DD213358A1 - Verfahren zur absorption von schwefeldioxid aus abgasen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur absorptiven Entfernung von Schwefeldioxid aus Abgasen chemischer Prozesse. Ziel der Erfindung ist die Entwicklung eines Verfahrens, das es gestattet, in industriellen Abgasen enthaltenes Schwefeldioxid unter Einsatz eines leicht verfuegbaren und billigen Absorptionsmittels in vorhandenen Anlagen mit geringstem Kostenaufwand vollstaendig zu entfernen. Die Abtrennung soll im Verlaufe des Verfahrens durch vollstaendige chemische Bindung des Schwefeldioxids erzielt werden. Das erfindungsgemaesse Verfahren ist dadurch charakterisiert, dass d. Abgase mit einem beim Verspuelen von Asche aus Kohlekraftwerken durch Klaeren der Wasser-Asche-Suspension in einem Absetzbecken entstehenden rezirkulierenden Truebwasser behandelt werden und das Schwefeldioxid enthaltende Truebwasser zurueck in das Absetzbecken geleitet und mit der suspendierten Asche in Kontakt gebracht wird.

Description

24. I. 1983

Titel der Erfindung

Verfahren zur Absorption von Schwefeldioxid aus Abgasen Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur absorptiven Entfernung von Schwefeldioxid aus Abgasen chemischer Prozos- ·" se.· 10

Charakterisierung der bekannten technischen Lösungen

Bs ist bekannt, Schwefeldioxid aus bei vielen chemischen Prozessen entstehenden Abgasen absorptiv mit Hilfe verschiedener Waschmittel su entfernen. Bei der Verwendung von reinem Wasser als Absorptionsmittel wirkt sich nachteilhaft aus, daß das absorbierte Schwefeldioxid leicht -wieder abgegeben wird und daß der zur Absorption erforderliche Wasserverbrauch sehr hoch ist.

'" ) 20 Pur die Absorption von Schwefeldioxid geeignete Waschmittel sind im wesentlichen wäßrige Lösungen von Alkali- und Erdalkalisalaen, Alkalihydroxiden und Ammoniak.

Beispielsweise beschreiben DE-OS 18 07 926 ein Verfahren zur Abtrennung von Schwefeldioxid durch Natrium, Lithium- oder Berylliusisulfitlauge, DE-OS 31 36 155 ein Uaßkalkverfahren, wobei Schwefeldioxid durch Lösch- oder Branntkalk absorbiert wird, und DE-OS 31 21 722 ein kombiniertes Kalk-Gips-Verfahren. Bei derartigen Verfahren

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unter Einsatz von Alkali- oder Erdalkalisalzlösungen entstehen aufgrund der gleichzeitigen Absorption von Schwefeldioxid und anderen Bestandteilen des Abgases stark verunreinigte Produkte, deren Aufarbeitung und Reinigung sehr kostenaufwendig wäre, so daß diese Produkte ausschließlich auf Halden deponiert werden. Desweiteren wirkt sich die kostengünstige Beschaffung von eing©- setzten Salzen, beispielsweise Natriumkarbonat, auf das jeweilige Verfahren wirtschaftlich nachteilig aus; andere Absorptionsmittel auf gleicher Basis, beispielsweise Kalziumkarbonat, bilden bei Übersättigung teilweise schwer lösliche Verbindungen, die sich an den verschiedensten Heilen der Absorptionsanlage ablagern.

Verfahren unter Verwendung von Alkalihydroziden als Absorptionsmittel zeichnen sich dadurch aus, daß das Schwefeldioxid vollständig chemisch gebunden und sicher aus den Abgasen entfernt wird. Die erhaltenen Reaktionsprodukte sind jedoch in vielen Fällen nicht Verwertbare Alkalisulfitlaugen, deren Qualität aufgrund von Verunreinigungen nicht den Ansprüchen genügt.

