DD236459A1 - Verfahren zur nassen so tief 2- abscheidung aus rauch- oder abgasen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung ist fuer die Entschwefelung von Rauch- oder Abgasen einsetzbar und insbesondere fuer die Behandlung von Abgasen aus Feuerungsanlagen. Ziel der Erfindung ist es, das SO ind2 aus dem Rauch- oder Abgasstrom rationell und effektiv zurueckzugewinnen. Die Aufgabe besteht darin, Rekationsbedingungen zu schaffen, die eine Entfernung von SO ind2 unter Verwendung von kalziumhaltigen industriellen Roh- und Abfallstoffen aus Rauch- und Abgasen und eine SO ind2 Rueckgewinnung ermoeglichen. Erfindungsgemaess wird das zur SO ind2-Absorption verwendete Absorptionsmittel auf einen gleichbleibenden pH-Wert von 2-5 eingestellt und die Absorption des SO ind2 erfolgt dreistufig indem der Rauch- oder Abgasstrom nacheinander getrennt mit innerem Absorptionsmittelruecklauf regeneriertem Absorptionsmittel und frischem Absorptionsmittel so kontaktiert, dass das gesamt absorbierte SO ind2 teilweise als SO ind2-Reichgas freigesetzt wird und gleichzeitig das SO ind2 beladene Absorptionsmittel fuer eine erneute SO ind2-Bindung regeneriert wird. Ein Teilstrom des regenerierten Absorptionsmittels wird der Herstellung des frischen Absorptionsmittels zugefuehrt. Das Verfahren ist zur Entschwefelung von Rauch- und Abgasen aus Industrieanlagen geeignet. Figur

Description

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Verfahrensstufe, der Absorptionsmittelbehandlung, zugegebenen Mengenströme entsprechend des Kalziumgehaltes des industriellen Abproduktes und des geforderten Entschwefelungsgrades der Gesamttechnologie eingestellt. Um eventuelle Erosionen, Verstopfungen und Anbackungen während der Handhabung des Absorptionsmittels in den Apparate- und Ausrüstungsteilen zu vermeiden, werden die im bereiteten Absorptionsmittel enthaltenen Feststoffteilchen nach der Absorptionsmittelvorbehandlung aus dem Gesamtprozeß ausgeschleust, so daß eine klare Lösung als frisches Absorptionsmittel zur SO2-Entfernung Verwendung findet.

Die Verfahrensbedingungen der Entschwefelungstechnologie sind so eingestellt, daß der in der Absorptionsmittelbereitung eingestellte pH-Wert von 2-5 während der Kontaktierung des Rauch-oder Abgasstromes mit dem frisch hergestellten und regenerierten Absorptionsmittel und inneren Absorptionsmittelrücklauf und während der thermischen Behandlung des SO₂-beladenen Absorptionsmittels, der Desorption, gehalten wird. Die SO₂-Entfernung erfolgt im Absorber derart, daß der Rauchoder Abgasstrom nacheinander mit innerem Absorptionsmittelrücklauf, regeneriertem Absorptionsmittel und frischem Absorptionsmittel kontaktiert wird. Dabei sind die verfahrenstechnischen Parameter der Absorptionsmittelströme so eingestellt, daß in den Absorptionsstufen Bedingungen geschaffen werden, die sich günstig auf die Minimierung der Oxidation von im Absorptionsmittel gelöstem SO₂ auswirken und der loneneinfluß von gelösten Fremdstoffen, die durch kalziumhaltige industrielle Abprodukte, insbesondere Flugasche, während der Absorptionsmittelvorbehandlung in das Absorptionsmittel eingetragen werden können, auf die S0₂-Oxidation gering gehalten wird. Das vom Sumpf des Absorbers abgezogene SO₂-beladene Absorptionsmittel wird einem Desorber zugeführt und bis in Siedepunktnähe erwärmt. Dabei wird im belädenen Absorptionsmittel'gelöstes SO₂ freigesetzt, nach Kondensation verdampfter Wasseranteile ein SO₂-Reichgas hergestellt und dabei das Absorbtionsmittel regeneriert. Das regenerierte Absorptionsmittel wird zum überwiegenden Anteil dem Absorber zur erneuten SO₂-Absorption und zum geringeren Anteil der Absorptionsmittelvorbehandlung zur Herstellung des frischen Absorptionsmittels zugeführt. Damit wird gleichzeitig die Ausschleusung von zu SO3 oxidierten SO₂-Anteilen nach der Absorbtionsmittelvorbehandlung aus dem Absorptionsmittel erzielt. Durch eine 55-85%ige teilweise SO₂-Freisetzung im Desorber, bezogen auf die aus dem Rauch-oder Abgasstrom gesamtabsorbierte S0₂-Menge, wird ein gleichbleibender pH-Wert von 2-5 auch in der Absorptionsstufe mit regeneriertem Absorptionsmittel gewährleistet.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel entsprechend dem beiliegenden Verfahrensschema erläutert werden.

