SE463076B - Foerfarande foer roekgasbehandling - Google Patents

Description

463 2 dukterna för närvarande endast är realiserbart med hjälp av flerstegs och delvis komplicerade förfaringssteg med hög investeringsvolym, energirelaterade driftskostnader och under- hållskrav.

Detta visar sig exempelvis vid betraktande av uppfinningslös- ningarna enligt DE-OS 2925959, DE-PS 2925547, DE-OS 3323140, DE- OS 3304484, DE-OS 3305120 och DD-WP 213358. Vidare uppvisar de ur facklitteraturen kända och delvis praktiskt framtagna avgasbehandlings- och skadeämnesavlägsnandemetoderna den nackdelen, att dessa endast hänför sig till teknisk-teknologisk användning vid stora kraftverk och sopförbränningsanläggningar.

De är*därför olämpliga för'mellanstora och mindre förbränningsan- läggningar med värmeeffekter på upp till ca 12 MW, på grund av såväl det stora utrymmesbehovet som ofördelaktiga, förhållanden totalt sett. ekonomiska Syftet med uppfinningen är att utveckla ett effektivt och universellt användbart rökgasbehandlingsförfarande för alla effektomràden hos förbränningsanläggningar. Förfarandet skall á ena sidan utmärka sig av ett minimiantal av förfaringstekniskt erforderlig apparatur och processteg av enklaste slag. Dessutom må förfarandet endast göra anspråk på ringa investerings- och driftskostnader.

Till grund för uppfinningen ligger uppgiften, enligt ovannämnda måluppsättning, att utforma.rökgasbehandlingsförfarandet, så att de i rökgasen inrymda skadeämnena till en början neutraliseras genom tillämpning av ett känt och tillförlitligt våtrengörings- förfarande. Med hjälp av en efterföljande efterbehandling omsätts de skadliga ämnena till industriellt utnyttjandebara material eller till fysiologiskt sett harmlösa och därmed deponerbara avfallsmaterial. Uppfinningen är vidare avsedd att utformas, så att efterbehandlingen sker inom eller i omedelbar närhet av förbränningsanläggningen, att ett ringa anordnings- och platsbe- hov krävs för genomförandet av förfarandet samt att en optimal totalenergibalans möjliggörs.

C\ o c:- - :1 o» 3 Uppgiften löses enligt uppfinningen däri genom att det vid en förbränningsanläggning till vilken en för rökgasen avsedd vàttvättinrättning är kopplad, som är försedd med ett sprutaggre- gat och innehåller en vattenhaltig absorptionslösning av åtminstone en alkali- eller jordalkalimetallförening och, en metallisk oxidationskatalysator, i ett första förfarandesteg, absorptionslösningen blandas intensivt med de rökgaser, som kommer från förbränningsanläggningen samt att absorptionslös- ningen i ett andra förfarandsteg, efter oxidering med skadliga beståndsdelar i rökgaserna, leds kontinuerligt eller periodiskt, fullständigt eller delvis till det inre av förbränningsan- läggningen och/eller till områden eller sektioner i nära kontakt med förbränningsanläggningen, företrädesvis in. i en askupp- fångningsbehållare hos denna.

Väsentligt för uppfinningen är vidare, att de vattenhaltiga lösningarna eller suspensionerna transporteras i sådana områden av förbränningsanläggningen, i vilka en förángning av vattnet är möjlig och en förnyad upplösning av sulfaterna till S02 är omöjlig. De fasta ämnen, som uppstår efter en förángning av vattenandelen av det förbrukade absorptionsmedlet, bildar i grunden fysiologiskt harmlösa substanser.

Vid genomförandet av en förángning i förbränningsanläggningens askuppfàngningsbehållare bildar de sist såsom fasta ämnen erhållna sulfaterna tillkommande innehållsämnen av askan.

I detta fall uppnår man dessutom återvinning av värmeinnehållet i detta område av förbränningsanläggningen tack vare denna förening med den efterinkopplade vàttvättinrättningen. Ett fullständigt eller delvis inledande av det förbrukade absorp- tionsmedlet i askuppfångningsbehållaren har därutöver den fördelen, att svaveldioxiden, som vid tvättförfarandet ännu ej kemiskt bundits, fullständigt låter sig neutraliseras genom de i askan befintliga metalloxiderna, exempelvis kalcium-, magne- sium-, aluminium- och järn (III) oxider. 4 Denna fastämnesblandning, som innehåller aska och sulfat, kan antingen användas för ett vidareutnyttjande, exempelvis såsom tillsatsämne för gipsbundna bygg- och modellerämnen, eller som därav blir resultatet, vid ogynnsamma, lokala transport- och lagringsförhållanden avsöndras ekologiskt problemfritt på ett avfallsupplag.

