DE2607716C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von
Schwefeloxiden, insbesondere Schwefeldioxid, aus einem Abgas
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE-OS 22 57 798 ist ein Verfahren zur Entschwefelung
von Abgasemissionen bekannt, bei dem das Abgas in Kontakt mit
einer wäßrigen Suspension von pulverisierter Ofenschlacke gebracht
und durch Regeln der Schlackezufuhr der pH-Wert der
Suspension innerhalb des Bereichs 1,5 bis 4,0 gehalten wird.
Durch anschließende Filterung der wäßrigen Suspension wird
als Festkörper ein gipshaltiges Material erhalten, das für
die Herstellung von Zement und Fasergipsplatten brauchbar
ist.
Es wird berichtet, daß eine Röntgenanalyse von Hochofenschlacke
die Anwesenheit von Ca₂Al₂SiO₇ als hauptsächlichen
Bestandteil anzeigte. Eine als typisch bezeichnete
Zusammensetzung von Hochofenschlacke enthielt SiO₂,
Fe₂O₃, Al₂O₃, TiO₂, MnO, CaO, MgO und andere Bestandteile,
wobei der als CaO ausgedrückte Calciumgehalt etwa
40% betrug.
Bei diesem Verfahren löst sich das SO₂ und SO₃ des
Abgases in Wasser, wobei die schwefelige Säure durch Luft zu
Schwefelsäure oxidiert wird, die dann mit dem Calciumaluminiumsilicat
zur Bildung von Calciumsulfat, Aluminiumsulfat
über Aluminiumoxid und Siliciumdioxid reagiert. Obwohl die
Bildung der Schwefelsäure den pH-Wert der Aufschlämmung senkt
und somit das Auflösen des Schwefeloxids erschwert, soll die
Gegenwart von Aluminiumoxid und Siliciumoxid die Oxidation
der schwefeligen Säure fördern, so daß die Geschwindigkeit
der Entschwefelung des Abgases nicht abnimmt. Bei einem angegebenen
Beispiel dieses Verfahrens entstand ein Produkt,
das etwa 67% CaSO₄ · 2 H₂O enthielt. Es ist ersichtlich,
daß dieses Verfahren zu keinem reinen Gips, sondern aufgrund
der Verwendung von Schlacke als Ausgangsmaterial zu einem mit
anderen festen Bestandteilen verunreinigten Produkt führt.
Dem erfindungsgemäßen Verfahren liegt die Aufgabe zugrunde,
bei der Reinigung von Rauch und Verbrennungsgasen, wobei
insbesondere Schwefeldioxid aus dem Abgas entfernt wird,
einen reinen Gips zu erzeugen, wobei die Nutzung des eingesetzten
Calciums mit erhöhtem Wirkungsgrad erfolgt.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden
Merkmalen des Anspruchs 1. Die Unteransprüche beschreiben
bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens.
Eine Anwendung der Erfindung liegt auf dem Gebiet der
Reinigung von Rauch- oder Verbrennungsgasen, wobei insbesondere
Schwefeldioxid aus dem Abgas entfernt wird und ein Gips
hoher Reinheit als Nebenprodukt erhalten werden kann.
Bei der Entfernung von Schwefeloxiden, insbesondere von
Schwefeldioxid aus einem Verbrennungsgas unter Verwendung
einer eine Kalziumverbindung enthaltenden Aufschlämmung als
Absorptionsmittel, ist es aus wirtschaftlichen Gründen erforderlich,
die Entfernung des Schwefeldioxids sowie die Nutzung
des Kalziums mit erhöhtem Wirkungsgrad durchzuführen.
Soll ferner als Nebenprodukt ein Gips erhalten werden, der
frei von umweltgefährdenden Stoffen ist, so ergibt sich das
Problem der Herstellung eines Gipses von hohem Reinheitsgrad
durch ein einfaches Verfahren unter Verwendung von einfachen
apparativen Mitteln.
