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BEREICH DER
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft die Industrieverfahren, die Abgase,
welche vor ihrer Abgabe an die Atmosphäre gereinigt werden müssen, und Rückstände freisetzen,
die meistens vor der Verwertung oder der Entsorgung behandelt werden
müssen. Die
vorliegende Erfindung betrifft insbesondere die Verfahren, die einen
Verbrennungsprozess einsetzen, und deren Rückstände, inklusive jener, die von der
Reinigung der Verbrennungsgase stammen, auf thermischem Wege behandelt
werden.
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STAND DER
TECHNIK
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Ein
Industrieverfahren, das einen Verbrennungsprozess einsetzt, beispielsweise
eine Verbrennung von festen und/oder flüssigen Brennstoffen, erzeugt
Abgase, in denen die Verunreinigungen des Brennstoffes auf eine
hohe Temperatur gebracht werden. Diese Verunreinigungen und ein
im allgemeinen kleiner Teil des Brennmaterials verflüchtigen
sich nun entweder und werden mit den Abgasen mitgenommen, oder werden
mit den Abgasen in Form feiner Teilchen mitgenommen oder aus dem
Verbrennungsbereich in Form von Teilchen großen Umfangs beseitigt, die
meistens aus einem teilweisen Verschmelzen gefolgt von einer Agglomeration
stammen und Schlacke genannt werden. Die Verflüchtigung dieser Verunreinigungen
ist umso größer als
die Temperatur hoch ist, während
die Menge an verflüchtigtem Brennmaterial,
genannt Rückstände, mit
besserer Qualität
der Verbrennung geringer ist. Bei der Abkühlung der Abgase werden die
verflüchtigten
Elemente, die nicht in gasförmiger
Form vorhanden bleiben, wiedervereint und/oder kondensiert, entweder
in Form von neuen feinen Teilchen oder an der Oberfläche der
feinen Schwebeteilchen in den Abgasen, oder schließlich in
Form von Ablagerungen auf den Kühlflächen eines
Kessels, wobei diese Ablagerungen meistens wieder in Form von Teilchen
in den Abgasen beim Schornsteinfegen mitgenommen werden. Ein gleichartiges
Phänomen
der Wiedervereinigung/Kondensation entsteht auch bei der Bildung und
der Abkühlung
der Schlacken. Nach der Abkühlung
werden die mit Staub und gasförmigen
Schadstoffen angereicherten Abgase gereinigt, und die daraus entstandenen
Rückstände werden
entweder gemischt oder in Flugasche, Filterkuchen usw. abgetrennt.
Damit diese Rückstände für ihre Verwertung oder
Entsorgung eine ausreichende Qualität aufweisen, kann ein Brennstoff
mit sehr wenigen Verunreinigungen verwendet werden. Jedoch diese
Art Brennstoff ist teuer und nicht immer verfügbar. Es besteht ein immer wichtigerer
Kostenvorteil in der Verwendung eines Brennstoffes, der Verunreinigungen enthält. Im Falle
der Abfallverbrennung kommt zu der Funktion der Energieerzeugung/-wiedergewinnung die
Funktion der Abfallbehandlung zur Materialaufwertung oder der Festsetzung
der Schadstoffe, wie beispielsweise Schwermetalle, hinzu. Deshalb
werden zahlreiche Methoden zur Behandlung dieser Rückstände vorgeschlagen.
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Für die Schlacken
kann die Quasi-Verglasung verbessert werden, indem die Wärmekurve
der Schlacken optimiert wird, beispielsweise mit einem zusätzlichen
Brenner und Vorrichtungen zum langsamen Aushärten. Allerdings sind diese
Vorrichtungen teuer und kompliziert, was ihre Verwendung einschränkt. Die
Schlacken werden zerkleinert/durchgesiebt, nach einer Entschrottung,
wenn es sich um Haushaltsabfälle
handelt, um einerseits ein als Straßenfundament oder im Bauwesen
verwertbares Material und andererseits Feinteilchen zu erhalten,
die im allgemeinen wie Flugasche zu behandeln sind, da sie die Qualitätsfehler
der Schlacken konzentrieren und eine vergleichbare Körnchengröße aufweisen können.
