CH643151A5

CH643151A5 - Process and plant for desulphurising flue gases and/or drying vapours

Info

Publication number: CH643151A5
Application number: CH489278A
Authority: CH
Inventors: Rudolf Spandau
Original assignee: Babcock Bsh Ag
Priority date: 1977-05-07
Filing date: 1978-05-07
Publication date: 1984-05-30
Also published as: GB1600764A; IT7822943A0; FR2389403B1; AT370638B; DE2720686A1; NL7804891A; SE7804986L; DK175378A; BE866791A; SE437474B; IT1096257B; ATA309978A; FR2389403A1

Description

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PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zum Entschwefeln von Rauchgasen und/ oder Trockenbrüden aus der Zuckerfabrikation, gekennzeichnet durch Verwendung des bei der Saftreinigung für die Rübenzuckerherstellung als Abfallprodukt anfallenden Cal-ciumcarbonat-Schlammes für die Entschwefelung.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Calciumcarbonat-Schlamm mit Wasser verdünnt (9) und dann zur Auslösung einer Reaktion mit dem Säurerest der schwefligen Säure grossflächig in die Rauchgase und/oder Brüden dispergiert wird (10).

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der in der Reaktion entstehende Calciumsulfit-Schlamm in ein Konzentrat und eine weniger konzentrierte Dispersion getrennt wird (11) und dann das Konzentrat deponiert (16), die Dispersion aber zur erneuten Reaktion auf die Rauchgase und/oder Brüden zur Einwirkung gebracht wird (10).

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass dem Konzentrat des Calciumsul-fit-Schlammes das Wasser entzogen (15) und dieses dem Calciumcarbonat-Schlamm zur Verdünnung zugeführt wird (9).

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der nach der Carbonation (6) abgeschiedene Calciumcarbonat-Schlamm zur Rauchgas- und/ oder Brüdenentschwefelung benutzt wird (10).

6. Anlage mit Kesselhaus-, Trocknungsabgasleitungen und Kamin zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 2 bis 5, gekennzeichnet durch einen zwischen das Kesselhaus mit den Trocknungsabgasleitungen und den Kamin geschalteten Reaktionsturm (10), der mit dem Schlammabzug des Dekanteurs (7) der ersten Carbonations-stufe (6) in Verbindung steht (8,9) und dem ein Abtropfgehäuse (11) zur Trennung des Rauch- bzw. Brüdengases von Schlamm und Wasser nachgeordnet ist.

7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Schlammabzug des Dekanteurs (7) der Carbonationsstufe (6) und den Reaktionsturm (10) ein Va-kuumdrehfilter (8) oder Kammerpressen und ein, dessen bzw. deren Schlammabzug nachgeordnetes Rührwerk (9) eingeschaltet ist, wobei das Rührwerk (9) eine Wassereinspeisung aufweist.

8. Anlage nach einem der Ansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass dem Abtropfgehäuse (11) des Reaktionsturms (10) ein Dekanteur nachgeordnet ist, der einerseits einen Dickschlammabzug und anderseits einen Dispersionsabgang aufweist, wobei der Dispersionsabgang in den Reaktionsturm (10) zurückgeführt ist, während der Dickschlammabzug in ein nachgeordnetes Vakuumdrehfilter (15) mündet.

9. Anlage nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Vakuumdrehfilter (15) einen Deponieschlammabgang und einen Wasserablauf aufweist, wobei der Wasserablauf mit der Wassereinspeisung des Rührwerkes (9) verbunden ist.

In Industriebetrieben, wie beispielsweise Zuckerfabriken, die für ihren Produktionsablauf neben einer Wärme- und Antriebskraftversorgung auch noch Dampf benötigen, werden in der Regel eigene Wärmekraftwerke betrieben, in denen zur Erzeugung der verschiedenen Energiearten grosse Mengen von Brennstoffen unter Rauchgasbildung verfeuert werden.

Insbesondere dann, wenn als Brennstoff Heizöl S oder Braunkohlenteer-Heizöle benutzt werden, die naturgemäss einen Schwefelgehalt von mehr als 1,7 Gewichtsprozente aufweisen, geht bei der Verbrennung der Schwefel eine Ver-5 bindung mit Sauerstoff ein, und es bildet sich somit der Säurerest der schwefligen Säure welcher mit den Rauchgasen über den Kamin der Atmosphäre zugeführt wird.

