NL1006515C2 - Werkwijze en inrichting voor het opwerken van een rookgasreinigingsresidu. - Google Patents

Description

Werkwijze en inrichting voor het opwerken van een rookgasrei-nigingsresidu

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het opwerken van een rookgasreinigingsresidu dat naast kleine hoeveelheden vervuilingen in hoofdzaak CaCl2, NaCl, CaS04 en Na2S04 bevat, waarbij de werkwijze de 5 volgende stappen omvat: (a) het mengen van het rookgasreinigingsresidu met waswater tot een CaCl2-slurrie; (b) het filtreren van de CaCl2-slurrie, waarbij ten minste één CaCl2-filtraatstroom ontstaat; 10 (c) het scheiden van de ten minste ene filtraat- stroom in een eerste fractie met een CaCl2-concentratie lager dan een vooraf bepaalde waarde en een tweede fractie met een CaCl2-concentratie hoger dan deze vooraf bepaalde waarde; en (d) het mengen van de eerste fractie bij het in stap 15 (a) gevormde mengsel.

Een werkwijze van de in de aanhef genoemde soort is bekend uit het Europese octrooischrift EP-B-0.630.687, en is gericht op de behandeling van residuen die calciumchloride bevatten en die afkomstig zijn van uitstromingen van verbran-20 dingsinstallaties van huisafval en dergelijke. In de bekende werkwijze wordt bij het scheiden door middel van filtratie waswater continu teruggevoerd, terwijl een bezinksel dat rijk is aan oplosbare zouten wordt afgenomen.

Een nadeel van de bekende werkwijze is dat geen cal-25 ciumchloride-oplossing van handelskwaliteit wordt verkregen.

Een verder nadeel van de bekende werkwijze is dat niet voorzien is in het reinigen van de produktstroom, waardoor de produktstroom verontreinigd zal zijn met zware metalen en eventueel met ammoniak, natrium, sulfaat en gips.

30 FR-A-2.720.010 heeft betrekking op een werkwijze voor het behandelen van een rookgasreinigingsresidu; het opwerken van CaCl2 wordt echter niet genoemd.

WO-A-94/08699 heeft betrekking op het behandelen van verbrandingsresiduen en op het zuiveren van verbrandingsemis- 1 Π 0 1 κ 2 sies. Er wordt geen melding gemaakt van het filtreren van een CaCl2-slurrie.

US-A-3.920.419 heeft betrekking op een werkwijze voor het verwijderen van ammoniak uit een ammoniakbevattende 5 vloeistof.

EP-A.0.304.412 heeft betrekking op een werkwijze voor het behandelen van verbrandingsresiduen van een afval-verbrandingsinstallatie-inrichting, waarbij de alkaliteit van het residu wordt benut. Het opwerken van CaCl2 is uit deze 10 publikatie niet bekend.

EP-A-0.078.904 heeft betrekking op een werkwijze voor het terugwinnen van CaCl2 in vaste vorm uit een verbruikte vloeistof die CaS04 en CaCl2 bevat. Daarbij wordt echter het mengen van het rookgasreinigingsresidu met waswa-15 ter tot een CaCl2-slurrie en het filtreren ervan niet toegepast .

Volgens de onderhavige uitvinding wordt in de werkwijze voor het opwerken van een rookgasreinigingsresidu volgens de aanhef van conclusie 1 in stap (a) het rookgasreini-20 gingsresidu met zuur waswater gemengd; in stap (c) de vooraf bepaalde waarde van de CaCl2-concentratie op een waarde ingesteld zodanig dat in stap (d) bij het mengen van de eerste fractie bij het in stap (a) gevormde mengsel van rookgasreinigingsresidu en zuur waswater een verzadigde (> 20%) CaCl2-25 slurrie ontstaat.

De volgens de uitvinding beschikbaar komende tweede fractie is dan geschikt voor verdere nuttige toepassing.

