FI88261B - Foerfarande foer behandling av foerbraenningsrester som uppstaor i en foerbraenningsanlaeggning, i synnerhet i en avfallsfoerbraenningsanlaeggning - Google Patents

Description

8826'!

MENETELMÄ POLTTOLAITOKSESSA, ERITYISESTI JÄTTEENPOLTTO-LAITOKSESSA, SYNTYVIEN PALAMISJÄTTEIDEN KÄSITTELEMISEKSI - FÖRFARANDE FÖR BEHANDLING AV FÖRBRÄNNINGSRESTER SOM UPP-STÄR I EN FÖRBRÄNNINGSANLÄGGNING, I SYNNERHET I EN AVFALLSFÖRBRÄNNINGSANLÄGGNING

Keksintö koskee menetelmää polttolaitoksessa, erityisesti jätteenpolttolaitoksessa, syntyvien savukaasujen ja pala-misjätteiden käsittelemiseksi suodattamalla lentotuhka ja suorittamalla sen jälkeen vähintään yksi savukaasujen märkäpesu käyttämällä hyväksi paiamisjätteiden alkalisuut-ta happamisen aineosien pesemiseen pois savukaasuista.

Tällä hetkellä ei ole enää ongelma pitää jätteenpolttolai-toksesta ilmaan joutuvia päästöjä niin vähäisiä, että ne ovat häviävän pieniä. Haitallisten aineiden poistamiseen savukaasuista on olemassa tehokkaita savukaasujenpuhdis-tuslaitteistoja, jotka perustuvat kolmeen perusmenetelmään, jotka ovat märkä-, puolikuiva- ja kuivamenetelmä. Märkämenetelmän puhdistuskyky on erityisen korkea, mutta se vaatiin suhteellisen suuret investoinnit, paljon energiaa ja kemikaaleja.

USA:n patenttijulkaisusta no. 4 164 547 tunnetaan lento- tuhkan alkalisuuden käyttö happamien savukaasujen neutralointiin. Tällöin lisätään savukaasujenpuhdistuslaitoksen pesunesteeseen lentotuhkaa ja kalsiumoksidia tai natrium-karbonaattia, jolloin lisättyjen kemikaalien määrää voidaan vähentää.

.·. Myös varastointiominaisuuksia on pyritty parantamaan.

Helposti liukenevien aineosien poistamiseen jätekuonasta eli kattilan arinalle jäävästä paiamisjätteestä pidetään yksinkertaista pesua riittävänä, jotta kuonaa mahdollisen jatkokäsittelyn, kuten seulonnan jne., jälkeen voi- 2 3826! daan käyttää edelleen rakennusteollisuudessa.

Lentotuhkan varastointikelpoisuuden parantamiseksi tunnetaan useita menetelmiä. Eräissä näistä (esim. Bambergin malli, sementin lisääminen jne.) sekoitetaan kiinteyttämistä varten mukaan lisäainetta, jolloin veden vaikutuksesta tapahtuvan sitoutumisen kautta tapahtuu kovettuminen ja uuttuvuus pienenee. Tämän menetelmän (lukuunottamatta Bambergin mallia) haittana on varastointitilavuuden kasvu.

Vielä eräs mahdollisuus on varastointi omiin säiliöihin. Tätä voidaan kuitenkin pitää vain väliaikaisratkaisuna, koska myös parhaatkin säiliöt syöpyvät puhki ajan mittaan ja lentotuhkan reaktiivisuus on tuolloin vielä jäljellä.

Viimein tunnetaan ennestään lentotuhkan käsittely happa-malla liuoksella, jolloin helposti eluoituvat alkuaineet, kuten kadmium ja sinkki voidaan poistaa.

Tämän jälkeen tuhka pelletoidaan ja viedään uudestaan polttoon, jolloin myös orgaaniset aineet tuhoutuvat ja tuhkalla on samat ominaisuudet kuin kuonalla.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on tarjota alussa mainitun kaltainen menetelmä, jossa märkäpesuun lisättävien kemikaalien määrä on mahdollisimman vähäinen.

Edelleen keksinnön tarkoituksena on optimoida kuonan ja tuhkan varastointiominaisuudet ja tehdä mahdolliseksi raskasmetalllien poisto tuhkasta ja kuonasta yksinkertaisella tavalla.

Alussa mainitun kaltaiselle, keksinnönmukaiseile ensimmäiselle menetelmälle on tunnusomaista se, että kertyvälle tuhkalle ja/tai kuonalle suoritetaan vähintään yksi i 3 88261 ensimmäinen pesu ja sitä seuraava vähintään yksi toinen pesu niin, että ensimmäisessä pesuvaiheessa käytetty pesuvesi otetaan savukaasujen märkäpesun säiliöstä, jossa vallitseva pH on 3 - 8, ja ensimmäisestä pesusta tuleva pesuvesi, jonka pH-arvo on 5 - 12, kierrätetään takaisin happamien aineosien pesemiseksi savukaasuista, ja toisessa pesuvaiheessa käytetty pesuvesi otetaan savukaasujen märkäpesun säiliöstä, jossa vallitseva pH on 0,5 - 4, ja toisesta pesusta tuleva pesuvesi, jonka pH-arvo on 1-7, kierrätetään takaisin happamien aineosien pesemiseksi savukaasuista.

