NL8101446A - Purificn. of gas from combustion or gasification unit - by two=stage fly ash sepn. at different temps. - Google Patents

Abstract

Sepn. of fly ash from gases produced by combustion or gasification units is carried out in 2 or more steps by (a) sepg. part of the fly ash, (b) cooling the gas to condense volatiles, (c) sepg. at least part of the residual fly ash, and (d) recycling at least part of the sepd. fly ash to the combustion unit. The process is pref. carried out by adjusting the temp. of the gas to 500-1500 deg.C, passing the gas through a 1st cyclone separator, cooling the gas to 100-500 deg.C in a heat exchanger, and passing the gas through a 2nd cyclone separator. The process reduces fouling of heat exchangers, improves carbon conversion efficiency (by recycle of C-contg. fly ash), minimises ash disposal problems, and allows selective enrichment and recovery of certain elements (since fly ash sepd. at different temps. has a different mineral compsn.).

Description

* -Φ * * s ··* -Φ * * s ··

κ 5539 HETκ 5539 IT

WERKWIJZE VOOR HET ZUIVEREN VAK EER VLIEGAS BEVATTEND GASMETHOD FOR PURIFYING BOX PREVIOUS FLY GAS CONTAINING GAS

De aanvrage heeft "betrekking op een werkwijze voor het zuiveren van een vliegas "bevattend gas» afkomstig van een verbrandingsof vergassingsinrichting. Hieronder zijn inrichtingen voor volledige verbranding, zoals ovens, fornuizen, hoogovens, e.d. be-5 grepen, maar ook inrichtingen voor partiële verbranding, zoals vergassers, bijvoorbeeld kolenvergassers.The application relates to a process for purifying a fly ash containing gas from a combustion or gasification plant. These include complete combustion devices, such as furnaces, stoves, blast furnaces, etc., as well as partial combustion devices, such as gasifiers, for example, coal gasifiers.

Minerale brandstoffen bevatten altijd een bepaalde hoeveelheid anorganisch, onverbrandbaar materiaal, dat bij verbranding achterblijft als slak of as of dat als vliegas met het verbrandingsgas 10 verdwijnt. Aardolie leiart in het algemeen slechts weinig as, maar steenkool en bruinkool kunnen aanzienlijke hoeveelheden as leveren, afhankelijk van de vindplaats en de mate van voorbewerking van de kool. Processen voor het produceren van vloeibare produkten uit steenkool, teerzand en bitumineuze leisteen kunnen eveneens pro-15 dukten leveren, al dan niet na verdere opwerking, die aanzienlijke hoeveelheden as bevatten.Mineral fuels always contain a certain amount of inorganic, incombustible material, which remains on burning as slag or ashes or which disappears as fly ash with the combustion gas. Petroleum leiart is generally only low in ash, but coal and lignite can supply significant amounts of ash, depending on where and where coal is prepared. Processes for producing liquid products from coal, tar sand and bituminous slate can also produce products, with or without further work-up, containing significant amounts of ash.

De vaste deeltjes verwijdert men uit het hete verbrandingsgas het liefst met behulp van cyclonen, vanwege hun bedrijfszekerheid, hun eenvoudige constructie en hun grote capaciteit. Hun efficiëntie 20 van deeltjesverwijdering is minder dan 100$, zodat men voor vrijwel volledige verwijdering een extra zuiveringsstap nodig heeft, bijvoorbeeld een waterwaseenheid. Om de voelbare warmte van het verbrandingsgas zoveel mogelijk te benutten, maakt men gebruik van (koelende) warmtewisselaars, die bijvoorbeeld stoom produceren, 25 of de reactiemedia voórverwarmen. Het is Aanvraagster nu gebleken dat de warmtewisselaars vervuilen met vliegas indien er ongezuiverd verbrandingsgas wordt doorgevoerd, bijvoorbeeld als men de warmtewisselaar v66r de cycloon geschakeld heeft, wat wenselijk 0is om de cycloon bij zo laag mogelijke temperatuur te laten 30 werken, uit efficiëntie-overwegingen.The solid particles are preferably removed from the hot combustion gas with the help of cyclones, because of their reliability, their simple construction and their large capacity. Their particle removal efficiency is less than $ 100, so that an additional purification step, for example a water wash unit, is required for almost complete removal. In order to utilize the sensible heat of the combustion gas as much as possible, use is made of (cooling) heat exchangers, which, for example, produce steam, or preheat the reaction media. Applicant has now found that the heat exchangers become contaminated with fly ash if crude combustion gas is passed through, for example, if the heat exchanger has been switched before the cyclone, which is desirable for operating the cyclone at the lowest possible temperature, for efficiency reasons.

I 81 01 446 i ΐ ιI 81 01 446 i ΐ ι

NN

22

Tevens is het Aanvraagster gebleken dat de vliegas een aantal elementen bevat in hogere concentraties dan oorspronkelijk in het anorganische gedeelte van de brandstof aanwezig was, met andere woorden dat de vliegas verrijkt is met deze elementen ten koste 5 van de slak of de as.The Applicant has also found that the fly ash contains a number of elements in higher concentrations than was originally present in the inorganic part of the fuel, in other words that the fly ash is enriched with these elements at the expense of the slag or ash.

De uitvinding beoogt nu zoveel mogelijk warmte aan het verbrandingsgas te onttrekken met zo min mogelijk vervuiling van de warmtewisselaars, en ze beoogt tevens zoveel mogelijk bepaalde elementen in de vliegas te concentreren.The object of the invention is now to extract as much heat as possible from the combustion gas with as little contamination as possible of the heat exchangers, and it also aims to concentrate as much as possible certain elements in the fly ash.

10 Men bereikt deze doelstellingen doordat men uit het hete ver brandingsgas vliegas afscheidt in twee of meer stappen, waartussen men het gas tot een zodanige temperatuur afkoelt, dat ten minste een deel van de erin aanwezige vluchtige componenten in de vloeibare of vaste toestand overgaat, en in de volgende stap 15 wordt afgescheiden met ten minste een deel van de vliegas, die nog in het gas aanwezig is, terwijl men ten minste een deel van de afgescheiden vliegas terugvoert naar de verbrandingsinrichting.These objectives are achieved by separating fly ash from the hot combustion gas in two or more steps, between which the gas is cooled to such a temperature that at least part of the volatile components contained therein goes into the liquid or solid state, and in the next step 15, it is separated with at least a part of the fly ash that is still present in the gas, while at least a part of the separated fly ash is returned to the combustion device.

Doordat men nu gefaseerd de vaste deeltjes uit de hete gassen afscheidt, dat wil zeggen bij trapsgewijs afnemende tempera-20 turen, verkrijgt men een aantal fracties vliegas, waarbij elke fractie specifiek verrijkt is met bepaalde elementen. Door de temperaturen van de verschillende stappen gunstig te kiezen, kan men bereiken dat bepaalde gewenste elementen of hun verbindingen in één stap nog vluchtig zijn, en in de volgende stap vast of 25 vloeibaar zijn. Men heeft eveneens gevonden, dat indien deze elementen - of hun verbindingen - bij die temperatuur vloeibaar zijn, ze condenseren op de vliegas deeltjes, die nog in het gas aanwezig zijn, en dat ze zo mee afgescheiden worden.By separating the solid particles from the hot gases in phases, that is to say at gradually decreasing temperatures, a number of fractions of fly ash are obtained, each fraction being specifically enriched with certain elements. By favorably choosing the temperatures of the different steps, it can be achieved that certain desired elements or their compounds are still volatile in one step, and are solid or liquid in the next step. It has also been found that if these elements - or their compounds - are liquid at that temperature, they condense on the fly ash particles still present in the gas and are thus separated with it.

