NL8501035A - Werkwijze voor het reinigen van afvalgassen en inrichting daarvoor. - Google Patents

Description

m * « . < -1- *

Werkwijze voor het reinigen van afvalgassen en inrichting daarvoor.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het reinigen van afvalgassen afkomstig van destructie-installaties voor het behandelen van industrieel en huishoudelijk afvalmateriaal, van giftige chloorverbindingen 5 en/of zwaardere koolwaterstoffen, en heeft betrekking op een inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding.

Conventionele verbrandingsinstallaties voor huishoudelijk en industrieel afvalmateriaal blijken niet onaanzienlijke 10 hoeveelheden stoffen af te geven die schadelijk zijn voor de gezondheid in de vorm van chloorverbindingen, bijvoorbeeld van dioxinen. Deze verbindingen worden gevormd in de ver-brandingskamer als gevolg van de plaatselijk optredende lage verbrandingstemperaturen. Ze kunnen ook worden gevormd als 15 de effluentgassen worden afgekoeld, indien deze gassen chloor- en/of waterstofchloride bevatten.

Tot nu toe bestaat er geen geschikte methode om te garanderen dat dergelijke chloorverbindingen niet worden gevormd en evenmin bestaat er een methode om ze uit de 3501035 -2- V ·* 4 effluentgassen die uit dit type destructieinstallatie komen, te verwijderen.

Een doelstelling van de uitvinding is te voorzien in een werkwijze voor het reinigen van afvalgassen afkomstig 5 van destructieinstallaties voor industrieel en huishoudelijk afvalmateriaal, welke (werkwijze) garandeert dat de gassen geen giftige chloorverbinding bevatten.

Een andere doelstelling van de uitvinding is te voorzien in een reinigingswerkwijze waarmee ook het gehalte aan 10 zware koolwaterstoffen zoals teer en dergelije wordt geëlimineerd.

Nog een andere doelstelling van de uitvinding is te voorzien in een inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding.

15 De werkwijze volgens de uitvinding wordt gekenmerkt doordat chloorverbindingen die voorkomen in de afvalgassen worden ontleed door middel van een Bestraling met UV licht 'in- een kraakkamer en doordat zwaardere, koolwaterstoffen die in de afvalgassen voorkomen gelijktijdig worden gekraakt 20 door toeyoeren van uitwendige thermische energie, onafhankelijk van de verbranding.

Volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding wordt de bestraling met UV tot stand gebracht door een gedeelte van de gassen door een electrische boog te leiden 25 die in de kraakkamer wordt opgewekt, teneinde een gedeelte van de ..gas stroom te verhitten tot de ionisatie tempera tuur terwijl tegelijkertijd de fysische warmteinhoud van de gassen wordt verhoogd.

Yolgens een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding 30 wordt de bestraling met UV tot stand gebracht door de afvalgasssen door een kamer te leiden waarin een gas wordt geleid dat in een piasmagenerator werd verhit tot de ionisatie-temp era tuur.

Behandeling met plasmagas, hetzij opgewekt door een 35 overgedragen boog, dat wil zeggen door een in de kamer opge- 8501035 « « f -3- wekte boog, of door toepassing van een piasmagenerator, veroorzaakt verhitting van de gassen in de kamer waarbij de fysische warmteinhoud van de gassen wordt gebruikt om eventuele zwaardere koolwaterstoffen zoals teer die in de 5 afvalgassen afkomstig uit de oven aanwezig zijn, te kraken.

De afvalgassen worden geschikt in tangentiele richting in de kraakkamer ingevoerd en in rotatie gebracht zodat een uniforme bestraling van de gehele hoeveelheid gas die door de kamer stroomt wordt bereikt.

