DE4338379A1

DE4338379A1 - Verfahren zum Entfernen von Schwefeldioxid aus einem Gasstrom

Info

Publication number: DE4338379A1
Application number: DE19934338379
Authority: DE
Inventors: Helmut Dreuscher; Ulrich Dr Ing Willibald
Original assignee: L&C Steinmueller GmbH
Current assignee: Hitachi Zosen Inova Steinmueller GmbH
Priority date: 1993-11-10
Filing date: 1993-11-10
Publication date: 1995-05-11
Anticipated expiration: 2013-11-11
Also published as: DE4338379C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen von Schwefeldioxid aus einem Gasstrom mittels einer wäßrigen alkalischen Waschflüssigkeit, insbesondere Suspension, in einer ersten Absorptionsstufe und einer dieser gasseitig nachgeschalteten zweiten Absorptionsstufe, wobei Waschflüssigkeit aus dem Waschkreislauf der zweiten Absorptionsstufe in den Waschkreislauf der ersten Absorptionsstufe überführt wird, Waschflüssigkeit aus dem Waschkreislauf der ersten Absorptionsstufe einer Entwässerungseinrichtung zugeführt wird, Flüssigkeit aus der Entwässerungseinrichtung in den Waschkreislauf der ersten Absorptionsstufe zurückgeführt wird und bei dem der zweiten Absorptionsstufe ein Flüssigkeitsstrom zugeführt wird, der die Waschflüssigkeit des zweiten Waschkreislaufs verdünnt.

Aus der DE-PS 30 11 592 ist ein solches Verfahren bekannt, bei dem zwischen den Waschkreisläufen der ersten Absorptionsstufe und der zweiten Absorptionsstufe eine Trenneinrichtung eingeschaltet ist, die mit Waschflüssigkeit aus der zweiten Absorptionsstufe beaufschlagt wird und diese in einen niedrigkonzentrierten ersten Strom und einen hochkonzentrierten zweiten Strom auf trennt, wobei gemäß Fig. 1 der niedrigkonzentrierte Strom der zweiten Absorptionsstufe zugeführt wird. Für die Zuführung eines aus Waschflüssigkeit abgeleiteten verdünnenden Flüssigkeitsstroms für die zweite Absorptionsstufe ist somit eine gesonderte Trenneinrichtung erforderlich.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren der gattungsgemäßen Art anzugeben, bei dem die Bereitstellung eines verdünnenden Flüssigkeitsstroms vereinfacht wird.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß als verdünnender Flüssigkeitsstrom der zweiten Absorptionsstufe Flüssigkeit aus der Entwässerungseinrichtung zugeführt wird.

Es wird also ein bei der Verfahrensführung sowieso anfallender Flüssigkeitsstrom für die Verdünnung der Waschflüssigkeit der zweiten Absorptionsstufe eingesetzt. Eine solche Verdünnung ist stets dann erforderlich, wenn es bei Reinigung eines Gases mit hoher SO₂-Beladung zu einer entsprechend hohen Feststoffbeladung der Waschflüssigkeit der zweiten Absorptionsstufe kommt. Die Entwässerungseinrichtung ist erforderlich, um die Feststoffe aus der Waschflüssigkeit der ersten Absorptionsstufe zu entfernen.

Vorzugsweise wird in der Entwässerungseinrichtung die Waschflüssigkeit zunächst einer Trenneinrichtung zugeführt, die die Waschflüssigkeit in einen niedrigkonzentrierten ersten Strom und einen hochkonzentrierten zweiten Strom auf trennt. Bei der bekannten Verfahrensführung wird der gesamte niedrigkonzentrierte Strom in den Waschkreislauf der ersten Absorptionsstufe zurückgeführt. Im vorliegenden Falle wird zumindest ein Teil des niedrigkonzentrierten Stromes zur Verdünnung der Waschflüssigkeit der zweiten Absorptionsstufe zugeführt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird der hoch konzentrierte zweite Strom der Trenneinrichtung einer Filtereinrichtung zugeführt und es wird bei der Filtrierung anfallende Flüssigkeit zur Verdünnung des Waschkreislaufes der zweiten Absorptionsstufe zugeführt. Üblicherweise wird bei der Verfahrensführung zur Entfernung von Schwefeldioxid das Absorptionsmittel und Frischwasser zumindest dem Waschkreislauf der zweiten Absorptionsstufe zugeführt. Zusätzlich ist es möglich, daß in der Filtereinrichtung das Filtergut mit Frischwasser gewaschen wird. Dieses Frischwasser wird dann als Verdünnungsflüssigkeit mit in die zweite Absorptionsstufe eingetragen.

Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn der Trenneinrichtung hinsichtlich des niedrigkonzentrierten Stromes eine zweite Trenneinrichtung nachgeschaltet wird, der Flüssigkeitsstrom zur Verdünnung des Waschkreislaufs der zweiten Absorptionsstufe zwischen den beiden Trenneinrichtungen abgezogen wird und der hoch-konzentrierte Strom der zweiten Trenneinrichtung dem Waschkreislauf der ersten Absorptionsstufe zugeführt wird. Der niedrigkonzentrierte Strom der zweiten Trenneinrichtung wird aus dem Verfahren als Abwasser abgezogen oder als Wasser im Prozeß weiterverwendet, z. B. als Spülwasser für nicht dargestellte Tropfenabscheider.

Als Trenneinrichtungen eignen sich vorzugsweise Hydrozyklone, Zentrifugen oder Eindicker, wobei die Hydrozyklone bevorzugt werden, und als Filtereinrichtung werden vorzugsweise Bandfilter eingesetzt. Insbesondere wenn die beiden Absorptionsstufen, die ein Doppelkreislaufsystem darstellen, in einen Waschturm übereinander angeordnet sind, ist es zweckmäßig, daß zumindest der zweiten Absorptionsstufe ein gesonderter Waschflüssigkeitstank zugeordnet ist und die in die erste Absorptionsstufe zu überführende Waschflüssigkeit - vorzugsweise als Überlauf - aus dem Waschflüssigkeitstank abgezogen wird derart, daß der Verdünnungsflüssigkeitsstrom als Transportmedium zwischen den beiden Absorptionsstufen dient.

Als Waschflüssigkeiten werden vorzugsweise Kalkstein oder gebrannte Kalksteinprodukte, wie Branntkalk oder Kalkhydrat, vorzugsweise Kalkstein eingesetzt, wobei sich in einer Vielzahl von Anwendungsfällen die Waschflüssigkeit als Suspension darstellt.

Wenn bei der Entschwefelung das sich bildende Sulfit in Sulfat umwandeln soll, ist es zweckmäßig, daß zumindest der ersten Absorptionsstufe Oxidationsluft zugeführt wird, so daß eine sulfathaltige Waschflüssigkeit der Entwässerungseinrichtung zugeführt werden kann.

Unter Umständen ist es auch zweckmäßig, daß auch der Waschflüssigkeit der zweiten Absorptionsstufe Oxidationsluft zugeführt wird.

Die Erfindung soll nun in einer Ausführungsform anhand der beigefügten Fig. 1 und 2 näher erläutert werden.

Fig. 1 zeigt ein Schema zur Darstellung des Grundprinzips der erfindungsgemäßen Verfahrensführung und

Fig. 2 eine besondere Ausführungsform der Entwässerungseinrichtung. Gemäß Fig. 1 wird ein schwefeldioxidhaltiges Gas G, insbesondere Rauchgas, einer ersten Absorptionsstufe 1 zugeführt. Das Rauchgas verläßt die erste Absorptionsstufe 1 und tritt in eine oberhalb der ersten Absorptionsstufe angeordnete zweite Absorptionsstufe 2 ein. Die beiden Absorptionsstufen sind vorzugsweise in einem Waschturm angeordnet. Der ersten Absorptionsstufe ist ein Waschkreislauf bestehend aus Wäschersumpf 3, Umwälzpumpe 4 mit zugeordneten Rohrleitungen und Sprüheinrichtungen 5 zugeordnet.

Der zweiten Absorptionsstufe ist ein Waschkreislauf bestehend aus einem gesonderten Waschflüssigkeitstank 6, Umwälzpumpe 7 mit zugeordneten Rohrleitungen und Sprüheinrichtungen 8 zugeordnet. Es ist selbstverständlich möglich, anstelle des Wäschersumpfes 3 auch bei der ersten Absorptionsstufe einen gesonderten Waschflüssigkeitstank vorzusehen.

