DE69620697T2

DE69620697T2 - Verfahren zur Vermeidung der Dioxinbildung in Verbrennungsabgas

Info

Publication number: DE69620697T2
Application number: DE69620697T
Authority: DE
Inventors: Shiro Hayashi; Francis W. Karasek; Hiroshi Miyata
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 1995-09-22
Filing date: 1996-09-20
Publication date: 2002-08-14
Anticipated expiration: 2016-09-21
Also published as: DE69620697D1; EP0764457B1; US5968467A; EP0764457A3; EP0764457A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Material, welches die Bildung von organischen Chlorverbindungen, wie polychlorierten p-Dibenzodioxinen (PCDD) und polychlorierten Dibenzofuranen (PCDF) (die nachstehend zusammen als "Dioxine" bezeichnet werden), in einer Verbrennungsanlage verhütet, und auch ein Verfahren zur speziellen Verhütung der Bildung von Dioxinen. Spezieller betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren, welches es ermöglicht, die Dioxin- Konzentration in einem Abgas und in der Flugasche mit Gewissheit und zu niedrigen Kosten zu erniedrigen. Die vorliegende Erfindung erzielt derartige Vorteile nicht durch Verwendung einer Dioxin-Entfernungseinrichtung im großen Maßstab, sondern einfach durch die Zugabe von Chemikalien zu dem Abgasstrom.
In einer Verbrennungsanlage wird eine große Menge an organischen Verbindungen und Kohlenwasserstoffen (CnHm) entwickelt. Sie werden mit Luft in Kontakt gebracht, gefolgt von der Zersetzung zu CO&sub2;-Gas und Wasser. Wenn sie nicht gut mit Luft in Kontakt gebracht werden, werden Dioxin-Vorstufen erzeugt. Beispiele für die Dioxin-Vorstufen schließen aromatische Verbindungen, wie Phenol oder Benzol, chlorierte aromatische Verbindungen, wie Chlorphenol oder Chlorbenzol, chlorierte Alkylverbindungen usw. ein.
Die oben angeführten Dioxin-Vorstufen werden auf den Flugascheteilchen sorbiert. "Sorbiert" bedeutet adsorbiert oder absorbiert. Der Unterschied liegt im Maßstab und der Entfernung von einer Oberfläche. Es gibt keine scharfe Grenze zwischen Adsorption und Absorption. Die bei der Dioxin-Bildung interessierenden chemischen Prozesse finden nahe oder auf einer Oberfläche statt. Entsprechend werden hierin die Ausdrücke "adsorbieren", "adsorbiert" und "Adsorption" verwendet, aber ein gewöhnlicher Fachmann versteht das Ausmaß, in dem Absorption in dem Ausdruck Adsorption für derartige Prozesse eingeschlossen ist.
Wenn die Dioxin-Vorstufen an den Flugascheteilchen sorbiert werden, werden die Vorstufen durch die katalytische Wirkung der aktiven Stellen auf der Flugasche in Dioxine überführt. Bei hohen Temperaturen von 400ºC oder höher wandeln sich die Vorstufen in Anwesenheit der Flugasche nicht ohne weiteres in Dioxine um. Wenn sich die Temperatur erniedrigt und etwa 200-400ºC erreicht, findet jedoch eine (katalytische) Reaktion statt, wie durch die nachstehende Formel gezeigt, und diese Vorstufen wandeln sich in Dioxine um.
Als Verfahren zur Entfernung der so gebildeten, in einem Abgas enthaltenen Dioxine vor ihrer Freisetzung in die Umwelt ist es bekannt, Aktivkohle in Pulverform in eine Verbrennungs-Abgasleitung an einem Punkt zu injizieren, der sich 120-250 ºC vor dem Staubsammler befindet, wodurch Dioxine, die sich auf der Flugasche in dem Abgas-Behandlungssystem gebildet haben, auf der Aktivkohle adsorbiert und entfernt werden (japanisches Patent Kokai Nr. HEI 5-31323).
Das obige Verfahren ermöglicht es, die Menge an Dioxinen im Abgas zu verringern, ist aber von dem Problem begleitet, dass mit Dioxinen verunreinigte Flugasche erzeugt wird. Weiter wird Abfall-Aktivkohle erzeugt, auf der Dioxine adsorbiert sind, so dass eine weitere Dioxin-Behandlung für die Entsorgung der Abfall-Aktivkohle erforderlich wird.
Das Dokument EP-A-0 451 199 beschreibt ein Verfahren zur Verhütung der Dioxin-Bildung, welches die Zugabe von MgO, Mg(OH)&sub2;, MgCO&sub3; zu dem Verbrennungsabgas umfasst, gefolgt von aliphatischen Aminen.

