DE19751854A1

DE19751854A1 - Method to treat light ash emitted from esp. municipal incinerator

Info

Publication number: DE19751854A1
Application number: DE1997151854
Authority: DE
Inventors: Andreas Dr Kwetkus; Verena Dr Schmidt
Original assignee: ABB Research Ltd Switzerland
Current assignee: ABB Research Ltd Switzerland
Priority date: 1997-11-22
Filing date: 1997-11-22
Publication date: 1999-05-27

Abstract

Following release from the incinerator, the gases (7) are surrendered first to a boiler (2) and then to a low-temperature separator (7). Before the ash is surrendered to the boiler, the greater part pref. 95 per cent of the ash (8) is separated at high temperature from the gas in a molten state and is discharged as an inert glasslike product (16). The salt-based ash residues are further transported with the gas (7', 7) phase and are separated at low temperatures by a ceramic filter. The ash (8) transported with the effluent gases (7) from a municipal incinerator (1) consist of a combination of glass-forming ashes, and salt-based ashes containing alkaline and heavy metals.

Description

Technical field

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der thermischen Behandlung von Abfäl len, insbesondere Haus- und Stadtmüll. Sie betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von Flugaschen aus der thermischen Abfallbehandlung.The invention relates to the field of thermal treatment of waste len, especially household and urban waste. It relates to a preparation process of fly ash from thermal waste treatment.

State of the art

Zur thermischen Behandlung von Abfall/Müll ist eine Vielzahl von Verfahren be kannt, bei denen der Müll vergast, verschwelt oder verbrannt wird. Die dabei ent stehenden festen Reaktionsprodukte können in unterschiedlicher Weise, z. B. thermisch, weiterbehandelt und die nicht mehr verwertbaren Produkte anschließend deponiert werden. Dabei sollen die zu deponierenden Flugaschemengen möglichst gering sein, weil diese einen hohen Anteil an Schwermetallen aufwei sen.For the thermal treatment of waste / garbage, a variety of processes are knows where the garbage is gassed, caked or burned. The ent standing solid reaction products can be used in different ways, e.g. B. thermal, further processed and then the no longer usable products to be deposited. The quantities of fly ash to be deposited should be as low as possible because it has a high proportion of heavy metals sen.

Flugaschen von insbesondere Abfallverbrennungsanlagen bestehen grundsätzlich aus zwei Komponenten, einerseits aus glasbildenden ascheartigen Bestandteilen und andererseits aus alkali- und schwermetallhaltigen leichtflüchtigen Salzen. Die Flugaschen werden mit dem Abgas aus beispielsweise der Verbrennungsanlage mitgerissen und setzen sich an den Kesselwänden und in der nachgeschalteten Entstaubungsanlage ab, wo sie im festen Aggregatzustand ausgetragen werden.Fly ash from waste incineration plants in particular exists in principle from two components, on the one hand from glass-forming ash-like components and on the other hand from volatile salts containing alkali and heavy metals. The Fly ash is generated with the exhaust gas from, for example, the incineration plant carried away and sit on the boiler walls and in the downstream Dedusting system from where they are discharged in the solid state.

Bisher werden die Flugaschen anschließend in einem separaten Schmelzaggre gat aufgeschmolzen, oft gemeinsam mit der Rostasche. Auf diese Weise versucht man, die Menge des zur Entsorgung anfallenden Reststoffes möglichst gering zu halten.So far, the fly ash is then in a separate melting unit gat melted, often together with the grate ash. Tried this way one to minimize the amount of residual material for disposal hold.

So ist beispielsweise aus DE 38 11 820 A1 ein Verfahren bekannt, bei dem Müll in einem Pyrolysereaktor in Schwelgas und in im wesentlichen nicht-flüchtige Pyroly sereststoffe umgewandelt wird. Das Schwelgas wird anschließend einer separa ten Nachbrennkammer zugeführt, ebenso wie der Feinanteil (Schwelkoks und Feinstaub) der Reststoffe und die in der Staubfilteranlage bzw. im Abhitzedampf erzeuger anfallende Flugasche (Staub). Der Flugstaub und die Feinanteile werden in dieser Hochtemperaturkammer verbrannt und die festen Anteile aufgeschmol zen. Die schmelzflüssige Schlacke wird dann aus der Brennkammer in einen Was serbehälter geleitet, wo sie zu einem glasartigen Granulat erstarrt.For example, a method is known from DE 38 11 820 A1, in which waste in a pyrolysis reactor in carbonization gas and in essentially non-volatile pyroly sereststoffe is converted. The carbonization gas is then separated th afterburner, as well as the fine fraction (smoked coke and Fine dust) of the residues and those in the dust filter system or in the heat recovery steam fly ash (dust). The dust and the fine particles are burned in this high temperature chamber and the solid parts melted Zen. The molten slag is then removed from the combustion chamber into what water container where it solidifies into a glass-like granulate.

Eine solche Lösung erfordert jedoch eine Aufbereitung des verschwelten Materials und eine separate Nachbrennkammer, was sich in einem erhöhten Platzbedarf und in hohen Kosten äußert.However, such a solution requires processing of the smoldered material and a separate afterburning chamber, which results in an increased space requirement and expresses in high costs.