Een bijzonder voordeel van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding is dat gebruik kan worden gemaakt van 30 zuur (afval) dat elders in het proces kan zijn geproduceerd, zodat dit zuur (afval) niet met een grondstof van buitenaf behoeft te worden geneutraliseerd. Dit levert een extra grondstof- en kostenbesparing.

In de slurrie kan ammoniak aanwezig zijn die vanwege 35 de geurhinder (MAC-waarde = 25 dpm) als ongewenst wordt beschouwd. Bovendien zal, indien de slurrie verder wordt opgewerkt, de ammoniak corrosievorming van koperen materialen (b.v. koperen condensoren in CaCl2-opwerkingsfabrieken) kunnen veroorzaken.

100 651 <r 3

Volgens een kenmerk van de onderhavige uitvinding wordt de fractie uit stap (c), waarvan de CaCl2-concentratie meer dan een vooraf bepaalde waarde bedraagt, ingedampt. Het CaCl2 kan worden hergebruikt.

5 Voor het verwijderen van de ammoniak kan de techniek van het stoomstrippen worden toegepast. Het nadeel van stoomstrippen van de slurrie is echter dat dit een watertoe-name in het filtraat geeft door condensatie van stoom. Hierdoor ontstaat een andere samenstelling en viscositeit van het 10 filtraat.

Volgens een verder kenmerk volgens de onderhavige uitvinding wordt voorgesteld dat de CaCl2-slurrie wordt belucht om de ammoniak te verwijderen. Optimale resultaten worden daarbij verkregen indien de pH van de slurrie hierbij 15 hoger dan 8,3 is.

Volgens een ander kenmerk volgens de onderhavige uitvinding wordt het CaCl2-filtraat tevens belucht na het filtreren van de CaCl2-slurrie. De pH dient hierbij ook weer hoger dan 8,3 te zijn, zodat de effectiviteit dan optimaal 20 is.

In een alternatieve uitvoeringsvorm wordt de ammoniak uit het CaCl2-filtraat verwijderd door luchtstrippen.

Volgens nog een ander kenmerk volgens de onderhavige uitvinding wordt de ten minste ene CaCl2-filtraatstroom aan 25 de volgende stappen onderworpen: - neutraliseren; - reduceren; - toevoegen van een vlokkingsmiddel; en - laten bezinken van ontstane vlokken.

30 Het reduceren kan bijvoorbeeld door het toevoegen van Na2S plaatsvinden. Hiermee wordt bereikt dat de zware metalen uit het CaCl2-filtraat worden verwijderd. Het verwijderen van zware metalen kan ook met behulp van een ionenwisselaar plaatsvinden. Bij hoge concentraties aan zware metalen 35 is deze methode echter niet even efficiënt.

Volgens een ander kenmerk volgens de onderhavige uitvinding vindt het mengen van het rookgasreinigingsresidu met zuur waswater bij een temperatuur van 60-80°C, bij voorkeur bij een temperatuur van 65-70°C, plaats. Door gebruikma- 1OOft*1Γ 4 king van temperaturen hoger dan kamertemperatuur lossen de zouten beter op in het waswater. Bovendien verdampt de aanwezige ammoniak sneller.

Volgens nog een ander kenmerk volgens de onderhavige 5 uitvinding vindt het filtreren van de CaCl2-slurrie met behulp van onderdruk plaats. Bij voorkeur wordt een onderdruk gebruikt die tussen 0,2 en 0,4 bar Absoluut ligt. Hiermee wordt een optimale tussenweg verschaft tussen een relatief hard en een relatief zwak vacuüm. Bij toepassen van een te 10 hard vacuüm (b.v. 0,1 bar Absoluut) ontstaat er een gradiënt in de vochtigheidsgraad van de koek. Er is dan kans op scheurvorming van de koek, waardoor de wassing niet goed meer plaatsvindt en er een langere wastijd voor eventuele latere wasstappen kan optreden. Bovendien brengt het instellen van 15 een hard vacuüm hogere investeringskosten en energiekosten met zich mee. Een te laag vacuüm levert echter te lange filtratietijden.

