<Desc/Clms Page number 1>
Verfahren zur Entfernung von S02 aus Gasströmen
EMI1.1
<Desc/Clms Page number 2>
versetzt, wodurch sich Ammonsulfat bildet und S02 freigesetzt wird. Falls das gelöste Ammonsulfat nicht direkt in der Düngemittelproduktion weiter verwendet werden kann, wird durch Eindampfen und Kri- stallisieren festes Ammonsulfat hergestellt.
Um das kostspielige Eindampfen zu ersparen, ist schon vorgeschlagen worden, die Wäsche des Ga- ses miteinergesättigten oderweitgehend gesättigtenAmmonsulfatlösung vorzunehmen. Obwohl diese Ab- sorptionsmethode mehr als 30 Jahre bekannt ist, hat das Verfahren keine Verbreitung gefunden, weil Kri- stallisationen in Waschtürmen unvermeidlich sind und grosse Schwierigkeiten verursachen. Das durch den NH g-Zusatz und die S02-Absorption in der Waschflüssigkeit gebildete Sulfit/Bisulfit führt zur direk- ten Aussalzung von festem Ammonsulfat ; weiteres Ammonsulfat wird nach diesem bekannten Verfahren aus der Waschflüssigkeit durch Zusatz von Schwefelsäure und Austreibung des S02 auskristallisiert. Die von S02 befreite Mutterlauge wird dann dem Gaswaschturm wieder zugeführt.
Es ist ferner bekannt, den S02 -Gehalt eines Gasstromes durch Zusatz von Ammoniak in den Gasstrom in einen Nebel überzuführen, in dem SO2 chemisch gebunden ist, und diesen Nebel anschliessend niederzuschlagen. Offenbar wegen der technischen Schwierigkeiten bei einer nassen Gasreinigung hat man die Bildung eines trockenen Nebels angestrebt und diesen Nebel in Elektrofiltern abgeschieden. Der Ammoniakzusatz ins Gas erfolgt dabei vorzugsweise oberhalb des Taupunktes der Ammonsalzbildung. Bei der folgenden Abkühlung bildet sich Nebel, welcher neben Ammonsalzen auch Thiosulfat und Polysulfide enthält.
Beim Verfahren der Erfindung wird im Gegensatz hiezu nass gearbeitet, wobei jedoch in zumindest einer Stufe im Verfahren der SO,-Niederschlagung NH,-Gas oder ein Nu'haltiges Gasgemisch odereine gelöstes NHg enthaltende Flüssigkeit, die gasförmiges NHg abgibt, in den S02 enthaltenden Gasstrom eingeführt wird. Typisch für die Reaktion in dieser Stufe des Verfahrens ist, dass das Ammoniak, bevor es mit dem SO, reagiert, zumindest zum Teil oder ganz in gasförmiger Form vorliegt. Dies ist ein we- sentlicher Unterschied zu den meisten bekannten nassen Verfahren der SO-Niederschlagung mit Ammoniak enthaltender Flüssigkeit.
Die Erfindung beruht demgegenüber auf dem Grundgedanken, dass an Stelle einer grossen Absorptionsraum erfordernden flüssigen Methode eine Kondensation von neutralem Ammonsulfit aus dem Gaszustand unter Nebelbildung erfolgt und dieser Nebel gemeinsam mit einer Zusatzflüssigkeit niedergeschlagen werden kann. Gemäss der Erfindung wird die Entfernung von SO aus Gasströmen durch Zusatz von gasförmigem Ammoniak in den Gasstrom und Abscheidung des gebildeten Nebels in der Weise durchgeführt, dass in das mit Ammoniak vermischte Rohgas eine Flüssigkeit eingesprüht wird, die Ammonsulfit bzw. Ammonbisulfit und/oder Ammonsulfat enthält, und das Gas anschliessend zur Niederschlagung des Nebels und der eingesprühten Flüssigkeit einem intensiv arbeitenden mechanischen Abscheider zugeführt wird.
Erfindungsgemäss wird trotz des NHg-Zusatzes in den Gasstrom und der Nebelbildung einepraktisch thiosulfat- und polysulfidfreie Ammonsalzlösung oder aber auch ein festes Ammonsulfat erhalten, ohne dass eine Eindampfung erforderlich ist, weil die Nebelbildung bei tieferer Temperatur und bei genügender Feuchtigkeit durchgeführt wird. Die Feuchtigkeit begünstigt offensichtlich den Ablauf der Reaktion unter ausschliesslicher Bildung von (NHSOS. Bei feuchten S02 -Gasen wird bei der erfindungsgemässen Arbeitsweise vorzugsweise gasförmiges Ammoniak dem Gas zugesetzt. Die Einsprühung der Ammonsulfit bzw.
