專利名稱：：凈化來(lái)自廢物焚燒廠的廢氣的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種如權(quán)利要求1所述的在循環(huán)流化床內(nèi)通過(guò)吸附法凈化來(lái)自廢物焚燒廠的廢氣的方法，以及涉及一種如權(quán)利要求9所述的廢氣凈化系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：在廢物焚燒的情況下，在該過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣通常通過(guò)在廢氣凈化系統(tǒng)中分離其中所含污染物如HC1、HF、S02、氮氧化物、二噁英及灰塵而被凈化。用于從廢氣中分離污染物如HC1、HF、S02和二噁英的可能方法是Mil吸附劑干燥吸附污染物。為此，吸附劑通常被引入到流化床反應(yīng)器中，其中在循環(huán)流化床內(nèi)使其與廢氣接觸。污染物由此被吸附至吸附劑。流化床反應(yīng)器的下游是固體分離器。隨廢氣攜帶的固體物質(zhì)以及負(fù)載有污染物的吸附劑在其中被分離。分離出的固體物質(zhì)或者被排放或者返回到流化床反應(yīng)器中。在文獻(xiàn)EP-A-1537905中描述了相應(yīng)的方法。其中，用作吸附劑的添加劑的第一次添加是在流化床或流化床后分離之前進(jìn)行，第二次添加是在流化床前加入至嗵向流化床的廢氣M。下面的方法已被建議用于調(diào)節(jié)被供給的吸附劑的量JP-A-2000107562描述了通過(guò)測(cè)定袋式過(guò)濾器的回洗周期來(lái)調(diào)節(jié)待加入的吸附性粉末的量的方法。EP-A-0173403描述了一種用于調(diào)節(jié)待弓l入到廢氣料流中的吸附劑的量的方法，其中，HC1值被用作參考變量，根據(jù)該參考M，M31與測(cè)得的廢氣量和依從于溫度的化學(xué)計(jì)量值結(jié)合，可以計(jì)算出設(shè)定值。在該方法中，可包括作為補(bǔ)充修正而也被測(cè)得的S02含量。該文獻(xiàn)未清楚指明HC1的濃度和SCb的濃度是否是在原料氣或在凈化氣中測(cè)得。僅在凈化氣中測(cè)定HC1濃度的控制方法("反饋"控制)具有這樣的缺點(diǎn)，即直到排出的凈化氣中增加的污染物含量已被發(fā)現(xiàn)時(shí)，才供給所需的吸附劑。為了解決這錯(cuò)點(diǎn)，建議的方法是，其中除了上述在凈化氣中的測(cè)量外，還在原料氣中進(jìn)行HC1和S02濃度的測(cè)量，通過(guò)這種方法，可確定吸附劑的理論所需量(組合的"前微反饋"控制)。然而，已顯示出，所需吸附劑的有效量?jī)H能翻測(cè)得的HC1和S02濃度而勉強(qiáng)地確定。這涉及到這樣的事實(shí)，循環(huán)固體物質(zhì)，與實(shí)際的吸附劑一起，包括另外固體組分如飛灰或燃料顆粒，具有不可忽視的殘余吸附容量。例如，有這樣的可能，在吸附前，在相對(duì)低的污染物含量的情況下，盡管供給了大量的新鮮吸附劑，由于循環(huán)固體物質(zhì)的殘余吸附容量較低并且處理污染物峰值時(shí)所需吸附劑的量不能足夠快地供給到系統(tǒng)，這些污染物并沒有被完全分離。另一方面，有這樣的可能，在循環(huán)固體物質(zhì)殘余吸附容量較高的情況下，當(dāng)污染物含量在吸附前相對(duì)高時(shí)，新鮮吸附劑的供給甚至根本不需要。作為廢氣和裹入固體的組成的結(jié)果，所述組成根據(jù)所燃燒廢物的組成而變化非常大，不能數(shù)字化測(cè)定殘余吸附容量。如果熟石灰用作吸附劑，則吸附容量另外受碳酸化反應(yīng)的影響，這使殘余吸附容量的數(shù)字化測(cè)定完全不可能。