NL8401254A - Werkwijze voor het reinigen van rookgas. - Google Patents

Description

* - - 1 -

Werkwijze voor het reinigen van rookgas.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het reinigen van rookgas, dat ontstaat bij de verbranding van afvalstoffen en zowel vaste stoffen van de meest verschillende samenstelling alsook schadelijke 5 gassen en zware metalen in gasvorm bevat, waarbij de hoofdzakelijke vaste-stofaandelen in een scheidingsinrichting uit het rookgas worden verwijderd en als vliegas verzameld, en waarbij een wassen van het rookgas plaatsvindt met het doel de schadelijke gassen te binden alsook de overblijven-10 de vaste-stofaandelen.

Bij de rookgasreiniging worden de vaste, vloeibare of gasvormige schadelijke stoffen uit het rookgas afgescheiden met het doel de milieubeïnvloeding op een aanvaardbare maat terug te brengen. Principieel geschiedt 15 de afscheiding van schadelijke stoffen uit de gassen door mechanische en elektrische processen, alsook bij de natte-stofverwijdering door absorptie, adsorptie of chemi-sorptie. Basisprocessen voor de afscheiding van schadelijke gassen zijn de absorptie, de adsorptie, de conden-20 satie, alsook chemische reactieprocessen. Bij het nat-wassen treden slikken, zout en afvalwater op.

In rookgasreinigingsinrichtingen worden vaak meerdere basisprocessen gecombineerd tot een totaalproces. Eên van de gebruikelijkste vuilverbrandingsprocessen 25 voorziet bij het rookgas in de reiniging van het afval-gas van vaste stoffen door elektro- of weefselfilters, en ook de deeltjesverwijdering van de schadelijke gassen HC1, SO2, HF in de afvallucht door zure of alkalische behandelingsmethoden voor of achter de filterinrichting 30 (Abfallwirtschaft an der TU Berlin, Bd./, blz. 1-41).

Gasvormig aanwezige zware metalen, bijv. Kg, of organische schadelijke stoffen, bijv. gechloreerde dioxinen, kunnen tot nog toe op betrouwbare wijze slechts worden verwijderd door een nat proces na het filteren.

35 Ben bijzonder nadeel van het gebruikelijke proces is het feit, dat per verbrande ton vuil ongeveer 30 kg sterk halogeenhoudend vliegstof optreedt, waarin «C* 840'254 - 2 - rK *7Γ V» * zware metaalstoffen gedeeltelijk gemakkelijk mobiliseerbaar aanwezig zijn. Een gebruik van de stoffen uit de rookgasontstof fing vindt daarom in toenemende mate niet meer plaats, men gelooft eerder de vliegstoffen slechts nog onder 5 bijzondere voorschriftmaatregelen aan depots te kunnen opslaan. De betrouwbare verwijdering van de uit zware metalen bestaande schadelijke stoffen uit het ecologische systeem is vooralsnog onder langere tijdaspecten nog niet gegarandeerd. Er blijft een de voorrang bezittende pro-10 blematiek bestaan in verband met de schadelijke stoffen Hg, Cd, Pb, Sb, Sn, Zn, en andere in de vliegas rasp. in het schadelijke gas en/of in de slak van vuilverbrandings-inrichtingen.

Het is nu het doel van de uitvinding een werk-15 wijze te verschaffen, waarbij bij de rookgasreiniging zowel de gasvormige, uit zwaar metaal bestaande schadelijke stoffen, alsook boven alles de in de vliegstoffen los aanwezige, uit zwaar metaal bestaande schadelijke stoffen in zo compact mogelijke vorm uit het rookgasreini-20 gingsproces kunnen worden verwijderd, waarbij tegelijk een goede reiniging van HC1, SC^* Ν0χ wordt bereikt, zelfs kan worden verbeterd. Alle andere residu's moeten aan een hergebruikmogelijkheid toegevoerd kunnen worden.

