DE2538187B2

DE2538187B2 - Verfahren zum nassentstauben von gasen

Info

Publication number: DE2538187B2
Application number: DE19752538187
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Mitani, Yoshio, Sagamihara, Kanagawa (Japan)
Priority date: 1974-09-03
Filing date: 1975-08-27
Publication date: 1977-07-07
Also published as: JPS5128263A; DE2538187A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Naßentstauben von Gasen, beispielsweise der Abgase des Trockenofens einer Asphaltfabrik. Der Wirkungsgrad solcher Entstaubungssysteme wird nunmehr jedoch zu einem Problem, da aus Gründen des Umweltschutzes die Bestimmungen hinsichtlich der Staubbeseitigung ständig verschärft werden.

Bei den üblichen Naßentstaubungsanlagen wird Waschwasser in das Abgas gesprüht, wobei die feinen Wassertröpfchen sich an den Staubpartikeln im Abgas kondensieren und mit diesen abtropfen. Das sich daraus ergebende schlammige Wasser wird in einen Absetzbehälter geführt, in welchem sich die Staubpartikeln absetzen können und entfernt werden, wobei das im Behälter verbleibende Wasser als Waschwasser wieder verwendet wird.

Bei den konventionellen Naßentstaubungsanlagen läßt es sich nicht vermeiden, daß in dem Sprühwasser enthaltene Staubpartikeln sich zumindest nach einigen Betriebsstunden nicht vollständig in dem Absetzbehälter sammeln, sondern zum Teil in dem Waschwasser verbleiben. Demzufolge befinden sich auch Staubpartikeln in den feinen Tröpfchen des Waschwassers, welches aus der Düse versprüht wird, wodurch die Staubabscheidefähigkeit verringert wird, verglichen mit dem Fall, in weichern vollkommen sauberes Waschwasser versprüht wird. Wenn die Temperatur des Abgases hoch ist, wird das Waschwasser teilweise in Dampf verwandelt und zusammen mit dem Abgas in die Luft ausgestoßen, wobei die Staubpartikeln in diesem Dampf den Anteil von Staub erhöhen, der in die Atmosphäre ausgestoßen wird.

Zusätzlich verursachen die Staubpartikeln, die in dem wieder verwendeten Waschwasser enthalten sind, eine Abnutzung in der Pumpe des Rezirkulationssystems und/oder in der Sprühdüse, oder sie bleiben im Inneren der Pumpe oder der Düse oder in der Waschwasser-Zuflußleitung hängen, wodurch der Strömungsquerschnitt verringert und das Abscheiden von Staub beeinträchtigt wird mit der Folge, daß die in die Atmosphäre ausgestoßene Staubmenge erhöht wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorher beschriebenen Nachteile der konventionellen Naßentstaubungsanlagen r.u vermeiden und ein Naßentstaubungsverfahren zu schaffen, bei welchem die Menge des in die Atmosphäre ausgestoßenen Staubes dadurch verringert wird, daß sich die in dem Staubschlammwasser enthaltenen Staubpartikeln wirksam in dem h.s Absetzbehälter absetzen können, wodurch verhindert wird, daß Staubpartikeln in dem zurückgeführten Wasser verbleiben und die Wirksamkeit und Lebensdauer der Pumpe und der Düse beeinträchtigen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das die Staubpartikeln enthaltende Schlammwasser auf einen pH-Wert zwischen 6,0 und 8,0 gebracht und darauf mit einem Koagulationsreagenz versetzt wird

Hierdurch wird bewirkt, daß die Staubpartikeln in dem Schlammwasser koagulieren und sich praktisch vollständig in dem Absatzbehälter absetzen, während das in dem Absetzbehälter verbleibende saubere Wasser durch ein Rezirkulationssystem der Düse wieder zugeführt wird, um wieder als Waschwasser in den Gasstrom eingesprüht zu werden.

Zwei Ausführungsbeispiele einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer ersten Vorrichtung und

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer zweiten Vorrichtung.