10 Om te voorkomen dat bijvoorbeeld dioxinen opnieuw worden gevormd of dat bijvoorbeeld andere giftige chloorverbindingen worden gevormd, kan een tweede werkwijzetrap volgens de uitvinding worden uitgevoerd waarin door gereinigde gassen, na afkoeling, bijvoorbeeld de warmteuitwisseling 15 tot 350 - 700°C, worden gebracht in een reactor die is gevuld met een geschikte acceptor voor het verwijderen van chloor en/of waterstofchloride uit het gas, alsmede voor het .condenseren van eventuele metaaldampen in het gas.

Gebrande kalk of gebluste kalk en/of dolomiet is (worden) 20 bij voorkeur als acceptor gebruikt.

In destructieinstallaties die werken met een ondermaat aan zuurstof kunnen volgens de uitvinding de afvalgassen worden onderworpen aan een carbonisatietrap na het bestralen, waarna het gas door een reactor wordt 25 geleid die is gevuld met vast koolstofhoudend materiaal in de vorm van klonten, bijvoorbeeld cokes, eventueel met een toevoegsel van een alkaliverbinding om de reactiviteit te vergroten. De fysische warmte.zoals het gas wordt dan gebruikt om de cokes te verhitten tot de temperatuur van het gas, 30 waarbij de koolstof in de cokes reageert met zuurstof, kool-dioxyde en waterdamp in het gas onder vorming van koolmonoxyde en waterstofgas waardoor de warmtewaarde van het gas wordt vergroot.

De installatie voor het uitvoeren van de werkwijze 35 volgens de uitvinding omvat een oven voor de destructie van 950103a \ V # -4- industrieel en huishoudelijk afvalmateriaal en conventionele organen voor warmteuitwisseling, reiniging en afkoeling en omvat een kraakkamer, bij voorkeur tegen afkoeling geïsoleerd, waarin zich een bron van UV stralen bevindt alsmede een 5 bron voor het toevoeren van warmte-energie.

De kraakkamer is hij voorkeur uitgevoerd als een tegen afkoeling geïsoleerde reactor waarin de afvalgassen in tangentiale richting worden ingeleid en in een roterende beweging door de kamer bewegen langs de wand naar de uitlaat 10 aan het andere eind van de kamer.

Volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding bestaan de bron van DV-straling en de toevoer of bron voor warmte-energie uit twee in de kamer gemonteerde electroden, waartussen in de kamer een electrische boog wordt opgewekt waar een deel van 15 de afvalgassen wordt gedwongen doorheen te stromen.

Volgens een alternatieve uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding bestaan de bron van UV-straling en de toevoer of bron van thermische energie uit tenminste êën piasmagenerator die in de onmiddellijke nabijheid 20 van de kraakkamer is opgesteld, in welk piasmagenerator een gasstroom wordt verhit op de ionisatietemperatuur in 'een electrische boogontlading die tussen twee electroden in de piasmagenerator wordt opgewekt, welk geïoniseerde gas vervolgens in de (kraak)kamer wordt geleid.

25 Volgens een andere uitvoeringsvorm van de uit vinding omvat de installatie een verkolingsschacht gevuld met cokes die direct na de kraakkamer is geplaatst.

Volgens nog een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding omvat de inrichting een reactor gevuld met 3Q een geschikte acceptor voor chloor- en/of waterstofchloride uit het gas. De acceptor bestaat bij voorkeur uit gebrande kalk, of gebluste kalk en/of dolomiet. De reactor bestaat bij voorkeur uit een verticale schacht met een toevoerorgaan voor de acceptor aan het boveneinde en afvoerorgaan voor het 35 verwijderen van de geabsorbeerde producten.

850103a -5- c ï « *

Verdere voordelen en kenmerken van de uitvinding zullen naar voren komen in de volgende gedetailleerde beschrijving die wordt gegeven aan de hand van de bijgaande tekeningen waarin 5 fig. 1 schematisch een installatie voor de destructie van afvalmateriaal volgens de uitvinding weergeeft, fig. 2 schematisch een alternatieve uitvoeringsvorm van een installatie voor de destructie van afvalmateriaal volgens de uitvinding weergeeft, 10 fig· 3 schematisch een kraakkamer weergeeft die werkt volgens een uitvoeringsvorm volgens de onderhavige uitvinding, in combinatie met een verkolingsschacht en fig. 4 schematisch een kraakkamer weergeeft die werkt volgens een alternatieve uitvoeringsvorm van de uit-15 vinding, in combinatie met een verkolingsschacht.

