DE3530079A1 - Verfahren und vorrichtung zur verringerung des so(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts)-gehalts von rauchgasen - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur verringerung des so(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts)-gehalts von rauchgasenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verringerung des
SO2-Gehalts von Rauchgasen, die bei der Verbrennung von
Sulfitablaugen anfallen, wobei die Rauchgase nach einer
Trockenentstaubung in mehreren Stufen der Kühlung und
Absorption unterworfen werden und eine Absorptionssäure
gewonnen wird.
Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur
Rauchgasentschwefelung mit mindestens einer Kühleinrichtung,
mindestens einer Absorptionseinrichtung, mindestens einer
Einrichtung zum Zuführen von unverbrauchtem Absorptionsmittel
in mindestens eine Absorptionseinrichtung und mindestens
einer Einrichtung zur Gewinnung einer
Absorptionssäure.
Bei der Herstellung von Zellstoff nach einem Sulfitverfahren
fallen erhebliche Mengen an Ablauge an, die sowohl aus
wirtschaftlichen als auch aus Gründen des Umweltschutzes
aufgearbeitet werden.
Nach einem bekannten Aufarbeitungsverfahren werden die
Ablaugen verbrannt und die entstehenden Rauchgase gereinigt.
Die Hauptbestandteile der Rauchgase sind bei Verwendung einer
Magnesium-haltigen Rohsäure als Aufschlußsäure MgO und
SO2, welche nach Aufarbeitung zu Mg(HSO3)2 wieder in den
Aufschlußkreislauf zurückgeführt werden. Durch diese
Zurückführung kann ein Teil der Chemikalien rückgewonnen werden
und die Umweltbelastung wird verringert. Der letzte
Aspekt gewinnt im Zuge immer strenger werdender Umweltschutzbestimmungen
zur Reinhaltung der Luft zunehmend an
Bedeutung.
Bei einem bekannten Verfahren werden die bei der Verbrennung
der Ablaugen anfallenden Rauchgase zunächst auf eine für die
nachfolgende Absorption optimale Temperatur abgekühlt. Zu
diesem Zweck werden die Rauchgase in einer geeigneten Einrichtung,
z. B. einem Venturiwäscher, im Gleichstrom zu einer
Flüssigkeit geführt, die als wärmeaufnehmendes Medium
(Wärmeaustauschmedium) fungiert. Bei diesem Medium handelt es
sich meistens um Wasser oder Brüdenkondensat aus der Ablaugeneindickung.
Das Wasser bzw. Brüdenkondensat nimmt bei
der Kühlung neben der Wärme auch etwas SO2 aus den Rauchgasen
auf, so daß eine schwach SO2-haltige Säure entsteht.
Diese wird anschließend, gegebenenfalls nach vorherigem
Passieren eines Wärmeaustauschers, zur letzten Absorptionsstufe
geleitet, wo die Säure mit einer wässrigen Aufschlämmung
eines Absorptionsmittels (meist aus dem bei der
Entstaubung anfallenden Aschen der Rauchgase gewonnen) unter
Bildung einer Absorptionsmittelsuspension vermischt wird.
Unter erster Absorptionsstufe wird hier und im folgenden
die Absorptionsstufe verstanden, in der die Rauchgase zum
ersten Mal mit Absorptionsmittel in Berührung kommen. Entsprechend
ist die letzte Absorptionsstufe die Stufe, in der
die Rauchgase zum letzten Mal in Kontakt mit Absorptionsmittel
kommen, bevor die Abgabe an die Umwelt erfolgt.
Die so erhaltene Absorptionsmittelsuspension wird dann von
einer Absorptionsstufe zur nächsten im Gegenstrom zu den
Rauchgasen aus der Ablaugenverbrennung geführt und entzieht
dabei den Rauchgasen den größten Teil des Schwefeldioxids
(SO2). Während die gereinigten Rauchgase nach der letzten
Absorptionsstufe üher einen Kamin an die Umwelt abgegeben
werden, wird die Absorptionsmittelsuspension nach der ersten
Absorptionsstufe als Absorptionssäure abgezogen und nach
Aufstärkung mit SO2 und anschließender Säureklärung als
Rohsäure für den Sulfitaufschluß verwendet.
