AT501844B1 - Verfahren zur verbrennung eines alkalische verbindungen enthaltenden organischen abfallkonzentrats unter oxidativen bedingungen - Google Patents

Description

2 AT 501 844 B1

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbrennung von einem alkalische Verbindungen enthaltenden organischen Abfallkonzentrat, wobei das Verfahren bei einer Temperatur von mindestens 850°C durchgeführt wird und bei der Verbrennung gebildete Abgase durch Zumischung eines kühleren Mediums zu den Abgasen gekühlt werden, während gleichzeitig Wasser oder 5 rückgeführte wässrige Lösung in zumindest dem Verkrustungstemperaturgebiet auf die Wände einer Kühlzone gegossen wird, um ein Verkrusten der Wände zu vermeiden.

Holz kann chemisch oder mechanisch bearbeitet werden, um für die Papierherstellung geeignete Fasern herzustellen. In chemischen Prozessen wird das Lignin, das die Holzfibern miteinan-io der verbindet, in einem chemischen Prozess bei erhöhten Temperaturen und unter Druck aufgelöst. Die chemische Lösung kann sauer oder basisch sein. In einem alkalischen Kochverfahren, bekannt als Sulfat- oder Papierkochen, werden NaOH und Na2S als Kochchemikalien eingesetzt. Die Ausbeute an Zellstoff vor dem Bleichvorgang ist ungefähr 50%. Lösliche Holzverbindungen und Kochchemikalien werden in einem Waschschritt von der Faser als Lösung is mit einem Gesamtfeststoffanteil von über 10% zurückgewonnen, der Rest ist Wasser. Die Ablauge wird mittels Verdampfung aufkonzentriert, woraufhin sie in einem chemischen Laugenverbrennungskessel unter reduktiven Bedingungen verbrannt wird. Der Wärmeinhalt des aus dem Holz herausgelösten organischen Materials wird als Hochdruckdampf wiedergewonnen, mit welchem Elektrizität und Prozessdampf mit geringerem Druck hergestellt wird, für gewöhn-20 lieh mittels eines Turbinengenerators. Die Chemikalien bilden eine Schmelze auf dem Boden des Laugenverbrennungskessels, wobei die Schmelze in Wasser gelöst wird. Die als Hauptkomponenten Na2C03 und Na2S enthaltende Lösung wird in einem herkömmlichen Kaustifizierungsprozess in für die Wiederverwendung geeignete Kochchemikalien umgewandelt. 25 Eine kosteneffektive Herstellung von Sulfatzellstoff erfordert die oben beschriebene Verbrennung der Ablauge und die Wiedergewinnung der Chemikalien mittels Kaustifizierung, wobei allerdings Anlagen mit sehr hohen Investitionskosten erforderlich sind.

In mechanischen Entfaserungsverfahren beträgt die Ausbeute eines gebleichten Produktes 90 30 bis 97% bezogen auf das Holz. Ein thermo-mechanisches Zellstoffverfahren, d.h. das TMP-Verfahren (fhermo mechanical pulping process) ist für gewöhnlich in einer Papiermühle integriert. Der chemische Sauerstoffbedarf (Chemical oxygen demand, COD) des Abwassers beträgt 50 bis 80 kg/Tonne hergestelltem Zellstoff. Dieses Abwasser wird einem biologischen Reinigungsverfahren in Verbindung mit anderen Abwässern der Papiermühle unterworfen. 35

Chemische thermo-mechanische Veredelungs- oder CTMP-Anlagen sind nicht so häufig in einer Papiermühle eingebunden, sondern vielmehr wird der hergestellte Zellstoff anderswo gebleicht, getrocknet und für die Verwendung transportiert. Der chemische Sauerstoffbedarf des Abwassers dieses Verfahrens ist doppelt so hoch im Vergleich zu dem herkömmlichen 40 mechanisch entfaserten Zellstoff, wobei sich ebenso die Kosten für die Abwasseraufbereitung in einer biologischen Aufbereitungsanlage annähernd verdoppeln. Des Weiteren können die verwendeten Chemikalien nicht wiedergewonnen werden, sondern werden stattdessen häufig in nahegelegenen Gewässern entsorgt, sodass sie eine Gefahr für die Umwelt darstellen. Zusätzlich ist bekannt, dass der Betrieb einer biologischen Aufbereitungsanlage aufgrund der von dem 45 Holz in das Abwasser gelösten Extrakte problematisch ist. Die ursprüngliche Funktion der Extrakte war der Schutz des Holzes vor Fäulnis.

