DD280744A1 - METHOD FOR THE COMPLEX UTILIZATION OF ENERGY AND MATERIALS FROM EXHAUST GASES OF THE THERMAL MGC1 DEEP 2-CORE - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung beinhaltet ein Verfahren zur komplexen Nutzung von Energie und Wertstoffen aus Abgasen der thermischen MgCl2-Spaltung. Sie bezieht sich auf die Abgasbehandlung unter dem Aspekt der besseren Nutzung von Wertstoff- und Energieinhalten bei der MgO-Herstellung aus MgCl2-Edelsole nach dem Prinzip der thermischen Spaltung. Ziel und Aufgabe der Erfindung bestehen darin, die Spaltgase, die bei der thermischen MgCl2-Spaltung anfallen, in den Gesamtprozess effektiver einzubinden. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass dem Waschturm als zusaetzliche Waschfluessigkeit eine Teilmenge der im Spaltprozess einzusetzenden MgSO4-haltigen MgCl2-Edelsole zwecks Entwaesserung der Spaltgase zugefuehrt, diese Loesung nach erfolgter Neutralisation und CaSO4-Faellung im Spaltprozess verwendet und aus den so behandelten Spaltgasen hochkonzentrierte Salzsaeure hergestellt wird.The invention includes a method for the complex use of energy and recyclables from exhaust gases of thermal MgCl2 cleavage. It refers to the treatment of exhaust gases in terms of better utilization of valuable and energy contents in MgO production from MgCl2 noble brine according to the principle of thermal fission. The aim and object of the invention is to integrate the fission gases, which occur in the thermal MgCl2 cleavage, more effectively in the overall process. According to the invention, the object is achieved by adding to the scrubbing tower a subset of the MgSO.sub.4-containing MgCl.sub.2 noble brine to be used for dewatering the cleavage gases, using this solution after neutralization and CaSO.sub.4 precipitation in the cleavage process and highly concentrated it from the thus treated cleavage gases Hydrochloric acid is produced.
Description
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Die Erfindung kann angewendet werden bei der MgO-Horstellung nach dem Prinzip der thermischen Spaltung sowohl bei der Aufarbeitung MgCI2-haltiger Abfallsolen der Kalirohsalzverarbeitung als auch bei der Verarbeitung von synthetisch durch salzsauren Aufschluß von Rohmagnesiten oder Magnesitstäuban erzeugen MgC^-Lösungen.The invention can be applied to the MgO-Horstellung according to the principle of thermal decomposition both in the processing of MgCl 2 -containing waste brines of Kalirohsalzverarbeitung as well as in the processing of synthetic by hydrochloric digestion of raw magnesite or Magnesitstäuban produce MgC ^ solutions.
Die thermischen Spaltverfahren werden in der Regel so betrieben, daß die zu verarbeitende MgCI2-Lösung direkt mit Heißgasen aus einotn vorgeschalteten Heißgaserzsuger kontaktiert wird, wodurch das Magnesiumchlorid zu Magnesiumoxid und Chlorwasserstoff umgesetzt wird.The thermal cracking processes are generally operated so that the MgCl 2 solution to be processed is contacted directly with hot gases from an upstream hot gas generator, whereby the magnesium chloride is converted to magnesium oxide and hydrogen chloride.
Aus der dem eigentlichen Spaltreaktor in der Regel nachgeschalteten mechanischen Abgasreinigungsanlage tritt bei der Verwendung von MgCI2-Lösungen im Spaltprozeß, welche ihren Ursprung im Kalirohsalzverarbeitungsprozeß haben, ein Spaltgas aus, das noch staubförmige Bestandteile in Form von MgO, MgCI2, Alkalichloriden und andere Verunreinigungen sowie erhebliche Mengen an Wasserdampf enthalt.From the actual fission reactor usually downstream mechanical emission control system occurs in the use of MgCl 2 solutions in the cleavage process, which have their origin in Kalirohsalzverarbeitungsprozeß, a cracking gas, the still dusty ingredients in the form of MgO, MgCl 2 , alkali chlorides and other impurities and contains significant amounts of water vapor.
