FI80832B - Avgasrening. - Google Patents

Description

1 80832

Poistokaasujenpuhdistus Käsiteltävänä oleva keksintö koskee menetelmää teollisuus- ja talousjätteiden käsittelylaitoksissa syntyvien 5 poistokaasujen puhdistamiseksi myrkyllisistä klooriyhdis teistä ja/tai raskaammista hiilivedyistä sekä laitosta keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamiseksi.

On osoittautunut, että tavanomaisissa talous- ja teollisuusjätteiden polttolaitoksissa syntyy ei niinkään 10 vähäisiä määriä terveydelle haitallisia aineita mm. kloori yhdisteiden muodossa, esim. dioksiineja. Näitä yhdisteitä syntyy palamistilassa paikallisesti esiintyvien matalien palamislämpötilojen seurauksena. Jos poistokaasut sisältävät klooria ja/tai kloorivetyä, näitä yhdisteitä voi myös 15 syntyä poistokaasuja jäähdytettäessä.

Tällä hetkellä ei ole mitään sopivaa menetelmää, jolla voitaisiin estää tällaisten yhdisteiden syntyminen, eikä liioin ole menetelmää niiden poistamiseksi tämän tyyppisten jätteenkäsittelylaitosten poistokaasuista.

20 Käsiteltävänä olevan keksinnön yhtenä tehtävänä on tarjota menetelmä teollisuus- ja talousjätteiden käsittelylaitoksissa syntyvien poistokaasujen puhdistamiseksi : siten, että kaasut eivät sisällä myrkyllisiä klooriyhdis- j '· teitä.

25 Keksinnön toisena tehtävänä on tarjota puhdistus- : menetelmä, joka myös eliminoi kaasuista raskaammat hiili- - vedyt, kuten tervan ja vastaavat.

Keksinnön lisätehtävänä on tarjota laitos keksinnön-nön mukaisen menetelmän toteuttamiseksi.

30 Käsiteltävänä oleva keksintö tunnetaan siitä, että poistokaasuissa esiintyvät klooriyhdisteet pilkotaan sä-;;; teilyttämällä UV-valolla pilkkomiskammiossa ja että pois tokaasuissa esiintyvät raskaammat hiilivedyt pilkotaan samanaikaisesti ulkoa tuodun, palamisesta riippumattoman 35 lämpöenergian avulla.

2 80832

Keksinnön erään toteuttamismuodon mukaisesti suoritetaan UV-säteilytys siten, että osa poistokaasuista johdetaan pilkkomiskammiossa synnytetyn sähkövalokaaren läpi kaasuvirtauksen osien kuumentamiseksi ionisoitumislämpö-5 tilaan, jolloin kaasun fysikaalinen lämpösisältö samalla kasvaa.

Keksinnön toisen toteuttamismuodon mukaisesti suoritetaan UV-säteilytys siten, että poistokaasut johdetaan kammion läpi, johon johdetaan plasmageneraattorissa ioni-10 soitumislämpötilaan kuumennettua kaasua.

Käsittely plasmakaasulla, joka synnytetään joko ns. siirretyllä valokaarella eli kammiossa muodostetulla valo-kaarella tai plasmegeneraattorilla, aikaansaa kaasujen kuumentamisen kammiossa, jolloin kaasujen fysikaalinen 15 lämpösisältö käytetään uunista tulevissa poistokaasuissa mahdollisesti esiintyvien raskaampien hiilivetyjen, kuten tervan pilkkomiseksi.

Poistokaasut johdetaan sopivasti tangentiaalisesti pilkkomiskammioon ja saatetaan pyörivään etenemisliikkee-20 seen, jolloin koko virtaava kaasumäärä tulee säteilytetyk-si tasaisesti.