Das trifft auch auf die in EP 0 446 888 B1 beschriebenen Verbrennungs-Schmelz- Anlage zur Stadtmüllentsorgung zu. Dort ist dem Verbrennungsofen ein Schmelz ofen zum Schmelzen der Asche aus dem Verbrennungsofen nachgeschaltet, wo bei die Asche über einen Trockenförderer zum Schmelzofen transportiert wird. Über spezielle Düsen wird zusätzlich ein bestimmter Anteil an Filterstaub aus dem Staubabscheider in den Schmelzofen eingebracht, so daß im Schmelzofen Asche aus dem Verbrennungsofen und Flugstaub aus dem Staubabscheider ge meinsam geschmolzen werden.This also applies to the combustion-melting processes described in EP 0 446 888 B1. Plant for urban waste disposal. There is a smelt in the incinerator furnace to melt the ash from the incinerator downstream where where the ashes are transported to the melting furnace via a dry conveyor. A certain proportion of filter dust is also extracted from the Dust collector placed in the furnace, so that in the furnace Ash from the incinerator and flue dust from the dust collector be melted together.

Eine weitere Möglichkeit, die Flugaschemenge zu reduzieren, besteht z. B. darin, bei Müllverbrennungsanlagen dem Verbrennungsprozeß Ascheschmelzanlagen Off-Line nachzuschalten. Ein derartiges Verfahren ist in F.-G. Simon und K.-H. Andersson: "In-Rec-Verfahren - Verwertung von Reststoffen aus der thermischen Abfallbehandlung", ABB Technik 9/1995, S. 15-20, beschrieben.Another way to reduce the amount of fly ash is e.g. B. in in waste incineration plants the incineration process ash melting plants To be connected off-line. Such a method is described in F.-G. Simon and K.-H. Andersson: "In-rec process - recycling of residues from the thermal Waste Treatment ", ABB Review 9/1995, pp. 15-20.

Die Feinfraktion der Rostasche wird bei diesem, AshArc-Prozeß genannten, Verfahren gemeinsam mit der Filterasche in einem Gleichstrom-Lichtbogenofen geschmolzen. Durch die hohen Temperaturen werden organische Verbindungen sofort zersetzt. Metallchloride werden abgedampft, und Schwermetallverbindun gen werden zum Element reduziert und sinken dann entweder in das Metallbad und bilden so eine Legierung, oder sie verlassen den Ofen in gasförmigem Zu stand. Das Abgas durchläuft eine Nachverbrennung für CO und eine Schnellküh lung mit Wasser und viel Luft, um vor allem die Neubildung von toxischen organi schen Verbindungen zu verhindern. Abgedampfte Metallchloride resublimieren und werden auf einem Schlauchfilter abgeschieden. Dieses Schwermetallkonzen trat läßt sich verhütten.The fine fraction of the grate ash is called AshArc process Process together with the filter ash in a direct current arc furnace melted. The high temperatures make organic compounds immediately decomposed. Metal chlorides are evaporated and heavy metal compounds conditions are reduced to the element and then either sink into the metal bath and so form an alloy or they leave the furnace in gaseous form was standing. The exhaust gas goes through an afterburning for CO and a blast chiller with water and a lot of air, especially to prevent the formation of toxic organi prevent connections. Resublimed evaporated metal chlorides and are deposited on a bag filter. This heavy metal concentration treads can be prevented.

Da der AshArc-Ofen für sehr große Durchsatzmengen konzipiert ist, ist es mög lich, die Feinfraktion der Rostasche (ca. 8% vom eingesetzten Abfall) zusammen mit der Filterasche aus der Partikelabscheidung der Rauchgasreinigung (ca. 2,5% vom eingesetzten Abfall) zu behandeln.Since the AshArc furnace is designed for very large throughputs, it is possible Lich, the fine fraction of the grate ash (about 8% of the waste used) together with the filter ash from the particle separation of the flue gas cleaning (approx. 2.5% of waste used).

Nachteilig an diesem Stand der Technik ist, daß zunächst die Flugaschen als feste Stoffe aus den Abgasen gewonnen werden müssen, die anschließend in einem externen und vor allem teurem Ofenaggregat geschmolzen werden, wel ches zu 100% fremdbeheizt ist. Der Aufwand dafür ist beträchtlich.A disadvantage of this prior art is that first the fly ash as solid substances must be extracted from the exhaust gases, which are then in an external and above all expensive furnace unit are melted, wel ches is 100% externally heated. The effort for this is considerable.

Presentation of the invention

Die Erfindung versucht, alle diese Nachteile zu vermeiden. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches und kostengünstiges Verfahren zur Aufbereitung von Flugaschen aus der thermischen Abfallbehandlung mittels Schmelzen zu ent wickeln, bei welchem vor dem Schmelzvorgang keine Abtrennung der Flugaschen vom Abgas in fester Form notwendig ist und bei welchem nur geringe Mengen an zu deponierenden Reststoffen anfallen.The invention tries to avoid all of these disadvantages. You have the task based, a simple and inexpensive process for the preparation of To remove fly ash from thermal waste treatment by melting wrap, in which no separation of the fly ash before melting of the exhaust gas in solid form is necessary and in which only small amounts of residues to be deposited.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß bei einem Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aus dem Rauchgas der thermischen Abfallbe handlungsanlage vor Eintritt in den nachgeschalteten Kessel zumindestens der Hauptanteil der ascheartigen Bestandteile der Flugaschen schmelzflüssig aus dem Rauchgasstrom abgetrennt und als inertes glasartiges Produkt ausgetragen wird, und daß die schwermetallhaltigen Bestandteile der Flugaschen mit der Gasphase weitergeführt und bei niederen Temperaturen abgeschieden werden.According to the invention this is achieved in that in a method according to the preamble of claim 1 from the flue gas of the thermal waste system before entering the downstream boiler at least the Most of the ash-like components of the fly ash melt out separated from the flue gas stream and discharged as an inert glass-like product and that the heavy metal components of the fly ash with the Gas phase continued and separated at low temperatures.