Beim thermischen Spaltprozeß ist es an sich so, daß der entstehende Chlorwasserstoff als zwangsläufig anfallende Begleitkomponente angesehen wird. Um jedoch das Verfahren insgesamt ökonomisch zu gestalten, ist es erforderlich, daß eine hohe Ausbeute an beiden Komponenten des MgCI2 in Form von MgO und HCI angestrebt wird, anderweitige Wertstoffverluste in Form von MgCI2 nicht zugelassen werden und ein hoher Wärmeaucnutzungsgrad angestrebt wird. Für die Weiterverarbeitung und den Absatz der Salzsäure macht es sich erforderlich, daß diese stets mit der höchstmöglichen Konzentration erzeugt wird. Aus der Patentliteratur sind mehrere Vorschläge zur Lösung der Aufgabe bekannt, welche jedoch nicht für alle Anwendungsfälle eine befriedigende Lösung darstellen.In the thermal cleavage process, it is in fact so that the resulting hydrogen chloride is regarded as inevitably accumulating accompanying component. However, in order to make the process as a whole economically, it is necessary that a high yield of both components of the MgCl 2 in the form of MgO and HCl is desired, other material losses in the form of MgCl 2 are not allowed and a high degree of heat utilization is sought. For further processing and sales of hydrochloric acid, it is necessary that it is always produced with the highest possible concentration. From the patent literature, several proposals for solving the problem are known, which, however, do not represent a satisfactory solution for all applications.
In DD WP 86808 wird vorgeschlagen, die nach der mechanischen Abgasreinigung anfallenden heißen Abgase einem geeigneten Apparat, beispielsweise einer Kolonne, zuzuführen, wobei diese Abgase mit der für den Spaltprozeß notwendigen Einsatzlösung kontaktiert werden. Dabei findet neben der Vorkonzentrierung der Lösung eine Staubauswaschung aus dem Abgas statt. Diese Verfahrensweise hat den Nachteil, daß sich das Spaltgas mit dem der Lösung entzogenen Wasser durch den daraus entstehenden Wasserdampf weiter verdünnt, und somit die Herstellung einer hochkonzentrierten Salzsäure im nachgeschalteten Absorptionsverfahren unmöglich wird. Das Verfahren arbeitet praktisch ohne Abstoßlösungen, hat dadurch jedoch den weiteren Nachteil, daß die in der Lösung enthaltenen Verunreinigungen den Prozeß ausschließlich über das Fertigprodukt verlassen können, und zusätzlich durch die starre Kopplung Reaktor-Vorkonzentrator die bekannten Schwierigkeiten bei der Beherrschung des Prozesses auftreten. Abgeleitet aus dem DD WP 86808 sind die DD WP 87773 und DD WP 88522.DD WP 86808 proposes supplying the hot exhaust gases obtained after the mechanical exhaust gas purification to a suitable apparatus, for example a column, these exhaust gases being contacted by the starting solution necessary for the cleavage process. In addition to preconcentration of the solution, dust washing out of the exhaust gas takes place. This procedure has the disadvantage that the cleavage gas with the water removed from the solution further diluted by the resulting water vapor, and thus the production of a highly concentrated hydrochloric acid in the subsequent absorption process is impossible. The method works virtually without repelling solutions, but has the further disadvantage that the impurities contained in the solution can leave the process exclusively on the finished product, and in addition by the rigid coupling reactor pre-concentrator the known difficulties in the control of the process occur. Derived from DD WP 86808 are DD WP 87773 and DD WP 88522.
Gemäß DD WP 87773 erfolgt nach der Aufkonzentrierung der verdünnten, verunreinigten MgCI2-Lösung in einem Waschturm die komplette Aufarbeitung dergestalt, daß mittels Kalk oder Dolomit neutralisiert wird, wobei der HCI-Gehalt äquivalent den, Sulfatgehalt in der Lösung eingestellt wird. Der Neutralisation mit der Bildung von CaCI2 folgt unmittelbar die Entsulfatisierung. Danach wird das ausgefällte Calciumsulfat durch Klärung und Filtration entfern;. Bei Kühlung der Lösung fallen noch Alkalichloride aus.According to DD WP 87773 takes place after concentration of the dilute, contaminated MgCl 2 solution in a scrubbing tower, the complete work-up such that it is neutralized by means of lime or dolomite, the HCl content is set equivalent, the sulfate content in the solution. The neutralization with the formation of CaCl 2 immediately follows the desulfurization. Thereafter, the precipitated calcium sulfate is removed by clarification and filtration. When the solution is cooled, alkali chlorides still precipitate.