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Für die Flugasche
wurde vorgeschlagen, sie eventuell nach einer entsprechenden Behandlung bei
dem Verbrennungsverfahren derart einzuspritzen, dass sie in den
Schlacken schmilzt. Diese Methode ist offensichtlich interessant,
um die Rückstände zu verringern,
jedoch sie führt
automatisch zu einer deutlichen Anreicherung an verflüchtigbaren
Elementen bei dem Verbrennungsverfahren. Es ist nun erforderlich,
einen Ausgang für
die Flugasche beizubehalten, die eine wesentlich größere Konzentration an
verflüchtigbaren
Elementen aufweist und behandelt werden muss. Es wurde auch vorgeschlagen, diese
Flugasche vor dem Einspritzen zu behandeln. Beispielsweise in der
Patentanmeldung FR-A-2 547 210 (KERNFORSCHUNGSZENTRUM KARLSRUHE
GmbH) wird die Flugasche entlaugt mit der sauren Spülung des
Feuchtreinigungsgeräts,
das direkt im Nachlaufbereich eines Elektrofilters für die Abgasreinigung
angeordnet ist. In dem Patent EP-B-0 381 601 (LAB S. A.) wird eine
gesteuerte Entlaugung in einer Vorrichtung durchgeführt, die
in einen der Hydraulikkreise des Feuchtreinigungsgeräts integriert ist
und die Erfassung und Neutralisierung der sauren Gase der Abgase
gewährleistet.
In diesen beiden Fällen
kann der größte Teil
der löslichen
Fraktion abgespalten werden, und die auf diese Weise behandelte
Asche führt
nicht mehr zu einer so starken Verflüchtigung, wenn sie in das Verbrennungsverfahren eingespritzt
wird. Allerdings die Kriterien der Temperatur und der Aufenthaltszeit,
die eine ordentliche Schmelzung der Asche erfordert, können oft
nicht gleichzeitig mit den Kriterien erfüllt werden, die eine ordnungsgemäße Verbrennung
sowie vernünftige Kosten
ohne zu komplizierte Technik erfordern. Ferner ist die Qualität der Schlacken
begrenzt durch die Notwendigkeit, die verflüchtigbaren Elemente, die bei der
Behandlung vor dem Einspritzen nicht beseitigt wurden, nur wenig
zu verflüchtigen,
andernfalls ist es erforderlich, einen Ausgang für die Flugasche vorzusehen.
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Es
wurde auch vorgeschlagen, die Wärmebehandlung
der Flugasche in einem von dem Verbrennungsverfahren getrennten
Ofen durchzuführen. Diese
Methode ermöglicht
es, die optimalen Bedingungen für
die Wärmebehandlung
der Asche zu erhalten, ohne die dem Verbrennungsverfahren eigenen
Kriterien zu berücksichtigen.
Sie ermöglicht
auch eine bessere Zerstörung
der organischen Restkomponenten. Die aus diesem Ofen austretenden Rauchgase
werden entweder getrennt gereinigt, was zu weiteren zu behandelnden
Rückständen führt, oder
an den Beginn der Abgasreinigung zurückgeschickt, deren Anreicherung
mit verflüchtigbaren
Elementen durch einen Ausgang für
Flugasche eingeschränkt
werden muss.
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Schließlich wurde
vorgeschlagen, die Wärmebehandlung
durchzuführen,
indem die Schwermetalle soweit als möglich verflüchtigt werden, damit der auf
diese Weise behandelte Rückstand
einen sehr geringen Gehalt an diesen Elementen hat. Der Nachteil
dieser Methode ist einerseits, dass nicht alle Schwermetalle auf
zufrieden stellende Weise entzogen werden können, und andererseits, dass
ein Rückstand
erzeugt wird, der Schwermetalle, jedoch auch viele andere Elemente
umfasst, die bei der Wärmebehandlung,
um die Schwermetalle zu entziehen, verflüchtigt wurden.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung soll die Nachteile der bekannten Methoden
beseitigen und sorgfältig die
Wärmebehandlung
der Rückstände eines
Industrieprozesses (inklusive der Rückstände aus der Reinigung der durch
diesen Prozess erzeugten Abgase) mit einer physikalisch-chemischen
Behandlung der Rückstände im Vorlaufbereich
und einer Reinigung der Abgase, die durch diese Wärmebehandlung
erzeugt wurden, im Nachlaufbereich kombinieren.
