BE1030151B1

BE1030151B1 - Werkwijze en inrichting voor reiniging van rookgas afkomstig van de verbranding van chloorhoudend materiaal en verkregen gereinigd rookgas

Info

Publication number: BE1030151B1
Application number: BE20216117A
Authority: BE
Inventors: Tom Nelissen; Nick Alderweireldt
Original assignee: Indaver Nv
Priority date: 2021-12-30
Filing date: 2021-12-30
Publication date: 2023-07-31
Also published as: BE1030151A1; EP4206531A1

Abstract

De uitvinding betreft een werkwijze voor reiniging van rookgas afkomstig van de verbranding van chloorhoudend materiaal waarin ten minste volgende reinigingsstappen op het rookgas worden toegepast: het koelen en absorberen van polluenten in een quench; het absorberen van polluenten in één of meerdere gepakte kolommen; het adsorberen van polluenten op één of meerdere actief koolfilters; het absorberen van polluenten in één of meerdere absorptiekolommen; en het uitstoten van aldus verkregen gereinigd rookgas, met het kenmerk, dat een absorbens in tegengestelde stroomrichting dan het rookgas door de gepakte kolommen stroomt en bij het binnenkomen van één of meerdere absorptiekolommen bestaat uit minstens 90 gew.% water. De uitvinding betreft eveneens een inrichting voor reiniging van rookgas, en betreft ook gereinigd rookgas op zich.

Description

! BE2021/6117

WERKWIJZE EN INRICHTING VOOR REINIGING VAN ROOKGAS AFKOMSTIG

VAN DE VERBRANDING VAN CHLOORHOUDEND MATERIAAL EN VERKREGEN

GEREINIGD ROOKGAS

TECHNISCH DOMEIN

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en een inrichting voor reiniging van rookgas afkomstig van de verbranding van chloorhoudend materiaal, en op een verkregen gereinigd rookgas op zich.

STAND DER TECHNIEK

De belangrijkste contaminerende stoffen oftewel polluenten aanwezig in rookgas van verbrandingsinstallaties voor het verbranden van chloorhoudend materiaal, zoals vloeibaar afvalmateriaal, biomassa, restproducten of koolstoffen met een hoog zwavelgehalte, zijn koolstofmonoxide, onverbrande koolwaterstoffen, zwaveloxiden (SOx), waterstofchloride (HCI) en andere waterstofhalogeniden (HF, HBr), stikstofoxiden (NOx), zware metalen, polychloorbifenyls (PCB's), dioxines en andere gehalogeneerde aromatische en alifatische koolwaterstoffen. Het is van belang dat het rookgas gereinigd kan worden zodat het voldoet aan de vastgestelde emissiewaarden voor uitstoot.

Zo beschrijft WO 2003 002 912 een verbrandingsinrichting voor geïntegreerde warmteterugwinning en rookgaszuivering, die tenminste de volgende in hoofdzaak geïntegreerde secties omvat: (a) een verbrandingskamer of verbrandingsoven; (b) een warmteterugwinningssectie; (c) een of meer secties voor het verwijderen van zuur; (d) een of meer DeNOx-secties; (e) een getrapte ontstoffingssectie; (f) een of meer secties voor de verwijdering van gechloreerde koolwaterstoffen; (g) een aangepast meet- en regelgedeelte voor de regeling van de verschillende stappen van rookgasreiniging en warmteterugwinning. De uitvinding omvat verder het gebruik van een dergelijke geïntegreerde verbrandingsinrichting voor het verbranden van verontreinigde brandbare stoffen, zoals afval, bijvoorbeeld huishoudelijk en industrieel afval. WO ‘912 beschrijft het vangen van polluenten middels een absorbens zoals ongebluste kalk, calciumhydroxide, kalksteen of natriumcarbonaat.

RU 2429 900 beschrijft een methode voor de verwerking van rookgas dat bij de verbranding in een ketel ontstaat en NOx, SOx en kwik bevat, bestaande uit de toevoeging van een kwikhalogenerende verbinding en ammoniak aan het rookgas. Het

2 BE2021/6117 metallisch kwik (Hg®%) wordt gehalogeneerd tot HgCl2 in aanwezigheid van HCI. Het rookgas wordt nadien ontzwavelt. Finaal volgt de verwijdering van gehalogeneerd kwik met een alkalische absorberende oplossing.

De huidige uitvinding beoogt een verbetering te vinden ten opzichte van deze werkwijzen waarbij bijvoorbeeld giftige producten gebruikt worden om polluenten uit de rookgassen te verwijderen of niet herbruikbare afvalstromen worden bekomen.

SAMENVATTING VAN DE UITVINDING

In een eerste aspect betreft de uitvinding een werkwijze voor reiniging van rookgas afkomstig van de verbranding van chloorhoudend materiaal, volgens conclusie 1.

Voorkeursvormen van de werkwijze worden weergegeven in de conclusies 2 tot en met 11.

De werkwijze omvat een eerste absorptie stap, dan een adsorptie stap en daarna terug een absorptie stap. Het absorbens zal tijdens de eerste stap een grote hoeveelheid chloor uit de rookgassen halen, waardoor de concentratie HCI in de bekomen vloeistof heel hoog is. De tweede stap, met actief kool, is vooral nodig om componenten die minder wateroplosbaar zijn uit de rookgassen te halen. In een derde stap worden resterende polluenten verwijderd waardoor een gezuiverd rookgas wordt verkregen.

