AT501844A1 - Verfahren zur verbrennung eines alkalische verbindungen enthaltenden organischen abfallkonzentrats unter oxidativen bedingungen - Google Patents

Description

Deutsche Übersetzung der WO 2005/C068Z11e P10282pct-at

Verfahren zur Verbrennung eines alkalische Verbindungen enthaltenden

ORGANISCHEN ABFALLKONZENTRATS UNTER OXIDATIVEN BEDINGUNGEN

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbrennung eines organischen Abfallkonzentrats, das alkalische Verbindungen enthält, insbesondere Alkalimetallverbindungen, unter oxidativen Bedingungen zur Wiedergewinnung der Alkalimetallverbindungen als Alkalimetall-carbonate.

Holz kann chemisch oder mechanisch bearbeitet werden, um für die Papierherstellung geeignete Fasern herzustellen. In chemischen Prozessen wird das Lignin, das die Holzfibem miteinander verbindet, in einem chemischen Prozess bei erhöhten Temperaturen und unter Druck aufgelöst. Die chemische Lösung kann sauer oder basisch sein. In einem alkalischen Kochverfahren, bekannt als Sulfat- oder Papierkochen, werden NaOH und NaiS als Kochchemikalien eingesetzt. Die Ausbeute an Zellstoff vor dem Bleichvorgang ist ungefähr 50%. Lösliche Holzverbindungen und Kochchemikalien werden in einem Waschschritt von der Faser als Lösung mit einem Gesamtfeststoffanteil von über 10% zurückgewonnen, der Rest ist Wasser. Diese Ablauge wird mittels Verdampfung aufkonzentriert, woraufhin sie in einem chemischen Laugenverbrennungskessel unter reduktiven Bedingungen verbrannt wird. Der Wärmeinhalt des aus dem Holz herausgelösten organischen Materials wird als Hochdruckdampf wiedergewonnen, mit welchem Elektrizität und Prozessdampf mit geringerem Druck hergestellt wird, für gewöhnlich mittels eines Turbinengenerators. Die Chemikalien bilden eine Schmelze auf dem Boden des Laugenverbrennungskessels, wobei die Schmelze in Wasser gelöst wird. Die als Hauptkomponenten NajCCb und Na2S enthaltende Lösung wird in einem herkömmlichen Kaustifizierungsprozess in für die Wiederverwendung geeignete Kochchemikalien umgewandelt.

Eine kosteneffektive Herstellung von Sulfatzellstoff erfordert die oben beschriebene Verbrennung der Ablauge und die Wiedergewinnung der Chemikalien mittels Kaustifizierung, wobei allerdings Anlagen mit sehr hohen Investitionskosten erforderlich sind.

In mechanischen Entfaserungsverfahren beträgt die Ausbeute eines gebleichten Produktes 90 bis 97% bezogen auf das Holz. Ein thermo-mechanisches Zellstoffverfahren, d.h. das TMP-Verfahren (thermo mechanical pulping process) ist für gewöhnlich in einer Papiermühle integriert. Der chemische Sauerstoffbedarf (chemical oxygen demand, COD) des Abwassers beträgt 50 bis 80 kg/Tonne hergestelltem Zellstoff. Dieses Abwasser wird einem biologischen Reinigungsverfahren in Verbindung mit anderen Abwässern der Papiermühle unterworfen. P10Ö82pct-at P10Ö82pct-at • · • · • · • · · · · · « • · ··· · · »« • · · · ··· · « • * · · f · · -2-

Chemische thermomechanische Veredelungs- oder CTMP-Anlagen sind nicht so häufig in einer Papiermühle eingebunden, sondern vielmehr wird der hergestellte Zellstoff anderswo gebleicht, getrocknet und für die Verwendung transportiert Der chemische Sauerstoffbedarf des Abwassers dieses Verfahrens ist doppelt so hoch im Vergleich zu dem herkömmlichen mechanisch entfaserten Zellstoff, wobei sich ebenso die Kosten für die Abwasseraufbereitung in einer biologischen Aufbereitungsanlage annähernd verdoppeln. Des Weiteren können die verwendeten Chemikalien nicht wiedergewonnen werden, sondern werden stattdessen häufig in nahegelegenen Gewässern entsorgt, sodass sie eine Gefahr für die Umwelt darstellen. Zusätzlich ist bekannt, dass der Betrieb einer biologischen Aufbereitungsanlage aufgrund der von dem Holz in das Abwasser gelösten Extrakte problematisch ist. Die ursprüngliche Funktion der Extrakte war der Schutz des Holzes vor Fäulnis.