Een voordeel van de maatregel afgescheiden vliegas terug te 30 voeren naar de verbrandingsinrichting is, dat men nu zoveel mogelijk nog onverbrande koolstof uit de vliegas brandt, zodat de omzet-tingsgraad van de kool toeneemt. Xndien de verbrandingsinrichting van het slakvormende type is, zal de teruggevoerde vliegas in belangrijke mate als bestanddeel van de gesmolten slak de ver- I 8101446 i - - -f * ' 3 brandingsinrichting verlaten. De gevormde glasachtige slakdeeltjes of sintels zijn inert ten opzichte van allerlei uitlogende middelen, zodat eventueel aanwezige stoffen niet in het milieu terecht kunnen komen. Het afvalprobleem van de stoffige en soms 5 giftige vliegas is daarmee opgelost.An advantage of the measure to return separated fly ash to the combustion device is that as much unburned carbon as possible is now burned from the fly ash, so that the degree of conversion of the coal increases. If the incinerator is of the slag-forming type, the recycled fly ash will largely leave the incinerator as part of the molten slag. The glassy slag particles or cinders formed are inert to all kinds of leaching agents, so that any substances present cannot be released into the environment. This solves the waste problem of the dusty and sometimes toxic fly ash.

Tot nu toe werd de vliegas altijd bij lage temperatuur afgescheiden en het recirculeren van vliegas naar de verbrandings-inrichting had dan het bezwaar dat zich in de tervoerlus allerlei vluchtige componenten ophoopten. Componenten die bij de hoge 10 temperaturen in de verbrandingsinrichting vluchtig zijn, en daarom niet met de slak afgevoerd worden, condenseren of worden vast als de temperatuur van het onringende gas daalt en worden telkens weer opgenomen in de te recirculeren vliegas. Hierdoor zou de concentratie van vluchtige verbindingen in deze stroom 15 steeds verder toenemen. Omdat condenserende vluchtige verbindingen een rol spelen bij de vervuiling van de warmtewisselaars heeft deze verhoogde concentratie van dergelijke verbindingen een verhoogde vervuilingsgraad en -snelheid tot gevolg. Volgens de uitvinding wordt dit probleem vermeden, doordat men kan kiezen 20 hoeveel vliegas men per afgescheiden fractie terugvoert naar de verbrandingsinrichting, zodat men de ongewenste vluchtige componenten niet laat accumuleren, dat wil zeggen beneden een specifieke maximale concentratie houdt.Until now, the fly ash has always been separated at a low temperature and the recirculation of fly ash to the combustion device has had the drawback that all kinds of volatile components have accumulated in the feed loop. Components that are volatile at the high temperatures in the combustion device, and therefore are not discharged with the slag, condense or solidify as the temperature of the ambient gas drops and are repeatedly incorporated into the fly ash to be recycled. This would further increase the concentration of volatile compounds in this stream. Because condensing volatile compounds play a role in the fouling of the heat exchangers, this increased concentration of such compounds results in an increased degree of fouling and speed. According to the invention, this problem is avoided in that it is possible to choose how much fly ash per recycled fraction is returned to the combustion device, so that the undesired volatile components are not allowed to accumulate, ie are kept below a specific maximum concentration.

Bij voorkeur doet men dit, doordat men ten minste een deel 25 van de fractie die is afgescheiden in de eerste stap, terugvoerfc naar de verbrandingsinrichting. Een extra voordeel is, dat de efficiëntie nu verhoogd wordt doordat men vliegas van relatief hoge temperatuur terugvoert, die bovendien nog op bijna dezelfde druk staat als in de reactor.Preferably, this is done by returning at least a portion of the fraction separated in the first step to the incinerator. An additional advantage is that the efficiency is now increased by returning fly ash from a relatively high temperature, which is also at almost the same pressure as in the reactor.

30 In de eerste stap worden namelijk alleen de niet-vluchtige componenten afgescheiden, omdat men daar nog bij relatief hoge temperaturen werkt. De vluchtige, condenseerbare componenten worden in de tweede en eventuele volgende stappen afgescheiden.Namely, in the first step, only the non-volatile components are separated, because one still works there at relatively high temperatures. The volatile condensable components are separated in the second and any subsequent steps.

Deze laatste fracties kan men nu geheel afvoeren als bijprodukt, '\ v '*sy I. 81 01 4 4 6 __These last fractions can now be completely removed as a by-product, '\ v' * sy I. 81 01 4 4 6 __

fc Vfc V

k of gedeeltelijk terugvoeren naar de verbrandingsinrichting, opdat zoveel mogelijk smeltbaar, niet-vluchtig materiaal in de slak •wordt opgenomen, en zoveel mogelijk koolstof uit de vliegas wordt gebrand, met als neveneffect een hogere concentratie van be-5 paalde vluchtige componenten in de desbetreffende terugvoerlus. Indien deze componenten waardevol zijn, zoals lood, zink, germanium e.d., kan men aan deze terugvoerlus een (droge) stroom geconcentreerd "erts" van deze metalen onttrekken. Dit moet men ook al doen om de genoemde vervuilingsproblemen te vermijden. De 10 terugvoerverhouding wil men zo groot mogelijk maken om een zo hoog mogelijke concentratie van bepaalde componenten in de terugvoerlus te verkrijgen, maar men wordt aan de andere kant beperkt door de mate van vervuiling van warmtewisselaars en dergelijke, die dan kan optreden.k or partially return it to the incinerator, so that as much fusible, non-volatile material as possible is absorbed into the slag, and as much carbon as possible is burned from the fly ash, with the side effect of a higher concentration of certain volatile components in the relevant return loop. If these components are valuable, such as lead, zinc, germanium, etc., a (dry) stream of concentrated "ore" of these metals can be extracted from this return loop. This must also be done to avoid the mentioned pollution problems. The aim is to make the recycle ratio as large as possible in order to obtain the highest possible concentration of certain components in the recycle loop, but on the other hand one is limited by the degree of contamination of heat exchangers and the like, which can then occur.

15 De vliegas die teruggevoerd wordt naar de verbrandingsin- richting wordt hetzij als mengsel met de brandstof toegevoerd, hetzij via een aparte toevoerleiding in de inrichting geïnjecteerd. De verblijftijd en de temperatuur dienen zodanig te zijn, dat de vliegas kan uitbranden (om de laatste restjes koolstof 20 te benutten) en dat een belangrijk deel van de vliegas ook kan smelten, althans oplossen, als de verbrandingsinrichting van het slakvormende type is, ten. einde op te gaan in de vloeibare, slak.The fly ash which is returned to the combustion device is either fed in mixture with the fuel or injected into the device via a separate supply line. The residence time and temperature should be such that the fly ash can burn out (to utilize the last carbon residues) and that an important part of the fly ash can also melt, at least dissolve, if the combustion device is of the slag-forming type, at least . end to merge into the liquid, snail.

Bij een gemiddelde temperatuur van 1500°C betekent dit een tijd in de orde van 0,1 tot 20 seconden. Als afschelders van vaste 25 deeltjes uit gassen kent men vele apparaten, zoals zeven, cyclonen, mechanische filters of elektrostatische filters. In de onderhavige werkwijze werkt men wegens de al genoemde voordelen bij voorkeur met cyclonen, waarbij de cycloon of cyclonen bij temperaturen boven 500°C aan de proceszijde met vuurvast keramisch materiaal 30 bekleed zijn. Het is bekend dat gaande naar hogere temperaturen de viscositeit van gassen toeneemt, waardoor de efficiëntie van hoge temperatuurcyclonen wat minder is. In de onderhavige werkwijze is dat geen bezwaar, omdat er nog minstens één lage temperatuur-^ afscheidingsstap volgt. Het is zelfs een voordeel, want doordat \ 8101 446 % r ί 5 niet alle vliegasdeeltjes afgescheiden worden, blijven er voldoende condens at iekemen over voor condenserende vluchtige verbindingen in de volgende stap.At an average temperature of 1500 ° C, this means a time in the order of 0.1 to 20 seconds. As devices for separating solid particles from gases, many devices are known, such as sieves, cyclones, mechanical filters or electrostatic filters. Because of the above-mentioned advantages, the present process preferably works with cyclones, wherein the cyclone or cyclones are coated with refractory ceramic material at temperatures above 500 ° C on the process side. It is known that going up to higher temperatures increases the viscosity of gases, reducing the efficiency of high temperature cyclones somewhat. This is not a problem in the present method, because at least one low temperature separation step follows. It is even an advantage, because since not all fly ash particles are separated, sufficient condensation remains for condensing volatile compounds in the next step.