Deze werkwijze heeft het effect dat een gezuiverd rookgas wordt bekomen. De bekomen vloeistof uit de gepakte kolommen heeft een hoge HCI concentratie en kan als katalysator of grondstof gebruikt worden.

In een tweede aspect betreft de uitvinding een inrichting voor reiniging van rookgas afkomstig van de verbranding van chloorhoudend materiaal volgens conclusie 12.

Voorkeursvormen van de inrichting worden weergegeven in de conclusies 13 en 14.

In een derde aspect betreft de uitvinding een gereinigd rookgas verkregen door het middels een werkwijze volgens het eerste aspect van de uitvinding reinigen van rookgas dat afkomstig is van de verbranding van chloorhoudend materiaal, bijvoorbeeld van vloeibaar afvalmateriaal, volgens conclusie 15.

3 BE2021/6117

BESCHRIJVING VAN DE FIGUREN

Fig. 1 toont een schematische voorstelling van een werkwijze en inrichting voor reiniging van rookgas afkomstig van de verbranding van chloorhoudend materiaal, bijvoorbeeld van vloeibaar afvalmateriaal, volgens uitvoeringsvormen van de uitvinding.

Fig. 2 toont een schematische procesflow van een werkwijze en inrichting voor reiniging van rookgas afkomstig van de verbranding van chloorhoudend materiaal, volgens uitvoeringsvormen van de uitvinding.

DEFINITIES

Tenzij anders gedefinieerd hebben alle termen die gebruikt worden in de beschrijving van de uitvinding, ook technische en wetenschappelijke termen, de betekenis zoals ze algemeen begrepen worden door de vakman in het technisch veld van de uitvinding.

Voor een betere beoordeling van de beschrijving van de uitvinding, worden de volgende termen expliciet uitgelegd. “Een”, “de” en “het” refereren in dit document aan zowel het enkelvoud als het meervoud tenzij de context duidelijk anders veronderstelt. Bijvoorbeeld, “een segment” betekent een of meer dan een segment.

De termen “omvatten”, “omvattende”, “bestaan uit”, “bestaande uit”, “voorzien van”, “bevatten”, “bevattende”, “inhouden”, “inhoudende” zijn synoniemen en zijn inclusieve of open termen die de aanwezigheid van wat volgt aanduiden, en die de aanwezigheid niet uitsluiten of beletten van andere componenten, kenmerken, elementen, leden, stappen, gekend uit of beschreven in de stand der techniek.

Het citeren van numerieke intervallen door de eindpunten omvat alle gehele getallen, breuken en/of reële getallen tussen de eindpunten, deze eindpunten inbegrepen.

De term “dioxines”, zoals gebruikt in deze tekst, kan worden begrepen als ongewenste verbrandings-bijproducten, door onvolledige verbranding en De-Novo synthese in het afkoeltraject van de stoomketel, welke een grote familie moleculen is die als gemeenschappelijk kenmerk hebben dat ze twee benzeenringen hebben. Deze ringen zijn via één of twee zuurstofatomen met elkaar verbonden en bevatten chlooratomen.

Dioxines worden bijgevolg gevormd uit koolstof, waterstof, chloor en zuurstof. Niet alle dioxines zijn even giftig. De giftigheid neemt toe met het aantal chlooratomen op de

4 BE2021/6117 hoeken van de benzeenringen. Het meest giftige dioxine is het zogenaamde Seveso- dioxine of 2,3,7,8-tetrachloordibenzodioxine (2,3,7,8-TCDD).

De term “polluenten”, zoals gebruikt in deze tekst, kan worden begrepen als chloorionen, chloorhoudende componenten, zouten, metalen, dioxines, of andere organische componenten.

De term “adsorbens” refereert in dit document naar een stof die adsorbeert, en in het bijzonder naar een vaste stof die de eigenschap heeft andere stoffen aan zijn oppervlak te hechten zonder enige covalente binding. Een welbekend voorbeeld van een adsorbens is actieve kool.

De term “absorbens” refereert in dit document naar een stof die absorbeert, en in het bijzonder naar een vloeistof die de eigenschap heeft vloeistoffen of gassen op te lossen en op te nemen. Een welbekende voorbeeld is bijvoorbeeld een zure oplossing voor het verwijderen van ammoniak in varkensstallen.

De term “actieve kool” refereert in dit document naar een vorm van koolstof die wordt bewerkt om kleine poriën met een klein volume te hebben die het oppervlak vergroten dat beschikbaar is voor adsorptie of chemische reacties. Actieve kool is een adsorberend product dat men verkrijgt vanuit grondstoffen rijk aan koolstof (hout, turf, steenkool, bruinkool, cokes, kokosnootschors, vruchtenpitten, enz. …).

