AT393971B

AT393971B - Verfahren zur gewinnung von so2-reichgasen und einrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: AT393971B
Application number: AT119490A
Authority: AT
Inventors: Wolfgang Dipl Ing Glaser; Alfred Dipl Ing Glasner; Manfred Dipl Ing Weitzer
Original assignee: Waagner Biro Ag
Priority date: 1990-06-01
Filing date: 1990-06-01
Publication date: 1992-01-10
Also published as: CS161791A3; HU911829D0; ATA119490A; HUT61948A

Description

AT 393 971B

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von SO2 und Rein-MgO aus SC^-Armgasen und MgO-haltigen Sorbentien mittels eines zweistufigen Wasch- und Sorptionsverfahrens eines SC^-Armgases, insbesondere eines vom Flugstaub trocken gereinigten Feuerungsabgases eines mit Braunkohlen befeuerten Dampferzeugers, bei dem das verbrauchte Sorbens durch Abspaltung des SO2 teilweise regeneriert und das entstandene, in der Waschflüssigkeit gelöste MgS04 durch CaC^* und Ca(OH)2-Zugabe in CaS04 und Mg(OH>2 umkristallisiert wurde, und eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Es ist ein ähnliches Verfahren aus der DE-PS 38 30 390 bekannt, bei dem das Frischabsorbens in den Suspensionsbehälter für den zweiten Wäscher (Absorptionsturm) eingebracht wird. Dadurch kommt es zu einer Anreicherung von wasserunlöslichen Verunreinigungen im Chemikalienkreislauf, wenn nicht hochreines MgO verwendet wird.

Ferner wird hier auch die Umfällung von MgS04 zu MgO mittels CaCl2 und Ca(OH)2 geoffenbart

Es ist bekannt, Schadgase mit Absorbentien am trockenen und auch am feuchten Weg zu binden, und eventuell durch die Sorption das SO2 in verstärkter Konzentration zu gewinnen, wobei meistens Aktivkohle als

Sorbens Verwendung findet. Da Aktivkohle relativ teuer ist, ist das Verfahren nur bei hohem S02-Preis anwendbar. Auf dem Gebiet der Zellstoffgewinnung wird in einem geschlossenen Kreis aus den Verbrennungsrückständen der Ablaugenverbrennung die Aufschlußsäure MgiHSO^ gewonnen, wodurch einzelne Verfahrensschritte bekanntgeworden sind, ohne daß das Ziel der Rauchgasreinigung im Kraftwerksbereich mit geringerer Deponiemenge als es der Gleichung Ca(OH)2 + SO2 + 1/2 O2 = CaS04 + H2O entspricht, erreicht worden ist.

Es ist auch bekannt, Deponiemengen durch Verkauf als Düngemittel oder Zuschlagsstoffe zum Straßenbau oder als Gips zu reduzieren.

Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, die Deponiemenge für Rauchgasgips zu reduzieren und dabei verkaufsfähige Produkte, insbesondere SO2, zu erzeugen. Bei der Verwirklichung der Erfindung zeigte sich überraschend, daß der Rauchgasgips nach dem Verfahren in großer Reinheit anfällt, so daß hiefür ein gewinnbringender Preis erzielbar ist, und auch das Absorptionsmittel (MgO) bei längerer Verwendung reiner wird, so daß ein zeitweiser oder kontinuierlicher Austausch gegen ein weniger reines MgO gewinnbringend sein kann. Durch diese erfindungsgemäße Maßnahme ist also das allgemeine Ziel "Umweltschutz zum Nulltarif" oder sogar Gewinn erreichbar.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das MgO-hältige Sorbens in die erste Waschstufe des vom Flugstaub trocken gereinigten Armgases bei um 7 aufgegeben wird. Insbesondere wird als Sorbens-Suspension aufgeschlämmtes MgO oder Dolomit bzw. Magnesit verwendet und ist im Waschwasser in der ersten Stufe MgS04 aus der zweiten Stufe gelöst und wird durch Zumischung von Ca(OH)2 aus dem gebrannten Dolomit in Mg(OH)2 und CaS04 umkristallisiert. Durch diese weiteren Schritte wird das Verfahrens besonders wirtschaftlich und werden die Abfallmengen reduziert

Die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitung der zum Ausgleich der Chemikalienverluste benötigten Stoffe in die erste Waschstufe angeordnet ist und daß über die Flüssigkeitsabfuhr von der ersten Waschstufe in die Umfällstation und dann über die Rückführung des rückgewonnenen Mg(OH)2 in die Aufschlämmstation die Frischchemikalienzuführung in die Sorptionsstufe gegeben ist.