Alussa mainitun kaltaiselle, keksinnönmukaiselle toiselle menetelmälle on tunnusomaista se, että kertyvälle tuhkalle ja/tai kuonalle suoritetaan vähintään yksi pesu, jonka pesuvesi otetaan savukaasujen märkäpesun säiliöstä, jossa vallitseva pH on 3 - 8, ja pesusta tuleva vesi, jonka pH-arvo on 5 - 12, kierrätetään takaisin happamien aineosien pesemiseksisavukaasuista.

Alussa mainitun kaltaiselle, keksinnönmukaiselle kolmannelle menetelmälle on tunnusomaista se, että kertyvälle . . tuhkalle ja/tai kuonalle suoritetaan vähintään yksi pesu, jonka pesuvesi otetaan savukaasujen märkäpesun säiliöstä, jossa vallitseva pH on 0,5 - 4, ja pesusta tuleva vesi, jonka pH-arvo on 1 - 7, kierrätetään takaisin happamien aineosien pesemiseksi savukaasuista.

Keksinnönmukaisilla ratkaisuilla saavutetaan seuraavat oleelliset edut: a) Kustannukset pienenevät, koska neutralisointiin ei tarvita lainkaan (tai juuri lainkaan) lisäkemikaaleja.

b) Kuonan ja tuhkan varastointikäyttäytyminen paranee, koska helposti liukenevat aineet ovat uuttuneet pois.

c) Emäksinen kiertovesi reagoi SC^n kanssa ilman kiin-teänaineenmuodostusta (vähäinen ylikyllästyneisyys joh- 4 88261 tuen jatkuvasta erotuksesta kiinteän aineen pesussa).

Keksinnön muita tunnusominaisuuksia ja yksityiskohtia valotetaan seuraavassa piirrosten avulla. Kuvat 1 -4 ovat tuhkan ja kuonan emäksisten pesujen virtauskaavi-oita, kuvat 5-8 ovat happamien pesujen virtauskaavi-oita, kuva 9 on virtauskaavio täydellisestä laitoksesta, jossa on kaksi savukaasujen märkäpesua, ja kuvat 10 -12 ovat sellaisten pesujen virtauskaavioita, joissa on yksi ainut savukaasujen märkäpesu.

Kuvassa 1 on esitetty tuhkan ja kuonan emäksisen pesun yksinkertaisin tapaus, jossa tämä pesu liittyy savukaasujen kaksivaiheisen märkäpesun toiseen pesuun. Tuhka ja kuona johdetaan yhdessä virtana 1 ensimmäiseen pesuvai-heeseen A (esimerkiksi sekoitussäiliö, johon liittyy las-keutumissäiliö tai sitä ei liity; muunnettu märkäkuonan-poistin), jossa ne saatetaan kosketukseen savukaasujen toisen märkäpesun säiliöstä B tulevan kierrätysveden (virta 2) kanssa. Kiinteäainepitoinen osavirta johdetaan virtana 3 vedenpoistolaitteeseen (esim. dekantteri, sentri-fugi, puristin, rumpuseula tms.), jotta se saadaan mahdollisimman kuivaksi. Tuhkan ja kuonan sisältämät helposti liukenevat aineosat menevät pesuvaiheessa A liuokseen ja näin ollen ovat pesuvaiheesta A ja vedenpoistolaittees-ta C poistuvat virrat 4, 5 emäksisen ylimäärän vuoksi tulleet emäksisiksi ja näin ollen niitä voidaan käyttää happamien aineosien pesuun savukaasuista savukaasujen toisessa märkäpesuvaiheessa. Tätä tarkoitusta varten yhdistetään molemamt virrat 4,5 ja johdetaan takaisin säiliöön B virtana 6. Osa virrasta 6 otetaan erilleen ja johdetaan virtana 7 pois jätevedenkäsittelyyn (ei mukana piirroksessa), jotta saadaan estetyksi kloridien ja muiden helpostiliukenevien aineiden rikastuminen kuvatussa kierrätyksessä. Vedenhävikin tasoittamiseksi tuodaan esimerkiksi pesuvaiheeseen A virtana 8 puhdasta vettä.

5 88261

Virrat 9 ja 10 tarkoittavat johtoja, jotka vievät pesuveden säiliöstä B savukaasujen toiseen märkäpesuun ja palauttavat pesuveden säiliöön B takaisin. Vedenpoisto-laitteesta C johdetaan näin kuivatut kiinteät aineet virtana 11 happamaan pesuvaiheeseen, jota selostetaan jäljempänä.

Kuva 2 esittää kahta erillistä emäksistä pesuvaihetta, joista toisessa pestään tuhka ja toisessa kuona. Erillisellä pesulla on se etu, että haitta-aineiden vain vähäisessä määrin kontaminoima karkea kuonaosa ei joudu kosketukseen voimakkaammin kontaminoituneen tuhkan kanssa. Kuona johdetaan virtana 1' pesuvaiheeseen A' ja tuhka vjohdetaan virtana 1" pesuvaiheeseen A". Pesuvesi, joka tulee savukaasujen toisen märkäpesun säiliöstä B, johdetaan tästä säiliöstä pois virtana 2 ja jaetaan virroksi 2' ja 2”, jotka johdetaan pesuvaiheisiin A' ja A". Pesu-vaiheesta A' tulevat kiinteät aineet johdetaan virtana 3' seulaan D, jossa tapahtuu kuonan erotus hiukkaskoon mukaan. Karkea jae pestään vielä virtana 8' johdetulla puhtaalla vedellä ja erotetaan virraksi 12, jota ei kuitenkaan käsitellä enää happamssa pesuvaiheessa. Hienojakoinen jae yhdistetään virtana 12' tuhkan virtaan 3* ja johdetaan virtana 3 vedenpoistolaitteeseen C. Veden-poistolaitteesta C johdetaan jälkeen näin kuivattu kiinteä aine virtana 11 happamaan pesuvaiheeseen. Emäksisiksi tulleet pesuvedet, johdetaan pesuvaiheesta A”, seulasta D ja vedenpoistolaitteesta C virtoina 4", 4' ja 5 kokoomasäiliöön X ja sieltä edelleen virtana 6 säiliöön B. Olisi myös mahdollista johtaa emäksiset virrat 4', 4" ja 5 erillisinä säiliöön B. Virrat 7, 9 ja 10 tarkoittavat samaa kuin kuvan 1 mukaisessa esimerkissä.