De uitdrukking “gewichtsprocent” of "gew.%”, hier en in de hele tekst, verwijst naar het relatieve gewicht van een respectievelijke component op basis van het totale gewicht van een samenstelling van componenten. “Waskolommen” of “absorptiekolommen” of “gaswassers” zijn holle structuren waarbinnen polluenten uit een gasstroom verwijderd worden. Een “gepakte kolom” is een absorptiekolom met “gepakt bed”. Dit gepakte bed is een vast materiaal dat de absorptie verbetert, bijvoorbeeld door het contactoppervlak te vergroten tussen de polluenten en het absorbens.

GEDETAILLEERDE BESCHRIJVING

In een eerste aspect betreft de uitvinding een werkwijze voor reiniging van rookgas afkomstig van de verbranding van chloorhoudend materiaal waarin ten minste volgende

> BE2021/6117 reinigingsstappen op het rookgas worden toegepast in afzonderlijke inrichtingen en in deze volgorde:: - het koelen en absorberen van polluenten in een quench; - het absorberen van polluenten in één of meerdere gepakte kolommen; - het adsorberen van polluenten op één of meerdere actief koolfilters; - het absorberen van polluenten in één of meerdere absorptiekolommen; en - het uitstoten van aldus verkregen gereinigd rookgas, met het kenmerk, dat een absorbens in tegengestelde stroomrichting dan het rookgas door de gepakte kolommen stroomt en bij het binnenkomen van één of meerdere absorptiekolommen bestaat uit minstens 90 gew.% water, bij voorkeur minstens 95 gew.% water.

Doordat het absorbens in tegengestelde stroomrichting t.o.v. het het rookgas door de gepakte kolommen stroomt en bij het binnenkomen van één of meerdere absorptiekolommen bestaat uit minstens 90 gew.% water, kan het rookgas gezuiverd worden met een beperkt gebruik aan absorbens. Bovendien wordt een oplossing met een hoge zoutzuurconcentratie bekomen en hoeven geen extra chemicaliën toegevoegd te worden aan het absorbens. Het bekomen absorbens, met hoge zoutzuurconcentratie kan gebruikt worden in andere processen. Het zoutzuur in het rookgas is hier dus omgezet van een polluent naar een waardevol eindproduct.

Volgens een uitvoeringsvorm omvat de eerste absorptie stap een quench en twee of meerdere gepakte kolommen. In de quench wordt het rookgas gekoeld en wordt een grote hoeveelheid zoutzuur geabsorbeerd.

Volgens een uitvoeringsvorm, loopt het traject van het rookgas door een quench, gepakte kolommen, actief koolfilters en absorptiekolommen. De quench ontvangt rookgassen uit de elektrofilter met een temperatuur van 200-250°C en zal deze verder koelen tot een temperatuur van 90-40°C. De rookgassen gaan dan door een demister naar ten minste één of meerdere gepakte kolommen waar HCI wordt geabsorbeerd. Een ventilator houdt de gepakte kolommen in onderdruk. De rookgassen worden dan over één of meerdere actief koolfilters gestuurd. Hier zal Clz omgezet worden in Cl en worden organische moleculen geadsorbeerd. In één of meerdere absorptiekolommen, wordt het rookgas verder gezuiverd. Finaal wordt het rookgas via de schouw in de atmosfeer vrijgesteld.

Volgens een uitvoeringsvorm, loopt het traject van het absorbens door de absorptiekolommen, gepakte kolommen en quench. Een deel van het absorbens kan

6 BE2021/6117 ook over de actiefkoolfilter worden gestuurd. Het absorbens zal in omgekeerde richting het proces doorlopen en kan aangevuld, teruggestuurd of afgevoerd worden op elk punt in het systeem. Het absorbens dat binnenkomt in de één of meerdere absorptiekolommen, is hoofdzakelijk water. Het zal resterende polluenten oplossen en een relatief lage HCI concentratie hebben, bij voorkeur lager dan 2 gew.%. Minstens 50 gew.% van het absorbens wordt niet over de één of meerdere actief koolfilters gestuurd maar rechtstreeks naar de ten minste één of meerdere gepakte kolommen. De gepakte kolommen zijn voorzien van recirculatiepompen dewelke het absorbens over verschillende bedden kunnen recirculeren. Een gepakte kolom kan 1 of meerdere gepakte bedden omvatten. Er kunnen twee gepakte kolommen aanwezig zijn met twee gepakte bedden per kolom. Recirculatie over deze bedden zorgt voor een hoge concentratie HCI in het absorbens. De concentratie HCI in deze gepakte kolommen stijgt van 0.5-3 gew.% tot 20-30 gew.%. Halfweg, dus tussen de eerste en tweede kolom, bevat het absobens 5-17 gew.% zoutzuur. In de quench stijgt de HCI concentratie in het absorbens verder, alsook de temperatuur. Een deel van het absorbens wordt naar de verbrandingsoven gestuurd en/of naar de waterzuivering en/of gebruikt als grondstof voor andere processen. Volgens een uitvoeringsvorm, is er niet over alle gepakte bedden circulatie.

Volgens een uitvoeringsvorm, bestaat de actiefkoolfilter uit een granulaat van cokes, bruinkool of houtskool. Volgens een uitvoeringsvorm, bestaat de actiefkoolfilter uit een granulaat geactiveerd bij een temperatuur van 500-1500°C, bij voorkeur bij 500-600°C, bij 700-900°C of bij 1000-1500°C. Volgens een uitvoeringsvorm, bestaat de actiefkoolfilter uit een granulaat met partikeldiameter van 1-4mm, 4-8 mm of van 8-20 mm.

