DD213358A1 - PROCESS FOR ABSORPTION OF SULFUR DIOXIDE FROM EXHAUST GASES - 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.The invention relates to a process for the absorptive removal of sulfur dioxide from exhaust gases of chemical processes. The aim of the invention is the development of a process which allows sulfur dioxide contained in industrial waste gases to be completely removed by using a readily available and cheap absorbent in existing plants with the least possible expense. The separation should be achieved in the course of the process by complete chemical bonding of the sulfur dioxide. The inventive method is characterized in that d. Exhaust gases are treated with a while flushing ash from coal power plants by clearing the water-ash suspension in a settling tank resulting recirculating Truebwasser and the sulfur dioxide-containing Truebwasser back into the settling tank and brought into contact with the suspended ash.

Description

24. I. 198324. I. 1983

Titel der ErfindungTitle of the invention

Verfahren zur Absorption von Schwefeldioxid aus Abgasen Anwendungsgebiet der ErfindungProcess for the absorption of sulfur dioxide from exhaust gases Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur absorptiven Entfernung von Schwefeldioxid aus Abgasen chemischer Prozos- ·" se.· 10The invention relates to a process for the absorptive removal of sulfur dioxide from exhaust gases of chemical processes

Charakterisierung der bekannten technischen LösungenCharacterization of the known technical solutions

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.It is known that sulfur dioxide can be removed absorptively from exhaust gases produced in many chemical processes with the aid of various detergents. When using pure water as an absorbent has a disadvantageous effect that the absorbed sulfur dioxide is easily-again delivered and that the absorption of water required for the absorption is very high.

'" ) 20 Pur die Absorption von Schwefeldioxid geeignete Waschmittel sind im wesentlichen wäßrige Lösungen von Alkali- und Erdalkalisalaen, Alkalihydroxiden und Ammoniak.For the absorption of sulfur dioxide suitable detergents are essentially aqueous solutions of alkali and alkaline earth, alkali metal hydroxides and ammonia.

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 VerfahrenFor example, DE-OS 18 07 926 describe a process for the separation of sulfur dioxide by sodium, lithium or Berylliusisulfitlauge, DE-OS 31 36 155 a Uaßkalkverfahren, wherein sulfur dioxide is absorbed by extinguishing or quicklime, and DE-OS 31 21 722 a combined lime-gypsum method. In such methods

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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.using alkali or alkaline earth salt solutions caused by the simultaneous absorption of sulfur dioxide and other constituents of the exhaust highly contaminated products whose processing and purification would be very expensive, so that these products are deposited only on dumps. Furthermore, the cost-effective procurement of used salts, for example sodium carbonate, has an economically disadvantageous effect on the respective process; other absorbents on the same basis, for example calcium carbonate, form in the case of supersaturation partially sparingly soluble compounds which are deposited on a wide variety of healds of the absorption plant.

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.Processes using alkali hydroxides as absorbents are characterized in that the sulfur dioxide is completely chemically bound and safely removed from the exhaust gases. However, the reaction products obtained are in many cases not usable Alkalisulfitlaugen whose quality does not meet the requirements due to impurities.

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·The absorption of sulfur dioxide with the aid of ammonia solutions is relatively inexpensive; the process is suitable for the recovery of pure sulfur dioxide, ITach-. however, the extreme odor nuisance "" 'due to the detergent and the high costs of the further processing of the resulting sulfite liquor are in part

Ziel der ErfindungObject of the invention

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.The object of the invention is the development of a process for the absorption of sulfur dioxide from flue gases of chemical processes, which makes it possible to completely remove the sulfur dioxide using a readily available and cheap absorbent in existing plants with the least cost.

- 3 Darlegung des Wesens der Erfindung- 3 Presentation of the essence of the invention

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.The object of the invention is to achieve complete chemical bonding of the sulfur dioxide contained in industrial exhaust gases by treatment with suitable means in the course of several process steps.

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.Surprisingly, it has been found that sulfur dioxide contained in industrial waste gases is completely chemically bound and thus removed when .the exhaust gases in a known absorption system with a recirculating turbid water resulting from the rinsing of ash from coal power plants by clarifying the water-ash suspension in a settling tank treated as an absorbent and the sulfur dioxide contained turbid water is fed back into the settling tank and brought into contact with the suspended ash.