Kuva 3 esittää samanlaista ratkaisua kuin kuva 2, mutta nyt on mahdollisuus suorittaa vedenpoisto kuonasta ja tuhkasta vedenpoistolaitteissa C ja C". Seulasta D tu- 6 88261 leva emäksinen virta 4' yhdistetään vedenpoistolaitteesta C tulevaan emäksiseen virtaan 5' ja johdetaan keräily-säiliöön X, johon johdetaan myös emäksiset virrat 5" ja 4". Kuonan ja tuhkan käsittelyissä saadut kiinteät aineet ovat käytettävissä virtoina 11' ja 11" ja ne käsitellään vielä erikseen happamissa pesuvaiheissa, kuten jäljempänä selostetaan.

Kuva 4 esittää laajennusmahdollisuuksia kuvassa 2 esitettyyn esimerkkiin niin, että jokainen laajennus kipsivai-hetta lukuunottamatta voidaan toteuttaa toinen toisestaan riippumatta: 1. Pesuvaiheesta A* otetaan lisävirta 4' ja sejohdetaan se keräilysäiliöön X, jolloin kuonalle saadaan aikaan lisälaskeutumismahdollisuus pesuvaiheessa A' kierrätetyn veden kanssa kosketukseen joutumisen jälkeen ja näin vä-henentään seulan D kuormitusta erotusvaiheena.

2. Ennen pesuvaihetta A" on lisäpesuvaihe A'", johon tuhka tuodaan virtana 1". Lisäksi tuodaan vettä virtana 13 ja natronlipeää virtana 14, jotta saavutetaan niin korkea pH-arvo, että raskasmetallit liukenevat kompleksi-ioneina, jotka myöhemmin erotetaan vesiliuoksesta. Tätä varten johdetaan pesulipeä virtana 15 raskasmetallienero-tusvaiheeseen, esimerkiksi ioninvaihtimeen E, jossa se puhdistetaan raskasmetalleista ja raskasmetallipitoinen virta 16 poistetaan kierrosta ja raskasmetalliköyhä virta 17 johdetaan keräilysäiliöön X yhdessä muiden emäksisten virtojen 4', 4", 4'" ja 5 kanssa.

3. Käänteisosmoosivaihe G tarvitaan siinä tapauksessa, että pitää erottaa kipsi, tai jos korkean ionikonsentraa-tion vuoksi kuonan ja tuhkan uuttuminen toimii huonosti. Tuleva virta 18 jaetaan tällöin puhtaaksi virraksi 2, joka käytetään emäksisissä pesuissa, ja voimakkaasti kuormitetuksi virraksi 19, joka toimii kipsinerotusvaihee-seen F tulevana virtana tai johdetaan jätevedenkäsitte-lyyn (tällöin virta 7 jää pois).

7 8826i 4. Perinteisissä savukaasujen sisältämän rikin poisto-laitoksissa on mahdollista erottaa kipsi. Pesuvesi johdetaan säiliöstä B virtana 18 käänteisosmoosivaiheeseen G ja tästä konsentroidussa muodossa virtana 19 kipsinero-tusvaiheeseen F (esitetty vain lohkona). Täällä siitä erotetaan hydrosyklonissa karkeat kipsikiteet, jotka sitten otetaan talteen sakeuttimessa ja vakuumisuodattimessa ja poistetaan virtana 20. Karkeista kipsikiteistä puhdistettu vesi lisätään virtana 21 virtaan 18 ennen käänteisos-moosivaihetta. Tässä muunnoksessa otetaan pesuvaiheisiin A' ja A" kierrätetty vesi virtana 2 käänteisosmoosivaihees-ta.

Jos kipsinerotusvaihetta F ei ole, kerrostuu pH-arvon siirtymästä, kohonneesta Ca-ionikonsentraatiosta ja suuresta kiinteäainepinnasta johtuen kipsi tuhkan ja kuonan päälle.

Jos erottamista varten liukenee liian vähän emäksisiä aineita, voidaan astiaan tuoda lisää aikalisiä kemikaaleja (ei ole piirretty esiin). Tämä pätee kaikissa neljässä kuvatussa tapauksessa.

Ennen kuvissa 5-8 esitettyjen happamien pesuvaiheiden selostusta, valotetaan yksittäisten lohkojen tehtävää ja toimintaa.