Das CTMP-Verfahren liefert Fasern mit einer hohen Ausbeute von über 90%, wobei dessen Fasern in manchen Anwendungen den Sulfatzellstoff ersetzen können. Zusätzlich zu der hohen so Faserausbeute sind die Investitionskosten in Relation zu der Produktionskapazität erheblich geringer als in einem Sulfatzellstoffverfahren.

In einer CTMP-Anlage werden für gewöhnlich Holzschnitzel mit einer Na2S03-Lösung imprägniert. Im Allgemeinen beträgt der Chemikalienverbrauch etwa 20 kg / Tonne Zellstoff. Nach der 55 Veredelung wird der Zellstoff unter Verwendung von etwa 20 kg H202 / Tonne Zellstoff mit eine 3 AT 501 844 B1 gleichen Menge an NaOH gebleicht. Außerdem wird für gewöhnlich bis zu 20 kg Natriumsilikat pro Tonne Zellstoff als Inhibitor verwendet.

Heutzutage sind auch silikatfreie Inhibitoren kommerziell erhältlich. 5

Wenn ein passendes und kosteneffektives chemisches Aufbereitungsverfahren nach Art jener in Sulfatzellstoffanlagen für Anlagen, die gebleichten chemisch-mechanischen Refinerzellstoff hersteilen, verfügbar wäre, könnte der überragende Wettbewerbsvorteil einer CTMP-Anlage verbessert und die durch die Anlage verursachte Umweltbelastung reduziert werden. 10

Der erste Schritt in diese Richtung auf dem Niveau einer Anlage in natürlicher Größe wurde bereits in einer kanadischen Anlage, die gebleichten chemisch-mechanischen Refinerzellstoff herstellt, getan. Das Produkt wird getrocknet und verkauft. 15 In dieser Anlage werden die Imprägnierung mit einer Natriumsulfitlösung und das Bleichen mit Alkaliperoxid durchgeführt. Die Ablauge von beiden Schritten wird durch Verdampfung aufkonzentriert, und die konzentrierte Lauge wird in einem Laugenverbrennungskessel verbrannt, wobei die organische Substanz zu Kohlenstoffdioxid verbrannt wird, während die verbrauchten Natrium- und Schwefelchemikalien zu einer Schmelze von Na2S und Na2C03 reduziert werden. 20 In diesem bekannten Prozess wird die Schmelze gekühlt und für einen möglichen späteren Gebrauch gelagert. Da beide Verbindungen wasserlöslich sind, müssen sie unter trockenen Bedingungen gelagert werden.

Die industrielle Verwendung eines Zellstoffverfahrens, bekannt als der Sonoco-Prozess, ist in 25 der Veröffentlichung Appita, Vol. 33, S. 447-453 beschrieben. Die derart hergestelite Faser ist sogenannter NSSC-Zellstoff, hergestellt durch die Imprägnierung von Holzschnitzel mit einer Na2S03-Lösung bei erhöhtem Druck und Temperatur in einem kontinuierlichen Kocher. Nach dem Kochen wird die Entfaserung in einem Refiner durchgeführt. Die Ausbeute an Zellstoff beträgt etwa 80% des Holzes. Die in diesem Verfahren eingesetzten aktiven Chemikalien sind 30 die gleichen wie in einem CTMP-Verfahren. Gemäß der Veröffentlichung wird eine chemische Wiederaufbereitung durch Zusatz von Aluminiumhydroxid zu dem Verdampfungsprozess vor der abschließenden Aufkonzentrierung durchgeführt. Zusätzlich wird wiederverwendbares Natriumaluminat zu der starken Ablauge zugefügt und dieses Mischung wird pelletiert. Die Pellets werden in einem Rotationstrockenofen mit einer Ausgangsendtemperatur von über 35 900°C verbrannt. Reduzierende Bedingungen herrschen in dem Inneren der Pellets vor und der

