200706. lajstromszámú szabadalom • Eljárás káros anyagok eltávolítására szennygázokból
HU 200706 B 1 A találmány káros anyagoknak, különösen a kőzet- és ásvány-ipar, elsősorban a cementgyártás égetési folyamatainak szennygázaiból való száraz eltávolítására vonatkozik. Az érvényben lévő környezetvédelmi rendelkezéseknek megfelelendő, a kőzet- és ásvány-ipari berendezéseket is egyre növekvő mértékben látják el a szennygázok eltávolítására szolgáló berendezésekkel. Az ismert nedves tisztítási eljárásoknál a szennygázokat szokásos módon, portalanítás után köráramban cirkuláltatott mosófolyadékkal kezelik, és eközben annyira lehűtik, hogy a korróziós károsodások elkerülése érdekében a harmatpont felett kb. 20 °C-ra történő felmelegítésük válik szükségessé. A képződő reakciótermékek mennyisége általában tül nagy ahhoz, hogysem azokat teljes mennyiségükben vissza lehessen vezetni a gyártási folyamatba. A nedves tisztítási eljárásoknak ezért többnyire nagyok a berendezési és üzemeltetési költségei, ami gyakran gátolja meg az ezt követő szennygáztisztítás megvalósítását. A cementgyártásnál megkísérelték már a szennygázok 300-850 C-os tisztítását is. Ennek során kiderült azonban, hogy 500 °C feletti hőmérsékleten a szennygázok gyakra 100 mg/Nm3-nél kevesebbet tartalmaznak az itt előtérben álló SO2- szennyanyagokból, mert a cement előállítási eljárása során a tüzelőanyaggal bevitt kén legnagyobb részét ebben a hőmérséklet-tartományban a nyersőrlemény szőrbe álja és így a klinkerben megkötődik. A kőzet- és ásvány-ipar egyéb égetési (pörkölési) folyamatainál ilyen kedvező körülmények nem állnak fenn. Ott a tüzelőanyag kéntartalma mellett a szennygázokból túlnyomó mennyiségben egyéb káros anyagokat, így kloridokat vagy fluoridokat is el kell távolítani anélkül, hogy a tulajdonképpeni termék számottevő mértékben szorbeálni tudná a káros anyagokat. A cementgyártási eljárásnál azonban a nyersőrleménnyel is ként viszünk be az égetési folyamatba. Ez a kén részben szerves, részben szulfidos kénvegyületekből származik, amelyek már alacsony hőmérsékleten elbomlanak és már a nyersőrlemény előhevítése során S02-felszabadulást eredményeznek, amelynek során 6000 mg/Nm3-ig terjedő SO2- koncentrációk is felléphetnek. Minthogy a cementgyártás során szokásos szennygáz-hőmérsékleteknél a nyersanyag gyakorlatilag nem szorbeál SO2- ot, ezért a cementgyártó berendezéseknél is szennygáz-kéntelenftő berendezésre van szükség, noha a tüzelőanyaggal bevitt kén csak kis mértékben jelentkezik a szennygázban. A 200-400 °C-on végzett száraz tisztítás a felhasznált szorbenstől és a szorbens-szennyezőanyag mennyiségi aránytól független, de különösebben nem hatékony. Általában a szennygázból 60%-nál kevesebb káros anyag távolítható el, hacsak nem használnak költséges — és a többnyire nagymértékű porleválás miatt — csak korlátozottan üzembiztos, katalizátoros tisztítási eljárásokat. A találmány feladata tehát az volt, hogy a kőzet- és ásvány-ipar égetési folyamatainak szennygázaiból a káros anyagok eltávolítására általánosan használható, és az ismerteknél gazdaságosabb eljárást 2 dolgozzunk ki. Meglepetésszerűen azt találtuk, hogy ez a cél elérhető, ha a szennygázokat egy örvényágyas reaktorból, szilárd anyag leválasztó berendezésből és visszatápláló vezetékből képezett szilárd anyag cirkuláltató rendszerben50-100°C közötti hőmérsékleten szilárd halmazállapotú szemcsékből álló szorbenssel érintkeztetjük és azután a képződött terméket teljesen vagy csaknem teljesen cementgyártási folyamatba tápláljuk be. A találmány szerinti eljárással nemcsak az egyéb, száraz tisztítási eljárások alacsony hőmérsékleten túl rövid érintkeztetési ideje növelhető tetszőlegesen, de egy olyan terméket kapunk, amely nem igényel különösebb továbbfeldolgozást vagy tárolást, ami a szokásos eljárások gazdaságosságát gyakran nagymértékben terheli. A szennygázok a szilárd anyag cirkuláltató rendszerbe történő belépésük előtt célszerűen 50-100 °C -osak. Ha ez nem lehetséges, akkor a szennygázok az örvényágyas reaktorban víz bepermetezéssel 50-100 °C-ra hűthetők. Minthogy a kőzetek és ásványok égető berendezései általában egy végső porleválasztó készüléket is tartalmaznak, ez utóbbi felhasználható a szilárd anyag cirkuláltató rendszer szilárd anyag leválasztó berendezéseként is. A találmány szerinti eljárás legfontosabb előnye abban van, hogy szorbensként a cement előállításához használt anyagokat, így nyersőrleményt, 90%nál nagyobb CaCC>3 tartalmú mészkövet, égetett meszet, mészhidrátot vagy részben kaldnált nyersőrleményt használ és ezek azután visszavezethetők a cement előállítási eljárásba. Végül gondoskodunk arról is, hogy az örvényágyas reaktor hőmérséklete víz-beporlasztással egy optimális értékre, és a szorbens adagolása a tiszta gáz káros anyag tartalmával legyen szabályozható. A további részleteket egy cementgyártási eljárás szennygázainak kéntelenítése, és az 1. ábrán, egyszerűsített formában vázolt folyamatábra kapcsán világítjuk meg. Az 1 örvényágyas reaktorból, 2 szilárd anyag leválaszt óból és 3 visszatápláló vezetékből álló szilárd anyag-cirkuláltató rendszerbe a 4 permetező vezetéken keresztül vízpermetet, az 5 betápláló vezetéken keresztül szorbens anyagokat, és a 6 tápláló vezetéken keresztül, a kéntelenítendő szennygázt vezetünk be. A nagymértékben kéntelenített szennygáz az 1 örvényágyas reaktort felül hagyja el, azt a 2 szilárd anyag-leválasztóban pormentesítjük, majd a 8 ventillátoron és a 9 vezetéken keresztül az a kéménybe jut. A 2 szilárd anyag leválasztó alatt egy szállítóberendezés van elrendezve, amelynek segítségével a leválasztott port a 3 visszatápláló vezetékbe és végül ismét az 1 örvényágyas reaktorba juttatjuk. A cirkuláltatandó szilárd szemcsék egy részét a 7 leeresztő vezetéken át eltávolítjuk és alkalmas helyen a cement előállítási eljárásba visszavezetjük. A visszamaradt anyag egyes komponensei, például a nehézfémek szelektív leválasztás után a szokásos anyagoktól elkülönítve a 10 vezetéken keresztül kihordhatók. A szennygázok hőmérséklete — attól függően, hogy hőenergia-visszanyerő berendezéseket használunk-e, és milyeneket (lehűtőkazán, melegvíz-el-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