Hiertoe verschaft de uitvinding een werkwijze, 25 zoals in de aanhef omschreven, met het kenmerk, dat het de scheidingsinrichting verlatende rookgas wordt toe— gevoerd naar een condensatie/wasinrichting, waarin de in het rookgas aanwezige waterdamp, het HC1 en/of de zware metalen in dampvorm worden afgescheiden, dat het condensaat 30 er voor gebruikt wordt om de oplosbare zware metalen van het vliegstof daaruit op te lossen, en dat de oplosbare zware metalen worden onderworpen aan een precipitatie en uit het proces uitgesluisd.

In de bijgevoegde volgconclusies zijn bijzonder 35 voordelige verdere uitvoeringen van de werkwijze volgens de uitvinding gegeven.

Bij da werkwijze volgens de uitvinding wordt ter bescherming van de omgeving er op gelet, dat zowel de gasvormige schadelijke stoffen zoals HC1, SC>2, ΝΟχ, 40 alsook het vliegstof, alsmede de gasvormig aanwezige 8401254 -3- r Jt metalen, zoals bijvoorbeeld kwik, en de in het vliegstof, alsook in de slak van de verbrandingsinrichting aanwezige oplosbare uit zwaar metaal bestaande schadelijke stoffen worden geëlimineerd, zodanig, dat slechts immobiele aande-5 len overblijven, die met de verbrandingsslak zodanig zijn verenigd, dat een immobiliteit voor lange tijdsduur en daardoor een hergebruik respectievelijk opslag van afvalstoffen zonder problemen is gewaarborgd. De werkwijze volgens de uitvinding maakt weliswaar eveneens gebruik 10 van nat-chemische rookgasreinigingsprocessen, maar deze zijn zodanig uitgevoerd, dat zij uitkomen met een minimum aan waterverbruik, en aan dé vereisten na reiniging van de eigenlijke gasfase, het met oplossen aangrijpen aan de vliegas en het reinhouden van de as voldoen.

15 Het wezenlijk nieuwe van de uitvinding bestaat derhalve daaruit, dat procesgrondslagen worden voorgegeven, die uit 1 ton afvalvuil niet zoals tot nog toe ongeveer 30 kg vliegasresidurs produceren, die op opslagplaatsen slechts moeilijk op te slaan zijn, maar deze hoeveelheid 20 op ongeveer 1 kg, nl. de eigenlijke schadelijke stoffen van zwaar metaal, die gericht aan het proces onttrokken worden, terugbrengen. In het geval van het terugwinnen van kwik, lood, cadmium, bijv. uit de aanwezige sulfiden, is zelfs een volledig residuloze verwijdering mogelijk.

25 Het hangt af van de standplaats, hoe met de zoutbelading tewerk moet worden gegaan. Normaliter kan deze zonder problemen worden afgegeven in een afwateringskanaal, aangezien zij bevrijd is van de zware metalen. Indien een geschikte afwatering niet ter beschikking staat, wordt 30 een voordelige andere opslagvariant, die zowel vliegas alsook de zoutbelading bevat, bijvoorbeeld door middel van bituminering, gebruikt.

De uitvinding zal in het volgende aan de hand van twee uitvoeringsvoorbeelden onder verwijzing naar de 35 fig. 1 en 2 nader worden toegelicht.

In fig. 1 is een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding schematisch weergegeven.

Het afvalvuil 1 wordt in de verbrandingsinrichting 2 ingegeven en verbrand. Hierbij ontstaat warmte met het 40 rookgas en slak 3. Een deel van de warmte wordt uit het 8401254 & 'v - 4 - rookgas geëxtraheerd in een warmtewisselingsinrichting 4, en verder gebruikt. De rookgassen worden na deze warmte-winning naar keuze onderworpen aan een droge voorreiniging door middel van een cycloon of een elektrofilter 5 bij 5 ongeveer 180°C, waarbij, zoals ook al bij de warmtewinning, er op gelet dient te worden, dat er geen gas, waterdamp of iets dergelijks beneden het dauwpunt komt.