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Sie
ist insbesondere interessant, wenn die Reinigung der Abgase des
Industrieprozesses eine Feuchtreinigung der durch diesen Industrieprozess erzeugten
Abgase umfasst, da diese Feuchtreinigung der Abgase eine Behandlung
der Flüssigabgänge umfasst,
die leicht an die Bedürfnisse
dieser physikalisch-chemischen Behandlung der Rückstände sowie der Behandlung der
durch diese Wärmebehandlung
erzeugten Abgase angepasst werden kann.
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Im
Sinne der vorliegenden Erfindung ist unter Wärmebehandlung von Rückständen eine
Behandlung zu verstehen, bei der die zu behandelnden Rückstände auf
eine derartige Temperatur gebracht werden, dass Phänomene physikalischer
und/oder chemischer Natur entstehen. Diese Phänomene können beispielsweise das Verschmelzen
der Rückstände sein,
das eine Quasi-Verglasung, eine chemische Reaktion zwischen den
zu behandelnden Rückständen und
den den Rückständen beigemengten
Zusatzstoffen, eine chemische Reaktion zwischen den Rückständen und
einem Trägergas,
eine chemische Reaktion, die die organischen Verbindungen zerstört, die
in den Rückständen enthalten
sind, beispielsweise die Dioxine und Furane usw. ermöglicht.
Die Rückstände werden
auf die erforderliche Temperatur gebracht, entweder durch indirekte
Mittel, beispielsweise Induktionsheizung, usw., oder durch direkte
Mittel, beispielsweise einen Gasbrenner, mit Sauerstoff beaufschlagten
Gasbrenner, Plasmabrenner, Lichtbogenofen, Kupolofen, zirkulierendes
oder statisches Fließbett
(mit Luft oder Heißgasen
gespeist), Fließbett
mit Verbrennung eines pulverförmigen
Brennstoffes, der den zu behandelnden Rückständen beigemengt wurde, Fließbett mit
Verbrennung der in den Rückständen enthaltenen
Verbrennungsrückstände, usw.
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Das
Wärmebehandlungsverfahren,
das Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, soll die Rückstände inert
machen, d. h. in eine stabile anorganische oxydierte Form bringen,
indem die organische Fraktion, insbesondere die Spurenschadstoffe wie
die Dioxine und Furane, verringert wird und indem die Schwermetalle
in der Matrix des behandelten Rückstandes
festgesetzt oder aus den Rückständen entzogen
werden. Dazu umfasst das Wärmebehandlungsverfahren
von Rückständen, die
von einem Industrieprozess stammen, insbesondere von einem Verbrennungsprozess,
inklusive der Rückstände, die
von der Reinigung der Abgase stammen, die von dem Industrieprozess
erzeugt wurden, einerseits eine Etappe der Wärmebehandlung und andererseits
im Nachlaufbereich der Etappe der Wärmebehandlung eine Etappe der
Behandlung der von dieser Wärmebehandlung
erzeugten Abgase und im Vorlaufbereich eine Etappe der physikalisch-chemischen
Behandlung der Rückstände vor
der Wärmebehandlung.