Es sei zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen, in welcher mit 1 die Naßentstaubungsanlage bezeichnet ist, die eine Kammer 4 aufweist, in welche ein Anschluß 2 mündet, durch den mit Staub versetztes Abgas in die Kammer 4 eingeführt wird. In der Kammer 4 sind eine oder menrere Düsen 3 in einer Ebene oder in mehreren Ebenen angeordnet, durch welche das Waschwasser in das Abgas eingesprüht wird. Von der Kammer 4 geht ein Schornstein 5 aus, durch welchen das gereinigte Abgas in die Atmosphäre entweichen kann. Durch einen Auslaß 6 kann das Schlammwasser in einen Absetzbehälter 7 ablaufen, der durch einen Überlauf mit einem Vorratsbehälter 8 verbunden ist, in den das Waschwasser nach dem Absetzen der Staubparitkeln im Behälter 7 überlaufen kann. Das Waschwasser Rückführsystem 9 weist eine Leitung 10 auf zur Verbindung des Vorratsbehälters 8 mit der Düse 3 und eine Pumpe 11 in der Leitung 10. Mit 12 ist ein Zuführsystem für ein koagulierendes Reagenz bezeichnet, das einen Behälter 13 für das Reagenz aufweist, das durch eine Pumpe 14 einer Düse 15 zugeführt wird. Die Pumpe 14 ist vorzugsweise in der Lage, eine feststehende Menge von koagulierendem Reagenz zu fördern. Die Düse 15 ist vorzugsweise so angeordnet, daß sie das koagulierende Reagenz in das Schlammwasser zwischen dem Auslaß 6 und dem Absetzbehälter 7 einsprüht, wie in Fig. 1 dargestellt, oder direkt in die Kammer 4 oder auch direkt in den Absetzbehälter 7.

Durch das Koagulationsreagenz, das in das mit den Staubpartikeln beladene Schlammwasser eingesprüht wird, wird in später noch zu beschreibender Weise erreicht, daß sich die Staubpartikeln zu größeren Flocken zusammenballen, die in dem Absetzbehälter 7 zu Boden sinken und auf einfache Weise abgepumpt werden können.

In Fig.2 ist dagegen ein eigenes Gefäß 16 vorgesehen, in welches koagulierendes Reagenz aus dem Behälter 13 über die Pumpe 14 durch die Düse 15 eingesprüht wird und das zwischen einem weiteren Mischtank 17 und dem Absetzgefäß 7 angeordnet ist. In dem Tank 17 wird der pH-Wert des Schlammwassers entsprechend dem verwendeten Koagulations-Reagenz eingestellt, und zwar durch Zuführung einer entsprechenden Reagenz aus dem Tank 18 über die Düse 19. In dem Tank 17 und in dem Behälter 16 sind Rührwerke 20 vorgesehen. Eine Schlammpumpe 21 im Absetzbehälter 7 pumpt den Schlamm ab und befördert ihn nach außen.