Zur Verminderung der Umweltbelastung durch den Säurerest der schwefligen Säure wird daher heute vielfach zur io Auflage gemacht, nur noch Heizöle einzusetzen, die höchstens einen Schwefelgehalt von einem Gewichtsprozent aufweisen.

Als Heizöle mit einem derart geringen Schwefelgehalt können in Frage kommen das aus Erdöl gewonnene Heizöl ls EL oder die Steinkohlenteer-Heizöle L und M. Es ist zwar auch möglich, Heizöl mit einem Schwefelgehalt von höchstens einem Gewichtsprozent herzustellen, jedoch bereitet die Beschaffung eines Heizöles dieser Art beträchtliche Schwierigkeiten, weil die Raffinerien nicht in der Lage sind, 20 genügende Mengen dieses Öltyps zu liefern.

Abgesehen davon, weisen alle oben erwähnten schwefelarmen Heizöle einen wesentlich höheren Gestehungspreis als das normale Heizöl auf, so dass die Betreiber der Wärmekraftwerke die bestehenden Auflagen bezüglich der vermin-2s derten Umweltbelastung durch den Säurerest der schwefligen Säure nur durch einen beträchtlich erhöhten Kostenaufwand erfüllen können.

Zweck der Erfindung ist es, beim Betrieb von Wärmekraftwerken die Umweltbelastung mit dem Säurerest der 30 schwefligen Säure ohne wesentliche erhöhten Kostenaufwand zu vermindern. Es liegt daher der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu finden, durch die der Anteil des Säurerestes der schwefligen Säure in den Rauchgasen von Wärmekraftwerken und/oder in den Trocknungs-35 brüden von Zuckerfabriken auf ein Mindestmass verringert wird.

Diese Aufgabe kennzeichnet sich nach der Erfindung durch die Verwendung des bei der Saftreinigung für die Rübenzuckerherstellung als Abfallprodukt anfallenden Cal-40 ciumcarbonat-Schlammes für die Entschwefelung.

Während des Verfahrensablaufs der Zuckerproduktion gelangt der in einer Extraktionsanlage erzeugte Rohsaft zunächst in die Vorkalkung, welche beispielsweise mit der Apparatur von Brieghel-Müller durchgeführt werden kann. In 45 diese Apparatur wird der Rohsaft mit Hilfe gebrannten Kalkes nach und nach in eine schwach basische Lösung mit einem pH-Wert von 10,8 bis 11,0 übergeführt. Diese schwach basische Lösung bildet dann den Vorkalkungssaft, welcher in die kalte Hauptkalkung fliesst, wo ihm eine grössere Men-50 ge gebrannten Kalks zugeführt wird, bis die Gesamtmenge gebrannten Kalkes etwa 2% des Rübengewichtes beträgt. Anschliessend wird der Hauptkalkungssaft auf 90 bis 95 °C angewärmt und gelangt in ein Aufenthaltsgefass der sogenannten heissen Hauptkalkung. Von dort gelangt dann der 55 Hauptkalkungssaft in das Carbonatationsgefäss der ersten Carbonatation, wo das beim Brennen des Kalksteins abgespaltene Kohlensäuregas in den Saft geblasen wird. Bei der Temperatur von 90 C verbindet sich das noch freie Cal-ciumoxyd wieder mit der Kohlensäure zu Calciumcarbonat-60 Schlamm.

In einem Dekanteur setzt sich dann der Dickschlamm ab und wird mittels Vakuumdrehfilter in Filtrat und fast entzuckerten Schlamm getrennt. Der Dickschlamm kann selbstverständlich auch in einem Eindickfilter abgeschieden wer-65 den. Während das Filtrat zwecks weiterer Reinigung zur zweiten Carbonatation geführt wird, kommt normalerweise der Calciumcarbonat-Dickschlamm als Abfallprodukt zu einer Deponie. Nach der Erfindung wird jedoch dieser bei der

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ersten Carbonatation anfallende Calciumcarbonat-Dick-schlamm zum Entschwefeln der während des Betriebs von Heizkraftwerken anfallenden Rauchgase und/oder der während der Zuckerproduktion anfallenden Trocknungsbrüden weiterverwendet.

Ein erfindungsgemässes Verfahren zum Entschwefeln von Rauchgasen und/oder Trocknungsbrüden unter Verwendung des Abfallproduktes ist in erster Linie dadurch gekennzeichnet, dass der Calciumcarbonat-Schlamm mit Wasser verdünnt und dann zur Auslösung einer Reaktion mit dem Säurerest der schwefligen Säure grossflächig in die Rauchgase und/oder Brüden dispergiert wird.