In de praktijk blijken twee afscheidingsstappen meestal vol-5 doende te zijn, hoewel men voor extra fractionering natuurlijk meer stappen kan aanbrengen. Volgens een voorkeursuitvoering voert men het hete verbrandingsgas daarom achtereenvolgens door een cycloon, een koeler, en een tweede cycloon. In plaats van het gas door een koeler te voeren, kan men ook een hoeveelheid 10 water injecteren, die dan geheel of gedeeltelijk verdankt en daardoor het gas afkoelt. Dit water kan eventueel afkomstig zijn van een waterwaseenheid, en daardoor in suspensie vaste deeltjes bevatten. Deze vaste deeltjes worden meegevoerd door het gas en dan weer grotendeels afgescheiden in de cycloon die volgt op 15 deze waterinjectie. Daarnaast is het ook mogelijk het gas te koelen door bijmengen van koud produktgas dat naar een plaats v66r de cycloon teruggevoerd wordt.In practice two separation steps are usually found to be sufficient, although of course more steps can be applied for additional fractionation. According to a preferred embodiment, the hot combustion gas is therefore passed successively through a cyclone, a cooler, and a second cyclone. Instead of passing the gas through a cooler, it is also possible to inject an amount of water, which then wholly or partly dilutes and thereby cools the gas. This water can optionally come from a water washing unit, and therefore contain solid particles in suspension. These solid particles are entrained by the gas and then again largely separated in the cyclone following this water injection. In addition, it is also possible to cool the gas by admixing cold product gas which is returned to a place before the cyclone.

Bij gebruik van bepaalde soorten brandstof, met name de z-g/'Selzhohlen", bevat de vliegas die ontstaat nogwal wat 20 halogeniden. Deze halogeniden zijn relatief vluchtig en concentreren zich dus in een of meer terugvoerlussen. Om deze reden kunnen de halogeniden aanleiding geven tot vervuiling 'van warmtewisselaars en terugvoerlussen. Daardoor is recirculatie van vliegas naar de verbrandingsinrichting vaak zo bezwaarlijk.When using certain types of fuel, in particular the so-called / "Selzhohlen", the fly ash that is produced still contains some 20 halides. These halides are relatively volatile and therefore concentrate in one or more return loops. For this reason, the halides can give rise to contamination of heat exchangers and return loops, which makes recirculation of fly ash to the incinerator often difficult.

25 Volgens een voorkeursuitvoering verwijdert men daarom deze zouten uit de vliegas, voordat men deze recirculeert.Men voert dit uit, doordat men ten minste een gedeelte van de afgescheiden vliegas wast met water. Het waswater bevat dan de wateroplosbare stoffen, met name de halogeniden. Men kan de uitgewassen vliegas nog 30 drogen voor men deze weer toevoert aan de verbrandingsinrichting.According to a preferred embodiment, these salts are therefore removed from the fly ash before recirculation. This is carried out by washing at least a part of the separated fly ash with water. The wash water then contains the water-soluble substances, in particular the halides. The washed fly ash can still be dried before it is fed back to the combustion device.

Men kan - nu de vervuilende zouten grotendeels verwijderd zijn - de terugvoerverhouding van de afgescheiden vliegas verhogen, met als gevolg een verdere concentratie van de wateronop-losbare, vluchtige componenten in de terugvoerlus. Deze componenten a 35 zijn vaak waardevol, zoals lood- en zinkverbindingen.Now that the contaminating salts have been largely removed, the recycling ratio of the separated fly ash can be increased, resulting in a further concentration of the water-insoluble, volatile components in the recycling loop. These components a 35 are often valuable, such as lead and zinc compounds.

81 01 446 é » * V- 681 01 446 é »* V- 6

Het is gebleken dat de vliegas die bij hoge temperatuur wordt afgescheiden weinig of geen wateroplosbare bestanddelen bevat. Daarom wast men met water bij voorkeur de vliegas die is afgescheiden bij lagere temperatuur (dat wil zeggen in de tweede 5 cycloon, als men het gas achtereenvolgens door een cycloon, een koeler en een tweede cycloon voert). Dit is uiteraard een voordelig gevolg van het gebruik van meer dan een af schei dings stap, volgens de uitvinding.The fly ash which is separated at high temperature has been found to contain little or no water-soluble components. Therefore, it is preferable to wash the fly ash separated with water at a lower temperature (ie in the second cyclone, if the gas is passed successively through a cyclone, a cooler and a second cyclone). This is, of course, an advantageous consequence of using more than one separation step according to the invention.

Aangezien het soms moeilijk is de vliegas uit te wassen met 10 water vanwege het hydrofobe karakter daarvan, met name wanneer de omzettingsgraad van de kool laag is, voert men dan bij 'voorkeur het wassen uit in aanwezigheid van een oppervlakte-actief middel. Men voegt dit toe aan het water voor of nadat het in contact komt met de vliegas, of eerst aan de vliegas. Hierdoor verloopt de 15 benatting van de as veel beter. Het waswater bevat naast veel chloride enig bromide, jodide en fluoride naast ammonium, natrium, kalium, calcium e.d. ionen, en moet verder worden opgewerkt. Het water bevat geen meetbare hoeveelheden cadmium, kwik of lood, wat uiteraard een milieu-technisch voordeel is. Als oppervlakte-20 actieve stof gebruikt men bijvoorbeeld een sulfonaat.Since it is sometimes difficult to wash out the fly ash with water because of its hydrophobic character, especially when the degree of conversion of the coal is low, washing is preferably carried out in the presence of a surfactant. This is added to the water before or after it comes into contact with the fly ash, or first to the fly ash. This makes the wetting of the shaft much better. In addition to a lot of chloride, the washing water contains some bromide, iodide and fluoride in addition to ammonium, sodium, potassium, calcium and the like ions, and must be worked up further. The water does not contain measurable amounts of cadmium, mercury or lead, which is of course an environmental advantage. As a surfactant, for example, a sulfonate is used.