Diese drei Etappen werden sorgfältig kombiniert,
wie nachstehend angeführt,
und weisen die folgenden spezifischen Merkmale auf:
- a) bei der physikalisch-chemischen Behandlung:
- – die
Rückstände in Form
von Staub, die von der Entstaubung der von der Wärmebehandlung erzeugten Abgase
stammen, können
gemäß c) im nachstehenden
nach der physikalisch-chemischen Behandlung behandelt werden, und
die zu behandelnden Rückstände, die
von dem Industrieprozess stammen, werden entweder zur Gänze oder
teilweise oder gar nicht nach der physikalisch-chemischen Behandlung
behandelt,
- – die
zu behandelnden Rückstände nach
dem physikalisch-chemischen Verfahren werden auf an sich bekannte
Weise einer gesteuerten Entlaugung in wässeriger Phase unterzogen,
sodann gefiltert und gespült,
- – die
entstandene wässerige
Phase wird auf an sich bekannte Weise einer Behandlung der Neutralisierung/Niederschlagung
unterzogen, die ein gereinigtes Wasser, das neutrale Salze, insbesondere
Chloride, enthält,
und einen Filterkuchen erzeugt, der in oxydierter Form, Hydroxid
oder Karbonat, vorher gelöste
Elemente, wie die Schwermetalle, enthält.
- b) bei der Wärmebehandlung:
- – die
gefilterten und gespülten
Rückstände und die
Filterkuchen nach a) im Obenstehenden werden in die Wärmebehandlung
geschickt, wobei eventuell Zusätze
beigesetzt werden, die die Wärmebehandlung
erleichtern. Die zu behandelnden Rückstände, die von dem Industrieprozess
stammen und nicht bereits nach der physikalisch-chemischen Behandlung
behandelt wurden, werden in die Wärmebehandlung geschickt,
- – die
von der Wärmebehandlung
erzeugten Abgase nehmen unabhängig
davon, ob sie von einer Verbrennung und/oder einem Trägergas stammen,
die in der Wärmebehandlung
verflüchtigten Elemente
mit,
- – die
Abgase werden am Ende der Wärmebehandlung
auf eine entsprechende Temperatur für die Entstaubungsfunktion
nach c) im nachstehenden, gebracht.
- c) bei der Behandlung der von der Wärmebehandlung erzeugten Abgase:
- – die
Abgase werden zuerst entstaubt auf an sich bekannte Weise, und der
erfasste Staub wird entweder in die physikalisch-chemische Behandlung geschickt,
um hier behandelt zu werden, und in der Folge in die Wärmebehandlung
geschickt, oder er wird verwertet oder entsorgt, wenn eines der
Ziele der Wärmebehandlung
darin besteht, die Schwermetalle aus den zu behandelnden Rückständen zu
entziehen.
- – Die
Abgase werden sodann von den anderen Schadstoffen gereinigt, d.
h. von den Schadstoffen, die sich im gasförmigen Zustand bei der Temperatur
befinden, bei der die Entstaubung stattfindet: stark saure Schadstoffe
wie HCl, Schwermetalle im gasförmigen
Zustand wie Hg, schwer lösliche
gasförmige
Schadstoffe wie SO2, Cl2. Diese Reinigung erfolgt auf an sich bekannte
Weise in einer oder mehreren Stufen auf trockenem oder feuchtem
Wege, eventuell mit Hilfe spezifischer Zusätze. Diese Reinigung umfasst
einen oder mehrere getrennte Ausgänge für Rückstände für die bei der Wärmebehandlung
verflüchtigten
Verbindungen, die in der Matrix des behandelten Rückstandes
bei der Wärmebehandlung
nicht wirksam festgesetzt werden können. Diese spezifischen Rückstände, wie
Quecksilber, Gips, werden vorzugsweise aufgewertet. Die Waschflüssigkeit(en)
der Stufe der Feuchtreinigung werden dekonzentriert und nach Entziehen
der spezifischen Rückstände der
Behandlung der Neutralisierung/Niederschlagung nach a) zugeführt.
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Die
Etappe der physikalisch-chemischen Behandlung kann nützlicherweise
nach dem Verfahren eingesetzt werden, das Gegenstand der Patentanmeldung
FR-A-2 696 955 (LAB S. A.) ist, um die Restmenge an verflüchtigbaren
Verbindungen bei der Etappe der Wärmebehandlung zu optimieren.
