SE427529B - Forfarande for avlegsnande av veteklorid ur rokgas - Google Patents

Description

7811229-9 2 Sålunda är det självfallet möjligt att effektivt avlägsna vätekloriden genom att tvätta rökgasen med en alkalisk vattenlös- ning, t.ex. i ett tvättorn, under uppnående av ett kloridhaltigt slam, som kan àterföras till tvättprocessen.

Emellertid kan denna metod endast användas i förening med en sänkning av rökgasens temperatur till så lågt värde att den inte omedelbart kan ledas till elektrofilter och vid utsläppet I genom skorstensöppningen ge upphov till en icke önskvärd synlig rök) Därför har man hittills endast använt sådan tvätt på en del av rökgasen och förenat denna med varm, icke tvättad gas för tillförsel till elektrofiltren. Denna lösning är emellertid ej tillfredsställande, eftersom den ej möjliggör tillräcklig reduk- tion av den totala mängden väteklorid i förbränningsanläggning- ens rökgas. _ Såvida hela mängden rökgas behandlas i enlighet med den beskrivna tvättprocessen är det nödvändigt att företa en återupp- värmning av den tvättade rökgasen innan den leds till elektrofilt- ret och skorsten, vilken återuppvärmning medför en betydande ener- giförbrukning. g I Det är vidare känt metoder för att minska vätekloridinne- hållet i rökgaser av ifrågavarande slag, varvid man bringar rök- gasen i kontakt med fasta alkaliska material, såsom kalcium- el- ler magnesiumoxid. Dessa metoder kräver ej en så vittgående av- kylning av rökgaserna att âteruppvärmning är nödvändig men de be- sitter andra nackdelar.

Då reaktionen försiggår i fast fas är det svårt att samti- digt uppnå tillräcklig låg koncentration av H01 i avgående gas och en tillfredsställande omsättningsgrad av det fasta absorp- tionsmaterialet.

För att uppnå en effektiv kontakt mellan det fasta absorp- tionsmaterialet och gasströmen fluidiseras det förstnämnda i denna och det krävs en betydande tjocklek av skiktet av fluidi- serat absorptionsmaterial, varför ett stort tryckfall uppkommer över behandlingszonen, vilket ökar energiförbrukningen vid pro- Icessen. Sådana metoder, vid vilka fasta absorptionsmaterial an- vänds, beskrivs t.ex. i beskrivningarna till de franska bruks- mönstren 2 189 101 och 2 205 554. l 7811229-9 \)~! Enligt beskrivningstexten i den amerikanska patentskriften 5 966 418, som avser ett förfarande för avlägsnande av svaveldi- omid ur rökgas härrörande från förbränning av svavelhaltigt bräns- le, är det också möjligt att avlägsna väteklorid genom att i rök- gasen finfördela en vattenlösning av natriumkarbonat under sådana betingelser att huvuddelen av lösningens vatteninneháll förångas under bildning av ett fuktigt pulver, som tas ut med hjälp av en spiral anbringad nedtill i behandlingszonen. En sådan metod är inte särskilt lämplig i det fall, då man i första hand önskar av- lägsna väteklorid, eftersom det fuktiga pulvret inte är bekvämt att hantera och den avgående gasen kommer att ligga så nära dagg- punkten att den ej kan ledas direkt till ett elektrofilter.

Det har nu visat sig att det är möjligt att nedbringa H01- -halten till ganska små värden (under 50 ppm, räknat på volymen) genom ett förfarande, som saknar nackdelar, som knyter an till de ovannämnda kända metoderna och som kräver mindre investerings- kostnader och mindre arbetskraft än de kända metoderna. Detta för-' farande kännetecknas enligt uppfinningen av att man inför rökgasen med en temperatur mellan 200 och 550°C i en kammare, i vilken man med hjälp av ett roterande förstoftningshjul finfördelar en vat- tenlösning av alkalimetallkarbonat eller en vattensuspension av kaloiumhydroxid eller -karbonat eller magnesiumoxid, varvid mäng- den lösning eller suspension regleras så att den temperatur, var- med rökgasen lämnar torkkammaren, är högre än 125°C och det vid den finfördelade lösningens eller suspensionens torkning bildade materialet lämnar kammaren som ett torrt fririnnande pulver.

