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Title:
METHOD FOR PURIFYING WASTE GASES CONTAINING ORGANIC COMPOUNDS AND DUST PARTICLES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2001/028664
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for purifying waste gases (1) containing volatile organic compounds and dust particles, which accumulate, for example, in the production of wood panelling, such as particle boards. According to said method, sand (3) is mixed with the waste gas stream (1) before the latter is fed into a first heat exchanger (2) for heating the waste gas. The waste gas (1') mixed with sand (3) is subsequently supplied to a combustion chamber (4), in which the organic compounds are oxidised at approximate temperatures of preferably 800 °C. The waste gas (1''), from which the organic compounds have been separated, is subsequently fed into a primary separator (5), where the sand (3) is eliminated again and then flows through the first heat exchanger (2) for heating the supplied waste gas (1), before being fed to a dust separator (6), where the dust particles are removed from the waste gas.

Inventors:
MUELLER ALOIS (CH)
Application Number:
PCT/CH2000/000568
Publication Date:
April 26, 2001
Filing Date:
October 20, 2000
Export Citation:
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Assignee:
KRONOSPAN AG (CH)
MUELLER ALOIS (CH)
International Classes:
B01D53/72; (IPC1-7): B01D53/72; A62D3/00
Foreign References:
US4741690A1988-05-03
EP0401810A11990-12-12
US5664942A1997-09-09
Attorney, Agent or Firm:
KEMÉNY AG PATENTANWALTBÜRO (Eisengasse 17 Luzern, CH)
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Claims:
Patentanspruche
1. Verfahren zur Reinigung von durch flüchtige organische Verbindungen und Staubpartikeln belasteten Abgasen, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgase (1) zuerst einem ersten Warmetauscher (2) zugeführt werden, in welchem dem Abgasstrom (1) Sand (3) zugemischt wird und die Temperatur erhöht wird, anschliessend die Abgase (1') zusammen mit dem beigefügten Sand (3) einer Brennkammer (4) zugeführt werden, wo vor oder bei deren Eintritt eine weitere Zumischung von Sand (3) erfolgt und wahrend des Verbrennungsprozesses eine Temperatur eingestellt wird, bei welcher die organischen Komponenten im Abgas oxidiert werden, und anschliessend der Abgasstromes (111) einem Grobabscheider (5) zugeführt wird, in welchem der beigemischte Sand (3) wieder ausgeschieden wird und anschliessend ein Teil des Abgasstromes (1''') in die Brennkammer (4) zurückgeführt wird und der restliche Teil des Abgasstromes (1''') dem Warmetauscher (2) zur Aufheizung des Abgasstromes (1) zugeführt wird, und anschliessend der Abgasstrom (1''') entstaubt wird und abgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Entstaubung (6) weitere Reinigungsstufen (8), wie beispielsweise zur Reduktion von NOx, eingeschaltet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgasstrom (9) vor der Abführung an die Umgebung einem weiteren Warmetauscher (10) zugefuhrt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Warmetauscher (10) von einem separaten Warmetrager (11) durchströmt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkammer (4) als Wirbelschichtbrennkammer betrieben wird.
6. Verfahren nach einem der Anspruche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkammer (4) mit einer Temperatur zwischen 700° C und 1000° C, vorzugsweise von ca. 800°C, betrieben wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Sand (3) vor der Zuführung in den Warmetauscher (2) erwarmt wird, vorzugsweise auf eine Temperatur bis maximal der Temperatur der Brennkammer (4).
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Sand (3) in einem geschlossenen Kreislauf gefuhrt wird, d. h. nach dem Grobabscheider (5) wieder dem Warmetauscher (2) resp. der Brennkammer (4) zugeführt wird.
Description:
Verfahren zur Reinigung von mit organischen Verbindungen und Staubpartikeln beladenen Abgasen Die vorliegende Anmeldung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von Abgasen nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Beispielsweise bei der Herstellung von Holzplatten, wie beispielsweise Spanplatten, OSB-Platten oder MDF-Platten, weisen die Abgase eine starke Beladung mit flüchtigen organischen Verbindungen und Holzstaub auf. Um nun eine Reduktion dieser Stoffe der zu erzielen, sind eine Reihe von Abgasreinigungssystemen bekannt.