Die in F i g. 2 dargestellte Vorrichtung arbeitet wie

folgt: Der Staub, der in einem Trockenofen einer Asphaltfabrik erzeugt wird, wird mit dem Abgas durch das Trocknungssystern eines Zyklons und mittels eines Abgasgebläses in die Staubwasch- und Samruelkammer 4 eingeführt. Innerhalb der Kammer 4 wird Waschwas- ' ser aus den Düsen 3 abgesprüht, und das mit Staub beladene Abgas wird mit den feinen Wassertröpfchen vermischt, wobei sich die feinen Wassertröpfchen an den Staubpartikeln zu Tropfen kondensieren oder die Staubpartikeln und die Wassertröpfchen zusammensto- « Ben und Tropfen bilden, welche auf den Boden der Kammer 4 fallen, während das vom Staub befreite Abgas durch den Kamin 5 in die Atmosphäre entweichen kann. Das sich am Boden der Kammer 4 sammelnde Schlammwasser wird durch den Auslaß 6 in ι den Tank 17 geführt und dort mit einer ausreichenden Menge eines Neutralisierungsreagenz aus dem Tank 18 und der Düse 19 versetzt und mit Hilfe des Rührwerks 20 verrührt, wodurch der pH-Wert des Schlammwassers auf den gewünschten Wert gebracht wird. Dieser : Neutralisierungsprozeß dient dazu, die Koagulationswirkung des Koaguiationsreagenz zu verbessern und gleichzeitig zu verhindern, daß Korrosion in dem Waschwasser-Rezirkulationssystem 9 und der gesamten Staubwasch- und Sammelanlage 1 eintritt, da in vielen Fällen das Abgas, das durch Verbrennung von Schweröl in dem Trockenofen der Asphaltfabrik erzeugt wurde, große Mengen, beispielsweise von Schwefeloxiden SO χ) enthält, die mit den feinen Wassertröpfchen in der Kammer 4 gemischt werden und eine Ansäuerung des Schlammwassers bewirken. In anderen Fällen ist das Schlammwasser basisch, beispielsweise bei Kalkstein. Der einzustellende pH-Wert variiert entsprechend der Art des verwendeten Koagulationsreagenz, er liegt jedoch zwischen 6,0 und 8,0. Nach Einstellung des pH-Wertes wird das Schlammwasser, beispielsweise durch einen Überlauf, von dem Neutralisationstank 17 in den Koagulationsmischtank 16 überführt, in welchen eine passende Menge von Koagulationsreagenz aus dem Tank 13 durch die Düse 15 mittels der Pumpe 14 eingeführt wird und in welcher dieses Reagenz durch das Rührwerk 20 eingehend mit dem Schlammwasser gemischt wird.

Jedes brauchbare Koagulationsreagenz, beispielsweise anorganischer Art, kann verwendet werden, jedoch werden besonders wirksame wirkungsvolle Ergebnisse durch hochmolekulare Koagulationsreagenzien erzielt. Die Staubpartikeln in dem Schlammwasser sind mit einem Minus-Ion geladen, und sie haften an der Oberfläche der H₂O-Moleküle mit einem Plus-Ion im Wasser. Ohne sich durch direkten Kontakt zu Flocken zusammenzuballen, bleiben diese feinen Staubteilchen in Form von kolloidalen Partikeln bestehen, und sie setzen sich nicht vollständig ab. Durch die Verwendung des Koagulationsreagenz wird das negative Ion der Staubpartikeln neutralisiert, wodurch die Staubpartikeln in direkten Kontakt miteinander kommen und Flocken bilden können, welche sich sehr schnell absetzen. Bei einem hochmolekularen Koagulationsreagenz wird zusätzlich die Wirkung erzielt, daß es auch größere Abstände zwischen Staubpartikeln überbrückt und dadurch bewirkt, daß die Flocken größer werden. Nach gleichförmiger Mischung mit dem Koagulationsreagenz wird das Schlammwasser beispielsweise durch einen Überlauf von dem Mischtank 16 in den Absetzbehälter 7 überführt, in welchem sich die Staubpartikeln sofort abzusetzen beginnen. Dabei findet eine Ablagerung sogar der feinsten Staubpartikeln statt, deren natürliche Sedimentation bisher schwierig war. Die abgesetzten Partikeln können zu größeren Gebilden koagulieren.

Das aufgrund der Sedimentation der Staubpartikeln erzeugte saubere Wasser fließt in den Vorratstank 8 über und wird von dort durch das Rezirkulationssystem 9 mittels der Pumpe 11 wieder den Düsen 3 in der Staubwasch- und Sammelkammer 4 zugeführt. Die abgesetzten Staubpartikeln in Form und Flocken werden durch die Schlammpumpe 21 aus dem Absetzbehälter 7 entfernt.

Durch die Erfindung werden die Staubpartikeln in dem Schlammwasser gezwungen zu koagulieren und sich abzusetzen, wie dies beschrieben wurde, so daß nicht nur die feinen Staubpartikeln, die sich bisher nicht von selbst absetzten, sondern auch alle anderen Staubpartikeln in dem Schlammwasser sich absetzen, was zur Folge hat, daß ein sehr hoher Wirkungsgrad beim Staubabscheiden erreicht werden kann, ι Ein besonderer Vorzug der Erfindung liegt darin, daß das Waschwasser, das von dem Absetzbehälter der Düse wieder zugeführt wird, keine Staubpartikeln enthält, was dadurch bewiesen wird, daß keine Staubpartikeln in dem Teil des Waschwassers zu finden sind, der aufgrund der hohen Temperaturen des in die Kammer 4 eingeführten Abgases verdampft und zusammen mit dem gereinigten Abgas in die Atmosphäre entlassen wird.