ZIELE UND ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein neues Verfahren zur effizienten Lösung der oben beschriebenen Probleme bereitzustellen.
Speziell beschrieben ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, um die Bildung von Dioxinen in einer Verbrennungsanlage durch einfaches Injizieren von verhütenden Chemikalien in dieselbe zu verhindern.
Im Hinblick auf die Überwindung der Mängel des oben beschriebenen Dioxin- Kontrollierungsverfahrens und zum Erreichen des obigen Ziels haben die gegenwärtigen Erfinder eine umfangreiche Forschung durchgeführt. Als Ergebnis wurde gefunden, dass Dioxin-Vorstufen, aus denen Dioxine gebildet werden, auf einem Adsorbens sorbiert werden können und die Dioxin-Vorstufen durch Injizieren eines derartigen Dioxinvorstufen-Adsorbens in ein Abgas einer Verbrennungsanlage entfernt werden können, wodurch es ermöglicht wird, die Dioxin-Konzentration nicht nur indem Abgas, sondern auch in der Flugasche zu verringern.
Kurz gesagt, schließt ein Dioxin-Verhütungsmittel ein Adsorbens ein, das sorbierend Dioxin-Vorstufen aus einem Abgasstrom einer Verbrennungsanlage an einem Punkt vor der Abgasstrom-Kühlung auf eine Temperatur unter 400ºC entfernt. Das Dioxin-Verhütungsmittel schließt ein Umhüllungsmittel ein, das Flugasche überzieht.
Demgemäß betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Verhütung der Bildung von Dioxinen in einer Verbrennungsanlage, wobei das Verfahren umfasst: Zugabe eines Dioxinvorstufen-Adsorbens in ein Volumen von Abgas, wobei das Volumen von Abgas eine Temperatur über 400ºC aufweist, und vor dem Schritt der Zugabe des Adsorbens die Zugabe eines flüssigen Umhüllungsmittels für Flugasche.
Als bevorzugtes Beispiel wird mindestens ein Adsorbens angegeben, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Aktivkohle, Vulkanasche, Verbindungen auf Siliciumdioxid-Basis, Tonmineralien, Phosphorsäure-Verbindungen und Verbindungen auf Carbonat-Basis. Um die relative Adsorption des injizierten Materials zu derjenigen der Flugasche zu erhöhen, wird das Material, das die Oberfläche der Flugasche überzieht, vor dem Einspritzen der Adsorbenzien eingespritzt.
In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Verhütung der Bildung von Dioxinen in einer Verbrennungsanlage bereitgestellt, welches umfasst, dass man ein Dioxinvorstufen-Adsorbens vor einem Punkt bei einem Abgas-Behandlungsschritt injiziert, bei dem ein aus der Verbrennungslage ausgetretenes Gas kühler als 400ºC wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Bildung von Dioxinen in einer Verbrennungsanlage mit Gewissheit zu niedrigen Kosten verhindert werden. Im Stand der Technik werden Dioxine nach der Bildung zersetzt oder entfernt. In der vorliegenden Erfindung hingegen wird die Bildung von Dioxinen durch Abschneiden des Bildungsmechanismus verhindert, so dass die Dioxine nicht nur in einem Abgas, sondern auch in der Flugasche verringert werden können. Die pulverförmige Aktivkohle enthält nach der Adsorption keine Dioxine, so dass der herkömmliche Behandlungsschritt für Dioxine nicht erforderlich ist und das Adsorbens durch Regenerierung oder dergleichen entsorgt werden kann.
Die obigen und andere Gegenstände, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung ersichtlich, wenn sie in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen gelesen wird, in denen gleiche Bezugszeichen die gleichen Elemente bezeichnen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein schematisches Blockdiagramm einer Abgas-Behandlungsstufe, welche die vorliegende Erfindung verkörpert.
Fig. 2 ist ein schematisches Diagramm, das die katalytische Wirkung durch die Flugasche veranschaulicht.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER VERHÜTUNG DER BILDUNG VON DIOXINEN DURCH DAS ABSORBENS

