuskapasiteetit raskasmetalleille, 5 dioksiineille ja furaaneille. Jatkuvassa käytössä ei esiinny syttymis- eikä itsekuu-menemisilmiöitä ja myös nokeentuminen ja sintrautumiset jäävät tapahtumatta. Vapautuva adsorptiolämpö sitoutuu inerttiin ainekseen ja johdetaan pois, niin että ei synny kuumuuskeskittymää.The invention must be based on an attempt to prevent the risk of fire and the problem of soot and sintering of the pulp in the process mentioned above. The present invention relates to a process for separating hazardous substances from a waste gas stream passed through a mass of granular adsorbent 30. The process is characterized in that the pulp consists of a mixture of granular high carbon material and granular inert material, wherein the high carbon material is activated carbon, activated coke or lignite coke and the inert material is silicate rock, pumice, lava, slag, glaze, 8 to 3 times the bulk density of the carbonaceous material, the carbonaceous material having a grain size in the range 0.5 to 10 mm and the inert material having a grain size in the range 1 to 6 mm, 106365 2 having a high carbon content in the mass of 5 to 80% by weight; are between 20 and 200 ° C when the gas stream is passed through it. The mixing of the inert material allows for long service lives and especially high separation capacities for heavy metals, dioxins and furans. In continuous operation, there are no ignition or self-heating phenomena, and soot and sintering also do not occur. The heat of adsorption released binds to the inert material and is removed so that no heat concentration occurs.

Kaasu voi virrata runsaasti hiiltä sisältävän aineksen ja inertin ainek-10 sen rakeisesta seoksen läpi joko pysty- tai vaakasuunnassa. Massa laitetaan säiliöön tavallisesti kiinteänä tai siirtyvänä kerroksena. On osoittautunut tarkoituksenmukaiseksi johtaa kaasu massan läpi tyhjäputkinopeudella 0,1 - 0,5 m/s.The gas can flow through the granular mixture of the carbon-rich material and the inert material either vertically or horizontally. The pulp is usually placed in a container as a fixed or mobile layer. It has proved expedient to pass gas through the pulp at an empty tube speed of 0.1 to 0.5 m / s.

Kaasun viipymäaika massassa riippuu erotettavien aineiden pitoisuudesta ja on useimmiten alueella 0,5 - 5 sekuntia.The residence time of the gas in the mass depends on the concentration of the substances to be separated and is usually in the range of 0.5 to 5 seconds.

15 Esimerkkejä käytettävästä runsashiilisestä aineksesta ovat aktiivihiili, aktiivikoksi tai ruskohiilikoksi. Runsashiilinen aines voi olla kyllästettyä, esimerkiksi rikillä tai rikkiyhdisteillä, lnerttinä aineksena kyseeseen tulee esimerkiksi silikaattinen kivi, hohkakivi, laava, kuonat, lasitusjäännökset tai kiisumurska. Runsashiilisen aineksen osuus massassa on 5 - 80 massa-% ja 20 edullisesti 20 - 75 massa-%. Kun kaasuvirta johdetaan massan läpi, lämpötilat massassa ovat noin 20 - 200 °C. Inertin aineksen tulee olla hydrofobista. Inertin aineksen vedensitomiskyky on edullisesti käytettäessä suhteellisen kosteuden 65 % omaavaa kaasua edullisesti alle 15 massa-% tasapainotilassa.15 Examples of high carbon materials used are activated carbon, activated carbon or lignite coke. The high-carbon material may be impregnated with, for example, sulfur or sulfur compounds, such as siliceous rock, pumice, lava, slag, vitrified waste or crushed stone. The proportion of high carbon material in the pulp is from 5 to 80% by weight and preferably from 20 to 75% by weight. When the gas stream is passed through the pulp, the temperatures in the pulp are about 20-200 ° C. The inert material should be hydrophobic. Preferably, the inert material has a water retention capacity of less than 15% by mass at equilibrium when using a gas having a relative humidity of 65%.

Runsashiilisen aineksen, jota käytetään massaan, ja myös inertin 25 aineksen rakeisuus on alueella 0,5- 10 mm. Edullisesti inertti aines on jonkin verran karkeampirakeista, jolloin vähintään 80 massa-% rakeista on alueella 1 -6 mm.The high carbon material used in the pulp, as well as the inert material, has a grain size in the range of 0.5 to 10 mm. Preferably, the inert material is somewhat coarser with at least 80% by weight of the granules in the range of 1 to 6 mm.