Schwefel der Ablauge wird zu Sulfid reduziert, und gleichzeitig bilden Natrium und Aluminium ein stabiles Natriumaluminat mit einer hohen Schmelztemperatur (1600°C). Der Schwefel wird von dem Pellet als H2S freigegeben und wird unmittelbar zu S02 oxidiert. Ein Teil der verbrannten Pellets wird zermahlen und zu der Pelletierung des Ablaugekonzentrats zurückgeführt. Der 40 verbleibende Teil der Aluminat-Pellets wird aufgelöst. Natriumaluminat ist wasserlöslich und bildet eine starke alkalische Lösung. Das S02 der Abgase wird in dieser Lauge absorbiert, wobei Na2S03 gebildet wird und Aluminiumhydroxid ausfällt.

Das Na2S03 wird für die Imprägnierung wieder verwendet und das Aluminiumhydroxid wird zu 45 der Eindampfung der Ablauge hinzugefügt.

Im Allgemeinen lehrt die Literatur des Fachgebietes, dass die Herstellung eines CTMP-Zellstoffs die Sulfonierung des Lignins in der Imprägnierungsphase erfordert, d.h. die Verwendung von Sulfit, und der Zellstoff wird normalerweise unter Verwendung von Peroxid gebleicht, so wobei dieser Prozess alkalische Bedingungen benötigt. Für gewöhnlich wird NaOH zur Einstellung des pH-Wertes eingesetzt. Die Verbrennung von aus Holz herausgelösten organischen Substanzen und die Wiedergewinnung von Natrium und Schwefel sind durch die bekannte Technologie möglich, wie das obengenannte Sonoco-Verfahren, das aber sehr anspruchsvoll ist und hohe Geräteinvestitionen verlangt. Alternativ dazu kann ein Tampella-55 Wiedergewinnungsverfahren eingesetzt werden. 4 AT 501 844 B1

In einer in Betrieb stehenden Mühle wird der gebleichte chemisch-mechanische Refinerzellstoff unter Ven/yendung einer oxidierten Grünlauge als Alkali hergestellt. Es enthält Natriumcarbonat (Na2C03j als aktives Alkali. Eine andere Hauptkomponente ist Na2S04, das bezüglich des Prozesses inert ist. In dieser Mühle wird die Ablauge bis zu einem Feststoffgehalt von 35 bis 5 45% eingedampft und gemeinsam mit Schwarzlauge einer sich in demselben Gebiet befindli chen Sulfatzellstoffmühle in einem Laugenverbrennungskessel der Mühle verbrannt. Bei diesem Vorgang wird das Natrium von der Herstellung des chemischen thermo-mechanischen Refinerzellstoffs wiedergewonnen und der Imprägnierung und dem Bleichen als oxidierte Grünlauge rückgeführt. Das oben angeführte Verfahren ist vorzuziehen, es kann aber nur durchgeführt io werden, wenn ein Laugenverbrennungskessel einer benachbarten Mühle ausreichende Kapazitäten aufweist, um ebenso das Konzentrat von der Herstellung des mechanischen Zellstoff zu verbrennen.

Wenn das oben genannte Ablaugekonzentrat nicht in einem Sodarückgewinnungskessel ver-15 brannt werden kann, muss die Rückführung der Chemikalien in einem separaten Rückgewinnungssystem erfolgen, zum Beispiel unter Verwendung des Kreislaufs von Na-Aluminat. Ein Verfahren dieser Art wird in der finnischen Patentanmeldung 20020123 und in der zugehörigen internationalen Veröffentlichung WO 03/062526 beschrieben. 20 In diesem bekannten Verfahren werden die Fasern nach der Veredelung und dem Bleichen gewaschen. Die gelösten organischen Substanzen und die verwendeten Na-Chemikalien werden in das Abwasser geleitet. Der Feststoffgehalt der Ablauge des gebleichten chemischmechanischen Refinerzellstoff ist etwa 1,5% und der Feststoffgehalt der Ablauge des gebleichten thermo-mechanischen Zellstoffe ist etwa 0,5%. 25