De sulfatiska, fasta ämnena, som bildas i andra sektioner av förbränningsanläggningen vid en förångning av vattenandelen av det förbrukade absorptionsmedlet, är även användbara som utgångs- eller tillsatsämnen för den kemiska industrin eller byggmaterial- industrin. Den för förångningsförloppet härtill nödvändiga värmeenergin undanhålls visserligen förbränningsanläggningen, men går likväl ej förlorad för processen som helhet tack vare inledandet av ånga i våttvättinrättningen och den därmed förknippade kondensationen av ångan, bortsett från försumbart ringa värmeenergetiska avlednings- och överföringsförluster.

För optimal återvinning av avgasvärmet är en ytterligare, uppfinningsmässig förfaringsdetalj tillgodosedd på sådant sätt, att vattnet, som behövs för det kontinuerliga eller periodiska förnyandet av absorptionslösningen, matas som förvärmt färskvat- ten, vilket bereds genom utnyttj andet av restvärmet hos avgaserna med hjälp av en värmeöverförare, som är anordnad omedelbart efter tvättinrättningen vid skorstenen.

Utföringsexempel Förfarandet enligt uppfinningen kommer nedan att närmare belysas i anslutning till ett speciellt exempel.

Sprutaggregatet 2, som är kopplat till en förbränningsanläggning 1 för fasta bränslen 13, består i huvudsak av en stråldysa 3, ett strålrör 4, en samlingsbehållare 5 för absorptionslösningen 6 och en pump 7. Förbränningsanläggningens 1 rökgaser ansugs via rökgasutträdesröret 8 genom den dystrycksatta absorptionslös- ningen 6. De i fria strålen inrymda gasblåsorna meddrages till 463 *76 5 största delen och når bottnen i samlingsbehållaren 5. Vid uppstigningen mot ytan utsätts de dessutom för det av den fria strålen åstadkomna turbulensfältet, varvid samtliga krav tillförsäkras, som är nödvändiga för ett intensivt ämnesutbyte.

Det rör sig om krav på lång uppehållstid för rökgasen i absorp- tionslösningen 6, hög turbulens, fin gasdispergering och långtgående lösningshomogenitet.

Till följd av detta uppnås ej endast en optimal avgas-värmeåter- vinning, utan även en nästintill fullständig neutralisation av de skadliga rökgasbeståndsdelarna, speciellt svaveldioxiden Den vattenhaltiga absorptionslösningen 6 är därtill lämpligen sammansatt av'kalciumhydroxid (CA (0H)2) och en koboltkatalysator (Co” eller Coæd, vilken påskyndar oxidationen till kalciumsulfat '(CaS0¿) vid förhandenvarande temperaturer på under 373 K resp. förhindrar en ofördelaktig sulfitbildning. Absorptionslösningen 6 införs efter uppnådd, optimal suspendering med kalciumsulfat (CaSO4) via en utloppsventil 18 in i askuppfångningsbehållaren.9.

På grund av de däri rådande temperaturerna på över 373 K äger en förångning rum av vattenandelen, och därvid en torkning av kalciumsulfatet (CaSO4).

En ännu ej bunden svaveldioxid (S02) oxideras härvid likaså till kalciumsulfat (CaS04), på grund av den relativt höga andelen kalciumoxid (Ca0), vilken uppgår till ca. 34...47 vikt-% (ty.

Masse-%). Förutom de sulfater som finns inrymda i askan, nämligen ca. l6...22 vikt-%, uppträder på grund av närvaron av vissa mängder metalloxider, såsom järn (III)-oxid, kisel-, aluminium- och magnesiumoxid ytterligare sulfatreaktioner, visserligen endast i ringa mån.

Den fastämnesblandning 10, som består av aska och sulfat och som föreligger i finkorning form efter torkningen, innehåller kalciumsulfathydrat och kalciumsulfat-halvhydrat, vilket till J* C\ LN! CD \-.'l Ö\ 6 övervägande del uppstår i askuppfångningsbehållaren 9 exempelvis i enlighet med reaktionen CaSO, + 2 H20 CaSO, ° 35 H20 + 1 35 H20: Fastämnesblandningen 10 av aska och sulfat är användbar som tillsatsämne för flera bygg-gipsmaterial, exempelvis för framställning av gipsbundna träull-lättviktsbyggplattor, dvs. när man väl j er vikt-blandningsförhållanden på åtminstone 1:6-l:l0 med avseende på rent kalciumsulfat.