Sie kann auch nützlicherweise
mit der Behandlung der Flüssigabgänge in Verbindung
mit der Feuchtreinigung der Abgase aus dem Industrieprozess kombiniert
werden, wenn dieser eine Feuchtreinigung der Abgase umfasst.
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Bei
einer Variante des Wärmebehandlungsverfahrens
umfasst die Etappe der Wärmebehandlung
einerseits einen reduzierenden Bereich im Vorlaufbereich der Abgasbeseitigung
und andererseits einen oxydierenden Bereich im Vorlaufbereich der Beseitigung
der behandelten Rückstände. Der
reduzierende Bereich kann mit Hilfe eines reduzierenden Trägergases
oder von Zusätzen,
wie beispielsweise Koks, die den zu behandelnden Rückständen beigemengt
werden, verwirklicht werden.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Ein
besseres Verständnis
der Erfindung kann nun durch die nachfolgende detaillierte Beschreibung
in Verbindung mit 1 erzielt
werden, die eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens
zeigt. Die zu behandelnden Rückstände 1 werden
in die Etappe der physikalisch-chemischen Behandlung 1a oder
direkt 1b in die Etappe der Wärmebehandlung 13 geschickt.
Die Etappe der physikalisch-chemischen
Behandlung wird mit Hilfe von zwei Teileinheiten 2 und 7 verwirklicht.
In der Teileinheit 2 werden die Rückstände auf an sich bekannte Weise
einer gesteuerten Entlaugung in wässeriger Phase unterzogen,
sodann gefiltert und gespült.
Die Teileinheit 2 nimmt zusätzliches Wasser 3 und
eventuell Zusatzstoffe 4 auf, um das Ergebnis der Entlaugung
zu optimieren. Die auf diese Weise behandelten Rückstände 5 werden in die
Etappe der Wärmebehandlung 13 geschickt.
Die Flüssigabgänge 6,
die von der Teileinheit 2 kommen, werden an eine Bearbeitungseinheit 7 geschickt,
wo sie auf an sich bekannte Weise einer Behandlung der Neutralisierung/Niederschlagung
unterzogen werden, die ein gereinigtes Wasser 9 und einen
Filterkuchen 8a erzeugt, der in oxydierter Form, Hydroxid
oder Karbonat, anorganische Elemente enthält, die in der Teileinheit 2 gelöst wurden,
wie beispielsweise Schwermetalle. Dieser Filterkuchen enthält auch
organische Verbindungen. Bei einer bevorzugten Variante ist es nützlich,
selektiv 8b den größtmöglichen
Teil einer verflüchtigbaren
Verbindung während
der nachstehend beschriebenen Wärmebehandlung
zu entziehen, und beispielsweise im Falle einer Wärmebehandlung
mit hoher Temperatur werden die Sulfate nützlicherweise in Form von verwertbarem
Gips 8b entzogen, um die SO2-Verflüchtigung zu begrenzen. Das
gereinigte Wasser 9 enthält neutrale Salze, im wesentlichen
Natrium- und Kalziumchloride. In den meisten Fällen kann dieses Wasser an
das Wassermedium abgegeben werden; in manchen Fällen ist dies nicht möglich, und
das gereinigte Wasser 9 muss verdampft werden 10,
um ein Salz 11, das beispielsweise in der chemischen Industrie
wieder verwendet werden kann, und Wasser 12 zu erzeugen, das
als Ersatz für
das Zusatzwasser 3 wieder verwendet werden kann.
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Diese
Vorkehrungen ermöglichen
es einerseits, von den Rückständen 1 einen
großen
Teil der verflüchtigbaren
Verbindungen abzuspalten, indem die löslichen Schwermetalle gelöst werden
und ein eine oxydierte Form, Karbonat oder Hydroxid, gebracht werden,
die für
ihre Festsetzung in der Matrix der behandelten Rückstände günstig ist, und andererseits
die löslichen
neutralen Salze, im wesentlichen die Chloride, zu entziehen, die,
wenn sie im Vorlaufbereich nicht wirksam entzogen wurden, bei der Wärmebehandlung
verflüchtigt
werden müssten,
damit die Qualität
der behandelten Rückstände zufrieden
stellend und zeitlich beständig
ist.