Die Verwendung von insbesondere Kalziumkarbonat als Absorptionsmittel
der eine Kalziumverbindung enthaltenden Art führt
zu einer im allgemeinen niedrigen Wirksamkeit bei der Entfernung
von Schwefeldioxid, die nur dadurch erhöht werden
kann, daß das Kalziumkarbonat in großem Überschuß über die
der im Abgas enthaltenen Schwefeldioxidmenge stöchiometrisch
äquivalenten Menge eingesetzt wird. Wird z. B. Kalziumkarbonat
in einer Menge eingesetzt, die der im Abgas enthaltenen
Schwefeldioxidmenge stöchiometrisch äquivalent ist, dann läßt
sich ein Wirkungsgrad bei der Entfernung von Schwefeldioxid
von nur ungefähr 63 bis 83% erzielen. Wird das Kalziumkarbonat
in einer Menge eingesetzt, die das 1,5- bis 2fache der
stöchiometrisch äquivalenten Menge beträgt, um den Wirkungsgrad
bei der Entfernung von Schwefeldioxid zu erhöhen, so
wird dieser zwar bis auf ungefähr 90% erhöht. Wird dabei jedoch
ein Gewinn an Gips als Nebenprodukt erzielt, so verbleibt
nicht umgesetztes Kalziumkarbonat oder Kalziumsulfit als
Verunreinigung im Gips in derart großen Mengen zurück, daß
der Gips zum Gebrauch, z. B. als Zement, Bindemittel, Füllmasse
oder zur Herstellung von Platten, kaum brauchbar ist.
In diesem Fall ist es erforderlich, das nicht umgesetzte
Kalziumkarbonat durch Zugabe zusätzlicher Schwefelsäure zur
Aufschlämmung oder durch Einleitung in die Aufschlämmung von
Schwefeldioxidgas in hoher Konzentration zu neutralisieren
oder das gebildete Kalziumsulfit zu Kalziumsulfat (Gips) zu
oxidieren. Hierfür ist es erforderlich, in zusätzlicher Weise
einen Schwefelsäuretank für die pH-Wertregulierung oder einen
Oxidationstank für einen Druck von 4 bis 6 kp/cm² zu installieren,
wobei die Vorrichtung und der Betrieb kompliziert
werden.
Es ergibt sich somit ein Erfordernis, das Problem der
Erfüllung der oben aufgezeigten gegensätzlichen Bedingungen
auf eine in wirtschaftlichem Maßstab durchführbare Weise zu
lösen.
Die Wirksamkeit der Absorption von Schwefeldioxid wird erhöht
durch die Beimischung eines Alkalimetallsulfats zur Aufschlämmung
der Kalziumverbindung und daß gleichzeitig die
Oxidation von in der Aufschlämmung enthaltenem Sulfit zwecks
Erzeugung eines Gipses von hohem Reinheitsgrad dadurch beschleunigt
wird, daß zusätzlicherweise der Aufschlämmung ein
Mangan(II)-Salz und/oder ein Eisen(III)-Salz zugegeben wird.
Bei dem neuen Verfahren können Kalziumkarbonat und Kalziumhydroxid
als Kalziumverbindung verwendet werden. Dolomit ist
auch verwendbar. Die Auschlämmung weist einen Festkörpergehalt
von 5 bis 10 Gew.-% auf und enthält 1 bis 7 Gew.-%
Natriumsulfat. Dieses Natriumsulfat kann im System an Ort und
Stelle hergestellt werden, z. B. dadurch, daß am Anfang des
Betriebs oder zwecks Nachfüllung einer absorbierenden Aufschlämmung
Natriumhydroxid zugegeben wird. Das heißt, das
Natriumhydroxid wird im Abgas mit Schwefeldioxid umgesetzt,
um Natriumsulfit zu bilden, welches schließlich während der
Zirkulation oxidiert wird unter Bildung von Natriumsulfat.
Während der Zirkulation wird Natriumbisulfat auch zu Natriumsulfat
umgesetzt. Üblicherweise wird konzentrierte Schwefelsäure
(98%) verwendet, aber im Hinblick auf das Wachstum von
Gipskörnern ist ein Konzentrationsbereich von 10 bis 30
Gew.-% H₂SO₄ vorzuziehen.