Die Vorteile der Erfindung bestehen unter anderem darin, daß die Gewinnung der glasartigen inerten Reststoffe aus den Flugaschen online erfolgt und somit die Menge der am Ende des Prozesses zur Entsorgung anfallenden Reststoffe redu ziert wird. Durch das Abscheiden des Staubes vor dem Kesseleingang wird außerdem die Kesselverschmutzung im Abhitzeteil verringert, was zu einer besseren Effizienz der Energierückgewinnung beiträgt. Schließlich wirkt sich das frühe Entfernen der Flugaschen positiv auf die Konzentration von Dioxinen im Abgas aus, so daß dadurch die sogenannte DENOVO-Synthese verhindert werden kann.The advantages of the invention include the fact that the extraction of glassy inert residues from the fly ash takes place online and thus the Reduce the amount of residues at the end of the process for disposal is decorated. By separating the dust in front of the boiler entrance also the boiler pollution in the waste heat section is reduced, resulting in a better one Efficiency of energy recovery contributes. After all, the early affects Removing the fly ash has a positive effect on the concentration of dioxins in the exhaust gas so that the so-called DENOVO synthesis is prevented can.

Es ist zweckmäßig, wenn die ascheartigen Bestandteile der Flugaschen schmelzflüssig mittels Hochtemperaturfiltration aus dem Rauchgas abgetrennt werden, weil sich dann ein sehr einfacher Verfahrensablauf ergibt. It is useful if the ash-like components of the fly ash melted separated from the flue gas by means of high temperature filtration because there is a very simple procedure.

Weiterhin ist es vorteilhaft, insbesondere dann, wenn die Filtration der geschmol zenen Asche Probleme bereitet, daß größer ca. 80 Massen%, vorzugsweise 95 Massen% der ascheartigen Bestandteile der Flugaschen schmelzflüssig mittels Hochtemperatur-Tropfenabscheidung aus dem Rauchgas abgetrennt werden, an schließend das Rauchgas auf niedrigere Temperaturen abgekühlt und nachfol gend einem Keramikfilter zugeführt wird, in welchem kleiner ca. 20 Massen%, vor zugsweise 5 Massen%, der ascheartigen Bestandteile der Flugaschen im festen Zustand abgetrennt werden.It is also advantageous, especially if the filtration of the melted zenen ash problems that greater than about 80 mass%, preferably 95 Mass% of the ash-like components of the fly ash melted by means of High temperature droplet separation from the flue gas to be separated then the flue gas is cooled to lower temperatures and subsequently Gend a ceramic filter is supplied, in which less than about 20 mass% preferably 5 mass% of the ash-like components of the fly ash in the solid Condition can be separated.

Es ist zweckmäßig, wenn der im Keramikfilter abgetrennte Massenanteil der ascheartigen Bestandteile der Flugasche der flüssigen Asche beigemischt wird und die dabei entstehenden Gase dem Hauptrauchgasstrom nach dem Filter zu geführt werden, weil hier noch schwermetallhaltige Gase entstehen können.It is expedient if the mass fraction separated in the ceramic filter is ash-like components of the fly ash is mixed with the liquid ash and the resulting gases to the main smoke gas stream after the filter be carried out because gases containing heavy metals can still be produced here.

Schließlich ist es von Vorteil, wenn das Rauchgas nach Austritt aus der thermi schen Abfallbehandlungsanlage, insbesondere dem Verbrennungsofen, aufge heizt wird, weil oftmals die Temperaturen nicht ausreichend sind, um die aschear tigen Bestandteile der Flugasche aufschmelzen zu können.Finally, it is advantageous if the flue gas after exiting the thermi the waste treatment plant, especially the incinerator is heated because often the temperatures are not sufficient to reduce the ash components of the fly ash.

Brief description of the drawing

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:Two exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing. Show it:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Anlage zur thermischen Abfallbe handlung nach dem bekannten Stand der Technik, Fig. 1 is a schematic representation of a plant for the thermal treatment Abfallbe according to the known state of the art,

Fig. 2 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer ersten Ausführungsvariante, bei der die glasartigen Reststoffe aus den Flugaschen mittels Hochtemperaturfiltration gewonnen wer den; Figure 2 is a schematic representation of the method according to the invention in a first embodiment, in which the vitreous residues from the fly ash by high temperature filtration who won.

Fig. 3 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer zweiten Ausführungsvariante, bei der die glasartigen Reststoffe aus den Flugaschen vorwiegend mittels Hochtemperatur-Tropfenab scheidung gewonnen werden. Fig. 3 is a schematic representation of the method according to the invention in a second embodiment, in which the glass-like residues from the fly ash are obtained mainly by high-temperature droplet separation.