De gassen die de verbrandingsinrichting verlaten, hebben een zeer hoge temperatuur, bijvoorbeeld 1600°C in het geval van een * ' kolenvergasser op hoge druk. Bij een dermate hoge temperatuur zijn de verbindingen die uiteindelijk de vliegas zullen vormen, 25 voor een deel nog in vloeibare of gasvormige toestand. Men koelt daarom eerst de gassen tot een zo lage temperatuur, dat het grootste deel van de vliegas vast is, althans niet meer kleverig. Dit betekent in de praktijk tot ca. 1000-1500 °C of lager, afhankelijk van de soort vliegas. Aan de andere kant houdt men de 30 temperatuur van de gassen voor intree in de eerste scheidings- stap boven de temperatuur, waarbij de belangrijkste vluchtige elementen condenseren of sublimeren, bijvoorbeeld boven de 500 a 800°C, bij een druk van 30 atmosfeer. Iets lagere temperaturen gelden 4 bij atmosferische druk. Tevens wil. men de temperatuur van de * ' ί 8101446 \ * · τ gassen zo laag mogelijk instellen in verband met een zo hoog mogelijke efficiëntie van de cycloon. Dit alles betekent, dat men bij voorkeur de temperatuur van het hete gas voor intree in de eerste afscheidingsstap insielt op 500 a 1500°C, in het bij-5 zonder op 800 a 1000°C, met name op ca. 900°C. De vliegas die men dan afscheidt, bestaat voornamelijk uit silicium·, aluminium-en ij zeroxide, niet-omgezette koolstof en daarnaast nog uit vele andere, weinig vluchtige stoffen, zoals B, Ba, Be, Ca, Co, Cr, K, Mg, Mn, Na, Ni, P, Sr, Th, Ti, U en V en/of hun verbindingen.The gases leaving the combustion device have a very high temperature, for example 1600 ° C in the case of a high pressure coal gasifier. At such a high temperature, the compounds that will eventually form the fly ash are still partly in a liquid or gaseous state. The gases are therefore first cooled to such a low temperature that most of the fly ash is solid, at least no more sticky. In practice this means up to approx. 1000-1500 ° C or lower, depending on the type of fly ash. On the other hand, the temperature of the gases for entry in the first separation step is kept above the temperature, with the major volatile elements condensing or subliming, for example above 500-800 ° C, at a pressure of 30 atmospheres. Slightly lower temperatures apply 4 at atmospheric pressure. Also wants. The temperature of the gases should be set as low as possible in order to maximize the efficiency of the cyclone. All this means that the temperature of the hot gas for entry in the first separation step is preferably insulated at 500 to 1500 ° C, in particular at 800 to 1000 ° C, in particular at about 900 ° C. The fly ash which is then separated mainly consists of silicon, aluminum and iron oxide, unreacted carbon and in addition many other low volatile substances, such as B, Ba, Be, Ca, Co, Cr, K, Mg , Mn, Na, Ni, P, Sr, Th, Ti, U and V and / or their compounds.

10 Voor de tweede afscheidingsstap gelden analoge overwegingen.10 Analogous considerations apply to the second separation step.

Nu moet men de temperatuur instellen beneden het condensatiepunt of sublimatiepunt van de belangrijkste vluchtige verbindingen, die men wil afscheiden, bijvoorbeeld beneden 500°C, maar men blijft bij voorkeur wel boven de temperatuur waarbij waterdamp vloeibaar 15 wordt (het zogenaamde dauwpunt). Bij een (partiële) waterdamp-druk van 1 atmosfeer is dit uiteraard 100°C, bij hogere water-dampdrukken is dit een hogere temperatuur. Dit betekent dat men de temperatuur van het gas voör intree in de tweede afscheidingsstap instelt op bij voorkeur 100 a 500°C, in het bijzonder op 20 200 a U00°C. De vliegas die men in de tweede stap afscheidt, kan relatief veel As, Br, Cd, Cl, Cu, F, Ge, Hg, I, Mo, Pb, Sb, Se en Zn in elementaire of gebonden vorm bevatten. Zoals gezegd verdient het de voorkeur deze vliegas uit te wassen met water, waarna men deze eventueel droogt en dan terugvoert naar de verbrandings-25 inrichting, of opwerkt tot een grondstof voor de winning van één van de aanwezige elementen. Concentratie van voomoemde elementen in de afgescheiden vliegas is mogelijk door hem grotendeels te reeirculeren en een klein gedeelte af te scheiden en op te werken.The temperature must now be set below the condensation point or sublimation point of the main volatile compounds which it is desired to separate, for example below 500 ° C, but it is preferable to remain above the temperature at which water vapor becomes liquid (the so-called dew point). At a (partial) water vapor pressure of 1 atmosphere this is of course 100 ° C, at higher water vapor pressures this is a higher temperature. This means that the temperature of the gas before entry into the second separating step is set to preferably 100 to 500 ° C, in particular to 20 200 to U00 ° C. The fly ash separated in the second step can contain relatively much As, Br, Cd, Cl, Cu, F, Ge, Hg, I, Mo, Pb, Sb, Se and Zn in elemental or bonded form. As stated, it is preferable to wash this fly ash with water, after which it is optionally dried and then returned to the incinerator, or worked up into a raw material for the recovery of one of the elements present. Concentration of the aforementioned elements in the separated fly ash is possible by largely recirculating it and separating and working up a small part.

Aangezien de efficiëntie van een afscheider als een cycloon 30 nooit 100# kan zijn, bevinden zich in het gereinigde en gekoelde gas na twee of meer stappen volgens de uitvinding altijd nog wat vaste deeltjes. Men kan nu een elektrostatisch filter gebruiken, maar bij voorkeur verwijdert men deze deeltjes, doordat men het gas na de laatste afscheidingsstap door een waterwas eenheid voert, 8101446 8 waarin een waterige suspensie van fijne vaste deeltjes wordt gevormd, welke suspensie men weer toevoert aan het gas op een plaats voor de laatste afscheidingsstap. Dit toevoeren geschiedt dan "bijvoorbeeld in een sproeidroger, bijvoorbeeld in de vorm 5 van een zogenaamde "verdampende venturi". De benodigde verdampings-warmte koelt de gassen dan meteen verder af.Since the efficiency of a separator like a cyclone 30 can never be 100 #, after two or more steps according to the invention, the cleaned and cooled gas still contains some solid particles. An electrostatic filter can now be used, but these particles are preferably removed by passing the gas through a water washing unit after the last separation step, in which an aqueous suspension of fine solid particles is formed, which suspension is again fed to the gas in a place for the final separation step. This feeding then takes place "for example in a spray dryer, for example in the form of a so-called" evaporating venturi. "The required evaporative heat then immediately cools the gases further.

Zoals in het voorgaande al hier en daar is vermeld, is de werkwijze volgens de uitvinding zeer geschikt voor het winnen uit vliegas van bepaalde elementen, zoals cadmium, kwik, lood, zink, 10 antimoon, koper, molybdeen en arseen. De aanvrage betreft daarom tevens een werkwijze voor het winnen van bepaalde elementen, met het kenmerk, dat als grondstof voor de winning vliegas wordt gebruikt, waarop deze elementen zijn geconcentreerd door middel van de bovenbeschreven werkwijze voor het zuiveren van een vliegas 15 bevattend verbrandingsgas.As has already been stated here and there in the foregoing, the method according to the invention is very suitable for recovering from fly ash certain elements, such as cadmium, mercury, lead, zinc, antimony, copper, molybdenum and arsenic. The application therefore also relates to a method for recovering certain elements, characterized in that fly ash is used as the raw material for the extraction, on which these elements are concentrated by means of the above-described process for purifying a combustion gas containing fly ash.