Das CTMP-Verfahren liefert Fasern mit einer hohen Ausbeute von über 90%, wobei dessen Fasern in manchen Anwendungen den Sulfatzellstoff ersetzen können. Zusätzlich zu der hohen Faserausbeute sind die Investitionskosten in Relation zu der Produktionskapazität erheblich geringer als in einem Sulfatzellstoffverfahren.

In einer CTMP-Anlage werden für gewöhnlich Holzschnitzel mit einer Na^Cb-Lösung imprägniert. Im Allgemeinen beträgt der Chemikalienverbrauch etwa 20 kg / Tonne Zellstoff. Nach der Veredelung wird der Zellstoff unter Verwendung von etwa 20 kg H2O2 / Tonne Zellstoff mit eine gleichen Menge an NaOH gebleicht Außerdem wird für gewöhnlich bis zu 20 kg Natriumsilikat pro Tonne Zellstoff als Inhibitor verwendet.

Heutzutage sind auch silikatfreie Inhibitoren kommerziell erhältlich.

Wenn ein passendes und kosteneffektives chemisches Aufbereitungsverfahren nach Art jener in Sulfatzellstoffanlagen für Anlagen, die gebleichten chemisch-mechanischen Refinerzellstoff herstellen, verfügbar wäre, könnte der überragende Wettbewerbsvorteil einer CTMP-Anlage verbessert und die durch die Anlage verursachte Umwellbelastung reduziert werden.

Der erste Schritt in diese Richtung auf dem Niveau einer Anlage in natürlicher Größe wurde bereits in einer kanadischen Anlage, die gebleichten chemisch-mechanischen Refinerzellstoff herstellt, getan. Das Produkt wird getrocknet und verkauft.

In dieser Anlage werden die Imprägnierung mit einer Natriumsulfitlösung und das Bleichen mit Alkaliperoxid durchgeführt. Die Ablauge von beiden Schritten wird durch Verdampfung aufkonzentriert, und die konzentrierte Lauge wird in einem Laugenverbrennungskessel P10Ö82pct-at ·· ·· ···· ·· • · · · · » • · · · » #·· • · · · · · ··· • · ·· »· • » · · • · ·· • · · · · ·· ·· · ·· ··· » · » · · »» ·· 3 verbrannt, wobei die organische Substanz zu Kohlenstoffdioxid verbrannt wird, während die verbrauchten Natrium- und Schwefekhemikalien zu einer Schmelze von Na2S und Na2C03 reduziert werden. In diesem bekannten Prozess wird die Schmelze gekühlt und für einen möglichen späteren Gebrauch gelagert. Da beide Verbindungen wasserlöslich sind, müssen sie unter trockenen Bedingungen gelagert werden.

Die industrielle Verwendung eines Zellstoffverfahrens, bekannt als der Sonoco-Prozess, ist in der Veröffentlichung Appita, Vol. 33, S. 447-453 beschrieben. Die derart hergestellte Faser ist sogenannter NSSC-Zellstoff, hergestellt durch die Imprägnierung von Holzschnitzel mit einer Na2SC>3-Lösung bei erhöhtem Druck und Temperatur in einem kontinuierlichen Kocher. Nach dem Kochen wird die Entfaserung in einem Refiner durchgeführt. Die Ausbeute an Zellstoff beträgt etwa 80% des Holzes. Die in diesem Verfahren eingesetzten aktiven Chemikalien sind die gleichen wie in einem CTMP-Verfahren. Gemäß der Veröffentlichung wird eine chemische Wiederaufbereitung durch Zusatz von Aluminiumhydroxid zu dem Verdampfungsprozess vor der abschließenden Aufkonzentrierung durchgeführt. Zusätzlich wird wiederverwendbares Natriumaluminat zu der starken Ablauge zugefügt und dieses Mischung wird pelletiert. Die Pellets werden in einem Rotationstrockenofen mit einer Ausgangsendtemperatur von über 900°C verbrannt. Reduzierende Bedingungen herrschen in dem Inneren der Pellets vor und der Schwefel der Ablauge wird zu Sulfid reduziert, und gleichzeitig bilden Natrium und Aluminium ein stabiles Natriumaluminat mit einer hohen Schmelztemperatur (1600°C). Der Schwefel wird von dem Pellet als H2S freigegeben und wird unmittelbar zu SO2 oxidiert. Ein Teil der verbrannten Pellets wird zermahlen und zu der Pelletierung des Ablaugekonzentrats zurückgeführt. Der verbleibende Teil der Alumi-nat-Pellets wird aufgelöst. Natriumaluminat ist wasserlöslich und bildet eine starke alkalische Lösung. Das SO2 der Abgase wird in dieser Lauge absorbiert, wobei NaiSCh gebildet wird und Aluminiumhydroxid axisfällt.