發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的凈化來(lái)自廢物燃燒的廢氣的方法的另外缺點(diǎn)是它們?nèi)狈Σ僮骺煽啃浴Ｆ湓蛟谟谘h(huán)固體物質(zhì)的氯化物含量強(qiáng)烈波動(dòng)，并且對(duì)于其在固體物質(zhì)中的特定含量，會(huì)導(dǎo)致粘連和結(jié)塊，這在極端情況下能完全阻塞廢氣凈化系統(tǒng)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種開始所提及的類型的方法，其中，最佳地使用吸附劑，同時(shí)其保證有高的操作可靠性。該目的通過(guò)權(quán)利要求l的方法得以解決。在從屬權(quán)利要求中定義了有利的實(shí)施方式。依據(jù)本發(fā)明的方法的特征在于，供給的新鮮吸附劑的質(zhì)量流量作為再循環(huán)固體物質(zhì)中新鮮吸附劑和/或至少一種被吸附的污染物的濃度的函數(shù)來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)。因此在調(diào)節(jié)新鮮吸附劑的供給期間，考慮到再循環(huán)固體物質(zhì)的殘余吸附容量。這使得所需的有效新鮮吸附齊啲質(zhì)量流量比使用迄今已知方法得以明顯更精確地測(cè)定。吸附齊岫此得以最佳禾擁，這使得其消耗保持在最小。此外，根據(jù)本發(fā)明的方法，新鮮吸附劑的供給可以以這樣一種方式進(jìn)行調(diào)節(jié)，絲廢氣凈化過(guò)程中氯化物的比例恒定維持在低于固體顆粒粘連的臨界閾4值。這明顯有利于該方法的操作可靠性。本發(fā)明的方法既包括干燥吸附方法，又包括半干燥吸附方法。在該方法中，可利用循環(huán)流化床形式的吸附劑，其是由于廢氣中包含的固體顆粒和供給的吸附劑一起被直接向上的廢氣流帶入一種流化態(tài)而產(chǎn)生的。對(duì)于本發(fā)明的方法，優(yōu)iMOT熟石灰(Ca(OH)2)作為吸附劑。其通常具有至少92%的純度等級(jí)和至少15m"g的比表面積。然而，多種其它的吸附劑，如碳酸氫鈉(NaHC03)、Spongiacal(RheinkaJk)或Sorbalit(M她erUmwelttechnikGmbH)也是可以想到的。根據(jù)本發(fā)明，可使用單一吸附劑或不同吸附劑的混合物。包含在廢氣中的污染物iiil在循環(huán)流化床內(nèi)與吸附劑進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而被分離。如果熟石灰用作吸附劑，污染物S02、HC1和HF根據(jù)下列反應(yīng)方程式進(jìn)行反應(yīng)得到相應(yīng)的鹽Ca(OH)2+H20+S02—CaS03(亞硫勝15)+2H20Ca(OH)2+2HC1—CaCl2(氯化玲+2H20Ca(OH)2+2HF—CaF2(氟化f5)+2H20在這些反應(yīng)中，用于污染物分離的溫度優(yōu)選為約145"C?；钚蕴?平爐焦炭)通常也存在于循環(huán)流化床中，污染物被另外吸附在其上并與廢氣分離。除了吸附劑和活性炭以及吸附劑和活性炭上吸附的污染物之外，再循環(huán)固體物質(zhì)通常還包含來(lái)自廢物焚燒廠的燃燒部分的燃料顆粒和飛灰。根據(jù)本發(fā)明，供給的新鮮吸附齊啲質(zhì)量流量作為兩盾環(huán)固i糊質(zhì)中新鮮吸附劑和/或至少一種被吸附的污染物的濃度的函數(shù)行調(diào)節(jié)。在本發(fā)明方法的優(yōu)選實(shí)施方案中，再循環(huán)固體物質(zhì)中各個(gè)組分的濃度以基本連續(xù)的方式被測(cè)定。根據(jù)本發(fā)明，新鮮(未被負(fù)載)吸附劑特別是熟石灰和/或被吸附的污染物特別是氯化物、亞硫酸鹽和/或氟化物的濃度，以此方式進(jìn)行測(cè)定?