Absorpční čištění spalin vznikajících spalováním odpadů

Abstract

Dizertační práce se zabývá možnými metodami čištění spalin od znečisťujících látek, jako jsou složky kyselé povahy. Pozornost je především věnována mokré metodě čistění spalin, a to zejména v odstraňování oxidu siřičitého (SO2). V úvodu jsou popsány výhody a nevýhody termického zpracování odpadu se zaměřením na produkci nežádoucích znečišťujících látek. V navazující části jsou shrnuty poznatky o hlavních znečisťujících látkách vznikajících při spalování. Je uvedena legislativa platná v ČR, která se týká emisí plynných znečišťujících látek ze spaloven odpadů. Část věnující se způsobům odstraňování škodlivých látek je především zaměřena na absorpční postupy (mokrá resp. polosuchá vypírka) a adsorpční postupy. Dále jsou diskutovány některé moderní technologické postupy, jež jsou charakteristické multifunkčním účinkem, např. odstraňování kyselých složek, těžkých kovů, polychlorované dibenzo-p-dioxinů a dibenzofuranů ze spalin jediným nástřikem suspenze. Z technologií sloužících k odstraňování těžkých kovů je věnována pozornost zejména otázkám odstraňování rtuti ze spalin. Vlastní část práce se opírá o experimentální činnost na zařízení dvoustupňového čištění spalin. Je popsána funkce experimentálního zařízení a metodika měření jednotlivých veličin na experimentálním zařízení i podrobný popis všech zařízení a jejich dílů. Je proveden popis uskutečněných experimentálních měření a jejich vyhodnocení. Souběžně s experimentálními pracemi byl vyvářen simulační model mokrého čištění spalin v programu ChemCad. Na tomto modelu byly zkoumány vlivy jednotlivých provozních parametrů. Práce obsahuje naměřené výsledky, které jsou podkladem pro ověření matematického modelu. Dále je představena bilance těžkých kovů na základě měření na spalovně odpadů. Hlavní přínosy této práce lze shrnout do těchto bodů. Autor navrhl a vytvořil experimentální zařízení dvoustupňového čistění spalin. Vytvoření výpočtu tlakové ztráty pro prototypové zařízení O-element a pro náplňovou kolonu se strukturovanou náplní FLEXIPAC. Vytvoření souboru dat naměřených na experimentální jednotce. Stanovení teploty na výstupu z libovolného aparátu, kde je nastřikována kapalina do proudu teplých spalin. Navržení simulačního modelu, který je identický s experimentálním zařízením, jehož použití umožnilo porovnávat naměřená a vypočtené výsledky a je podkladem pro navrhování průmyslových aplikací. Posledním bodem je vytvoření bilance těžkých kovů na příkladové průmyslové spalovně odpadů.

This doctoral thesis deals with potentials of methods for cleaning of flue gas from pollutants such as acidic components. Wet method of flue gas cleaning is analysed in detail with special focus on elimination of sulphur dioxide (SO2). Introduction presents advantages and disadvantages of thermal processing of waste and production of undesired pollutants. Following parts comprise facts about main pollutants produced from incineration. Legislation providing for emission of gaseous pollutants from incinerators is also given. Chapter concerning methods of pollutants elimination is mostly focused on absorption (wet and/or semidry scrubber) and adsorption methods. Several up-to-date technological procedures are mentioned; they have a multifunctional effect such as elimination of acidic components, heavy metals, polychlorinated dibenzo-p-dioxines and dibenzo-furanes from flue gas using single injection of suspense. Elimination of mercury (Hg) is among the technologies for heavy metal elimination which is described in detail. Main part of the thesis is related to experiments at two-stage flue gas cleaning equipment. Function of this experimental unit is described along with methods for measurement of individual quantities and detailed description of all the equipment and its components. Experimental measurements carried out at this equipment are explicated and assessed. Along with experimental work, the author has created a simulation model of wet flue gas cleaning in ChemCad programme. Particular operational parameters were tested on this model. This thesis contains results of the measurement which provide background for verification of the mathematical model. Further, the balance of heavy metals conducted on the basis of measurements in waste incinerator is displayed. Main contribution of the thesis may be summed up as follows: ­ Author has designed and constructed experimental equipment for two stage flue gas cleaning. ­ He also formed calculation for pressure drop of O-element prototype equipment and for packing column with FLEXIPAC structured packing. ­ He created data file with measurements at the experimental unit. ­ He determined temperature at outlet of a random device where liquid is injected into stream of hot flue gas. ­ He designed a simulation model which is identical with experimental equipment and which usage enabled comparison of measured and calculated data; it also serves as a basis for industrial applications. ­ Last part deals with creation off heavy metals balance in a case industrial waste incinerator.