Das Na^SCb wird für die Imprägnierung wiederverwendet und das Aluminiumhydroxid wird zu der Eindampfung der Ablauge hinzugefügt

Im Allgemeinen lehrt die Literatur des Fachgebietes, dass die Herstellung eines CTMP-Zellstoffs die Sulfonierung des Lignins in der Imprägnierungsphase erfordert, dh. die Verwendung von Sulfit, und der Zellstoff wird normalerweise unter Verwendung von Peroxid gebleicht, wobei dieser Prozess alkalische Bedingungen benötigt. Für gewöhnlich wird NaOH zur Einstellung des pH-Wertes eingesetzt. Die Verbrennung von aus Holz herausgelösten organischen Substanzen und die Wiedergewinnung von Natrium und Schwefel sind durch die bekannte Technologie möglich, wie das obengenannte Sonoco- P10282pct-at

• · · · · · • ·♦· · · ·· • · · ··· · « 4

Verfahren, das aber sehr anspruchsvoll ist und hohe Geräteinvestitionen verlangt. Alternativ dazu kann ein Tampella-Wiedergewinnungsverfahren eingesetzt werden.

In einer in Betrieb stehenden Mühle wird der gebleichte chemisch-mechanische Refinerzellstoff unter Verwendung einer oxidierten Grünlauge als Alkali hergestellt. Es enthält Natriumcarbonat (Na2CC>3) als aktives Alkali. Eine andere Hauptkomponente ist Na^04, das bezüglich des Prozesses inert ist. In dieser Mühle wird die Ablauge bis zu einem Feststoffgehalt von 35 bis 45% eingedampft und gemeinsam mit Schwarzlauge einer sich in demselben Gebiet befindlichen Sulfatzellstoffmühle in einem Laugenverbrennungskessel der Mühle verbrannt. Bei diesem Vorgang wird das Natrium von der Herstellung des chemischen thermo-mechanischen Refinerzellstoffs wiedergewonnen und der Imprägnierung und dem Bleichen als oxidierte Grünlauge rückgeführt. Das oben angeführte Verfahren ist vorzuziehen, es kann aber nur durchgeführt werden, wenn ein Laugenverbrennungskessel einer benachbarten Mühle ausreichende Kapazitäten aufweist, tim ebenso das Konzentrat von der Herstellung des mechanischen Zellstoff zu verbrennen.

Wenn das oben genannte Ablaugekonzentrat nicht in einem Sodarückgewinnungskessel verbrannt werden kann, muss die Rückführung der Chemikalien in einem separaten Rück-gewinnungssystem erfolgen, zum Beispiel unter Verwendung des Kreislaufs von Na-Aluminat. Ein Verfahren dieser Art wird in der finnischen Patentanmeldung 20020123 und in der zugehörigen internationalen Veröffentlichung WO 03/062526 beschrieben.

In diesem bekannten Verfahren werden die Fasern nach der Veredelung und dem Bleichen gewaschen. Die gelösten organischen Substanzen und die verwendeten Na-Chemikalien werden in das Abwasser geleitet. Der Feststoffgehalt der Ablauge des gebleichten chemischmechanischen Refinerzellstoff ist etwa 1,5% und der Feststoffgehalt der Ablauge des gebleichten thermo-mechanischen Zellstoffs ist etwa 0,5%.