Käyttämällä erilaisia seossuhteita mitattiin Hg-erotus keksinnön mukaisissa kerroksissa. Osuuden ollessa vain 30 massa-% muotoiltua aktiivi- . 30 hiiltä ja kaasun viipymäajan ollessa vain 1 s voitiin osoittaa esimerkiksi eloho- • „ peayhdisteille tai metalliselle elohopealle erotusasteita, jotka olivat yli 99 % pitkähköjä aikoja. Siten seoksen tarvitsee sisältää vain pieni määrä hiilipitoista ainesta. Seoksella on sitä paitsi se etu, että erotuskapasiteetteja voidaan vaihdella säätämällä seossuhdetta laajoissa rajoissa. Siten myös kerrospaksuuden 35 suhteen ja siitä suoraan riippuvan kaasun painehäviön suhteen on olemassa joustoa. Sitä paitsi käyttämällä karkearakeisia aineksia, esimerkiksi muotoiltua aktiivihiiltä, voidaan rikkikyllästystä lisätä, jotta saavutettaisiin vielä korkeampia 3 106365 erotustehoja tai myös korkean höyrynpaineen omaavien alkuaineina olevien raskasmetallien, ennen kaikkea elohopean, selektiivinen erotus.Using different mixture ratios, the Hg difference in the layers of the invention was measured. With a proportion of only 30% by mass of active form. For 30 carbons, and with a gas residence time of only 1 s, separation rates of, for example, • primary compounds or metallic mercury, which were more than 99% for extended periods of time, could be assigned. Thus, the mixture need only contain a small amount of carbonaceous material. Furthermore, the alloy has the advantage that the resolution capacities can be varied by adjusting the alloy ratio within wide limits. Thus, there is also elasticity with respect to the layer thickness 35 and the gas pressure drop directly dependent on it. Furthermore, by using coarse-grained materials, such as formulated activated carbon, sulfur impregnation can be added to achieve even higher resolution efficiencies of 3 106365 or also the selective separation of heavy metals, particularly mercury, as high vapor pressure elements.

Sellainen kiinteäkerrosmassa viimeisenä vaiheena ennen uunia voi f täyttää kaikkien vaarallisten aineiden tapauksessa myös varmuussuodattimen 5 tehtävän, jos edellä olevasta poistokaasunpuhdistuksesta pääsee läpi kaasuja, ja se toimii myös jäännöspölyn suodattimena. Inertti aines sitoo vain pieniä määriä S02:ta ja muodostaa vain pieniä määriä rikkihappoa. Toisaalta aktiivihiilen varastointikyvyn ja toisaalta inertin aineksen erotusvaikutuksen ansiosta vältetään massan läpikastuminen ja liimautuminen nokeentumisen 10 vaikutuksesta. Kävi ilmi, että jopa yli 70 massa-%:n aktiivihiiliosuuden rikki-happokuormituksella ei esiintynyt nokeentumista. Käytettäessä puhdasta aktiivi-hiiltä tai aktiivikoksia nokeentuminen alkaa jo oleellisesti pienemmillä happo-kuormilla.Such a solid bed mass as a final step before the furnace can also fulfill the function of a safety filter 5 for all hazardous substances if the above exhaust gas cleaning passes through the gases and also serves as a filter for residual dust. The inert material binds only trace amounts of SO 2 and forms only trace amounts of sulfuric acid. On the one hand, the ability to store activated carbon and, on the other hand, the separation effect of the inert material prevents the mass from wetting and sticking by the soaking. It was found that even with a sulfuric acid loading of more than 70% by weight of activated carbon there was no soot. When using pure activated carbon or activated coke, the carbonation begins already with substantially lower acid loads.

Valtiollinen materiaalintutkimus- ja -koestuslaitos (Bundesanstalt fur 15 Materialforschung und -priifung) Berliinissä suoritti tutkimuksia aktiivihiilen ja vulkaanisen kiviaineksen (laavan) seoksilla, jolloin massasuhteet olivat 70:30, 50:50 ja 30:70. Tällöin ei havaittu merkkejä vaarallisten lämmönkehittymisten syntymisestä, joihin liittyisi itsesyttymisen mahdollisuus.The Federal Institute for Material Research and Testing (Bundesanstalt fur 15 Materialforschung und -priifung) in Berlin conducted studies on mixtures of activated carbon and volcanic rock (lava) in mass ratios of 70:30, 50:50 and 30:70. In this case, no signs of dangerous heat evolution with the possibility of auto-ignition were observed.