Bisulfit und bzw. oder Ammonsulfat enthaltenden Flüssigkeit erfolgt zweckmässigerweise in dem selben Reaktionsraum, in dem das Ammoniak zugesetzt wird, kann jedoch auch davor oder danach erfolgen. Zweckmässiger ist es jedoch, die Flüssigkeit erst nach der Vermischung des Gases mit dem Ammoniak zuzusetzen, sofern das Rohgas weitgehend mit Wasserdampf gesättigt ist. Bei trockenem Rohgas oder bei Gasen von höherer Temperatur kann zur Freisetzung des NH3 und zur Schaffung der erforderlichen feuchten Atmosphäre wässerige Ammoniaklösung in das Gas eingeführt werden. Wenn Ammoniaklösung eingesprüht wird, verdunstet das Wasser im trockenen oder warmen Gas und das frei- gesetzte gasförmige Ammoniak bildet mit dem SO-Gehalt des Rohgases Nebel, die weitgehend frei von Thiosulfat und Polysulfid sind.
Die Regelung der Menge des zugesetzten Ammoniaks erfolgt nach der Erfindung entsprechend dem S02 -Gehalt des Reingases und nicht, wie beim bekannten Nassreinigen nach dem PH- Wert der Waschflüssigkeit. Man kann die Regelung beispielsweise durch kontinuierliche Messung des S02 -Gehaltes des Reingases vornehmen. Als zweckmässig hat es sich auch erwiesen, einen Teilstrom des Reingases von weniger als 1%0 des Rohgases intensiv mit einem konstanten Strom destillierten Wassers zu waschen und die Leitfähigkeit dieses Stromes zu messen.
Bei Ansteigen des pH-Wertes oder Fallen der Leitfähigkeit wird die Ammoniakzugabe in das Roh-
<Desc/Clms Page number 3>
gas vermindert, bei Abfall des pH-Wertes oder Anstieg der Leitfähigkeit wird sie erhöht. Der in dieser Weise gemessene pH-Wert des Endgases", d. h. der Analyseflüssigkeit wird z. B. zwischen 3 und 4 gehalten.
Bei diesem Verfahren ergab sich der überraschende Effekt, dass die Reinheit des Endgasesweitgehend vom PH-Wert der Waschflüssigkeit unabhängig ist. Es gelingt auch bei relativ saurer Waschflüssigkeit, einen sehr hohen Abscheidungsgrad für S02 zu erreichen. Die Waschflüssigkeit gibt wesentlich weniger SO, an das Gas ab, als dies aus dem Dampfdruck zu erwarten wäre. Die Erklärung dieses scheinbar der Theorie widersprechenden Sachverhaltes dürfte eine Abdeckung der Flüssigkeitsoberfläche mit abgeschiedenem Sulfit sein.
Zur Erläuterung des Effektes wird folgendes Versuchsbeispiel angeführt :
Durch die Reinigung SO ; haltiger Gase nach der Erfindung ist es möglich, entweder bei demselben pH-Wert der Waschflüssigkeit eine bessere Reinheit des Endgases zu erreichen oder bei derselben Endgasreinheit wie bei bekannten Verfahren mit einem tieferen pH-Wert der WaschflUssigkeit zu arbeiten. Infolgedessen ist zum späteren Austreiben des SO, weniger Schwefelsäure und nach dem Austreiben wieder weniger NH erforderlich.
Als typische Werte für eine einstufige Gaswäsche nach der Erfindung können folgende Werte gelten :
EMI3.1
Mol-Verhältnis NH/SO : 1, 2 SO-Gehalt im Rohgas Vol. 0, 4
EMI3.2
Vergleicht man diese Werte mit den oben erwähnten Betriebswerten einer bekannten einstufigen Gaswaschanlage, so ist ersichtlich, dass man bei gleicher Dichte der Waschflüssigkeit mit einem tieferen pH-Wert der Waschflüssigkeit arbeiten kann, und, ausgehend vom selben S02-Gehalt des Rohgases, im Reingas weniger als 1/5 SO 2 erhält. Das Reingas nach dem Verfahren der Erfindung ist ausserdem frei von sichtbaren Nebeln, während bei bekannten nassen Gasreinigungsverfahren hinter dem Wasch- turm meist ein Elektrofilter zur Nebelabscheidung erforderlich ist.