Falls erforderlich, können Mangansalze, wie Mangan(II)-Sulfat,
Mangan(II)-Chlorid und Mangan(II)-Nitrat oder Eisen(III)-
Salze, wie Eisen(III)-Chlorid, Eisen(III)-Nitrat und Eisen(III)-
Sulfat, als Katalysator zur Beschleunigung der Oxidation
zugegeben werden.
Anhand der beiliegenden Figuren wird im folgenden die
Erfindung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 schematisch ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
einer zur Ausführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens geeigneten Apparatur,
Fig. 2 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen
einem Wirkungsgrad der Schwefeldioxidentfernung und
der Konzentration des Absorptionsmittels in einem
Kalziumkarbonat enthaltenden System und
Fig. 3 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen
dem Wirkungsgrad der Schwefeldioxidentfernung und
der Konzentration des Absorptionsmittels in einem
Kalziumhydroxid enthaltenden System.
In der Fig. 1 ist ein zugrundeliegendes Fließschema einer
Versuchsanlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
dargestellt. Ein Kesselabgas mit einer SO₂-Konzentration
von 1500 ppm, einer O₂-Konzentration von 5 bis 7%
und einer CO₂-Konzentration von 12% wird mit einer Geschwindigkeit
von 1,000 Nm³/h durch die Zuführleitung 1 in
das System eingeführt, einer Absorbiersäule (Waschturm) A zugeleitet
und aus einem Schornstein 2 in die Luft abgelassen.
In diesem Fall ist der Wirkungsgrad der SO₂-Entfernung abhängig von
der Kontaktwirksamkeit zwischen Gas und Flüssigkeit bei der absorbierenden
Aufschlämmung und dem Abgas in der Absorptionssäule A,
und es können entsprechenderweise statt einer auch mehrere Absorptionssäulen
vorgesehen werden.
Eine absorbierende Aufschlämmung wird hergestellt mit einer Natriumsulfatkonzentration
von 3% und einer Kalziumkarbonat- oder Kalziumhydroxidkonzentration
von 5% in einem für die Herstellung des zu zirkulierenden
Absorptionsmittels vorgesehenen Herstellungstank B. Diese
absorbierende Aufschlämmung wird durch die Zuleitung 14 einem
unter der Absorptionssäule A befindlichen Vorratsbehälter C für die
zirkulierende Flüssigkeit zugeführt, aus dem die Aufschlämmung zum
oberen Teil der Absorptionssäule A mittels einer Pumpe 4 durch die
Kreislaufleitung 5 zugeleitet wird. Dadurch wird ein Gas-Flüssigkeitskontakt
zwischen der Aufschlämmung und dem Abgas hergestellt
und das im Abgas enthaltene SO₂ entfernt. In der Fig. 1 sind eine Absorptionssäule
und ein Vorratsbehälter für die zirkulierende Flüssigkeit
getrennt dargestellt. Falls erforderlich, kann jedoch eine andere
Absorptionssäule verwendet werden, deren unterer Teil als Vorratsbehälter
für die zu zirkulierende Flüssigkeit ausgebildet ist.
Die absorbierende Aufschlämmung, in der ein Gas-Flüssigkeitskontakt
hergestellt worden ist, wird durch die Kreislaufleitung 6 dem Vorratsbehälter
C zugeführt. Ein Teil der im Kreislauf geführten Flüssigkeit
wird durch eine Zweigleitung 7 aus der Kreislaufleitung 5 abgezogen
und in einen Reaktor D eingeführt, in dem die im Kreislauf geführte
Flüssigkeit mit einer geringen Menge Schwefelsäure, die aus einer
Schwefelsäurezuführleitung 8 zugegeben wird, und wahlweise mit Luft,
die über geeignete (nicht gezeigte) Mittel eingeperlt wird, umgesetzt
und oxidiert wird, um Gips von hohem Reinheitsgrad zu ergeben. In
diesem Stadium wird SO₂-Gas und CO₂-Gas in sehr geringen Mengen
abgegeben, die dann über die Leitung 3 mit dem Abgas in der Zuführleitung
1 vermischt und der Absorbiersäule 4 zugeführt werden.