De installatie weergegeven in fig. 1 omvat een verbranderovèrmaat die werkt met een zuurstof, dat wil zeggen zuivere verbranding. De afvalgassen worden naar een kraakkamer 2 geleid die hierna in detail zal worden be-20 schreven, waarin de chloorverbindingen die schadelijk zijn voor de gezondheid en die in het gas voorkomen, worden gekraakt door middel van UV straling. Zwaardere koolwaterstoffen worden gedesintegreerd door de thermische energie die gelijktijdig wordt toegevoerd.

25 De gewassen gassen worden daarna geschikt vanuit de kraakkamer eventueel na uitwassen van chloor dat meer in detail wordt beschreven aan de hand van fig. 2 naar een warmteuitwisselaar 3, een was- en koelinrichting 4 geleid en daarna afgevoerd door een schoorsteen 5. Deze 30 trappen geven de conventionele technologie weer en zullen niet verder worden besproken.

De installatie die schematisch is weergegeven in fig. 2 omvat een destructieinstallatie 10 waarin wordt gewerkt met ondermaat zuurstof en die derhalve kan worden gebruikt 35 voor de bereiding van brandbare gassen. De afvalgassen worden vanuit de oven naar een kraakkamer *11 geleid van hetzelfde 3501035 -6- 5 ï type als hiervoor aangeduid en dat hierna uitvoeriger wordt beschreven. Het gas uit de kraakkamer 11 wordt in een verkolingsschacht 12 geleid die er direct achter is geplaatst en waarin de warmtewaarde van het gas wordt vergroot door 5 gebruik te maken van de fysische warmteinhoud ervan.

Het gas wordt vanuit de verkolingsschacht via een koeler of warmteuitwisselaar 13 waarin de temperatuur wordt verlaagd tot een temperatuur van circa 350 - 700°C,.naar een inrichting voor het uitwassen van chloor 14 geleid waarin 10 chloor en/of waterstofchloride die in de gassen aanwezig zijn worden verwijderd door middel van een acceptor in de vorm van gebrande kalk, of van gebluste kalk en/of dolomiet.

Het zo gereinigde gas met verbeterde kwaliteit kan daarna door conventionele behandelingseenheden worden 15 geleid of kan worden afgevoerd voor verwarmen of voor ëên of andere andere toepassing.

Fig. 3 toont een kraakkamer 30 die aansluitend op een verkolingsschacht 31 is gebouwd. Op te merken valt dat de kraakkamer bij de installatie volgens fig. 1 afzonder-20 lijk werkt omdat een verkolingsschacht niet verplicht is.

Hetzelfde geldt uiteraard voor de uitvoeringsvorm van de kraakkamer die is weergegeven in fig. 4.

Bij de uitvoeringsvorm weergegeven in fig. 3 is de kraakkamer volgens de uitvinding uitgevoerd als een 25 reactor met een tangentiale inlaat 32 voor de afvalgassen die uit de verbrandingsoven komen. De kamer heeft een bodem-electrode 33 en een ringvormige electrode 34 waartussen een electrische boogontlading wordt opgewekt. Bij het passeren door de boogontlading zal een klein gedeelte van 3Q de afvalgassen de ionisatietemperatuur bereiken en derhalve W straling uit gaan zenden. Daar de afvalgassen met een roterende beweging stromen zullen ze uniform en volledig worden bestraald.

De fysische warmteinhoud van het gas wordt verder 35 yergroot in de kraakkamer door de geleverde electrische energie waardoor het mogelijk is de warmteinhoud in de 85 ö1035 4 % 1 * -7- daaropvolgende yerkolingscarturatiestap te gebruiken.