Die Erfindung wird anhand des Schaltbildes und eines Beispiels näher erklärt In der angeschlossenen Fig. ist im Schaltbild eine kombinierte Absorption und Desorption von SO2 dargestellt In einem Dampferzeuger (8), der beispielsweise mit Braunkohle befeuert wird, entsteht ein schwefelhaltiges und staubhältiges Abgas, welches zuerst in einem trockenen Staubabscheider (9), wie z. B. Elektrofilter, entstaubt wird. Dieses Abgas verläßt mit etwa 180 °C das Staubfilter, wird im nachgeschalteten Regenerativwärmetauscher (10) auf etwa 120 °C gekühlt und strömt hierauf in eine erste Waschstufe (1), die als Sättiger ausgebildet ist, wodurch das Abgas auf etwa 55 °C abgekühlt wird. Der Sättiger wäscht das Abgas mit einer Suspension, wobei unreines MgO verwendet wird. Dieses MgO absorbiert bei dem pH-Wert um 7 hauptsächlich SO3. Die SO^-Bildung im Dampferzeuger ist eine Folge des Luftüberschusses bei der Verbrennung, wobei man sagen kann, daß bei mit Braunkohlen gefeuertem Kessel ca. 3 -10 % des Schwefels als SO3 anfallen. Das gesättigte Abgas strömt nun in die eigentliche Sorptionsstufe (7), wo es mit einer Suspension von reinem Mg(OH2) im basischen pH-Bereich gewaschen wird, wodurch neben dem restlichen durchschlagenden SO3 auch das SO2 sorbiert wird. Das MgSÜ3 ist im Gegensatz zu MgS04 nicht in Wasser löslich, so daß eine Trennung dieser beiden Chemikalien mit geringem Aufwand durchgeführt werden kann, wobei in erster Stufe ein Zyklon (11) und in zweiter Stufe ein Bandfilter (12) Verwendung finden. Die im Zyklon (11) abgeschiedene Lösung wird rezirkuliert, so daß der Sulfatgehalt angehoben wird. Die Flüssigkeit, die im Bandfilter (12) abgetrennt wird, wird einer Umfällstation (4) zugeführt, wo sie mit der ablaufenden Flüssigkeit der ersten Waschstufe (1) in Kontakt gebracht wird. Da in der ersten Waschstufe auch Kalziumchlorid in Lösung Verwendung findet, ist auch das ablaufende Wasser der Waschstufe kalzium-chloridhältig, wodurch es zu einem Umsatz von Magnesiumsulfat zu Kalziumsulfat kommt, der durch die Zugabe -2-