In der vorliegende Erfindung wird die Bildung von Dioxinen durch ein poröses, nicht-katalytisches Adsorbens verhindert, welches Dioxin-Vorstufen adsorbiert, die in einem Abgas in einer Verbrennungsanlage enthalten sind.
Als derartiges Adsorbens wird ein poröses Adsorbens bevorzugt. Spezielle Beispiele umfassen Aktivkohle, wie Aktivkohle auf Kohle-Basis, Aktivkohle auf Kokosnuss-Basis, Aktivkohle auf Harz-Basis, Aktivkohle auf Holz-Basis oder Aktivkohle auf Torf-Basis; Vulkanasche, Materialien auf Siliciumdioxid-Basis, wie Kieselgel, Shirasu oder Chromosorb (eingetragene Marke; Superco Inc.); Tonmineralien, wie Zeolith; Phosphorsäure-Verbindungen, wie granuliertes Ammoniummagnesiumphosphat (welches nachstehend als "MAP" abgekürzt sein kann); und Verbindungen auf Kohlensäure-Basis, wie Korallenfossil und Calciumcarbonat.
Die in dieser Erfindung verwendeten Adsorbenzien weisen eine durchschnittliche Teilchengröße auf, die mehrere mm (100 Mesh) bis hinunter zu 500 Mesh einschließt. Durchschnittliche Teilchengrößen von mehr als 100 Mesh weisen eine verringerte Oberfläche bei einer gegebenen Rauheit und dementsprechend eine verringerte Wirksamkeit auf. Durchschnittliche Teilchengrößen von weniger als 500 Mesh können verwendet werden, obwohl ihre Handhabung ein Problem darstellen kann.
Die Adsorbenzien können entweder einzeln oder in Kombination verwendet werden. Unter diesen sind Aktivkohle, Kieselgel, MAP, Korallenfossil, Zeolith und Vulkanasche besonders bevorzugt.
Es ist wichtig, dass das Absorbens, dass für die Entfernung von Dioxin-Vorstufen aus einem Verbrennungsgas in einer Verbrennungsanlage verwendet wird, bei der Einführungstemperatur stabil ist und keine katalytische Aktivität für die Beschleunigung der Bildung von Dioxinen in einem Temperaturbereich von 200ºC bis 400ºC aufweist. Was drei Adsorbenzien aus den oben angeführten betrifft, wurden ihre Eigenschaften getestet. Die Erfinder erhielten die Daten an der University of Waterloo, Waterloo, Ontario, Kanada. Die Daten sind nachstehend beschrieben.
(1) Katalytischer Aktivitätstest von künstlicher Aktivkohle und Chromosorb vom 15. November 1994.
(2) Katalytischer Aktivitätstest von Vulkanasche unter Verwendung von ¹³C&sub6;-Pentachlorphenol vom 3. April 1995.
Diese Daten sind in der nachstehenden Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1
Aus diesen Ergebnissen wird klar, dass sowohl künstliche Aktivkohle als auch Vulkanasche als Dioxinbildungs-Verhütungsmittel geeignet wären.
Es ist erwünscht, mindestens eine alkalische Substanz, wie NaOH, KOH, Ca(OH)&sub2;, NH&sub3; oder dergleichen in ein Adsorbens einzuimprägnieren, um die Vorstufen zu immobilisieren und auch weiter die Wirkungen zur Verhütung der Dioxinbildung zu erhöhen.
Das Adsorbens wird in einer Menge von 0,5-20 Gew.-%, bezogen auf die Menge an Flugasche, zugesetzt, wobei 2-15 Gew.-% bevorzugter sind. Die alkalische Substanz wird in einer Menge von 0,1-10 Gew.-%, bezogen auf die Menge an Adsorbens, zugesetzt, wobei 1-6 Gew.-% bevorzugt sind.