Es sind nur die für das Verständnis der Erfindung wesentlichen Elemente gezeigt. Nicht dargestellt sind beispielsweise die Müllbeschickungseinrichtungen und die Austragseinrichtungen für die Schlacke. Die Strömungsrichtung der Arbeitsmittel ist mit Pfeilen bezeichnet.Only the elements essential for understanding the invention are shown. For example, the garbage loading devices and the are not shown Discharge devices for the slag. The flow direction of the work equipment is marked with arrows.

Way of carrying out the invention

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von zwei Ausführungsbeispielen und der Fig. 1 bis 3 näher erläutert.The invention is explained in more detail below on the basis of two exemplary embodiments and FIGS. 1 to 3.

Fig. 1 zeigt zunächst in einer schematischen Darstellung eine Anlage zur thermi schen Behandlung von Abfällen nach dem bekannten Stand der Technik. Diese Anlage besteht aus einem Verbrennungsofen 1, dem abgasseitig ein Kessel 2 und eine Entstaubungseinrichtung (Niedertemperaturabscheidevorrichtung) 3, z. B. ein Elektrofilter, nachgeschaltet sind. Weitere, der Rauchgasreinigung dienende Ein richtungen zur Entfernung von Stick- und Schwefeloxiden, wie beispielsweise ein NOx-Katalysator und Rauchgaswäscher, können nachgeschaltet sein, sind aber in Fig. 1 und den folgenden Figuren nicht dargestellt, sondern sollen nur anhand der gestrichelten Linie zum Kamin 18 angedeutet sein. Anstelle des Verbrennungs ofens können auch andere Vorrichtungen zur thermischen Abfallbehandlung 1 eingesetzt werden, wie z. B. Vergasungs- oder Entgasungsanlagen. Fig. 1 shows a schematic representation of a plant for thermal treatment of waste according to the known prior art. This system consists of a combustion furnace 1 , the exhaust side of a boiler 2 and a dedusting device (low-temperature separator) 3 , z. B. an electrostatic filter, are connected downstream. Other, the flue gas cleaning devices for removing nitrogen and sulfur oxides, such as a NOx catalyst and flue gas scrubber, can be connected downstream, but are not shown in Fig. 1 and the following figures, but should only be based on the dashed line to the fireplace 18 to be indicated. Instead of the incinerator, other devices for thermal waste treatment 1 can be used, such as. B. gasification or degassing plants.

Im Verbrennungsofen 1 wird Müll 4, beispielsweise Hausmüll, unter Zufuhr von Primärluft 5 in einer nicht näher dargestellten Primärbrennkammer verbrannt. Die Verbrennung wird in einer ebenfalls nicht näher dargestellten Sekundärbrenn kammer infolge Zufuhr von Sekundärluft 6 weiter vervollständigt. Das bei der Ver brennung des Hausmülls entstehende Rauchgas 7 ist mit Flugaschen 8 beladen, die mit dem Rauchgas 7 über die Primärbrennkammer, die Sekundärbrennkam mer, den Strahlungszug und die Berührungszüge des Kessels 2 in den Kessel 2 und in das Filter 3 verfrachtet werden. Das Rauchgas 7 wird beim Durchströmen des Kessels 2 abgekühlt. Die Flugaschen 8 werden in Form fester Teilchen an den hier nicht dargestellten Kesselrohrwänden und den E-Filterplatten abgeschie den. Nach einer Klopfung werden über hier ebenfalls nicht dargestellte Austrags vorrichtungen, wie beispielsweise Zellradschleusen oder Doppelklappen, die Flugaschen 8, gegebenenfalls nach Zwischenlagerung in einem Bunker, einem Schmelzofen 9, beispielsweise einem Lichtbogenofen, zugeführt, in den auch die Feinfraktion 10 der Müllschlacke 11 aus dem Verbrennungsofen 1 zugeführt wird. In diesem Schmelzprozeß werden ein glasartiges Produkt 12, das als Inertstoff deponiert oder anderweitig verwendet werden kann und ein Metallkonzentrat 13, das sich verhütten läßt, erzeugt. Das Rauchgas 7 wird nach Entstaubung, Ent schwefelung und Entstickung als Reingas 19 in die Atmosphäre zurückgeführt.In the incinerator 1 , waste 4 , for example domestic waste, is burned with the supply of primary air 5 in a primary combustion chamber ( not shown in more detail). The combustion is further completed in a secondary combustion chamber, also not shown, as a result of the supply of secondary air 6 . The resulting in the combustion of domestic waste flue gas 7 is loaded with fly ash 8 , which are shipped with the flue gas 7 via the primary combustion chamber, the secondary combustion chamber, the radiation train and the contact trains of the boiler 2 in the boiler 2 and in the filter 3 . The flue gas 7 is cooled as it flows through the boiler 2 . The fly ash 8 are shot in the form of solid particles on the boiler tube walls (not shown here) and the E filter plates. After tapping, discharge devices, such as cellular wheel sluices or double flaps, which are also not shown here, feed the fly ash 8 , optionally after intermediate storage in a bunker, a melting furnace 9 , for example an arc furnace, into which the fine fraction 10 of the waste slag 11 from the Incinerator 1 is supplied. In this melting process, a glass-like product 12 , which can be deposited as an inert substance or otherwise used, and a metal concentrate 13 , which can be smelted, are produced. The smoke gas 7 is returned to the atmosphere after dedusting, sulfurization and denitrification as clean gas 19 .

