DD150737A2

DD150737A2 - PROCESS FOR ABSORPTION AND FINAL CLEANING OF DAMAGED EXHAUST GASES

Info

Publication number: DD150737A2
Application number: DD22062980A
Authority: DD
Inventors: Erich Baar; Siegfried Meinel; Werner Wondraczek
Original assignee: Erich Baar; Siegfried Meinel; Werner Wondraczek
Priority date: 1980-04-14
Filing date: 1980-04-14
Publication date: 1981-09-16

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Absorption und Endreinigung schadstoffhaltiger Abgase nach Patent 142 534, die auszer leicht absorbierbaren gasfoermigen Schadstoffen auch solche, vor allem staubfoermige Verunreinigung enthalten, die zu Verkrustungen und festen Ansaetzen in Absorptionseinrichtungen neigen. Ziel der Erfindung ist es, durch ein effektives und kontinuierlich arbeitendes Absorptionssystem den Emissionswert solcher schadstoffhaltigen Industrieabgase auf die zulaessigen Werte, die oftmals kleiner als 5 mg/m&exp3! sind, abzulenken. Diese Aufgabe wurde prinzipiell so geloest, dasz der Endreinigungsstufe gemaesz Patent 142 534, die nach dem reinen Gegenstromprinzip ohne Fluessigkeitszwangsfuehrung arbeitet, eine Vorreinigungsstufe, die mit Fluessigkeitskreislauf arbeitet, vorgeschaltet wird. Vor- und Endreinigung der schadstoffhaltigen Abgase erfolgen mittels Durchlaufsiebboeden. Die Oeffnungsquerschnitte der groszlochigen Durchlaufsiebboeden liegen in der Vorreinigungsstufe ueber 60% des Gesamtquerschnittes, wodurch neben dem Absorptionseffekt ein sehr guter Wasch- und Selbstreinigungseffekt erzielt wird und sich ueber diesen Boeden keine stabilen Fluessigkeitsschichten ausbilden.The invention relates to a process for the absorption and final cleaning of pollutant-containing exhaust gases according to patent 142 534, the auszer also easily absorbable gaseous pollutants and those, especially dusty impurity that tend to incrustations and solid Ansaetzen in absorption equipment. The aim of the invention is, by an effective and continuously operating absorption system, the emission value of such pollutant-containing industrial emissions to the permissible values, often less than 5 mg / m & exp3! are to distract. This task has been solved in principle so dasz the final cleaning stage gemaesz patent 142 534, which operates on the pure countercurrent principle without Fluenzigkeitszwangsfuehrung, a pre-purification stage, which works with fluid circuit is preceded. Pre-cleaning and final cleaning of the pollutant-containing exhaust gases are carried out by means of continuous sieving. The opening cross-sections of the groszlochigen Durchlaufsiebboeden are in the pre-cleaning more than 60% of the total cross-section, which in addition to the absorption effect a very good washing and self-cleaning effect is achieved and form over these floors no stable fluidity layers.

Description

- 1 Ti-feel der Erfindung - 1 Ti-feel of the invention

Verfahren zur Absorption und Endreinigung schadstoffhalt iger AbgaseProcess for the absorption and final cleaning of pollutant-containing exhaust gases

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Absorption und Endreinigung schadstoffhaitiger Abgase nach Patent ΛΗΧ, 53f ' die außer leichtThe invention relates to a method for the absorption and final cleaning pollutant-containing exhaust gases according to patent ΛΗΧ, 53f 'the except light

absorbierbaren gasförmigen Schadstoffen auch solche vor allem staubformige Verunreinigungen enthalten, die zu Verlcrustungen und festen Ansätzen in Absorptionseinrichtungen neigen» Dazu gehören eine große Anzahl von. staubhaltigen Abgasen, die in verschiedenen Industriezweigen mit unterschiedlichen Schadstoffzusammensetzungen und -mengen anfallen»Absorbable gaseous pollutants also contain, in particular, dust-like impurities which are prone to cracking and solid deposits in absorption equipment. These include a large number of. Dust-laden exhaust gases produced in various industries with different pollutant compositions and amounts »