De verkolingsschacht 31 omvat een inlaat 36 voor cokes uit het boveneinde en een uitlaat 37 voor de rest-producten aan de hodemzijde. De afvalgassen worden aan 5 de bodem van de reactor ingevloeid en afgevoerd door een gasuitlaat 38 uit het boveneinde.

De cokesvulling in de schacht wordt verhit op de temperatuur van het gas, door de fysische wamteinhoud van het gas en zuurstof, kooldiaxyde en waterdamp worden met 10 de koolstof uit de cokes omgezet in koolmonomyde en waterstofgas. Daarna kan dit gas indien nodig op conventionele wijze worden gereinigd van zwavel. Na reiniging van zwavel (verwijdering van zwavel) indien deze wórdt toegepast, wordt het gas afgekoeld of in warmteuitwisseling gebracht 15 en gekoeld tot ongeveer 350 - 700°C en door een geschikte acceptor voor chloor en waterstofchloride, geschikt bestaande uit gebrande kalk of gebluste kalk en/of dolomiet, geleid.

Er wordt met voordeel een verticale reactor gevuld met de acceptor, toegepast.

2Q Fig. 4 geeft, net als fig. 3 eèn kraakkamer. 40 weer die direct naast een verkolingsschacht 41 is gemonteerd.

Een gas, geschikt een ëén-atomig gas wordt toegevaerd aan een piasmagenerator 42 en wordt daarin verhit op de ionisatie-temperatnur door middel van een in die generator opgewekte 25 elektrische boogoplading. Het zo verhitte gas wordt bij 43 in de kraakkamer 40 geleid terwijl het afvalgas in tangentitle richting via de inlaat 44 wordt ingevoerd en op deze wijze wordt bestraald met de uotraviolette stralen die door het plasmagas worden uitgezonden. Tegelijkertijd wordt 30 het afvalgas op zijn minst enigszins verhit door het hete plasmagas en deze warmte kan dan worden gebruikt net als hiervoor beschreven, in de verkolingsschacht. De hoeveelheid warmte die op deze wijze wordt toegevoerd kan op zichzelf worden geregeld.

35 8501035

Claims (18)

1. Werkwijze voor het reinigen van afvalgassen afkomstig van destructieinstallaties voor de behandeling van industrieel en huishoudelijk afvalmateriaal, van giftige chloorverbindingen en/of zwaardere koolwaterstoffen, met het kenmerk dat chloor-5 verbindingen die in de afvalgassen voorkomen worden ontleed door middel van bestraling met UV' licht in een kraakkamer en dat de in de afvalgassen voorkomende zwaardere koolwaterstoffen worden gekraakt door de gelijktijdige toevoer van uitwendige warmteenergie, onafhankelijk van de verbranding.

2. Werkwijze volgens conclusie 1 met het kenmerk dat de bestraling met UV wordt bewerkstelligd door de gassen door een 'electrische boogontlading te leiden die in de kraakkamer wordt opgewekt, teneinde een gedeelte van de gasstroom te verhitten tot de ionisatietemperatuur terwijl tegelijker-15 tijd de fysische warmteinhoud van de gassen wordt vergroot.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 met het kenmerk dat de bestraling tot stand wordt gebracht door afvalgassen door een kamer te leiden waarin een gas wordt ingevoerd dat in een piasmagenerator is verhit tot de ionisatietempe— 20 ratuur.

4. Werkwijze volgens ëën der voorgaande conclusies met het kenmerk dat de afvalgassen in tangentiale richting in de kraakkamer worden ingevoerd., en in een roterende beweging worden gébracht.

5. Werkwijze volgens ëën der voorgaande conclusies waarbij dedestructie installatie werkt met een ondermaat aan zuurstof om een brandbaar gas te vormen met het kenmerk dat het afvalgas na passeren van de kraakkamer in een schacht wordt geleid die is gevuld met koolstofhoudend 30 materiaal in de vorm van klompen om een gas te ontwikkelen dat koolmonoxyde en waterstof bevat, terwijl tegelijkertijd de warmteinhoud van het gas wotdt gebruikt om de zuurstof-potentiaal ervan te verlagen.