Lohkot H, H', H": Näissä tapahtuu kiinteiden aineiden varsinainen hapan pesu niin, että kiinteät aineet sekoitetaan happamaan pesuveteen ja liukoiset aineet (ennen kaikkea alkali-ja maa-alkali-ionit) siirtyvät pesuveteen, josta ne sen jälkeen erotetaan pois. Tällöin voidaan toteuttaa kaksi tehtävänasettelua:

Kun emäksiset aineet siirtyvät liuokseen, saadaan ensin- β 88261 näkin kiertoveden ylihappamoituminen estetyksi ja toiseksi siirtyvät raskasmetallit matalan pH-arvon mobilisoimina pesuveteen ja ne voidaan erottaa omassa erotus-vaiheessa, jolloin muiden jäännösaineiden laatu paranee. Yksinkertaisimmassa tapauksessa voidaan tällainen vaihe suorittaa sekoitussäiliössä, johon liittyy laskeutussäi-liö. Jos savukaasujen happamat aineosat eivät riitä matalan pH-arvon saavuttamiseen, joka tarvitaan raskasmetallien eluointiin, voidaan happamia kemikaaleja lisätä (ei piirretty kuvioon).

Lohko I: Tämä on savukaasujen ensimmäisen märkäpesun allas, joka pesu palvelee ennen kaikkea HCl:n erottamista, joten käytetyn pesuveden (virta 31) pH-arvon pitää vain olla pieni, jotta sillä olisi erotuskykyä. Pesuvesi sekä puhdistaa että jäähdyttää savukaasuja, joten säiliöön takaisin vir-taavan pesuveden (virta 32) määrä on haihtumisen vuoksi alkuperäistä pienempi, ja näin ollen happamasta pesuve-denkierrosta tuodaan (virrat 26 ja 30) enemmän pesuvettä kuin kiertoon palaa (virta 27).

Lohko K: Tämä on elohopeanerotusvaihe. Ensimmäisessä märkäpesussa erottuu HC1:n (ja raskasmetallipitoisen lentotuhkan) ohella myös suurin osa elohopeasta, joka pitää ennen kiinteiden aineiden kanssa kosketukseen joutumista erottaa, koska muuten se adsorboituu näihin. Tätä tarkoitusta varten suoritetaan säiliöstä I poistuvalle virralle 27 erottimes-sa K erityinen saostus (esim. TMTl5:llä), tai tämä virta johdetaan erityisen elohopeaionienvaihtimen läpi niin, että erottimesta K poistuva pesuvesi (virta 28) on lähes elohopeatonta, ja lisäksi saadaan elohopeapitoinen virta 33, josta elohopea voidaan haluttaessa ottaa talteen.

9 88261

Lohko L: Tämä on erityinen raskasmetallien erotusvaihe. Liuoksessa olevien raskasmetallien poistamiseen pitää käyttää mahdollisimman spesifistä menetelmää, jotta talteenotto olisi taloudellista ja erikoisjätettä syntyisi mahdollisimman vähän. Tähän soveltuvia menetelmiä ovat seuraavat: a) Erityinen uutto orgaanisella faasilla ja takaisinuut-to hapolla. Väkevöity hapan metalliliuos (virta 35) jatko-käsitellään tai neutraloidaan siten, että metallit saostuvat.

b) Erityinen uutto orgaanisella faasilla ja vaiheittainen takaisinuuttohapolla niin, että saadaan useita, koostumukseltaan toisistaan poikkeavia happamia liuoksia (esitetty virtana 35).

c) Erityinen uutto orgaanisella faasilla ja takaisinuutto väkevällä emäksellä. Virrassa 35 saostuu metallihydrok-sidisakka.

d) Nestemembraanipermeaatio: Uutto ja takaisinuutto tapahtuvat yhdessä ainoassa säiliössä (kolme faasia muodostaa multippeliemulsion, jossa keskimmäinen, orgaaninen faasi toimii membraanina). Tällöin laskeutuu väkevä, hapan metalliliuos virtana 35.

e) Erityiset ioninvaihtohartsit: Virtana 35 laskeutuvat ioninvaihtimet, joihin metallit ovat sitoutuneet.

Kussakin menetelmistä a) - d) tarvitaan esipuhdistus (jotta kiinteä aine ei pääse likaamaan orgaanista faasia) ja pesuveden jälkipuhdistus (orgaanisten aineiden poisto).

Lohkot M. M', M”: Näissä tapahtuu tarvittava jälkipesu, jossa poistetaan kloridit kiinteästä aineesta, jotka kloridit ovat kulkeutuneet jäljellä olevan veden mukana pesuvaiheesta H. Tuodulla puhtaalla vedellä (virta 36) katetaan kierros- 10 88261 sa syntyneet hävikit, joita syntyy jätevedenkäsittelyyn ohjatun virran (estetään liukoisten aineiden rikastuminen (virta 34)) ja savukaasujenjäähdytyksessä tapahtuvan vedenhaihtumisen muodossa.

Lohko N: Tämä on käänteisosmoosivaihe, jota käytetään silloin, kun korkea suolakonsentraatio vaikuttaa kierron normaaliin toimintaan. Käänteisosmoosivaihetta N käytetään kuvan 7 mukaisessa esimerkissä, mutta sitä voidaan kyllä periaatteessa käyttää kaikissa esitetyissä esimerkeissä.