Das staub- und schwefeldioxidhaltige Rauchgas wird über eine Leitung 1 einer bekannten Entstaubungseinrichtung 2 zur Abtrennung des wesentlichen Flugaschenanteils zugeführt. Die vom Rauchgasstrom abgetrennte Flugasche wird zu einem Teil über die Leitung 3 aus dem Prozeß ausgeschleust und zum anderen Teil entsprechend ihres Kalziumanteiles über die Leitung 4 und eine Dosiereinrichtung 5 dem Absorptionsmittelvorbehandlungsbehälter 6 zugeführt in den weiterhin über die Leitung 7 Wasser, über die Leitung 8 Essigsäure und die Leitung 9 regeneriertes Absorptionsmittel so zugegeben werden, daß sich ein pH-Wert von 2-5 einstellt. Die über die Leitung'10 abgezogene Suspension wird anschließend einem Feststoffabscheider 11 zugeführt, mit dem die Feststoffe der Suspension abgetrennt und über die Leitung 12 aus dem Prozeß geführt werden. Über die Leitung 13 wird das feststofffreie, frische Absorptionsmittel in den Sprühabsorber 14 geleitet und zur S0₂-Absorption versprüht, wobei das Mengenverhältnis zum gesamten Absorptionsmittel, das der Absorption zugeführt wird, 1 zu 5 bis 1 zu 25 beträgt. Das entstaubte Rauchgas wird über die Leitung 15 einem Rekuperator 16 und nach Abkühlung von 200⁰C auf 130⁰C über die Leitung 17 einem Vorwäscher 18 zugeführt, so daß mit Hilfe des über die Leitung 19 zugegebenen Wassers aus dem Rauchgas im wesentlichen Reststaub, SO₃, Halogene und geringe SO₂-Anteile entfernt werden und gleichzeitig der Rauchgasstrom auf Absorptionstemperatur von 6O⁰C abgekühlt und mit Wasser angereichert wird. Das vorgewaschene Rauchgas gelangt über die Leitung 21 in den Sprühabsorber 14, und das Abwasser wird über die Leitung 20 abgezogen. Während das Rauchgas den Sprühabsorber 14 durchströmt, wird es nacheinander mit innerem Absorptionsmittelrücklauf über Leitung 22, regeneriertem Absorptionsmittel über Leitung 23 und frischem Absorptionsmittel über die Leitung 13 kontaktiert und von SO₂ befreit. Dabei sind die Absorbtionsmittelströme, die durch die Leitungen 13,23 und 22 dem Sprühabsorber 14 zugeführt werden, so eingestellt, daß in allen 3 Sprühzonen im Absorber 14 ein pH-Wert von 2-5 gehalten wird. Das SO₂-beladene Absorptionsmittel strömt über die Leitung 24 in den Desorber 25, wo das beladene Absorptionsmittel unter SO₂-Freisetzung thermisch behandelt wird, so daß das zu 55-85% rückgewonnene SO₂, bezogen auf das gesamt absorbierte SO₂, über die Leitung 26 in einen Kondensator 27 gelangt, verdampfte Wasseranteile hier kondensieren und vom Kondensator 27 über die Leitung 28 in den Desorber 25 zurückgeleitet werden und das SO₂ aus der Entschwefelungsanlage in Form von SO₂-Reichgas über die Leitung 29 entnommen werden kann.