Nach einem weiteren verfahrenstechnischen Erfindungsmerkmal wird der in der Reaktion entstehende Calciumsul-fit-Schlamm in ein Konzentrat und eine weniger konzentrierte Dispersion getrennt und dann wird das Konzentrat deponiert, während die Dispersion zur erneuten Reaktion auf die Rauchgase und/oder Brüden zur Einwirkung gebracht wird.

Ferner ist nach der Erfindung vorgesehen, dass dem Konzentrat des Calciumsulfit-Schlammes das Wasser entzogen und dieses dann dem Calciumcarbonat-Schlamm zur Verdünnung zugeführt wird.

Endlich wird nach der Erfindung in verfahrenstechnischer Hinsicht noch vorgeschlagen, dass der nach der Car-bonation abgeschiedene Calciumcarbonat-Schlamm zur Rauchgas- und/oder Brüdenentschwefelung benutzt wird.

Das erfindungsgemässe Verfahren ist in der Zuckerindustrie deshalb besonders vorteilhaft einsetzbar, weil dort der Calciumcarbonat-Schlamm bei der Saftreinigung unmittelbar zur Verfügung steht. Es lässt sich aber auch zur Rauchgasentschwefelung bei anderen Wärmekraftwerken einsetzen, sofern die Möglichkeit gegeben ist, den als Abfallprodukt anfallenden Calciumcarbonat-Schlamm in genügender Menge zu beschaffen und/oder zu lagern.

Beim Einsatz des erfindungsgemässen Verfahrens verwandelt sein ein bestimmter Anteil des Calciumcarbonates in Calciumsulfit, wobei der schädliche Säurerest der schwefligen Säure gegen unschädliches Kohlendioxyd ausgetauscht wird.

Eine Anlage mit einem Kesselhaus-, Trocknungsabgasleitungen und Kamin weist zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens einen zwischen das Kesselhaus mit den Trocknungsabgasleitungen und den Kamin geschalteten Reaktionsturm auf, der mit dem Schlammabzug des Dekanteurs der ersten Carbonationsstufe in Verbindung steht, und dem ein Abtropfgehäuse zur Trennung des Rauch- bzw. Brüdengases von Schlamm und Wasser nachgeordnet ist.

Damit eine grossflächige Dispersion des Calciumcar-bonat-Schlammes in die Rauchgase auf einfache Weise ermöglicht wird, ist erfindungsgemäss weiterhin vorgesehen, dass zwischen den Schlammabzug des Dekanteurs der Carbonatation und den Reaktionsturm ein Vakuumdrehfilter und ein wiederum seinem Schlammabzug nachgeordnetes Rührwerk eingeschaltet ist, wobei das Rührwerk eine Wassereinspeisung aufweist.

Nach der Erfindung ist ferner vorgesehen, dass dem Abtropfgehäuse des Reaktionsturms ein Dekanteur nachgeordnet ist, der einerseits einen Dickschlammabzug und anderseits einen Dispersionsabgang aufweist, wobei der Dispersionsabgang in den Reaktionsturm zurückgeführt ist, während der Dickschlammabzug in ein nachgeordnetes Vakuumdrehfilter oder in Kammerpressen mündet. Schliesslich kann nach der Erfindung dieses Vakuumdrehfilter einen Deponieschlammabzug und einen Wasserablauf aufweisen, wobei der Wasserablauf wiederum mit der Wassereinspeisung des Rührwerks verbunden ist.

An Hand einer Zeichnung soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung nunmehr im einzelnen beschrieben werden.

Bei der Zuckerproduktion wird der in einer Extraktionsanlage, z. B. aus Rübenschnitzeln erzeugte Rohsaft, zunächst einer sogenannten Vorkalkung 1 zugeführt, die beispielsweise mit der Apparatur nach Brieghel-Müller arbeiten kann. Dort wird der Rohsaft durch Zufuhr einer geringen Menge Calciumoxyd bzw. Calciumhydroxyd nach und nach in eine basische Lösung mit einem pH-Wert von 10,8 bis 11,0 übergeführt. Dieser Vorkalkungssaft fliesst dann der kalten Hauptkalkung 2 zu, wo eine grössere Menge Calciumoxyd bzw. Calciumhydroxyd in Form von gebranntem Kalk bzw. Kalkmilch zugeführt wird. Das Calciumoxyd wird durch Brennen von Kalkstein in einem Kalkofen 3 gewonnen, wobei in diesem Kohlensäuregas abgespalten wird.