In der vorliegenden Erfindung wird die Bildung von Dioxinen verhindert, indem in der Abgas-Behandlungsstufe in einer Verbrennungsanlage ein Dioxinvorstufen- Adsorbens zugesetzt wird, wodurch die Dioxinvorstufen adsorbiert und entfernt werden. Das Adsorbens kann durch irgendein geeignetes Mittel zugesetzt werden, wie beispielsweise durch Injizieren.
Das Adsorbens wird bei der Abgas-Behandlungsstufe vor einem Punkt injiziert, an welchem die Temperatur des aus der Verbrennungslage ausgestoßenen Gases unter 400ºC fällt. Speziell beschrieben ist der Punkt dort, wo die Temperatur in einem Bereich von 400-1000ºC, vorzugsweise 400-600ºC liegt. Wenn das Abgas den elektrostatischen Filter oder Sackfilter oder eine andere Vorrichtung zum Entfernen von Flugasche erreicht, fällt seine Temperatur auf etwa 300ºC, und Dioxin-Vorstufen werden unvermeidlich an den Abschnitten, an denen das Abgas in Kontakt mit der Flugasche gebracht wird, in Dioxine umgewandelt.
Es ist vorteilhaft, das Adsorbens an mehreren Punkten zu injizieren, um die Wirkungen des Adsorbens zu erhöhen. Das so injizierte Adsorbens wird durch einen Entstauber von dem Abgas getrennt.
Die vorliegende Erfindung kann nicht nur auf vielfältige städtische Abfall-Verbrennungsanlagen, sondern auch auf Verbrennungsanlagen wie Industrieabfall-Verbrennungsanlagen, Verbrennungsanlagen für medizinischen Abfall und Aufschlussöfen für verbrannte Asche angewendet werden.
Die vorliegende Erfindung kann auf jede Verbrennungsanlage angewendet werden, sei es eine bestehende oder eine neu installierte; oder sie kann auf jede Art Verbrennungsanlage angewendet werden, sei es eine kontinuierliche Brennkammer, eine halbkontinuierliche Brennkammer oder eine Chargen-Brennkammer.
Die vorliegende Erfindung macht es möglich, eine Dioxin-Konzentration nicht nur im Abgas, sondern auch in der Flugasche zu verringern.
Mit Bezug auf Fig. 1, welche schematisch eine Abgas-Behandlungsstufe gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, schließt die Behandlungsvorrichtung in der Behandlungsstufe eine Verbrennungsanlage 1, einen elektrischen Staubsammler 2 und einen Gasreiniger 3 ein.
Eine Verbrennungscharge 4 wird in einer Verbrennungsanlage 1 verbrannt, und ein Abgas 5 wird zu einer anschließenden Behandlungsstufe geleitet, während die Bodenasche 6 ausgetragen wird. An einem Punkt D über der Verbrennungsanlage beträgt die Temperatur gewöhnlich etwa 800-1000ºC. An einem Einlass E und einem Auslass F des elektrischen Staubsammlers 2 fallen die Temperaturen auf etwa 350-200ºC bzw. 300-150ºC.
Die Flugasche 7 wird durch den elektrischen Staubsammler 2 entfernt. Das Abgas wird am Punkt 8 durch den Gasreiniger 3 ausgetragen.
In einer herkömmlichen Vorrichtung werden gemäß der Reaktion der Dioxinvorstufen, die auf dem aktiven Teil der Flugasche adsorbiert sind, Dioxine innerhalb des elektrischen Staubsammlers 2 gebildet, welcher bei etwa 300ºC gehalten wird. In der vorliegenden Erfindung hingegen wird das Adsorbens an dem bzw. den Punkt(en) vor dem elektrischen Staubsammler 2, d. h. an mindestens einem Punkt einschließlich eines Punktes A, B, C oder dergleichen, in die Vorrichtung eingetragen, um Dioxin-Vorstufen zu adsorbieren, wodurch die Bildung von Dioxinen verhindert wird. Es ist offensichtlich, dass an jedem Punkt mehrere Eintragungseinrichtungen installiert werden können.