Esim. dioksiinien uudelleenmuodostumisen tai muiden myrkyllisten klooriyhdisteiden muodostumisen estämiseksi voidaan keksinnön mukaisesti suorittaa lisäprosessivaihe 25 siten, että puhdistetut poistokaasut johdetaan esim. läm-mönvaihdolla 350 - 700°C:seen jäähdyttämisen jälkeen reak-; toriin, joka on täytetty sopivalla akseptorilla kloorin - ja/tai kloorivedyn poistamiseksi kaasusta ja kaasun mah dollisesti sisältämien metallihöyryjen tiivistämiseksi.

30 Akseptorina käytetään olennaisesti poltettua tai polttama-tonta kalkkia ja/tai dolomiittia.

Happivajauksella toimivissa jätteenkäsittelylaitok-- sissa voidaan poistokaasujen säteilytyksen jatkoksi liittää käsiteltävänä olevan keksinnön mukaisesti hiiltovaihe, 35 jossa kaasu syötetään reaktorin läpi, joka on täytetty

II

3 80832 kiinteällä, karkealla hiilen kantoaineella, esim. koksilla, valinnaisesti reaktiiviteettia parantavan lisäaineen, esim. alkaliyhdisteen kera, jolloin kaasun fysikaalinen lämpö hyödynnetään koksin lämmittämiseksi kaasun lämpötilaan ja 5 koksin hiili reagoi kaasussa olevan hapen, hiilidioksidin ja vesihöyryn kanssa hiilimonoksidiksi ja vetykaasuksi ja kaasun lämpöarvo kasvaa.

Laitos keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamiseksi käsittää uunin teollisuus- ja talousjätteiden hajottamiseksi 10 sekä mahdollisia tavanomaisia lämmönvaihto-, puhdistus- ja jäähdytyslaitteita ja laitos tunnetaan siitä, että siinä on olennaisesti lämpöeristetty pilkkomiskammio, joka on varustettu UV-säteilytyksen ja samanaikaisen lämpöenergia-syötön lähteellä.

15 Pilkkomiskammiona on olennaisesti lämpöeristetty reaktori, johon poistokaasut johdetaan tangentiaalisesti ja jossa poistokaasut liikkuvat pyörreliikkeessä kammion seinämää pitkin vastakkaisella puolella olevaan poistoon.

Eräässä laitoksen keksinnön mukaisessa toteuttamis-20 muodossa muodostuu UV-säteilytyksen ja lämpöenergiasyötön lähde kahdesta kammioon viedystä elektrodista, jotka kammiossa synnyttävät välissään sähkövalokaaren, jonka läpi osa poistokaasuvirtauksesta syötetään.

Eräässä laitoksen keksinnön mukaisessa vaihtoehto-25 toteuttamismuodossa muodostuu UV-säteilytyksen ja lämpöenergiasyötön lähde vähintään yhdestä plasmageneraattorista, joka on välittömässä yhteydessä pilkkomiskammioon ja jossa kaasuvirtaus kuumennetaan ionisoitumislämpötilaan sähkö-valokaaressa, joka on synnytetty kahden plasmageneraattorissa 30 olevan elektrodin välissä, ja joka ionisoitu kaasu syötetään sitten kammioon.

Keksinnön lisätoteuttamismuodon mukaisesti laitos käsittää välittömästi pilkkomiskammion jälkeen sijoitetun, koksilla täytetyn hiiltokuilun.

35 Keksinnön lisätoteuttamismuodon mukaisesti keksin nön mukainen laitos käsittää reaktoriin, joka on täytetty 4 80832 kaasussa esiintyvän kloorin ja/tai kloorivedyn sopivalla akseptorilla. Akseptorina käytetään olennaisesti poltettua tai polttamatonta kalkkia ja/tai dolomiittia. Reaktori muodostuu olennaisesti pystykuilusta, joka on varustettu 5 akseptorin syöttövälineillä reaktorin yläpäässä ja tyhjen-nysvälineillä imeytettyjen tuotteiden poistamiseksi.