Die Aufstärkung mit SO2 ist notwendig, um den pH-Wert der
Absorptionssäure unter 3,7 zu senken. Bei pH-Werten von
mehr als 3,7 treten nämlich bei der anschließenden Säureklärung
hohe Verluste an MgO und S auf. Daher ist es wünschenswert,
den pH-Wert der bei der Absorption gewonnenen
Absorptionssäure so niedrig wie möglich zu halten, um den
Verbrauch an SO2 bei der Aufstärkung zu verringern. Auf der
anderen Seite muß darauf geachtet werden, daß der SO2-Gehalt
der nach erfolgter Absorption an die Umwelt abgegebenen
Rauchgase nicht höher ist als gesetzlich zulässig, insbesondere
unter Berücksichtigung der verschärften gesetzlichen
Bestimmungen zur Luftreinhaltung. Beide Ziele können
dadurch erreicht werden, daß man den SO2-Absorptionsgrad
erhöht, d. h. den bei der Verbrennung anfallenden Rauchgasen
einen höheren Anteil des darin enthaltenen SO2 entzieht.
Dies ist bei den bisher bekannten Verfahren jedoch nur durch
einen entsprechenden apparativen Mehraufwand (zusätzliche
Absorptionsstufen) zu erzielen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Verfügung
zu stellen, das ohne apparativen Mehraufwand einen
höheren SO2-Absorptionsgrad und damit eine geringere
Belastung der Umwelt ermöglicht.
Eine weitere Aufgabe liegt darin, den SO2-Verbrauch bei der
Aufstärkung der nach der Absorption gewonnenen Absorptionssäure
zu verringern.
Schließlich ist es auch eine Aufgabe der Erfindung, eine zur
Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung zur
Verfügung zu stellen.
Erfindungsgemäß werden die vorstehenden Aufgaben gelöst mit
einem Verfahren zur Verringerung des SO2-Gehalts von Rauchgasen,
die bei der Verbrennung von Sulfitablaugen anfallen,
wobei die Rauchgase nach einer Trockenentstaubung in mehreren
Stufen der Kühlung und Absorption unterworfen werden
und eine Absorptionssäure gewonnen wird, wobei das Verfahren
dadurch gekennzeichnet ist, daß man bereits in der ersten
Stufe ein Absorptionsmittel einsetzt und die Absorptionssäure
in dieser Stufe gewinnt.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Verbesserung
des SO2-Absorptionsgrads und gleichzeitig eine Verringerung
des SO2-Gehalts der nach der Absorption abgelassenen Rauchgase
ohne zusätzliche Absorptionseinrichtung erreicht. Dies
hat seine Ursache darin, daß die Kühlstufe praktisch als
zusätzliche Absorptionsstufe genutzt wird. Nach der kombinierten
Kühlungs/Absorptionsstufe wird in dieser Stufe die
sogenannte Absorptionssäure gewonnen. Diese enthält als
Hauptbestandteil Bisulfit und, abhängig von den
Reaktionsbedingungen, mehr oder weniger große Mengen an
Sulfat, hingegen, wenn überhaupt, sehr geringe Mengen an
Monosulfit.
Die erfindungsgemäß erhaltene Absorptionssäure unterscheidet
sich von den nach den herkömmlichen Verfahren gewonnenen
Absorptionssäuren durch ihren infolge eines stark erniedrigten
Gehalts an Monosulfit niedrigeren pH-Wert (unter
der Vorraussetzung, daß bei dem herkömmlichen Verfahren
nicht mehr reine Absorptionsstufen verwendet werden als im
erfindungsgemäßen Verfahren). Dies ist auf die erhöhte SO2-
Absorption im erfindungsgemäßen Verfahren zurückzuführen.
Die verstärkte Absorption von SO2 führt nämlich zu einer
stärkeren Umwandlung von Monosulfit in Bisulfit und
damit zu einer Erniedrigung des pH-Werts der Absorptionssäure.
Der niedrige pH-Wert der erfindungsgemäß erhaltenen Absorptionssäure
wirkt sich günstig auf den SO2-Verbrauch bei der
Aufstärkung derselben aus. Wie bereits erwähnt, muß der
pH-Wert der Absorptionssäure unter 3,7 gesenkt werden, damit
bei der anschließenden Säureklärung die Verluste an
Chemikalien nicht zu hoch werden. Die zur Erreichung eines
pH-Werts von 3,7 oder darunter erforderliche Menge an SO2
ist aber um so geringer, je niedriger der pH-Wert der
aufzustärkenden Absorptionssäure ist.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt
darin, daß der SO2-Gehalt der Rauchgase, die über eine
Kamin an die Umwelt abgegeben werden, gegenüber den Rauchgasen,
die in herkömmlichen Verfahren (d. h. ohne kombinierte
Kühlung/Absorption) erhalten werden, deutlich verringert
ist. Dies hat zum einen seine Ursache darin, daß durch die
Kombination Kühlung und Absorption praktisch eine zusätzliche
Absorptionsstufe erhalten wird, zum anderen darin,
daß auch der Wirkungsgrad der einzelnen Absorptionsstufen
selbst gegenüber herkömmlichen Verfahren verbessert ist.