Diese Ablaugen können tatsächlich biologisch behandelt werden, aber aufgrund des hohen COD-Gehaltes ist eine derartige Anlage und ihr Betrieb sehr teuer und zusätzlich wird das gesamte in der Zellstoffherstellung eingesetzte Natrium in nahegelegenen Wasserstrassen gelagert.

Eine Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur Verbrennung eines organischen Abfallkonzentrats, das Alkalimetaüverbindungen sowie Schwefel- und Silikatverbindungen enthält. P10t282pct-at P10t282pct-at • · · • · · • · ·«· · · ·· • · · · ··· · · • · · · · · · · · · -5-

Ein Problem bei der Verbrennung eines Alkalimetallverbindungen enthaltendem organischem Abfallkonzentrats unter oxidativen Verbindungen ist, dass die erhaltenen Alkalime-tallcarbonate sehr klebrig sind und sich daher auf den Wänden einer Verbrennungszone ablagem werden. Somit ist eine Aufgabe der Erfindung, diesen Nachteil zu überwinden, so dass die Verbrennung in einer Art und Weise ausgeführt werden kann, dass die Alkalimetallverbindungen als eine wässrige Lösung von Alkalimetallcarbonaten wiedergewonnen werden können.

Dies kann durch die Verwendung eines Verfahrens, das die besonderen Merkmale des Kennzeichens des Anspruchs 1 umfasst, erzielt werden.

Wenn die Verbrennung bei einer Temperatur von mindestens 850°C unter oxidativen Bedingungen durchgeführt wird, sodass die Alkalimetallverbindungen als wasserlösliche Alkalimetallcarbona te wiedergewonnen werden und die gebildeten Abgase schnell und effektiv durch Mischen unterhalb des Verkrustungstemperaturbereichs der Alkalimetallcarbonate durch das Zumischen eines kühleren Mediums zu den Abgasen gekühlt werden, haben die Alkalimetallcarbonate keine Zeit, an den Wänden der Verbrennungszone haften zu bleiben. Durch gleichzeitiges Gießen von Wasser auf die Wände der Verbrennungszone, um einen Wasserfilm auf den Wänden der Verbrennungszone zu bilden, zumindest im Bereich der Verkrustungsstemperatur, wird das Verkrusten der Wände verhindert Dabei wird sich ein Teil der während der Verbrennung gebildeten Alkalimetallcarbonate in dem gebildeten Wasserfilm lösen, und der Hauptteil der gebildeten Alkalimetallcarbonate wird von den Abgasen, beispielsweise unter Verwendung eines Elektrofilters, abgetrennt und in Wasser gelöst.

Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt daher die Verbrennung eines getrockneten Konzentratpulvers oder eines Ablaugenkonzentrats ohne den Zusatz von Aluminiumhydroxid.

Ein organisches Abfallkonzentrat, das Alkalimetallverbindungen enthält, wird vorzugsweise bei einer Temperatur von etwa 900 bis 1250°C verbrannt, wobei bevorzugterweise die Menge der Verbrennungsluft gesteuert wird. Ein Hilfsbrennstoff kann verwendet werden, wenn das zu verbrennende Abfallkonzentrat einen niedrigen Wärmewert aufweist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung werden die gebildeten Abgase unter etwa 600°C gekühlt mittels Mischen der Abgase mit vorzugsweise Wasser, Luft und/oder kälterem Abgas. Dabei werden die Abgase sehr rasch unter den Verkrustungstemperaturbereich gekühlt P10282pct-at • · • · • · • ·

• · · · • · · • · ·· • ··· · · • · · · 6

Anstatt Wasser kann eine wässrige Lösung von gelösten Alkalimetallcarbonaten auf die Wände der Kühlzone gegossen werden, um zu einem für eine weitere Verwendung geeigneten Gehalt aufkonzentriert zu werden.

Der Feststoffgehalt des zu verbrennenden organischen Abfallkanzentrats liegt bevorzugterweise bei zumindest 25 Gew-%, d.h. es kann sogar ein völlig trockenes Pulver sein, wobei es außerdem ohne jeglichen Hilfsstoff verbrannt werden kann.