Characteristic of the known technical solutions

Zur Absorption .und Endreinigung fluorwasserstoff— und/oder chlorwasserstoffhaitiger Abgase wurde in der DD - PS 117 ^28 ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem Wasser bzw* Dünnsäure als Absorptionsmittel im reinen Gegenstrom ohne Flüssigkeitszwangsführung zum schadstoffhaltigen Abgas geführt wird* Die Endreinigung dieser Abgase erfolgt in Absorptionskolonnen mit mehreren Durchlaufsiebboden, die freie Öffnungsquerschnitte von 25 bis 35 % besitzen, mit relativ hohen Gasgeschwindigkeiten und sehr geringen Flüssigkeitsbelastungen (bis 0,2 l/m Gas) arbeiten» Dieses Verfahren ist sehr vorteilhaft für solche schadstoffhaltige Abgase, die vor allem gut lösliche gasförmige Verunreinigungen, wie z# B_e HCl oder HF₁ enthalten»For absorption and final cleaning of hydrogen fluoride and / or hydrogen chloride-containing exhaust gases, DD-PS 117-28 has proposed a process in which water or * dilute acid is passed as an absorbent in pure countercurrent flow without liquid forced circulation to the pollutant-containing exhaust gas Absorption columns with several continuous sieve bottom, which have free opening cross-sections of 25 to 35 % , with relatively high gas velocities and very low liquid loads (up to 0.2 l / m gas) work »This method is very beneficial for such pollutant-containing exhaust gases, especially well soluble gaseous impurities, such as _e # B contain HCl or HF ₁ "

·. 2 —·. 2 -

Sobald aber zu Ansätzen neigende Schadstoffe, wie z· B, grober wasserunlöslicher Staub im Abgas enthalten sind, ist das Verfahren nach DD - PS 117 ^28 nicht mehr anwendbar, da die Siebböden bei den geringen Fluss iglceits be lastungen und Öffnungsquerschnitten verstopfen.However, as soon as sloppy pollutants, such as eg coarse water-insoluble dust, are contained in the exhaust gas, the method according to DD-PS 117-28 is no longer applicable, since the sieve trays clog at the low flow rate and opening cross sections.

Die bekannten technischen Lösungen, die mit größeren Flüssigkeitsbelastungen und Flüssigkeitsumlauf arbeiten, wie Füllkörper-, Bodenkolonnen oder Sprühtürme,, haben entscheidende Nachteile»The known technical solutions that work with larger fluid loads and fluid circulation, such as packed, tray columns or spray towers "have significant disadvantages"

So neigen die bekannten Füllkörper- und Bodenkolonnen bei stark staubhaltigen Abgasen zu Verstopfungen« Außerdem haben sie bei größeren Gasgeschwindigkeiten einen relativ hohen Druckverluste Füllkörperkolonnen und Sprühtürme besitzen außerdem eine schlechte Flüssigkeitsverteilung über den gesaraten Kolonnenquerschnitt, was zu geringen Absorptionswirkungen führt. Das Patent DD - PS 137 191 arbeitet mit Durchlaufsiebboden, die einen großen freien Öffnungsquerschnitt von 30 bis 60 ^ besitzen, wobei Gasgeschwindigkeiten im freien Kolonnenquerschnitt von etwa 3 tn/s bis maximal 8 m/s erforderlich sind, um stabile Flüsaigkeitsschichten auf diesen Böden zu erhalten«, Diese Lösung hat entscheidende Nachteile σ Der verfahrensbedingt hohe Flüssigkeitsdurchsatz von 10 kg/m h. bis 250 000 kg/m h führt entweder bei einmaligem Durchlauf zu einem unvertretbar hohem Wasserverbrauch oder bei Kreislauffahrweise der Flüssigkeit zu geringen bzw« unzureichenden Endreinheiten der schadstoffhaltigen Abgase* Außerdem ist bei den extrem hohen Gasgeschwindigkeiten ein Mitreißen von Flüssigkeitströpfchen bzw« —nebeln aus der Kolonnen gegeben» Weiterhin führt der unter diesen Bedingungen auftretende starke Flüssigkeitsstau über den Durchlaufsiebböden zu sehr hohen Druckverlusten von etwa 30 bis 70 ram Wassersäule je Boden«,Thus, the known packed and tray columns tend to blockage with highly dusty exhaust gases. "In addition, they have relatively high pressure drops at higher gas velocities. Column columns and spray towers also have poor liquid distribution over the column cross-section, resulting in low absorption effects. The patent DD - PS 137 191 operates with continuous sieve bottom, which have a large free opening cross section of 30 to 60 ^, with gas velocities in the free column cross section from about 3 tn / s to a maximum of 8 m / s are required to stable liquid keitsmigkeitsschichten on these floors This solution has decisive disadvantages σ The process-related high liquid throughput of 10 kg / m h. up to 250 000 kg / mh either leads to an unacceptably high water consumption in the case of a single pass or to insufficient or insufficient end purities of the pollutant-containing exhaust gases in the case of circulation. In addition, liquid droplets or nebulas are entrained from the columns at extremely high gas velocities »Furthermore, the strong liquid accumulation occurring under these conditions over the continuous sieve trays leads to very high pressure losses of about 30 to 70 ram water column per soil«,