Die Verwendung von flüssigen Umhüllungsmitteln in der vorliegenden Erfindung

in der vorliegenden Erfindung wird die Bildung von Dioxinen mit größerer Gewissheit durch die Verwendung eines Umhüllungsmittels für die Flugasche in Kombination verhindert, wie nachstehend beschrieben.
Beispiele für ein derartiges Umhüllungsmittel schließen wässrige Lösungen oder Suspensionen von wasserlöslichem Silicat, wie Kaliumsilicat oder Natriumsilicat; ein Polymer auf Silicon-Basis; eine Amin-Verbindung, eine Ammonium-Verbindung; Ammoniak und eine Phosphorsäure-Verbindung; einen Komplex einer organischen oder anorganischen Verbindung; und ein wasserlösliches Färbemittel ein.
Das Umhüllungsmittel wird zugesetzt, indem man eine wässrige Lösung oder Suspension einer derartigen Substanz an den Beschickungspunkten A, B oder C in Fig. 1 einsprüht. Vor allem wird es bevorzugt, das Einsprühen in einem Temperaturbereich von 500ºC bis 800ºC ausreichend vor der Einführung des Adsorbens durchzuführen, da auf diese Weise ausreichend Zeit vorhanden ist, um die Flugasche zu umhüllen und sie gegenüber der Adsorption von Dioxin-Vorstufen inert zu machen.

Ein Mechanismus für die Verhütung der Dioxinbildung gemäß der vorliegenden Erfindung

Man nimmt an, dass die Beschaffenheit der vorliegenden Erfindung die folgende Wirkung mit sich bringt. Gemäß den Untersuchungen von Karasek, Science, 237: 754 (1987), Stieglitz, Chemosphere, 18: 1219 (1989), und Hutzinger, Chemosphere, 14: 581 (1985), wird die Bildung von Dioxinen in der Verbrennungsanlage durch die Umwandlung der Dioxinvorstufen, die hauptsächlich im Abgas enthalten sind, zu Dioxinen durch die katalytische Wirkung der Flugasche verursacht. Die optimale Temperatur für die Reaktion beträgt etwa 300ºC, und man nimmt an, dass ein Metall, wie Eisen oder Kupfer, das in der Flugasche enthalten ist, an der katalytischen Reaktion teilnimmt. Repräsentative Beispiele für die Dioxin- Vorstufen schließen chlorierte Kohlenwasserstoff-Verbindungen, wie Chlorphenol und Chlorbenzol, ein. Es wird gesagt, dass diese Verbindungen aus C&sub2;H&sub2;, CH&sub4;, Cl&sub2;, HCl oder dergleichen gebildet werden.
Mit Bezug auf Fig. 2 ist der Zustand der Flugasche und der Dioxin-Vorstufe schematisch veranschaulicht. Speziell beschrieben wird Dioxin durch eine Dioxinvorstufe 23 gebildet, die an einem aktiven Teil (schraffierte Abschnitte) 22 eines Flugasche-Teilchens 21 adsorbiert ist.
Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Adsorbens adsorbiert und entfernt die Vorstufe, so dass die Vorstufe nicht den aktiven Teil auf der Oberfläche der Flugasche erreichen kann, wodurch die Bildung von Dioxinen verhindert wird. Die alkalische Substanz, die in das Adsorbens einzuimprägnieren ist, beschleunigt auch die Absorption eines sauren Gases oder von Chlorphenol.

Beispiel 1

Eine Glassäule wurde mit 1 g Glasperlen gefüllt, an denen 100 ug ¹³C&sub6;-Pentachlorphenol hafteten, gefolgt vom Füllen mit 1 g Heiz-Flugasche, die mit einer Säure gewaschen und durch Soxhlet-Extraktion behandelt worden war, wobei eine Lage aus Glaswolle zwischen die Glasperlen und die Heiz-Flugasche gelegt wurde. Die resultierende Säule wurde 20 Minuten bei 300ºC erwärmt, während Luft mit einem Durchsatz von 5 ml/min durchgeblasen wurde. Die auf den eingefüllten Materialien gebildeten Dioxine wurden durch Soxhlet-Extraktion gewonnen, während die Dioxine, die in dem Abgas enthalten waren, gesammelt wurden, indem man das Abgas durch Toluol in einem eisgekühlten Prallwäscher treten ließ. Nachdem die so gesammelten Dioxine vereinigt und dann konzentriert wurden, wurden die resultierenden ¹³C-Dioxine durch GC-MS (Gaschromatographie/Massenspektroskopie) bestimmt. Als Ergebnis wurde es klar, dass 251 mg ¹³C-Dioxin gebildet wurden, wie in Tabelle 2 gezeigt.