Diese Ablaugen können tatsächlich biologisch behandelt werden, aber aufgrund des hohen COD-Gehaltes ist eine derartige Anlage und ihr Betrieb sehr teuer und zusätzlich wird das gesamte in der Zellstoffherstellung eingesetzte Natrium in nahegelegenen Wasserstrassen gelagert. 30

Eine Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur Verbrennung eines organischen Abfallkonzentrats, das Alkalimetallverbindungen sowie Schwefel- und Silikatverbindungen enthält. 35 Ein Problem bei der Verbrennung eines Alkalimetallverbindungen enthaltendem organischem Abfallkonzentrats unter oxidativen Verbindungen ist, dass die erhaltenen Alkalimetallcarbonate sehr klebrig sind und sich daher auf den Wänden einer Verbrennungszone ablagern werden. Somit ist eine Aufgabe der Erfindung, diesen Nachteil zu überwinden, so dass die Verbrennung in einer Art und Weise ausgeführt werden kann, dass die Alkalimetallverbindungen als eine 40 wässrige Lösung von Alkalimetallcarbonaten wiedergewonnen werden können.

Dies kann durch die Verwendung eines Verfahrens, das die besonderen Merkmale des Kennzeichens des Anspruchs 1 umfasst, erzielt werden. 45 Wenn die Verbrennung bei einer Temperatur von mindestens 850°C unter oxidativen Bedingungen durchgeführt wird, sodass die Alkalimetallverbindungen als wasserlösliche Alkalimetallcarbonate wiedergewonnen werden und die gebildeten Abgase schnell und effektiv durch Mischen unterhalb des Verkrustungstemperaturbereichs der Alkalimetallcarbonate durch das Zumischen eines kühleren Mediums zu den Abgasen gekühlt werden, haben die Alkalimetall-50 carbonate keine Zeit, an den Wänden der Verbrennungszone haften zu bleiben. Durch gleichzeitiges Gießen von Wasser auf die Wände der Verbrennungszone, um einen Wasserfilm auf den Wänden der Verbrennungszone zu bilden, zumindest im Bereich der Verkrustungstemperatur, wird das Verkrusten der Wände verhindert. Dabei wird sich ein Teil der während der Verbrennung gebildeten Alkalimetallcarbonate in dem gebildeten Wasserfilm lösen, und der 55 Hauptteil der gebildeten Alkalimetallcarbonate wird von den Abgasen, beispielsweise unter 5 AT 501 844 B1

Verwendung eines Elektrofilters, abgetrennt und in Wasser gelöst. Der Zusatz eines stöchiometrischen Überschusses an fein pulverisiertem Kalkstein und/oder gebranntem Kalk in Hinblick auf die Schwefel- und Silikatverbindungen, die in dem zu verbrennenden organischem Abfallkonzentrat enthalten sind, vor der Aufkonzentrierung des organischen Abfallkonzentrats, bindet 5 die Schwefel- und Silikatverbindungen, so dass sie vom Prozess abgetrennt werden können.

Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt daher die Verbrennung eines getrockneten Konzentratpulvers oder eines Ablaugenkonzentrats ohne den Zusatz, von Aluminiumhydroxid. io Ein organisches Abfallkonzentrat, das Alkalimetallverbindungen enthält, wird vorzugsweise bei einer Temperatur von etwa 900 bis 1250°C verbrannt, wobei bevorzugterweise die Menge der Verbrennungsluft gesteuert wird. Ein Hilfsbrennstoff kann verwendet werden, wenn das zu verbrennende Abfallkonzentrat einen niedrigen Wärmewert aufweist. 15 Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung werden die gebildeten Abgase unter etwa 600°C gekühlt mittels Mischen der Abgase mit vorzugsweise Wasser, Luft und/oder kälterem Abgas. Dabei werden die Abgase sehr rasch unter den Verkrustungstemperaturbereich gekühlt.

Anstatt Wasser kann eine wässrige Lösung von gelösten Alkalimetallcarbonaten auf die Wände 20 der Kühlzone gegossen werden, um zu einem für eine weitere Verwendung geeigneten Gehalt aufkonzentriert zu werden.