Während der größere Anteil der regenerierten Absorptionsmittelmenge über die Leitung 30 aus dem Desorber 25 nach entsprechender Kühlung im Kühler 31 dem Sprühabsorber 14 über Leitung 23 zur erneuten S0₂-Absorption wieder zugeführt wird, gelangt der geringere Anteil der regenerierten Absorptionsmittelmenge über die Leitungen 30 und 9 in den Absorptionsmittelvorbehandlungsbehälter 6, wobei entsprechend der Essigsäurezugabe über die Leitung 8 und der Flugaschezugabe über die Leitung 4 anschließend über die Leitung 10 und den Feststoffabscheider 11 technologisch bedingt zu SO₃ oxidiertes SO₂ in Form von Sulfat aus dem Prozeß zusammen mit der unreagierten Restflugasche der Absorptionsmittelvorbehandlung über die Leitung 12 ausgeschleust wird.

Das von SO₂ gereinigte Rauchgas wird zur Wiederaufheizung auf 120°C über die Leitung 32 dem Rekuperator 16 zugeleitet und anschließend über die Leitung 33, das Saugzuggebläse 34 und die Leitung 35 dem Schornstein 36 zugeführt. Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung sind:

— Herstellung eines SO₂-Reichgases, das in einer nachgeschalteten Verfahrensstufe zu SO₂-flüssig, Schwefelsäure oder Elementarschwefel weiterverarbeitet werden kann, unter minimalen Absorptionsmittelkosten durch Einsatz von kalziumhaltigen industriellen Roh- und Abfallstoffen, insbesondere Flugasche.

— Durch den verfahrensspezifischen Absorptionsmitteleinsatzund eine spezielle Prozeßführung wird der apparative Aufwand gering gehalten, da zusätzliche Absorptionsmittelregenerierungsmaßnahmen zur Minimierung teuerer Absorptionsmittelverluste nicht notwendig sind.

— An das Absorptionsmitteladditiv werden keine wesentlichen Anforderungen gestellt, so daß industrielle

Claims (4)

1. Verfahren zur nassen SO₂-Entfemung aus Rauch-oder Abgasen vorzugsweise hinter Feuerungsanlagen unter Verwendung von wäßrigen Suspensionen oder Lösungen aus kalziumhaltigen industriellen Roh- und Abfallstoffen, vorzugsweise Flugaschen, und einem Karbonsäureadditiv, gekennzeichnet dadurch, daß das zur SO₂-Absorption verwendete Absorbtionsmittel so eingestellt wird, daß der pH-Wert in einer Vorbehandlung des Absorptionsmittels, in der SO₂-Ab-und Desorption gleichbleibend 2-5 beträgt und die Absorption des SO₂ dreistufig, nacheinander getrennt mit innerem Absorptionsmittelrücklauf, regeneriertem Absorptionsmittel und frischem Absorptionsmittel, das nach der Vorbehandlung und vor Eingabe in die S0₂-Absorption feststofffrei ist, erfolgt und in einer direkt nachfolgenden Desorption durch thermische Behandlung des beladenen Absorptionsmittels, das gesamtabsorbierte SO₂ teilweise als SO₂-Reichgas so freigesetzt wird, daß nach der Desorption das regenerierte Absorptionsmittel zu einem Teil erneut zur S0₂-Absorption in der Absorptionsstufe mit regeneriertem Absorptionsmittel genutzt und zum anderen Teil der Vorbehandlung des Absorptionsmittels zugeführt und der technologisch zu Sulfat oxidierte SO₂-Anteil aus der Vorbehandlung als Feststoff ausgeschleust wird.

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Erfindungsanspruch:

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß während der Desorption des beladenen Absorptionsmittels 55-85% des gesamtabsorbierten SO₂ freigesetzt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das dem Absorber aus der Vorbehandlung des Absorptionsmittels zugeführte Absorbtionsmittel ein Mengenverhältnis zum gesamten Absorptionsmittel, das dem Absorber Zugeführt wird, von 1 zu 5 bis 1 zu 25 aufweist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Sulfatanteil des regenerierten Absorptionsmittels, das der Absorptionsmittelvorbehandlung zugeführt wird, kleiner 15% beträgt.