Zur Absorption und Endreinigung schadstoffnaltiger Abgase nach de»} Haupt patent: 4^ soi wurdeFor the absorption and final cleaning of pollutant-containing gases after the main patent: 4 ^ soi became

ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem der Endreinigungsstufe mindestens eine Vorreinigungsstufe vorgeschaltet wird, die nach dem Rückvermischungsprinzip mit Flüssigkeitskreislauf bei maximal 50-facher Flüssigkeitsbelastung gegenüber der Endreinigungsstufe arbeitet und deren Regensiebböden einen freien Öffnungsquerschnitt von 35 besitzen»proposed a method in which the Endreinigungsstufe is preceded by at least one pre-purification stage, which works according to the Rückvermischungsprinzip with liquid circuit at a maximum of 50-fold liquid load compared to the Endreinigungsstufe and whose Regensiebböden have a free opening area of 35 »

Nachteilig wirkt sich der eintretende Druckverlust aus« Bei extrem stark staubhaltigen und zu festen Verkrustungen neigenden Industrieabgasen sind Ablagerungen, die zu Betriebsstörungen führen können, nicht immer vermeidbar»The pressure loss that occurs has a negative effect "deposits that can lead to malfunctions can not always be avoided in the case of extremely dusty industrial emissions that are susceptible to solid incrustations"

Object of the invention

Ziel der Erfindung 1st es, die genannten Mängel zu beseitigen und einen maximalen Wirkungsgrad auch für die Endreinigung solcher schadstoffhaltigen Abgase zu erzielen, die außer leicht absorbierbaren gasförmigen Schadstoffen zusätzliche Verunreinigungen enthalten, die zu Verkrustungen und festen Ansätzen in Absorptionseinrichtungen führen können» Der Emissionswert dieser Schadstoffe soll da—The aim of the invention is to eliminate the aforementioned deficiencies and to achieve maximum efficiency for the final cleaning of such pollutant-containing exhaust gases containing except readily absorbable gaseous pollutants additional impurities that can lead to incrustations and solid approaches in absorption facilities »The emission value of these pollutants should

3 bei kleiner sein als 5 mg Schadstoff je m Abgas·3 is less than 5 mg pollutant per m exhaust ·

Explanation of the essence of the invention

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß einer Endreinigungsstufe gemäß Patenti Λ*\& S3^ die mit Durchlaufsiebboden bei einem freien Öffnungsquerschnitt von 25 bis 35 % und. sehr geringen Flüssigkeitsbelastungen (bis maximal 0., 2 l/m Gas) im reinen Gegenstrom arbeitet, mindestens eine Vorreinigungsstufe mit Flüssigkeitskreislauf vorgeschaltet wird und daß die Durchlaufsiebböden dieser Vorreinigungsstufe einen freien Öffnungs-According to the invention the object is achieved in that a final cleaning stage according to Patenti Λ * \ & S3 ^ with the continuous sieve bottom with a free opening area of 25 to 35 % and. very low liquid loads (up to a maximum of 0. 2 l / m of gas) operates in pure countercurrent, at least one precleaning stage is preceded by a liquid circuit and that the pass-through sieves of this pre-cleaning stage have a free opening