6. Werkwijze volgens conclusie 5 met het kenmerk dat 35 in de schacht een stof die dient om de reactiviteit te vergroten 8501035 % * -9- wordt gemengd met het koolstofhoudende materiaal in de vorm van klompen.

7. Werkwijze volgens conclusie 6 met het kenmerk dat de stof die dient voor het vergroten van de reactiviteit 5 een alkalimetaalverbinding is.

8. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies met het kenmerk dat de gereinigde gassen na af koelen of warmteuitwisseling tot een temperatuur van 350 - 700°C in een reactor worden geleid die is gevuld met een geschikte JO acceptor voor het verwijderen van chloor en/of HC1 uit het gas, alsmede voor het condenseren van eventuele metaaldampen uit het gas.

9. Werkwijze volgens conclusie 8 met het kenmerk dat als acceptor gebrande kalk of gebluste kalk en/of dolomiet 15 wordt gebruikt.

10. inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze volgens conclusie 1 voor het reinigen van afvalgassen afkomstig van destruetieinstallaties die dienen voor de destructie van industrieel en huishoudelijk afvalmateriaal , 20 van giftige chloorverbindingen en/of zwaardere koolwaterstoffen, omvattende een oven voor het vergassen en tenminste gedeeltelijk desintegreren van industrieel en huishoudelijk afvalmateriaal en conventionele organen voor warmteuitwisseling, reiniging en koeling, gekenmerkt door een kraakkamer die 25 een bron voor UV straling bevat alsmede een bron voor het toevoeren van warmteenergie.

11. Inrichting volgens conclusie 10 met het kenmerk, dat de kraakkamer tegen afkoeling is geïsoleerd (is voorzien van een warmteisolatie).

12. Inrichting volgens conclusie 10 of 11 met het kenmerk, dat de kraakkamer bestaat uit een reactor met een tangentiele inlaat voor de afvalgassen.

13. Inrichting volgens één der conclusies 10-12 met het kenmerk dat de bron van UV straling en voor de toevoer 35 van warmte-energie bestaat uit twee electroden die in de 3501035 -10- » . ' Γ kamer zijn gemonteerd en waartussen een electrische boog-ontlading in de kamer wordt opgewekt door welke boog de afvalgassen worden gedwongen te stromen.

14. Inrichting volgens één der conclusies 10-12 5 met het kenmerk dat de bron van UV straling en voor de toevoer van warmte-energie bestaat uit een piasmagenerator die in de onmiddellijke nabijheid van de kraakkamer is opgèsteld en in welke piasmagenerator een gasstroom wordt verhit op de ionisatietemperatuur, welk geïoniseerd gas vervolgens 10 in de kraak(kamer) wordt ingevoerd.

15. Inrichting volgens één der conclusies 10-14 met het kenmerk dat deze een verkolingsschacht omvat, gevuld met koolstofhoudend materiaal in de vorm van klompen, welke verkolingsschacht onmiddellijk na de kraakkamer is op-15 gesteld.

16. Inrichting volgens één der conclusies 10-15 met het kenmerk, dat deze een reactor omvat gevuld met een geschikte acceptor voor chloor en HC1, die na de kraakkamer is opgesteld.

17. Inrichting volgens één der conclusies 10-15 met het kenmerk dat deze een. verkolingsschacht omvat die na de kraakkamer is opgesteld en een koeler of warmtewisselaar omvat voor het afkoelen van het gas tot een temperatuur van 350 - 750°G. 25

18, Inrichting volgens conclusie 17 met het kenmerk dat deze een reactor omvat gevuld met een geschikte acceptor voor chloor en HC1 die na de kraakkamer is geplaatst. 8501035