；跍y(cè)得的各組分的濃度，對(duì)新鮮吸附劑的供給進(jìn)行調(diào)節(jié)。通過(guò)基本上連續(xù)測(cè)定再循環(huán)固體物質(zhì)中新鮮吸附劑和/或被吸附的污染物的濃度，可以確保對(duì)系統(tǒng)變化作出最快的可能反應(yīng)。在特另IH雌的實(shí)船案中，ffiil使用傅立葉變換近紅外分光計(jì)(FT-NIR分5光計(jì))進(jìn)行測(cè)定。這使得能夠連續(xù)定量分析再循環(huán)固體物質(zhì)。該分析可以通過(guò)置于廢氣凈化系統(tǒng)內(nèi)的探針來(lái)原位進(jìn)行。作為原位分析的替代方案，各組分濃度的測(cè)定使用通過(guò)小型旋風(fēng)分離器從循環(huán)中抽出的固體物質(zhì)樣品鄉(xiāng)行。在這種情況下，觀啶分J腿行。如果樣品的抽取發(fā)生在很短的時(shí)間間隔內(nèi)，有可能用該實(shí)施方案進(jìn)行半連續(xù)測(cè)定。傳統(tǒng)的旋風(fēng)分離器，如本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的，例如得知于Lueger，LexikonderTechnik，斯圖加牛載StuttgarO1970，第16巻，第601頁(yè)以及下列等等，可被用作旋風(fēng)分離器。優(yōu)選地，固體樣品被收集在能自動(dòng)清空的收集容器中。接下來(lái)，在根據(jù)本發(fā)明的測(cè)定之后，固體樣品自動(dòng)返回到循環(huán)中。在進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方案中，除供給的新鮮吸附劑的質(zhì)量流量外，從循環(huán)中排出的固體物質(zhì)的質(zhì)量流量也作為再循環(huán)固體物質(zhì)中新鮮吸附劑和/或至少一種被吸附的污染物的濃度的函數(shù)^i^ff調(diào)節(jié)。這樣，可以避免具有衰竭吸附容量的固體物質(zhì)被連續(xù)地循環(huán)。通常，循環(huán)中固體物質(zhì)的排出通過(guò)使用為此目的而提供的排出設(shè)備來(lái)進(jìn)行。更優(yōu)選的是，供給的新鮮吸附劑的質(zhì)量流量和可選的從循環(huán)中排出的固體物質(zhì)的質(zhì)量流量，也作為原料氣和凈化氣中的HC1和/或S02的濃度的函數(shù)行調(diào)節(jié)。該實(shí)施方案具有的優(yōu)點(diǎn)是可以以此方式直接獲得原料氣和凈化氣中污染物含量的信息。該附加的信息使得能夠進(jìn)一步地對(duì)本發(fā)明供給的新鮮吸附劑的質(zhì)量流量和可選的從循環(huán)中排出的固體物質(zhì)的質(zhì)量流量的調(diào)節(jié)進(jìn)行細(xì)調(diào)。另外，可具有另外的調(diào)節(jié)回路在第一個(gè)另外調(diào)節(jié)回路中，監(jiān)測(cè)M反應(yīng)器內(nèi)流化床的壓力損失，并連續(xù)調(diào)節(jié)再循環(huán)到流化床反應(yīng)器中的固體物質(zhì)的質(zhì)量流量，以便在流化床反應(yīng)器中維持恒定的床材料存量。在第二個(gè)另外調(diào)節(jié)回路中，流化床反應(yīng)器內(nèi)廢氣的溫度通過(guò)注7j0l6a行調(diào)除，方法之外，本發(fā)明也涉及一種如權(quán)利要求9所要求的廢氣凈化系統(tǒng)，該系統(tǒng)用以在循環(huán)流化床內(nèi)通過(guò)吸附法凈化來(lái)自廢物焚燒廠的廢氣。