De speciella fördelarna med ifrågavarande metod är att rök- gasen ej avkyls och fuktas mer än vad som är tillåtet vid använd- ning av elektrofilter av plattyp och att H01-halten kaänedbringas till mycket små värden samtidigt som man uppnår ett nästan full- ständigt utnyttjande av absorptionsmedlet genom att det erhållna pulvret till mer än 90 % kommer att kunna vara ombildat till klorid. Det föreligger sålunda inget behov av någon recirknlation av absorptionsmedlet. Bortskaffandet av det som avfallsprodukt framkomna pulvret, som huvudsakligen består av alkalimetall- el- ler kalcium- eller magnesiumklorid samt flygaska, underlättas i hög grad av att detta avfallsmaterial erhålles i form av ett torrt fririnnande pulver. 7e11229~9 gr Det är också en fördel att metoden endast medför ett ganska ringa tryckfall.

Det är i samband med avlägsnande av svaveldioxid ur rökgas härrörande från förbränning av svavelhaltiga bränslen känt att genomföra en absorptionsprocess på ett sätt, som är besläktat med det, som utnyttjas enligt uppfinningen, i det att absorptionsmed- let också enligt denna kända teknik finfördelas i rökgasen och lämnar behandlingszonen som ett torrt pulver (se amerikanska pa- _ tentskriften 5 952 587).

Vidare har det i den tyska patentskriften 21 59 186 före- slagits att avlägsna även andra skadliga gaser vid processer av detta slag, som resulterar i ett torrt pulver. Förutom S02 nämns i denna patentskrift som exempel på skadliga gaser som kan av- lägsnas N02, NO, H28, HF och F. c Förfarandet enligt uppfinningen skiljer sig emellertid från de förfaranden som är kända genom den amerikanska patent- skriften 5 952 58? och den tyska patentskriften 21 59 186 inte enbart genom att den komponent, som avlägsnas, är en annan, utan framför allt genom att tekniken tillämpas på rökgas med en tem- peratur som är väsentligt högre och ligger väsentligt längre från gasens daggpunkt än vad fallet är vid nämnda kända metoder.

Härigenom uppnås att den behandlade gasen kan ledas direkt till behandling i elektrofiflr av plattyp, varigenom en energi- krävande återuppvärmning blir överflödig. Vid de Omnämnda, kända metoderna ligger den renade gasens temperatur däremot så nära dess daggpunkt att den är lämpad för rening i elektrofilter en- bart om den dess för innan har återuppvärmts. g Vid den genom nämnda amerikanska patentskriften kända S02- -absorptionsprocessen företas en regenerering av absorptionsma- terialet, vilken regenerering gör det önskvärt att det från be- handlíngszonen komande pulvret även i fortsättningen innehåller en betydande mängd icke omsatt natriumkarbonat. Vid förfarandet enligt uppfinningen är det däremot avgörande att uppnå en så om- fattande omsättning av absorptionsmaterialet som möjligt.

Det var överraskande att det vid förfarandet enligt upp- finningen var möjligt att uppnå en absorption av en mycket stor del-av den i röken befintliga vätekloriden samtidigt som man ef- fektivt utnyttjar de basiska materialen så till vida att dessa \fl nästan helt ombildas till klorider. Man hade nämligen annars på förhand kunnat förvänta sig att det till föl5d av den höga tem- peratur, som rökgasen har under behandlingen, skulle råda mycket ogynnsamma betingelser för reaktionen mellan väteklorid och de basiska materialen. Vid de reaktioner, som kommer ifråga vid för- farandet, gäller nämligen att närvaron av vatten är av avgörande betydelse för reaktionshastigheten, eftersom reaktionen vid från- varo av vatten förlöper långsamt, bl.a. därför att de klorider, som bildas pà partiklarnas yta verkar hämnande på vätekloridens kontakt med de basiska materialen i partiklarnas inre. Vid för- farandet enligt uppfinningen arbetar man vid så hög temperatur och så langt från daggpunkten att vattnet föràngas mycket snabbt från de finfördelade partiklarna, varigenom det för enskilda par- tiklarna endast blir möjligt att reagera under närvaro av vatten under mycket kort tid. Härtill kommer ytterligare att det under denna korta tid råder mindre gynnsamma reaktionsbetingelser än vid de kända processerna genom att den mycket höga temperaturen för torkgasen åstadkommer en kraftig bortströmning av ånga från de enskilda partiklarna, vilket måste förväntas verka kraftigt hämmande för kontakten mellan H01 och partiklarna medan dessa än- nu är fuktiga. Den högre temperaturen medför sålunda ej enbart en väsentlig förkortning av det tidsrum, som står till förfogande för reaktion under fuktiga betingelser, utan medför dessutom att det under denna mycket korta tidsrymd rader sådana betingelser att möjligheten för kontakt mellan í gasen befintlig HCl och de fuktiga partiklarna måste förväntas vara väsentligt reducerad i förhållande till de betingels 2, som råder vid nämnda kända förfaranden.