Yhden happaman pesun käyttö kuvassa 5 esitetyn esimerkin mukaisesti savukaasujen ensimmäisen happaman märkäpesun yhteydessä savukaasujen kaksivaiheisessa märkäpesussa on tarkoituksenmukaista vain silloin, kun vaaditaan emäksisestä pesuvaiheesta (kuvat 1-4) tulevien kiinteiden aineiden (virta 11) vähäistä puhdistusta, ja/tai kun ras-kasmetallikonsentraatio savukaasujen ensimmäisen pesun säiliössä I on korkea.

Happamasta pesuvaiheesta poistuva virta 21 johdetaan jäl-kipesuvaiheeseen M, josta se poistuu puhdistetussa muodossa virtana 22. Pesuvaiheesta H poistuva virta 23 ja jälki-pesuvaiheesta M poistuva virta 24 yhdistetään virraksi 25, josta vain pieni osa palautetaan virtana 26 savukaasujen ensimmäisen märkäpesun säiliön I ja elohopeanero-tusvaiheen K (virta 27) ja raskasmetallienerotusvaiheen L (virta 28) kautta pesuvaiheeseen H (virta 29), sillä suurin osa (virta 30) palautetaan suoraan pesuvaiheeseen H. Virrant 31 ja 32 tarkoittavat pesuveden syöttöä säiliöstä I savukaasujen ensimmäiseen pesuun ja ensimmäisestä pesusta takaisin säiliöön vastaavasti. Elohopeanerotus-vaiheesta K johdetaan pois elohopearikas virta 33 ja ras-kasmetallienerotusvaiheesta L johdetaan jätevesi virtana 34 jätevedenkäsittelyyn ja raskasmetalliliuos tai raskas- i 11 88261 metalliliete johdetaan pois virtana 35. Jälkipesuvaihee-seen M tuodaan puhdasta vettä virtana 36. Tässä esimerkissä ovat edullisia pienet kierrätetyn nesteen määrät virtoina 26, 27 ja 28, sillä näin on mahdollista mitoittaa vaiheet K ja L kooltaan pienemmiksi.

Kuvassa 6 esitetty esimerkki eroaa kuvassa 5 esitetystä vain siinä, että suurempi osa (virta 30') virrasta 25 palautetaan raskasmetallienerotusvaiheen L kautta kautta pesuvaiheeseen, jolloin voidaan saavuttaa korkeampi puhdis-tumisaste.

Kuva 7 on esimerkki kaksivaiheisesta happamasta pesusta, jossa kiinteät aineet johdetaan ensimmäisestä pesuvaihees-ta H' virtana 21' toiseen pesuvaiheeseen H" pesuveteen nähden vastavirtaan, joka pesuvesi johdetaan toisesta pesuvaiheesta (virta 37) raskasmetallienerotusvaiheen L kautta (virta 38) ensimmäiseen pesuvaiheeseen H'. Tällöin tulee jo ensimmäisessä pesuvaiheessa H' suurin osa emäksisistä aineista pestyksi pois ja näin ollen vallitsee toisessa pesuvaiheessa H" matalampi pH, minkä johdosta enemmän raskasmetalleja pystyy liukenemaan ja tulemaan sitten erotetuksi raskasmetallienerotusvaiheessa L. Ensimmäisen pesuvaiheen H' (virta 23) ja säiliön I välissä on lisäksi käänteisosmoosivaihe N (virrat 23', 34), jonka on tarkoitus estää liian korkeiden suolapitoisuuksien aiheuttamat häiriöt kierrossa, ja tämä käänteisosmoosivaihe on tarpeen ennen kaikkea silloin, kun toimitaan ilman jätevettä. Käänteisosmoosivaiheesta N pois johdettu jätevesi (virta 34) johdetaan jätevedenkäsittelyyn tai haihdutetaan kuiviin. Jotta elohopeanpoistovaihe K saataisiin pysymään mitoiltaan pienenä, erotetaan suurin osa virrasta 23' virtana 39 ja palautetaan toiseen pesuvaiheeseen H". Jälkipesuvaiheesta M poistuva vesi palautetaan virtana 40 säiliöön I. Muut virrat (11, 21, 22, 27, 28, 31 ja 36) vastaavat toiminnoiltaan kuvassa 5 12 88261 samoilla numeroilla esitettyjä.

Kuvan 8 mukainen esimerkki esittää tuhkan ja kuonan erillistä hapanta käsittelyä niin, että edeltävä emäksinen käsittely on myös suoritettu erikseen (ks. kuva 3). Kuonasta (virta 11') ja tuhkasta (virta 11") poistetaan ensimmäisessä ja toisessa pesuvaiheessa H' ja H" liukenevat aineosat ja sen jälkeen suoritetaan jälkipesut jäli-pesuvaiheissa M' ja M" (virrat 21', 21"). Pesuveden kierrätyksellä - säiliöstä I (virta 27) elohopeanerotusvai-heen K (virta 28) kautta (virta 28) tuhkan toiseen pesu-vaiheeseen H" ja vasta sieltä virtana 41 raskasmetallien-erotusvaiheeseen L ja sieltä edelleen virtana 29 kuonan ensimmäiseen pesuvaiheeseen H' ja täältä (virta 23, 26) takaisin säiliöön I - taataan se, että voimakkaammin kontaminoitunut tuhka tulee käsitellyksi voimakkaammin happamalla liuoksella, josta syystä tapahtuu parempi uut-tuminen tuhkasta. Suuri osa ensimmäisestä pesuvaiheesta H' tulevasta virrasta 23 otetaan erilleen ja yhdistetään virtana 42 virtaan 41, mistä syystä elohopeanerotusvaihe K voidaan mitoittaa pienemmäksi. Jos myös raskasmetallien-erotusvaihe halutaan mitoittaa pienemmäksi ja nostaa kon-sentraatioita, pitää virta 42 yhdistää virtaan 29 (ei ole esitetty piirroksessa).