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Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von SO2 und SO₃ aus Rauchgasen oder Abgasen von Industrieanlagen, insbesondere kohlegefeuerter Kraftwerke, und ist neben der Beseitigung von Schadstoffen, für die Herstellung eines SO₂-Reichgases geeignet. Das Verfahren ist in gleichgearteten Industriezweigen anwendbar.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bei einer Vielzahl international entwickelter Verfahren werden zur absorptiven SO₂-Entfer'nung aus dem Rauchgasstrom kalziumhaltige Produkte wie Kalk oder Kalkstein in einer wäßrigen Suspension als Absorptionsmittel eingesetzt. Eine derartige Verfahrenstechnologie wird in der DE-OS 3011 592 beschrieben, wobei ein 2stufiger Sprühabsorber mit verringertem Frischwasserverbrauch Anwendung findet und die Reaktions- und Verfahrensbedingungen ausschließlich zur Sulfatisierung der Reaktionsprodukte hinsichtlich einer hohen Gipsausbeute eingestellt sind. In den DE-OS 2929542 und DE-OS 2934109 sind ebenfalls Entschwefelungstechnologien dargestellt, in denen Kalk oder Kalkstein als Absorptionsmittel teilweise oder ganz durch Asche oder Schlacke ersetzt wird, wobei ebenfalls keine S0₂-Gewinnung zur stofflichen Nutzung des Schwefeldioxid aus Rauch- oder Abgasen erfolgt. Diesbezügliche Absorptionsmittel kommen in Suspension zur Anwendung, so daß Anbackungen, Verstopfungen oder verstärkte Erosionserscheinungen auftreten können.

Aus der DE-AS 2746926 ist ebenfalls bekannt, daß durch Zugabe von Karbonsäuren zum Absorptionsmittel dessen Wirksamkeit zur SO₂-Bindung hinsichtlich einer maximalen Gipsausbeute bei Kalk- oder Kalkstein-Verfahren verbessert werden kann. Derartige Technologien sind für Umweltzwecke bei Herstellung von verkaufsfähigem Gips ausgerichtet. Eine Technologie, mit derein SO₂-Reichgas hergestellt werden kann, ist in der US-PS 3477815 beschrieben. Bei der Verfahrenstechnologie werden hochwertige Alkali-oder Erdalkalimetalle, vorrangig Natriumverbindungen, angewendet, wobei die technologischen Parameter so eingestellt sind, daß die bedingte Oxidation von Absorptionsmittelanteilen zu einem hohen verfahrenstechnischen Aufwand hinsichtlich Ausschleusung von Absorptionsmittelsulfatanteilen durch Kristallisation und Ersatz von Absorptionsmittel führt.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur nassen SO₂-Abscheidung zum Einsatz zu bringen, mit dem das aus dem Rauch- oder Abgasstrom absorbierte SO₂ rationell und effektiv zurückgewonnen und einer industriellen Nutzung zugeführt werden kann.·

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzuwenden, mit dem durch eine gezielte Verfahrensweise die Reaktionsbedingungen zur Entfernung von SO₂ und SO₃ aus Rauch-oder Abgasen so eingestellt werden können, daß kalziumhaltige industrielle Roh- und Abfallstoffe, vorzugsweise Flugaschen, bei verschiedenen Rauch- oder Abgaszusammensetzungen Anwendung finden können und ein SO₂-Reichgas hergestellt wird. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß zur SO₂-Entfernung ein Absorptionsmittel eingesetzt wird, das in einer dem Absorptionsprozeß vorgelagerten Verfahrensstufe mit einem kalziumhaltigen industriellen Roh- oder Abfallstoff, einer Karbonsäure und regeneriertem Absorptionsmittelrücklauf hergestellt wird und einen pH-Wert von 2-5 besitzt. Dabei werden die in der