Als mechanischer Abscheider im Verfahren der Erfindung kann mit besonderem Vorteil ein PetersenDrucksprung-Abscheider verwendet werden. Das Verfahren ist jedoch nicht unbedingt an die Verwendung eines Petersen-Drucksprung-Abscheiders gebunden. Auch andere Intensiv-Abscheider ermöglichen, wenn auch nicht mit gleichwertigen Erfolgen, die Durchführung des Verfahrens, insbesondere dann, wenn ein mechanischer Abscheider verwendet wird, welcher den Gasstrom in Teilströme unter 5 mm Dicke, vorzugsweise 0, 2-2 mm Dicke, zerlegt, und welcher einen Gaswiderstand von mindestens 40 mm WS, vorzugsweise jedoch zwischen 80 und 350 mm WS, besitzt.
Die erforderliche Feinheit der Schlitze zur Erzielung eines nebelfreien Endgases hängt von den neben dem S02 vorhandenen andern Verunreinigungen ab. SO g-Nebel erfordern feine Schlitze. Bei Abwesenheit von SO genügen relativ grobe Schlitze, um die durch NH, gebildeten Sulfitnebel restlos abzuscheiden.
Abscheider mit grösserem Gaswiderstand sind auch geeignet, jedoch ist dieser grössere Gaswiderstand, welcher mit hohen Energiekosten verbunden ist, nicht erforderlich.
Durch die Erfindung wird nicht nur ein sehr reines Endgas erreicht, sondern wie im folgenden erläutert wird, auch eine entscheidende Vereinfachung der Aufarbeitung der Waschflüssigkeit ermöglicht. Hervorzuheben sind auch der ausserordentlich geringe Raumbedarf und die niedrigen Investitionskosten verglichen mit Anlagen nach dem reinen Absorptionsprinzip.
Die mit Ammonsulfit bzw. Ammonbisulfit beladene Lösung kann zwecks Kristallisation und Separierung des auskristallisierten Ammonsulfates einem Abscheidebehälter zugeführt werden. Nach der Kristallisation wird die Mutterlauge wieder der Gaswäsche zugeführt. Zur Herbeiführung der Übersättigung für die Kristallisation im Abscheidebehälter, in welchen ein Teil oder die gesamte Gaswaschflüssigkeit geleitet wird, kann Schwefelsäure verwendet werden. Der Abscheidebehälter stellt dann einen SO-Ent- wickler dar, in welchen das gebildete Sulfit bzw. Bisulfit durch Schwefelsäurezugabe unter gleichzeitiger SO-Entgasung in Ammonsulfat überführt wird.
Es ist von Vorteil, wenn man die Kristallisation von Ammonsulfat im Gaswäscher unterbindet und
<Desc/Clms Page number 4>
dafür sorgt, dass festes Ammonsulfat praktisch nur im Abscheidebehälter ausfällt, durch den die gesamte oder ein Teil der Gaswaschflüssigkeit geleitet wird. Dies gelingt durch Erhöhung der Menge der Kreislaufflüssigkeit und durch Anwendung einer klassifizierenden Kristallisation. Selbstverständlich ist der Wasserdampfgehalt des Gases für den Kristallisationsvorgang von ausschlaggebender Bedeutung, dennje nachdem, ob das Gas Wasserdampf aufnimmt oder Wasserdampf abgibt, tritt eine Änderung der Konzentrationsverhältnisse ein.
Insbesondere bei relativ trockenen Gasen wird zur Vermeidung der Kristallisation im Abscheider Wasser in die Waschflüssigkeit vor der Einsprühung in den intensiv arbeitenden mechanischen Abscheider zugesetzt. Dieser Wasserzusatz braucht nicht aus reinem Wasser zu bestehen, sondern kann auch in Form von verdünnten Lösungen erfolgen, die eine geringere Konzentration haben müssen, als die aus der Kristallisation stammende Mutterlauge.