Der vorn genannte Nachteil für die Herstellung konzentrierter Salzsäure bleibt bestehen. Weiterhin ist die Aufarbeitung insgesamt apparativ sehr aufwendig und kostenungünstig. Es muß jedoch beachtet werden, daß es sich um eine verunreinigte Eingangslösung handelt. Im e nzelnen muß auch noch darauf hingewiesen werden, daß die Kühlung des Kreislaufes mit der kalten Lösung aus einem Stapeltank zwar eine gewitse Regelmöglichkeit liefert, jedoch die erforderliche Einstellung der Temperatur sowie der Konzentration an MgCI2 und HCI vor der Neutralisation/Entsulfatisierung durch Zugabe von H2O und/oder Salzsäure sowie Aufwärmung erfolgt. Betriebs- beziehungsweise produktionstechnisch stellt dies eine nicht beziehungsweise kaum beherrschbare Variante dar.The above-mentioned disadvantage for the production of concentrated hydrochloric acid remains. Furthermore, the workup is a total of equipment very expensive and costly. It should be noted, however, that this is a contaminated input solution. In e nzelnen must also be pointed out that the cooling of the circuit with the cold solution from a stacking tank provides a certain rule possibility, however, the required adjustment of the temperature and the concentration of MgCl 2 and HCI before the neutralization / desulfurization by adding H 2 O and / or hydrochloric acid and warming takes place. From an operational or production point of view, this represents a variant that is not or hardly controllable.
Gemäß DD WP 88522 wird an sich nur ergänzend ausgeführt, daß die HCI-Absorption adiabatisch erfolgen soll und die weitere Aufarbeitung zu trockenem Chlorwasserstoff mittels Lösungsdestillation erfolgt. Eine ähnliche Verfahrensweise ist bei all diesen Varianten natürlich auch erforderlich, wenn man eine höher konzentrierte Salzsäure erzeugen muß, als es mittels der adiabatischen Absorption primär möglich ist. Das Verfahren wird praktisch angewendet beim einstufigen Ruthner-Verfahren, beschrieben in der AT PS 340365 sowie in der Zeitschrift Werkstoffe und Korrosion, 18 (1967), Heft 8, S.678, hier allerdings für die FeCla-Aufarbeitung, wobei die Salzsäurekonzentration von untergeordneter Bedeutung ist.According to DD WP 88522 is only mentioned in addition to the fact that the HCI absorption should be adiabatic and the further workup to dry hydrogen chloride by means of solution distillation. A similar procedure is of course also required in all these variants when it is necessary to produce a hydrochloric acid of higher concentration than is possible primarily by adiabatic absorption. The method is practically applied to the single-stage Ruthner method described in AT PS 340365 and in the journal Materials and Corrosion, 18 (1967), No. 8, p. 678, but here for FeCla work-up, the hydrochloric acid concentration of subordinate Meaning is.
In DD WP 30390 wird vorgeschlagen., das nach der mechanischen Abgasreinigung anfallende Spaltgas einem Waschturm zuzuleiten, in welchem das Abgas mit gekühlter Umwälzlösung kontaktier und dadurch neben der Kühlung des Abgases eine Teilkondenssiion von Wasserdampf aus dem Abgas erzielt wird. Das Abgas wird somit gleichzeitig entstaubt und entwässert, was für die nachfolgende Absorption von großem Vorteil ist. Die Berieselungsflüssigkeit soll so beschaffen sein, daß diese das Gas entwässern kann, ohne wesentliche Mengen an Chlorwasserstoff zu lösen. Die bei der Teilkondensation dos Wasserdampfes und der Abgaskühlung anfallende Wärme wird über außenliegende Wärmeüberträger an ein Kühlmittel abgegeben. Die überschüssige Waschturmlösung wird ausgekreist. Über die Verwendung dieser Lösung wird nichts ausgesagt. Die übliche Praxis ist, diese Lösung zu verwerfen, was mit hohen Energie- und Wertstoffverlusten verbunden ist. Der entscheidende Nachteil dieses Verfahrens liegt jedoch darin, daß die Gasentwässerung immer an eine bestimmte in den Waschturm eintretende Staubmenge gebunden ist.In DD WP 30390 it is proposed., Pass the obtained after the mechanical exhaust gas purification cracking gas a scrubbing tower, in which the exhaust contact with cooled circulation solution and thereby a Teilkondenssion of water vapor is obtained from the exhaust gas in addition to the cooling of the exhaust gas. The exhaust gas is thus dedusted and dewatered at the same time, which is a great advantage for the subsequent absorption. The irrigation fluid should be such that it can dehydrate the gas without dissolving significant amounts of hydrogen chloride. The resulting in the partial condensation dos water vapor and the exhaust gas cooling heat is discharged via external heat exchanger to a coolant. The excess wash tower solution is removed. Nothing is said about the use of this solution. The usual practice is to discard this solution, which is associated with high energy and material losses. The major disadvantage of this method, however, is that the gas drainage is always bound to a certain amount of dust entering the scrubbing tower.