Claims

AT 393 971B von Kalziumhydroxid (Ca(OH)2> verstärkt wird. Das Magnesium geht in Mg(OH)2 über und fällt infolge seiner chemischen Umwandlung in großer Reinheit an, so daß man es unter Umständen ausschleusen und durch Zugabe von unreinem MgO in die erste Waschstufe ausgleichen kann. Da das MgO hauptsächlich mit Kalk (CaO) verunreinigt ist, erspart man sich in den meisten Fällen die Kalkzugabe in die Um fäll Station (4). Auf jeden Fall kann das entstehende rein-Mg(OH)2 der Aufschlämmstation (6) und damit wieder der Sorptionsstufe (7) zugeführt werden. Das im Bandfilter (12) abgetrennte MgSOß wird in einer thermischen Spaltungsstation (14) in MgO und SO2 aufgespalten, wobei Temperaturen in der Höhe von 800 bis 1000 °C benötigt werden, die bei einer direkten Befeuerung ein S02-Starkgas von etwa 5 bis 20 % und darüber ermöglicht, während eine indirekte Beheizung auf diese Temperaturen ein Starkgas mit etwa 80 % SO2 ermöglicht, welches bereits verflüssigt werden kann. Das in der Spaltung entstandene MgO kann ebenfalls der Aufschlämmstation (6) zugeführt werden, so daß praktisch kein MgO-Verlust auftritt. Der auftretende MgO-Verlust ist lediglich bedingt durch die geringe Lösbarkeit des MgSOß in Wasser, welches mit dem gelösten MgSO^ über die Leitung (15) in die Umfällstation (4) gelangt und dann natürlich beim Umfällen im Feststoffmaterial als MgSOj anfällt. Man kann dabei voraussetzen, daß ungefähr 1 % des eingesetzten MgO mit dem Gips (CaSO^ ausgeschieden wird. Wie bereits erwähnt, wird dieser MgO-Verlust und auch das eventuell ausgeschleuste Mg(OH)2 durch die Zuleitung (2) in die erste Waschstufe ersetzt, und gelangt über die Flüssigkeitsabfuhr (3) in die Umfällstation, wobei das rückgewonnene Mg(OH)2 über die Rückführung (5) in die Aufschlämmstation (6) und damit in die Sorptionsstufe (7) gelangt. Im folgenden Zahlenbeispiel wird der wirtschaftliche Erfolg der erfindungsgemäßen Anlage zahlenmäßig belegt Bei der S02-Absorption auf feucht» Basis mit Kalk benötigt man nach den herkömmlichen Verfahren für 1,2 Mio m^ Rauchgas mit 12 % Vol. H2O und 6000 mg/nr* SO2 - dies entspricht einer S02-Fracht von 7200 kg/h -11.900 kg Kalkstein (= CaCO^/h, um die geforderte Reinheit von 400 mg/m^, d. s. etwa 480 kg/h, trocken zu erreichen. Bei diesem Gipsverfahr»! mit unterstützter Oxidation (insitu forced Oxidation) werden ca. 221 CaSO^ x 2H2O/I1 mit 10 % Restfeuchte und unbedeutendem CaSOj-Gehalt, aber auch mit Schwermetallgehalt erzeugt Dieser sogenannte Rauchgasgips ist sozusagen "gnadenhalber" verkaufbar. Wird hingegen das erfindungsgemäße Verfahren angewendet werden 49001¾ S02 als Grundstoff für die ^SO^Produktion hergestellt und lediglich 1850 kg Kalk/h zur Bindung des SO2 benötigt um die geforderte Reinheit von 400 mg/m^ zu erreichen, wobei ca. 71 Gips in Form von CaS04 praktisch ohne CaSO^ anfallen, womit dies» Gipsrohstoff verkaufbar ist Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren fällt also beispielsweise nur etwa 1/3 der üblicherweise anfallenden Menge Gips an, der nicht unbedingt deponiert werden muß, sondern durchaus in d» Baustoffindustrie v»w»idbar ist PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Gewinnung von SO2 und Rein-MgO aus SO2-Armgasen und MgO-haltigen Sorbentien mittels eines zweistufigen Wasch- und Sorptionsverfahrens eines SC^-Armgases, insbesondere eines vom Flugstaub trocken gereinigten Feuerungsabgases eines mit Braunkohlen befeuerten Dampferzeugers, bei dem das verbrauchte Sorbens durch Abspaltung des SO2 teilweise regeneriert und das entstandene, in der Waschflüssigkeit gelöste MgSC>4 durch CaC^- und Ca(OH)2-Zugabe in CaS04 und Mg(OH)2 umkristallisiert wurde, dadurch gekennzeichnet, daß das MgO-hältige Sorbens in die erste Waschstufe des vom Flugstaub trocken gereinigten Armgases bei pH um 7 aufgegeben wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Sorbens-Suspension aufgeschlämmtes MgO oder Dolomit bzw. Magnesit verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Waschwasser in der ersten Stufe MgS04 aus der zweiten Stufe gelöst ist und durch Zumischung von Ca(OH)2 aus dem gebrannten Dolomit in Mg(OH)2 -3- AT 393 971 B und CaSC>4 umkristallisiert wird.
4. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitung (2) der zum Ausgleich der Chemikalienverluste benötigten Stoffe in die erste, Waschstufe (1) 5 angeordnet ist und daß über die Flüssigkeitsabfuhr (3) von der ersten Waschstufe (1) in die Umfällstation (4) und dann über die Rückführung (5) des rückgewonnenen Mg(OH)2 in die Aufschlämmstation (6) die Frischchemikalienzuführung in die Sorptionsstufe (7) gegeben ist 10 Hiezu 1 Blatt Zeichnung -4-