PL185429B1

PL185429B1 - Sposób przetwarzania pozostałości z procesu oczyszczania gazów powstałych w wyniku spalania śmieci i odpadów przemysłowych

Info

Publication number: PL185429B1
Application number: PL98337278A
Authority: PL
Inventors: Daniel Daviller; Laurent Rizet
Original assignee: Fibac Sa; R V X Sa
Priority date: 1997-06-11
Filing date: 1998-06-10
Publication date: 2003-05-30
Also published as: PL337278A1; WO1998056464A1; JP2002503146A; CN1126578C; PT988094E; FR2764531A1; ES2167907T3; ATE207771T1; DE69802281T2; DE69802281D1; DK0988094T3; CN1263477A; CZ294643B6; US6403045B1; CZ446199A3; AU7925098A; FR2764531B1; EP0988094B1; KR20010020464A; BR9812994A

Abstract

1 . Sposób przetwarzania pozostalosci z procesu oczysz- czania gazów powstalych w wyniku spalania smieci i odpadów przemyslowych, znamienny tym, ze sklada sie z naste- pujacych etapów: A) odsalania pozostalosci (1,1) przez zmywanie wegla- nem sodu (2) w ilosci wystarczajacej, lub nieznacznie nadmie- rnej celem rozpuszczenia wszystkich soli, w tym siarczanów i wytracic rozpuszczalny wapn, pH bedace wieksze od 11, nastepnie przeprowadzamy separacje cieczy i cial stalych uzyskujacy odsolone ciasto (3); B) perkolacja ciasta (3) uzyskanego w etapie A) przez weglan sodu w ilosci wystarczajacej lub nieznacznie nad- miernej celem uzyskania reakcji z wapnem znajdujacym sie w tym ciescie, lub w razie koniecznosci dodanym, celem uzyskania zasadowosci niezbednej do rozpuszczenia metali amfoterycznych, pH wieksze od 12, nastepnie poprzez sepa- racje cial stalych i cieczy uzyskuje sie ciasto (6) i ciecz (7) neutralizowana za pomoca gazu weglowego (8), otrzymany roztwór filtruje sie, celem uzyskania, z jednej strony, masy wodorotlenków metali (ii), a z drugiej, wodnego roztworu weglanu sodu (14), który moze byc uzyty w etapie B); C) neutralizacja, do pH zawartego miedzy 6,5 a 8,5, po- zostalosci (6, 61) z etapu B). F i g . 2 PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób przetwarzania pozostałości z procesu oczyszczania gazów powstałych w wyniku spalania śmieci i odpadów przemysłowych.

Spalarnie śmieci produkują oprócz popiołu, także dym, zawierający pyły i szkodliwe gazy. Oczyszczanie gazów jest zasadniczo realizowane za pomocą wapnia: kwas solny i siarkowy są

185 429 gromadzone i przetwarzane w chlorek i siarczek wapnia, podczas gdy metale ciężkie obecne w dymie są absorbowane, przez osadzanie się na powierzchni wapna. Całość uzyskana w wyniku takiego działania wapna tworzy pozostałość, która jest usuwana, lub składowana w miejscach wyznaczonych przez administrację na szczeblu krajowym, europejskim, lub międzynarodowym. Pozostałości te zawierają więc produkty reakcji z wapnem, metale ciężkie amfoteryczne, węglan wapnia, wapno, oraz produkty spalania wchłonięte podczas oczyszczania wapnem, obojętne pyły (np. aluminium i krzem). Skład tych pozostałości i proporcje ich składników zależą oczywiście od natury spalanych śmieci i odpadów, jak również od zastosowanego sposobu oczyszczania wapnem. Jeżeli chodzi o zanieczyszczenia tych pozostałości, wyróżniamy trzy kategorie:

- wolne cząsteczki substancji szkodliwych,

- cząsteczki zawierające substancje szkodliwe w formie stałej, nie stwarzające zagrożenia dla otoczenia,

- cząsteczki zawierające substancje szkodliwe łatwo uwalniające się do otoczenia, wagowo reprezentują one około 2% pozostałości.