Volgens een uitvoeringsvorm, heeft het absorbens in de gepakte kolommen een pH lager dan 7, bij voorkeur lager dan 2. Volgens een uitvoeringsvorm, stijgt de concentratie HCI in het absorbens in de gepakte kolommen van 0.5-3 gew.% tot 20-30 gew.%, bij voorkeur van 1-2 gew.% tot 17-24 gew.%.

Volgens een uitvoeringsvorm, wordt het absorbens ten minste deels over de gepakte kolommen gerecirculeerd. Met behulp van een pomp, wordt een deel van het absorbens terug boven het gepakte bed gesproeid van dezelfde kolom. Op deze manier lost er meer zoutzuur op per liter verbruikt absorbens. Bovendien wordt een absorbens met een hoge concentratie zoutzuur bekomen dat kan gebruikt worden in andere toepassingen, eventueel na verdere opzuivering.

7 BE2021/6117

Volgens een uitvoeringsvorm, heeft het absorbens een maximale zoutzuurconcentratie van 15-30 gew.%, bij voorkeur 20-30 gew.%. De concentratie zoutzuur is een belangrijke parameter voor de toepassingsmogelijkheden van het zoutzuur. Doordat de werkwijze een recirculatie en waterig absorbens omvat kunnen zulke hoge zoutzuurconcentraties gehaald worden.

Volgens een uitvoeringsvorm, komt 90 gew.% van het chloor in het rookgas, in het absorbens terecht, meer bij voorkeur 97 gew.%, nog meer bij voorkeur 99 gew.%.

Hierdoor bevat het verkregen gereinigd rookgas een concentratie aan chloor lager dan 50 mg/Nm8 en bij voorkeur lager dan 10 mg/Nm3 op dagbasis.

Volgens een uitvoeringsvorm, wordt het absorbens in contact gebracht met het rookgas door een vaste hoeveelheid absorbens per uur aan het rookgas toe te voegen, waarbij vervolgens door een dioxinemeting uit te voeren na een bepaalde periode nagegaan kan worden of de vaste hoeveelheid bijgesteld moet worden. Daardoor kan op een kwantitatieve manier worden bepaald hoeveel adsorbens er dient te worden toegevoegd aan een te reinigen rookgas. In een meer voorkeur dragende uitvoeringsvorm van de werkwijze, wordt de dioxinemeting uitgevoerd na 14 dagen.

Volgens een uitvoeringsvorm worden waterdruppels uit het rookgas gehaald, tussen de quench en één of meerdere gepakte kolommen. Een demister zorgt ervoor dat het absorbens niet mee kan met de rookgasstroom om zo terug naar de gepakte kolommen te stromen. Het absorbens in de quench heeft een hoge concentratie aan polluenten dewelke de efficiëntie van het proces zouden kunnen doen dalen, bijvoorbeeld de zuiverheid van het absorbens in gevaar brengen. Volgens een uitvoeringsvorm worden waterdruppels uit het rookgas gehaald, voor de koolfilters en na de laatste gepakte kolom.

Volgens een uitvoeringsvorm heeft het absorbens een pH lager dan 3 bij het binnenkomen van een gepakte kolom. Volgens een uitvoeringsvorm wordt het absorbens wordt in tegenovergestelde richting dan de rookgassen door de gepakte kolommen gestuurd. In het bekomen absorbens worden hoge concentraties HCI opgelost. Aangezien in het absorbens geen sterke bazen zijn opgelost zal de pH van de oplossing laag zijn. Hierdoor is het absorbens geschikt om gebruikt te worden als een zuur in andere processen.

Volgens een uitvoeringsvorm, bevat het absorbens geen toegevoegde chemicaliën. Met toegevoegde chemicaliën wordt bedoeld: geen vaste stoffen, zouten, organische

8 BE2021/6117 stoffen, polymeren of zuren. Het absorbens bestaat hoofdzakelijk uit water, bij voorkeur proceswater dat gezuiverd wordt en hergebruikt wordt. Hierdoor is het verbruik van absorbens en water beperkt tot het op peil houden van de volumes. Volgens een uitvoeringsvorm, wordt stadswater, industriewater of kanaalwater gebruikt als absorbens.

Volgens een uitvoeringsvorm, heeft het absorbens een pH lager dan 7, bij voorkeur lager dan 6, meer bij voorkeur lager dan 4. Hierdoor kan het zoutzuur zo veel mogelijk als zuur oplossen en is de pH van het absorbens na absorberen zo laag mogelijk. Mocht de pH van het absorbens hoger zijn dan 7, zou het zoutzuur neutraliseren tijdens absorptie, hetgeen niet tot een waardevol product leidt.