Nachteilig an diesem Stand der Technik ist, daß die Flugaschen 8 zunächst auf Raumtemperatur abgekühlt und in fester Form aus dem Rauchgas abgetrennt werden, wobei beim nachfolgenden Schmelzprozeß zwecks Gewinnung glasarti ger Reststoffe wieder viel Energie aufgewendet werden muß. Dies wird mit dem nachfolgend beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren verbessert.A disadvantage of this prior art is that the fly ash 8 is first cooled to room temperature and separated in solid form from the flue gas, with much energy having to be expended again in the subsequent melting process in order to obtain glass-like residues. This is improved with the inventive method described below.

Fig. 2 zeigt ein Verfahren in einer ersten Ausführungsvariante der Erfindung, bei der die glasartigen Reststoffe aus den Flugaschen mittels Hochtemperaturfiltration gewonnen werden. Fig. 2 shows a method in a first embodiment of the invention, wherein the glass-like residual materials are recovered from the fly ash by means of high temperature filtration.

Gemäß Fig. 2 besteht die Gesamtanlage zur thermischen Abfallbehandlung im wesentlichen aus einem Verbrennungsofen 1, dem abgasseitig nacheinander ein Hochtemperaturfilter 14, ein Kessel 2 und ein Niedertemperaturfilter 3 nachge schaltet sind. Optional kann zwischen dem Müllverbrennungsofen 1 und dem Hochtemperaturfilter 14 ein Brenner 15 angeordnet sein.Referring to FIG. 2, the overall plant for thermal waste treatment essentially consists of a combustion furnace 1, the flue gas side, a high temperature filter successively 14, a boiler 2 and a low-temperature filter 3 nachge are switched. A burner 15 can optionally be arranged between the waste incinerator 1 and the high-temperature filter 14 .

Der Verbrennungsofen 1 wird mit Müll 4, beispielsweise Hausmüll, beschickt. Die ser wird unter Zufuhr von Primärluft 5 in einer nicht näher dargestellten Primär brennkammer verbrannt. Die Verbrennung wird in einer ebenfalls nicht näher dar gestellten Sekundärbrennkammer infolge Zufuhr von Sekundärluft 6 weiter ver vollständigt. Die bei der Verbrennung des Hausmülls entstehende Schlacke 11 wird aus dem Verbrennungsofen 1 ausgetragen und weiter aufbereitet. Das bei der Verbrennung des Hausmülls entstehende Rauchgas 7 ist mit Flugaschen 8 beladen. Es hat am Austritt aus dem Verbrennungsofen 1 eine Temperatur von ca. 900°C. Mittels eines Brenners 15 wird das Rauchgas 7 beim vorliegenden Ausführungsbeispiel weiter erwärmt, bis es eine Temperatur erreicht, bei der die glasbildenden ascheartigen Bestandteile der Flugaschen 8 schmelzen. Die dafür notwendigen Temperaturen liegen deutlich oberhalb 1000°C, z. B. bei ca. 1200°C. Die Höhe der Temperatur hängt von der Müllzusammensetzung (Chlorgehalt, Schwermetallgehalt) ab. Erste Metallsalze dampfen ab ca. 400°C ab, die Asche wird aber erst ab < 1000°C flüssig.The incinerator 1 is loaded with waste 4 , for example household waste. The water is burned with the supply of primary air 5 in a primary combustion chamber, not shown. The combustion is further completed in a secondary combustion chamber, also not shown, due to the supply of secondary air 6 . The slag 11 formed during the incineration of domestic waste is discharged from the incinerator 1 and processed further. The flue gas 7 generated during the combustion of household waste is loaded with fly ash 8 . It has a temperature of approximately 900 ° C. at the outlet from the incinerator 1 . In the present exemplary embodiment, the flue gas 7 is further heated by means of a burner 15 until it reaches a temperature at which the glass-forming ash-like components of the fly ash 8 melt. The temperatures required for this are well above 1000 ° C, z. B. at about 1200 ° C. The level of the temperature depends on the waste composition (chlorine content, heavy metal content). The first metal salts evaporate from approx. 400 ° C, but the ash only becomes liquid at <1000 ° C.

Falls das Rauchgas 7 beim Austritt aus dem Verbrennungsofen 1 bereits so heiß ist, daß seine ascheartigen Bestandteile schmelzflüssig vorliegen, kann auf den Einsatz des Brenners 15 verzichtet werden.If the flue gas 7 is already so hot when it leaves the incinerator 1 that its ash-like components are molten, the burner 15 can be dispensed with.