Jak łatwo się domyślić, to właśnie ta ostatnia kategoria jest źródłem potencjalnego zanieczyszczenia: zawiera ona swobodne cząstki metali ciężkich, których uwolnienie się do otoczenia jest możliwe i jest ona źródłem aktualnych przepisów nakazujących składowanie pozostałości w odpowiednich miejscach. Jednym z celów prezentowanego wynalazku jest dostarczenie sposobu przetwarzania pozostałości z procesu oczyszczania gazów powstałych w wyniku spalania śmieciodpadów przemysłowych, pozwalającego na wytrącenie metali ciężkich i maksymalną neutralizację pozostałych związków Innym celem tego wynalazku jest dostarczenie sposobu, pozwalającego na separację różnych składników obecnych w pozostałościach, celem ich najskuteczniejszego odzysku, utylizacji i eliminacji zgodnie z obowiązującymi przepisami. Dodatkowym celem jest dostarczenie sposobu pozwalającego na używanie gazu węglowego, w takiej postaci wjakiej jest on produkowany np. w spalarniach. Innym celem tego wynalazkujest dostarczenie sposobu pozwalającego uzyskiwać otrzymywane produkty o maksymalnej wartości, przy minimalnych kosztach.

Cele te, jak również inne, które pojawiąsię w dalszym ciągu, osiągane sąprzez zastosowanie sposobu przetwarzania pozostałości z procesu oczyszczania gazów powstałych w wyniku spalania śmieci i/lub odpadów przemysłowych, który zgodnie z wynalazkiem, charakteryzuje się tym, że składa się z następujących etapów:

A) odsalania pozostałości przez zmywanie węglanem sodu w ilości wystarczającej, lub nieznacznie nadmiernej celem rozpuszczenia wszystkich soli, w tym siarczanów i wytrącić rozpuszczalny wapń, pH będące większe od 11, następnie przeprowadzamy separację cieczy i ciał stałych uzyskując odsolone ciasto;

B) perkolacja ciasta uzyskanego w etapie A) przez węglan sodu w ilości wystarczającej lub nieznacznie nadmiernej celem uzyskania reakcji z wapnem znajdującym się w tym cieście, lub w razie konieczności dodanym, celem uzyskania zasadowości niezbędnej do rozpuszczenia metali amfoterycznych, pH większe od 12, następnie poprzez separację ciał stałych i cieczy uzyskuje się ciasto i ciecz neutralizowaną za pomocą gazu węglowego, otrzymany roztwór filtruje się, celem uzyskania, z jednej strony, masy wodorotlenków metali, a z drugiej, wodnego roztworu węglanu sodu, który może być użyty w etapie B);

C) neutralizacja, do pH zawartego między 6,5 a 8,5, pozostałości z etapu B).

Korzystnie, przed etapem A) realizuje się etap D), wstępnego płukania pozostałości za pomocą wody, celem wyeliminowania rozpuszczalnego wapnia, w szczególności pod postacią chloranu wapnia.

Najkorzystniej, roztwór powstały w wyniku etapu A) jest neutralizowany przez wdmuchiwanie gazu węglowego, po czym na drodze separacji ciał stałych i cieczy rozdziela się masę wodorotlenków metali i zneutralizowany roztwór. To samo powtarza się dla masy wodorotlenków metali i zneutralizowanego roztworu. To samo powtarza się z roztworem uzyskanym w etapie D). Zneutralizowane roztwory są mieszane i filtrowane celem uzyskania cieczy składającej się z solanki chlorku wapnia i sodu oraz osadu siarczanu wapnia lub gipsu.

185 429

Korzystnie, pomiędzy etapami A) i B), realizuje się etap E), płukania odfiltrowanego ciasta uzyskanego w etapie B) celem eliminacji maksymalnie dużej ilości metali pozostających w roztworze. Płukanie jest najkorzystniej rozwiązane za pomocą wstrzykiwania gazu węglowego aż do uzyskania pH bliskiego 11. Roztwór węglanu sodujest korzystnie używany powtórnie w etapie A).

Jeśli chodzi o etap C) neutralizacji roztworów uzyskanych w etapach B) lub E), realizuje się go poprzez wstrzykiwanie gazu węglowego celem wytrącenia węglanów wapnia, ażeby uzyskać pozostałości oczyszczone.

Przedmiot wynalazku został przedstawiony poniżej na przykładach realizacji sposobu według wynalazku objaśnionych rysunkiem, na którym:

Figura 1 jest schematycznym diagramem następujących po sobie głównych etapów, tworzących sposób przetwarzania pozostałości z procesu oczyszczania gazów powstałych w wyniku spalania śmieci i/lub odpadów przemysłowych, zgodny z prezentowanym wynalazkiem.

Figura 2 jest schematycznym diagramem następujących po sobie etapów najkorzystniejszej realizacji tego samego sposobu.

Jak możemy zauważyć na fig. 1 sposób przetwarzania pozostałości powstałych w wyniku spalania śmieci i/lub odpadów przemysłowych składa się zgodnie z wynalazkiem z co najmniej trzech etapów.