querschnitt von 60 - 80 % des Gesatnt querschnitt es der Kolonne besitzen. Es wurde gefunden, daß es ausreicht, in der Vorreinigungsstufe für eine gute Flüssigkeitsvertei— lung über den gesamten Kolonnenquerschnitt zu sorgen, um eine wirksame Vorreinigung ohne Verkrustungsgefahr in der Kolonne zu erreichen«. Erfindungsgemäß eignen sich Siebböden mit vorzugsweise kreisförmigen oder quadratischen Öffnungen mit einem freien Öffnungsquerschnitt von 60 80 $ sehr gut zur Flüssigkeitsverteilung über den gesamten Kolonnenquerschnitte Dabei bilden sich bei Gasgeschwindigkeiten zwischen 2 und 3 m/s vind einem Abstand der Lochmittelpunkte von 10 mm bis 50 mm auf diesen Böden keine Flüssigkeitsschichten aus, die zu gi-ößeren Druokverlusten führen wurden» Allein durch den Regen- und Verspritzungseffekt der genannten Durchlaufsiebboden wird eine ausreichende Vorreinigung der schadstoffhaltigen Abgase erreicht, wobei die Ablagerung von Feststoffen an den Böden verhindert wird» Die Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung gegenüber dem Stand der Technik bestehen darin, daß es durch diese Lösung möglich wird, stark staubhaltige und zu festen Verkrustungen neigende Industrieabgase kontinuierlich ohne Betriebsstörungen bis zu hohen Endreinheitsgraden_f die den Forderungen des Umweltschutzes entsprechen, zu reinigen«* Der ökonomische Aufwand wird durch dieses effektive Verfahren, welches mit geringen Druckverlusten und relativ hohen Gasbelastungen arbeitet, minimiert·cross section of 60 - 80 % of the total cross section of the column. It has been found that it is sufficient to ensure good liquid distribution over the entire cross section of the column in the pre-purification stage in order to achieve effective pre-purification without the risk of encrustation in the column. In accordance with the invention, sieve trays with preferably circular or square openings with a free opening cross section of $ 60,800 are very well suited for liquid distribution over the entire column cross sections. At gas velocities between 2 and 3 m / s, a spacing of the hole centers of 10 mm to 50 mm is formed These soils no liquid layers, which would lead to gi-ößeren Druokverlusten »alone by the rain and spray effect of the aforementioned continuous sieve a sufficient pre-cleaning of the pollutant-containing exhaust gases is achieved, the deposition of solids is prevented at the bottom» The advantages of the invention compared to the prior art are that it is possible by this solution, highly dusty and prone to solid encrustations industrial emissions continuously without malfunction up to high final cleanliness _f the requirements of environmental protection The economic effort is minimized by this effective method, which works with low pressure losses and relatively high gas loads.

Ausfüligungsbeis piel Ausfüligungsb ice piel

S3000 nP/h mit Wasserdampf gesättigtes schadstoffhaltiges Abgas werden über die Gasleitung 1 in die Vorreinigungsstufo 2 gesaugt« Das Abgas enthält 10 g/m SchadstoffS3000 nP / h of pollutant-containing exhaust gas saturated with water vapor are drawn into the pre-purification stage 2 via the gas line 1. "The exhaust gas contains 10 g / m of pollutant