Det har därför icke varit närliggande för fackmannen att försöka genomföra H01-absorptionen under de för förfarandet en- ligt uppfinningen karakteristiska betingelserna även om det häl- vid som nämnts uppnås väsentliga fördelar.

Förfarandet kan tillämpas med användning av en konventio- nell spraytorkningsanläggning och bland sådana kan nämnas såväl den typ, där gasen införes upptill som de typer där gasen införs centralt i torkkammaren eller i den nedre delen av denna.

Koncentrationen av absorptionsmedelslöaningen eller -sus- pensionen avpassas i varje enskilt fall efter anläggningsdimen- sioner och driftbetingelserna, bl.a. förstoftningshjulets rota- 7811229-9 s tionshastighet genom att en lägre koncentration ger fina partik- lar och därmed möjlighet till en mera vittgående omsättning med vätekloriden, medan mycket låga koncentrationer å andra sidan har den nackdelen att de för uppnående av tillräcklig HCl-absorp- tion nödvändiggör förångning av en stor vattenmängd med motsva- rande temperatursänkning och fuktighetsökning hos rökgasen. i Kbncentrationen på lösningen eller suspensionen ligger van- ligtvis väsentligt lägre än vad fallet är vid de kända S02-absorp- tionsprocesserna; vid vilka man företar en regenerering av ab- sorptionsmaterialet.

Vid förfarandet enligt uppfinningen används varken rege- nerering eller reoirkulation av absorptionsmedlet och för att uppnå en nästan fullständig omsättning av detta arbetar man där- för ofta med koncentrationer på lösningen eller suspensionen av endast några få %. o Beteckningen natriumkarbonat används här för att omfatta såväl Na2CO5 som NaHCO5 och blandningar av dessa två karbonater.

Uppfinningen illustreras närmare nedan under hänvisning till bifogade ritningsfigur, som schematiskt visar en anläggning, som kan användas för tillämpning av förfarandet enligt uppfin- ningen.

På ritningsfiguren betecknar 1 en förstoftningstork, i vil- ken med hjälp av ett roterande förstoftningshjul 2 finfördelas en lösning eller suspension av ett absorptionsmedel, som tillföras från en behållare 5. Självfallet kan en vätekloridabsorption ock- så uppnås om man istället för de i kravet omnämnda absorptionsma- terialen använder alkalimetallhydroxider men på grund av de sena- res högre pris och den större risk som är förbunden med deras han- tering kommer sådana ej ifråga.

Genom en rörledning 4 matas varm rökgas härrörande från avfallsförbränning till förstoftningstorken 1, där gasen kommer i intim kontakt med de finfördelade partiklarna av lösningen el- ler suspensionen av absorptionsmedlet. Härvid förångas nästan he- la mängden av det i partiklarna närvarande vattnet och det sker en kemisk reaktion, varvid en mycket väsentlig del av den i rök- gasen närvarande vätekloriden förbrukas och det bildas partiklar huvudsakligen bestående av alkalimetall-, kalcium- eller magne- siumklorid.

J 7811229-9 En del av dessa huvudsakligen av klorid och flygaska be- stående partiklarna ansamlas i förstoftningstorkens nedre del, där de kan tas ut genom en sluss 5. Den resterande delen, som ofta är den övervägande, medbringas av rökgasen, som lämnar för- stoftningstorken genom en rörledning 6, som leder till ett elekt- rofilter 7 av plattyp eller ett säckfilter. Den totala mängden pulver kan också tas ut tillsammans med rökgasen. Rökgasen kommer vid denna tidpunkt fortfarande att vara så långt från sin dagg- punkt att dess införande i elektrofiltret eller säckfiltret ej medför nâgra problem.

I filtret frånskiljes den resterande mängden av de huvud- sakligen av klorid bestående partiklarna tillsammans med flyg- aska och det resulterande fririnnande pulvret tas ut genom pul- verutsläpp 8 i elektrofiltrets undre del.