Die schlagartige Kondensation des neutralen Ammonsulfits als Nebel aus dem Gaszustand erfordert allerdings auf 1 Mol 5022 Mol NH. Um den NHg-Verbrauch zu vermindern, können vor diese bisher erläuterte Verfahrensstufe der Erfindung, in der gasförmiges Ammoniak reagiert, eine oder mehrere Stu-
EMI4.1
SOFür eine praktische vollständige Niederschlagung des S02 in Form eines Nebels ist es an sich erforderlich, für 1 Mol SO etwa 2 Mol NEL anzuwenden. In vielen Fällen ist es jedoch erwünscht, mit möglichst wenig NH, möglichst viel SO aus dem Gas abzuscheiden.
Eine Weiterentwicklung der Erfindung ermöglicht es, pro Mol eingesetztem NH3 wesentlich mehr als 1/2 Mol SO2 abzuscheiden. Zu diesem Zweck wird vor dem Verfahrensschritt, in dem das gasförmige Ammoniak angewendet wird, in einer Vorstufe ein Teil des S02 absorbiert. Als Absorptionsflüssigkeit dient eine Ammonsulfit und Ammonsulfat enthaltende Lösung, die das SO 2 unter Bisulfitbildung aufnimmt. Diese Vorstufe kann z. B. aus einem Absorptionsturm bestehen. Es kann jedoch vorteilhaft auch ein Drucksprung-Abscheider oder eine sonstige Absorptionsvorrichtung eingesetzt werden. Die aus der Vorstufe austretende Absorptionsflüssigkeit kann anschliessend mit Schwefelsäure versetzt werden.
Das dadurch freigesetzte S02 wird danach aus der Flüssigkeit entgast, worauf die Flüssigkeit wieder der Gasreinigungsanlage zugeführt wird, wo sie neuerlich SO, aufnimmt. Durch diese Vorgänge bildet sich in der Kreislaufflüssigkeit kontinuierlich Ammonsulfat, wodurch dessen Löslichkeit überschritten wird, falls nicht kontinuierlich ein Teil der Lösung abgestossen wird.
An Stelle derHerausnahme vonAmmonsulfatlösung und einer entsprechenden Ergänzung durch Wasser, kann gemäss einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung, auch in dieser Vorstufe direkt festes Ammonsulfat gewonnen werden. Zu diesem Zweck wird die entgaste Waschflüssigkeit durch einen Kristallisator geleitet, in dem durch intensiven Kontakt mit festem Ammonsulfat die übersättigte Lösung zur klassifizierenden Kristallisation gebracht wird. Es hat sich als zweckmässig erwiesen. zur Verhinderung einer Kristallisation innerhalb der Gaswaschanlage der Vorstufe und zur Verbesserung der Entgasung der Waschflüssigkeit nach dem Schwefelsäurezusatz die Flüssigkeit vor der Entgasung und/oder vor der Einsprühung in die Gaswaschanlage zu erwärmen, die Flüssigkeit im Kristallisator hingegen zu kühlen. Die Erwärmung kann z.
B. durch eingebaute Heizschlangen auf indirektem Wege erfolgen. Es ist jedoch auch möglich, die Erwärmung durch Zusatz von Dampf innerhalb der Gaswaschanlage durchzuführen.
Zur sicheren Vermeidung einer Kristallisation innerhalb des Abscheiders und innerhalb der Vorstufe der Gasreinigung hat es sich als zweckmässig erwiesen, durch Heizung bzw. Kühlung eine Temperaturdifferenz von mindestens 20C zwischen dem Kristallisator (bzw. den Kristallisatoren) und dem Innenraum der Gaswaschanlage aufrechtzuerhalten. Obwohl die Abhängigkeit der Löslichkeit der enthaltenen Salze von der Temperatur relativ gering ist, ergibt eine Temperaturdifferenz von 2 bis 30C einen überraschenden Effekt.
In vielen Fällen ist ein direkter Dampfzusatz mit weiteren Vorteilen verbunden. Wenn die Gase SO s enthalten, wird dieses SO, durch den Dampf in Schwefelsäurenebel verwandelt, die anschliessend im mechanischen Abscheider niedergeschlagen werden. Auch Verbindungen zwischen Stickoxyden und SO, welche zu Nebelbildung führen, werden durch Dampf zerstört, und die dabei gebildeten Schwefelsäurenebel werden anschliessend ebenfalls im Abscheider erfasst. Bei Gasen, die neben SO auch gasförmiges SO enthalten, wurde gefunden, dass eine richtige Dosierung der Dampfmenge sehr wichtig ist.