Das Verfahren versagt völlig, wenn dem Waschturm eine hochwertige mechanische Abscheideanlage vorgeschaltet ist. Die Folge ist dann, daß das Spaltgas nicht mehr ausreichend entwässert werden kann und damit nur eine niedrigkonzentrierte Salzsäure herstellbar ist, welche dann ebenfalls einer HCI-Konzentrierungsstufe zugeführt werden muß. Hierbei handelt es sich um die vorn ebenfalls genannte Lösungsdestillation mittels MgCI2 oder CaCI2.The process completely fails when the wash tower is preceded by a high-quality mechanical separation plant. The consequence is that the cracked gas can no longer be sufficiently dehydrated and thus only a low-concentrated hydrochloric acid can be produced, which then also has to be fed to an HCl concentration stage. This is the above-mentioned solution distillation by means of MgCl 2 or CaCl 2 .
Darüber hinaus ist das Verwerfen der Waschturmlösung, wobei zuvor oine Abwasser-Neutralisation erfolgen muß, in beiden Fällen also n&chteilig im Sinne der Wertstoffausboute der Komponenten Magnesium und Chlor. Im ersten Falle (MgCI2 reichlich vorhanden) erhält man eine an MgCI2 etwas höher konzentrierte Lösung, die dafür weniger HCI enthält, im zweiten Fall ist es umgekehrt. Entsprechend variieren auch die Abstoßvolumina.In addition, the discarding of the wash tower solution, whereby previously oine wastewater neutralization must be carried out, in both cases, thus n & chteilig in terms of recyclable material of the components magnesium and chlorine. In the first case (MgCl 2 abundant), a solution slightly concentrated in MgCl 2 is obtained, which contains less HCl, in the second case it is the other way around. Correspondingly, the repulsion volumes also vary.
In DD WP 61793 wird die Verwendung der überschüssigen Waschturmlösung zur Herstellung von trockenem Chlorwasserstoff vorgeschlagen im Rahmen der Lösungsdestillation. Dies ist jedoch nur von Interesse, wenn auch direkt ciine Destillation konzentrierte Salzsäure durch Absorption erzeugt werden soll. Nach DD WP 117433 ist ein Verfahren bekannt, diese anfallende Waschturmlösung einer Nutzung derart zuzuführen, indem diese chlorwasserstoffhaltigen Lösungen mit Calcium- oder Magnesiumverbindungen neutralisiert werden und im Spaltprozeß selbst zur Entsulfatisierung der Einsatzlösung oder zur Herstellung von Frostschutzsolen verv. indet werden. Der diesem Verfahren zugrundeliegende MgCI2-5paltprozeß geht von einer Kali-Endlauge aus, die entsprechend aufbereitet wird. Der Stand der Technik bezieht sich inzwischen auf den Einsatz von an externen Standorten erzeugten sogenannten Edelsolen (MgCI2-Gehalt: 400 bis 460g/l) im MgCI2-Spaltprozeß, welche beispielsweise entsprechend DD WP 200272 erzeugt werden, und gegenüber der Kali-Endlaugo einen geringeren Gehalt an Verunreinigungen und eine höhere Konzentration an MgCI2 aufweisen. Diese Verfahrensweise hat sich bewährt.In DD WP 61793 the use of the excess scrubbing tower solution for the production of dry hydrogen chloride is proposed as part of the solution distillation. However, this is only of interest, even if concentrated hydrochloric acid is to be produced directly by absorption. According to DD WP 117433, a method is known to supply these accumulating scrubbing solution of use such that these hydrochloric acid solutions are neutralized with calcium or magnesium compounds and verv in the cleavage process itself for desulphation of the feed solution or for the production of antifreeze. be indet. The underlying this process MgCl 2 -5paltprozeß is based on a potash final liquor, which is prepared accordingly. In the meantime, the prior art relates to the use of so-called noble sols (MgCl 2 content: 400 to 460 g / l) produced in external locations in the MgCl 2 splitting process, which are produced, for example, according to DD WP 200272, and in contrast to the potash end liquor have a lower content of impurities and a higher concentration of MgCl 2 . This procedure has proven itself.