本發(fā)明的廢氣凈化系統(tǒng)包括^f燥吸附廢氣凈化系統(tǒng)或半干燥吸附廢氣凈化系統(tǒng)。作為半干燥吸附廢氣凈化系統(tǒng)的一個(gè)例子，可以提及Turbosorp⑧反應(yīng)器(奧地利能源與環(huán)境(AustrianEnergy&Environment)/VonRollUmwelttechmkAG)。根據(jù)本發(fā)明的廢氣凈化系統(tǒng)具有流化床反應(yīng)器和用于將固體物質(zhì)返回到流化床反應(yīng)器的裝置。后者通常以本領(lǐng)域技術(shù)人員己知的傳統(tǒng)的固體分離器的形式存在。廢氣凈化系統(tǒng)的特征在于，它也具有用于以再循環(huán)固體物質(zhì)中新鮮吸附劑和/或至少一種被吸附的污染物的濃度的函數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)新鮮吸附齊啲供給的裝置。通常，為此目的，廢氣凈化系統(tǒng)包括用于觀淀再循環(huán)固體物質(zhì)中一種或多種組分濃度的分析裝置。特別優(yōu)選地，該裝置是FT-NIR分光計(jì)。此外，本發(fā)明的廢氣凈化系統(tǒng)可包括用于抽取再循環(huán)固體物質(zhì)樣品的旋風(fēng)分離器，以用于測(cè)定新鮮吸附劑和/或至少一種被吸附的污染物的濃度。在該實(shí)施方案中，旋風(fēng)分離器i^布置在從流化床反應(yīng)器通向固體分離器的連接管道上。由于連接管道沒有固體物質(zhì)結(jié)塊這樣的事實(shí)，確保了抽取的固體樣品是均勻的。在該實(shí)施方案中，分析設(shè)刷m與旋風(fēng)分離器連接。為了使流化床反應(yīng)器中的溫度維持恒定在特定的值，可附加提供水注入裝置。取決于使用的吸附劑并且取決于污染物組成，可改變、溫度以使吸附最佳。廢氣凈化系統(tǒng)中的溫度1，維持在約145"的值。根據(jù)本發(fā)明的廢氣凈化系統(tǒng)允許高達(dá)200，000n^/hf^ht(m^^標(biāo)準(zhǔn)立方米，其中標(biāo)準(zhǔn)^#理解為意指7顯度為273.15K((TC)和壓力為101.3kPa)的體積流量。廢氣凈化系統(tǒng)通常被設(shè)計(jì)用于具有17(TC-30(TC、尤其是18(TC-25(TC的入口溫度的廢氣。工業(yè)用水通常被用作調(diào)節(jié)介質(zhì)。廢氣凈化系統(tǒng)的流化床反應(yīng)器內(nèi)的平均^3I31常為約4m/s。廢氣凈化系統(tǒng)內(nèi)的壓P繊常為20-25mbar。通常，廢氣凈化系統(tǒng)被設(shè)計(jì)用于前述燃燒系統(tǒng)的60-110%荷載來(lái)工作。表1示出了能用廢氣凈化系統(tǒng)進(jìn)行凈化的示例性原料氣的污染物含量。在該表中，污染物含量以名義上的日平均值和以最大半小時(shí)平均值給出。根據(jù)表l的示例性原料氣具有11vol。/。的02含量和30vol.%的水分含量。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>通過(guò)在根據(jù)本發(fā)明的廢氣凈化系統(tǒng)中凈化原料氣，凈化氣的污染物含量可以減少到表2顯示的值。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>二嗯英《0.1mg/nin3在最佳的工作情況下，HCl含量可被顯著減少到低于10mg/mn3，且灰塵含量可被減少到2-3mg/mn3。熟石灰的平均消耗取決于原料氣的污染物載量和遵循的極限值。