Bei einem bekannten Reinigungssystem werden ein oder mehrere Nasskohlefilter eingesetzt. Damit können insbesondere wasserlösliche Stoffe aus dem Abgas ausgeschieden werden. Damit werden also keine Emissionsbegrenzung samtlicher relevanter Komponenten des Abgases erreicht und es musse weitere Reinigungskomponenten zur Erreichung von festgesetzten maximalen Emissionswerten eingesetzt werden.

Hierfür können beispielsweise regenerative, thermische Reinigungssysteme eingesetzt werden, bei welchen das vorgereinigte Abgas eine vorgeheizte Wabe durchströmt und sich dabei erwarmt. Anschliessend werden die Abgase einer Brennkammer zugeführt, in welcher mittels Zuführung eines separten Energietragers die Temperatur auf ca. 800° erhöht wird. Bei diesen Temperaturen werden die organischen Komponenten im Abgas zersetzt und damit unschadlich gemacht. Die nun erhitzten Abgase durchströmen zur

Abkühlung nun nachfolgend einen kalten Wabenkörper, welcher seinerseits dadurch aufgewarmt wird. Durch periodische Umkehr der Durchströmungsrichtung des Abgases wird die in den Wabenkörpern gespeicherte Wärmeenergie genutzt.

Der Nachteil derartiger Systeme liegt darin, dass die Abgase vorgangig aufwendig vorgereinigt werden musse, damit Ablagerungen in den Waben vermieden werden und benötigen eine nicht unbetrachtliche Menge von Fremdenergie durch den separaten Energietrager. Dieses System eignet sich deshalb eigentlich nur in Verbindung mit der Nutzung dieser Fremdenergie als Heizenergie, welches das aufwendige und teure System rechtfertigt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung lag nun darin, ein Verfahren zur Reinigung von Abgasen aus der Produktion von Holzplatten zu finden, welches einfach und zuverlassig die Emissionsgrenzwerte im Abgas einzuhalten vermag, ohne die geschilderten Nachteile aufzuweisen und damit als selbstandige Vorrichtung eingesetzt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemass durch ein Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst.

Weitere erfindungsgemasse Ausführungsformen ergeben sich aus den weiteren Ansprüche 2 bis 8.

Durch das erfindungsgemasse Verfahren wird vorteilhafterweise in einem einzigen Prozess das Abgas sowohl von den festen Partikeln wie auch von den organischen Stoffen im geforderten Rahmen befreit.

Vorteilhafterweise wird dabei, ausser beim Startvorgang, keine Fremdenergie fur den Verbrennungsprozess benötigt.

Durch die Beimischung von Sand wird unter anderem erreicht, dass im ersten Wärmetauscher praktisch keine Ablagerungen entstehen können und damit auch die Betriebsdauer resp. die Wartungsintervalle erhöht werden können.

Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nachstehend anhand der einzigen Figur noch naher erlautert.

Es zeigt Fig. 1 die schematische Darstellung des erfindungsgemassen Reinigungsverfahrens.

In Figur 1 ist schematisch ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemassen Reinigungsprozess dargestellt. Das mit flüchtigen organischen Verbindungen und Holzstaubpartikeln beladene Abgas 1, welches vom Herstellungsprozess beispielsweise von Holzspanplatten herrührt, wird einem ersten Warmetauscher 2 zugeführt. Vor dem Eintritt in den Warmetauscher 2 wird dem Abgas 1 heisser Sand 3 zugeführt resp. beigemischt. Der Sand 3 hat dabei unter anderem die Aufgabe, Ablagerungen am Warmetauscher 2 zu verhindern und den Abgasen Warme zuzuführen, und damit einen störungsfreien Betrieb der Anlage tuber einen grossen Zeitraum zu gewahrleisten.

Dieses Gemisch 1'wird nach dem Austritt aus dem Wärmetauscher 2 einer Brennkammer 4 zugeführt. Die Brennkammer 4 ist vorzugsweise als Wirbelschichtbrennkammer ausgeführt und wird bei einer Temperatur von 700° C bis

1000° C betrieben, vorzugsweise bei ca. 800° C. Vor dem Eintritt resp. beim Eintritt in diese Brennkammer 4 wird dem Abgasstrom 1'vorzugsweise weiter heisser Sand 3 zugeführt.