Das aufgeheizte Rauchgas 7 wird nun einem Hochtemperaturfilter 14 zugeführt, in welchem eine Heißgasfiltration stattfindet. Beim Betrieb des Filters 14 bei Tem peraturen oberhalb von 1000°C werden die glasbildenden ascheartigen Bestand teile der Flugaschen 8 schmelzflüssig abgeschieden und als inerte Schmelze, die zu glasartigen Reststoffe 16 erstarrt, ausgetragen, während die salzhaltigen, al kali- und schwermetallhaltigen Bestandteile der Flugaschen 8, welche leichtflüch tig sind, mit der Gasphase (vorgereinigtes Rauchgas 7') weitergeführt werden. Günstig kann sich auch ein Precoating mit nicht geschmolzenem Staub an den Filterflächen des Hochtemperaturfilters 14 auswirken, weil dadurch ein Verkleben der Filteroberfläche minimiert werden kann.The heated flue gas 7 is now fed to a high temperature filter 14 , in which a hot gas filtration takes place. When operating the filter 14 at temperatures above 1000 ° C, the glass-forming ash-like constituent parts of the fly ash 8 are separated in a molten state and discharged as an inert melt, which solidifies into vitreous residues 16 , while the saline, al-potash and heavy metal components of the fly ash 8 , which are volatile, are continued with the gas phase (pre-cleaned flue gas 7 '). Precoating with unmelted dust on the filter surfaces of the high-temperature filter 14 can also have a favorable effect because this can minimize sticking of the filter surface.

Das vorgereinigte Rauchgas 7' gelangt nach dem Austritt aus dem Hochtempera turfilter 14 über den Kessel 2 in ein zweites Filter 3, welches bei wesentlich niedri geren Temperaturen als in der ersten Filterstufe, z. B. bei 150°C, betrieben wird. Im Niedertemperaturfilter 3 werden die noch in der Gasphase enthaltenen salz haltigen Bestandteile der Flugaschen 8 abgeschieden und als Schwermetallkon zentrat 17 ausgetragen. Anstelle des Niedertemperaturfilters 3 kann auch ein Wä scher eingesetzt werden, der ebenfalls der Abtrennung der salzartigen Bestandtei le dient.The pre-cleaned flue gas 7 'comes out of the high temperature turfilter 14 via the boiler 2 in a second filter 3 , which at much lower temperatures than in the first filter stage, for. B. is operated at 150 ° C. In the low-temperature filter 3 , the salt-containing components of the fly ash 8 still contained in the gas phase are separated and discharged as a heavy metal concentrate 17 . Instead of the low-temperature filter 3 , a scrubber can also be used, which also serves to separate the salt-like constituents.

Dieser zweiten Filterstufe können ebenfalls wie beim bekannten Stand der Tech nik weitere, der Rauchgasreinigung dienende Einrichtungen zur Entfernung von Stick- und Schwefeloxiden, wie beispielsweise ein NOx-Katalysator und Rauch gaswäscher, nachgeschaltet werden, was in Fig. 2 aber nicht konkret dargestellt ist, sondern nur durch die gestrichelte Linie zum Kamin 18 angedeutet ist. Aus dem Kamin 18 entweicht schließlich das Reingas 19 in die Atmosphäre.This second filter stage, like the known state of the art, can also be followed by further devices for the removal of nitrogen and sulfur oxides, such as a NOx catalytic converter and flue gas scrubber, which are used for flue gas cleaning, but this is not specifically shown in FIG. 2, but is only indicated by the dashed line to the chimney 18 . Finally, the clean gas 19 escapes from the chimney 18 into the atmosphere.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, die bei der thermischen Behandlung von Abfall entstehenden Flugaschen online und in-situ so aufzuberei ten, daß nur noch eine geringe Menge an salzhaltigen Reststoffen zu entsorgen bleibt. Es wird im Vergleich zum bisher bekannten Stand der Technik wesentlich weniger Energie zum Aufschmelzen der glasbildenden Bestandteile benötigt, da diese nicht erst abgekühlt und danach wieder erhitzt werden. Falls zum Erreichen der nötigen Schmelztemperatur zusätzliche Brennstoffe eingesetzt werden müs sen, so wird diese Energie im nachfolgenden Abhitzekessel genutzt. Durch das Abscheiden eines Großteiles des Staubes vor dem Kesseleingang wird außer dem die Kesselverschmutzung verzögert, was zu einer besseren Effizienz der Energierückgewinnung beiträgt. Schließlich wirkt sich auch das frühzeitige Ent fernen der Flugasche positiv auf die Konzentration von Dioxinen im Abgas aus. Infolge Reduktion des abgelagerten Staubes, welcher katalytisch die Bildung von Dioxinen begünstigt, kann die sogenannte DENOVO-Synthese vermindert wer den.With the method according to the invention it is possible to use the thermal Treatment of waste fly ash generated online and in-situ that only a small amount of saline residues to be disposed of remains. It becomes essential in comparison to the previously known prior art less energy is required to melt the glass-forming components because these are not first cooled and then heated again. If to reach the necessary melting temperature additional fuels must be used This energy is used in the subsequent waste heat boiler. By the Separating a large part of the dust in front of the boiler entrance is excluded which delays boiler pollution, resulting in better efficiency of the Energy recovery contributes. Finally, the early Ent also has an effect remove the fly ash positively on the concentration of dioxins in the exhaust gas. As a result of the reduction of the deposited dust, which catalytically prevents the formation of Favored dioxins, the so-called DENOVO synthesis can be reduced the.

In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es wird dann angewendet, wenn die Filtration der geschmolzenen Asche Schwierigkeiten bereitet.In Fig. 3, a further embodiment of the invention is shown. It is used when it is difficult to filter molten ash.