Keksinnön muut edut ja tunnusmerkit ilmenevät alla olevasta yksityiskohtaisesta kuvauksesta ja siihen liittyvistä piirustuksista, joissa: 10 kuviossa 1 nähdään kaavioesityksenä keksinnön mukai nen jätteenkäsittelylaitos, kuviossa 2 nähdään kaavioesityksenä keksinnön mukaisen jätteenkäsittelylaitoksen vaihtoehtoinen toteuttamismuoto , 15 kuviossa 3 nähdään kaavioesityksenä erään keksinnön mukaisen toteuttamisen toteuttamismuodon mukaisesti toimiva pilkkomiskammio ja siihen yhdistetty hiiltokuilu ja kuviossa 4 nähdään kaavioesityksenä erään keksinnön mukaisen vaihtoehtoisen toteuttamismuodon mukaisesti toi-20 miva pilkkomiskammio ja siihen yhdistetty hiiltokuilu.

Kuviossa 1 kaavioesityksenä näkyvä laitos käsittää *. jätteenpolttouunin 1, joka toimii happiylimäärällä eli täydellisellä palamisperiaatteella. Poistokaasut johdetaan alla tarkemmin kuvattavaan pilkkomiskammioon 2, jossa UV-25 säteily pilkkoo kaasussa olevat terveydelle haitalliset klooriyhdisteet. Samanaikaisesti lisättävä lämpöenergia : hajottaa raskaammat hiilivedyt.

Pilkkomiskammiosta puhdistetut poistokaasut johdetaan sopivasti, mahdollisesti kuvion 2 yhteydessä tarkem-30 min selostettavan kloorinpoiston jälkeen, lämmönvaihtimeen 3 ja puhdistus- ja jäähdytyslaitteistoon 4 sekä poistetaan savupiipun 5 kautta. Nämä edustavat tavanomaista tekniikkaa, jota ei tässä tarkastella lähemmin.

Kuviossa 2 kaavioesityksenä nähtävä laitos käsittää 35 jätteenkäsittelylaitoksen 10, joka toimii happivajeella

II

5 80832 eli laitos tuottaa palavia kaasuja. Poistokaasut johdetaan uunista pilkkomiskammioon 11, joka on samanlainen kuin yllä kuvattu ja jota kuvataan tarkemmin alempana. Pilkkomiskammiosta 11 tuleva kaasu johdetaan kammioon 5 välittömästi liittyvään hiiltokuiluun 12, jossa kaasun lämpöarvoa lisätään kaasun fysikaalisen lämpösisällön avulla.

Hiiltokuilusta kaasu johdetaan jäähdyttimen tai lämmönvaihtimen 13 kautta, jossa lämpötila alennetaan 10 noin 350 - 700°C:seen, kloorinpoistoyksikköön 14, jossa kaasussa oleva kloori ja/tai kloorivety poistetaan poltetun tai polttamattoman kalkin ja/tai dolomiitin muodossa olevalla akseptorilla.

Sitten tällä tavoin puhdistettu ja laadullisesti 15 parannettu kaasu voidaan johtaa tavanomaisten käsittely-yksikköjen läpi tai mahdollisesti poistaa polttoa varten muuhun käyttöön.

Kuviossa 3 nähdään pilkkomiskammio 30 liitettynä hiiltokuiluun 31. On huomattava, että kuvion 1 laitoksen 20 pilkkomiskammio toimii erillisenä ja sen jäljessä ei tarvita hiiltokuilua. Tämä koskee tietenkin myös kuvion 4 pilkkomiskammiota.

·;·· Kuvion 3 toteuttamismuodossa keksinnön mukainen pilkkomiskammio on reaktorin muodossa, joka on varustettu 25 polttouunista tulevien poistokaasujen tangentiaalisella tulokohdalla 32. Kammiossa on pöhjaelektrodi 33 ja ren-kaan muotoinen elektrodi 34, joiden välissä synnytetään sähkövalokaari 35. Kulkiessaan valokaaren läpi pieni osa poistokaasuista saavuttaa ionisoitumislämpötilan ja siten 30 myös emittoi UV-säteilyä. Koska poistokaasut on saatettu pyörivään etenemisliikkeeseen, kohdistuu säteilytys ta-: ' saisesti ja täydellisesti poistokaasuihin.