將參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更加詳細(xì)的說(shuō)明，其中以純示意圖形式圖1示出了用于實(shí)施本發(fā)明方法的廢氣凈化系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括流化床反應(yīng)器和布置在其下游的固體分離器，和圖2示出了根據(jù)圖1的廢氣凈化系統(tǒng)，其中用于抽取固,品的旋風(fēng)分離器(其以放大的插圖顯示)被布置在流化床反應(yīng)器和固體分離器之間。具體實(shí)施方式圖1所示的廢氣凈化系統(tǒng)2包括原料氣入口4和凈化氣出口6，廢物燃燒期間產(chǎn)生的廢氣M該入口被引入，來(lái)自廢氣凈化系統(tǒng)2的經(jīng)凈化的廢氣ffl31該出口被排出。原料氣入口4包括入口槽10和連接到其下游的入口管道12，其開口通入流化床反應(yīng)器14中。流化床反應(yīng)器14具有基本上為中空?qǐng)A筒的形狀，皿入口側(cè)成圓錐開資斬縮。用于注入吸附劑的吸附劑供給管線18布置在成圓錐股斬縮的區(qū)域16。吸附劑被流入流化床反應(yīng)器14的廢氣^A，并與來(lái)自廢物燃燒的廢氣流中一道攜帶的飛灰和燃料顆粒形成循環(huán)流化床(未示出)。在上部區(qū)域，流化床反應(yīng)器14開口通Affl向固體分離器20的連接魏22。固體分離器20在其上部區(qū)域具有過(guò)濾系統(tǒng)24，用以分離隨廢氣流攜帶的固體顆粒。過(guò)濾系統(tǒng)24包括多個(gè)織物袋式過(guò)濾器24'。在M過(guò)濾系統(tǒng)24之后，獲得的凈化氣通過(guò)凈化氣出口6排出。分離的固體顆粒在固體分離器20的傾斜底部26沉積，并沿底部26流入固體再循環(huán)通道28。固體再循環(huán)通道28具有計(jì)量元件29，通過(guò)該計(jì)量元件，可調(diào)節(jié)返回到流化床反應(yīng)器14的固體物質(zhì)的體積流量。用于排出固體物質(zhì)的包括輸送裝置32的排出管道30從返回管道28分支出來(lái)。用于測(cè)定再循環(huán)固體物質(zhì)中至少一種組分的濃度的分析裝置34布置在固體分離器20上。每單位時(shí)間供給的吸附劑的增加、減少或保持恒定，取決于測(cè)定期間獲得的值。為確保廢氣凈化系統(tǒng)2中的溫度不超過(guò)預(yù)定值，可將7jC注入流化床反應(yīng)器用以7賴卩目的。為此，在吸附齊鵬給管線18的下面，流化床反應(yīng)器14具有包括噴嘴頭38的水供給管線36，其通入到流化床反應(yīng)器14中。在圖2示出的廢氣凈化系統(tǒng)2中，布置在流化床反應(yīng)器14和固體分離器20之間的連接管道22上設(shè)置有旋風(fēng)分離器40，用以抽取再循環(huán)固體物質(zhì)的樣品。在抽取期間，樣品ffiil抽取導(dǎo)管42和與其鄰接的切向入口噴嘴44被注入旋風(fēng)分離器40的中空?qǐng)A柱體上部46中。由于它們的質(zhì)量，作為離心力的結(jié)果，固體顆粒以螺旋型路徑被導(dǎo)入成圓錐形漸縮的下部48，該下部開口ffiA收集容器50。從收集容器50中得到的固體樣品51，fflil使用相應(yīng)的分析裝置(未示出)可確定至少一種組分的濃度。在圖2示出的實(shí)施方案中，該分析裝置通常與旋風(fēng)分離器40的收集容器50相連。收集容器具有一個(gè)底部52，其可以這樣的方法轉(zhuǎn)換，使得在收集容器50和連接管道22之間產(chǎn)生通道，收集容器50中的固體物質(zhì)可通過(guò)該通道返回到連接魏22，并由此再次iSA循環(huán)。在旋風(fēng)分離器40中，從固體中釋放出來(lái)的氣相組分被中^h升流捕獲，并通過(guò)浸沒管56itA旋風(fēng)分離器排出管道58，M該管道，由閥60控制，將其返回到連接魏22。權(quán)利要求1.