Die Erfindung hat das Ziel, eine hohe Wertstoffausbeute bei gleichzeitiger Gewährleistung der Qualität der zu erzeugenden Salzsäure bezüglich Chlorwasserstoffgehalt im MgCI2-Spaltprozeß zu erreichen, wobei der Wärmeausnutzungsgrad des Spaltverfahrens zusätzlich verbessert wird.The invention aims to achieve a high recovery of valuable material while ensuring the quality of the hydrochloric acid to be produced with respect to the hydrogen chloride content in the MgCl 2 splitting process, the heat efficiency of the splitting process additionally being improved.
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Die Erfindung hat die Aufgabe, die Herstellung hochkonzentrierter Salzsäure aus den nach der thermischen Spaltung anfallenden Spaltgasen unter den verschiedensten Fahrweisebedingungen des Waschturmes zu gewährleisten, und gleichzeitig die Bedingungen für die Frischlösungsaufbereitung bezüglich Entsulfatisierung und anschließenden CaSO4-Entfernung aus der Lösung zu verbessern.The invention has the object to ensure the production of highly concentrated hydrochloric acid from the resulting after the thermal cracking cracking gases under various driving conditions of the scrubbing tower, and at the same time to improve the conditions for the Frischlösungsaufbereitung regarding desulfating and subsequent CaSO 4 removal from the solution.
Die Erfindung geht davon aus, daß für den Spaltprozeß als Ausgangslösung eine sogenannte Edelsole eingesetzt wird mit einem MgCI2-Gehalt von 400 bis 460g/l, einem Alkalichloridgehalt von etwa 10 g/l und einem MgSO4-Gehalt von etwa 20g/l. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß dem der mechanischen Abscheideanlage nachgeschalteten Waschturm, in welchem das Abyas gekühlt und entwässert werden soll, eine Teilmenge der für den Spaltprozeß einzusetzenden MgSO4-haltigen Frischlösung in Form der sogenannten Edelsole zugeführt wird. Die Teilmenge macht 50 bis 95% des gesamten für den Prozeß erforderlichen Frischlösung aus. Damit wird die für die Herstellung hochkonzentrierter Salzsäure zwingend notwendige Entwässerung des Abgases unter allen Betriebsbedingungen durch Variation der Aufgabemenge in den Waschturm zuverlässig beherrscht, selbst dann, wenn der Staubeintrag in den Waschturm äußerst gering ist. Somit kann eine nahezu vollständige Abtrennung des Fertigproduktes vom Spaltgasstrom verwirklicht werden, ohne daß Konzentrationseinbußen bei der Salzsäureherstellung hingenommen werden müssen.The invention assumes that a so-called noble brine is used with a MgCl 2 content of 400 to 460 g / l, an alkali metal chloride content of about 10 g / l and a MgSO 4 content of about 20 g / l for the cleavage process as starting solution. According to the invention the object is achieved in that the scrubbing tower downstream of the mechanical separation plant in which the Abyas is to be cooled and dewatered, a subset of the MgSO 4 -containing fresh solution to be used for the cleavage process is supplied in the form of the so-called noble brine. The subset makes up 50 to 95% of the total fresh solution required for the process. Thus, the absolutely essential for the production of highly concentrated hydrochloric acid drainage of the exhaust gas is controlled under all operating conditions by varying the amount of feed into the scrubbing tower reliably, even if the dust input into the scrubbing tower is extremely low. Thus, an almost complete separation of the finished product from the split gas stream can be realized without loss of concentration must be accepted in the production of hydrochloric acid.
Das Gemisch aus erwärmter und durch die Wasseraufnahme verdünnter Edelsole einschließlich der durch den eingetragenen Staub gebildeten überschüssigen Waschlösung wird aus dem Waschkreislauf entfernt.The mixture of heated and diluted by the water absorption noble brine including the formed by the registered dust excess washing solution is removed from the washing circuit.