In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird ein stöchiometrischer Überschuss an fein pulverisiertem Kalkstein und/ oder gebranntem Kalk in Hinblick auf die Schwefel- und Silikatverbindungen, die in dem zu verbrennenden organischem Abfallkonzentrat enthalten sind, vor der Aufkonzentrierung des organischen Abfallkonzentrats zugesetzt, um die Schwefel- und Silikatverbindungen zu binden und um diese vom Prozess abzutrennen. Der gebrannte Kalk und/oder Kalkstein, bevorzugterweise in feinpulverisierter Form, wird hierbei dem organischen Ahfallkonzentrat vor dessen Aufkonzentrierung hinzugefügt.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders geeignet für die Verbrennung eines Konzentrates, das durch Aufkonzentrierung der Ablauge eines mechanisch entfaserten und gebleichten Zellstoffs hergestellt wurde, wobei die bei der Verbrennung gebildete Asche hauptsächlich aus wasserlöslichen Alkalimetallcarbonaten besteht, die in Wasser gelöst und wieder verwendet werden. Das Verfahren ist besonders verwendbar für Ablaugen, die keinen nennenswerten Anteil an Silikat aufweisen.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist jedoch auch zur Verbrennung von äußerst unterschiedlichen Arten von Abfall, die Alkalimetalle aufweisen, für deren weitere Verarbeitung geeignet. Beispiele für derartige Abfälle sind Schlamm oder Abfall von Deirikingverfahren von Recyclingpapier, deren Abfälle unter alkalischen Bedingungen während der in einer Wasserphase durchgeführten organischen Synthese entstehen, beispielsweise die Hydrolisierung von Monochlorbenzol zu Benzol unter alkalischen Bedingungen.

Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figur, die eine vertikale Schnittansicht einer für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendbare Vorrichtung zeigt, näher beschrieben.

Die Vorrichtung enthält eine Verbrennungskammer 1 und eine Abkühlkammer 2, die sich unter der Verbr ennungskammer 1 als Verlängerung derselben erstreckt. Die Verbrennungskammer 1 ist von einem Stahlgehäuse 3 umgeben, das im Inneren mit feuerbeständigem Mauerwerk 4 ausgefüllt ist. Die Verbrennungskammer 1 ist an ihrem unteren Ende offen, P10282pct-at • · · • · · • · · • · · • · Φ • · • · ··· • · ·· ft · ··· • · • · • • · ·· ·· «· -7-und ihr oberes Ende ist mit einem Brenner 5 ausgestattet, von dem ein zu verbrennendes und Alkalimetallverbindungen enthaltendes organisches Abfallkonzentrat sowie Luft, mit Sauerstoff angereicherte Luft oder Sauerstoff, die/der für die Verbrennung benötigt wird, und gegebenenfalls ein Hilfsbrennstoff in die Kammer 1 geleitet werden.

Die eine untere Verlängerung der Brennkammer 1 bildende Abkühlkammer 2 ist an ihrem Kopfende mit der Verbrennungskammerl über flexible Bälge6 mit einem Einlass7 zur Einleitung eines gasförmigen Mediums, wie Luft oder abgekühlte Abgase, in die Abkühlkammer 2 verbunden, um die heißen aus der V erbrennungskammer 1 kommenden Abgase durch Vermischen abzukühlen. Zusätzlich ist die Innenwand 9 der Abkühlkammer 2 mit Mitteln 8 zur Einleitung von Wasser oder einer rückgeführten wässrigen Lösung ausgestattet, um einen Wasserfilm zu bilden, der die Innenwand 9 bedeckt, und in dem ein Teil der Alkalimetallcarbanate der abgekühlten Abgase gelöst werden, wo deren Ablagerung auf der Wand vermieden wird. Des Weiteren weist das untere Ende der Kühlzone ein Auslassrohr für das Ablassen der so gebildeten Alkalimetallcarbonatlösung, so wie einen Auslasskanal 11 für die abgekühlten Abgase, von welchen ein Teil der Alkalimetallcarbonate abgetrennt wurde.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann Alkalimetallverbindungen enthaltendes und zu verbrennendes Abfallkonzentrat von völlig unterschiedlichen Prozessen stammen. Es ist aber besonders geeignet für die Verbrennung von Ablaugen aus der Zellstoffindustrie, wie zum Beispiel die Abfallkonzentrate von der Holzschnitzelimprägnierung und dem Bleichen des mechanischen Refinerzellstoffs, um die in den Abfällen enthaltenen Alkalimetallverbindungen als eine für die weitere Verwendung geeignete Salzlösung wiederzugewinnen.