Der Feststoffgehalt des zu verbrennenden organischen Abfallkonzentrats liegt bevorzugterweise bei zumindest 25 Gew-%, d.h. es kann sogar ein völlig trockenes Pulver sein, wobei es 25 außerdem ohne jeglichen Hilfsstoff verbrannt werden kann.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders geeignet für die Verbrennung eines Konzentrates, das durch Aufkonzentrierung der Ablauge eines mechanisch entfaserten und gebleichten Zellstoffs hergestellt wurde, wobei die bei der Verbrennung gebildete Asche hauptsächlich aus 30 wasserlöslichen Alkalimetallcarbonaten besteht, die in Wasser gelöst und wieder verwendet werden. Das Verfahren ist insbesondere verwendbar für Ablaugen, die keinen nennenswerten Anteil an Silikat aülweisen.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist jedoch auch zur Verbrennung von äußerst unterschiedli-35 chen Arten von Abfall, die Alkalimetalle aufweisen, für deren weitere Verarbeitung geeignet. Beispiele für derartige Abfälle sind Schlamm oder Abfall von Deinkingverfahren von Recyclingpapier, deren Abfälle unter alkalischen Bedingungen während der in einer Wasserphase durchgeführten organischen Synthese entstehen, beispielsweise die Hydrolisierung von Monochlorbenzol zu Benzol unter alkalischen Bedingungen. 40

Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figur, die eine vertikale Schnittansicht einer für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendbare Vorrichtung zeigt, näher beschrieben. 45 Die Vorrichtung enthält eine Verbrennungskammer 1 und eine Abkühlkammer 2, die sich unter der Verbrennungskammer 1 als Verlängerung derselben erstreckt. Die Verbrennungskammer 1 ist von einem Stahlgehäuse 3 umgeben, das im Inneren mit feuerbeständigem Mauerwerk 4 ausgefüllt ist. Die Verbrennungskammer 1 ist an ihrem unteren Ende offen, und ihr oberes Ende ist mit einem Brenner 5 ausgestattet, von dem ein zu verbrennendes und Alkalimetallverbin-50 düngen enthaltendes organisches Abfallkonzentrat sowie Luft, mit Sauerstoff angereicherte Luft oder Sauerstoff, die/der für die Verbrennung benötigt wird, und gegebenenfalls ein Hilfsbrennstoff in die Kammer 1 geleitet werden.

Die eine untere Verlängerung der Brennkammer 1 bildende Abkühlkammer 2 ist an ihrem Kopf-55 ende mit der Verbrennungskammer 1 über flexible Bälge 6 mit einem Einlass 7 zur Einleitung 6 AT 501 844 B1 eines gasförmigen Mediums, wie Luft oder abgekühlte Abgase, in die Abkühlkammer 2 verbunden, um die heißen aus der Verbrennungskammer 1 kommenden Abgase durch Vermischen abzukühlen. Zusätzlich ist die Innenwand 9 der Abkühlkammer 2 mit Mitteln 8 zur Einleitung von Wasser oder einer rückgeführten wässrigen Lösung ausgestattet, um einen Wasserfilm zu 5 bilden, der die Innenwand 9 bedeckt, und in dem ein Teil der Alkalimetallcarbonate der abgekühlten Abgase gelöst werden, wo deren Ablagerung auf der Wand vermieden wird. Des Weiteren weist das untere Ende der Kühlzone ein Auslassrohr für das Ablassen der so gebildeten Alkalimetallcarbonatlösung, so wie einen Auslasskanal 11 für die abgekühlten Abgase, von welchen ein Teil der Alkalimetallcarbonate abgetrennt wurde. 10

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann Alkalimetallverbindungen enthaltendes und zu verbrennendes Abfallkonzentrat von völlig unterschiedlichen Prozessen stammen. Es ist aber besonders geeignet für die Verbrennung von Ablaugen aus der Zellstoffindustrie, wie zum Beispiel die Abfallkonzentrate von der Holzschnitzelimprägnierung und dem Bleichen des me-15 chanischen Refinerzellstoffs, um die in den Abfällen enthaltenen Alkalimetallverbindungen als eine für die weitere Verwendung geeignete Salzlösung wiederzugewinnen.