一種在循環(huán)流化床中通過(guò)吸附法凈化來(lái)自廢物焚燒廠的廢氣的方法，其中供給的新鮮吸附劑的質(zhì)量流量作為再循環(huán)固體物質(zhì)中新鮮吸附劑和/或至少一種被吸附的污染物的濃度的函數(shù)來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)。2.如權(quán)利要求1所要求的方法，其中以基本連續(xù)的方式測(cè)定再循環(huán)固體物質(zhì)中新鮮吸附劑和/或至少一種被吸附的污染物的濃度。3.如權(quán)利要求2所要求的方法，其中il31傅立葉變手M^^K^i"HS行測(cè)定。4.如權(quán)利要求2或3所要求的方法，其中測(cè)定幫盾環(huán)固體物質(zhì)中氯化物和可選的新鮮吸附齊啲濃度。5.如權(quán)利要求2至4中任--項(xiàng)所要求方法，其中所述測(cè)定是使用通過(guò)旋風(fēng)分離器從循環(huán)中抽取的固體物質(zhì)樣品行的。6.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所要求的方法，其中從循環(huán)中排出的固體物質(zhì)的質(zhì)量流量也作為再循環(huán)固體物質(zhì)中新鮮吸附齊訴n/或至少一種被吸附的污染物的濃度的函數(shù)行調(diào)節(jié)。7.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所要求的方法，其中使用熟石灰作為吸附劑。8.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所要求的方法，其中提供的新鮮吸附劑的質(zhì)量流量和可選的從循環(huán)中排出的固體物質(zhì)的質(zhì)量流量也作為原料氣和凈化氣中HC1和或S02的濃度的函數(shù)艦tfi周節(jié)。9.一種用于在循環(huán)流化床中通過(guò)吸附法凈化來(lái)自廢物焚燒廠的鵬的廢氣凈化系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用流化床反應(yīng)器(14)和用于將固體物質(zhì)返回到流化床反應(yīng)器的裝置(20)，其另外包括用以將新鮮吸附劑的供給作為再循環(huán)固體物質(zhì)中新鮮吸附齊訴卩/或至少一種被吸附的污染物的濃度的函數(shù)行調(diào)節(jié)的裝置。10.如權(quán)利要求9所要求的廢氣凈化系統(tǒng)，其包括分析裝置(34)，該，用于測(cè)定兩盾環(huán)固體物質(zhì)中新鮮吸附劑和/或至少一種被吸附的污染物的濃度。11.如權(quán)利要求9或10所要求的廢氣凈化系統(tǒng)，其中，分析裝置(34)是傅立葉變換近紅外分光計(jì)。12.如權(quán)利要求9至11中任一項(xiàng)所要求的廢氣凈化系統(tǒng)，其包括旋風(fēng)分離器(40)，該分離器用于抽取再循環(huán)固體物質(zhì)的樣品，用以測(cè)定新鮮吸附劑和/或至少一種被吸附的污染物的濃度。全文摘要本發(fā)明涉及一種在循環(huán)流化床內(nèi)通過(guò)吸附法凈化來(lái)自廢物焚燒廠的廢氣的方法。根據(jù)本發(fā)明，供給的新鮮吸附劑的質(zhì)量流量作為再循環(huán)固體物質(zhì)中新鮮吸附劑和/或至少一種被吸附的污染物的濃度的函數(shù)來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)。文檔編號(hào)B01D53/80GK101254401SQ20081008815公開日2008年9月3日申請(qǐng)日期2008年2月29日優(yōu)先權(quán)日2007年3月2日發(fā)明者P·O·摩夫申請(qǐng)人:馮羅爾環(huán)保技術(shù)股份公司