De uitvinding wordt nu nader beschreven aan de hand van de figuren 1 en 2, die vereenvoudigde schema*s van twee varianten van een kolenvergassingsfabriek weergeven. In de fabriek volgens het schema van figuur 1 worden in een reactor 1 gemalen kool, 20 zuurstof en enige stoom door een leidingsysteem 2 toegevoerd. De reactor 1 kan onder een druk van enige tientallen atmosfeer , . werken...Door een systeem 3, bestaande uit een waterbad, een • -granulator, en kleppen wordt genoemde slak uit de reactor 1 . - · · gesluisd. Gevormd ruw synthesegas wordt door een afschrikzone h 25 geleid, waar gekoeld en gezuiverd produktgas wordt toegevoegd via een leiding 5· Hierdoor daalt de temperatuur van het ruwe synthesegas tot beneden het smeltpunt van vliegas, zodat kleverige vliegasdruppeltjes hard worden. Desgewenst kan men ook koelen met een waterinjectie of met een koeler T, die zo ontworpen is dat hij 30 niet gemakkelijk vervuilt. Zo voert men dan via een leiding 6 het gas op de gewenste temperatuur in een cycloon 8, welke van binnen bekleed is met vuurvast materiaal. Hier afgescheiden vliegas voert men via leidingen 9 en 10 terug naar de reactor 1 ten einde opgenomen te worden in de slak. Aangezien nauwelijks drukval heeft \ 81 01 446 9 plaatsgevonden, is het niet nodig de vliegas opnieuw op druk te brengen voor de toevoer aan de reactor 1, men kan de vliegas via een sir^ele ejeeteur 11 in de reactor 1 brengen.The invention will now be described in more detail with reference to Figures 1 and 2, which show simplified diagrams of two variants of a coal gasification plant. In the factory according to the scheme of figure 1, ground coal, oxygen and some steam are fed into a reactor 1 through a pipe system 2. The reactor 1 can be operated under a pressure of several tens of atmospheres. working ... By a system 3, consisting of a water bath, a • granulator, and valves, said slag is removed from the reactor 1. - · · sluiced. Formed crude synthesis gas is passed through a quench zone h 25, where cooled and purified product gas is added through a conduit 5. As a result, the temperature of the crude synthesis gas drops below the melting point of fly ash, causing tacky fly ash droplets to set. If desired, cooling can also be done with a water injection or with a cooler T, which is designed so that it does not pollute easily. The gas is then fed via a pipe 6 at the desired temperature into a cyclone 8, which is lined on the inside with refractory material. Fly ash separated here is returned to reactor 1 via lines 9 and 10 in order to be taken up in the slag. Since hardly any pressure drop has taken place, it is not necessary to pressurize the fly ash again before supplying it to the reactor 1, the fly ash can be introduced into the reactor 1 via a sirloin detector 11.

Heb gas, dat nu van het merendeel der niet-vluchtige vliegas-5 componenten is bevrijd, voert men via een leiding 12 toe aan een warmtewisselaar 13, waarin stoom van hoge druk wordt gegenereerd. Het al flink af gekoelde gas leidt men nu via een leiding 1¾ naar een venturi 15» waar via een leiding 16 een waterige suspensie in het gas wordt gebracht. De temperatuur is nu zo ver gedaald, 10 dat ook de meest vluchtige vliegas componenten vast geworden zijn. Deze worden, samen met de nog aanwezige minder vluchtige componenten, grotendeels afgescheiden in een tweede cycloon 18, die via een leiding 17 verbonden is met de venturi 15. Het relatief zuivere gas leidt men nu via een leiding 19 naar een waterwas-15 eenheid 20. De in de tweede cycloon 18 afgescheiden vliegas voert men af door een leiding 21. Die vliegas wast men vervolgens met door een leiding 23 toegevoerd water in een wasser 22. Het via een leiding 2k afgevoerde waswater bevat dan praktisch alle halogeniden uit de vliegas en wordt elders opgewerkt. Een gedeelte 20 van de via een leiding 25 afgevoerde vliegas voegt men met behulp van een draaggas, na droging, toe aan de leiding 10, de rest voert ... . men af via een leiding 26.,The gas, which has now been freed from the majority of the non-volatile fly ash 5 components, is fed via a pipe 12 to a heat exchanger 13 in which high pressure steam is generated. The gas, which has already cooled considerably, is now led via a pipe 1¾ to a venturi 15 »where an aqueous suspension is introduced into the gas via a pipe 16. The temperature has now dropped so far that the most volatile fly ash components have also become solid. These, together with the less volatile components still present, are largely separated in a second cyclone 18, which is connected via a pipe 17 to the venturi 15. The relatively pure gas is now led via a pipe 19 to a water washing unit 20. The fly ash separated in the second cyclone 18 is discharged through a conduit 21. The fly ash is then washed with water supplied through a conduit 23 in a washer 22. The wash water discharged via a conduit 2k then contains practically all halides from the fly ash and is reprocessed elsewhere. Part 20 of the fly ash discharged via line 25 is added to line 10 by means of a carrier gas, after drying, the rest is fed .... one comes off through a line 26.,

In de waterwaseenheid 20 wordt het gas van de laatste vaste verontreinigingen ontdaan. Eventuele niet-vaste, water-oplosbare 25 verontreinigingen, zoals mierezuur, zwavelwaterstof e.d., worden apart verwerkt. Het waswater wordt deels, via een niet-getekende koeler, gerecireuleerd naar de top van de eenheid 20, en deels via de leiding 16 naar de venturi 15 teruggevoerd. Het gewassen gas brengt men via een leiding 27 in een condensor-scheider 28, 30 vanwaar men het condensaat door een leiding 29 naar de eenheid 20 terugvoert en het gas via een leiding 30 afvoert. Een deel wordt teruggeleid via een leiding 32, een compressor 33 en de leiding 5 naar de afschrikzone U, de rest wordt als gezuiverd synthesegas via een leiding 31 geleid naar gashouders of naar verdere behande-35 lingseenheden.In the water washing unit 20, the gas is stripped of the last solid impurities. Any non-solid, water-soluble impurities, such as formic acid, hydrogen sulphide and the like, are processed separately. The wash water is recirculated partly, via a cooler (not shown), to the top of unit 20, and partly returned to venturi 15 via line 16. The washed gas is introduced via a line 27 into a condenser separator 28, 30 from where the condensate is returned to unit 20 through a line 29 and the gas is discharged through a line 30. Part is returned via line 32, compressor 33 and line 5 to quench zone U, the remainder is passed as purified synthesis gas via line 31 to gas containers or further treatment units.

81014468101446

. V. V

1010

Figuur 2 bestaat uit een vereenvoudigd schema van een andere kolenvergassingsfabriek. Als twee onderdelen inheide schema's dezelfde functie hebben, is dat aangegeven door als het ver-wijzingsnummer van dat onderdeel in figuur 2 het nummer ervan in 5 figuur 1 te nemen, verhoogd met 100.Figure 2 consists of a simplified diagram of another coal gasification plant. If two parts of initial schemes have the same function, this is indicated by taking as the reference number of that part in Figure 2 its number in Figure 1, increased by 100.