Wird Na2C03 bei der Imprägnierung und dem Bleichen verwendet, wird es über das erfindungsgemäße Verfahren als eine wässrige Lösung 10 wiedergewonnen; die Ablauge von der Impräg-20 nierung und dem Bleichen wird zunächst aufkonzentriert und unter Verwendung der Abgase sprühgetrocknet, wonach das so erhaltene Pulver in der Verbrennungskammer 1 verbrannt wird. Natrium wird als Carbonat wiedergewonnen, das wieder verwendet wird. In der Verbrennungskammer 1 werden der Schwefel aus der Ablauge und das Natriumsilikat, das als Inhibitor in dem Bleichvorgang eingesetzt wird, in Form von nichtlöslichen Verbindungen unter Zugabe 25 von Kalkstein zu dem trockenen Pulver vor der Verbrennung gebunden; diese Verbindungen werden aus dem Kreislauf entfernt. Wird eine silikatfreie Chemikalie als Inhibitor verwendet, wird kein Kalkstein zur Silikatentfernung verbraucht.

Wird das als Imprägnierchemikalie am häufigsten gebräuchliche Natriumsulfit in der Imprägnie-30 rung eingesetzt, wird es durch Absorption von S02 in der Natriumcarbonatlösung hergestellt.

Die Ablauge wird in allen alternativen Ausführungen aufkonzentriert. Die Lauge wird in der Verbrennungskammer 1 entweder als Konzentrat oder getrocknet verbrannt, wobei die Energie für die Trocknung von der Verbrennung der Lauge erhalten wird. Wenn die Lauge als Konzent-35 rat verbrannt wird, ist entweder die Verdampfung zu einem höheren Feststoffgehalt oder die Verwendung eines Hilfsbrennstoffs nötig.

Die getrocknete Ablauge von einem mechanischen Zellstoffprozess ist ein feiner Staub mit einer Partikelgröße von unter 0,2 mm. Alternativ wird das Konzentrat als Tröpfchen in die Verbren-40 nungskammer 1 durch den Einlass 5 gesprüht und in einer sogenannten Tröpfchenverbrennung mit Luftüberschuss unter oxidativen Bedingungen in der vertikalen Verbrennungskammer 1 verbrannt, wobei das Gas vom oberen Ende abwärts strömt. In dieser Hinsicht unterscheidet sich die Verbrennung wesentlich von der Verbrennung in einem Sodaverbrennungsofen, in welchem die Verbrennung unter reduktiven Bedingungen stattfindet. 45

Der getrocknete Staub wird vorzugsweise aus dem Ablaugenkonzentrat in einem Sprühtrockner hergestellt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist keine Zugabe von Aluminiumhydroxid notwendig. so Es hängt von dem Herstellungsprozess des mechanischen Zellstoffe ab, ob das Ablaugenkonzentrat Schwefel und/oder Silikat enthält.

Aus Versuchen und von der Fachliteratur ist bekannt, dass die Verbrennungszeit des organischen Anteils der getrockneten Ablauge in getrockneten Form unter 5 Sekunden beträgt. Der 55 gemessene Wärmewert beträgt über 10 MJ/kg. 7 AT 501 844 B1

Die Temperatur der Verbrennungskammer 1 wird über den Luftüberschuss auf zumindest 850°C eingestellt, und bevorzugterweise in einem Bereich von 900 bis 1250°C. Bei dieser Temperatur verdampft der Natriumgehalt in dem Puder der Ablauge und reagiert hauptsächlich mit dem Kohlenstoffdioxid der Abgase zu Natriumcarbonat. Nach der Verbrennungskammer 1 5 werden Luft oder die Abgase aus einem Trocknungsprozess zu dem heißen Abgasstrom in der Abkühlkammer 2 zugemischt. Vor dem Mischen wird der Gasfluss gedrosselt, um eine gut Mischung zu erhalten.