Wird Na2CC>3 bei der Imprägnierung und dem Bleichen verwendet, wird es über das erfindungsgemäße Verfahren als eine wässrige Lösung 10 wiedergewonnen; die Ablauge von der Imprägnierung und dem Bleichen wird zunächst aufkonzentriert und unter Verwendung der Abgase sprühgetrocknet, wonach das so erhaltene Pulver in der Verbrennungskammer 1 verbrannt wird. Natrium wird als Carbonat wiedergewonnen, das wieder verwendet wird. In der Verbrennungskammer 1 werden der Schwefel aus der Ablauge und das Natriumsilikat, das als Inhibitor in dem Bleichvorgang eingesetzt wird, in Form von nichtlöslichen Verbindungen unter Zugabe von Kalkstein zu dem trockenen Pulver vor der Verbrämung gebunden; diese Verbindungen werden aus dem Kreislauf entfernt Wird eine silikatfreie Chemikalie als Inhibitor verwendet, wird kein Kalkstein zur Silikatentfemung verbraucht

Wird das als Imprägnierchemikalie am häufigsten gebräuchliche Natriumsulfit in der Imprägnierung eingesetzt, wird es durch Absorption von SO2 in der Natriumcarbonatlösung hergestellt.

Die Ablauge wird in allen alternativen Ausführungen aufkonzentriert. Die Lauge wird in der Verbrennungskammer 1 entweder als Konzentrat oder getrocknet verbrannt, wobei die Energie für die Trocknung von der Verbrennung der Lauge erhalten wird. Wenn die Lauge als Konzentrat verbrannt wird, ist entweder die Verdampfung zu einem höheren Feststoffgehalt oder die Verwendung eines Hilfsbrennstoffs nötig.

Die getrocknete Ablauge von einem mechanischen Zellstoffprozess ist ein feiner Staub mit einer Partikelgröße von unter 0,2 mm. Alternativ wird das Konzentrat als Tröpfchen in die Verbrennungskammer 1 durch den Einlass 5 gesprüht und in einer sogenannten Tröpfchen-verbrennung mit Luftüberschuss unter oxidativen Bedingungen in der vertikalen Verbrennungskammer 1 verbrannt, wobei das Gas vom oberen Ende abwärts strömt. In dieser Hinsicht unterscheidet sich die Verbrennung wesentlich von der Verbrennung in einem Sodaverbrennungsofen, in welchem die Verbrennung unter reduktiven Bedingungen stattfindet.

Der getrocknete Staub wird vorzugsweise aus dem Ablaugenkonzentrat in einem Sprühtrockner hergestellt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist keine Zugabe von Aluminiumhydroxid notwendig.

Es hängt von dem Herstellungsprozess des mechanischen Zellstoffs ab, ob das Ablaugenkonzentrat Schwefel und/oder Silikat enthält.

Aus Versuchen und der Fachliteratur ist bekannt, dass die Verbrennungszeit des organischen Anteils der getrockneten Ablauge in getrockneter Form unter 5 Sekunden beträgt Der gemessene Wärmewert beträgt über 10 MJ/kg.

Die Temperatur der Verbrennungskammer 1 wird über den Luftüberschuss auf zumindest 850°C eingestellt, und bevorzugterweise in einem Bereich von 900 bis 1250°C. Bei dieser Temperatur verdampft der Natriumgehalt in dem Puder der Ablauge und reagiert hauptsächlich mit dem Kohlenstoffdioxid der Abgase zu Natriumcarbonat. Nach der Verbrennungskammer 1 werden Luft oder die Abgase aus einem Trocknungsprozess zu dem heißen Abgasstrom in der Abkühlkammer 2 zugemischt. Vor dem Mischen wird der Gasfluss gedrosselt, um eine gute Mischung zu erhalten.