Dem Waschflüssigkeitstank 6 wird Frischwasser 9 und Absorptionsmittel 10 zugeführt. Es kann auch dem Sumpf 3 Frischwasser zugeführt werden. In Überlaufanordnung wird aus dem Waschflüssigkeitstank 6 über Leitung 11 Waschflüssigkeit abgezogen und in den Waschkreislauf der ersten Absorptionsstufe überführt. Bei der gezeigten Ausführungsform wird die Waschflüssigkeit in den Sumpf 3 eingespeist.

Zur Umwandlung des in der Waschflüssigkeit der ersten Absorptionsstufe enthaltenen Sulfits in Sulfat wird dem Wäschersumpf 3 Luft 12 zugeführt. Unter Umständen kann es auch zweckmäßig sein, einen Teil des sich im zweiten Waschkreislauf bildenden Sulfits bereits im Waschflüssigkeitstank 6 in Sulfat umzuwandeln. Zu diesem Zwecke wird bei 13 ebenfalls Luft zugeführt.

Über Leitung 14 wird Waschflüssigkeit aus dem Wäschersumpf 3 der Entwässerungseinrichtung 15 zugeleitet. Ein Teil der mit der Waschflüssigkeit 14 zugeführten Flüssigkeit wird nach Abtrennen von Feststoffen über Leitung 16 in den Waschkreislauf der ersten Absorptionsstufe 1 zurückgeführt. Ein weiterer Flüssigkeitsanteil wird über Leitung 17 als verdünnender Flüssigkeitsstrom dem Waschflüssigkeitstank 6 der zweiten Waschstufe zugeführt. Ein Teil der Flüssigkeit wird über Leitung 18 als Abwasser abgeführt, während der Feststoff bei 19 abgezogen wird. Es ist für den Fachmann klar, daß die Flüssigkeitsströme 16, 17 und 18 unterschiedlichen Feststoffgehalt aufweisen.

In der Fig. 2 ist eine besondere Ausführungsform der Entwässerungseinrichtung 15 dargestellt. Die über Leitung 14 herangeführte Waschflüssigkeit wird in einer ersten Trenneinrichtung 20 in einen niedrigkonzentrierten ersten Strom 21 und einen hochkonzentrierten zweiten Strom 22 aufgeteilt.

Zumindest ein Teil des niedrigkonzentrierten Stromes 21 kann über Leitung 17 als verdünnender Flüssigkeitsstrom dem Waschflüssigkeitstank 6 zugeleitet werden. Der verbleibende Teil wird über Leitung 23 zumindest teilweise einer weiteren Trenneinrichtung 24 zugeleitet.

Der hochkonzentrierte Strom 22 wird einer Filtereinrichtung 25 aufgegeben, z. B. einem Bandfilter. Die bei dem Filtriervorgang anfallende Flüssigkeit kann über eine Leitung 26 auf die Leitung 17 geführt werden. Hieraus ergibt sich, daß in Abhängigkeit von den Verfahrensverhältnissen die Leitung 17 mit einem Teil des niedrigkonzentrierten Stroms der Trenneinrichtung 20 und/oder mit dem bei der Filtrierung anfallenden Flüssigkeitsstrom 26 beaufschlagt werden kann. Die für die Verwirklichung der "und/oder" -Konfiguration erforderlichen Klappen, Ventile sowie Pumpen sind bis auf die Kreislaufpumpen 4 und 7 in den Fig. 1 und 2 der Einfachheit halber nicht mit dargestellt.

Falls es erforderlich ist, kann das Filtergut der Filtereinrichtung 25 mit bei 27 herangeführtem Frischwasser gewaschen werden. Das Waschwasser wird dann ebenfalls als verdünnendes Medium in die zweite Absorptionsstufe überführt.

Der hoch konzentrierte Strom der zweiten Trenneinrichtung 24 wird zumindest zum Teil der Leitung 16 aufgegeben. Es ist vorgesehen, diesem Strom über Leitung 28 den Hauptteil des Stroms aus Leitung 23 beizumischen, der dann an der Trenneinrichtung 24 vorbeigeführt wird.