Der Wirkungsgrad eines Absorptionsvorgangs hängt von den
Konzentrationsunterschieden des absorbierenden Stoffes im
abgebenden und im aufnehmenden Medium ab. Je größer dieser
Konzentrationsunterschied ist, desto größer ist auch die
Triebkraft für den Absorptionsvorgang und damit dessen
Wirkungsgrad. Beim herkömmlichen Verfahren wird in die
letzte absorptionsstufe bereits eine schwach SO2-haltige
Säure eingeführt, die aus der Kühlstufe erhalten wurde.
Damit sind jedoch die Triebkraft und der Wirkungsgrad der
SO2-Absorption dieser letzten Absorptionsstufe geringer als
beim erfindungsgemäßen Verfahren, bei dem ein fast SO2-freies
Absorptionsmittel in der letzten Absorptionsstufe eingesetzt
wird. Als direkte Folge ist der SO2-Gehalt der nach
der letzten Absorptionsstufe an die Luft abgegebenen Rauchgase
gegenüber den herkömmlichen Verfahren verringert. Dies
ist besonders angesichts der ständig strenger werdenden
Luftreinhaltungsvorschriften von großer Bedeutung.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das Absorptionsmittel
in einer oder mehreren Stufen umgewälzt, wobei in
jedem Fall in der ersten Stufe eine Umwälzung erfolgt.
Durch die Umwälzung in der ersten Stufe wird neben der
Absorption von SO2 gleichzeitig eine Abkühlung der Rauchgase
erreicht, so daß die Zuführung von Wasser und/oder Brüdenkondensat
zur Kühlung entfällt.
Durch die Umwälzung in mehreren Stufen wird eine Verlängerung
der Kontaktzeit des Absorptionsmittels mit den Rauchgasen
und damit eine bessere Absorption erreicht.
Vorzugsweise wird bei der Umwälzung in den einzelnen Stufen
unverbrauchtes Absorptionsmittel zugegeben, wodurch eine
teilweise Regenerierung des Absorptionsmittels erreicht
wird. Die Steuerung der Zugabe erfolgt in Abhängigkeit von
der SO2-Beladung des Absorptionsmittels, die durch Messung
einer geeigneten Regelgröße, wie z. B. dem pH-Wert des umgewälzten
Absorptionsmittels, verfolgt wird.
Die bei der Zugabe von unverbrauchtem Absorptionsmittel
ablaufenden Vorgänge lassen sich am Beispiel von Mg(OH)2, dem
bevorzugt verwendeten Absorptionsmittel, wie folgt
erläutern.
Frisches Mg(OH)2 nimmt beim Kontakt mit den Rauchgasen SO2
auf, wobei nach
Mg(OH)2 + 2 SO2 → Mg(HSO3)2
eine Lösung von Magnesiumbilsulfit entsteht. Dabei
sinkt der pH-Wert des Absorptionsmittels und damit dessen
Absorptionsfähigkeit. Durch Zugabe von frischem Mg(OH)2
bei der Umwälzung in den einzelnen Stufen läuft folgende
Reaktion ab:
Mg(HSO3)2 + Mg(OH)2) → 2 MgSO3 + 2 H2O
d. h. es entsteht Monosulfit, was mit einem Anstieg des pH-
Werts und damit einer Steigerung des Absorptionsvermögens
verbunden ist. Das nach der letzten Gleichung gebildete
MgSO3 reagiert mit dem SO2 in den Rauchgasen wieder unter
Bildung von Magnesiumbisulfit nach
MgSO3 + H2O + SO2 → Mg(HSO3)2
was wiederum ein Absinken des pH-Werts zur Folge hat.