Beispiel 2 (nicht gemäß Anspruch 1)

Eine Glassäule wurde nacheinander mit 1 g Glasperlen, an denen 100 ug ¹³C&sub6;-Pentachlorphenol hafteten, 1 g eines Adsorbens und 1 g Heiz-Flugasche gefüllt, die einem Waschen mit Säure und einer Soxhlet-Extraktionsbehandlung unterzogen worden war, wobei Lagen aus Glaswolle zwischen die benachbarten zwei Materialien gelegt wurde. Die resultierende Säule wurde 20 Minuten bei 300ºC erwärmt, während Luft mit einem Durchsatz von 5 ml/min durchgeblasen wurde. Die so gebildeten Dioxine wurden auf ähnliche Weise wie in Beispiel 1 gesammelt, gefolgt durch eine Bestimmung mittels GC-MS. Als Adsorbens wurden Aktivkohle, Vulkanasche, Zeolith, Kieselgel, Apatit, Korallenfossil, granuliertes Magnesiumammoniumphosphat und Knochenruß verwendet. Wie in Tabelle 2 gezeigt, nahm als Ergebnis die Menge an so gebildetem ¹³C-Dioxin auf 12%-49% von derjenigen ab, die ohne das Adsorbens gebildet wurde. Tabelle 2 Wirkungen von Adsorbens für die Verhütung der Dioxin-Bildung

Beispiel 3 (nicht gemäß Anspruch 1)

Eine Glassäule wurde nacheinander mit 1 g Glasperlen, an denen 100 ug ¹³C&sub6;-Pentachlorphenol hafteten, 1 g eines Adsorbens, das mit 50 mg NaOH imprägniert war, und 1 g Heiz-Flugasche gefüllt, die einem Waschen mit Säure und einer Soxhlet-Extraktionsbehandlung unterzogen worden war, wobei Lagen von Glaswolle zwischen die beiden benachbarten Materialien gelegt wurden. Die resultierende Säule wurde 20 Minuten bei 300ºC erwärmt, während Luft mit einem Durchsatz von 5 ml/min durchgeblasen wurde. Die so gebildeten Dioxine wurden auf ähnliche Weise wie in Beispiel 1 gesammelt, gefolgt von der Bestimmung mittels GC-MS. Als Adsorbenzien wurden Aktivkohle, Vulkanasche, Zeolith, Kieselgel, Apatit, Korallenfossil, granuliertes Magnesiumammoniumphosphat und Knochenruß verwendet. Wie in Tabelle 3 gezeigt, wurde als Ergebnis die Menge an so gebildetem ¹³C-Dioxin auf 0%-29% von derjenigen verringert, die ohne das Adsorbens gebildet wurde.

Tabelle 3

Dioxinbildungs-verhindernde Wirkungen von Adsorbens, das mit Natriumhydroxid imprägniert ist

Adsorbens gebildetes ¹³C-Dioxin (ng)

keines 251
künstliche Aktivkohle 0
Vulkanasche 6
Zeolith 10
Kieselgel 0
Apatit 65
Magnesiumammoniumphosphat 0
Korallenfossil 3
Knochenruß 74

Beispiel 4 (nicht gemäß Anspruch 1)