Die Gesamtmenge des in der Vorkalkung und der kalten Hauptkalkung zugeführten Calciumoxyds beträgt dabei etwa 2% von dem in die Extraktionsanlage eingesetzten Rübengewicht. Aus der kalten Hauptkalkung wird der Hauptkalkungssaft einem Vorwärmer 4 zugeführt und dort auf 90 bis 95 °C angewärmt. Anschliessend durchfliesst er ein Auf-enthaltsgefäss 5 der heissen Hauptkalkung, von wo er wiederum in das Carbonatationsgefäss 6 der ersten Carbonata-tionsstufe gelangt. In dieses Carbonatationsgefäss 6 wird das im Kalkofen 3 beim Brennen des Kalksteins abgespaltene Kohlensäuregas in den Hauptkalkungssaft geblasen, so dass sich bei einer Temperatur um 90 °C das noch freie Calciumoxyd wieder in dem Kohlesäuregas zu Calciumcarbonat-Schlamm verbindet. In einem nachgeschalteten Dekanteur 7 setzen sich die Calcium-Carbonat-Schlammpartikel vom Klarsaft ab, welcher anschliessend der zweiten Carbonationsstufe (nichtdargestellt) zugeführt wird.

Der abgesetzte Dickschlamm aus Calciumcarbonat gelangt dann in einen Vakuumdrehfilter 8, wo eine Trennung in Filtrat und fast entzuckerten Schlamm stattfindet. Das Filtrat wird wiederum der zweiten Carbonationsstufe zugeführt, während der Calciumcarbonat-Schlamm in ein Rührwerk 9 gelangt. Diesem Rührwerk 9 wird Wasser zugeführt, so dass eine Aufschlämmung des Calciumcarbonat-Schlam-mes stattfindet. Dieser verdünnte Calciumcarbonat-Schlamm wird dann einem Reaktionsturm 10 zugeführt, in den anderseits die Kesselhaus- und Trocknungsabgase eingeleitet werden. Im Reaktionsturm 10 findet eine Feinstverteilung des verdünnten Calciumcarbonat-Schlammes statt, so dass dieser den Kesselhaus- und Trocknungsabgasen eine möglichst grosse Oberfläche bietet. Hierdurch findet eine Reaktion der Kesselhaus- und Trocknungsabgase mit dem Calciumcarbonat-Schlamm statt, dergestalt, dass sich das Calciumcarbonat in Calciumsulfit verwandelt und dabei das schädliche Schwefeldioxyd gegen unschädliches Kohlendioxyd ausgetauscht wird.

Im Abtropfgehäuse eines dem Reaktionsturm 10 nachgeordneten Dekanteurs 11 wird das vom Schwefeldioxyd befreite Rauchgas bzw. Trocknungsbrüde vom Calciumsulfit-Schlamm und vom Wasser getrennt und beispielsweise über einen Ventilator 12 dem Kamin 13 zugeführt.

Im Dekanteur 11 wird das Gemisch aus Calciumsulfit-Schlamm und Wasser so getrennt, dass eine weniger konzentrierte Dispersion und ein stärker eingedickter Schlamm entsteht. Die weniger konzentrierte Dispersion wird dann durch eine Pumpe 14 in den Reaktionsturm 10 zurückgeführt und nimmt dort erneut an der Reaktion mit dem Rauchgas bzw. der Trocknungsbrüde teil.

Der stärker eingedickte Anteil des Calciumsulfit-Schlamms wird einem Vakuumdrehfilter 15 zugeleitet und darin in Deponieschlamm und Wasser getrennt. Das Wasser wird dem Rührwerk 9 zwecks Verdünnung des Calcium-carbonat-Schlamms zugeführt, während eine Pumpe 16 den

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Deponieschlamm zur Deponie fördert. Dort wird der Cal-ciumsulfit-Schlamm zusammen mit dem für die Rauchgas-und/oder Trocknungsbrüden-Entschwefelung nichtbenötig-ten Calciumcarbonat-Schlamm in üblicher Weise abgelagert.

Aus dem Umstand, dass es sich bei dem Calciumcarbonat-Schlamm um ein Abfallprodukt handelt, welches in grösseren Mengen als benötigt anfällt, ergibt sich der Vorteil, dass mit Calciumcarbonat-Überschuss gearbeitet werden kann. Das bedeutet, dass beim Deponieschlamm der grössere Anteil aus Calciumcarbonat-Schlamm und der klei-5 nere Anteil aus Calciumsulfit-Schlamm besteht.

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1 Blatt Zeichnungen