Jälkipesuvaiheisiin M',M" tuodaan puhdasta vettä virtoina 36' ja 36", jotka jälkeenpäin sekoitetaan virtoina 24' ja 24" virtaan 23. Kiinteät aineet jättävät puhdistettuina jälkipesuvaiheet M' ja M" virtojen 22' ja 22" muodossa. Virrat 31 - 35 ovat samat kuin kuvissa 6 ja 7 esitetyt virrat 31 - 35.

Kuvassa 9 on esitetty savukaasujenpoistolla varustetun jätteidenpolttolaitoksen oleelliset rakenneosat, jotka ovat uuni 41, hukkalämpökattila 42, sähkösuodatin 43, savukaasujen ensimmäinen märkäpesulaite 44, jossa HC1 ja HF poistuvat, savukaasujen toinen märkäpesulaite 45, 13 38261 jossa SOj poistuu,puhallin 46 ja savupiippu 47. Emäksinen pesuvaihe vastaa kuvan 2 mukaista esimerkkiä (kuitenkin ilman omia virtoja 4',4", jotka kiinteän aineen virtoihin 3" ja 12' yhdistettyinä johdetaan vedenpoisto-vaiheeseen C) ja hapan pesuvaihe vastaa kuvan 6 mukaista esimerkkiä ja merkinnät vastaavat näissä kuvissa käytettyjä merkintöjä ja näin ollen toimintatavan osalta viita-taankuvien 2 ja 6 selostuksiin. Numerolla 48 on merkitty jätevedenkäsittelylaitos, jota ei kuitenkaan ole tarkemmin selvitetty, koska se ei kuulu suoraan keksinnön kattamaan alaan.

Savukaasujen hukkalämpökattilaan 42 tulon jälkeen putoava tuhka (virrat 49, 50) on vielä suhteellisen raskasmetalli-köyhää, mistä syystä se voidaan yhdistää uunista 41 tulevaan kuonaan (virta 51) niin, että muodostuu virta 1'. Savukaasuista ennen hukkalämpökattilasta 42 poistumista putoava tuhka (virta 52) yhdistetään sähkösuodattimessa 43 putoavaan tuhkaan (virrat 53, 54) virraksi 1".

Kiinteiden aineiden poisto pesuvaiheista A', A" ja H tapahtuu siipipyöräsulkujen 55, 56 ja 57 kautta. Savukaasujen märkäpesujen 44 ja 45 sisäisessä kierrätyksessä käytetyt pumput on merkitty numeroilla 58 ja 59.

Elohopeanpoistovaihe K on tässä tapauksessa esitetty vaihto-käyttöiseksi niin, että vuorotellen on toinen vaihe käytössä toisen ollessa regeneroinnin alla. Tätä tarkoitusta varten on virtaan 27 asennettu suunnanvaihtoventtiili 60.

Edellisissä ratkaisuissa on lähdetty siitä, että savukaasu- * jen kaksivaiheisessa pesussa käytetään sekä hapanta että emäksistä pesuvettä kiinteiden aineiden pesuihin. On kuitenkin myös mahdollista käyttää vain savukaasujen kaksivaiheisen märkäpesun yhden vaiheen pesuvettä, jos 14 38261 voidaan luopua jostakin mainituista eduista (esim. ei uuteta raskasmetalleja puhtaasti emäksisellä pesulla), tai jos kiinteiden aineiden sisältämät emäksiset aineosat riittävät vain yhdessä savukaasujen märkäpesuvaiheessa kertyvien savukaasujen aineosien poispesemiseen.

Seuraavat kuvien 10 - 12 mukaiset kolme esimerkkiä edustavat keksinnönmukaisen menetelmän käyttöä savukaasujen yksivaiheisessa pesussa.

Jos voidaan luopua SC^tn erottamisesta, voidaan soveltaa kuvien 5-8 mukaisia esimerkkejä, joissa on hapan pesu-vaihe. Tällöin on kyllä otettava huomioon, että kiertoon tulee enemmän emäksisiä aineita, mistä syystä kosketus-ajat pitää pitää lyhyinä.

Vielä eräs tämän keksinnön mukaisen menetelmän etu on siinä, että jätevedenkäsittelyssä laskeutuva neutrali-sointiliete voidaan johtaa poltettavaksi ilman, että seurauksena on raskasmetallien rikastuminen.

Kuva 10 esittää kuonan (virta 1') ja tuhkan (virta 1") erillistä pesua.

Kuona sekoitetaan happamassa pesuvaiheessa H' kiertoveteen (virta 11a), jolloin emäksiset aineet liukenevat ja joutuvat sen jälkeen yhdessä veden kanssa (virta 2a) vedenpoistovaiheeseen C (laskeutussäiliö, vinoselkeytin, suodatin tms.), jossa tapahtuu sakeutus. Sakeutettu suspensio (virta 3a) pestään vielä jälkipesussa M' (esim. rumpuseula,suihkutushihnalla) ja märkä kuona (virta 4a) poistuu lähes inerttinä jälkikäsittelystä. Vastaavalla tavalla käsitellään tuhka (virta 1") lohkoissa H", C" ja M" (virrat 1", 5a, 6a ja 7a). Lisäksi tapahtuu tuhkan tarkoituksellinen käsittely siten, että savukaasujen ensimmäisestä märkäpesusta tuleva hapan pesuvesi johde- i is 38261 taan säiliöstä I (virta 8a) välittömästi kosketukseen tuhkan kanssa, mistä syystä saavutetaan erittäin hyvä raskasmetallien uuttuminen tuhkasta.