Volgens een uitvoeringsvorm, wordt het absorbens gesproeid over een pakkingsmateriaal, bij voorkeur met een druppelgrootte groter dan 0,1 mm, bij voorkeur groter dan 0,5 mm en dus zonder het te vernevelen. Vernevelen vereist meer energie in vergelijking met sproeien. Aangezien het water over het gepakte bed een lange contacttijd krijgt met de rookgassen is het verkleinen van de druppelgrootte niet nodig, en dus het vernevelen niet nodig. Volgens een verdere uitvoeringsvorm, omvat het pakkingsmateriaal een kunststof, bij voorkeur omvat de kunststof polypropyleen, teflon, polyethyleen, polyvinylideenfluoride, een fenylformaldehydehars, glas, asbest, basalt, vinylester, polyester, een gelijkaardig polymeer of een combinatie daarvan.

Volgens een uitvoeringsvorm, omvat het pakkingsmateriaal polyvinylideenfluoride.

Polyvinylideenfluoride is zeer zuurresistent en geschikt voor om als pakkingsmateriaal te gebruiken.

Volgens een uitvoeringsvorm, gaat de absorptie in de gepakte kolommen door bij onderdruk. Dit wordt veroorzaakt door een zuigtrekventilator die geschikt is om de druk in de gepakte kolommen te doen dalen. Volgens een uitvoeringsvorm, staan de actiefkoolfilters en de laatste absorptiekolom in overdruk.

Volgens een uitvoeringsvorm, worden na absorptie druppels uit de gasstroom verwijderd. Bij voorkeur wordt na de natte absorptie en nog voor de actiefkoolfilter, het rookgas door een demister gestroomd om vloeistofdruppels af te scheiden. Hierdoor komen minder waterdruppels in contact met de actiefkoolfilter waardoor er een betere controle is van de zoutzuurconcentratie per absorptie trap.

De uitvoeringsvorm van de werkwijze zoals beschreven, heeft het effect dat zuren, zware metalen en dioxines zo geabsorbeerd kunnen worden in het absorbens, waarna

3 BE2021/6117 het adsorbens zware metalen en dioxines kan afvangen en Cl2 reduceren naar CF, waarna een extra absorptiestap de overgebleven zuren kan afvangen. Volgens een uitvoeringsvorm, worden de actiefkoolfilters regelmatig gespoeld. Het spoelwater wordt bij voorkeur gebruikt in de adsorptie van HCI.

De werkwijze heeft het effect dat een grondige reiniging van het rookgas in termen van verwijdering van genoemde zure polluenten mogelijk gemaakt wordt. De geprefereerde werkwijze heeft het effect dat een zo efficiënt mogelijke verwijdering van genoemde zure polluenten kan worden verkregen. Zonder het gebruik van toxische absorptieproducten en met een waardevol product als resultaat.

De werkwijze omvat dus een eerste absorptie stap, dan een adsorptie stap en daarna terug een absorptie stap. Het absorbens zal tijdens de eerste stap een grote hoeveelheid chloor uit de rookgassen halen, waardoor de concentratie HCI in de bekomen vloeistof heel hoog is. De tweede stap, met actief kool, is vooral nodig om componenten die minder wateroplosbaar zijn uit de rookgassen te halen. In een derde stap worden resterende polluenten verwijderd waardoor een gezuiverd rookgas wordt verkregen.

Deze werkwijze heeft het effect dat scheiding en/of zuivering van vervuild water voor hergebruik in het reinigingsproces vereenvoudigd wordt. De vloeistof bekomen na de derde stap heeft een lage concentratie aan polluenten en wordt gebruikt in de eerste stap. De vloeistof bekomen na de eerste absorptiestap heeft een hoge zuurconcentratie en kan in andere processen gebruikt worden.

In een tweede aspect betreft de uitvinding een inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze volgens het eerste aspect of uitvoer of één der voorgaande uitvoeringsvormen, omvattende een quench, één of meerdere gepakte kolommen; één of meerdere actief koolfilters; en één of meerdere absorptiekolommen, met het kenmerk, dat de inrichting pompen omvat, geschikt voor het recirculeren van een deel van een vloeistof die de gaswassers verlaat.

Doordat de vloeistof gerecirculeerd wordt, daalt het verbruik van het volume benodigd absorbens. De pakkingsmaterialen kunnen vochtig gehouden worden met minder benodigd absorbens. Een hogere concentratie HCI in het absorbens wordt bekomen. Het bekomen zoutzuur kan gebruikt worden in andere toepassingen. Een hogere zuiverheid van zoutzuur is voor meerdere toepassingen bruikbaar en is economisch interessant.

De actief koolfilter gebruikt, volgens een uitvoeringsvorm, diverse kwaliteiten niet- geïmpregneerde actieve kool voor het verwijderen van chloor en vluchtige organische

10 BE2021/6117 componenten. Om de affiniteit van actieve kool voor bepaalde componenten nog te verbeteren kan ze geïmpregneerd worden d.m.v. chemicaliën. Hierdoor ontstaat chemisorptie, die de verwijderingseigenschappen van actieve kool versterkt. De actief koolfilter gebruikt, volgens een uitvoeringsvorm, geïmpregneerde en katalytische actieve kool voor het verwijderen van anorganische stoffen (Hg, NH3, H2S...). De actief koolfilter gebruikt, volgens een uitvoeringsvorm, een combinatie van niet- geïmpregneerde actieve kool en geïmpregneerde en katalytische actieve kool.