De onderhavige uitvinding heeft tevens betrekking op een inrichting voor het opwerken van een rookgasreinigingsre-20 sidu dat in hoofdzaak CaCl2, NaCl, CaS04 en Na2S04 bevat naast kleine hoeveelheden vervuilingen, met het kenmerk, dat deze ten minste een eerste mengvat omvat voor het mengen van het rookgasreinigingsresidu met zuur waswater en filtraatre-tour, welk mengvat is voorzien van een beluchtingstoe- en 25 afvoer, in processtroom gevolgd door ten minste een eerste wasstraat, waarvan een vacuümbandfilter en ten minste een eerste sproeimondstuk deel uitmaken.

Het gebruik van een vacuümbandfilter maakt een efficiënte opwerking van rookgasreinigingsresidu mogelijk.

30 Volgens een ander kenmerk van de onderhavige uitvin ding wordt de eerste wasstraat in processtroom gevolgd door een tweede mengvat en wasstraat. Door het opnemen van een tweede mengvat en wasstraat in, naast of na de inrichting kan de alkaliteit van het rookgasreinigingsresidu, dat wil zeggen 35 Ca(OH)2, weer als NaOH worden hergebruikt. Bovendien wordt een filterkoek verkregen die kan worden hergebruikt, verbrand of gestort.

De volgende reactie vindt namelijk plaats:

Ca (OH) 2 + Na2S04 CaS04* + 2 NaOH

1 Π Π O Γ f- 5

Het Ca(OH)2 uit de koek reageert met Na2S04 uit het waswater tot CaS04 (blijft in de koek) en NaOH. Het NaOH kan elders worden hergebruikt, waarmee een besparing van NaOH wordt verschaft .

5 Volgens nog een ander kenmerk van de onderhavige uitvinding heeft de vacuümbandfilter een poriegrootte van ten minste 16 μτα, hetgeen boven een uitvoering met een kleinere poriegrootte het voordeel van een relatief korte filtratietijd met een relatief hoge filtraathoeveelheid geeft.

10 Hierna zal de onderhavige uitvinding nader worden toegelicht aan de hand van een figuur waarin de inrichting volgens de uitvinding schematisch is weergegeven.

In de figuur is een mengvat 1 getoond welke is uit-gerust met een roerinrichting 2 en een niveaumeter 3. Via een 15 ventiel 4 wordt waswater en via luchtinvoer 5 lucht toegevoerd. De lucht kan weer worden afgevoerd via afvoer 6.

Het mengvat is in processtroom verbonden met een vacuümbandfilter 7, die is voorzien van sproeiers Θ, 9 en 10 en afvoerleidingen 11, 12 en 13. De afvoerleidingen 11, 12 en 20 13 komen respectievelijk uit op buffervaten 14, 16 en 18, die zijn voorzien van niveaumeters 15, 17 en 19. De buffervaten 14, 16 en 18 hebben een in processtroom gezien afnemende concentratie CaCl2-filtraat (buffervat 14, 16 en 18 respectievelijk 25%, 20% en 2% CaCl2. Het CaCl2~filtraat van buffervat 25 14 wordt via een pomp afgevoerd naar een verdamper (niet aan gegeven) . Het filtraat van buffervat 16 wordt met behulp van een pomp teruggevoerd naar het reactievat 1. De inhoud van buffervat 18 wordt afgevoerd voor verdere nabehandeling.

De vacuümbandfilter 7 wordt in processtroom gevolgd 30 door een mengvat 20, dat is uitgerust met een roerder 21 en een niveaumeter 22. Het mengvat 20 wordt voorzien van waswater door een sproeier 23. Het mengvat 20 wordt in processtroom gevolgd door een vacuümbandfilter 24, die is voorzien van sproeiers 25 en 26 en afvoerleidingen naar buffervaten 27 35 en 28. Het filtraat uit buffervat 27 kan worden gebruikt voor NaOH-terugwinning. Het filtraat uit buffervat 28 kan verder worden nabehandeld. Het koekresidu van de vacuümbandfilter 24 komt terecht bij een opvang 29 en kan worden hergebruikt, verbrand of gestort.