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Auf
diese Weise sind die bei der Wärmebehandlung 13 verflüchtigten
Verbindungen in begrenzten Mengen vorhanden, und der Staub, der
von dem Entstauber 19 gesammelt wurde, der die Abgase 18 entstaubt,
die durch die Wärmebehandlung 13 erzeugt
wurden, kann an die Teileinheit 2 zurückgeschickt 20a werden,
um dieser Etappe der physikalisch-chemischen Behandlung unterzogen
zu werden und auf diese Weise die Festsetzung dieser Verbindungen
in oxydierter Form in der Matrix der behandelten Rückstände 17 zu
erreichen.
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Bei
einer bevorzugten Variante, die in 1 nicht
dargestellt ist, können
die Flüssigabgänge 6, anstatt
in einer spezifischen Teileinheit behandelt zu werden, nützlicherweise
in dem Behandlungssystem für
die Flüssigabgänge behandelt
werden, das mit der Feuchtreinigung der Abgase, die von dem Industrieprozess
stammen, verbunden ist, falls eine solche Feuchtreinigung vorhanden
ist. Die Filterkuchen, die von dem Behandlungssystem für die Flüssigabgänge stammen,
werden in die Etappe der Wärmebehandlung
geschickt.
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Die
Wärmebehandlung 13 nimmt
einerseits die behandelten Rückstände 5 und 8a,
die von den Teileinheiten 2 und 7 der Etappe der
physikalisch-chemischen Behandlung stammen, und andererseits Rückstände 1b,
die dieser Etappe nicht unterzogen wurden, sowie Zusätze 14 auf,
wobei diese Flüsse 1b und 14 derart
bestimmt werden, dass die durchschnittliche Zusammensetzung den
Anforderungen der Wärmebehandlung
entspricht. Beispielsweise wenn eine Verschmelzung/Verglasung angestrebt
wird, kann der Fluss von Zusatzstoffen 14 eine Beigabe
von Silizium oder siliziumhaltigem Material umfassen, damit die
durchschnittliche Zusammensetzung den Anforderungen der Verglasung/Verschmelzung
unter Berücksichtigung
der Zusammensetzung der in dem betreffenden Fall zu behandelnden
Rückstände gerecht
wird.
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Die
Gesamtheit der zu behandelnden Materialien wird auf die erforderliche
Temperatur durch nicht dargestellte Mittel gebracht. Diese Mittel
können
indirekt, beispielsweise Induktionsheizung, oder direkt sein, beispielsweise
Gasbrenner, mit Sauerstoff beaufschlagter Gasbrenner, Plasmabrenner, Lichtbogenofen,
Kupolofen, zirkulierendes oder statisches Fließbett, das mit Luft oder Heißgasen gespeist
wird, Fließbett
mit Verbrennung eines pulverförmigen
Brennstoffes, der den zu behandelnden Rückständen beigemengt wurde, Fließbett mit
Verbrennung der in den zu behandelnden Rückständen enthaltenen Verbrennungsrückstände, usw.
Wenn dieses Mittel keine ausreichende Abgasmenge liefert, um die
verflüchtigten
Elemente mitzunehmen, wird ein oxydierendes Trägergas 15, beispielsweise Luft,
in ausreichender Menge eingeleitet, um in dem betreffenden Fall
die verflüchtigten
Elemente mitzunehmen.
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Im
Falle der Verbrennung von Haushaltsabfällen erfordert die Flugasche,
die in einem Elektrofilter gesammelt wurde, der im Nachlaufbereich
des Kessels angeordnet ist, oft keinerlei Zusätze, wobei ihre durchschnittliche
Zusammensetzung den Kriterien der Verschmelzung/Verglasung in einem
Temperaturbereich von 1300° bis
1600°C,
welcher während einer
Dauer von mindestens dreißig
Minuten aufrechterhalten wird, gerecht werden kann. Wenn ein Lichtbogenofen
verwendet wird, ist ein geringer Luftdurchfluss 15 erforderlich
und kann verwendet werden, um pneumatisch die Rückstände in den Lichtbogenofen einzuleiten.
