DE4338928A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Entfernung von Schadstoffen aus einem Gasstrom - Google Patents

Description

Die Erfindung ist auf ein Verfahren und eine Anlage gerichtet zur Entfernung von Schadstoffen, insbesondere von Pechdämpfen, die bei der Herstellung von Elek­ troden anfallen, aus einem Gasstrom durch Adsorption der Schadstoffe an feinver­ teilten Feststoffteilchen in einem Reaktor, in dem die Feststoffteilchen mit dem Gasstrom in Kontakt gebracht werden, wobei sich die Schadstoffe an den Oberflä­ chen der Feststoffteilchen anlagern, wonach die mit den Schadstoffen beladenen Feststoffteilchen mit dem Gasstrom aus dem Reaktor heraus und zu einer Ab­ scheidevorrichtung geführt und dort vom Gasstrom abgetrennt werden.

Bei der Fertigung von Elektroden, insbesondere von solchen, die mit einem ther­ moplastischen Bindemittel wie beispielsweise Pech oder Bitumen abgeformt wer­ den, fallen bei der Herstellung der Mischung, bei der Formgebung und beim Brennen schadstoffhaltige Gase, beispielsweise Pechdämpfe an, die abgesaugt und entsorgt werden müssen.

Bei einem aus der DE-A-40 02 554 bekannten Verfahren werden die beim Bren­ nen von Kohleanoden mit Abgasen enthaltenen pech- und teerartige Schadstoffe in einer Schadstoffadsorptionskammer mit pulverförmigem Aluminiumoxid versetzt, an das sich die Schadstoffe anlagern. Das mit den Schadstoffen beladene Alumi­ niumoxid wird dann nach Abtrennung von dem auf diese Weise gereinigten Abgas in eine Brennkammer eingetragen, in der die Schadstoffe vollständig verbrennen, und kann anschließend wieder schadstofffrei erneut als Adsorbens eingesetzt wer­ den. Nachteilig bei diesen bekannten Verfahren sind die für die Schadstoffadsorp­ tionskammer und für die Brennkammer erforderlichen hohen Investitionskosten sowie die für die Verbrennung der Schadstoff erforderlichen Betriebskosten.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Anlage zu schaffen, bei der in einfacher und kostengünstiger Weise schadstoffhaltige Gasströme gereinigt und die hierbei abgetrennten Schadstoffe entsorgt werden.

Die gestellte Aufgabe wird verfahrensmäßig gelöst mit den Maßnahmen des Kenn­ zeichnungsteils des Anspruchs 1 und anlagenmäßig mit den Merkmalen des Kenn­ zeichnungsteils des Anspruchs 6. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Das Verfahren gemäß der Erfindung stellt im wesentlichen die Kombination einer Feinmahlung des Elektrodenwerkstoffs, die ein notwendiger Verfahrensbaustein für die Fertigung von Elektroden ist, mit der Schadstoffadsorption dar, wobei der Luftstrom, der zum Transport der feingemahlenen Feststoffteilchen von der Feinmahlvorrichtung zur Abscheidevorrichtung dient, in erster Linie von den Absaug­ stellen des Schadstoffentsorgungssystems stammt, dem im Bedarfsfall Frischluft am Einlauf der Feinmahlvorrichtung zugeführt werden kann, um die für den ein­ wandfreien Betrieb des Mahlsystems erforderlichen gleichmäßigen Strömungsver­ hältnisse aufrechtzuerhalten.

Der Kontakt der Schadstoffe mit den Feststoffteilchen, an deren Oberfläche die Adsorption stattfinden soll, findet während der Mahlung der Feststoffe statt, wo­ bei sich insbesondere der Vorteil ergibt, daß die durch den Zerkleinerungsvorgang freigelegten "frischen" reaktiven Oberflächen sich unmittelbar zur Schadstoffbin­ dung anbieten. Aufwendige zusätzliche Investitions- und Betriebskosten sind bei dieser erfindungsgemäßen Kombination nicht erforderlich.

Besonders vorteilhaft ist die Maßnahme der Erfindung, als Feststoff für die Anla­ gerung der Schadstoffe keine "fremden" Stoffe einzusetzen, sondern nur den Fest­ stoff, der auch für die Fertigung der Elektroden verwendet wird, beispielsweise Petrolkoks oder Anthrazit. Auf diese Weise entfällt die sonst bei bekannten Ver­ fahren notwendige Entsorgung des mit den Schadstoffen beladenen Adsorbens. Anhaftende Schadstoffe am Feststoff stören bei der Fertigung zu Elektroden nicht, da sie ja bei der Fabrikation eben dieser Elektroden freigesetzt werden.