An der Innenwand 9 der Abkühlkammer 2 wird ein Wasserfilm gebildet, um sicherzugehen, io dass sich das gebildete Natriumcarbonat nicht an der Innenwand 9 ablagert.

In der Abkühlkammer 2 wird die Temperatur des Abgases auf unter etwa 600°C durch Kühlung unter Mischung geregelt. In Hinblick auf den Betrieb und die Prozesschemie ist die Abkühlkammer 2 beinahe identisch mit dem Abschluss eines Sodaverbrennungsofens. Von dort ist 15 bekannt, dass Flugasche an den Innenwänden des Sodaverbrennungsofens, selbst bei unvorteilhaften Bedingungen, bei Temperaturen unter 600°C nicht kleben bleibt.

Ebenfalls reagiert möglicherweise unreagiertes gasförmiges Natrium in der Abkühlkammer 2 zu Natriumcarbonat. Ein Teil dieses Carbonates löst sich im Wasserfilm und in einer wässrigen 20 Lösung auf dem Boden der Abkühlkammer 2 unter Bildung einer wässrigen Lösung von Natriumcarbonat. Die in dem Gasstrom 11 verbliebene Carbonat-Flugasche wird von dem Gasstrom 11 abgetrennt, beispielsweise mit Hilfe eines elektrostatischen Filters, auf die selbe Weise wie in einem Sodaverbrennungsofen. 25 Vor dem elektrostatischen Filter kann Wärme von den Verbrennungsgasen in einem Dampfgenerator wiedergewonnen werden.

Nach dem elektrostatischen Filter beträgt die Temperatur der Gase etwa 400 bis 300°C, die für die Einleitung in einen Sprühtrockner geeignet ist. 30

Die mit Hilfe des elektrostatischen Filters abgetrennte Carbonat-Asche wird in der von der Abkühlkammer 2 entnommenen Salzlösung 10 gelöst und der Natriumgehalt der Lösung wird gemäß den Anforderungen des Entfaserungsprozesses angepasst. Wenn die Verwendung von Natriumsulfit in dem Entfaserungsprozess gewünscht ist, wird es durch die Absorption von S02 35 in der Natriumcarbonatlösung mittels bekannter Verfahren hergestellt.

In der Carbonat-Asche enden ebenfalls Elemente, die in dem Holz enthalten sind, sowie hinzugefügte und während des Prozesses gebildete Ionen. Diese liegen in der Carbonat-Asche als Oxide vor und werden von der Carbonat-Lösung mittels bekannter Filtrations-40 /Separationsverfahren abfiltriert, zum Beispiel mit Hilfe eines Trommelfilters oder einer Dekanterzentrifuge.

Enthält die Ablauge Schwefel und/oder Silikat, wird eine entsprechende Menge an Calciumcarbonat oder gebranntem Kalk zu der Ablauge vor dem Sprühtrocknen zugegeben. Was eine 45 angemessene Menge ist, variiert von Fall zu Fall, aber das Molverhältnis von Calcium zu Schwefel wie auch zu Silikat ist größer als 1. In der Verbrennung reagiert der Schwefel unter oxidativen Bedingungen zu Schwefeldioxid und Schwefeltrioxid. Diese wiederum reagieren bekanntermaßen zu Calciumsulfit und Calciumsulfat. Beide Verbindungen haben eine geringere Löslichkeit in Wasser und werden bei der Filtrierung in dem Fällungsprodukt enden. Silikate so reagieren während der Verbrennung zu Calciumsilikaten, die ebenfalls eine geringe Wasserlöslichkeit aufweisen, und sie werden dem Prozess durch Filtration der Carbonatlösung entzogen.