W pierwszym etapie, lub etapie A), pozostałości z procesu oczyszczania 1 są odsalane przez zmywanie węglanem sodu 2. Ilość użytego węglanu sodujest co najmniej wystarczająca do rozpuszczenia wszystkich soli, w tym siarczanów, to znaczy co najmniej w ilości stechiometrycznej pozwalającej na wytrącenie wapnia;

pH jest w konsekwencji większe od 11 a najkorzystniej wynosi 12. Następnie przeprowadzamy separację cieczy i ciał stałych, poprzez np. filtrację, celem uzyskania zjednej strony odsolonego ciasta 3 a z drugiej bogatego w sole roztworu 4. Bogaty w sole roztwór 4 uzyskany w etapie A), jest neutralizowany przez wstrzykiwanie gazu węglowego 8 (etap G)): pH zawarte jest między 8,5 a9,5 a najkorzystniej między 9 a 9,2. Separując ciała stałe od cieczy poprzez np. filtrowanie uzyskuje się zjednej strony masy wodorotlenków metali 11, a z drugiej neutralny roztwór 15.

Odsolone ciasto 3 otrzymane w etapie A) jest podczas drugiego etapu lub etapu B) poddane perkolacji przez węglan sodu w ilości koniecznej lub nieco nadmiarowej, celem uzyskania zasadowości niezbędnej do rozpuszczenia metali amfoterycznych takich jak kadm (Cd), ołów (Pb) i cynk (Zn), tzn. pH większego niż 12 a najkorzystniej wynoszącego około 14. Zasadowość jest otrzymana poprzez reakcję węglanu sodu z wapnem obecnym w pozostałościach i/lub dodanym w 5 w miarę potrzeby. Następnie dokonuje się separacji ciał stałych i cieczy, celem uzyskania zjednej strony ciasta pozostałości nieskażonych 6 a z drugiej cieczy 7 zawierającej metale amfoteryczne.

Ta ciecz 7 jest neutralizowana (etap F) za pomocą gazu węglowego 8, o pH zawartym między 11 i 11,5, najkorzystniej równemu 11, a następnie roztwór jest filtrowany celem uzyskania zjednej strony masy wodorotlenków metali 11 a z drugiej roztworu wodnego węglanu sodu 4, który może zostać ponownie użyty w etapie B).

Ciasto nieskażonych pozostałości 6 otrzymane w etapie B) jest w trzecim etapie, etapie C), neutralizowane przez wstrzykiwanie gazu węglowego 8 celem wytrącenia wapna w formie węglanu wapnia, pH zawarte między 6,5 a 8,5 jest najkorzystniej równe 7,5; następnie dokonuje się separacji ciał stałych i cieczy poprzez np. filtrowanie, celem uzyskania z jednej strony oczyszczonych pozostałości 9, a z drugiej roztworu wodorowęglanu sodu.

Oczyszczone pozostałości 9 otrzymane w etapie C mogą zostać dosypane lub dodane do ognia spalarni celem przetworzenia w żużel; są więc one produktem.

Zgodnie z najkorzystniejszą wersją sposobu zaprezentowaną na fig. 2, posiada ona etapy dodatkowe w stosunku do opisanych powyżej i zilustrowanych na fig. 1.1 tak, może być korzystne, przed etapem A), poddanie pozostałości z procesu oczyszczania gazów powstałych w spalarniach płukaniu w wodzie (etap D), ewentualnie domieszkowanej węglanem sodu, czyli na przykład w roztworze 12 uzyskanym w etapie C. W wyniku separacji ciał stałych i cieczy otrzymuje się zjednej strony ciasto pozostałości pozbawionych chloranów 11, a z drugiej roztwór chloranów 13. Neutralizuje się ten roztwór w etapie G, poprzez wstrzykiwania gazu węglowego 8,

185 429 pHjest zawarte między 8,5 a 9,5. Separując ciała stałe od cieczy poprzez np. filtrowanie uzyskuje się z jednej strony masy wodorotlenków metali H a z drugiej neutralny roztwór 14.

Ów neutralny roztwór 14 otrzymany w etapie G’jest mieszany z roztworem 15 otrzymanym w etapie G; następnie dokonujemy separacji ciał stałych od cieczy, poprzez np. filtrowanie, uzyskując ciecz 16 będącą solanką chlorków wapnia i sodu, oraz wytrącaj ąc siarczek wapnia lub gips 17.