Vorzugsweise wird die Mg(OH)2-Zugabe bei der Umwälzung so
gesteuert, daß der pH-Wert des umgewälzten Absorptionsmittels
in der ersten Stufe unter 5,0 gehalten wird. Dies hat den
Vorteil, daß die abgezogene Absorptionssäure einen entsprechend
niedrigen pH-Wert aufweist, und der SO2-Verbrauch
bei der Aufstärkung deutlich verringert wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden die Rauchgase
und das Absorptionsmittel im Gegenstrom geführt. Dies
bedeutet, daß nur in der letzten Absorptionsstufe ein
hoher Verbrauch an unverbrauchtem Absorptionsmittel aus
der jeweils nachfolgenden Stufe verwendet wird. In der
ersten Absorptionsstufe wird also das aus der zweiten Stufe
erhaltene Absorptionsmittel, in der zweiten Absorptionsstufe
das aus der dritten Absorptionsstufe erhaltene
Absorptionsmittel usw. eingesetzt. Wie bereits erwähnt, wird
vorzugsweise bei der Umwälzung des Absorptionsmittels
unverbrauchtes Absorptionsmittel zugegeben.
Das Absorptionsmittel kann grundsätzlich in jeder Form eingesetzt
werden. bevorzugt wird es jedoch als Suspension
verwendet. Die Absorptionsmittelsuspension kann durch
direkte Suspendierung des Absorptionsmittels in einer
Flüssigkeit oder auf jede andere bekannte Art hergestellt
werden. Bevorzugt verwendet man jedoch eine Aufschlämmung des
Absorptionsmittels und mischt diese mit einer geeigneten
Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser und/oder Brüdenkondensat.
Die Mischung der Absorptionsmittelaufschlämmung mit dem
Wasser und/oder Brüdenkondensat kann vor oder nach der Einleitung
in eine Absorptionsstufe erfolgen, bevorzugt führt
man jedoch die Aufschlämmung und das Wasser und/oder Brüdenkondensat
getrennt der letzten Absorptionsstufe zu und
mischt die beiden Komponenten anschließend.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird als
Absorptionsmittel Mg(OH)2 verwendet, grundsätzlich sind jedoch
alle Absorptionsmittel geeignet, die SO2 absorbieren, wie
z. B. andere Erdalkalihydroxide oder Alkalihydroxide.
Bei der Verwendung von Mg(OH)2) als Absorptionsmittel verwendet
man bevorzugt Rauchgase aus einer Magnesiumsulfit-
Ablaugenverbrennung, da dann das Mg(OH)2) direkt durch Hydratisierung
der bei der Entstaubung der Rauchgase anfallenden
Aschen gewonnen werden kann.
Die Zahl der zur Absorption verwendeten Absorptionsstufen
wird durch den gewünschten Grad der SO2-Absorption festgelegt,
wobei die gesetzlichen Vorschriften zur Luftreinhaltung
beachtet werden müssen. In jedem Fall sind die
erfindungsgemäßen Vorteile bei Kombination von Absorption
und Kühlung in einer Stufe zu erzielen.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Rauchgasentschwefelung
weist mindestens eine Kühleinrichtung, mindestens eine
Absorptionseinrichtung, mindestens eine Einrichtung zum Zuführen
von unverbrauchtem Absorptionsmittel in mindestens
eine Absorptionseinrichtung und mindestens eine Einrichtung
zur Gewinnung einer Absorptionssäure auf, und ist
dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Gewinnung
der Absorptionssäure in der Kühleinrichtung vorgesehen ist
und daß eine Einrichtung zum Transport von Absorptionsmittel
in die Kühleinrichtung angeordnet ist.
Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird bei gleichem
apparativem Aufwand wie nach dem Stande der Technik
eine Erhöhung des SO2-Absorptionsgrads und eine Senkung des
SO2-Gehalts der an die Umwelt abgegebenen Rauchgase erreicht.
Vorzugsweise sind zwischen den Absorptionseinrichtungen
Einrichtungen wie z. B. Leitungen oder Kanäle vorgesehen,
in denen die Rauchgase von einer Absorptionseinrichtung zur
nächsten weitergeleitet werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind auch
Einrichtungen zum Umwälzen des Absorptionsmittels in den
einzelnen Absorptionsstufen vorgesehen.
Vorzugsweise sind zwischen den einzelnen Absorptionseinrichtungen
Verbindungseinrichtungen wie z. B. Verbindungsleitungen
vorgesehen, in denen Absorptionsmittelsuspension
von einer Absorptionseinrichtung in eine andere geleitet
werden kann.
