Odstraňování dioxinů ze spalin

Prezentace na téma: "Odstraňování dioxinů ze spalin"— Transkript prezentace:

1 Odstraňování dioxinů ze spalin
1. Mezinárodní konference „Odpovědné podnikání v chemii“ – „ochrana ovzduší Odstraňování dioxinů ze spalin Autor: Ing. Miroslav Beznoska Ing. Jiří Vladyka Praha,

2 Látky typu PCDD a PCDF existence známa od r. 1957
PCDD/F = polychlorované dibenzo-p-dioxiny (PCDD) a polychlorované dibenzo-p-furany (PCDF) obecně dioxiny existence známa od r. 1957 Seves (1976) – havárie v chemickém závodu vyrábějící pesticidy (v Itálii u města Seves) vedlejší produkt průmyslových činností (spalovacích procesů)

3 Látky typu PCDD a PCDF - fyzikální vlastnosti
bílé krystalické látky bod tání °C ve vodě málo rozpustné (ng.l-1) dobře rozpustné v organických rozpouštědlech odolné vůči kyselinám hromadí se v tucích velice jedovaté (při nižších dávkách působí karcinogeně a teratogeně, při vyšších způsobují záněty kůže – chlorakné). Při vdechnutí způsobují záněty sliznic a plicní tkáně. (smrtelná dávka v potravě u krys je 20 μg/kg těles.hmot.)

4 Látky typu PCDD a PCDF - chemické vlastnosti
vysoce halogenované polyaromatické sloučeniny 75 isomerů dioxinů a 135 isomerů furanů (nejjedovatější 2,3,7,8,-TCDD (tetrachlordibenzo-p-dioxin) značně chemicky stabilní vysoce termostabilní lipoidní charakter

5 Vznik PCDD/F při spalovacích procesech
zejména při nedokonalém spalování prekurzory vzniku: chlorované organické látky chlorbenzeny chlorfenoly polychlorované bifenyly (PCB) reakci katalyzují kovy - nejvýznamnější je měď ve formě (CuO, Cu2O2) teplotní zóna °C, de-novo syntéza

6 Látky typu PCDD a PCDF - zdroje
spalovny odpadů procesy v metalurgii: z hutnictví např. při výrobě železa a neželezných kovů (mědi, hliníku a zinku) cementářské pece spalující nebezpečné odpady domácí topeniště spalování dřeva a biomasy krematoria požáry

7 Minimalizace vzniku PCDD/F primární opatření
správné vedení spalovacího procesu kontinuální spalovací proces (s nejmen. poč. odstávek) teplotu spalování překračující 850°C, resp.1 100°C snížení přebytku kyslíku v dopalovací zóně vysoké vyhoření odpadů, s co nejmenším zbytkovým uhlíkem snížením obsahu tuhých částic v kouřových plynech odcházejících do atmosféry

8 Technologie snižující PCDD/F sekundární opatření
Aplikace adsorpčních látek nástřik sorbentu do spalin lože se sorbentem Aplikace katalytických reakcí metoda selektivní katalytické redukce tkaninové filtry s katalyzátorem

9 Adsorpční látky pro zachycení PCDD/F
Jako sorbent se nejčastěji používá: aktivní uhlí, hnědouhelný koks Sorbalit (směs vápenného hydrátu 90%, aktivního uhlí %) pro separaci anorganických látek a látek typu PCDD/F pórovitá struktura s povrchem: 300 m2.g-1 hněd.koks, m2.g-1 akt.uhlí fyzikální adsorpce vyrobené z černého nebo hnědého uhlí

10 Technologické řešení separace dioxinů - adsorpční technologie
Blokové schéma nástřiku sorbentu do proudu spalin

11 Technologické řešení separace dioxinů - adsorpční technologie
Dávkování sorbentu před zdržnou komoru

12 Technologické řešení separace dioxinů - adsorpční technologie
Blokové schéma adsorberu - Braunkohlenkoks

13 Technologické řešení separace dioxinů - adsorpční technologie
Adsorber se suvným ložem

14 Technologické řešení separace dioxinů - katalytické technologie
Blokové schéma selektivní katalytické redukce – SCR (zejména pro separaci NOx, sekundárně PCDD/F)

15 Technologické řešení separace dioxinů - katalytické technologie
Blokové schéma kombinovaného filtru

16 Technologické řešení separace dioxinů - katalytické technologie
Metoda záchytu PCDD/F na katalyzátoru umístěném na tkaninovém (kombinovaném) filtru

17 Výhody a nevýhody jednotlivých technologií
Nástřik sorbentu do spalin („suchá“ metoda) + malé rozměry + konstrukčně jednoduší + poměrně nízké investiční náklady + vhodné pro nové spalovny, kde jsou zaručeny nižší vstupní koncentrace kontaminatů - větší spotřeba sorbentu (větší vznik odpadů) - větší náklady na zpracování využitého sorbentu (solidifikace) - používání dražšího sorbentu (směs vápen. substrát + aktivní uhlí) (až 5x dražší oproti hnědouhelném koksu použitém v adsorberu) - vhodné spíše pouze pro nízké vstupní koncentrace dioxinů a HCl, HF, SO2

18 Výhody a nevýhody jednotlivých technologií
Lože s hnědouhelným koksem (adsorber) + větší účinnost (použitelné i pro vysoké vstupní koncentrace dioxinů) + snižuje výstupní zbytkové koncentrace anorganických sloučenin, těžkých kovů a prachu + menší spotřeba sorbentu + menší vznik odpadů (využitý sorbent, lze spalovat ve spal. kde vznikl) + nižší náklady na sorbent + vhodné pro stávající spalovny, které nesplňují nebo obtížně plní emisní limity pro těžké kovy, TZL a plynné kontaminanty - větší rozměry - větší tlaková ztráta (oproti tech. Nástřiku sorbentu do spalin)

19 Výhody a nevýhody jednotlivých technologií
Selektivní katalytická redukce - SCR + bezodpadová technologie + nevyžaduje žádné další vstupní media (sorbent) + snižuje emise oxidů dusíku - větší energetická náročnost (ohřev spalin na provoz. teplotu katalyzátoru 280°C) - omezená životnost katalyzátoru (otrava katalyzátoru) - vysoké investiční náklady

20 Výhody a nevýhody jednotlivých technologií
Tkaninové filtry s katalyzátorem + konstrukčně jednoduší + nevyžaduje žádné další vstupní media (sorbent) - velké investiční náklady - omezená životnost tkaniny s vrstvou katalyzátoru (stejně jako u SCR) - relativně málo provozních zkušeností

21 Děkuji Vám za pozornost