Ein zu geringer Dampfzusatz erschwert die Abscheidung des durch den Ammoniakzusatz gebil- deten Nebels, und ein feiner bläulicher Nebel entweicht mit den gereinigten Abgasen der Gasreinigungsanlage. Wird zuviel Dampf verwendet, so gelingt es auch nicht, ein nebelfreies Endgas herzustellen. Eine richtige Dosierung der Dampfmenge, bezogen auf die Gasmenge, ermöglicht es jedoch,
<Desc/Clms Page number 5>
ein vollkommen unsichtbares, optisch klares Endgas herzustellen.
Um dieses reine Endgas zu erreichen, müssen 0, 5-10 g Dampf/Nm3 Gas zugesetzt werden. Das reinste Endgas konnte im Bereich 1 -4 g/Nm3 Gas erzielt werden.
Bei einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird als Einspritzflüssigkeit für die Vor- und die Hauptstufe der Gasreinigung dieselbe Flüssigkeit verwendet. Dies erhöht die Betriebssicherheit und ermöglicht den Betrieb der Anlage unter Verwendung von nur einer Flüssigkeitspumpe.
Die Menge des in der Vorstufe aufgenommenen 502 kann durch die Grösse dieser Vorstufe festgelegt werden. Es hat sich als zweckmässig erwiesen, die Abeorptionsstufe so gross zu wählen, dass sich in der umlaufenden Flüssigkeit ein pH-Wert von 4, 6 bis 5,4 einstellt. Je mehr S02 in der Vorstufe absorbiert wird, umso tiefer liegt der pH-Wert. Die Praxis hat gezeigt, dass man in dieser Vorstufe etwa 40 bis 70% des gesamten S02 absorbieren kann. Die Zugabe von Ammoniak nach der Vorstufe in den Gasstrom wird nach der Reinheit des Endgases geregelt. Die im Endgas noch vorhandenen Spuren von SO2 können zu diesem Zweck kontinuierlich gemessen werden.
Bei der Zuleitung von Ammoniak in den Gasstrom können Verstopfungen an den Austrittsöffnungen des Ammoniaks dadurch vermieden werden, dass man das Ammoniak mit Luft oder einem andern Gas vermischt, bevor man es dem Hauptgasstrom der Gaswaschanlage zusetzt. Man kann auch als Einlei- tungsvorrichtung zwei konzentrische Rohre verwenden, wobei das NH durch das innere Rohr strömt und Luft durch das äussere Mantelrohr geleitet wird. 3
Endprodukte des Verfahrens müssen nicht festes Ammonsulfat oder eine Ammonsulfatlösung sein, obwohl es natürlich in vielen Fällen sehr vorteilhaft ist, auf diese Stoffe hin zu arbeiten. Das Verfahren kann natürlich auch so aufgebaut werden, dass eine Sulfit- bzw. Bisulfitlösung oder festes Sulfit gewonnen werden.
Durch Reaktion der Ammonsulfite mit andem Laugen, wie KOH, NaO oder Ca (OH) 2' können die Ammonsulfite in die entsprechenden andern Sulfite umgewandelt und das Ammoniak freigesetzt und wieder der Gaswäsche zugeführt werden.
Im Verfahren kann auch 100% iges SO 2 gewonnen werden. Hiezu ist es zweckmässig, die Entgasung der Kreislaufflüssigkeit in zwei Stufen zu unterteilen. Diese Unterteilung ermöglicht auch eine einfache und betriebssichere Dosierung der zugesetzten Schwefelsäure. Einer ersten Entgasungsstufe wird dabei nur ein Teilstrom der Kreislaufflüssigkeit zugeführt. Dieser Teilstrom wird mit HSO im Überschuss ver-
EMI5.1
Die freie Säure lässt sich nach Entgasung einfach durch Leitfähigkeitsmessung kontinuierlich feststellen. Diese Messung gibt die Regelgrösse für die liSO"-Zumischung. Der noch HSO. enthaltende Ablauf der ersten Entgasungsstufe wird mit dem zweiten Teilstrom der Kreislaufflüssigkeit vermischt und einer zweiten Entgasungsstufe zugeführt. Das in der zweiten Stufe anfallende SO-haltige Gas kann, wenn keine geeignete Verwendungsmöglichkeit besteht, in den Rohgasstrom der Gasreinigungsanlage zurückgeführt werden. Das aus der ersten Entgasungsstufe ausgetriebene tige SO2 kann nach der Trocknung komprimiert und verflüssigt werden.