Die Absorption von Schwefeldioxid mit Hilfe von Ammoniaklösungen ist relativ kostengünstig; das Verfahren ist zur Rückgewinnung von reinem Schwefeldioxid geeignet, ITach-. teilhaft sind dagegen die extreme Geruchsbelästigung ""' durch das Waschmittel und die hohen Kosten der Weiterverarbeitung der entstandenen Sulfitlauge·

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Entwicklung eines Verfahrens zur Absorption von Schwefeldioxid aus Abgasen chemischer Prozesse, das es gestattet, das Schwefeldioxid unter Einsatz eines leicht verfügbaren und billigen Absorptionsmittels in vorhandenen Anlagen mit geringstem Kostenaufwand vollständig zu entfernen.

- 3 Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, durch Behandlung mit geeigneten Mitteln im Verlaufe mehrerer Verfahrensschritte eine vollständige chemische Bindung des:in industriellen Abgasen enthaltenen Schwefeldioxids zu.erzielen.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß in industriellen Abgasen enthaltenes Schwefeldioxid vollständig chemisch gebunden und damit entfernt wird, wenn .die Abgase in einer an sich bekannten Absorptionsanlage mit einem beim Verspülen von Asche aus Kohlekraftwerken durch Klären der Wasser-Asche-Suspension in einem Absetzbecken entstehenden rezirkulierenden Trübwasser als Absorptionsmittel behandelt werden und das Schwefeldioxid enthaltene Trübwasser zurück in das Absetzbecken geleitet und mit der suspendierten Asche in Kontakt gebracht wird.

Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte Trübwasser ist ein rezirkulierendes AscheverSpülwasser. Mit Hilfe dieses Trübwassers wird die in kohlegefeuerten Kraftwerken anfallende Asche verspült; die entstehende Wasser-Asche-Suspension wird anschließend durch Stehenlassen in Absetzbecken geklärt. Uach dem Klärvorgang erfolgt das . Verspülen der abgesetzten Asche zur Deponie und das Zurückführen des geklärten Trübwassers zum Kraftwerk. Das Trübwasser besitzt einen pH-Wert von 10 bis 14; der Alkalitätsgehalt ist durch einen P-"/ert im Bereich von 32 bis 54 m val 1 und einen M-Wert im Bereich von 34 bis 59 m val 1 charakterisiert«

Die im Trübwasser in geringer Menge gelöste Asche setzt sich aus 9 bis 16 Masse-% SliziuEoxid, 5"bis 10 Masse-% Aluminiumoxid, 1 bis 4 Masse-% 3isen(III)-oxid, 34 bis 47 Masse-% Kalziumoxid, 4 bis 5 Masse-% Magnesiumoxid, 1o bis 22 Masse-% Sulfaten und 5 bis 22 Masse-% sonstigen

Verbindungen, wie Inerten und Alkalien, zusammen· Die Schwefeldioxid enthaltenden industriellen Abgase werden in einer vorhandenen Absorptionsanlage in bekannter Weise mit dem Trübwasser als Absorptionsmittel behandelt, wobei das Trübwasser in 2- bis 10-fachem Überschuß, bezogen auf die theoretisch erforderliche Menge, zugesetzt wird. Bs wurde gefunden, daß 100 Masseteile Trübwasser 4 Masseteile Schwefeldioxid bei Raumtemperatur und Normaldruck vollständig absorbieren. Der größte Teil des Schwefeldioxids wird von der alkalischen Kapazität des Trübwassers bereits chemisch gebunden, während der verbleibende Teil als im Trübwasser physikalisch gelöstes Schwefeldioxid vorliegt, lach erfolgter Absorption wird das "Trübwasser" mit dem vollständig absorbierten Schwefeldioxid wieder in das Absetzbecken zurückgeführt und der Wasser-Asche—Suspension zugegeben» Dabei wird das bisher nur physikalisch gelöste Schwefeldioxid von den alkalischen Bestandteilen der Asche vollständig chemisch gebunden,