Aan een reactor 101 wordt via een leiding 102 gemalen kool, zuurstof en enige stoom toegevoerd. Via een leiding 103 wordt de gevormde slak af gevoerd. Vlak na de reactor 101 bevindt zich een mechanische afscheidingsinrichting 108, die uit het via leiding 106 10 aangevoerde ruwe produktgas enige vliegas afscheidt, welke via leiding 109 wordt afgevoerd. Het enigszins gezuiverde hete gas wordt dan via een leiding 112 in een afsehrikzone 10U geleid, waar er gekoeld en gezuiverd produktgas via een leiding 105 aan wordt toegevoegd. Via een leiding 11U brengt men het ruwe gas dan in 15 een venturi 115, waar het gemengd wordt met een waterige suspensie of slurrie uit leiding 116. Het aldus verder gewassen en afgekoelde gas wordt door leiding 11T naar cycloon 118 gebracht, waar de meeste vaste stof uit het gas wordt afgescheiden. De vaste stof wordt via leiding 121 naar een wasinrichting 122 gevoerd, waar 20 met via leiding 123 toegevoerd water de water-oploshare verontreinigingen uit de as worden gewassen. Het waswater wordt afgevoerd via leiding 12^, de gewassen as via leiding 125. Het vrijwel. . gezuiverde ruwe gas wordt uit de cycloon 11,8 via leiding 119 in een waterwaseenheid 120 geleid, waarin een waterige suspensie van 25 de laatste in het gas aanwezige vaste deeltjes gevormd wordt, welke suspensie via leiding 116 teruggevoerd wordt naar de venturi 115. Het gezuiverde produktgas wordt door leiding 12.7 naar een condensor 128 gevoerd en daar gekoeld. Het gecondenseerde water wordt door leiding 129 af gevoerd. Het via leiding 130 af gevoerde 30 gas wordt gescheiden in een stroaaterugvoergas, welke via leiding 105 naar de afsehrikzone 104 wordt gevoerd, en in een stroom produktgas, welke via leiding 131 wordt af gevoerd en eventueel verder verwerkt. De afgescheiden vliegas kan via leiding 110 geheel of gedeeltelijk weer aan de reactor 101 toegevoerd worden \81014 4 6 11 om een hogere slakproduktie te verkrijgen. De leiding 110 kan uit éên of meer van de volgende leidingen gevoed -worden: leiding 109 (de hoge-temperatuur-vliegas), leiding 121 (de lage-temperatuur-vliegas) en/of leiding 125 (idem, na uitwassen), waarbij de stroom 5 van leiding 125 bijvoorbeeld niet volledig behoeft te worden teruggevoerd.Milled coal, oxygen and some steam are fed to a reactor 101 via a conduit 102. The slag formed is discharged via a pipe 103. Immediately after the reactor 101 there is a mechanical separator 108, which separates some fly ash from the crude product gas supplied via line 106, which is discharged via line 109. The slightly purified hot gas is then passed through line 112 into a quench zone 10U, to which cooled and purified product gas is added through line 105. The raw gas is then introduced via line 11U into a venturi 115, where it is mixed with an aqueous suspension or slurry from line 116. The gas thus further washed and cooled is brought through line 11T to cyclone 118, where most of the solid dust is separated from the gas. The solid is fed via line 121 to a washer 122, where the water-soluble impurities are washed from the ash with water supplied via line 123. The washing water is discharged via line 12 ^, the washed ash via line 125. It almost. . purified raw gas is passed from cyclone 11.8 via line 119 into a water washing unit 120, in which an aqueous suspension of the last solids present in the gas is formed, which suspension is returned via line 116 to venturi 115. The purified product gas is passed through line 12.7 to a condenser 128 and cooled there. The condensed water is discharged through line 129. The gas discharged via line 130 is separated into a recycle recycle gas which is fed via line 105 to quench zone 104 and into a stream of product gas which is discharged via line 131 and optionally further processed. The separated fly ash can be wholly or partly fed back to reactor 101 via line 110 to obtain a higher slag production. The line 110 can be fed from one or more of the following lines: line 109 (the high-temperature fly ash), line 121 (the low-temperature fly ash) and / or line 125 (same, after washing out), for example, the flow of line 125 need not be fully returned.

VOORBEELD 1EXAMPLE 1

In een proefinstallatie voor kolenvergassing volgens het vereenvoudigde stroomschema van figuur 2, zijn experimenten uit-10 gevoerd om de verdeling van de verschillende elementen over de diverse stromen ie bestuderen. In de vergasser (101) werd onder een druk van 21 atmosfeer (absoluut) 366 kg/uur ruw synthesegas (excl. vaste stof) geproduceerd alsmede 2,8 kg/uur slak (103).In a coal gasification pilot plant according to the simplified flow chart of Figure 2, experiments have been conducted to study the distribution of the different elements over the various streams. In the gasifier (101) under a pressure of 21 atmospheres (absolute), 366 kg / hour of crude synthesis gas (excluding solids) and 2.8 kg / hour of slag (103) were produced.

Van het synthesegas (106) werd bij reactortemperatuur U,7 kg/uur 15 vliegas (109) afgescheiden. Het gas (112) had een temperatuur van 1586°C en bevatte 27 kg/uur waterdamp en 12 kg/uur vliegasdeeltjes. In de afschrikzone (10U) werd hieraan 2163 kg/uur afschrikgas (105) van 135°C toegevoerd, zodat de temperatuur van het mengsel (11k) 3^0°C werd. In de verdampende venturi (115) werd 70 kg/uur 20 waterige vliegas suspensie (116) gedroogd, waardoor er 3 kg/uur vliegas aan de stroom werd toegevoegd, alsmede 67 kg/uur waterdamp. Ten gevolge van de waterverdamping daalde de temperatuur van 3^0° naar 280°C. Het mengsel (117) werd in de cycloon (118) gescheiden in een vliegasstroom (121), groot 12 kg/uur en een 25 gas/vaste-stofmengsel (119)» groot 2599 kg/uur en bestaande uit 2502 kg/uur droog synthesegas, 9^ kg/uur waterdamp en 3 kg/uur vliegas. In de condensor (128) condenseerde 9^ kg/uur water (12 9) en werd 2502 kg/uur vrijwel droog gas (130) geproduceerd.Fly ash (109) was separated from the synthesis gas (106) at reactor temperature U, 7 kg / h. The gas (112) had a temperature of 1586 ° C and contained 27 kg / h water vapor and 12 kg / h fly ash particles. In the quench zone (10U), 2163 kg / h of quench gas (105) of 135 ° C was fed thereto, so that the temperature of the mixture (11k) became 30 ° C. In the evaporative venturi (115), 70 kg / h of aqueous fly ash suspension (116) was dried, adding 3 kg / h of fly ash to the stream, as well as 67 kg / h of water vapor. As a result of the water evaporation, the temperature dropped from 3 ° C to 280 ° C. The mixture (117) was separated in the cyclone (118) into a fly ash stream (121), large 12 kg / h and a gas / solid mixture (119), large 2599 kg / h and consisting of 2502 kg / h dry synthesis gas, 9 ^ kg / hour water vapor and 3 kg / hour fly ash. In the condenser (128) 9 9 kg / hour water (12 9) condensed and 2502 kg / hour virtually dry gas (130) was produced.

De hoeveelheid droog produktgas (131) bedroeg 339 kg/uur, terwijl 30 2163 kg/uur via leiding 105 werd gerecirculeerd. Vrijwel alle in de gasstroom (119) aanwezige vliegas werd in het waswater van de eenheid (120) opgenomen en met de terugvoer-slurry (116) naar de verdampende venturi (115) gevoerd. Het produktgas (127) was dus nagenoeg vrij van vaste deeltjes.The amount of dry product gas (131) was 339 kg / h, while 2163 kg / h was recycled via line 105. Virtually all fly ash present in the gas stream (119) was taken up in the wash water of the unit (120) and fed to the evaporative venturi (115) with the return slurry (116). The product gas (127) was thus virtually free from solid particles.

8101446 128101446 12

De vliegas (121}, die werd afgescheiden in de cycloon, werd hij ca. 60°C in de eenvoudige éên-staps water-wasinrichting (122). gemengd met 200 kg/uur waswater. Door filtratie werd de gewassen vliegasstroom (125), groot 12 kg/uur, gescheiden van het veront-5 reinigde waswater (124). Aan het waswater was 0,1 gew.% van een sulfonaat toegevoegd.The fly ash (121}, which was separated in the cyclone, was mixed at about 60 ° C in the simple one-step water scrubber (122), mixed with 200 kg / h wash water. Filtration washed the fly ash stream (125). 12 kg / hr, separated from the contaminated wash water (124) To the wash water was added 0.1 wt% of a sulfonate.

Zonder terugvoer van vliegas (109) die hij hoge temperatuur is afgescheiden, noch van vliegas (125) die hij lagere temperatuur is afgescheiden en is gewassen met water, naar de vergasser werden 10 verdelingen van enkele elementen over de diverse stromen gevonden als gegeven in Tabel I. Deze verdeling is betrokken op de in de oorspronkelijke kool aanwezige hoeveelheden van elk element. De verdeling van de totale hoeveelheid vaste stof ("as”) over de verschillende stromen is ook gegeven.Without return of fly ash (109) which has been separated at high temperature, nor of fly ash (125) which has been separated at lower temperature and washed with water, to the gasifier 10 distributions of some elements over the various streams were found as given in Table I. This distribution is based on the amounts of each element present in the original coal. The distribution of the total amount of solid ("as") among the different flows is also given.