Eine Glassäule wurde nacheinander mit 1 g Glasperlen, an denen 100 ug ¹³C&sub6;-Pentachlorphenol hafteten, 1 g eines Adsorbens, das mit 50 mg NaOH, KOH, Ca(OH)&sub2; oder NH&sub3; (wässrigem Ammoniak) imprägniert war, und 1 g Heiz-Flugasche gefüllt, welche einem Waschen mit Säure und einer Soxhlet-Extraktionsbehandlung unterzogen worden war, wobei Lagen aus Glaswolle zwischen die benachbarten zwei Materialien gelegt wurden. Die resultierende Säule wurde 20 Minuten bei 300 ºC erwärmt, während Luft mit einem Durchsatz von 5 ml/mm durchgeblasen wurde. Die so gebildeten Dioxine wurden auf ähnliche Weise wie in Beispiel 1 gesammelt, gefolgt von einer Bestimmung mittels GC-MS.
Als Adsorbenzien wurden Aktivkohle, Kieselgel, Apatit, Korallenfossil und granuliertes Magnesiumammoniumphosphat verwendet. Wie in Tabelle 4 gezeigt, wurde als Ergebnis, wenn das Absorbens verwendet wurde, das mit NaOH, KOH, Ca(OH)&sub2; oder NH&sub3; imprägniert war, die Menge an so gebildetem ¹³C-Dioxin auf 0%-26%, 0%-29%, 2%-33% bzw. 2%-32% von derjenigen, die ohne das Adsorbens gebildet wurde, verringert. Tabelle 4

Beispiel 5

Eine Glassäule wurde nacheinander mit 1 g Glasperlen, an denen 100 ug ¹³C&sub6;-Pentachlorphenol hafteten, 1 g eines Adsorbens und 1 g Heiz-Flugasche gefüllt, welche einem Waschen mit Säure und einer Soxhlet-Extraktion unterzogen und danach mit 20 mg Umhüllungsmittel imprägniert worden war. Die in diesem Experiment verwendete Flugasche war von derjenigen in den Experimenten 1-4 verschieden. Lagen aus Glaswolle wurden zwischen die beiden benachbarten Materialien gelegt. Die resultierenden Säule wurde 10 Minuten bei 300ºC erwärmt, während Luft mit einem Durchsatz von 5 ml/min durchgeblasen wurde. Die so gebildeten Dioxine wurden auf ähnliche Weise wie in Beispiel 1 gesammelt, gefolgt von einer Bestimmung mittels GC-MS. Als Absorbenzien wurden Apatit und Silicat verwendet, und als Umhüllungsmittel wurde Kaliumsilicat verwendet.
Wie in Tabelle 5 gezeigt, wurde, wenn Adsorbenzien verwendet wurden, die Menge an so gebildetem ¹³C-Dioxin auf 14,2%-25,4% von derjenigen verringert, die ohne Adsorbens gebildet wurde. Darüber hinaus wurde, wenn sowohl Adsorbenzien als auch Umhüllungsmittel verwendet wurden, die Menge an so gebildetem ¹³C-Dioxin auf 0%-0,2% von derjenigen verringert, die ohne die Adsorbenzien und Mittel gebildet wurde. Tabelle 5
Viele andere Abwandlungen und Modifikationen der Erfindung werden dem Fachmann in den Sinn kommen, ohne von dem Bereich der Erfindung abzuweichen.
Die oben beschriebenen Ausführungsformen und Beispiele sollen deshalb lediglich beispielhaft sein, und alle derartige Abwandlungen und Modifikationen sollen in dem Bereich der Erfindung, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert ist, eingeschlossen sein.
Nachdem die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf dis begleitenden Zeichnungen beschrieben wurden, versteht es sich, dass die Erfindung nicht auf diese genauen Ausführungsformen beschränkt ist und dass vielfältige Änderungen und Modifikationen darin durch den Fachmann vorgenommen werden können, ohne von dem Bereich der Erfindung abzuweichen, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.
Obwohl nur eine einzige oder wenige beispielhafte Ausführungsformen dieser Erfindung oben im Detail beschrieben worden sind, wird der Fachmann leicht anerkennen, dass viele Modifikationen in der bzw. den beispielhaften Ausführungsform(en) möglich sind, ohne materiell von den neuen Lehren und Vorteilen dieser Erfindung abzuweichen.

Claims

1. Verfahren zur Verhütung der Bildung von Dioxinen in einer Verbrennungsanlage, wobei das Verfahren umfasst:

Zugabe eines Dioxinvorstufen-Adsorbens in ein Volumen von Abgas, wobei das Volumen von Abgas eine Temperatur über 400ºC aufweist, und vor dem Schritt der Zugabe des Adsorbens Zugabe eines flüssigen Umhüllungsmittels für Flugasche.

2. Verfahren zur Verhütung der Bildung von Dioxinen in einer Verbrennungsanlage nach Anspruch 1, in dem die Temperatur über 400ºC bis 1000ºC beträgt.