Vorzugsweise handelt es sich bei den Kühl- und/oder
Absorptionseinrichtungen um Venturiwäscher, jedoch sind auch
andere Einrichtungen geeignet, in denen die entsprechende
Wirkung erzielt werden kann.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung
erläutert, in der
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung, und
Fig. 2 eine Vorrichtung nach dem Stand der Technik
zeigen.
Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand der
Fig. 1 beschrieben, wobei Mg(OH)2 als Absorptionsmittel
verwendet wird. Es sei jedoch nochmals darauf hingewiesen,
daß jedes andere SO2-absorbierende Mittel verwendet werden
kann.
In Fig. 1 erkennt man einen Venturiwäscher 101, der als
kombinierte Kühl-/Absorptionsstufe bzw. -einrichtung verwendet
wird, und drei Venturiwäscher, die als Absorptionsstufen
bzw. als Absorptionseinrichtungen eingesetzt
werden.
Rauchgase aus einer Verbrennungseinrichtung (nicht gezeigt)
werden über eine Leitung 105 in den Venturiwäscher 101
und von dort über Leitungen 124-126 in die Venturiwäscher
102-104 geleitet. Über eine Leitung 106 verlassen die
gereinigten Rauchgase die Vorrichtung und werden über einen
Kamin (nicht gezeigt) an die Umwelt abgegeben.
In den Venturiwäscher 104 wird über eine Leitung 111
Frischwasser oder Brüdenkondensat zur Herstellung der
Absorptionsmittelsuspension eingeführt. Im Fall der
Verwendung von Brüdenkondensat durchläuft dieses vor einem
Zugabeventil 123 einen Wärmeaustauscher 112, in dem dem
Brüdenkondensat überschüssige Wärme entzogen wird. Eine
Mg(OH)2-Aufschlämmung gelangt über eine Leitung 115, ein
Ventil 119 und eine Pumpe 110 in eine Leitung 130. In diese
Leitung 130 fließt auch das über Ventil 123 dem Venturiwäscher
104 zugegebene Frischwasser oder Brüdenkondensat,
so daß in der Leitung 130 eine Suspension von
Mg(OH)2) gebildet wird. Die Leitung 130 mündet in eine Düse
im oberen Teil des Venturiwäschers 104, durch die die flüssige
Absorptionsmittelsuspension nach unten in Strömungsrichtung
des über die Leitung 126 einströmenden Rauchgasstroms
eingespritzt wird. Die relativen Geschwindigkeiten
des Gases und der Flüssigkeit sind so gewählt, daß eine
kräftige Turbulenz und eine gute Durchmischung erreicht
wird. Je besser die Durchmischung, desto besser ist der
Absorptionswirkungsgrad.
Das Flüssigkeits/Gasgemisch aus Absorptionsmittelsuspension
und Rauchgas gelangt in einen unteren, konisch zulaufenden
Teil (Sammelbehälter) des Venturiwäschers 104.
Das Flüssigkeitsniveau in diesem Sammelbehälter wird konstant
gehalten, indem über ein Ventil 122 eine solche Menge
Absorptionsmittelsuspension in den Venturiwäscher 103 gelangt,
wie über die Ventile 123 und 119 zugegeben wird.
Die über ein Ventil 122 in den Venturiwäscher 103 gelangende
Absorptionsmittelsuspension enthält Magnesiummonosulfit
und Magnesiumbisulfit, welche bei der Absorption
von SO2 aus den Rauchgasen gebildet wurden. Diese Suspension
gelangt über den Sammelbehälter des Venturiwäschers 103
in eine Ansaugleitung einer Pumpe 109. Vor der Ansaugseite
wird über ein Ventil 118 frische Magnesiumhydroxidaufschlämmung
zugesetzt, welches in der Umlaufleitung 129 mit
in der Suspension enthaltenem Magnesiumbisulfit unter
Bildung von Magnesiummonosulfit reagiert. Diese Reaktion
verläuft sehr schnell und ist praktisch abgeschlossen,
bevor die Absorptionsmittelsuspension am Ende der Leitung
129 über eine Düse in den Venturiwäscher 103 gelangt.
Die Mg(OH)2-Zugabe wird zum Beispiel über den pH-Wert der
umlaufenden Absorptionsmittelsuspension gesteuert.
Wie im Venturiwäscher 104 wird auch im Venturiwäscher 103
das Niveau der flüssigen Absorptionsmittelsuspension durch
Überführen einer dem Zulauf über Ventil 122 entsprechenden
Menge über ein Ventil 121 in Venturiwäscher 102 geregelt.