Op de droogreiniging 5 sluit voor de door het filter of de cycloon heen gekomen gassen en dampen een 10 condensatie/wasproces 6 aan, waarbij waterdamp ontstaat bij gelijktijdig wegreinigen van HC1 en Hg. Het overblijvende restrookgas met de schadelijke gascomponenten SO^, Ν0χ wordt aansluitend onderworpen aan een alkalische wassing 7 en het gereinigde gas toegevoerd aan de schoorsteen 8.

15 Het wascondensaat van het condensatieproces 6 wordt voor het gedeeltelijk oplossen van de zware metalen uit de vliegas 9 met deze vliegas 9 in een oplosreactor 10 gebracht. Hier kan een mechanische mengtrap aanwezig zijn; het zure wascondensaat (HCl-houdendl reageert met het 20 alkalische vliegas, waarbij een eind-pH van ongeveer 3 wordt ingesteld.

Op deze oplosreactor 10 sluit een vastestof-vloeistof-scheiding (bijv. sedimentatie of centrifuge! aan. Dit resulteert in een vast residu 11 en een oplossing 25 12, die in wezen bestaat uit het wascondensaat (voorname lijk HCl en Hgl en de uit de vliegas 9 verwijderde zware metalen. Het vaste residu 11 wordt op voordelige wijze weer toegevoerd aan de verbrandingsinrichting 2, opdat een hoge temperatuurinbinding in de slak 3 plaatsvindt.

30 De zure oplossing 12 wordt onderworpen aan een zware metaalprecipitatie 13, bijvoorbeeld een sulfide-precipitatie. Na hernieuwde vastestof-vloeistof-scheiding blijven in compacte vorm 14 de. zware metalen over, die voor een eventuele recyclering 16 ter beschikking staan, 35 alsook een nog steeds zure oplossing 15, die met alkalische wassing 7 met het oog op neutralisatie (neutralisatie-inrichting 171 wordt verenigd.

De bij de neutralisatie 17 gevormde zuiveringsslib 18 wordt bij voorkeur eveneens weer toegevoerd aan 40 de verbrandingsinrichting 2, en daar bij hoge temperatuur 8401254 - 5 - in de slak 3 ingebonden. Deze slak 3 kan worden gebruikt voor hergebruik 21, bijvoorbeeld voor stratenbouw.

Indien de slak 3 ondanks geschikte condities bij de temperatuurbehandeling nog niet ingebonden zware 5 metaalaandelen bevat, die uitgewassen zouden kunnen worden, vindt een nabehandeling plaats. Deze voorziet in een zwak-zure behandeling van de slak 3, die kan worden uitgevoerd bij een pH-waarde van ongeveer 4. Voor de nabehandeling kan op voordelige wijze het bad 27 dienen, waarin 10 de slak 3 na het verlaten van de verhrandingsinrichting 2 in de. regel geblust respectievelijk afgekoeld wordt.

Het bad 27 bestaat uit water. Het is evenwel ook denkbaar, dat de slak 3 wordt besproeid met een zwak-zure nevel, en de optredende blusoplossing wordt verzameld en bevrijd 15 van zware metalen.

De bij dé neutralisatie 17 van het zuiveringsslib 18 bevrijde (geklaarde] oplossing 19 wordt in een afwateringskanaal 20 voor het afvoeren van de oplosbare chloride- resp. sulfaatlading, die evenwel van schade-20 lijke stoffen van zwaar metaal gereinigd is, afgegeven.