Esimerkki 1 20 18 kuukautta kestävässä pitkäaikaiskokeessa johdetaan suurtekni- sen jätteenpolttolaitoksen poistokaasua adsorptiosuodattimen läpi, jonka kiinteä kerros on seosta, joka sisältää 30 massa-% aktiivihiiltä ja 70 massa-% laavaa. Kokeen lopussa Hg:n ja Hg-yhdisteiden erotusteho on muuttumattomasti yli 95 % eikä havaita lainkaan nokeentumista, lämpötilannousua eikä CO-25 kehitystä.Example 1 In a long-term experiment of 18 months, the exhaust gas of a high-tech waste incineration plant is passed through an adsorption filter with a solid bed of a mixture containing 30% by weight of activated carbon and 70% by weight of lava. At the end of the experiment, the separation efficiency of Hg and Hg is invariably greater than 95% and no soot, temperature increase or CO-25 development is observed.

Esimerkki 2Example 2

Laboratoriokokeessa massa koostuu 70 massa-%:sta hohkakiveä, jonka raekoko on 2 - 6 mm, ja 30 massa-%:sta aktiivihiiltä, jonka raekoko on " : noin 4 mm. Kerroksen läpi ylöspäin johdetaan HgCI2-pitoista ilmaa, 700 tunnin 30 kuluttua HgCI2-pitoisuutta alennetaan.In a laboratory test, the mass consists of 70% by weight of pumice stone with a grain size of 2 to 6 mm and 30% by weight of activated carbon having a grain size of ": about 4 mm. HgCl2-containing air is passed up through the bed after 700 hours. The HgCl 2 concentration is reduced.

Massan halkaisija: 36 mmMass diameter: 36 mm

Massan korkeus: 360 mmMass height: 360 mm

Lämpötila massassa: 80 °CTemperature in the mass: 80 ° C

Kaasun lämpötila: 60 °CGas temperature: 60 ° C

35 Kaasun nopeus, todellinen: 30cm/s35 Gas velocity, real: 30cm / s

Mitataan (Hg-A = Hg-pitoisuus sisäänmenossa, Hg-B = Hg-pitoisuus ulostulossa): 4 106365Measured (Hg-A = Hg at the inlet, Hg-B = Hg at the outlet): 4 106365

Toiminta-aika (h) Hg-A (pg/m3) Hg-B (μg/m3) Erotus-% 70 273 1 99,6 550 271 1 99,6 715 113 2 98,2 932 113 2 98,2Operating time (h) Hg-A (pg / m3) Hg-B (μg / m3) Difference% 70 273 1 99.6 550 271 1 99.6 715 113 2 98.2 932 113 2 98.2

Esimerkki 3Example 3

Toisessa laboratoriokokeessa HgCI2-pitoisen kaasun lämpötila on noin 70 °C, muuten työskennellään kuten esimerkissä 2. Saatiin tulokset: 5In another laboratory test, the temperature of the gas containing HgCl2 is about 70 ° C, otherwise work as in Example 2. The results were obtained: 5

Toiminta-aika (h) Hg-A (pg/m3) Hg-B (pg/m3) Erotus-% 240 60 1 98,3 1595 98 1,8 98,2 2095 91 1 98,9 3072 130 1,6 99,2 3720 137 1 99,2 4647 129 1 99,2 6110 128 1,5 99,8 6686 171 1 99,4 7690 93 1 98,9 mOperating time (h) Hg-A (pg / m3) Hg-B (pg / m3) Difference% 240 60 1 98.3 1595 98 1.8 98.2 2095 91 1 98.9 3072 130 1.6 99.2 3720 137 1 99.2 4647 129 1 99.2 6110 128 1.5 99.8 6686 171 1 99.4 7690 93 1 98.9 m

Claims (4)