Wird oxidierte Grünlauge (Na2C03, Na2S04) oder oxidierte Weißlauge (NaOH, Na2S04) in der Imprägnierung und dem Bleichvorgang verwendet, kann das Verhältnis von Schwefel zu Natri-55 um einer Sulfatanlage durch Abtrennung des Schwefelüberschusses als Calciumsulfat einge-

Claims (7)

1. 8 AT 501 844 B1 stellt werden. Bei einer derartigen Vorgangsweise ist es möglich, sowohl das Natrium des möglichenweise in der Imprägnierung verwendeten Natriumsulfits als auch das Natrium des in dem Bleichvorgang 5 verwendeten Natriumcarbonates wiederzugewinnen. Gleichzeitig bilden Schwefel und Silizium schlecht lösliche Verbindungen, die als lagerfähiger Abfall von dem Prozess abgetrennt werden. Ist die Verwendung von konventionellen Chemikalien wie Natriumsulfit und Natriumsilikat in dem Entfaserungsprozess vorgesehen, werden Schwefel und Silikat in der oben beschriebenen io Art und Weise von dem Chemikalienkreislauf abgetrennt. Natriumsulfit wird durch die Absorption von S02-Gas in einer Natriumcarbonatlösung unter Verwendung bekannter Verfahren her-gestellt. Natriumsilikat und S02 werden von einem außenstehenden Fremdlieferanten zugekauft. 15 Es ist für einen Fachmann einleuchtend, dass das erfindungsgemäße Verfahren innerhalb des Bereichs des Anspruchs 1 sehr weitgehend verändert werden kann, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen. So ist es zum Beispiel für den Fachmann einleuchtend, dass sich der Alkalimetallverbindungen enthaltenden organische Abfall, der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Verbrennung vorgesehen ist, in Herkunft und Zusammensetzung sehr stark 20 unterscheiden kann. Es ist ebenso offensichtlich, dass, wenn notwendig, ein zusätzlicher Brennstoff in der Verbrennung verwendet werden kann, und dass verschiedenste Zusatzstoffe vor der Verbrennung dem Abfallkonzentrat hinzugefügt werden können. 25 Patentansprüche: 1. Verfahren zur Verbrennung von organischem Abfallkonzentrat, das Alkalimetallverbindungen enthält, wobei die Verbrennung bei einer Temperatur von zumindest 850°C durchge- 30 führt wird, und die bei der Verbrennung gebildeten Abgase durch Zumischung eines kühle ren Mediums zu den Abgasen gekühlt werden, während gleichzeitig Wasser oder eine rückgeführte wässrige Lösung auf die Wände einer Abkühlzone zumindest in dem Verkrustungstemperaturgebiet aufgebracht wird, um ein Verkrusten der Wände zu vermeiden, dadurch gekennzeichnet, dass 35 die Verbrennung unter oxidativen Bedingungen in Gegenwart eines Überschusses an Luft zur Wiedergewinnung der Alkalimetallverbindungen als Alkalimetallcarbonate durchgeführt wird, die in Wasser zur Bildung einer wiederverwendbaren wässrigen Lösung lösbar sind, wobei die Abgase unterhalb eines Verkrustungstemperaturbereichs der Alkalimetallcarbonate gekühlt werden, und ein stöchiometrischer Überschuss an fein pulverisiertem Kalk- 40 stein und/oder gebranntem Kalk in Bezug auf Schwefel- und Silikatverbindungen, die in dem zu verbrennenden Abfallkonzentrat enthalten sind, dem Abfallkonzentrat vor dessen Aufkonzentrierung hinzugefügt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennung in einem 45 Temperaturbereich von 900°C bis 1250°C durchgeführt wird, der über die Menge an Verbrennungsluft geregelt wird.
3. 3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die gebildeten Abgase unter etwa 600°C durch Zumischung von Wasser und/oder Luft und/oder küh- 50 leren Abgasen zu den Abgasen gekühlt werden.
4. 4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine gelöste Alkalimetallcarbonate enthaltende wässrige Lösung auf die Wände der Abkühlzone aufgebracht wird. 55 9 AT 501 844 B1
5. 5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abfallkonzentrat mit einem Feststoffgehalt von zumindest 25 Gewichtsprozent verbrannt wird.
6. 6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zu verbrennende Abfallkonzentrat ein trockenes Pulver ist.
7. 7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zu verbrennende Abfallkonzentrat ein Ablaugekonzentrat der Imprägnierung und/oder des io Bleichens eines mechanischen oder chemisch-mechanischen Zellstoffs ist. Hiezu 1 Blatt Zeichnungen 15 20 25 30 35 40 45 50 55