1 0065 1 5 6

Hierna zal de onderhavige uitvinding nader worden toegelicht aan de hand van een uitvoeringsvoorbeeld op laboratoriumschaal .

In het eerste mengvat is de mengverhouding als 5 volgt: 1 1 zuur waswater (pH s 1), 750 g rookgasreinigingsre-sidu en 0,7 1 filtraatretour. Hierdoor ontstaat een slurrie van 2 1 (L/S = 2,25). Op de eerste vacuümbandfilter vindt het volgende proces plaats: (1) gedurende 3½ minuten filtreren van de slurrie, 10 op een filteroppervlak van 4,54 dm2 met filterporiën van 16 μπι en bij een vacuüm van 0,3 bar Absoluut. Het filtraat bevat ca. 25% CaCl2 en wordt apart opgevangen en nabehandeld; (2) het door het filtreren verkregen residu wordt gedurende 10 minuten gewassen met ca. 0,7 1 zuur waswater.

15 Het filtraat bestaat uit een iets lager geconcentreerd CaCl2 en dit filtraat gaat retour naar het mengvat; (3) het residu wordt vervolgens gedurende 17½ minuten gewassen met 3 1 zuur waswater. Het filtraat bestaat uit een licht zure (pH 3) oplossing; 20 (4) het residu wordt gedurende 5 minuten gewassen met ca. 2 1 licht zuur waswater (pH 4). Het filtraat bestaat uit een basische (pH 11) oplossing. Het filtraat van stap 3 en 4 kan tezamen worden opgevangen.

Het residu van de eerst vacuümbandfilter wordt in 25 een tweede mengvat (CSTR, Continu Stear Tank Reactor) vermengd met neutraal waswater (pH 7). Er wordt ca. 7 1 waswater gemengd met 1,2 kg natte koek (droge stof% is ca. 30%, L/S = 18). De verblijftijd in het tweede mengvat is ca. 15 minuten.

Na het mengen wordt de slurrie op de tweede vacuüm-30 bandfilter gedoseerd. Hier wordt 4 1 slurrie gedurende 11 minuten gefiltreerd. Het filtraat bestaat uit een basische oplossing (pH 11), dat apart wordt opgevangen. De koek wordt vervolgens gedurende 5 minuten gewassen met ca. 2 1 licht zuur waswater (pH 4). Het filtraat bestaat uit een basische 35 oplossing (pH 11), dat apart wordt opgevangen. Het residu kan worden gestort of verbrand.

De verschillende filtraten worden in buffervaten opgeslagen.

1 nnf?c 1 r 7

Het verwijderen van zware metalen uit het filtraat van stap (1) vindt op de volgend manier plaats: - neutraliseren tot pH 9,3 met behulp van 30 gew.% HC1-oplossing. De gemiddelde dosering is 7 ml HCl-oplossing 5 per liter CaCl2-oplossing; - verlagen van redoxpotentiaal tot -440 mV met behulp van 12% Na2S. Gemiddelde dosering is 5 ml Na2S per 1 CaCl2; - doseren vlokkingsmiddel; 10 - na roeren laten bezinken van de gevormde vlokken, wordt eventueel BaCl2 gedoseerd voor het neerslaan van de sulfaationen in de oplossing. De gezuiverde 25% CaCl2-oplossing wordt vervolgens ingedampt tot een verzadigde, ca. 40% CaCl2-oplossing. Tijdens het verdampingsproces wordt ook het 15 restant ammoniak verdampt en slaan minder goed oplosbare bestanddelen, zoals NaCl en CaS04 neer. Na het aftappen van een geklaarde oplossing, wordt een CaCl2-product van handelskwaliteit verkregen.

