DE4338379C2 - Verfahren zum Entfernen von Schwefeldioxid aus einem Gasstrom - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen von Schwefeldioxid aus ei­ nem Gasstrom mittels einer wäßrigen alkalischen Waschflüssigkeit, insbeson­ dere 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, Waschflüs­ sigkeit aus dem Waschkreislauf der ersten Absorptionsstufe zunächst einer Trenneinrichtung zugeführt wird, die die Waschflüssigkeit in einen niedrigkon­ zentrierten ersten Strom und einen hochkonzentrierten zweiten Strom trennt und der hochkonzentrierte zweite Strom der Trenneinrichtung einer Filterein­ richtung zugeführt wird, und wobei Flüssigkeit aus der Filtereinrichtung einer Absorptionsstufe zugeführt wird.

Aus der DE-PS 37 27 801 ist ein gattungsgemäßes Verfahren bekannt, bei dem ein Teil des niedrigkonzentrierten ersten Stromes der Trenneinrichtung zum Anmaischen von Kalk oder Kalkstein eingesetzt wird, um die wässrige al­ kalische Waschflüssigkeit bereitzustellen. Dies bedeutet bei Zugabe des alkali­ schen Absorptionsmittels eine Verdünnung der Waschflüssigkeit des zweiten Absorptionsmittelkreislaufs. Weiterhin wird die in der Filtereinrichtung anfallen­ de Flüssigkeit (Klarlauf) in den Sumpf der ersten Absorptionsstufe zurückge­ führt.

Aus der DE-Z "Staub, Reinhaltung der Luft", Band 46, 1986, Heft 10, S. 10, ist es bekannt, bei Rauchgasentschwefelungsanlagen, die mit einer alkalischen Waschflüssigkeit zur Erzeugung von Gips arbeiten, das Filtergut (Gips) nach dem Abscheiden in einer Filtereinrichtung mit Frischwasser zu waschen. In der DE-PS 37 27 801 findet sich jedoch nur der Hinweis, daß in der Filtereinrich­ tung eine mechanische Entwässerung stattfindet.

Aus der DE-PS 36 07 191 ist ein naßarbeitendes zweitstufiges Entschwefe­ lungsverfahren bekannt, beidem der niedrigkonzentrierte erste Strom der Trenneinrichtung auf eine zweite Trenneinrichtung geführt wird. Der niedrig­ konzentrierte Strom der zweiten Trenneinrichtung, der feinstteilige Festteile und gelöste Salze, insbesondere Chloride, enthält, wird aus dem System entnom­ men und der höherkonzentrierte Strom der zweiten Trenneinrichtung der ersten Absorptionsstufe zugeführt.

Aus der DE-OS 30 11 592 ist ein Verfahren bekannt, bei dem zwischen den Waschkreisläufen der ersten Absorptionsstufe und der zweiten Absorptionsstu­ fe eine Trenneinrichtung eingeschaltet ist, die mit Waschflüssigkeit aus der zweiten Absorptionsstufe beaufschlagt wird und diese in einen niedrigkonzen­ trierten ersten Strom und einen hochkonzentrierten zweiten Strom auftrennt, wobei 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 gattungsge­ mäßen Art anzugeben, bei dem die Bereitstellung der die Waschflüssigkeit der zweiten Absorptionsstufe verdünnenden Flüssigkeit verbessert wird.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in der Filtereinrichtung das Filtergut mit Frischwasser gewaschen wird und Flüssigkeit aus der Filtereinrichtung der zweiten Absorptionsstufe zur Verdünnung ihres Waschkreislaufs zugeführt wird.

Es werden also das Filtrat der mit dem hochkonzentrierten zweiten Strom der Trenneinrichtung beaufschlagten Filtereinrichtung und das vom Waschen des Filterguts stammende Frischwasser ggf. zusammen mit einem Teil des niedrig­ konzentrierten Stroms der Trenneinrichtung zur Verdünnung des Waschkreis­ laufs der zweiten Absorptionsstufe zugeführt. Ein 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.

Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn der Trenneinrichtung hinsichtlich des nied­ rigkonzentrierten Stromes eine zweite Trenneinrichtung nachgeschaltet wird, der Flüssigkeitsstrom zur Verdünnung des Waschkreislaufs der zweiten Ab­ sorptionsstufe zwischen den beiden Trenneinrichtungen abgezogen wird und der hochkonzentrierte Strom der zweiten Trenneinrichtung dem Waschkreis­ lauf der ersten Absorptionsstufe zugeführt wird. Der niedrigkonzentrierte Strom der zweiten Trenneinrichtung wird aus dem Verfahren als Abwasser abgezo­ gen 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 Filtereinrich­ tung werden vorzugsweise Bandfilter eingesetzt. Insbesondere wenn die bei­ den Absorptionsstufen, die ein Doppelkreislaufsystem darstellen, in einen Waschturm übereinander angeordnet sind, ist es zweckmäßig, daß zumindest der zweiten Absorptionsstufe ein gesonderter Waschflüssigkeitstank zugeord­ net 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 Kalk­ steinprodukte, wie Branntkalk oder Kalkhydrat, vorzugsweise Kalkstein einge­ setzt, 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 Entwässerungs­ einrichtung 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.

Gemäß Fig. 1 wird ein schwefeldioxidhaltiges Gas G, insbesondere Rauchgas, einer ersten Absorptionsstufe 1 zugeführt. Das Rauchgas verläßt die erste Ab­ sorptionsstufe 1 und tritt in eine oberhalb der ersten Absorptionsstufe angeord­ nete zweite Absorptionsstufe 2 ein. Die beiden Absorptionsstufen sind vor­ zugsweise in einem Waschturm angeordnet. Der ersten Absorptionsstufe ist ein Waschkreislauf bestehend aus Wäschersumpf 3, Umwälzpumpe 4 mit zuge­ ordneten Rohrleitungen und Sprüheinrichtungen 5 zugeordnet.

Der zweiten Absorptionsstufe ist ein Waschkreislauf bestehend aus einem ge­ sonderten Waschflüssigkeitstank 6, Umwälzpumpe 7 mit zugeordneten Rohrlei­ tungen und Sprüheinrichtungen 8 zugeordnet. Es ist selbstverständlich mög­ lich, anstelle des Wäschersumpfes 3 auch bei der ersten Absorptionsstufe ei­ nen 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 Absorpti­ onsstufe überführt. Bei der gezeigten Ausführungsform wird die Waschflüssig­ keit in den Sumpf 3 eingespeist.

Zur Umwandlung des in der Waschflüssigkeit der ersten Absorptionsstufe ent­ haltenen 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 einer in Fig. 2 näher dargestellten Entwässerungseinrichtung 15 zugeleitet. Die über Leitung 14 herangeführte Waschflüssigkeit wird in einer ersten Trenneinrichtung 20 der Entwässerungseinrichtung 15 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 wird über eine Leitung 26 auf die Leitung 17 geführt. Hieraus ergibt sich, daß in Ab­ hängigkeit von den Verfahrensverhältnissen die Leitung 17 mit dem beider Fil­ trierung anfallenden Flüssigkeitsstrom 26 allein oder zusammen mit einem Teil des niedrigkonzentrierten Stroms der Trenneinrichtung 20 beaufschlagt werden kann. Die für die Verwirklichung dieser 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.

Das Filtergut der Filtereinrichtung 25 wird mit bei 27 herangeführtem Frisch­ wasser gewaschen. Das Waschwasser wird dann ebenfalls als verdünnende Flüssigkeit in die zweite Absorptionsstufe überführt.

Der hochkonzentrierte Strom der zweiten Trenneinrichtung 24 wird zumindest zum Teil der Leitung 16 aufgegeben, die zum Waschkreislauf der ersten Ab­ sorptionsstufe führt. Es ist vorgesehen, diesem Strom über Leitung 28 den Hauptteil des Stroms aus Leitung 23 beizumischen, der dann an der Trennein­ richtung 24 vorbeigeführt wird.