Volgens een uitvoeringsvorm, omvat de inrichting verder een zuigtrekventilator die installatie in onderdruk houdt om, in geval van lekken, uitbraak van de rookgassen naar atmosfeer te vermijden.

Volgens een uitvoeringsvorm, omvat de inrichting verder een conductiviteitsmeter om de conductiviteit te meten van vloeistoffen nadat deze de extra gaswassers verlaten.

Deze uitvoeringsvorm heeft het effect dat op deze manier op een kwantitatieve manier beslist kan worden hoe vervuild water nabehandeld dient te worden. Bovendien geeft de conductiviteit een indicatie of de belasting van de gaswasser acceptabel is.

In een derde aspect betreft de uitvinding een gereinigd rookgas verkregen volgens de werkwijze beschreven in het eerste aspect of de inrichting beschreven in het tweede aspect voor het reinigen van rookgas dat afkomstig is van de verbranding van chloorhoudend materiaal, bijvoorbeeld van vloeibaar afvalmateriaal.

In wat volgt, wordt de uitvinding beschreven aan de hand van niet-limiterende voorbeelden die de uitvinding illustreren, en die niet bedoeld zijn of geïnterpreteerd mogen worden om de omvang van de uitvinding te limiteren.

VOORBEELDEN

Voor voordelen en technische effecten van elementen hieronder beschreven in de - voorbeelden wordt verwezen naar de voordelen en technische effecten van overeenkomende elementen hierboven beschreven in de gedetailleerde beschrijving.

VOORBEELD 1

Voorbeeld 1 betreft een werkwijze en een inrichting voor reiniging van rookgas afkomstig van de verbranding van chloorhoudend materiaal, bijvoorbeeld van vloeibaar

11 BE2021/6117 afvalmateriaal, volgens uitvoeringsvormen van de uitvinding. De werkwijze en inrichting volgens Voorbeeld 1 worden schematisch geïllustreerd in Fig. 1. In Fig. 1 worden onderdelen van de inrichting met cijfers aangeduid.

Volgens Voorbeeld 1 wordt rookgasreiniging toegepast op een rookgas verkregen door de verbranding van chloorhoudend afvalmateriaal in een verbrandingsoven (niet getoond in Fig. 1). In de verbrandingsoven is bijvoorbeeld een systeem voor selectieve niet-katalytische reductie (SNCR) aangebracht. Met het systeem voor SNCR wordt ureum als reducerend agens aan het rookgas toegevoegd bij hoge temperatuur (want aanwezig in de verbrandingsoven), waardoor stikstofoxiden gereduceerd worden tot Na, water en CO:.

Na eventuele SNCR wordt het rookgas verder gereinigd in een elektrostatische filter en quench (beiden niet getoond in Fig. 1). In de eerste absorptiekolom 1 wordt een eerste verwijdering van zure polluenten omvattende HCI, SO2 en HF uitgevoerd. Het rookgas komt de absorptiekolom binnen langs de gasinlaat 2 langs de zijkant. De gassen komen in contact met het absorbens, hoofdzakelijk water, in het gepakte bed 3. Het absorbens wordt langs de inlaat absorbens 4, bovenaan de absorptiekolom 5, binnen gesproeid en sijpelt langzaam door het gepakte bed 3. Middels dit vloeistofverdeler wordt een absorbens volgens Voorbeeld 1 geïnjecteerd voor absorptie van zware metalen, zoals bijvoorbeeld lood, kwik en cadmium, en ook van dioxines uit het rookgas. Zware metalen en dioxines worden dus geabsorbeerd in het absorbens maar resterende polluenten kunnen verder in de actiefkoolfilters worden geadsorbeerd. De tegenstroom van rookgas en water laat een optimaal watergebruik toe. Het rookgas zal door een demister (niet getekend) gaan om druppels absorbens tegen te houden en langs uitlaat 6 de eerste absorptiekolom 1 verlaten.

Een zuigtrekventilator 7 houdt de installatie in onderdruk, waardoor de gasstroom wordt bepaald. Via de zuigtrekventilator 7 stroomt het rookgas naar de actief koolfilter 8.

Opnieuw zal het warme rookgas het reinigingssysteem langs de zijkant binnenkomen 9 en langs de bovenkant verlaten 10. Er worden minstens twee actief koolfilters geïnstalleerd zodat er steeds één reserve is, bijvoorbeeld 5 actiefkoolfilters. Afhankelijk van de benodigde reinigingstijd kan de optimale filteropstelling bepaald worden.

Condensaat gevormd op de actiefkoolfilter wordt afgelaten 11 en stroomt samen met het absorbens uit de eerste absorptiekolom 1, dat via een pomp 12 komt, in een opslagtank 13. Deze zure oplossing kan eventueel verder opgezuiverd worden. Het is ook mogelijk het condensaat en spoelwater van de actiefkoolfilter te gebruiken als

12 BE2021/6117 absorbens in de absorptiekolom. Het absorbens bekomen uit de absorptiekolom kan gebruikt worden als product in andere processen.