Da keine Staubpartikeln in dem Wasch wasser ο enthalten sind, das von dem Absetzbehälter der Sprühdüse zugeführt wird, wird die Abnutzung bzw. der Abrieb in der Umwälzpumpe und der Sprühdüse verringert. Aufgrund der Neutralisierung des elektrischen Potentials der Staubpartikeln werden diese auch daran gehindert, sich an der Innenfläche der Pumpe, der Düse und der Rohrleitung anzulegen, im Gegensatz zu üblichen Staubabscheidesystemen, wodurch die Umwälzpumpe mit hohem Wirkungsgrad arbeiten und die besten Sprühbedingungen für das Waschwasser aufrechterhalten kann. Gleichzeitig können die Kosten für Ersatz oder Reparatur der Sprühdüse, der Pumpe und der Rohrleitung auf ein Minimum reduziert werden.

Da sich die Staubpartikeln in dem Absetzbehälter aufgrund der Verwendung des Koagulationsreagenz in Form von Flocken absetzen, können die Staubpartikeln sehr leicht mittels einer Schlammpumpe abgepumpt werden, während die Staubabscheidung vonstatten geht, während es bei den üblichen Staubabscheidesystemen notwendig war, die Anlage abzustellen, das in dem Absetzbehälter enthaltene Wasser abzulassen und die Ablagerungen der Staubpartikeln mittels eines Schöpfgefäßes und/oder dergleichen zu entfernen.

Wie vorher erwähnt, können organische und anorganische Koagulierungsmittel verwendet werden, und > zwar auch nichtionisierende sowie Kation-Koagulierungsmittel.

Beispiel

Ein Abgas mit einem Staubanieil von 0,8 bis 2,0 g/m³, ο der sich aus etwa 50 Gew.-% Partikeln unter 5 μπι, etwa 30 Gew.-% Partikeln zwischen 5 und 10 μίτι und Rest Partikeln über 10 μπι zusammensetzt, wurde in einer Entstaubungskammer mit Wasser behandelt, wonach das Abgas mit einem Reststaubanteil von 0,1 bis max. 0,2 g/m³ (Partikelgröße durchwegs unter 5 μηι) entweichen konnte, während das Schiammwasser, das einen pH-Wert von 2,5 bis 3,5 aufwies, zunächst durch Zusatz von 1,5 bis 3 l/m³ Wasser einer 4%igen Ascherkalklö-

J₅

sung auf einen pH-Wert von 7 gebracht wurde. Darauf wurde dem derart neutralisierten Schlammwasser ein Koagulationsreagenz in Form einer 500-ppm-Lösung von Polyacrylamid und einer Menge von 1,5 bis 3 l/m' zugesetzt. Das Koagulationsreagenz bewirkte, daß sich die Staubpartikeln zu größeren !"locken zusammenballten, die sich sofort absetzten, so daß das Wasser nach dem Absetzen wicdcrverwcndct werden konnte, ohne gleichmäßigen Verschleiß oder eine Verstopfung der Rohrleitungen, Pumpen oder Düsen verursachen zu können.

Hicivii 1 HInIi Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zum Naßentstauben von Gasen, wobei in einen mit Staubpartikeln beiadenen Gasstrom Wasser eingesprüht und das mit Staubpartikeln beladene Wasser einem Absetzbehälter zugeführt wird, aus welchem das Wasser in einem Rezirkulationssystem wieder in den Gasstrom eingesprüht wird, dadurch gekennzeichnet, daß das die Staubpartikeln enthaltende Schlammwasser auf einen pH-Wert zwischen 6,0 und 8,0 gebracht und darauf mit einem Koagulationsreagenz versetzt wird.