Ausführungsbeispiele :
Der Aufbau einer Gasreinigungsanlage nach der Erfindung hinter einer Schwefelsäure-Kontaktanlage ist in Fig. l schematisch dargestellt. Das Gehäuse l eines zweistufigen Petersen-Drucksprung-Abschei- ders hat links unten einen Stutzen A für den Gaseintritt und rechts oben einen Stutzen B für den Gasaustritt. Die Gase werden durch das Gebläse 4 angesaugt und durch den Abscheider gefördert, Die Rohgase (Temperatur bei 50-60 C) enthalten zirka 5 g/m3 SO, und ausserdem Schwefelsäurenebel. Mit C ist die Vorstufe und mit D die Hauptstufe des Verfahrens bezeichnet. Sowohl die Vorstufe als auch die Hauptstufe des Verfahrens benutzen Düsenringpakete als Abscheideelemente. In der Vorstufe C werden die Düsenringpakete 2 als Absorptionsvorrichtung verwendet.
In den Schlitzen zwischen den Dü- senringen wird eine sehr intensive Berührung zwischen dem Gas und der eingesprühten Flüssigkeit sichergestellt. In der Hauptstufe D werden die Düsenringpakete 3 insbesondere zur Niederschlagung des gebildeten Ammonsulfits herangezogen. Die Waschflüssigkeit wird mit der Pumpe 5 durch Leitungen 5'und 5"in den Gasstrom sowohl vor der Vorstufe als auch vor der Hauptstufe eingedüst. Ihre Temperatur liegt bei 30-400C. Die in die Vorstufe C eingesprühte Flüssigkeit wird zum grossen Teil vom Gasstrom mitgenommen und in den Düsenringpaketen 2 abgeschieden. Durch die Eindüsung und Abscheidung hat die Flüssigkeit zirka 50% des SO aus dem Gas aufgenommen und fliesst danach durch die Leitung 6'dem Wärmeaustauscher 6 zu. Im Wärmeaustauscher kann die Flüssigkeit durch indirekten Wärmeaustausch z.
B. mit Dampfschlangen 16 um 3 C erhitzt werden. Anschliessend wird sie durch eine Leitung 71 dem Entgaser 7 zugeleitet. In diesem Entgaser wird
<Desc/Clms Page number 6>
auch Schwefelsäure durch 7" zugesetzt. Der Entgaser wird durch das Gebläse 8 mit Luft beschickt, die das ausgetriebene SO2 aufnimmt und durch die Leitung 8"austritt.
Diese mit SO beladene Luft wird in die Kontaktanlage zurückgeführt und dient als Verdünnungsluft für die katalytischeOxydation von SO2 zu SOg. Die entgaste Waschflüssigkeit gelangt durch die Leitung 91 in den mit einem Rührwerk ausgestatteten Kristallisator 9. Dieser Kristallisator wird durch eine vom Kühlwasser durchflossene Schlange 15 um 2 - 30C gekühlt. A dem Kristallisator wird durch die Leitung 9"kontinuierlich festes Ammonsulfat unten abgezogen. Die Mutterlauge fliesst durch eine Leitung 101 in den Vorlagebehälter 10 zurück. Dieser Vorlagebehälter ist mit einer Heizvorrichtung 16 ausgestattet. Ein Teil der von der Pumpe 5 geförderten Flüssigkeit wird vor der Hauptstufe D der Gasreinigungsanlage durch die Leitung 5" in den Gasstrom eingesprüht.
Ausserdem wird mit dem Gebläse 14 Luft, die Ammoniak enthält, in den Gasstrom durch eine Leitung 141 vor der Hauptstufe eingeblasen. Das NH wird durch eine Leitung 14" zugesetzt. Dasgebildete Ammonsulfit und die eingesprühte Flüssigkeit kommen in den Düsenringpaketen 3 zur Abscheidung.