1 0065 1 5

Claims (16)

1. Werkwijze voor het opwerken van een rookgasreini-gingsresidu dat naast kleine hoeveelheden vervuilingen in hoofdzaak CaCl2, NaCl, CaS04 en Na2S04 bevat, waarbij de werkwijze de volgende stappen omvat: 5 (a) het mengen van het rookgasreinigingsresidu met waswater tot een CaCl2-slurrie; (b) het filtreren van de CaCl2~slurrie, waarbij ten minste één CaCl2-filtraatstroom ontstaat; (c) het scheiden van de ten minste ene filtraat- 10 stroom in een eerste fractie met een CaCl2-concentratie lager dan een vooraf bepaalde waarde en een tweede fractie met een CaCl2-concentratie hoger dan deze vooraf bepaalde waarde; en (d) het mengen van de eerste fractie bij het in stap (a) gevormde mengsel, met het kenmerk, dat in stap (a) het 15 rookgasreinigingsresidu met zuur waswater wordt gemengd; in stap (c) de vooraf bepaalde waarde van de CaCl2-concentratie zo wordt ingesteld dat in stap (d) bij het mengen van de eerste fractie bij het in stap (a) gevormde mengsel van rookgasreinigingsresidu en zuur waswater een verzadigde (> 20%)

20 CaCl2-slurrie ontstaat.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de tweede fractie uit stap (c), waarvan de CaCl2-concentratie meer dan de vooraf bepaalde waarde bedraagt, wordt ingedampt.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het ken merk, dat de CaCl2~slurrie wordt belucht.

4. Werkwijze volgens conclusie 1, 2 of 3, met het kenmerk, dat het CaCl2-filtraat wordt belucht na het filtreren van de CaCl2-slurrie.

5. Werkwijze volgens conclusie 3 of 4, met het ken merk, dat de CaCl2-slurrie tijdens het beluchten een pH heeft hoger dan 8,3.

6. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de CaCl2~slurrie wordt onderworpen aan een luchtstripbe- 3. werking. 1. n p ^

7. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat tijdens het luchtstrippen de CaCl2-slurrie en het CaCl2-filtraat worden geroerd.

8. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, 5 met het kenmerk, dat de ten minste ene CaCl2-filtraatstroom aan de volgende stappen wordt onderworpen: - neutraliseren; - reduceren; - toevoegen van een vlokkingsmiddel; en 10. laten bezinken van ontstane vlokken.

9. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het mengen van het rookgasreinigingsre-sidu met zuur waswater bij een temperatuur van 60-80°C plaatsvindt.

10. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het mengen van het rookgasreinigingsre-sidu met zuur waswater bij een temperatuur van 65-70°C plaatsvindt.

11. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, 20 met het kenmerk, dat het filtreren met behulp van onderdruk geschiedt.

12. Werkwijze volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat de onderdruk tussen 0,2 en 0,4 bar Absoluut ligt.

13. Inrichting voor het opwerken van een rookgasrei-25 nigingsresidu dat in hoofdzaak CaCl2, NaCl, CaS04 en Na2S04 bevat naast kleine hoeveelheden vervuilingen, met het kenmerk, dat deze ten minste een eerste mengvat (1) omvat voor het mengen van het rookgasreinigingsresidu met zuur waswater en filtraatretour, welk mengvat (1) is voorzien van een 30 beluchtingstoe- en afvoer (5, 6), in processtroom gevolgd door ten minste een eerste wasstraat, waarvan een vacuümband-filter (7) en ten minste een eerste sproeimondstuk (8) deel uitmaken.

14. Inrichting volgens conclusie 13, met het ken-35 merk, dat het eerste mengvat (1) is voorzien van een afvoer- leiding naar een verdamper.

15. Inrichting volgens conclusie 13 of 14, met het kenmerk, dat de eerste wasstraat in processtroom wordt gevolgd door een tweede mengvat (20) en wasstraat. 1. f! R R 1 R

16. Inrichting volgens conclusie 13, 14 of 15, met het kenmerk, dat de vacuümbandfilter (7, 24) een poriegrootte heeft van ten minste 16 μιη. 1006515