Wie bereits bei Fig. 2 beschrieben, wird auch gemäß Fig. 3 der Verbrennungs ofen 1 mit Müll 4, beispielsweise Hausmüll, beschickt. Dieser wird unter Zufuhr von Primärluft 5 in einer nicht näher dargestellten Primärbrennkammer verbrannt. Die Verbrennung wird in einer ebenfalls nicht näher dargestellten Sekundärbrenn kammer infolge Zufuhr von Sekundärluft 6 weiter vervollständigt. Die bei der Ver brennung des Hausmülls entstehende Schlacke 11 wird aus dem Verbrennungs ofen 1 ausgetragen und weiter aufbereitet. Das bei der Verbrennung des Haus mülls entstehende Rauchgas 7 ist mit Flugaschen 8 beladen. Es hat am Austritt aus dem Verbrennungsofen 1 eine Temperatur von ca. 900°C. Mittels eines Bren ners 15 wird das Rauchgas 7 beim vorliegenden Ausführungsbeispiel weiter er wärmt, bis es eine Temperatur erreicht, bei der die glasbildenden ascheartigen Bestandteile der Flugaschen 8 schmelzen. Diese Temperaturen liegen oberhalb von 1000°C.As already described in FIG. 2, the incinerator 1 is also loaded with garbage 4 , for example domestic waste, according to FIG. 3. This is burned with the supply of primary air 5 in a primary combustion chamber, not shown. The combustion is further completed in a secondary combustion chamber, also not shown, as a result of the supply of secondary air 6 . The slag 11 generated in the combustion of domestic waste is discharged from the incinerator 1 and processed further. The flue gas 7 generated during the combustion of the household waste is loaded with fly ash 8 . It has a temperature of approximately 900 ° C. at the outlet from the incinerator 1 . By means of a burner 15 , the flue gas 7 in the present exemplary embodiment is further heated until it reaches a temperature at which the glass-forming ash-like components of the fly ash 8 melt. These temperatures are above 1000 ° C.

Das heiße Rauchgas 7 wird nun einem aerodynamisch-mechanischen Hochtem peratur-Tropfenabscheider 20 zugeführt, in welchem bei Temperaturen oberhalb von 1000°C der Hauptanteil der Flugasche (normalerweise < 80 Massen% der bei diesen Temperaturen vorliegenden Gesamtasche) in geschmolzenem Zu stand, d. h. flüssig, abgeschieden und ausgetragen wird. Der Abscheidegrad be trägt im konkreten Ausführungsbeispiel 95%. Wegen der hohen Temperaturen bietet sich der Einsatz eines Keramik-Tropfenabscheiders an. Die schwermetall haltigen Salze sind oberhalb von ca. 1000°C gasförmig.The hot flue gas 7 is now fed to an aerodynamic-mechanical high-temperature droplet separator 20 , in which the majority of the fly ash (normally <80 mass% of the total ash present at these temperatures) was in molten state, ie liquid, at temperatures above 1000 ° C. , separated and carried out. The degree of separation is 95% in the specific exemplary embodiment. Because of the high temperatures, the use of a ceramic droplet separator is recommended. The heavy metal salts are gaseous above approx. 1000 ° C.

Das nunmehr vorgereinigte Rauchgas 7', von welchem der Hauptanteil der asche artigen Bestandteile abgetrennt ist, durchströmt nach Austritt aus dem Tropfenab scheider 20 einen ersten Kessel 2, in welchem es auf eine Temperatur kleiner ca. 800°C abgekühlt wird. Anschließend wird es einem Hochtemperatur-Keramik filter 25 zugeführt, das bei Temperaturen < 800°C arbeitet, d. h. das Keramikfilter 25 kann im Vergleich zum ersten Ausführungsbeispiel (Hochtemperaturfilter 14) bei niederen Temperaturen mit Flugaschen 8 im festen Zustand betrieben werden. Dies hat eine höhere Betriebssicherheit zur Folge.The now pre-cleaned flue gas 7 ', from which is the majority of the ash-like components separated off, flows through after exiting from the separator 20 Tropfenab a first tank 2, in which it is cooled to a temperature of less than about 800 ° C. It is then a high-temperature ceramic filter 25, respectively, operating at temperatures of <800 ° C, ie, the ceramic filter 25 may be operated compared to the first embodiment (high temperature filter 14) at low temperatures with fly ash 8 in the solid state. This results in higher operational reliability.

Der im Filter 25 abgeschiedene Massenstrom 21 an Asche (normalerweise <20 Massen% der Gesamtflugasche, hier 5%) wird bei Bedarf mit der aus dem Trop fenabscheider abgeschiedenen flüssigen Asche 22 in einem Mischer 23 ver mischt. Die flüssige Asche 22 unterscheidet sich von der im Ausführungsbeispiel 1 beschriebenen Asche 16 einerseits im Massenanteil (80 bis 95% gegenüber 100% im Beispiel 1), andererseits auch in der chemischen Zusammensetzung. Letzte res aber nur, wenn Precoating eingesetzt wird.The mass flow 21 of ash separated in the filter 25 (normally <20 mass% of the total fly ash, here 5%) is mixed if necessary with the liquid ash 22 separated from the droplet separator in a mixer 23 . The liquid ash 22 differs from the ash 16 described in exemplary embodiment 1 on the one hand in its mass fraction (80 to 95% compared to 100% in example 1) and on the other hand in its chemical composition. The last res only if precoating is used.