Die aus der Hauptstufe abfliessende Flüssigkeit fliesst durch die Leitung 111 dem Kristallisator 11 zu, der mit einem Rührwerk R ausgestattet ist. Dieser Kristallisator kann durch die Kühlschlangen 15 um 2 - 30C gekühlt werden, Aus dem Kristallisator wird durch die Leitung 11" kon- tinuierlich festes Ammonsulfat abgezogen. Die Mutterlauge fliesst durch die Leitung 10" inden Vorlagebehälter 10 zurück. Aus der Dampfleitung 12 kann mittels der Ventile 13 Dampf durch die Leitung 121 und 12" sowohl in die Vorstufe C als auch in die Hauptstufe D der Gasreinigungsanlage eingeblasen werden.
Durch diesen Dampf kann die Erwärmung des Innenraumes des Abschei-
EMI6.1
Es können jedoch auch beide Massnahmen zur Anwendung gebracht weredn Die aus dem Gebläse 4 austretenden Reingase enthalten weniger als 0, 1 g/m3 S02 und sind frei von Schwefelsäurenebeln. Die Anlage arbeitet kontinuierlich und liefert als Produkt nur festes Ammonsulfat.
Die Fig. 2 zeigt eine Anlage zur Entfernung von SO2 aus einem Gasstrom, welcher 5 - 10 g so/m3 enthält. Die gereinigten Gase enthalten weniger als 0,2 g SO/m. Bei der Ausführungsform der Anlage nach Fig. 2 kann ein höher prozentiges SO2 gewonnen werden als nach der Arbeitsweise gemäss Fig. 1.
Auf Wunsch kann nach diesem Verfahrensschema auch tiges SO 2-Gas gewonnen werden.
Es wird wieder ein zweistufiger Petersen-Drucksprung-Abscheider verwendender im Gehäuse l mit einem Gaseintrittsstutzen A und einem Gasaustrittsstutzen B angeordnet ist. Die Gase werden wieder durch das Gebläse 4 angesaugt und durch den Abscheider gefördert. Der Abscheider besitzt ebenfalls eine Vorstufe C und eine Hauptstufe D, die beide mit Paketen aus Düsenringen als Abscheideelemente besetzt sind. Der Einfachheit halber ist hier nur je ein solches Paket dargestellt, doch können na- türlich genau so wie bei der Anlage nach Fig. 1 auch mehrere solche Düsenringpakete Verwendung finden.
Die Waschflüssigkeit wird mit der Pumpe 5 in den beiden Stufen C und D durch die Leitungen 51 und 5" eingesprüht. Der Vorlagebehälter 10 ist im vorliegenden Fall unmittelbar in das Gehäuse 1 eingebaut. In diesen Behälter fliesst die aus der Kristallisation stammende Mutterlauge zurück.
Für die Hauptstufe D wird Ammoniak durch die Leitung 14 eingeleitet, u. zw. wird die Zugabemenge durch das Analysengerät 17 automatisch nach dem S02-Gehalt der Endgase im Austrittsrohr B geregelt. Als Messgrösse für den SO 2-Gehalt wird die Leitfähigkeit eines kleinen Wasserstromes verwendet. Dieser Wasserstrom durchfliesst vor der Leitfähigkeitsmessung eine Gaswaschflasche, in der er intensiv mit einem Analysengasstrom vom 50 l/h in Berührung gebracht wird.
Die im Drucksprungabscheider 2 abgeschiedene, mit SO 2 beladene Flüssigkeit fliesst durch die Leitung 61 ab und wird durch die Dosierpumpe 18 und Leitung 19 in den hochliegenden Zwischenbehälter 20 befördert. Dieser verteilt die mit SO,, beladene Lauge über eine Leitung 21 mit Ventil 22 auf das Entspannungsgerät 23 und über eine Leitung 24 auf das Entspannungsgerät 25,
Im Entgaser 23 befindet sich ein Mischgefäss 26, dem einerseits aus der Leitung 21 Lauge und anderseits aus einer Leitung 27 mit Ventil 28 Schwefelsäure zufliesst. Die durch das Rührwerk 29 erzeugte Mischung fliesst über den Rand des Mischgefässes 26 auf die Füllung des Entgaser 23 herab, und die freigesetzten Gase gehen durch eine Leitung 30 zur nicht dargestellten Kontaktanlage. Der Entgaser 23 arbeitet praktisch als SO -Entwickler.
Man kann ein Gas erzeugen, das aus reinem SO, besteht.