Für diese
Flugasche kann ein Ziel der Zerstörung der Dioxine und Furane
und der einfachen Agglomeration der Feinstteilchen mit einem Fließbett erreicht
werden, das behandelte Asche, die von der Etappe der physikalisch-chemischen
Behandlung kommt, aufnimmt und sie auf eine Temperatur von 800 bis
900°C bringt,
die während
einer Dauer von mindestens dreißig
Minuten aufrechterhalten wird.
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Bei
einer Variante der Wärmebehandlung wird
eine reduzierende Atmosphäre
in einem Bereich der Wärmebehandlung
im Vorlaufbereich der Abgasbeseitigung aufrechterhalten, einem Bereich,
in den die zu behandelnden Rückstände eingeleitet
werden. Diese reduzierende Atmosphäre kann durch Einleitung eines
reduzierenden Trägergases 16 oder
durch eine reduzierende Verbrennung in dem Bereich erzeugt werden,
beispielsweise Koks, der als Zusatz 14 eingeleitet und
den zu behandelnden Rückständen beigemengt
wird, während
die Verbrennung dieses Brennstoffes in dem Bereich vor der Beseitigung
der behandelten Rückstände oxydierend
ist, einem Bereich, in den vorzugsweise vorerhitzte Luft 15 eingeleitet
wird; dies kann mit einer Anordnung vom Typ Kupolofen verwirklicht
werden.
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Die
von der Wärmebehandlung
erzeugten Abgase 18 werden in die Etappe der Abgasbehandlung
geschickt, die in mehreren spezifischen Teileinheiten verwirklicht
wird. In der Teileinheit 19 werden die Abgase 18 durch
an sich bekannte Mittel entstaubt, d. h. es werden die Verbindungen
im Teilchenzustand bei der Temperatur der Abgase in dem Entstauber 19 abgespalten.
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Diese
Temperatur wird durch nicht dargestellte Mittel, die an sich bekannt
sind, eingestellt, wie beispielsweise bei der Ausführung der
Wärmebehandlung
entweder durch einen Austauscher oder durch eine Lufteinleitung,
usw. Der erforderliche Wert für
diese Temperatur unterscheidet sich von dem, der für die Wärmebehandlung
erforderlich ist. Er wird auf einem unterem Niveau angesetzt, damit
die verflüchtigten
Verbindungen in der Wärmebehandlung,
die bei der Wärmebehandlung
in der Matrix der behandelten Rückstände 17 nicht
wirksam festgesetzt werden konnten, nicht oder wenig in dem Entstauber 19 erfasst
werden. Die erfassten Staubteilchen können nun nützlicherweise in die Etappe
der physikalisch-chemischen Behandlung zurückgeschickt werden 20a.
Diese Anordnung der selektiven Entstaubung der verflüchtigten
Verbindungen bei der Wärmebehandlung
wird durch die Etappe der physikalisch-chemischen Behandlung möglich, die
die verflüchtigbaren
Verbindungen mengenmäßig verringert,
insbesondere die Chloride.
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In
dem Beispiel der Behandlung der Flugasche von der Hausmüllverbrennung
kann die Etappe der physikalisch-chemischen Behandlung die Chloridkonzentration
von typischerweise 20% auf weniger als 1 Gew.-% der Asche verringern.