Die bei der Mischung der flüssigen Asche 21 und der festen Asche 22 entstehen den schwermetallhaltigen Gase 24 werden dem Hauptgasvolumenstrom 7'' nach dem Filter 25 zugeführt. Anschließend gelangt dieser Gasstrom in einem zweiten Kessel 2, in dem er weiter abgekühlt wird, bevor er einem Niedertemperaturfilter 3 oder einem Wäscher zugeführt wird. Dort findet wie beim ersten Ausführungsbei spiel die Abscheidung der salzartigen Komponenten statt, d. h. Schwermetallkon zentrate 17 werden dort ausgetragen. When the liquid ash 21 and the solid ash 22 are mixed, the gases 24 containing heavy metals are fed to the main gas volume flow 7 ″ after the filter 25 . This gas stream then arrives in a second boiler 2 , in which it is further cooled before it is fed to a low-temperature filter 3 or a scrubber. There, as in the first embodiment, the deposition of the salt-like components takes place, ie heavy metal concentrates 17 are carried out there.

Der zweiten Filterstufe können ebenfalls wie beim bekannten Stand der Technik bzw. beim Ausführungsbeispiel 1 weitere, der Rauchgasreinigung dienende Ein richtungen zur Entfernung von Stick- und Schwefeloxiden, wie beispielsweise ein NOx-Katalysator und Rauchgaswäscher, nachgeschaltet werden, was in Fig. 3 aber nicht konkret dargestellt ist, sondern nur durch die gestrichelte Linie zum Kamin 18 angedeutet ist. Aus dem Kamin 18 entweicht schließlich das Reingas 19 in die Atmosphäre.The second filter stage can also be connected, as in the known state of the art or in embodiment 1, for flue gas cleaning devices for removing nitrogen and sulfur oxides, such as a NOx catalyst and flue gas scrubber, but this is not the case in FIG. 3 is specifically shown, but is only indicated by the dashed line to the chimney 18 . Finally, the clean gas 19 escapes from the chimney 18 into the atmosphere.

Reference list

11

Verbrennungsofen
Incinerator

22nd

Kessel
boiler

33rd

Abscheidevorrichtung (Niedertemperaturfilter, Wäscher)
Separation device (low temperature filter, scrubber)

44th

Müll
rubbish

55

Primärluft
Primary air

66

Sekundärluft
Secondary air

77

Rauchgas
Flue gas

88th

Flugasche
Fly ash

99

Schmelzofen
Melting furnace

1010th

Feinanteil von Pos. Fine fraction from pos.

1111

Schlacke aus Pos. Slag from pos.

11

1212th

glasartiges Produkt aus Pos. glassy product from pos.

88th

und and

1010th

1313

Metallkonzentrat
Metal concentrate

1414

Hochtemperaturfilter
High temperature filter

1515

Brenner
burner

1616

glasartiger Reststoff aus Pos. glassy residue from pos.

88th

1717th

Schwermetallkonzentrat aus Pos. Heavy metal concentrate from pos.

88th

1818th

Kamin
stack

1919th

Reingas
Clean gas

2020th

Hochtemperatur-Tropfenabscheider
High temperature droplet separator

2121

Asche aus Pos. Ash from pos.

1414

2222

flüssige Schlacke aus Pos. liquid slag from pos.

2020th

2323

Mischer
mixer

2424th

schwermetallhaltige Gase
gases containing heavy metals

2525th

Keramikfilter
Ceramic filter

Claims

1. Process for the preparation of fly ash ( 8 ) from thermal waste treatment, which fly ash ( 8 ) on the one hand consist of glass-forming, ash-like components and on the other hand consist of alkali and heavy metal-containing salt-like components, the fly ash ( 8 ) in the flue gas ( 7 ) the thermal waste treatment plant ( 1 ) are contained and this flue gas ( 7 ) after exiting the thermal waste treatment plant ( 1 ) is subsequently fed to at least one boiler ( 2 ) and a downstream low-temperature separating device ( 3 ), characterized in that from the flue gas ( 7 ) the thermal waste treatment plant ( 1 ) before entering the downstream boiler ( 2 ) at least the majority of the ash-like components of the fly ash ( 8 ) are separated from the flue gas stream ( 7 ) in a molten state and discharged as an inert glass-like product ( 16 , 22 ), and that the saline components of the fly ash ( 8 ) mi t of the gas phase ( 7 ', 7 '') and separated at low temperatures.

2. The method according to claim 1, characterized in that the ash-like components of the fly ash ( 8 ) are melted by high-temperature turfiltration from the flue gas ( 7 ).

3. The method according to claim 1, characterized in that greater than about 80 mass%, preferably 95 mass%, of the ash-like components of the fly ash ( 8 ) are melted by high-temperature drop separation from the flue gas ( 7 ), then the pre-cleaned te flue gas ( 7 ') cooled to lower temperatures and subsequently fed to a ceramic filter ( 25 ) in which less than about 20% by mass, preferably 5% by mass, of the ash-like components of the fly ash are separated in the solid state.

4. The method according to claim 3, characterized in that in the ceramic filter ( 25 ) separated mass fraction ( 21 ) of the ash-like components of the fly ash ( 8 ) of the liquid ash ( 22 ) is mixed and the resulting gases ( 24 ) to the main smoke gas stream ( 7 '') after the filter ( 25 ).

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the flue gas ( 7 ) after exiting the thermal waste treatment treatment plant ( 1 ) is heated.