Die gesamte bei der Feinmahlung produzierte Feststoffmenge steht als Adsorp­ tionsmittel für die Schadstoffentfernung aus dem Gasstrom zur Verfügung, was sich bei der erfindungsgemäßen Kombination einer Feinmahlung mit der Schad­ stoffadsorption als weiterer Vorteil erweist, da auf diese Weise ein Vielfaches an Feststoff dem Schadstoff gegenüber steht, was einerseits zu einer hohen Effektivi­ tät der Gasreinigung führt und andererseits die im Prozeß wiederverwendeten Feststoffteilchen in homogener Verteilung nur geringfügig und in unwesentlicher Form den Fertigungsprozeß belastet.

Um die Schadstoffadsorption auch bei einem eventuellen Stillstand der Feinmahl­ vorrichtung weiter aufrechtzuerhalten, sind erfindungsgemäß zusätzliche Förder­ einrichtungen und Leitungen installiert, durch die der mit Schadstoff beladene Gasstrom an der Feinmahlvorrichtung vorbeigeführt werden kann. Die Anlage­ rung der Schadstoffe erfolgt dann vorwiegend in den Leitungen zu den zwei Ab­ scheidestufen. Als Adsorbens werden in diesem Fall die in der zweiten Abschei­ destufe abgeschiedenen feingemahlenen Feststoffteilchen eingesetzt, die in die Austragsvorrichtung der Feinmahlvorrichtung eingebracht werden.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Erläuterungen zu einem in einer schematischen Zeichnungsfigur dargestellten Ausführungsbeispiel:

Der für die Fertigung zu Elektroden verwendete Feststoff, beispielsweise Petrol­ koks, wird über eine Förderleitung 21 aus einem Silo 22 abgezogen und zur Ein­ tragsvorrichtung einer Feinmahlvorrichtung 10, im dargestellten Beispiel eine Ku­ gelmühle, geführt. In dieser Eintragsvorrichtung 10 münden gleichfalls der mit Schadstoffen beladene Gasstrom 23 sowie eine Frischluftleitung 24.

In der Feinmahlvorrichtung 10 findet die Zerkleinerung des Feststoffs auf die für die Fertigung zu Elektroden erforderliche Feinheit statt. Gleichzeitig mit der Mah­ lung erfolgt nun erfindungsgemäß in der Feinmahlvorrichtung 10 die Anlagerung der Schadstoffe an den Oberflächen der Feststoffteilchen, die anschließend über eine Austragsvorrichtung 14 die Feinmahlvorrichtung 10 verlassen und über eine Leitung 19 mit dem Gasstrom in eine erste Abscheidestufe 11 geführt werden. Hier erfolgt die Abtrennung der für die Elektrodenfertigung noch zu groben Fest­ stoffteilchen vom übrigen Mahlgut. Sie werden über eine Fördereinrichtung 18 zur Feinmahlvorrichtung 10 zurückgeführt, während die restlichen Feststoffteil­ chen mit dem Gasstrom über eine Leitung 25 zu einer zweiten Abscheidestufe 13, im dargestellten Beispiel ein Filter, geführt und dort vom Gasstrom getrennt wer­ den.

Der von Schadstoffen und vom Mahlgut abgetrennte Gasstrom wird über eine Leitung 28 - in die auch der für die Aufrechterhaltung der erforderlichen Strö­ mungsverhältnisse benötigte Ventilator 30 angeordnet ist - aus dem System ent­ fernt. Die im Filter 13 abgeschiedenen mit den Schadstoffen behafteten Feststoff­ teilchen gelangen über eine Fördereinrichtung 26 in ein Silo 27, aus dem die Fest­ stoffteilchen aus einer Öffnung 29 zur Elektrodenfertigung entnommen werden können.

Im Falle eines Stillstandes der Feinmahlvorrichtung 10 ist es erfindungsgemäß möglich, den mit den Schadstoffen beladenen Gasstrom mittels einer Leitung 16 an der Feinmahlvorrichtung 10 vorbei in die Austragsvorrichtung 14 der Fein­ mahlvorrichtung 10 einzuführen und die Schadstoffe dort mit bereits fertig gemah­ lenen Feststoffteilchen in Kontakt zu bringen. Hierzu wird dieser auf dem Silo 27 abgezogen und mittels einer Fördereinrichtung 15 und einer Förderleitung 20 in die Austragsvorrichtung 14 eingebracht. Der weitere Weg des mit den Feststoff­ teilchen versetzten Gasstroms ist identisch mit dem der sonst üblichen Betriebs­ weise mit laufender Feinmahlvorrichtung 10.