Durch Festsetzung der Temperatur der Entstaubung 19 auf 200–250°C bleibt
das Quecksilber, das auf Grund der besonderen Eigenschaften des
Quecksilbers und seiner Verbindungen nicht wirksam in Verglasung/Verschmelzung
festgesetzt werden kann, im gasförmigen
Zustand und wird in der Abgasbeseitigung im Nachlaufbereich des
Entstaubers 19 erfasst und kann verwertet werden, während die
anderen Schwermetalle in dem Entstauber 19 erfasst werden. Es
ist anzumerken, dass die selektive Abspaltung des Quecksilbers theoretisch
in der Etappe der physikalisch-chemischen Behandlung möglich ist,
praktisch aber nicht möglich
ist, der hohen Konzentrationen zahlreicher Verbindungen und der
Kolmationswirkungen der Mittel der selektiven Trennung, wie beispielsweise
der spezifischen Harze.
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Die
entstaubten Abgase 21 werden sodann von den anderen Schadstoffen
gereinigt, d. h. von den Schadstoffen, die sich im gasför migen Zustand bei
der Temperatur der Abgase im Entstauber 19 befinden. Die
Abgase werden sodann auf an sich bekannte Weise auf trockenem oder
feuchtem Wege gereinigt.
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Bei
einer bevorzugten Variante werden die entstaubten Abgase 21 in
die Teileinheit 22 zur Feuchtreinigung geschickt. Die Waschflüssigkeit
wird auf einem sauren pH-Wert (in dem vorhergehenden Beispiel pH < 1,5) durch Einspritzen
einer Säure 23 (beispielsweise
Salzsäure)
gehalten, wenn die Abgase keine ausreichenden Säureeigenschaften mitbringen.
Das erforderliche zusätzliche
Wasser für
die Feuchtreinigung ist nicht dargestellt. Diese Feuchtreinigung
gewährleistet
auf an sich bekannte Weise die Erfassung der gut löslichen
sauren Schadstoffe sowie die Erfassung der Schwermetalle im gasförmigen Zustand,
insbesondere des Quecksilbers, eventuell unter Beigabe von spezifischen
Zusätzen 24. Die
Waschflüssigkeit
wird dekonzentriert 25 zu der Teileinheit 7 zur
Neutralisierung/Niederschlagung, nachdem die erfassten Schwermetalle,
insbesondere das Quecksilber, aus der Waschflüssigkeit entzogen wurden, beispielsweise
indem aus der Waschflüssigkeit
das Aktivkohlepulver entzogen wird, das als spezifischer Zusatz 24 verwendet
wurde: der Rückstand 26 konzentriert
diese Schwermetalle.
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Wenn
die Wärmebehandlung
gasförmige Schadstoffe
erzeugt, die in der ersten Stufe 22 der Feuchtbehandlung
nicht erfasst wurden, werden die Abgase 27 sodann einer
zweiten Stufe 28 der Feuchtbehandlung in der Waschflüssigkeit
unterzogen, die auf einem pH-Wert gehalten wird, der auf an sich
bekannte Weise die Erfassung des SO2 und anderer gasförmiger Schadstoffe,
wie beispielsweise des gasförmigen
Chlors gewährleistet,
das bei der Wärmebehandlung
freigesetzt werden kann; diese zweite Feuchtbehandlung erfolgt monoalkalisch
unter Beigabe 29 von Kalk oder bialkalisch unter Beigabe 29 von
Kalk oder Kalkstein, um auf an sich bekannte Weise einen verwertbaren
Gips 31 und Flüssigabgänge 30 zu
erzeugen, die zu der Teileinheit 7 zur Neutralisierung/Niederschlagung
geschickt werden. Die auf diese Weise behandelten Abgase 32 können ihres
geringen Volumens nützlicherweise
in die Anlage zur Reinigung der von dem Industrieprozess kommenden
Abgase eingeleitet werden.
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Bei
einer weiteren Variante umfasst die Reinigung der entstaubten Abgase 21 eine
erste Stufe der Feuchtreinigung ähnlich
der oben beschriebenen Teileinheit 28, auf die eine Stufe
der Adsorption auf Aktivkohlepulver, das in den vorher entsättigten
(zirkulierender Reaktor) und gefilterten (Schlauchfilter) Abgasen
aufgeschlämmt
wurde, um die gasförmigen Schwermetalle,
wie beispielsweise Quecksilber, zu erfassen.