Das erfindungsgemäße Verfahren ist mit nur sehr geringem technischen Aufwand in vorhandenen Absorptionsanlagen, die bisher mit anderen Absorptionsmitteln, beispielsweise natronlauge, betrieben wurden, anwendbar. Das als Absorp- _ tionsmittel eingesetzte Trübwasser ist äußerst kostengünstig und in sehr großen Mengen verfügbar. Die im Ergebnis ^des erfindungsgemäßen Verfahrens vollständig vom Schwefeldioxid befreiten Abgase können, sofern keine weitere Behandlung oder Verwertung vorgesehen ist, der Umgebungsluft zugeführt werden, wobei die Konzentration des Schwefeldioxids in der Luft höchstens 0,15 mg Schwefeldioxid pro et Luft beträgt.

Ausführungsb e isp ieI 35

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

Als Absorptionsmittel wird ein Trübwasser eingesetzt, das "beim Yerspülen Von Asche,aus einem mit Rohbraunkohle gefeuerten Kraftwerk durch Klären der Wasser-Asche-Suspension in einem Absetzbecken entsteht. Dieses Trubwasser besitzt einen pH-Wert von 13, äer Alkalitätsgehalt

—1

ist durch einen ρ-Wert von.40 m val 1 und einen M-Wert von 43 m val 1 gekennzeichnet.

Einer bisher mit Natronlauge als Absorptionsmittel be-

3 — 1 triebenen Absorptionslage werden 4 600 et h eines bei der Oleuinraffination von Mineralölen anfallenden Abgases mit einem maximalen Schwefsldioxidgehalt von 4 YoI♦-% zugeführt. Das Trübwasser wird aus dem Absetzbecken für die Wasser-Asche-Suspension entnommen und in 4-fachein

3 —1

Überschuß in einer Menge von 40 m h in den Absorptionsturm gepumpt. Das über Düsen versprühte Trübwasser kommt mit dem am Sumpf des Absorptionsturmes eintretenden Abgas in Kontakt und absorbiert vollständig das Schwefeldioxid in chemisch gebundener und physikalisch gelöster Form.

Das mit Schwefeldioxid beladene Trübwasser wird in das Absetzbecken zurückgepumpt und in die Wasser-Asche-Suspension eingeleitet, wobei das physikalisch gelöste Schwefeldioxid von der alkalischen Reserve der suspendierten Asche vollständig chemisch umgesetzt wird.

Die chemischen Reaktionsprodukte setzen sich im Becken ab und werden gemeinsam mit der suspendierten Asche zur Deponie verspült. Das im Absetzbecken vom Schwefeldioxid und von den Umsetzungsprodukten befreite Trübwasser wird anschließend wieder in die Absorptionsanlage geleitet· Das gereinigte Abgas wird der Umgebungsluft zugeführt; die Schwefeldioxidkonzentration beträgt hierbei höchstens 0,11 mg Schwefeldioxid pro m Luft.

Claims (2)

1. Srfindungsanspruch

   1* Verfahren zur Absorption von Schwefeldioxid aus Abgasen mit Hilfe alkalisch reagierender, als wäßrige Lösung vorliegender Absorptionsmittel, gekennzeichnet dadurch, daß die Abgase in einer an sich bekannten Absorptionsanlage mit einem beim Yerspülen von Asche aus Kohlekraf tv/erk en durch Klären der Wasser-Asche-Suspension in einem Absetzbecken entstehenden rezirkulierenden Trübwasser als Absorptionsmittel behandelt werden und das Schwefeldioxid enthaltene Trübwasser zurück in das Absetzbecken geleitet und mit der suspendier.ten Asche in Kontakt gebracht wird.
2. 2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das als Absorptionsmittel Verwendete Trübwasser einen pH-Wert von 10 bis 14 sowie einen Alkalitätsgehalt mit einem P-'fert von 32 bis 54 m val 1 und einem H-?/ert von 34 bis 59 val 1~*¹ besitzt,