Obwohl die Feststoffteilchen die für die Elektrodenfertigung erforderliche Feinheit bereits besitzen, folglich in der ersten Abscheidestufe 11 keine Abscheidung von Feststoffteilchen erfolgen sollte, sind aber Fehlausträge möglich oder aber es kön­ nen beispielsweise Agglomerationen von Feststoffteilchen untereinander infolge der Anlagerung von klebenden Pechdämpfen an den Feststoffoberflächen stattfin­ den, die dann als Grobgut ausgetragen werden. Da eine Einleitung dieser Feststof­ fe in die stillstehende Feinmahlvorrichtung 10 nicht sinnvoll ist, werden sie über die Leitung 17 gleichfalls zur Austragsvorrichtung 14 geführt. Die möglichen Kontakte zwischen den Feststoffteilchen und den Schadstoffen im Gasstrom erfol­ gen nicht nur in der Austragsvorrichtung 14, sondern auch während des gesamten pneumatischen Transports bis hin zur zweiten Abscheidestufe, so daß auf diese Weise eine zufriedenstellende Schadstoffentfernung aus dem Gasstrom auch bei einem vorübergehenden Stillstand der Feinmahlvorrichtung 10 erreicht wird.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt, son­ dern kann vielmehr auch anderen Malverfahren angepaßt werden. Dies ist insbe­ sondere dann von Vorteil, wenn das erfindungsgemäße Verfahren mit einer bereits vorhandenen Mahlanlage kombiniert werden soll.

Claims (7)

1. Verfahren zur Entfernung von Schadstoffen, insbesondere von Pechdämpfen, die bei der Fertigung von Elektroden anfallen, aus einem Gasstrom durch Adsorption der Schadstoffe an feinverteilten Feststoffteilchen in einem Reak­ tor, in dem die Feststoffteilchen mit dem Gasstrom in Kontakt gebracht wer­ den, wobei sich die Schadstoffe an den Oberflächen der Feststoffteilchen anlagern, wonach die mit den Schadstoffen beladenen Feststoffteilchen mit dem Gasstrom aus dem Reaktor heraus und zu einer Abscheidevorrichtung geführt und dort vom Gasstrom abgetrennt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktor (10) eine Feinmahlvorrichtung ist, vorzugsweise eine Ku­ gelmühle, in der der als Adsorbens verwendete Feststoff gemahlen wird und in der während des Mahlvorgangs an den Oberflächen der Feststoffteilchen die Anlagerung der Schadstoffe erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtrennung der mit den Schadstoffen beladenen Feststoffteilchen aus dem Gasstrom zweistufig erfolgt, wobei in der ersten Abscheidestufe (11), die beispielswei­ se ein Sichter ist, die für die Fertigung von Elektroden noch zu groben Fest­ stoffteilchen abgetrennt und über eine Leitung (18) zur Feinmahlvorrichtung (10) zurückgeführt und in der zweiten Abscheidestufe (13) die beispielsweise ein Filter ist, die restlichen Feststoffteilchen aus dem Gasstrom abgetrennt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche Fördereinrichtungen bzw. Leitungen (15, 16, 17, 19, 20) bei Stillstand der Feinmahlvorrichtung (10) eine Aufrechterhaltung der Schadstoffentfernung aus dem Gasstrom unter Umgehung der Feinmahlvorrichtung ermöglichen.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der mit den Schadstoffen beladene Feststoff als Einsatzstoff zur Fertigung der Elek­ troden verwendet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der als Adsorbens verwendete Feststoff ein Kohlenstoffträger, vorzugsweise Pe­ trolkoks und/oder Anthrazit, ist.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende über För­ dereinrichtungen miteinander verbundene Einzelvorrichtungen:

• a) einer Feinmahlvorrichtung (10), vorzugsweise eine Kugelmüh­ le, mit einer Eintragsvorrichtung für den zu mahlenden Fest­ stoff und für die in einer ersten Abscheidestufe (11) abgeschie­ denen zu groben Feststoffteilchen, für den mit den Schadstoffen beladenen Gasstrom und für Frischluft und mit einer Austrags­ vorrichtung für den gemahlenen Feststoff;
• b) einer ersten Abscheidestufe (11) zur Abtrennung von zu groben Feststoffteilchen;
• c) einer zweiten Abscheidestufe (13) zur Abtrennung der restli­ chen Feststoffteilchen aus dem Gasstrom.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche För­ dereinrichtung und Leitungen (15, 16, 17, 19, 20) einen Feststoffkreislauf unter Umgehung der Feinmahlvorrichtung (10) aufrechterhalten.