1. Förfarande för avskiljning av farliga ämnen frän en avgasström, som leds genom en massa av ett kornformigt adsorptionsmaterial, kanne- 5 tecknat därav, att massan bestar av en blandning av ett kornformigt kol-rikt material och ett kornformigt inert material, varvid som kolrikt material an-vänds aktivt koi, aktiv koks eller brunkolskoks och som inert material används silikatiskt stenmaterial, pimpsten, lava, slagg, glasningsrester eller finkis, att det inerta materialets skrymdensitet är 0,8 - 3 ganger skrym-10 densiteten hos det kolhaltiga materialet, att det kolhaltiga materialet har en kornstorlek inom omrädet 0,5 - 10 mm och det inerta materialet har en kornstorlek inom omrädet 1-6 mm, att andelen kolrikt material i massan är 5 - 80 massa-%, och att temperaturerna i massan är 20 - 200 °C, da gasströmmen leds 15 genom densamma.1. A process for separating hazardous substances from an exhaust stream conducted through a mass of a granular adsorbent, characterized in that the mass consists of a mixture of a granular carbon rich material and a granular inert material, wherein as carbon rich material is used active koi, active coke or lignite coke and as inert material silicate rock material, pumice, lava, slag, glaze residue or finch ice is used, that the bulk density of the inert material is 0.8 - 3 times the bulk density of the carbonaceous material. that the carbonaceous material has a grain size in the range 0.5 - 10 mm and the inert material has a grain size in the range 1-6 mm, that the proportion of carbon rich material in the pulp is 5 - 80 pulp%, and that the temperatures in the pulp are 20 - 200 ° C as the gas stream is passed through it. 2. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat därav, att massan bildar i en behällare en fast bädd eller en rörlig bädd, varvid avga-sen strömmar vertikalt eller horisontellt genom bädden.Process according to claim 1, characterized in that the pulp forms in a container a fixed bed or a movable bed, the exhaust flowing vertically or horizontally through the bed. 3. Förfarande enligt patentkrav 1 eller 2, kännetecknat 20 därav, att frän gasströmmen avlägsnas tungmetaller och/eller tungmetallföre- * ningar och/eller polycykliska eller flerkärniga aromatiska kolväten, speciellt dioxiner och furaner.3. A process according to claim 1 or 2, characterized in that heavy metals and / or heavy metal compounds and / or polycyclic or multi-core aromatic hydrocarbons, especially dioxins and furans, are removed from the gas stream. 4. Förfarande enligt nägot av patentkraven 1-3, kännetecknat därav, att tungmetaller i grundämnesform avlägsnas frän avgasström-25 men, varvid används kolrikt material, som ätminstone delvist är impregnerat med svavel. s1 l ,4. A process according to any one of claims 1-3, characterized in that heavy metals in elemental form are removed from the exhaust stream, using carbonaceous material which is at least partially impregnated with sulfur. s1 l,
FI974128A 1997-11-04 1997-11-04 Method for the separation of hazardous substances from waste gases FI106365B (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI974128A FI106365B (en) 1997-11-04 1997-11-04 Method for the separation of hazardous substances from waste gases

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI974128A FI106365B (en) 1997-11-04 1997-11-04 Method for the separation of hazardous substances from waste gases
FI974128 1997-11-04

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI974128A0 FI974128A0 (en) 1997-11-04
FI974128A FI974128A (en) 1999-05-05
FI106365B true FI106365B (en) 2001-01-31

Family

ID=8549860

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI974128A FI106365B (en) 1997-11-04 1997-11-04 Method for the separation of hazardous substances from waste gases

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI106365B (en)

Also Published As

Publication number Publication date
FI974128A0 (en) 1997-11-04
FI974128A (en) 1999-05-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4057296B2 (en) Exhaust gas purification method
US7923397B2 (en) Sorbent for the dry cleaning of waste gases charged with mercury and process for the production thereof
EP3558489B1 (en) Core-shell composite absorbent for use in psa pre-cleaners and cyclic absorption processes
CN101927117A (en) Performance stability in shallow beds in pressure swing adsorption systems
Jastrząb Properties of activated cokes used for flue gas treatment in industrial waste incineration plants
US5182088A (en) Removal of gaseous hydrides
US6004522A (en) Solid filtration media incorporating elevated levels of permanganate and water
GB2428598A (en) Process for removing mercury from gaseous streams
US5895520A (en) Method of separating noxious substances from exhaust gases
KR20140064836A (en) Process for separating gases and adsorbent compositions used therein
US8008228B2 (en) Carbonaceous sorbent and process for the production thereof
US20020005117A1 (en) Removal of chemical and biological agents from air
FI106365B (en) Method for the separation of hazardous substances from waste gases
JP7032133B2 (en) Fluid purification method
US20040144250A1 (en) Sorption agent and method for removing heavy metals from a gas containing heavy metals
JP4143409B2 (en) Use of materials to hold polyhalogenated compounds and methods for holding polyhalogenated compounds
RU2169606C2 (en) Composite drier for gases and liquids
ES2205674T3 (en) PROCEDURE FOR THE PURIFICATION OF GASES WITH REDUCING EFFECT.
DK176773B1 (en) Process for separating harmful substances from exhaust gases
JP3442287B2 (en) Acid gas adsorbent
Ooi et al. Removal of vapour phase PCDD/Fs in electric arc furnace steelmaking emissions by sorption using plastics
Boboev et al. Theoretical Fundamentals Of Adsorption Method Of Gas Separated From Bituminous Concrete Factories
WO1995016518A1 (en) Improved solid filtration media incorporating elevated levels of permanganate and water
Mcnulty et al. Evaluation of techniques for removal of spacecraft contaminants from activated carbon
Lancia et al. Control of Emissions of Mercuric Chloride TM by Adsorption on Sorbalit™

Legal Events

Date Code Title Description
MA Patent expired