In der Brennkammer 4 werden die im Abgasstrom 1' befindlichen organischen Verbindungen thermisch zersetzt, d. h. die Hauptbestandteile der organischen Verbindungen oxydieren zu Kohlendioxid und Wasserdampf. Das nun praktisch von organischen Verbindungen befreite Abgas ill wird einem Grobabscheider 5 zugeführt, in welchem der dem Abgasstrom 1''beigemischte Sand 3 von diesem abgeschieden wird, dabei aber vorteilhafterweise im Kreislauf verbleibt.

Der abgeschiedene Sand 3, welcher nach Durchlauf der Brennkammer 4 erhitzt worden ist, wird nun, wie vorgangig dargestellt, einerseits dem Abgasstrom 1 vor dem ersten Warmetauscher 2 zugeführt und andererseits dem Abgasstrom 1'vor der Brennkammer 4 zugeführt. Damit wird der Sand 3 in einem praktisch geschlossenen Kreislauf gehalten, und die Erwarmung des Sandes 3 erfolgt vorteilhafterweise in der Brennkammer 4. Damit wird die bevorzugte Temperatur des Sandes annahernd resp. leicht unter der Temperatur der Brennkammer 4 erzielt. Selbstverstandlich können weitere Vorrichtung zum Beimischen von zusatzlichem Sand resp.

Abzweigen von uberschussigem Sand vorhanden sein, welche in diesem Schema nicht dargestellt sind, damit die Sandmenge dem Volumenstrom des Abgases angepasst werden kann.

Das von organischen Verbindungen praktisch gereinigte, erhitzte Abgas 1"'wird nun durch den ersten Warmetauscher

2 hindurchgeführt, wo es als Heizmittel fur das zugeführte Abgas 1 dient. Ein Teil des Abgasstromes 1"'kann dem Abgas 1'vor der Brennkammer 4 zugeführt, resp. ruckgefuhrt werden, um eine optimale Verbrennung resp. Oxidation in der Brennkammer 4 zu erreichen. Die entsprechende Menge wird dabei nach bekannten Verfahren ermittelt und tuber entsprechende Ventile dosiert zugeführt.

Nach dem Durchlaufen des ersten Warmetauschers 2 wird das Abgas 1'''nun einem Entstauber 6 zugeführt, in welchem die inerten Staubpartikel aus dem Abgasstrom ausgeschieden werden. Hierfur können bekannte Entstaubungsvorrichtungen wie beispielsweise Schwerkraft-Entstaubungsanlagen, Fliehkraft-Entstaubungsanlagen, elektrische Gasreinigungsanlagen, Gewebefilter oder Nassabscheider eingesetzt werden.

Im Anschluss an den Entstauber 6 kann nun das entstaubte Abgas 7 bei Bedarf einer zusatzlichen Reinigungsstufe 8, wie beispielsweise einer DENOX-Stufe zur Reduktion des NOx zugefuhrt, um anschliessend als Reingas 9 entsprechend den zulassigen Grenzwerten in Bezug auf Teilchen und gasförmigen Verbindungen abgeführt zu werden.

Vorzugsweise wird nun dieses Reingas 9, welches immer noch eine verhaltnismassig hohe Temperatur aufweist, durch einen zweiten Warmetauscher 10 hindurchgeführt, um unter Aufheizung eines separaten Wärmeträgers 11 abzukühlen und anschliessend uber einen Kamin 12 ins Freie zu gelangen.

Dieser separate Warmetrager 11 kann beispielsweise zur

Heizung der Produktionsstatten oder als Prozessenergie genutzt werden.

Das vorgeschlagene, erfindungsgemasse Verfahren erlaubt die zuverlassige Reinigung von Abgasen, welche sowohl mit flüchtige organische Verbindungen wie auch Staubpartikel belastet sind, in einem einzigen, zusammenhangenden Verfahren. Die Vorrichtungen zu Durchführung des Verfahrens lassen sich sehr einfach und kompakt erstellen und weisen eine hohe Betriebssicherheit und lange Wartungsintervalle auf.