Ciasto oczyszczonych pozostałości 6 otrzymane w etapie B) może zostać poddane w etapie

E) płukaniu w wodzie celem wyeliminowania sody i ewentualnych metali pozostających w cieczy. Roztwór 18 użyty do płukania jest następnie poddany wstrzykiwaniu gazu węglowego 8 aż do uzyskania pH bliskiego 11 (patrz etap I). Roztwór 2 zneutralizowany w ten sposób zawierający węglan sodu oraz metale jest użyty w etapie A). Ciasto nieskażonych pozostałości 6 jest następnie oczyszczane w etapie C.

W poniższej tabeli opisany jest skład oczyszczonych pozostałości uzyskanych z różnych pozostałości procesu spalania poddanych oczyszczeniu w sposób zgodny z wynalazkiem.

Pozostałości	Skład wagowy procentowo
	Na	K	Ca	Cl	SO4	Pb	Zn
Suche	Przed	3	4,6	36	22,4	1,5	0,04	0,27
	Po	0	0	53,75	0	0	0,007	0,088
Półsuche	Przed	0,8	1,6	16,8	5	4,4	0,17	0,57
	Po	0	0	19,46	0	0	0,05	0,22
Wilgotne	Przed	0	0	10,8	0,64	4,95	0,4	1,26
	po	0	0	18,33	0	0	0,12	0,34

185 429

I i ¹ 1 ¹ . ’ . I ,

I ι

-> 2

Fig- 2

185 429

I

->

Fig.l

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób przetwarzania pozostałości z procesu oczyszczania gazów powstałych w wyniku spalania śmieci i odpadów przemysłowych, znamienny tym, ze składa się z następujących etapów:

A) odsalania pozostałości (1, 1) przez zmywanie węglanem sodu (2) w ilości wystarczającej, lub nieznacznie nadmiernej celem rozpuszczenia wszystkich soli, w tym siarczanów i wytrącić rozpuszczalny wapń, pH będące większe od 11, następnie przeprowadzamy separację cieczy i ciał stałych uzyskujący odsolone ciasto (3);

B) perkolacja ciasta (3) uzyskanego w etapie A) przez węglan sodu w ilości wystarczającej lub nieznacznie nadmiernej celem uzyskania reakcji z wapnem znajdującym się w tym cieście, lub w razie konieczności dodanym, celem uzyskania zasadowości niezbędnej do rozpuszczenia metali amfoterycznych, pH większe od 12, następnie poprzez separację ciał stałych i cieczy uzyskuje się ciasto (6) i ciecz (7) neutralizowaną za pomocągazu węglowego (8), otrzymany roztwór filtruje się, celem uzyskania, zjednej strony, masy wodorotlenków metali (ii), a z drugiej, wodnego roztworu węglanu sodu (14), który może być użyty w etapie B);

C) neutralizacja, do pH zawartego między 6,5 a 8,5, pozostałości (6, 61) z etapu B).

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przed etapem A), realizuje się etap

D) polegający na płukaniu pozostałości wod^ celem wyeliminowania rozpuszczalnych soli wapnia, takich jak w szczególności chloran wapnia.

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że roztwór uzyskany w etapie A)jest neutralizowany poprzez wstrzykiwanie gazu węglowego (8) i tym, że na drodze separacji ciał stałych i cieczy uzyskuje się masy wodorotlenków metali (ii) i zneutralizowany roztwór (15).

4. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że roztwór uzyskany w etapie D) jest neutralizowany poprzez wstrzykiwanie gazu węglowego (8) i tym, że na drodze separacji ciał stałych i cieczy uzyskuje się masy wodorotlenków metali (H) i zneutralizowany roztwór (14).

5. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że zneutralizowane roztwory (14, 15) są zmieszane i filtrowane celem uzyskania cieczy składającej się z solanki chlorków wapnia i sodu (16) oraz osadu siarczku wapnia lub gipsu (17).

6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, ze pomiędzy etapami B) i C), realizowany jest etap E), płukania ciasta (6) i uzyskanego w etapie B), celem eliminacji sody i metali pozostających w cieczy i tym, że gromadzi się roztwór płuczący.

7. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że do zneutralizowanych roztworów wstrzykuje się gaz węglowy aż do uzyskania pH bliskiego 11, celem uzyskania roztworu węglanu sodu.

8. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że roztwór węglanowy jest używany ponownie w etapie A).

9. Sposób według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, albo 6, znamienny tym, że pozostałości (6, 61) otrzymane w etapach B) lub E) są neutralizowane poprzez wstrzykiwanie gazu węglowego (8) celem wytrącenia węglanów wapnia (10) celem uzyskania pozostałości oczyszczonych (9).