Pilkkomiskammiossa syötetty sähköenergia kasvattaa kaasun fysikaalista lämpösisältöä, joka voidaan hyödyntää 35 seuraavassa hiiltovaiheessa. Hiiltokuilu 31 käsittää ylä- 6 80832 päässä olevan koksinsyöttövälineen 36 ja alapäässä olevan jätetuotteiden poiston 37. Poistokaasut syötetään reaktoriin pohjan kautta ja poistetaan ylhäällä olevan kaasun-poiston 38 kautta.

5 Kaasun fysikaalinen lämpösisältö kuumentaa reaktorin koksitäytteen kaasun lämpötilaan ja happi, hiilidioksidi ja vesihöyry reagoivat koksin hiilen kanssa hiilidioksidi-ja vetykaasuksi. Tämän jälkeen kaasusta voidaan tarvittaessa poistaa rikki tavalliseen tapaan.

10 Mainitun valinnaisen rikinpoiston jälkeen kaasu jäähdytetään tai lämpö vaihdetaan noin 350 - 700°C:seen ja johdetaan sopivan kaasun sisältämän kloorin ja kloori-vedyn akseptorin, sopivasti poltetun tai polttamattoman kalkin ja/tai dolomiitin läpi. Tällöin on edullista käyt-15 tää akseptorilla täytettyä pystyreaktoria.

Kuviossa 4 nähdään, kuten kuviossa 3 pilkkomiskam-mio 40, johon välittömästi liittyy hiiltokuilu 41. Kaasu, joka sopivasti on yksiatominen kaasu, syötetään plasma-generaattoriin 42 ja kuumennetaan siinä synnytetyssä säh-20 kövalokaaressa ionisoitumislämpötilaan. Näin kuumennettu kaasu syötetään pilkkomiskammioon 40 kohdasta 43 samalla, kun poistokaasu syötetään tangentiaälisesti tulon 44 kautta ja plasmakaasun emittoima UV-säteily kohdistuu tällöin poistokaasuun. Samalla kuuma plasmakaasu ainakin joissain 25 määrin kuumentaa poistokaasuja, joka lämpö voidaan sitten hyödyntää yllä kuvatulla tavalla hiiltokuilussa. Myös - tällä tavoin lisättyä lämpömäärää voidaan säätä erikseen.

li

Claims (14)

1. Menetelmä teollisuus- ja talousjätteiden käsittelylaitoksissa syntyvien poistokaasujen puhdistamiseksi 5 myrkyllisistä klooriyhdisteistä ja/tai raskaammista hiilivedyistä, tunnettu siitä, että poistokaasuissa esiintyvät klooriyhdisteet pilkotaan säteilyttämällä UV-valolla pilkkomiskammiossa ja että poistokaasuissa esiintyvät raskaammat hiilivedyt pilkotaan samanaikaisesti 10 ulkoa tuodun, palamisesta riippumattoman lämpöenergian avulla.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että UV-säteilytys suoritetaan siten, että poistokaasut johdetaan pilkkomiskammiossa 15 synnytetyn sähkökaaren läpi kaasuvirtauksien osien kuumentamiseksi ionisoitumislämpötilaan, jolloin kaasun fysikaalinen lämpösisältö samalla kasvaa.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että UV-säteilytys suoritetaan 20 siten, että poistokaasut johdetaan kammion läpi, johon johdetaan plasmageneraattorissa ionisoitumislämpötilaan kuumennettua kaasua.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen mene-telmä, tunnettu siitä, että poistokaasut johdetaan 25 tangentiaalisesti pilkkomiskammioon ja saatetaan pyörivään etenemisliikkeeseen.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, jossa happivajeella toimiva käsittelylaitos tuottaa palavaa kaasua, tunnettu siitä, että poistokaasut 30 syötetään pilkkomiskammion jälkeen kuiluun, joka on täytetty kiinteällä, karkealla hiilen kantoaineella, hiilimonoksidi- ja vetykaasupitoisen kaasun synnyttämiseksi samalla, kun kaasun fysikaalinen lämpösisältö hyödynnetään kaasun happipotentiaalin alentamiseksi.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuilussa olevaan karkeaan 8 80832 hiilen kantoaineeseen sekoitetaan reaktiviteettia lisäävää ainetta, kuten alkaliyhdisteitä.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että puhdistetut pois-5 tokaasut johdetaan jäähdyttämisen tai 350 - 700°C:seen suoritetun lämmönvaihdon jälkeen reaktoriin, joka on täytetty sopivalla akseptorilla kloorin ja/tai HCl:n poistamiseksi kaasusta ja kaasun mahdollisesti sisältämien me-tallihöyryjen tiivistämiseksi.