3. Verfahren zur Verhütung der Bildung von Dioxinen in einer Verbrennungsanlage nach Anspruch 1, in dem das Adsorbens mindestens ein Mitglied ist, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einer Aktivkohle, einer vulkanischen Asche, einem Material auf Siliciumdioxid- Basis, einem Tonmineral, einer Phosphorsäure-Verbindung und einer Verbindung auf Carbonsäure-Basis.

254. Verfahren zur Verhütung der Bildung von Dioxinen in einer Verbrennungsanlage nach Anspruch 1, in dem das Adsorbens mindestens ein Mitglied ist, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Aktivkohle auf Kohlen-Basis, Aktivkohle auf Kokosnuss-Basis, Aktivkohle auf Harz- Basis, Aktivkohle auf Holz-Basis und Aktivkohle auf Torf-Basis.

5. Verfahren zur Verhütung der Bildung von Dioxinen in einer Verbrennungsanlage nach Anspruch 1, in dem das Adsorbens ein Kieselgel ist.

6. Verfahren zur Verhütung der Bildung von Dioxinen in einer Verbrennungsanlage nach Anspruch 1, in dem das Adsorbens Zeolith ist.

7. Verfahren zur Verhütung der Bildung von Dioxinen in einer Verbrennungsanlage nach Anspruch 1, in dem das Adsorbens granuliertes Ammoniummagnesiumphosphat ist.

8. Verfahren zur Verhütung der Bildung von Dioxinen in einer Verbrennungsanlage nach Anspruch 1, in dem das Adsorbens ein Mitglied ist, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Korallenfossil und Calciumcarbonat.

9. Verfahren zur Verhütung der Bildung von Dioxin in einer Verbrennungsanlage nach Anspruch 1, in dem das Adsorbens porös ist und eine durchschnittliche Teilchengröße von 100 Mesh bis 500 Mesh aufweist.

10. Verfahren zur Verhütung der Bildung von Dioxin in einer Verbrennungsanlage nach Anspruch 1, in dem das Adsorbens mit einer alkalischen Substanz imprägniert ist.

11. Verfahren zur Verhütung der Bildung von Dioxin in einer Verbrennungsanlage nach Anspruch 10, in dem die alkalische Substanz ein Mitglied ist, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus NaOH, KOH, Ca(OH)&sub2; und NH&sub3;.

12. Verfahren zur Verhütung der Bildung von Dioxin in einer Verbrennungsanlage nach Anspruch 1, in dem die Verbrennungsanlage ein Mitglied ist, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einer stadtischen Abfallverbrennungsanlage, einer industriellen Abfallverbrennungsanlage, einer medizinischen Abfallverbrennungsanlage und einem Aufschlussofen für verbrannte Asche.

13. Verfahren zur Verhütung der Bildung von Dioxin in einer Verbrennungsanlage nach Anspruch 1, in dem das Umhüllungsmittel eine wässrige Lösung eines Mitglieds ist, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem wasserlöslichen Silicat, einem Polymer auf Silicon- Basis, einer Amin-Verbindung, einer Ammonium-Verbindung und einer Ammoniak- und Phosphorsäure-Verbindung.

14. Verfahren zur Verhütung der Bildung von Dioxin in einer Verbrennungsanlage nach Anspruch 1, in dem das Umhüllungsmittel eine wässrige Suspension eines Mitglieds ist, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem wasserlöslichen Silicat, einem Polymer auf Silicon- Basis, einer Amin-Verbindung, einer Ammonium-Verbindung und einer Ammoniak- und Phosphorsäure-Verbindung.

15. Verfahren zur Verhütung der Bildung von Dioxin in einer Verbrennungsanlage nach Anspruch 1, in dem das Umhüllungsmittel ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einer wässrigen Lösung von Kaliumsilicat, einer wässrigen Lösung von Natriumsilicat, einer wässrigen Suspension von Kaliumsilicat und einer wässrigen Suspension von Natriumsilicat.

16. Verfahren zur Verhütung der Bildung von Dioxin in einer Verbrennungsanlage nach Anspruch 1, in dem das Volumen eine Temperatur von 500ºC bis 800ºC aufweist.