TABEL I - Fractie van de in de voeding aanwezige hoeveelheid van een element die in de aangegeven stroom de vergassingsinstallatie verlaat (in gewichtsprocenten) stroom Ho : —) 103 109 121 125 124 stroom naam: —7· slak hoge lage gewas- ver- temp. temp. sen ontr. element: j vliegas vliegas vliegas was- 't' water . . Broom - - .0 0 100 9 91 .; v. Jood’; '··.- . , : ·' -· - 0 · 0- · - 100 · -6 94TABLE I - Fraction of the quantity of an element present in the feed leaving the gasification plant in the stated flow (in percent by weight) flow Ho: -) 103 109 121 125 124 flow name: —7 · snail high low crop temperature . temp. sentr. element: j fly ash fly ash fly ash wash 't' water. . Bromine - -. 0 0 100 9 91.; v. Jew "; . ,: · '- · - 0 · 0- · - 100 · -6 94

Fluor 0 5 95 22 73Fluorine 0 5 95 22 73

Chloor 1 6 93 15 78Chlorine 1 6 93 15 78

Zink 0 6 94 94 0Zinc 0 6 94 94 0

Lood 2 8 90 90 0Lead 2 8 90 90 0

Cadmium 1 11 88 88 0Cadmium 1 11 88 88 0

Seleen 0 14 86 86 0Selenium 0 14 86 86 0

Gallium 11 19 70 70 0Gallium 11 19 70 70 0

Arseen 16 16 69 68 1Arsenic 16 16 69 68 1

Aluminium 15 24 61 61 0 \ ) "As" 17 24 59 59 0 81 01 446 V- 13Aluminum 15 24 61 61 0 \) "Axle" 17 24 59 59 0 81 01 446 V- 13

Uit Tabel I blijkt, dat in de bij lage temperatuur afgescheiden vliegas sterke verrijking is opgetreden van een aantal elementen, vergeleken met bijvoorbeeld aluminium en het merendeel van de as. De bij hoge temperatuur afgescheiden vliegas is daaren-5 tegen zelfs verarmd in de in Tabel I genoemde elementen, ook hier ten opzichte van aluminium en het merendeel van de as.Table I shows that in the fly ash separated at low temperature there has been a strong enrichment of a number of elements, compared to for instance aluminum and the majority of the ash. The fly ash separated off at high temperature, on the other hand, is even depleted in the elements listed in Table I, also here in relation to aluminum and the majority of the ash.

In de opstelling zoals beschreven in Figuur 2 zijn in principe drie verschillende vliegasstromen ter beschikking voor terugvoer naar de reactor, om op deze wijze het verslakkingsrendement 10 van het geheel te verhogen: de stromen (109), (121) en (125).In the arrangement as described in Figure 2, in principle three different fly ash streams are available for return to the reactor, in order to increase the slagging efficiency of the whole in this way: the streams (109), (121) and (125).

Aangezien van de bij reactiecondities vluchtige elementen slechts zeer geringe fracties in de slak worden opgenomen, zal iedere vorm van recirculatie van vliegas met daaraan gekoppelde verhoging van het verslakkingsrendement een verdere verrijking van deze 15 elementen in de dan resterende vliegas veroorzaken. Het aantrekkelijke van de huidige uitvinding is, dat de mate waarin deze verrijking optreedt wordt geminimaliseerd. Het is bijvoorbeeld duidelijk uit Tabel I, dat terugvoering van de hoge temperatuur vliegas (109) naar de reactor voor de elementen Br en I geen meet-20 bare gevolgen heeft ten aanzien van hun concentraties in de gas-stroom (106). Voor de andere elementen uit Tabel I (behalve Al) is de opbouwfactor altijd enigszins en soms aanzienlijk kleiner dan h) v>orcfe_ssaLs geheel. Bij een verslakkingsrendement van ongeveer 255? als in dit Voorbeeld neemt de desbetreffende vliegasstroom ten 25 gunste van recirculatie toe met maximaal een factor 3.6. Voor het element chloor, bijvoorbeeld, resulteert de terugvoer van vliegas (109) echter in een toename van ca. 23$ in de stroom (106) en van ca. 6$ (in stromen (112) en 11U)) ten opzichte van de bedrijfsvoering zonder terugvoer.Since only very small fractions of the volatile elements under reaction conditions are taken up in the slag, any form of fly ash recirculation with associated increase in the slagging efficiency will cause further enrichment of these elements in the then remaining fly ash. The attractive aspect of the present invention is that the extent to which this enrichment occurs is minimized. For example, it is clear from Table I that returning the high temperature fly ash (109) to the reactor for the elements Br and I has no measurable consequences with respect to their concentrations in the gas stream (106). For the other elements of Table I (except A1), the build-up factor is always somewhat and sometimes considerably smaller than h) v> orcfe_ssaLs whole. With a slackening yield of about 255? as in this Example, the relevant fly ash flow in favor of recirculation increases by a maximum of a factor of 3.6. For the element chlorine, for example, the return of fly ash (109) results in an increase of about $ 23 in the stream (106) and of about $ 6 (in streams (112) and 11U)) over the business operations without return.

30 Terugvoer van vliegasstroom (121) - zonder wassing - leidt tot sterke toename in concentratie van alle vluchtige elementen op de vliegas. In absolute concentraties zijn de halogenen hierbij het h) verslatekingsrendement = ^ + (Tlieg)as* 1°°* Φ) \ 810144630 Return of fly ash flow (121) - without scrubbing - leads to a sharp increase in concentration of all volatile elements on the fly ash. In absolute concentrations, the halogens are the h) yield reduction = ^ + (Tlieg) as * 1 ° ° * Φ) \ 8101446

Ill· "belangrijkste. Dit zijn echter tevens elementen die op eenvoudige wijze van de vliegas verwijderd kunnen worden.Voor het element chloor, dat van deze elementen in het algemeen in hoogste concentratie aanwezig is in de voeding, is in dit Voorbeeld een aan-5 zienlijke verarming opgetreden in de vliegasstroom na wassing (123). De toename van de chloorconcentratie in het mengsel (112) ten gunste van terugvoer van zowel de stroom (109) als de stroom (125) naar de reactor, zodanig dat 90% verslakkingsrendement bereikt wordt en de resterende 10% van de as wordt afgevoerd als vliegas, 10 bedraagt ca. 13% ten opzichte van de situatie met alleen terugvoer van stroom (109) en ca. 20% ten opzichte van de situatie zonder enige terugvoer. Zonder waterwas zou de toename van Cl in het gas echter een factor (27) bedragen hebben ten opzichte van de situatie zonder enige terugvoer*.Ill · "most important. However, these are also elements that can be easily removed from the fly ash. For the element chlorine, which of these elements is generally present in highest concentration in the feed, in this Example a significant depletion occurred in the fly ash stream after scrubbing (123) The increase in the chlorine concentration in the mixture (112) in favor of returning both the stream (109) and the stream (125) to the reactor, such that 90% achieves slagging efficiency and the remaining 10% of the ash is discharged as fly ash, 10 is about 13% compared to the situation with only flow back (109) and about 20% compared to the situation without any return. however, the increase in Cl in the gas is a factor (27) compared to the situation without any return *.

15 De niet-wateroplosbare elementen of verbindingen die vluchtig zijn bij de reactiecondities, zoals lood en zink(verbindingen), worden bij het genoemde (90%) verslakkingsrendement met ca. een factor 10 meer in de resterende vliegasstroom (125) aangetroffen.The non-water-soluble elements or compounds that are volatile under the reaction conditions, such as lead and zinc (compounds), are found in the residual fly ash flow (125) by the aforementioned (90%) slagging efficiency.