Om man låter avyttra den blandning 10 som innehåller aska och sulfat på ett avfallsupplag, är det av ergonomiska skäl fördelak- tigt, om denna blandning tillförs vatten efter uttagandet ur förbränningsanläggningen l. Eftersom därvid kalciumsulfathalv- hydratet åter upptar kristallvatten och hårdnar, kan aska- fastäxnnesblandningen 10 danunfritt och med volymminskning transporteras i styckegodsform.

Vattenångan ll, som uppstår i förbränningsanläggningens l askuppfàngningsbehållare 9, hamnar genom gallerrosten 12 och det fasta bränslet 13 tillsammans med rökgaserna via rökgasutträdes- röret 8 åter i sprutaggregatet 2. I detta sker avkylningen av ovannämnda gasformiga medier.

Innan den renade avgasen A lämnar skorstensröret 14, används dess restvärme för förvärmningen av färskvattnet F med hjälp av en dubbelmantel-värmeöverförare 15. Det förvärmda färskvattnet F ställs till förfogande såväl för kompensation av den förbrukade absorptionslösningen 6 i uppsamlingsbehållaren 5 som för varmvattenbehovsändamål utanför rökgasbehandlingsanläggningen.

Tillförandet av färskvattnet F i sprutaggregatet 2 sker perio- diskt eller kontinuerligt med hjälp av en doseranordning 19, över vilken kalciumoxiden (Ca0), som inmatats ur en lagringsbehàllare 20, i motsvarande grad tillblandas.

Det doserade överförandet av absorptionslösningen 6, som oxiderats till kalciumsulfat (CaS04), in i askuppfångningsbe- hållaren 9 företas lämpligen i beroende av bestämda nivåståndsmä- 46 G76 LM 7 tare i samlingsbehållaren 5 av en utloppsventil 18, som manövre- ras av en flottöranordning 17. Möjligheten föreligger även, att anordna tillförseln av ny absorptionslösning 6 i samlingsbe- hàllaren 5 och avförandet av förbrukad absorptionslösning 6 in i askuppfàngningsbehàllaren 9, så att utloppsventilen 18 och doseranordningen 19 manövreras i beroende av styrsignaler från ett i samlingsbehàllaren 5 installerat pH-värdes-mätdon.

Med avseende på en effektiv förfarandeutformning erbjuds ej enbart kalciumhydroxidlösningar som absorptionslösningar 6, utan även natriumkarbonatlösningar (NazCOa) .

Claims (5)

__I'\ cfl o ' cv w o» 8 PATENTKRAV

1. . Förfarande för rökgasbehandling, vid vilket en förbränninge- anläggning (l) för företrädesvis fasta bränslen har en tillkopp- lad våttvättinrättning för rökgaserna, vilken vàttvättinrättning är försedd med ett sprutaggregat (2) och innehåller en vatten- haltig absorptionslösning (6) av åtminstone en alkali- eller jordalkalimetallförening och en metallisk oxidationskatalysator, k ä n n e t e c k n a t av att, i ett första förfarandesteg, absorptionslösningen (6) blandas intensivt med de rökgaser, som kommer från förbränningsanläggningen (4) samt att absorptions- lösningen (6) i ett andra förfarandesteg, efter oxidering med skadliga beståndsdelar i rökgaserna, leds kontinuerligt eller periodiskt, fullständigt eller delvis till det inre av förbrän- ningsanläggningen (1) och/eller till områden eller sektioner i nära kontakt med förbränningsanläggningen, företrädesvis in i en askuppfångningsbehållare (9) hos denna.

2. Förfarande för rökgasbehandling enligt krav 1, k ä n n e - t e c k n a t av att absorptionslösningens (6) vattenhaltiga reaktions- resp. oxidationsprodukter transporteras i de områden eller sektioner av förbränningsanläggningen (1), i vilka förångning av vattnet sker och sulfatupplösning utesluts.

3. Förfarande för rökgasbehandling enligt krav 1 och 2, k ä n n e t e c k n a t av att vattenångan (11), som upp- kommer, förs antingen genom gallerrosten (12) och det fasta bränslet (13) eller genom andra sektioner av förbränningsan- läggningen (1) och därefter leds åter in i våttvättinrättningen.

4. - Förfarande för rökgasbehandling enligt krav 1 - 3, k ä n - n e t e c k n a t av att den fastämnesblandning (10), som innehåller aska och sulfat och som uttages ur förbränningsan- läggningen (1), bortleds antingen i denna form eller efter tillsats av vatten. R*- Cf' \ f.. J CD GÅ 9

5. Förfarande för rökgasbehandling enligt krav 1 - 4, k ä n - n e t e c k n a t av att det vatten, som behövs för att kontinuerligt eller periodiskt förnya absorptionslösningen (6), förvärms med hjälp av restvärme hos de genom ett skorstensrör (14) utströmmande, renade avgaserna (A).