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«The turbid water used in the process according to the invention is a recirculating ash-flushing water. With the help of this murky water, the ashes produced in coal-fired power plants are flushed; the resulting water-ash suspension is then clarified by standing in settling tanks. After the clarification, the. Rinsing the settled ash to the landfill and returning the clarified water to the power plant. The turbid water has a pH of 10 to 14; the alkalinity content is characterized by a P - value in the range of 32 to 54 m eq 1 and an M value in the range of 34 to 59 m eq 1 «

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-% sonstigenThe ash dissolved in a small amount in turbid water is composed of 9 to 16% by mass of silicon dioxide, 5 to 10% by mass of aluminum oxide, 1 to 4% by mass of 3-iron (III) oxide, 34 to 47% by mass of calcium oxide, 4 up to 5% by mass of magnesium oxide, 1o to 22% by mass of sulphates and 5 to 22% by mass of other

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,Compounds, such as inerts and alkalis, together The sulfur dioxide-containing industrial waste gases are treated in an existing absorption plant in a known manner with the turbid water as an absorbent, wherein the turbid water in 2 to 10-fold excess, based on the theoretical amount required, is added , Bs was found that 100 parts by mass of turbid water completely absorb 4 parts by mass of sulfur dioxide at room temperature and normal pressure. The largest part of the sulfur dioxide is already chemically bound by the alkaline capacity of the turbid water, while the remaining part is present as sulfur dioxide physically dissolved in turbid water. After absorption, the "turbid water" with the completely absorbed sulfur dioxide is returned to the settling tank and the water Ash suspension added »The so far only physically dissolved sulfur dioxide is completely chemically bound by the alkaline components of the ash,

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.The inventive method is with very little technical effort in existing absorption systems, which were previously operated with other absorbents, such as sodium hydroxide, applicable. The turbid water used as an absorber is extremely inexpensive and available in very large quantities. The exhaust gases completely freed from sulfur dioxide in the result of the process according to the invention can, unless further treatment or utilization is provided, be supplied to the ambient air, the concentration of sulfur dioxide in the air being at most 0.15 mg sulfur dioxide per air.

Ausführungsb e isp ieI 35Execution is 35

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment.

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 AlkalitätsgehaltThe absorbent used is a cloudy water which, when washed ash, is produced from a power plant fired with lignite coal by clarifying the water-ash suspension in a sedimentation tank

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ist durch einen ρ-Wert von.40 m val 1 und einen M-Wert von 43 m val 1 gekennzeichnet.is characterized by a ρ value of 40 m val 1 and an M value of 43 m val 1.

Einer bisher mit Natronlauge als Absorptionsmittel be-One previously used with caustic soda as an absorbent

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-fachein3 - 1 driven Absorptionslage 4,600 et h of a resulting in the Oleuinraffination of mineral oils exhaust gas with a maximum sulfur dioxide content of 4 YoI ♦ -% supplied. The turbid water is taken from the settling tank for the water-ash suspension and in 4-fold

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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.Excess pumped into the absorption tower in an amount of 40 m h. The turbid water sprayed via nozzles comes into contact with the exhaust gas entering the bottom of the absorption tower and completely absorbs the sulfur dioxide in chemically bound and physically dissolved 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.The turbid water loaded with sulfur dioxide is pumped back into the settling tank and introduced into the water-ash suspension, wherein the physically dissolved sulfur dioxide from the alkaline reserve of the suspended ash is completely converted chemically.

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.The chemical reaction products settle in the tank and are flushed to the landfill together with the suspended ash. The turbid water freed of sulfur dioxide and of the reaction products in the sedimentation tank is then passed back into the absorption plant. The purified exhaust gas is supplied to the ambient air; the sulfur dioxide concentration is at most 0.11 mg sulfur dioxide per m air.

Claims (2)

SrfindungsanspruchSrfindungsanspruch 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.1 * Process for the absorption of sulfur dioxide from exhaust gases with the aid of alkaline reacting, present as an aqueous solution, characterized in that the exhaust gases in a per se known absorption system with a while rinsing ash from Kohlekraf tv / erk en by clarifying the water-ash Suspension in a settling tank resulting recirculating turbid water are treated as an absorbent and the sulfur dioxide contained turbid water fed back into the settling tank and brought into contact with the suspended ash. 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,2. The method according to item 1, characterized in that the turbid water used as the absorbent has a pH of 10 to 14 and an alkalinity content with a P-'fert of 32 to 54 m val 1 and a H - / ert of 34 to 59 val 1 ~ * ¹ has,