Vedenpoistovaiheesta C" poistuva virta 9a johdetaan ras-kasmetallienerotusvaiheeseen L (permeaatiovaihe, uutto-vaihe, ioninvaihdin), josta raskasmetallit poistetaan virtana 23a. Samanaikaisesti johdetaan virta 22a pois jätevedenkäsittelyyn, jotta saadaan estetyksi liukoisten aineiden rikastuminen kierrossa. Pesuvaiheen H* ja ve-denpoistovaiheen C välissä kierrätetään virtaa 13a, jotta muut laitteet voidaan mitoittaa pienemmiksi. Puhtaan veden virrat 16a ja 18a eivät ole ainoastaan kloridien poispesua varten, vaan myös hävikkien korvaamista varten, joita syntyy poistovirtana 22a ja kuumien savukaasujen jäähdytyksessä höyrystyneenä vesimääränä (vesimäärien ero, joka on savukaasujen ensimmäisen märkäpesun säiliöstä poistuvan (virta 20a) ja sinne palaavan (virta 21a) määrän välillä). Vedenpoistovaiheesta C ja kummastakin jälkipesusta M' ja M" poistuvat virrat 14a, 17a ja 19a palautetaan virtana 15a säiliöön I.

Kuvan 11 mukainen esimerkki soveltuu käytettäväksi silloin, kun pitää poistaa myös suurehko määrä SC^Jta ja kuona ja tuhka käsitellään yhdessä (virta 1). Tarvittava korkeampi pH-arvo voidaan saavuttaa pidentämällä viipymäaikaa pesuvaiheessa A ja lisäämällä kiertoveden kierto-määrää. Kiinteät aineet joutuvat pesuvaiheesta A virtana 2b vedenpoistovaiheeseen C ja täältä virtana 3b jälki-pesuun M, josta ne poistuvat virtana 4b. Säiliöstä B tuleva vesi (virta 5b) johdetaan vaiheiden A ja C kautta ja se poistuu viimeksimainitusta virtana 6b, johon yhdi-tetään vedenpoistovaiheesta M tuleva virta 10b virraksi 7b, joka puolestaan poistovirran 11b poisohjäämisen jälkeen palautetaan virtana 8b säiliöön B. Puhtaan veden syöttö (virta 9b) kattaa jälleen ne hävikit, jotka syntyvät ie 88261 veden poisohjäämisessä ja haihtumisessa, kun savukaasut jäähdytetään. Virrat 12b ja 13b tarkoittavat savukaasujen märkäpesussa käytetyn pesuveden poistamista ja palauttamista säiliöön B. Raskasmetallienerotusvaihe ei vaikuta tässä esimerkissä perustellulta, koska raskas-metallikonsentraatiot ovat pienet kierrätettävän veden suuresta määrästä johtuen.

Kuvan 12 esimerkki soveltuu tapaukseen, jossa ei aseteta erityisiä laatuvaatimuksia kiinteille aineille ja vaatimuksena on vain vähäinen SC^-määrän väheneminen. Tässä tapauksessa voidaan menetelmä toteuttaa käytännöllisesti katsoen ilman pois johdettua vettä, koska liukoiset suolat kantautuvat pois kosteiden kiinteiden aineiden kanssa.

Kuona ja tuhka (virta 1) johdetaan pesuvaiheeseen H ja vedenpoistovaiheeseen C (virrat 2c, 3c). Vedenpoiston ei pidä olla liian voimakas (kosteuspitoisuus noin 50 - 90 % kokonaismäärän perusteella laskettuna), jotta riittävästi suolalla kuormitettua vettä kulkeutuu mukana ulos. Vedenpoistoon soveltuu tällöin erityisesti kaksivaiheinen systeemi, jonka ensimmäisessä vaiheessa suoritetaan sakeutus (rumpuseula, kerroksellinen vinoselkey-tin, laskeutusallas) ja sen jälkeen voidaan näin saadulla sakeutetulla suspensiolla täyttää säiliöt tai säkit, jotka voivat myös olla kiertäviä säiliöitä tai säkkejä, joissa kiinteistä aineista poistetaan vettä niin kauan, että kiinteät aineet voidaan sijoittaa varastoon. Koska tässä menetelmässä ei pesu paranna kiinteiden aineiden laatua lainkaan, on tämä menetelmä ajateltavissa vain sellaisiin laitoksiin, joissa syntyy vain pieni määrä kertyvää jätettä, joka pitää sijoittaa erikoisvaras-toon (esim. sairaalajätteen tuhka ja kuona).