Die Vorgänge in den Venturiwäschern 103 und 102 entsprechen
den für Venturiwäscher 104 diskutierten, d. h. die
zulaufende Absorptionsmittelsuspension läuft über den
Sammelbehälter des Venturiwäschers 102 in eine Ansaugleitung
einer Pumpe 108. Vor der Ansaugseite der Pumpe 108
wird wiederum Mg(OH)2-Aufschlämmung zugegeben. Diese
Zugabe wird über eine Messung des pH-Werts (nicht gezeigt)
nach der Pumpe 108 geregelt. Über ein Ventil 120 wird das
Niveau der Absorptionsmittelsuspension im Venturiwäscher
102 konstant gehalten, indem Absorptionsmittelsuspension
von Venturiwäscher 102 in den Venturiwäscher 101 geleitet
wird.
Im Venturiwäscher 101 laufen die gleichen Vorgänge ab wie
für den Venturiwäscher 102 beschrieben. Das Niveau in diesem
Venturiwäscher wird jedoch dadurch konstant gehalten,
daß aus einer Leitung 127, in der die Absorptionsmittelsuspension
umgewälzt wird, über eine Leitung 113 eine
der über Ventil 120 zuströmenden Menge entsprechende Menge
abgezogen und mit Hilfe einer Pumpe 114 zur Rohsäureherstellung
weitergeleitet wird. Die Umwälzung der Absorptionsmittelsuspension
in Venturiwäscher 101 bewirkt eine Kühlung
der anfallenden Rauchgase auf eine für die Absorption
optimale Temperatur. Diese liegt üblicherweise im
Bereich zwischen 50 und 70°C.
Insgesamt gesehen läuft die Absorptionsmittelsuspension
also im Gegenstrom zu den Rauchgasen, in den einzelnen
Venturiwäschern jedoch in gleicher Richtung wie die
Rauchgase.
Fig. 2 zeigt eine aus dem Stand der Technik bekannte
Rauchgasentschwefelungsvorrichtung. Gleiche Endziffern
bedeuten jeweils entsprechende Bauteile wie in Fig. 1.
Wie aus Fig. 2 hervorgeht, wird Frischwasser oder
Brüdenkondensat über eine Leitung 211 in die Ansaugleitung
einer Pumpe 207 gefördert. Diese Pumpe wälzt das Frischwasser
bzw. Brüdenkondensat über eine Kühleinrichtung 212
in einem Venturiwäscher 201
um. Dieser Venturiwäscher 201 dient praktisch ausschließlich
dazu, Rauchgase, die über eine Leitung 205 in den
Venturiwäscher 201 gelangen, auf eine für die nachfolgende
Absorption optimale Temperatur abzukühlen. Dabei nimmt
das umgewälzte Frischwasser bzw. Brüdenkondensat eine
geringe Menge Schwefeldioxid (SO2) auf, so daß eine schwach
SO2-haltige Säure entsteht. Im Gegensatz zur erfindungsgemäßen
Vorrichtung bzw. zum erfindungsgemäßen Verfahren nach Fig. 1
wird dem Venturiwäscher 201 keine bereits SO2-haltige
Absorptionsmittelsuspension zugeführt.
Die bei der Abkühlung der Rauchgase im Venturiwäscher 201
entstehende schwache Säure wird über eine Leitung 2 1 zu
einem Venturiwäscher 204 geleitet, wo sie in analoger
Weise wie für die Vorrichtung der Fig. 1 bzw. das
erfindungsgemäße Verfahren beschrieben, zur Herstellung
einer Absorptionsmittelsuspension verwendet wird. Die
weiteren Verfahrensschritte entsprechen den für Fig. 1
beschriebenen Schritten.
Die bei der Absorption entstehende Absorptionssäure wird
in der in Fig. 2 gezeigten bekannten Vorrichtung jedoch
aus dem Venturiwäscher 202, der dem Venturiwäscher 102
in Fig. 1 entspricht, über eine Leitung 213 abgezogen
und zur Rohsäureherstellung weitergeleitet. Der Vergleich
beider Figuren zeigt, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung
durch die gleichzeitige Nutzung des Venturiwäschers 101
zur Kühlung und zur Absorption bei gleichem apparativem
Aufwand wie in der Vorrichtung nach Fig. 2 eine zusätzliche
Absorptionseinrichtung aufweist. Dies hat einen verbesserten
SO2-Absorptionsgrad und eine verringerte Umweltbelastung
zur Folge.