7 80832

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että akseptorina käytetään poltettua tai polttamatonta kalkkia ja/tai dolomiittia.

9. Laitos patenttivaatimuksen 1 mukaisen menetelmän toteuttamiseksi eli teollisuus- ja talousjätteiden 15 käsittelylaitoksissa syntyvien poistokaasujen puhdistamiseksi myrkyllisistä klooriyhdisteistä ja/tai raskaammista hiilivedyistä, joka laitos käsittää uunin teollisuus- ja talousjätteiden muuttamiseksi kaasuiksi ja ainakin osittain hajottamiseksi sekä tavanomaiset lämmönvaihto- puhdis-20 tus- ja jäähdytyslaitteet, tunnettu siitä, että se käsittää olennaisesti lämpöeristetyn pilkkomiskammion : (30, 40), jossa on UV-säteilytyslähde (33, 34, 42) samoin -f kuin lämpöenergian syöttölähde.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukeinen laitos, t u n -25 n e t t u siitä, että pilkkomiskammio (30, 40) muodostuu lämpöeristetystä reaktorista, jossa on tangehtiaalinen tulokohta (32, 44) poistokaasuille.

11. Jonkin patenttivaatimuksen 9-10 mukainen laitos, tunnettu siitä, -että UV-säteilytyksen ja 30 lämpöenergiasyötön lähde muodostuu kahdesta kammioon viedystä elektrodista (33, 34), jotka kammiossa synnyttävät : välissään sähkövalokaaren (35), jonka läpi poistokaasuvir- : taus syötetään.

12. Jonkin patenttivaatimuksen 9-10 mukainen 35 laitos, tunnettu siitä, että UV-säteilytyksen ja 9 80832 lämpöenergiasyötön lähde muodostuu plasmageneraattorista (42), joka on välittömässä yhteydessä pilkkomiskammioon (40) ja jossa kaasuvirtaus kuumennetaan ionisoitumislämpötilaan, ja joka ionisoitu kaasu syötetään sitten kammioon.

13. Jonkin patenttivaatimuksen 9-12 mukainen laitos, tunnettu siitä, että välittömästi pilkkomis-kammion jälkeen on kiinteällä, karkealla hiilen kantoaineella täytetty hiiltokuilu.

14. Jonkin patenttivaatimuksen 9 - 11 ja 13 tai 10 9-10 ja 12 - 13 mukainen laitos, tunnettu siitä, että sopivalla kloorin ja HCl:n akseptorilla täytetty reaktori (14) on asennettu pilkkomiskammion (2, 11) jälkeen tai pilkkomiskammion jälkeen on asennettu hiiltokuilu (12) ja että kaasun virtaussuunnassa katsottuna ennen reaktoria 15 on jäähdytin tai lämmönvaihdin (13) kaasujen jäähdyttämiseksi lämpötilaan 350 - 700°C. 10 80832