Die im Reaktor D erhaltene Aufschlämmung wird von einer Pumpe 9
durch die Leitung 10 abgezogen und einer Festkörper-Flüssigkeit-Trennvorrichtung
E zugeleitet. In diesem Fall kann die Festkörper-Flüssigkeit-
Trennvorrichtung E aus einer Kombination einer Vorrichtung zur
Konzentration der Aufschlämmung, z. B. einem Eindicker und einem
Festkörper-Flüssigkeit-Abtrenner, wie einem Bandfilter oder
einer Siebzentrifuge, bestehen. Wird ein Eindicker verwendet, so kann die am
Boden des Eindickers konzentrierte Aufschlämmung z. B. in einer Siebzentrifuge
behandelt und in Gips und ein Filtrat getrennt werden. Dieses
Filtrat wird zusammen mit der aus dem Eindicker überfließenden Flüssigkeit
durch eine Rückkehrleitung 11 in den Aufbereitungstank B für
die Aufschlämmung zurückgeleitet und auf diese Weise durch den Zusatz
von Kalziumkarbonat oder Kalziumhydroxid als absorbierende Aufschlämmung
wieder generiert. Wird in diesem Fall nur Kalziumkarbonat
oder Kalziumhydroxid zugegeben, so kann das Filtrat theoretisch
so verwendet werden wie es vorkommt, weil das Filtrat sauer ist und
aufgelöstes Natriumsulfat enthält. In der Praxis wird jedoch vorzugsweise
eine kleine Menge Natriumsulfat zugegeben, um die während des
Pumpvorgangs oder des Gebrauchs entstehenden Verluste auszugleichen.
Im Falle einer Ausgleichung kann nicht nur Natriumsulfat, sondern
auch Natriumhydroxid oder Natriumsulfit zugegeben werden. Die letztgenannten
Verbindungen werden im Abgas mit SO₂ umgesetzt, um
Na₂SO₃ oder NaHSO₃ zu bilden und dann mit dem im Abgas enthaltenen
Sauerstoff schließlich Na₂SO₄ zu ergeben. Diese Verbindungen werden
jedoch nicht als Absorptionsmittel für SO₂ zugegeben, sondern als eine
Art von flüssigem Katalysator.
Beim Betrieb der oben beschriebenen Versuchsanlage wird eine absorbierende
Aufschlämmung aus Kalziumkarbonat verwendet, die eine
vorbestimmte Menge an Natriumsulfat als Zugabe enthält und es wird
der Aufschlämmung nach Behandlung des Abgases eine vorbestimmte
Menge an Schwefelsäure zugegeben.
Um die Wirkung des Natriumsulfats beim erfindungsgemäßen Verfahren
aufzuzeigen, zeigt die Fig. 2 vergleichende Ergebnisse in zwei
Fällen, in denen die Absorptionsbehandlung durchgeführt wird unter
Verwendung einer absorbierenden Aufschlämmung, die nur Kalziumkarbonat
enthält (Beispiel 1) und unter Verwendung einer absorbierenden
Aufschlämmung, die Kalziumkarbonat enthält, dem Natriumsulfat
zugegeben ist (Beispiel 2). Bei den Beispielen 1 und 2 wurde keine
Schwefelsäure verwendet. Auch wenn die Zusammensetzung der absorbierenden
Aufschlämmung, wie oben beschrieben, variiert wird,
so wurden die anderen Bedingungen, wie die Behandlungsapparatur,
die Zusammensetzung oder Menge des Abgases, die Menge an zirkulierender
Flüssigkeit usw., analog gehalten zu denjenigen des oben
beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens.
In der Fig. 2 stellt die Ordinate den Wirkungsgrad der SO₂-Entfernung (%)
und die Abszisse das Molverhältnis von CaCO₃ zu SO₂ (%) dar. Die
Kurve X ist eine SO₂-Absorptionskurve für den Fall der Verwendung
einer nur Kalziumkarbonat enthaltenden Aufschlämmung mit einer
Festkörperkonzentration von 5% als absorbierende Aufschlämmung
und die Kurve Y trifft zu für den Fall der Verwendung einer Kalziumkarbonat
enthaltenden Aufschlämmung, der zusätzlicherweise 3% Natriumsulfat
zugegeben worden sind, als absorbierende Aufschlämmung.