Pl(B282pct-at ·♦ ·· ···· ·· • « • • • · • • • • • ··· • • • • • • · • • • • • • · ·· ·· • ·· ·♦ «·

• · I • ·· ··· ♦ fl • · « ·♦ ·· -9-

An der Innenwand 9 der Abkühlkammer 2 wird ein Wasserfilm gebildet, um sicherzugehen, dass sich das gebildete Natriumcarbonat nicht an der Innenwand 9 ablagert

In der Abkühlkammer 2 wird die Temperatur des Abgases auf unter etwa 600°C durch Kühlung unter Mischung geregelt In Hinblick auf den Betrieb und die Prozesschemie ist die Abkühlkammer 2 beinahe identisch mit dem Abschluss eines Sodaverbrennungsofens. Von dort ist bekannt, dass Flugasche an den Innenwänden des Sodaverbrennungsofens, selbst bei unvorteilhaften Bedingungen, bei Temperaturen unter 600°C nicht kleben bleibt

Ebenfalls reagiert möglicherweise unreagiertes gasförmiges Natrium in der Abkühlkammer 2 zu Natriumcarbonat Ein Teil dieses Carbonates löst sich im Wasserfilm und in einer wässrigen Lösung auf dem Boden der Abkühlkammer 2 unter Bildung einer wässrigen Lösung von Natriumcarbonat Die in dem Gasstrom 11 verbliebene Carbonat-Flugasche wird von dem Gasstromll abgetrennt, beispielsweise mit Hilfe eines elektrostatischen Filters, auf die selbe Weise wie in einem Sodaverbrennungsofen.

Vor dem elektrostatischen Filter kann Wärme von den Verbrennungsgasen in einem Dampfgenerator wiedergewonnen werden.

Nach dem elektrostatischen Filter beträgt die Temperatur der Gase etwa 400 bis 300°C, die für die Einleitung in einen Sprühtrockner geeignet ist.

Die mit Hilfe des elektrostatischen Filters abgetrennte Carbonat-Asche wird in der von der Abkühlkammer 2 entnommenen Salzlösung 10 gelöst und der Natriumgehalt der Lösung wird gemäß den Anforderungen des Entfaserungsprozesses angepasst. Wenn die Verwendung von Natriumsulfit in dem Entfaserungsprozess gewünscht ist, wird es durch die Absorption von SO2 in der Natriumcarbonatlösung mittels bekannter Verfahren hergestellt.

In der Carbonat-Asche enden ebenfalls Elemente, die in dem Holz enthalten sind, sowie hinzugefügte und während des Prozesses gebildete Ionen. Diese liegen in der Carbonat-Asche als Oxide vor und werden von der Carbonat-Lösung mittels bekannter Filtrations-/Separationsverfahren abfiltriert, zum Beispiel mit Hilfe eines Trommelfilters oder einer Dekanterzentrifuge.

Enthält die Ablauge Schwefel und/oder Silikat, wird eine entsprechende Menge an Calciumcarbonat oder gebranntem Kalk zu der Ablauge vor dem Sprühtrocknen zugegeben. Was eine angemessene Menge ist, variiert von Fall zu Fall, aber das Molverhältnis von Calcium zu Schwefel wie auch zu Silikat ist größer als 1. In der Verbrennung reagiert der Schwefel unter oxidativen Bedingungen zu Schwefeldioxid und Schwefeltrioxid. Diese wiederum reagieren bekanntermaßen zu Calciumsulfit und Calciumsulfat. Beide Verbindungen haben eine geringere Löslichkeit in Wasser und werden bei der Filtrierung in dem Fällungsprodukt enden. Silikate reagieren während der Verbrennung zu Calciumsilikaten, die ebenfalls eine geringe Wasserlöslichkeit aufweisen, und sie werden dem Prozess durch Filtration der Carbonatlösung entzogen.

Wird oxidierte Grünlauge (Na2CC>3, Na2SC>4) oder oxidierte Weißlauge (NaOH, Na2SÜ4) in der Imprägnierung und dem Bleichvorgang verwendet, kann das Verhältnis von Schwefel zu Natrium einer Sulfatanlage durch Abtrennung des Schwefelüberschusses als Calciumsulfat eingestellt werden.