Das folgende Beispiel verdeutlicht den besseren Absorptionswirkungsgrad
des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber
einem Verfahren nach dem Stand der Technik.
Die Abgase einer Ablaugenverbrennung wurden in einer Vorrichtung
wie in Fig. 1 dargestellt einer Rauchgasentschwefelung
unterworfen.
In den einzelnen Venturiwäschern wurden dabei folgende
pH-Werte der durchlaufenden Absorptionsmittelsuspension
gemessen:
VenturiwäscherpH
1047,8
1036,8
1025,2
1014,8
1047,8
1036,8
1025,2
1014,8
Die aus dem Venturiwäscher 101 abgezogene Absorptionssäure
hatte folgende Zusammensetzung:
Gesamt-SO2-Gehalt: ∼ 2,5 Gew.%
MgO-Gehalt: ∼ 1,2 Gew.%
Monosulfit-Gehalt: ∼ Gew.%
pH-Wert: 4,9
Gesamt-SO2-Gehalt: ∼ 2,5 Gew.%
MgO-Gehalt: ∼ 1,2 Gew.%
Monosulfit-Gehalt: ∼ Gew.%
pH-Wert: 4,9
Die gereinigten Abagse, die über einen Kamin an die Umwelt
abgegeben wurden, wiesen einen SO2-Gehalt von weniger als
300 ppm (parts per million parts) auf.
In einem Kontrollversuch wurden die Abgase in einer
Vorrichtung wie in Fig. 2 dargestellt gereinigt.
Die pH-Werte in den Venturiwäschern 202 bis 204 waren wie
folgt:
VenturiwäscherpH-Wert
2047,8
2036,8
2025,3
2047,8
2036,8
2025,3
Die aus dem Venturiwäscher 202 abgezogene Absorptionssäure
hatte folgende chemische Zusammensetzung:
Gesamt-SO2-Gehalt: ∼2,5 Gew.%
Gesamt-MgO-Gehalt: ∼1,2 Gew.%
Monosulfit-Gehalt: ∼0,5 Gew.%
pH-Wert: 5,3
Gesamt-SO2-Gehalt: ∼2,5 Gew.%
Gesamt-MgO-Gehalt: ∼1,2 Gew.%
Monosulfit-Gehalt: ∼0,5 Gew.%
pH-Wert: 5,3
Die über einen Kamin an die Umwelt abgegebenen gereinigten
Rauchgase hatten einen SO2-Gehalt von mindestens 500 ppm.
Durch den niedrigeren pH-Wert der erfindungsgemäß erhaltenen
Absorptionssäure und dem niedrigeren Rest-SO2-Gehalt
der gereinigten Rauchgase ergibt sich eine erhebliche
SO2-Einsparung durch Verringerung des SO2-Bedarfs bei der
Aufstärkung der Absorptionssäure und verringerte SO2-Verluste
durch die an die Umwelt abgegebenen gereinigten
Rauchgase.
In einer ausgeführten Vorrichtung fallen etwa
26 000 Nm3 Rauchgase pro Stunde zur Reinigung an. Daraus
errechnet sich folgende SO2-Einsparung:
SO2-Gehalt der Rauchgase:
konventionell: 500 ppm, entsprechend 1,43 g/Nm3,
erfindungsgemäß: ≦ωτ300 ppm, entsprechend 0,86 g/Nm3.
SO2-Gehalt der Rauchgase:
konventionell: 500 ppm, entsprechend 1,43 g/Nm3,
erfindungsgemäß: ≦ωτ300 ppm, entsprechend 0,86 g/Nm3.
Daraus ergibt sich eine Differenz von 0,57 g/Nm3 SO2, was
bei 26 000 Nm3 Durchfluß pro Stunde einer SO2-Einsparung
von 14,82 kg entspricht. Umgerechnet auf den Monat ergibt
sich damit bei Dauerbetrieb eine Einsparung von 10,67 t
SO2 pro Monat.
Dieser verringerte SO2-Bedarf und die erheblich geringere
Umweltbelastung stellen einen erheblichen technischen
Fortschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber
dem Stand der Technik dar. Besonders die verringerte
Umweltbelastung ist im Zeitalter ständig steigenden
Umweltbewußtseins und strenger werdender Luftreinhaltungsvorschriften
von entscheidender Bedeutung.