Der niedrigkonzentrierte Strom der zweiten Trenneinrichtung 24 wird über Lei­ tung 18 als Abwasser abgeführt, während aus der Filtereinrichtung 25 der Feststoff bei 19 abgezogen wird. Es ist für den Fachmann klar, daß die Flüs­ sigkeitsströme 16, 17 und 18 unterschiedlichen Feststoffgehalt aufweisen.

Die beiden Trenneinrichtungen 20 und 24 können auch aus Hydrozyklonsyste­ men aufgebaut werden. Es ist bekannt, Hydrozyklone bzw. Hydrozyklonsyste­ me hintereinanderzuschalten, um Flüssigkeiten aus Rauchgasentschwefe­ lungsanlagen zu bearbeiten (vgl. DE-PS 36 07 191).

Claims (10)

1. Verfahren zum Entfernen von Schwefeldioxid aus einem Gasstrom mittels einer wäßrigen alkalischen Waschflüssigkeit, insbesondere Suspension, in einer ersten Absorptionsstufe (1) und einer dieser gasseitig nachge­ schalteten zweiten Absorptionsstufe (2), wobei Waschflüssigkeit aus dem Waschkreislauf (6, 7, 8) der zweiten Ab­ sorptionsstufe (2) in den Waschkreislauf (3, 4, 5) der ersten Absorptions­ stufe (1) überführt wird, Waschflüssigkeit aus dem Waschkreislauf der ersten Absorptionsstufe zunächst einer Trenneinrichtung (20) zugeführt wird, die die Waschflüssigkeit in einen niedrigkonzentrierten ersten Strom (21) und einen hochkonzentrierten zweiten Strom (22) trennt und der hochkonzentrierte zweite Strom (22) der Trenneinrichtung (20) einer Fil­ tereinrichtung (25) zugeführt wird, und wobei Flüssigkeit aus der Filterein­ richtung (25) einer Absorptionsstufe zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß in der Filtereinrichtung (25) das Filtergut mit Frischwasser gewaschen wird und Flüssigkeit aus der Filtereinrichtung (25) der zweiten Absorpti­ onsstufe (2) zur Verdünnung ihres Waschkreislaufs (6, 7, 8) zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zumindest ein Teil des niedrigkonzentrierten Stromes zur Verdünnung der Waschflüssigkeit der zweiten Absportionsstufe zugeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Trenneinrichtung hinsichtlich des niedrigkonzentrierten Stromes eine zweite Trenneinrichtung nachgeschaltet wird und der Flüssig­ keitsstrom zur Verdünnung des Waschkreislaufs der zweiten Absorpti­ onsstufe zwischen den beiden Trenneinrichtungen abgezogen wird, und daß der hochkonzentrierte Strom der zweiten Trenneinrichtung dem Waschkreislauf der ersten Absorptionsstufe zugeführt wird, und der nied­ rigkonzentrierte Strom der zweiten Trenneinrichtung als Abwasser abge­ zogen wird.

4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß als Trenneinrichtungen Hydrozyklone, Zentrifugen oder Eindicker, vorzugsweise Hydrozyklone, und als Filtereinrichtung Bandfilter eingesetzt werden.

5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der zweiten Absorptionsstufe ein gesonderter Waschflüs­ sigkeitstank zugeordnet ist und die in die erste Absorptionsstufe zu über­ führende Waschflüssigkeit, vorzugsweise als Überlauf, aus dem Wasch­ flüssigkeitstank abgezogen wird derart, daß der Verdünnungsflüssig­ keitsstrom als Transportmedium zwischen den beiden Absorptionsstufen dient.

6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Absorptionsstufe oberhalb der ersten Absorptionsstufe an­ geordnet wird.

7. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß Waschflüssigkeiten von Kalkstein oder gebrannten Kalksteinproduk­ ten, wie Branntkalk oder Kalkhydrat, vorzugsweise Kalkstein, eingesetzt werden.

8. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der ersten Absorptionsstufe Oxidationsluft zugeführt wird.

9. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß der zweiten Absorptionsstufe zusätzlich Oxidationsluft zugeführt wird.

10. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß Wasser und Absorptionsmittel zumindest der zweiten Absorptionsstu­ fe zugeführt werden.