Der im Entgaser 23 von SO befreite und Ammonsulfat enthaltende Laugenanteil fliesst durch eine
<Desc/Clms Page number 7>
Leitung 31 ab und vereinigt sich mit dem noch nicht entgasten Laugenanteil aus der Leitung 24 am
Kopf des Entgasungsgerätes 25, das mit dem Dampfmantel 32 versehen ist. Dampf fliesst durch eine Leitung 33 zu und das Kondensat geht durch eine Leitung 34 ab. Durch die Erhitzung wird aus dem am Kopf des Entgasers 25 gebildeten Gemisch weiteres SO. ausgetrieben, das durch eine Rohr- leitung 35 unten in den Entgaser 23 eintritt und aus diesem zusammen mit den dort entwickelten So 2-Gasen durch die Leitung 30 entweicht.
Wenn 100% igesSO im Entgaser 23 erzeugt werden soll, werden die Austrittsgase des Entgaseis 25 nicht in den Entgaser 23 geleitet, sondern getrennt weiterbehandelt, oder in das Eintrittsgas des Petersen-Drucksprung-Abscheiders zurückgeführt.
Die entgaste Lauge fliesst in das Kristallisiergefäss 36, in das durch Leitung 361 Luft eingebla- sen werden kann, die sich mit den SO -Gasen im Entgaser 25 vereinigt. Im Gefäss 36 tritt klassi- fizierende Kristallisation ein. Der Kristallbrei wird am Boden durch den Injektor 37 abgeführt und durch eine Leitung 38 auf die Schurre 39 gegeben, von wo er in die Zentrifuge 40 fällt.
Mittels eines Analysegerätes 41 wird der Gehalt der vom ersten Entgaser 23 durch die Leitung 31 abfliessenden Lauge an freier Schwefelsäure bzw. ein hievon abhängiges Kennzeichen z. B. die Leitfähigkeit gemessen und die Schwefelsäurezugabe durch Betätigung des Ventils 28 kontrolliert.
Die vom Drucksprung-Abscheider 3 in der Hauptstufe D über die Leitung 42 abfliessende Lauge gelangt in das Kristallisiergefäss 43, wo ebenfalls eine direkte Kristallisation von Ammonsulfat eintritt. Der absinkende Kristallbrei wird mittels des Pressluftinjektors 44 durch eine Leitung 45 ebenfalls auf die Schurre 39 befördert und rutscht von hier in die Zentrifuge 40. Die hier abgeschleuderte Mutterlauge fliesst durch eine Leitung 46 gemeinsam mit den Mutterlaugen aus denKristallisiergefässen 35 und 43 zurück, die dort über die Wehre 47 und 48 durch ein Rohr 49 abfliessen.
Der im Kreislauf der Lauge auftretende Wasserverlust wird aus einer Leitung 50, deren Ventil 51 durch den Schwimmer 52 im Vorlagegefäss gesteuert wird, ergänzt.
Durch die Niederschlagung des SO, des H SO-Nebels und des SO, in konzentrierter Ammonsulfatlauge und durch die spätere Zersetzung des Sulfits mit Schwefelsäure tritt in der Umlaufflüssigkeit an zwei Stellen eine Übersättigung der Lösung auf, die zur direkten Kristallisation von Ammonsulfat führt.
Diese beiden Stellen sind die Kristallisatoren 35 und 43, die durch die Kühlrohre 53 um 2 - 50C kälter gehalten werden als der Innenraum des Petersen-Drucksprung-Abscheiders. Mit diesem Verfahren gemäss der Erfindung kann ohne eine besondere Eindampfung unmittelbar festes Salz 54 gewonnen werden. Man kann die Anlage aber auch gewünschtenfalls so betreiben, dass Ammonsulfatlösung als Produkt gewonnen wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Entfernung von SO, aus Gasströmen durch Zusatz von gasförmigem Ammoniak in den Gasstrom und Abscheidung des gebildeten Nebels, dadurch gekennzeichnet, dass man feuchten SO ; haltigen Gasen gasförmiges Ammoniak zusetzt oder in trockene SO-haltigen Gase eine Ammoniak gelöst enthaltende wässerige Flüssigkeit einsprüht (14'), und ausserdem eine Flüssigkeit einsprüht (15"), die Ammonsulfit bzw.-bisulfit und bzw. oder Ammonsulfat enthält, und das Gas anschlie- ssend zur Niederschlagung des Nebels und der eingesprühten Flüssigkeit einem intensiv arbeitenden mechanischen Abscheider (3) zuführt.