Kiertovesi virtaa säiliöstä I pesuvaiheeseen H (virta 4c) ja täältä yhdessä kiinteiden aineiden kanssa veden- i 17 88261 poistovaiheeseen C (virta 2c) ja palaa täältä takaisin säiliöön I (virta 5c) ja kiinteät aineet johdetaan pois virtana 3c. Virrat 7c ja 8c tarkoittavat pesuveden tuloa säiliöstä I savukaasujen märkäpesuun ja sieltä takaisin vastaavasti. Hävikit, joita syntyy veden haihtuessa savukaasujen jäähdytyksessä sekä kiinteän aineen mukana poistuvana vetenä, täydennetään tuomalla puhdasta vettä virtana 6c.

Kuvien 10 - 12 mukaisiin esimerkkeihin voidaan savukaasujen pesun jälkeisen säiliön jälkeen sijoittaa eloho-peanpoisto (esim. ioninvaihdin), jos kiinteiden aineiden kuormittuminen elohopealla ei ole toivottavaa, tai savukaasujen puolelle pitää sijoittaa vastaava laite (ak-tiivihiilisuodatin).

Kuvien 10 - 12 mukaisille esimerkeille on kaikille yhteistä neutraloinnissa käytetyn emäksisen materiaalin säästö, mistä syystä käyttökustannukset pienenevät.

Kuvan 10 mukaiseen esimerkkiin liittyy lisäetuja, kuten seuraavat: kertyvistä jäämistä suurimman osan laatu paranee; jäämämäärä pienenee; raskasmetallien jälleenkäyttö on konsentroinnin kautta paremmin mahdollista.

Kuvan 11 mukaiseen esimerkkiin liittyy se lisäetu, että HClrn ja SC^tn erottaminen voidaan suorittaa ilman erityisen suuria laitekustannuksia.

Ku/an 12 mukainen esimerkki tarjoaa yksinkertaisemman rakenteen ja jätevedettömän prosessin.

Esitetyissä esimerkeissä on kulloinkin esitetty poisto-virtojen oton edullisimmat kohdat, mutta nämä otot voidaan periaatteesa tehdä mistä tahansa kierron kohdasta. Säiliöön palaavaa virtaa ei tarvitse yhdistää yhdeksi virrak- is 88261 si, vaan palautus voidaan suorittaa myös erillisinä virtoina tai osittain (mielivaltaisesti) yhdistettyinä virtoina.

i

Claims (5)

19 38261

1. Menetelmä polttolaitoksen, erityisesti jätteenpolttolai-toksen, savukaasujen ja palamisjätteiden käsittelemiseksi, jossa menetelmässä tapahtuu lentotuhkan suodatus ja ainakin yksi sitä seuraava märkäpesu käyttämällä hyväksi kiinteiden palamisjätteiden alkalisuutta savukaasujen happamien aineosien pesemiseksi, tunnettu siitä, että kertyville kiinteille palamisjätteille suoritetaan hapan ja/tai emäksinen pesu vähintään yhdestä savukaasujen märkäpesusta saadun pesuveden avulla, jolloin palamisjätteiden pesun jälkeen tapahtuu erottaminen kiinteään ja nestemäiseen faasiin ja että vain nestemäinen faasi palautetaan savukaasujen märkäpesuun.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kertyvälle tuhkalle ja/tai kuonalle suoritetaan vähintään yksi emäksinen pesu, jossa yhteydessä pesuvesi otetaan savukaasujen märkäpesun säiliöstä, jossa pH-arvo on 3-8, ja erillisessä säiliössä tapahtuvan kiinteiden palamis jätteiden pesun jälkeen kierrätetään takaisin savu- .. . kaasujen märkäpesusäiliöön savukaasujen happamien aineosien pesemiseksi, joiden osien pH-arvo on 5 - 12.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kertyvälle tuhkalle ja/tai kuonalle suoritetaan vähintään yksi hapan pesu, jossa kiinteiden palamisjätteiden pesuvesi otetaan savukaasujen märkäpesun säiliöstä, jossa pH-arvo on 0,5 - 4, ja erillisessä säiliössä tapahtuvan kiinteiden palamisjätteiden pesun jälkeen kierrätetään takaisin savukaasujen märkäpesusäiliöön savukaasujen happamien aineosien pesemiseksi, joiden osien pH-arvo on 1 - 8.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kertyvälle tuhkalle ja/tai kuonalle suoritetaan vähintään yksi ensimmäinen emäksinen pesu ja vähintään yksi sitä 20 83261 seuraava hapan pesu, jossa yhteydessä pesuvesi kiinteiden palamisjätteiden ensimmäiseen pesuvaiheeseen otetaan savukaasujen märkäpesun säiliöstä, jossa pH-arvo on 3 - 8, ja kiinteiden palamisjätteiden ensimmäisen pesun jälkeen erillisessä säiliössä, pesuvesi kierrätetään takaisin yhteen savukaasujen märkäpesun säiliöistä savukaasujen happamien aineosien pesemiseksi, jossa pH-arvo on 5 - 12, ja jossa yhteydessä pesuvesi kiinteiden palamisjätteiden toiseen pesu-vaiheeseen otetaan savukaasujen märkäpesun säiliöstä, jossa pH-arvo on 0,5 - 4, ja kiinteiden palamisjätteiden toisen pesun jälkeen erillisessä säiliössä, pesuvesi kierrätetään takaisin savukaasujen märkäpesun säiliöön savukaasujen happamien aineosien pesuun, jossa pH-arvo on 1-8.

5. Jonkin patenttivaatimuksista 2-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että suolojen rikastuminen estetään pesuveden osavirtojen poistamisen ja tuorevesitäydennyksen avulla. 2i 88 261