De experimenten waarop dit Voorbeeld gebaseerd is, zijn uit-20 gevoerd om het principe van de uitvinding te illustreren. In een verder geoptimaliseerde bedrijfsvoering op grotere schaal zijn grotere verslakkingsrendementen verwezenlijkt, waardoor de terugvoerstromèn aanzienlijk, geringer worden. Ook kan door verdere optimalisatie van de vliegas-wasinstallatie een nog verdere re-25 ductie van de opbouw van halogenen verwezenlijkt worden. Het rendement van de afscheider van hoge-temperatuur-vliegas (108) kan ook met behulp van hoge-temperatuur-cyclonen verder worden verbeterd.The experiments on which this Example is based have been conducted to illustrate the principle of the invention. In a further optimized operation on a larger scale, greater slacking yields have been realized, whereby the return flows are considerably reduced. Also, by further optimizing the fly ash washing installation, an even further reduction of the build-up of halogens can be achieved. The efficiency of the high temperature fly ash separator (108) can also be further improved with the aid of high temperature cyclones.

VOORBEELD 2 30 In de opstelling van Voorbeeld 1 (Figuur 2.) worden de volgende wijzigingen aangebracht. De hoeveelheid afschrikgas (105) wordt verminderd tot 353 kg/uur, waardoor de temperatuur van het mengsel (1110 slechts tot 900°C daalt. De stroom (11 il·) bedraagt dan 731 kg/uur. In een (niet-getekende) warmtewisselaar wordt het . J . ✓ \ \ 81014 4 6 ♦ 15 mengsel dan verder gekoeld tot U00°C. Een hoeveelheid van 50 kg/uur terugvoer·—slurry (116), welke 3 kg vliegas "bevat, wordt gedroogd in de verdampende venturi en brengt de temperatuur van het mengsel naar 250°C. De verdeling van vliegas over de ver-5 schillende stromen, alsmede de verdeling van elementen over de verschillende soorten vliegas wordt door deze wijziging in de procesvoering ten opzichte van Voorbeeld 1 niet wezenlijk beïnvloed. Dezelfde voordelen van de onderhavige uitvinding blijven van kracht bij de terugvoering van vliegas ter verhoging van het 10 verslakkingsrendement van het proces. De gevolgen van de verminderde opbouw van vluchtige elementen in de hoofdstroom zijn om twee redenen echter nog sterker dan in Voorbeeld 1: - de vliegasconcentratie in de stroom (11¼) is aanzienlijk hoger (ca. een factor 3) als gevolg van het bijmengen 15 van een geringere hoeveelheid afschrikgas aan de produkt- stroom; - de verminderde opbouw van die vluchtige elementen, die een rol spelen bij de vervuiling van de warmtewisselaar heeft een verminderde vervuiling van die warmtewisselaar tot 20 gevolg.EXAMPLE 2 In the arrangement of Example 1 (Figure 2.), the following changes are made. The amount of quenching gas (105) is reduced to 353 kg / hour, causing the temperature of the mixture (1110 to drop only to 900 ° C. The flow (11 il ·) is then 731 kg / hour. In a (not shown) heat exchanger, the mixture is then further cooled to U00 ° C. 50 kg / h of recycle · slurry (116), containing 3 kg of fly ash, is dried in the evaporative venturi and brings the temperature of the mixture to 250 ° C. The distribution of fly ash over the different flows, as well as the distribution of elements over the different types of fly ash is not significantly influenced by this change in the process compared to Example 1. The same advantages of the present invention remain in effect in fly ash recycle to increase the process slagging efficiency, however, the effects of the reduced build-up of volatile elements in the main stream are even more pronounced than in Example for two reasons. part 1: - the fly ash concentration in the stream (11¼) is considerably higher (approx. a factor of 3) as a result of admixing a smaller amount of quench gas to the product stream; the reduced build-up of those volatile elements, which play a role in the contamination of the heat exchanger, results in a reduced contamination of that heat exchanger.

8101 4468101 446

Claims (7)

1. Werkwijze voor het zuiveren van een vliegas bevattend gas, afkomstig van een verbrandings- of vergassingsinrichting, met het kenmerk, dat men vliegas afscheidt in twee of meer stappen,waar- -tussen men het gas tot een zodanige temperatuur afkoelt, dat ten 5 minste een deel van de erin aanwezige vluchtige componenten in de vloeibare of vaste toestand overgaat, en in de volgende stap wordt afgescheiden met ten minste een deel van de vliegas, die nog in het gas aanwezig is, terwijl men ten minste een deel van de afgescheiden vliegas terugvoert naar de verbrandingsinrichting. 10 2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat men ten minste een deel van de vliegas die is afgescheiden in de eerste stap terugvoert naar de verbrandingsinrichting.Process for purifying a fly ash-containing gas from a combustion or gasification installation, characterized in that fly ash is separated in two or more steps, between which the gas is cooled to such a temperature that at least a portion of the volatile components contained therein passes into the liquid or solid state, and in the next step is separated with at least a portion of the fly ash remaining in the gas, while at least a portion of the separated returns fly ash to the incinerator. 2. A method according to claim 1, characterized in that at least a part of the fly ash separated in the first step is returned to the combustion device. 3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat men het hete verbrandingsgas achtereenvolgens door een cycloon, een 15 koeler en een tweede cycloon voert. 1;. Werkwijze volgens conclusies 1-3, met het kenmerk, dat men ten minste een gedeelte van de afgescheiden vliegas wast met water.3. Process according to claim 1 or 2, characterized in that the hot combustion gas is passed successively through a cyclone, a cooler and a second cyclone. 1 ;. Process according to claims 1-3, characterized in that at least a part of the separated fly ash is washed with water. 5. Werkwijze volgens conclusies 3 en H, met het kenmerk, dat men ' -. · ' 20 de vliegas die is afgescheiden in de tweede cycloon, wast met · water.5. Process according to claims 3 and H, characterized in that: -. The fly ash separated in the second cyclone washes with water. 6. Werkwijze volgens conclusie U of 5, met het kenmerk, dat men het wassen uitvoert in aanwezigheid van een oppervlakte-actief middel. 25 7· Werkwijze volgens conclusies 1-6, met het kenmerk, dat men de temperatuur van het hete gas v66r intree in de eerste afschei-dingsstap op 500 a 1500°C instelt.6. Process according to claim U or 5, characterized in that the washing is carried out in the presence of a surfactant. 7. Process according to claims 1-6, characterized in that the temperature of the hot gas is adjusted to 500 to 1500 ° C before entry into the first separating step. 8. Werkwijze volgens conclusies 1-7, met het kenmerk, dat men de temperatuur vaahet gas vöor intree in de tweede afscheidings-30 stap op 100 a 500°C instelt. *). \\ Y 8101446 ♦ - π8. Process according to claims 1-7, characterized in that the temperature of the gas before entry in the second separation step is set at 100-500 ° C. *). \\ Y 8101446 ♦ - π 9. Werkwijze volgens conclusies 1-8, met het kenmerk, dat men het gas na de laatste afseheidingsstap door een waterwaseenheid voert, waarin een waterige suspensie van fijne vaste deeltjes wordt gevormd, welke suspensie men weer toevoert aan het gas op een plaats 5 voor de laatste afseheidingsstap.9. Process according to claims 1-8, characterized in that after the final separation step the gas is passed through a water washing unit, in which an aqueous suspension of fine solid particles is formed, which suspension is again fed to the gas at a location 5 for the final separation step. 10. Werkwijze voor het winnen van bepaalde elementen, met het kenmerk, dat als grondstof voor de winning vliegas wordt gebruikt, waarop deze elementen zijn geconcentreerd door middel van de werkwijze volgens één of meer der conclusies 1-9. \ 8101446Method for recovering certain elements, characterized in that the raw material used for the extraction is fly ash, on which these elements are concentrated by means of the method according to one or more of claims 1-9. \ 8101446