Från elektrofiltret eller säckfiltret 7 matas den renade rökgasen vanligtvis med hjälp av en (ej visad) fläkt till en skor- sten 9 och den har vid denna tidpunkt fortfarande en tillräckligt hög temperatur för att kunna fördelas i atmosfären utan att det bildas någon synlig rök.

Förfarandet enligt uppfinningen illustreras närmare nedan i anslutning till några utföringsexempel.

Exempel 1 Han använda en försöksreningsanläggning av det slag, som är visat på ritningsfiguren men med den skillnaden att rökgasen, som skulle renas, matades till förstoftningstorken genom en spaltluft- fördelare och en cyklon var inskjuten omedelbart efter förstoft- ningstorken för uppsamling av en del av det medbringade pulvret och flygaskan. Förstoftningstorken hade en diameter av 1,2 m och en cylinderhöjd av 0,8 m.

Rökgasen, som blev behandlad, härrörde från en industriell avfallsförbränningsanläggning och uppvisade ett H01-innehåll av 850 volym-ppm. Temperaturen vid inmatningen i förstoftningstor- ken var 52200 och gasen tillfördes i en mängd av 520 kg/h.

Till förstoftningshjulet matades en 5,9 vikt-%-ig vatten- lösning av natriumkarbonat.

Den renade rökgasen uppvisade vid cyklonen en temperatur av 142% och Hci-køncentrationen uppmanas till ao ppm, vilket motsvarade en 95 %Lig rening. Det stökiometriska förhållandet ...i 781122929 8 mellan de per tidsenhet tillförda mängderna natriumkarbonat och väteklorid beräknades till 4,4/1,0. Den från cyklonen och för- stoftningstorken uttagna produkten var ett torrt fririnnande pul- ver med ett vatteninnehåll av 2,2 vikt-% och ett innehåll av flyg- aska av 54 vikt-% och resten bestod i huvudsak av natriumklorid.

Exempel 2 Nan använde samma anläggning som i exempel 1. Temperaturen på rökgasen, som skulle renas, var 50500 och H01-koncentrationen 4480 ppm. En 2,5 vikt-%ig kalciumhydroxidsuspension finfördelades.

Det stökiometriska förhållandet mellan kalciumhydroxid och väte- klorid beräknades till 0,5/4,0. Den renade rökgasen hade en tem- peratur av 17o°c och ett Hcl-innehåll av 650 ppm, vilket- mearzsrae att 46 % av vätekloriden och 92 % av kalciumhydroxiden deltagit i den kemiska reaktionen. Det erhållna torra pulvret hade ett vatten- innehåll av 9 % och ett innehåll av flygaska av 47 %. Resten bestod .i huvudsak av kalciumklorid.

Exempel 2 Man använde samma anläggning som i exempel 1. Den tillför- da rökgasens temperatur var 51000 och H01-koncentrationen var 1200 ppm. Man finfördelade en 2,5 vikt-%-ig vattensuspension av kalciumhydroxid. Det stökiometriska förhållandet mellan väteklo- rid och kalciumhydroxid var ¶,O/1,0. Den renade rökgasen hade en itemperatur av 12500 och ett H01-innehåll av 110 ppm, vilket mot- svarade en 92 %-ig reningsgrad. Den uppsamlade torra produkten innehöll 50 % flygaska. Resten bestod i huvudsak av kaloiumklo- rid.

Orienterande försök med kalciumkarbonat och magnesiumoxid har visat att även dessa material, där de är särskilt lättillgäng- liga, kan vara acceptabla att använda vid industriell utövning av förfarandet under de angivna temperaturbetingelserna.

Claims (1)

1. 7811229-9“ Patentkrav Förfarande för avlägsnande av väteklorid ur rökgas härrö- rande från förbränning av avfall genom absorption av vätekloriden med hjälp av ett alkaliskt medel, k ä n n e t e c k n a t av att man inför rökgasen vid en temperatur mellan 200 och 5šO°C i en kammare, i vilken med hjälp av ett roterande förstoftningshjul finfördelas en vattenlösning av alkalimetallkarbonat eller en vattensuspension av kalciumhydroxid, kalciumkarbonat eller mag- nesiumoxid, varvid mängden lösning eller suspension regleras så att den temperatur, varmed rökgasen lämnar kammaren, är högre än 12500, och det vid den finfördelade lösningens eller suspensionens torkning bildade materialet lämnar kammaren som ett torrt fririn~ nande pulver. B 87.615 5.000