Claims (14)
1. Verfahren zur Verringerung des SO2-Gehalts von Rauchgasen,
die bei der Verbrennung von Sulfitablaugen anfallen,
wobei die Rauchgase nach einer Trockenentstaubung in mehreren
Stufen der Kühlung und Absorption unterworfen werden,
und eine Absorptionssäure gewonnen wird,
dadurch gekennzeichnet, daß man
bereits in der ersten Stufe ein Absorptionsmittel einsetzt
und die Absorptionssäure in dieser Stufe gewinnt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
man das Absorptionsmittel in einer oder mehreren Stufen
umwälzt, wobei in der ersten Stufe in jedem Fall eine
Umwälzung erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man
bei der Umwälzung ab der zweiten Stufe unverbrauchtes
Absorptionsmittel zugibt.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß man den pH-Wert des umgewälzten Absorptionsmittels
in der ersten Stufe unter 0,5 hält.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß man Absorptionsmittel und Rauchgase
im Gegenstrom führt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß man das Absorptionsmittel in Form
einer Suspension einsetzt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
man die Suspension aus einer Aufschlämmung des Absorptionsmittels
und Frischwasser und/oder Brüdenkondensat
herstellt.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
man die Aufschlämmung des Absorptionsmittels und das
Frischwasser und/oder Brüdenkondensat getrennt der
letzten Absorptionsstufe zuführt und in dieser mischt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß man als unverbrauchtes Absorptionsmittel
Mg(OH)2 verwendet.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
man Rauchgase aus einer Magnesiumsulfit-Ablaugenverbrennung
verwendet.
11. Vorrichtung zur Rauchgasentschwefelung mit mindestens
einer Kühleinrichtung (101), mindestens einer Absorptionseinrichtung
(102, 103, 104), mindestens einer
Einrichtung zum Zuführen von unverbrauchtem Absorptionsmittel
(115, 117, 118, 119) in mindestens
eine Absorptionseinrichtung und mindestens eine Einrichtung
(113) zur Gewinnung einer Absorptionssäure, dadurch
gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Gewinnung
der Absorptionssäure (113) in der Kühleinrichtung (101)
vorgesehen ist, und daß eine Einrichtung (120) zum
Transport von Absorptionsmittel in die Kühleinrichtung
(101) angeordnet ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen den Absorptionseinrichtungen Einrichtungen
(124, 125, 126) vorgesehen sind, in denen die Rauchgase
von einer Absorptionseinrichtung zur nächsten Absorptionseinrichtung
geleitet werden.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet,
daß Einrichtungen (107, 108, 109, 110, 127,
128, 129, 130) zur Umwälzung von Absorptionsmittel in
den Absorptionseinrichtungen vorgesehen sind.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß Einrichtungen (120, 121, 122) zur
Weiterleitung von Absorptionsmittel von einer Absorptionseinrichtung
in eine andere vorgesehen sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19853530079 DE3530079A1 (de) | 1985-08-22 | 1985-08-22 | Verfahren und vorrichtung zur verringerung des so(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts)-gehalts von rauchgasen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19853530079 DE3530079A1 (de) | 1985-08-22 | 1985-08-22 | Verfahren und vorrichtung zur verringerung des so(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts)-gehalts von rauchgasen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3530079A1 true DE3530079A1 (de) | 1987-02-26 |
Family
ID=6279132
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19853530079 Withdrawn DE3530079A1 (de) | 1985-08-22 | 1985-08-22 | Verfahren und vorrichtung zur verringerung des so(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts)-gehalts von rauchgasen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3530079A1 (de) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2304784A1 (de) * | 1972-02-04 | 1973-08-09 | Oxysynthese | Verfahren zur industrierauchreinigung von verbrennungsprodukten u. dgl. vor dem ausstoss in die atmosphaere |
DE2407911A1 (de) * | 1973-02-26 | 1974-08-29 | Air Prod & Chem | Verfahren zum waschen von verbrennungsgasen |
DE2408332A1 (de) * | 1973-03-08 | 1974-09-19 | Dravo Corp | Verfahren zur entfernung von schwefeldioxid aus verbrennungsgasen |
-
1985
- 1985-08-22 DE DE19853530079 patent/DE3530079A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2304784A1 (de) * | 1972-02-04 | 1973-08-09 | Oxysynthese | Verfahren zur industrierauchreinigung von verbrennungsprodukten u. dgl. vor dem ausstoss in die atmosphaere |
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DE2408332A1 (de) * | 1973-03-08 | 1974-09-19 | Dravo Corp | Verfahren zur entfernung von schwefeldioxid aus verbrennungsgasen |
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