Het rookgas dat reeds gezuiverd is in een eerste absorptiekolom 1 en in een actief koolfilter 8 zal dan in een extra absorptiekolom 14 verder gereinigd worden. In de extra waskolom 14 wordt de absorptie van resterende zure polluenten, voornamelijk HCI en

SO2, vervolledigd. Aldus gereinigd rookgas stroomt vanuit de inlaat langs de zijkant 15 via het gepakte bed 16 naar de uitlaat 17 bovenaan de absorptiekolom 19. Deze absorptiekolom 14 omvat een vloeistofverdeler 18 die gecirculeerd water verdeeld, waardoor het rookgas gereinigd en verder afgekoeld wordt. Een demister (niet getekend) zal nog aanwezige vloeistofdruppels uit het rookgas verwijderen. Na de demister wordt het rookgas aan de omgeving afgegeven via een schouw (niet getoond op fig. 1).

Doorheen de extra waskolom 14 wordt water gecirculeerd, waarbij een pH lager dan 7 wordt nagestreefd. Resterende zure polluenten omvattende HCI, SO2 en HF worden verder gevangen. Absorbens dat de extra absorptiekolom verlaat via de uitlaat 20 zal, eventueel na een zuiveringsstap terug via de inlaat, in de extra absorptiekolom, via inlaat 21, worden gesproeid. Eventueel staan er telkens meerdere absorptiekolommen opgesteld.

Het water van de extra waskolom 14, ook wel waswater of proceswater genoemd, wordt gecirculeerd middels een recirculatiepomp. Aan het water in de waterzuivering wordt optioneel loog (NaOH) toegevoegd om een pH van 7 na te streven. Het proceswater kan opnieuw gebruikt worden om het rookgas te reinigen.

Er zijn maatregelen voorzien om proceswater na gaswassing te zuiveren. 1 eerste absorptiekolom 2 gasinlaat 3 gepakte bed 4 inlaat absorbens 5 bovenkant absorptiekolom 6 uitlaat rookgas 7 zuigtrekventilator 8 actief koolfilter 9 inlaat rookgas in actief koolfilter 10 uitlaat rookgas in actief koolfilter

13 BE2021/6117 11 uitlaat condensaat 12 pomp 13 opslagtank zure vloeistof 14 extra absorptiekolom 15 inlaat rookgas 16 gepakt bed 17 uitlaat gereinigd rookgas 18 sproeiers 19 bovenkant extra absorptiekolom 20 uitlaat absorbens 21 inlaat absorbens

VOORBEELD 2

Voorbeeld 2 betreft een werkwijze en een inrichting voor reiniging van rookgas afkomstig van de verbranding van chloorhoudend materiaal, bijvoorbeeld van vloeibaar afvalmateriaal, volgens uitvoeringsvormen van de uitvinding. De werkwijze en inrichting volgens Voorbeeld 1 worden schematisch geïllustreerd in Fig. 2. In Fig. 2 worden onderdelen van de inrichting met cijfers aangeduid.

De bovenste pijlen, wijzend van links naar rechts, geven de stroomrichting van de rookgassen weer. De onderste pijlen, wijzend van rechts naar links, duiden de stroomrichting van het absorbens aan. Recirculatie binnen bijvoorbeeld de gepakte kolommen is niet weergegeven.

De quench 101 ontvangt rookgassen uit de elektrofilter met een temperatuur van 200- 250°C en zal deze verder koelen tot een temperatuur van 90-40°C. De rookgassen gaan dan door een demister naar ten minste één of meerdere gepakte kolommen 102 waar

HCI wordt geabsorbeerd. Een zuigtrekventilator houdt de gepakte kolommen in onderdruk. De rookgassen worden dan over één of meerdere actief koolfilters 103 gestuurd. Hier zal Cl2 omgezet worden in Cl en worden organische moleculen geadsorbeerd. In één of meerdere absorptiekolommen 104, wordt het rookgas verder gezuiverd. Finaal wordt het rookgas via de schouw 105 in de atmosfeer vrijgesteld.

Het absorbens zal in omgekeerde richting het proces doorlopen en kan aangevuld, teruggestuurd of afgevoerd worden op elk punt in het systeem. Het absorbens dat binnenkomt in de één of meerdere absorptiekolommen 104, is hoofdzakelijk water. Het zal resterende sporen chloor oplossen en een relatief lage HCI concentratie hebben, bij

14 BE2021/6117 voorkeur lager dan 2 gew.%. Minstens 50 gew.% van het absorbens wordt niet over de één of meerdere actief koolfilters 103 gestuurd maar rechtstreeks naar de ten minste één of meerdere gepakte kolommen 102. De gepakte kolommen 102 zijn voorzien van recirculatiepompen dewelke het absorbens over verschillende bedden kunnen recirculeren. Een gepakte kolom kan 1 of meerdere gepakte bedden omvatten. Er kunnen twee gepakte kolommen aanwezig zijn met twee gepakte bedden per kolom.

Recirculatie over deze bedden zorgt voor een hoge concentratie HCI in het absorbens.