Um die erfindungsgemäße Wirkung von Natriumsulfat aufzuzeigen,
werden in ähnlicher Weise in der Fig. 3 vergleichbare Ergebnisse
für zwei Fälle dargestellt, bei denen die Absorptionsbehandlung unter
Verwendung einer nur Kalziumhydroxid enthaltenden absorbierenden
Aufschlämmung (Beispiel 3) und unter Verwendung einer Kalziumhydroxid
enthaltenden Aufschlämmung, der Natriumsulfat zugegeben wurde (Beispiel
4) durchgeführt wird. Bei den Beispielen 3 und 4 wurde keine
Schwefelsäure zugegeben. Es wurden jedoch die anderen Bedingungen
analog denen des oben beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens
gehalten. In der Fig. 3 stellt die Ordinate den Wirkungsgrad der SO₂-
Entfernung (%) und die Abszisse das Molverhältnis von Ca(OH)₂ zu
SO₂ (%) dar. Die Kurve A ist eine SO₂-Absorptionskurve für den Fall,
daß eine nur Kalziumhydroxid enthaltende Aufschlämmung mit einem
Festkörpergehalt von 5% als Absorptionsaufschlämmung verwendet
wird und die Kurve B entspricht dem Fall, in dem eine Kalziumhydroxid
enthaltende Aufschlämmung verwendet wird, der 3% Natriumsulfat zugegeben
worden sind.
Wie aus diesen Ergebnissen hervorgeht, wird die Entfernung von SO₂
deutlich erhöht, wenn Natriumsulfat der Kalziumkarbonat oder Kalziumhydroxid
enthaltenden Aufschlämmung beigegeben wird. Das heißt,
das Natriumsulfat wirkt als eine Art Flüssigkeitskatalysator beim erfindungsgemäßen
Verfahren, wodurch die Wirksamkeit der SO₂-Entfernung
erhöht und gleichzeitig die Oxidation eines Sulfits zum entsprechenden
Sulfat beschleunigt wird, wie dies die folgenden Reaktionsgleichungen
für den Fall der Verwendung von Kalziumkarbonat
zeigen:
CaCO₃ + SO₂ + Aq → CaSO₃ · 1/2 H₂O + CO₂ + Aq (1)
CaSO₃ · 1/2 H₂O + SO₂ + Na₂SO₄ + Aq → CaSO₄ · 2 H₂O + 2 NaHSO₃ + Aq (2)
2 NaHSO₃ + CaCO₃ + Aq → CaSO₃ · 1/2 H₂O + Na₂SO₃ + CO₂ + Aq (3)
Na₂SO₃ + 1/2 O₂ + Aq → Na₂SO₄ + Aq (4)
CaSO₃ · 1/2 H₂O + 1/2 O₂ + Aq → CaSO₄ · 2 H₂O + Aq (5)
Es wurden chemische Analysen des aus der Festkörper-Flüssigkeit-
Trennvorrichtung E gewonnenen Festkörpers bei Anwendung des oben
beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens unter Verwendung von
Kalziumkarbonat sowie der bei den Beispielen 1 und 2 aus der gleichen
Vorrichtung E erhaltenen Festkörper durchgeführt. Die für den Fall
eines Molverhältnisses von CaCO₃ zu SO₂ (%) von 100 erhaltenen Ergebnisse
sind in der folgenden Tabelle aufgeführt:
In dieser Tabelle stellt X das Analysenergebnis für den Fall der Verwendung
einer 5% Kalziumkarbonat enthaltenden Aufschlämmung dar,
zu der jedoch keine Schwefelsäure zugegeben wurde (Beispiel 1). Y ist
das Analysenergebnis für den Fall der Verwendung einer 5% Kalziumkarbonat
und 3% Natriumsulfat enthaltenden Aufschlämmung, wobei
keine Schwefelsäure zugegeben wurde (Beispiel 2). Z-1 ist das Analysenergebnis
für den Fall, in dem das SO₂ unter Verwendung einer 5%
Kalziumkarbonat und 3% Natriumsulfat enthaltenden Aufschlämmung
gewaschen wurde, wonach eine Zugabe von Schwefelsäure erfolgte, deren
Menge 6 Mol-% des Kalziumkarbonats entsprach. Das heißt, es
wurde eine Lösung von 10 Gew.-% Schwefelsäure verwendet. Die Zufuhr
der Schwefelsäure erfolgte mit einer Geschwindigkeit von 3950 g/h
(erfindungsgemäßes Verfahren).