Bei einer derartigen Vorgangsweise ist es möglich, sowohl das Natrium des möglicherweise in der Imprägnierung verwendeten Natriumsulfits als auch das Natrium des in dem Bleichvorgang verwendeten Natriumcarbonates wiederzugewinnen. Gleichzeitig bilden Schwefel und Silizium schlecht lösliche Verbindungen, die als lagerfähiger Abfall von dem Prozess abgetrennt werden.

Ist die Verwendung von konventionellen Chemikalien wie Natriumsulfit und Natriumsilikat in dem Entfaserungsprozess vorgesehen, werden Schwefel und Silikat in der oben beschriebenen Art und Weise von dem Chemikalienkreislauf abgetrennt. Natriumsulfit wird durch die Absorption von SCb-Gas in einer Natriumcarbonatlösung unter Verwendung bekannter Verfahren hergestellt. Natriumsilikat und SO2 werden von einem außenstehenden Fremdlieferanten zugekauft.

Es ist für einen Fachmann einleuchtend, dass das erfindungsgemäße Verfahren innerhalb des Bereichs des Anspruchs 1 sehr weitgehend verändert werden kann, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen. So ist es zum Beispiel für den Fachmann einleuchtend, dass sich der Alkalimetallverbindungen enthaltenden organische Abfall, der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Verbrennung vorgesehen ist, in Herkunft und Zusammensetzung sehr stark unterscheiden kann. Es ist ebenso offensichtlich, dass, wenn notwendig, ein zusätzlicher Brennstoff in der Verbrennung verwendet werden kann, und dass verschiedenste Zusatzstoffe vor der Verbrennung dem Abfallkonzentrat hinzugefügt werden können.

Claims (9)

1. Plö282pct-at • « · · ♦ · · · · · # · · · · ♦♦· · · ·♦ • · · · · · · ··· ♦ · ····· · · · ♦ · -11- Ansprüche 1. Verfahren zur Verbrennung von organischem Abfallkonzentrat, das Alkalimetallverbindungen enthält, unter oxidativen Bedingungen für die Wiedergewinnung der Alkalimetallverbindungen als Alkalimetallcarbonate dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennung bei einer Temperatur von zumindest 850°C durchgeführt wird, und die gebildeten Abgase unterhalb eines Verkrustungstemperaturbereichs der während der Verbrennung gebildeten Alkalimetallcarbonate durch Zumischung eines kühleren Mediums zu den Abgasen gekühlt werden gekühlt werden, und gleichzeitig Wasser auf die Wände einer Abkühlzone zumindest in dem Verkrustungstemperaturgebiet aufgebracht wird, vun ein Verkrusten der Wände zu vermeiden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennung in einem Temperaturbereich von 900°C bis 1250°C durchgeführt und bevorzugterweise über die Menge an Verbrennungsluft geregelt wird.
3. 3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die gebildeten Abgase unter etwa 600°C durch Zumischung von Wasser und/oder Luft und/ oder kühleren Abgasen zu den Abgasen gekühlt werden.
4. 4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine gelöste Alkalimetallcarbonate enthaltende wässrige Lösung auf die Wände der Abkühlzone aufgebracht wird.
5. 5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abfallkonzentrat mit einem Feststoffgehalt von zumindest 25 Gewichtsprozent verbrannt wird.
6. 6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein stöchiometrischer Überschuss an Kalkstein und/oder gebranntem Kalk in Bezug auf Schwefel- und Silikatverbindungen, die in dem zu verbrennenden Abfallkonzentrat enthalten sind, der Verbrennung hinzugefügt wird.
7. 7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kalkstein und/oder gebrannte Kalk in einer feinpulverisierten Form dem zu verbrennenden Abfallkonzentrat vor dessenTrocknung hinzugefügt wird. P10282pct-at ···· ·· ···· • · · · ····· ··· • · · ·· · ····· · ····· ·· · · · -12-
8. 8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zu verbrennende Abfallkonzentrat ein trockenes Pulver ist.
9. 9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zu verbrennende Abfallkonzentrat ein Ablaugekonzentrat der Imprägnierung und/ oder des Bleichens eines mechanischen oder chemisch-mechanischen Zellstoffs ist.