Die beiden Trenneinrichtungen 20 und 24 können auch aus Hydrozyklonsystemen aufgebaut werden. Es ist bekannt, Hydrozyklone bzw. Hydrozyklonsysteme hintereinanderzu schalten, um Flüssigkeiten aus Rauchgasentschwefelungs anlagen zu bearbeiten (vgl. DE-PS 36 07 191).

Claims

1. Verfahren zum Entfernen von Schwefeldioxid aus einem Gasstrom mittels einer wäßrigen alkalischen Waschflüssigkeit, insbesondere Suspension, in einer ersten Absorptionsstufe und einer dieser gasseitig nachgeschalteten zweiten Absorptionsstufe, wobei Waschflüssigkeit aus dem Waschkreislauf der zweiten Absorptionsstufe in den Waschkreislauf der ersten Absorptionsstufe überführt wird, Waschflüssigkeit aus dem Waschkreislauf der ersten Absorptionsstufe einer Entwässerungseinrichtung zugeführt wird, Flüssigkeit aus der Entwässerungseinrichtung in den Waschkreislauf der ersten Absorptionsstufe zurückgeführt wird und bei dem der zweiten Absorptionsstufe ein Flüssigkeitsstrom zugeführt wird, der die Waschflüssigkeit des zweiten Waschkreislaufs verdünnt, dadurch gekennzeichnet, daß als verdünnender Flüssigkeitsstrom der zweiten Absorptionsstufe Flüssigkeit aus der Entwässerungseinrichtung zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Entwässerungseinrichtung die Waschflüssigkeit zunächst einer Trenneinrichtung zugeführt wird, die die Waschflüssigkeit in einen niedrigkonzentrierten ersten Strom und einen hoch konzentrierten zweiten Strom trennt, und zumindest ein Teil des niedrig-konzentrierten Stromes zur Verdünnung der Waschflüssigkeit der zweiten Absorptionsstufe zugeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der hochkonzentrierte zweite Strom der Trenneinrichtung einer Filtereinrichtung zugeführt wird, und daß Flüssigkeit aus der Filtereinrichtung zur Verdünnung des Waschkreislaufs der zweiten Absorptionsstufe zugeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Filtereinrichtung das Filtergut mit Frischwasser gewaschen wird.

5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Trenneinrichtung hinsichtlich des niedrig konzentrierten Stromes eine zweite Trenneinrichtung nachgeschaltet wird und der Flüssigkeitsstrom zur Verdünnung des Waschkreislaufs der zweiten Absorptionsstufe zwischen den beiden Trenneinrichtungen abgezogen wird, und daß der hochkonzentrierte Strom der zweiten Trenneinrichtung dem Waschkreislauf der ersten Absorptionsstufe zugeführt wird, und der niedrig konzentrierte Strom der zweiten Trenneinrichtung als Abwasser abgezogen wird.

6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß als Trenneinrichtungen Hydrozyklone, Zentrifugen oder Eindicker, vorzugsweise Hydrozyklone, und als Filtereinrichtung Bandfilter eingesetzt werden.

7. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der zweiten Absorptionsstufe ein gesonderter Waschflüssigkeitstank zugeordnet ist und die in die erste Absorptionsstufe zu überführende Waschflüssigkeit, vorzugsweise als Überlauf, aus dem Waschflüssigkeitstank abgezogen wird derart, daß der Verdünnungsflüssigkeitsstrom als Transportmedium zwischen den beiden Absorptionsstufen dient.

8. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Absorptionsstufe oberhalb der ersten Absorptionsstufe angeordnet wird.

9. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß Waschflüssigkeiten von Kalkstein oder gebrannten Kalksteinprodukten, wie Branntkalk oder Kalkhydrat, vorzugsweise Kalkstein, eingesetzt werden.

10. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der ersten Absorptionsstufe Oxidationsluft zugeführt wird.

11. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß der zweiten Absorptionsstufe zusätzlich Oxidationsluft zugeführt wird.

12. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß Wasser und Absorptionsmittel zumindest der zweiten Absorptionsstufe zugeführt werden.