in Form von Chlorwasserstoff, Fluorverbindungen und Feststoffen, Mittels Kreislaufpumpe 8 werden über die Säure— leitung 7 und 9 ständig 80 m /h schadstoffhaltige Flüssigkeit im Kreislauf gepumpt« Durch diese Kreislaufflüssigkeit, die im Gegenstrom zum Abgas durch die Durchlaufsiebböden A durchläuft und verteilt wird, erfolgt ein Vorreinigungs- und Wascheffekt, wobei 180 kg/h der im Abgas enthaltenen Schadstoffe absorbiert werden· Die Durchlaufsiebboden A besitzen einen freien Öffnungsquerschnitt von 65 % des Gesamtquerschnittes und die Gasgeschwindigkeit im freien Kolonnenquerschnitt beträgt 2,5 in/^si sodaß sich über den Großlochsiebböden keine Flüssigkeitsschichten ausbilden. Der Lochdurchmesser beträgt 20 mm. Das vorgereinigte Abgas wird durch das Gebläse h über die Gasleitung 3 aus der Vorreinigungsstufe angesaugt und über die Gasleitung 5 in die Endreinigungsstufe 6 gedrückt. Über die Absorptionsmittelzuführung 11 werden 2000 kg/h Wasser über dem obersten Durchlaufsiebboden B aufgegeben. Das Wasser bzw, die Dünnsäure, die durch die Absorption entsteht, werden im reinen Gegenstrom ohne Flüssigkeitskreislauf zum Abgas geführt. Über den Durchlaufsiebboden B, die einen freien Öffnungsquerschnitt von 30 % des Gesamtquerschnittes besitzen, bilden sich stabile Sprudelschichten, die eine Endreinigung des Abgases bis zu einem zulässigen Emissions-in the form of hydrogen chloride, fluorine compounds and solids, circulating pump 8 via the acid line 7 and 9 constantly 80 m / h s chadstoffhaltige liquid pumped in the circulation «By this circulating liquid, which passes through the continuous screen bottoms A in countercurrent to the exhaust gas and is distributed , A pre-cleaning and washing effect, with 180 kg / h of the pollutants contained in the exhaust gas are absorbed · The continuous sieve bottom A have a free opening area of 65 % of the total cross-section and the gas velocity in the free column cross-section is 2.5 in / ^s i so that about the Großlochsiebböden form no fluid layers. The hole diameter is 20 mm. The pre-cleaned exhaust gas is sucked in by the blower h via the gas line 3 from the pre-purification stage and pressed via the gas line 5 into the final purification stage 6. About the absorbent feed 11 2000 kg / h of water above the uppermost continuous sieve bottom B are abandoned. The water or the dilute acid, which results from the absorption, are conducted in pure countercurrent without liquid circulation to the exhaust gas. Through the continuous sieve bottom B, which have a free opening cross-section of 30 % of the total cross-section, form stable bubble layers, the final purification of the exhaust gas up to a permissible emissions

wert von 5 mg Schadstoff je ra Abgas bewirken. Im Tropfenabscheider C werden mitgerissene Flüssigkeitströpfchen zurückgehalten.value of 5 mg pollutant per ra exhaust effect. In droplet C entrained liquid droplets are retained.

Über die Leitung D wird das gereinigte Abgas aus der Endreinigungsstufe 6 abgeleitet.Via the line D, the purified exhaust gas is discharged from the final cleaning stage 6.

Im Kolonnensumpf der Endreinigungsstufe 6 läuft kontinuierlich, die durch die Nachabsorption entstandene 1 $-ige Dünnsäure, über die Überlaufleitung 10 in die Vorreini— gungsstufe 2, Aus der Vorreinigungsstufe 2 werden über die Ablaufleitung 12 kontinuierlich 2200 kg/h Schadstoffsuspensionen, die 200 kg/h Schadstoffe gemäß der Abgaszusammensetzung enthält, ausgekreist.In the bottom of the bottom of the final purification stage 6 runs continuously, the 1 $ -due acid formed by the Nachabsorption over the overflow line 10 in the pre-treatment stage 2, from the pre-purification stage 2 are continuously via the drain line 12 2200 kg / h pollutant suspensions, the 200 kg / h Contains pollutants according to the exhaust gas composition, recirculated.

Claims

invention claim

1 · Process for the absorption and final purification of pollutant-containing waste gases according to IHZsW in columns with continuous sieve bottom , characterized in that the process consists of a final purification stage according to patent Ί11 i i <( and at least

a pre-cleaning stage with liquid circulation exists and that the continuous sieve bottom of the prepurification stage preferably contain circular or square openings with a free opening cross-section of 60 80 $ of the total cross-section of the column.

2 »method according to item 1, characterized in that the gas velocities in the pre-cleaning stage between 2 m / s and 3 m / s in the free column cross-section and the distance of the hole center is 10 mm to 50 mm, wherein the Durchlaufsiebboden the pre-cleaning stage no liquid layers arise "

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