Aus diesen Ergebnissen ist zu ersehen, daß im Falle von X (Beispiel 1)
große Mengen von nicht umgesetztem Kalziumkarbonat und Kalziumsulfit
vorhanden sind, so daß nicht nur eine große Menge an Schwefelsäure
benötigt wird, sondern der Wirkungsgrad der SO₂-Entfernung erreicht
einen Wert von nur 85%, der für die derzeitigen Erfordernisse
zu niedrig ist, während im Falle von Y (Beispiel 2) der Wirkungsgrad
der SO₂-Entfernung groß ist, d. h. er erreicht 95% und es sind nur
geringe Mengen von nicht umgesetztem Kalziumkarbonat und Kalziumsulfit
vorhanden, so daß der Zusatz einer geringen Menge von Schwefelsäure,
wie im Falle von Z-1 (erfindungsgemäßes Verfahren), zu einem
Gips von hohem Reinheitsgrad führt.
Es wurde zusätzlicherweise die Korngrößenverteilung bei den aus der
Festkörper-Flüssigkeit-Trennvorrichtung E gewonnenen Festkörpern
gemessen. Die mittlere Korngröße des Festkörpers betrug ungefähr
40 µm im Falle der Verwendung einer nur Kalziumkarbonat enthaltenden
Aufschlämmung als Absorptionsmittel, während sie im Falle des
Zusetzens von Natriumsulfat und Schwefelsäure zur Kalziumkarbonat
enthaltenden Aufschlämmung ungefähr 90 µm betrug. Aus diesem Ergebnis
geht hervor, daß der im letzteren Fall gewonnene Festkörper
kaum feinkörniges Kalziumkarbonat oder Kalziumsulfit enthielt, und
daß aufgrund der größeren Korngröße des wiedergewonnenen Festkörpers
die Festkörper-Flüssigkeit-Trennvorrichtung kompakt gestaltet
und der Wiedergewinnungsvorgang vereinfacht gestaltet werden kann.
Eine chemische Analyse des aus der Festkörper-Flüssigkeit-Trennvorrichtung
E gewonnenen Festkörpers gemäß dem oben beschriebenen erfindungsgemäßen
Verfahren im Falle der Verwendung von Kalziumhydroxid
und des aus der gleichen Vorrichtung E gewonnenen Festkörpers gemäß
dem Beispiel 4 wurde durchgeführt. Die Ergebnisse sind in der folgenden
Tabelle aufgeführt für den Fall, daß das Molverhältnis von Ca(OH)₂
zu SO₂ (%) 100 beträgt:
Wenn einer absorbierenden Aufschlämmung gemäß der Erfindung Natriumsulfat
zugesetzt wird, so ist die Kesselsteinbildung durch Kalziumsalze
an der Innenwand der absorbierenden Säule geringer als
wenn eine absorbierende Aufschlämmung verwendet wird, die nur Kalziumkarbonat
enthält. Nach ausreichendem Durchwaschen findet kaum
eine Kesselsteinbildung statt. Die Ursache dafür kann darin liegen, daß
die Löslichkeit des Gipses in der Aufschlämmung aufgrund des enthaltenen
Natriumsulfats groß ist, so daß keine fest haftende harte Verkrustung
aus Gips gebildet wird.
Die angegebene Wirkung des Natriumsulfats läßt sich auch mit anderen
Alkalimetallsulfaten, z. B. Kaliumsulfat, erzielen. Im allgemeinen wird
ein Alkalimetallsulfat im Verhältnis von ungefähr 1 bis 7 Gew.-% in der
absorbierenden Aufschlämmung verwendet. Schwefelsäure wird üblicherweise
in einer Menge zugegeben, die äquivalent ist zum nichtreagierten
Kalziumkarbonat oder Kalziumhydroxid oder in einem Überschuß dazu.