De concentratie HCI in deze gepakte kolommen stijgt van 0.5-3 gew.% tot 20-30 gew.%. Halfweg, dus tussen de eerste en tweede kolom, bevat het absobens 5-17 gew.% zoutzuur. In de quench 101 stijgt de HCI concentratie in het absorbens verder, alsook de temperatuur. Een deel van het absorbens wordt naar de verbrandingsoven gestuurd en/of naar de waterzuivering. 101 quench 102 gepakte kolommen 103 actief koolfilters 104 absorptiekolommen 105 schouw

VOORBEELD 3

Voorbeeld 3 betreft een gereinigd rookgas verkregen door het middels een werkwijze en inrichting volgens deze uitvinding voor het reinigen van rookgas dat afkomstig is van de verbranding van chloorhoudend afvalmateriaal. De samenstelling van het gereinigd rookgas wordt getoond in Tabel 1. Metingen werden uitgevoerd in de schouw waarlangs de gereinigde rookgassen aan de omgeving uitgestoten werden.

Tabel 1. Samenstelling van een gereinigd rookgas. koolmonoxyde (CO) 10-minuuts ere EE [ee gee oe va ons toet Rene [cire daggemiddelde < 10 mg/Nm3 uitgedrukt als totaal organisch koolstof uitgedrukt als HCI gasvormige anorganische fluoriden, / continue meting | < 1 Mg/Nm3 uitgedrukt als HF

Zwaveldioxide, uitgedrukt als SO2 daggemiddelde < 50 mg/Nm3

Stikstofoxiden (NOx), uitgedrukt als NO2 daggemiddelde < 200 mg/Nm3 discontinue

Som van Cd en TI meting (2 x per | < 0.05 mg/Nm3 jaar) discontinue

Hg meting (2 x per | < 0.05 mg/Nm3 jaar) discontinue

Som van Sb, As, Pb, Cr, Co, Cu, Mn, Ni, V, meting (2 x per | < 0.5 mg/Nm3 en Sn jaar) continue < 0.1 ng TEQ/Nm3 staalname dioxines / furanen discontinue meting (2 x per | < 0.1 ng TEQ/Nm:3 jaar)

Claims

16 BE2021/6117 CONCLUSIES

1. Werkwijze voor reiniging van rookgas afkomstig van de verbranding van chloorhoudend materiaal waarin ten minste volgende reinigingsstappen op het rookgas worden toegepast in afzonderlijke inrichtingen en in deze volgorde: — het koelen en absorberen van polluenten in een quench; — het absorberen van polluenten in één of meerdere gepakte kolommen; — het adsorberen van polluenten op één of meerdere actief koolfilters: — het absorberen van polluenten in één of meerdere absorptiekolommen: en — het uitstoten van aldus verkregen gereinigd rookgas, met het kenmerk, dat een absorbens in tegengestelde stroomrichting dan het rookgas door de gepakte kolommen stroomt en bij het binnenkomen van één of meerdere absorptiekolommen bestaat uit minstens 90 gew.% water.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij het absorbens in de gepakte kolommen een pH heeft lager dan 7.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, waarbij het absorbens ten minste deels over de gepakte kolommen gerecirculeerd wordt.

4. Werkwijze volgens conclusie 1, 2 of 3, waarbij het absorbens een maximale zoutzuurconcentratie heeft van 15-30 gew.%.

5. Werkwijze volgens één der conclusies 1 tot en met 4, waarbij het absorbens in de gepakte kolommen een pH heeft lager dan 7.

6. Werkwijze volgens één der conclusies 1 tot en met 5, waarbij het absorbens gesproeid wordt over een pakkingsmateriaal, bij voorkeur met een druppelgrootte groter dan 0.1 mm.

7. Werkwijze volgens conclusie 6, waarbij het pakkingsmateriaal gedeeltelijk polyvinylideenfluoride omvat.

8. Werkwijze volgens één der conclusies 1 tot en met 7, waarbij de absorptie in de gepakte kolommen doorgaat bij onderdruk.

9. Werkwijze volgens één der conclusies 1 tot en met 8, waarbij 90 gew.% van het chloor in het rookgas, in het absorbens terechtkomt.

17 BE2021/6117

10. Werkwijze volgens één der conclusies 1 tot en met 9, waarbij waterdruppels uit het rookgas worden gehaald, tussen de quench en één of meerdere gepakte kolommen.

11. Werkwijze volgens één der conclusies 1 tot en met 10, waarbij het absorbens een pH heeft lager dan 3 bij het binnenkomen van een gepakte kolom.

12. Inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze volgens één der conclusies 1 tot en met 11, omvattende een quench, één of meerdere gepakte kolommen; één of meerdere actief koolfilters; en één of meerdere absorptiekolommen, met het kenmerk, dat de inrichting pompen omvat, geschikt voor het recirculeren van een deel van een vloeistof die de gaswassers verlaat.

13.Inrichting volgens conclusie 12, waarbij de inrichting verder een zuigtrekventilator omvat die geschikt is om de druk in de gepakte kolommen te doen dalen.

14.Inrichting volgens conclusie 12 of 13, waarbij de inrichting verder een conductiviteitsmeter omvat om de conductiviteit te meten van vloeistoffen nadat deze de extra gaswassers verlaten.

15.Gereinigd rookgas verkregen volgens de werkwijze beschreven in één der conclusies 1 tot en met 11 of de inrichting beschreven in één der conclusies 12 tot en met 14 voor het reinigen van rookgas dat afkomstig is van de verbranding van chloorhoudend materiaal, bijvoorbeeld van vloeibaar afvalmateriaal.