Wanneer een dergelijke afvoerstap van de zoutvracht 19 in een afwateringskanaal 20 uit technische of wettelijke gronden niet ter beschikking staat, kan volgens de uitvinding een volledig andere variant van de 25 afvalverwijdering volgens het uitvoeringsvoorbeeld van fig. 2 gekozen worden. Hierbij wordt het wascondensaat uit het condensatieproces 6 voor het fixeren van de zware metalen, in het bijzonder het voorhanden Hg, met een precipitatiereagens, bijvoorbeeld sulfide 22 behandeld 30 en door middel van neutralisatie 23 met de alkalische wassing 7 verenigd. De gevormde suspensie wordt in afwijking van het eerste uitvoeringsvoorbeeld onderworpen aan een verdampingskristallisatie 24. De kristallijne afvalmaterialen worden, eventueel gemeenschappelijk met 35 de vliegas 9, gefixeerd in een inerte matrix, bijvoorbeeld, zoals gebruikelijk in de kerntechniek, door inbituminering 25. Daarna wordt de afval opgeslagen op een opslagplaats.

In het volgende zijn resultaten gegeven: 1. Bij het condensatieproces 6 4G Bij een verbrandingsinrichting op grote technische schaal 8401254 Λ ν 3 - 6 - werden 1,12 m afvalgas na het elektrofilter afgezogen 3 en daaruit bij kamertemperatuur 140 cm H~0 gecondenseerd.

Δ 3

De uitgecondenseerde HC1 hoeveelheid bedroeg 1004 mg/m afvalgas, dat betekent 95 % van het totaal aanwezige HC1.

3 5 Met het ^0 en de HC1 condenseerde ook 98 ^ig Hg/m afvalgas, dat betekent 78 % van het totaal aanwezige Hg.

2. Bij het elutiegedrag van vliegas in de oplosreactor 10. Verhouding oplosmiddel ^O/vliegas 100:1, temperatuur 20°C.

pH = 10. pH = 3 10 oplosbare bestanddelen/%/

As 3,6 5,4

Cd - 85

Co - 20

Cu - 10 15 Ni - 30

Pb 0,1 4,6

Sb 1,4 3,0

Zn 0,01 53 - conclusies - 8401254

Claims (7)

1. Werkwijze voor liet reinigen van rookgas, dat ontstaat bij de verbranding van afvalstoffen en zowel vaste stoffen van de meest verschillende samenstelling alsook schadelijke gassen en zware metalen in gasvorm 5 bevat, waarbij de hoofdzakelijke vaste-stofaandelen in een scheidingsinrichting uit het rookgas worden verwijderd en als vliegas verzameld, en waarbij een wassen van het rookgas plaatsvindt met het doel de schadelijke gassen te binden alsook de overblijvende vaste-stofaandelen, 10 met het kenmerk, dat het de scheidingsinrichting (5] verlatende rookgas wordt toegevoerd naar een condensatie/wasinrichting (61, waarin de in het rookgas aanwezige waterdamp, het HC1 en/of de zware metalen in dampvorm worden afgescheiden, dat het condensaat er voor 15 gebruikt wordt om de oplosbare zware metalen van het vliegstof (91 daaruit op te lossen, en dat de oplosbare zware metalen worden onderworpen aan een precipitatie en uit het proces uitgesluisd.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, m e t het 20 kenmerk, dat de gewonnen zware metalen (141 naar een recyclering (161 worden toegevoerd.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2,met het kenmerk, dat alle andere residu's (11,18) in de verbrandingsruimte (2) worden teruggevoerd en door een 25 hoge-temperatuurproces aldaar in de slak (3). worden ingebonden en daardoor opnieuw bruikbaar worden,

4. Werkwijze volgens êén der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de overblijvende zoutbelading (191 wordt gegeven aan een afwateringskanaal 30 (201.

5. Werkwijze volgens êën der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de overblijvende zoutbelading (191, eventueel met de vliegas (91 wordt ingebonden in een inerte matrix. 8401254 % Λ “ 8 -

6. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat een rest van niet in de slak (3) ingebonden zware metaalaandelen door een zwakzure nabehandeling uit de slak (3) wordt geïsoleerd. 5

7. Werkwijze volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat de zwakzure nabehandeling tegelijk met het oplossen van de slak (3} in een bad plaatsvindt. 8401254