Bei der Erfindung sind diese Materialien nur in sehr geringen Mengen
vorhanden, so daß eine nur sehr geringe Menge Schwefelsäure ausreichend
ist.
Beim Kalk-Gipsverfahren, bei dem eine basische Kalziumverbindung
als absorbierende Aufschlämmung verwendet und Gips als Nebenprodukt
erhalten wird, findet im allgemeinen die Zugabe der basischen Kalziumverbindung
in einer stöchiometrisch äquivalenten oder größeren Menge
statt, um die Wirksamkeit der SO₂-Entfernung zu erhöhen und folglicherweise
ist der entstehende Gips durch große Beimengungen von nicht
umgesetzter Kalziumverbindung und nicht oxidiertem Kalziumsulfit verunreinigt.
Zum Zwecke der Neutralisierung und Oxidation dieser Materialien
ist es deshalb notwendig, eine große Menge von Schwefelsäure
zusätzlich dazuzugeben und Druckluft in einer zusätzlich installierten
Oxidationsapparatur einzuführen, wobei die Apparaturen oder deren
Betrieb kompliziert werden oder zu Schwierigkeiten führen. Darüber
hinaus tendiert der Reinheitsgrad des gebildeten Gipses dazu, mit den
Änderungen der zugegebenen Schwefelsäuremengen oder mit Unterschieden
bei den Oxidationsbedingungen zu variieren.
Dagegen wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Wirksamkeit
der SO₂-Absorption bei Verwendung von nur einem stöchiometrischen
Äquivalent an Kalziumkarbonat erhöht, weil ein Alkalimetallsulfat in
der absorbierenden Aufschlämmung enthalten ist und es kann ein Gips
von hohem Reinheitsgrad stetig erhalten werden, weil die Oxidation in
stabiler Weise durch die Zugabe einer geringen Menge von Schwefelsäure
durchgeführt wird. In zusätzlicher Weise ist der Gips so großkörnig,
daß der Festkörper-Flüssigkeit-Trennvorgang sehr leicht ausgeführt
werden kann. Aufgrund des in der absorbierenden Aufschlämmung
enthaltenen Natriumsulfats findet auch kaum eine Kesselsteinbildung
an der Innenwand der Absorptionsapparatur statt. Folglicherweise erweist
die Erfindung der Industrie einen großen Dienst.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung wird der absorbierenden
Aufschlämmung ein Mangansalz, wie Mangan(II)-Sulfat, Mangan(II)-
Chlorid oder Mangan(II)-Nitrat, oder ein Eisensalz, wie Eisen(III)-
Sulfat, Eisen(III)-Chlorid oder Eisen(III)-Nitrat, in einem Verhältnis
von ungefähr 100 bis 4000 ppm zugesetzt.
Claims (6)
1. Verfahren zur Entfernung von Schwefeloxiden, insbesondere
Schwefeldioxid, aus einem Abgas unter gleichzeitiger Gewinnung
eines Gipses hoher Reinheit, bei dem das schwefeloxidhaltige
Abgas mit einer absorbierenden Aufschlämmung aus
Calciumcarbonat, Calciumhydroxid oder Dolomit behandelt und
nach der Behandlung des Abgases der Aufschlämmung Schwefelsäure
in einer der Menge der nicht reagierten Calciumverbindung
äquivalenten oder überschüssigen Menge zugegeben wird,
dadurch gekennzeichnet, daß man eine
Aufschlämmung einsetzt, die einen Festkörpergehalt von 5 bis
10 Gew.-% aufweist und 1 bis 7 Gew.-% Natriumsulfat enthält.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Bildung von Natriumsulfat
in der Aufschlämmung Natriumhydroxid oder Natriumsulfit zugeführt
wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Aufschlämmung im Kreislauf
geführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Aufschlämmung mit
Natriumsulfat ergänzt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Aufschlämmung eingesetzt
wird, die ein Mangan(II)-salz oder ein Eisen(III)-salz
enthält.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Aufschlämmung eingesetzt
wird, die Mangan(II)-chlorid, Mangan(II)-sulfat oder
Mangan(II)-nitrat enthält oder Eisen(III)-chlorid,
Eisen(III)-sulfat oder Eisen(III)-nitrat enthält.
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