Die Kreislauflösung des Wäschers wird wie bereits bekannt mittels außenliegenden Wärmeübertragern indirekt auf die erforderliche Eintrittstemperatur gekühlt. Dabei wird erfindungsgemäß ein Teil der Wärmeübertrager mit dem verbleibenden Rest der kalten Frischlösung in Form der sogenannten Edelsole beaufschlagt. Die für den Spaltprozeß erforderliche MgCI2-Lösung setzt sich folglich aus der über den Waschturm geführten MgC!2-Lösung und der über die außenliegenden Wärmeübertrager geleiteten MgCI2-Lösungen zusammen. Bei vorliegendem Bedarf für externe Verbraucher, beispielsweise für die Bischoffitherstellung ist es jedoch auch möglich, diese MgCI2-Lösungsmengen über den Bedarf im Spaltprozeß hinaus zu erhöhen, wobei der Gesamtwärmeausnutzungsgrad positiv beeinflußt wirdThe circulation solution of the scrubber is cooled as already known by means of external heat exchangers indirectly to the required inlet temperature. In this case, according to the invention, a part of the heat exchanger is acted upon by the remaining remainder of the cold fresh solution in the form of the so-called noble brine. Consequently, the MgCl 2 solution required for the cleavage process consists of the MgC guided over the scrubbing tower! 2 solution and the guided over the external heat exchanger MgCl 2 solutions together. However, given the need for external consumers, such as for Bischoffitherstellung, it is also possible to increase these amounts of MgCl 2 solution beyond the need in the cleavage process, whereby the overall thermal efficiency is positively influenced
Die aus dem Waschturm ablaufende Waschlösung wird im heißen Zustand mit Calciumverbindungen neutralisiert. Eine Teiloder die Gesamtmenge dieser jetzt CaCI2 enthaltenen neutralisierten noch heißen Waschlösung wird mit dem Teilstrom der über die außenliegenden Wärmeübertrager geführten Frischlösung gemischt. Durch diese erfindungsgemäße Verfahrensweise kann jetzt die Entsulfatisierung in heißem Zustand erfolgen unter Bildung von CaSO4, was in dem sich anschließenden Heißklärprozeß abgetrennt wird. Die geklärte Lösung wird einem hier nicht näher beschriebenen Aufbereitungsprozeß zugeführt zwecks weiterer Reinigung und gegebenenfalls Konzentrierung.The scrubbing solution running out of the scrubbing tower is neutralized with calcium compounds when hot. A part or the total amount of this now still CaCI 2 contained neutralized still hot scrubbing solution is mixed with the partial flow of the guided via the external heat exchanger fresh solution. By this procedure according to the invention, the desulfurization can now be carried out in the hot state to form CaSO 4 , which is separated in the subsequent hot-clarifying process. The clarified solution is fed to a treatment process not described in more detail here for the purpose of further purification and optionally concentration.
Um die nötige CaCI2-Menge nach Umsetzung des in der Waschlösung enthaltenen Chlorwasserstoffs mit Calciumverbindungen zur Entsulfatisierung der Frischlösung ständig zur Verfugung zu haben, wird die Fahrweise des Waschturmes durch Variation der aufgegebenen Edelsolemenge und gleichzeitig durch die Regelung der Wärmeabgabe der Waschturmlösung in den außenliegenden Wärmeübertragern auf den erforderlichen HCI-Gehalt eingestellt.In order to have the necessary CaCl 2 amount after implementation of the hydrogen chloride contained in the scrubbing solution with calcium compounds for desulphating the fresh solution at all times, the driving style of the scrubbing tower by varying the abandoned noble oil amount and at the same time by regulating the heat output of the scrubbing tower solution in the external heat exchangers adjusted to the required HCI content.
Der Vorteil liegt darin, daß die Regulierung der Temperaturen und Konzentrationen im Waschturm in weiten Grenzen beherrscht wird. Die Anwendung der Erfindung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn dem Waschturm eine hochwertige mechanische Abscheideanlage vorgeschaltet ist, da bei dem thermischen Spaltprozeß angestrebt werden muß, das einmal gespaltete feste Fertigprodukt so vollständig wie möglich vom Spaltnasstrom zu trennen. Somit gelangt wenig Staub in den Waschturm, wodurch die Bildung der notwendigen Menge an Waschturmlösung zur Abgasentwässerung in einer solchen Konzentration, daß wenig HCI gelöst wird, unmöglich gemacht wird.The advantage is that the regulation of the temperatures and concentrations in the scrubbing tower is controlled within wide limits. The application of the invention is particularly advantageous if the washing tower is preceded by a high-quality mechanical separation plant, since in the thermal fission process must be sought to separate the once-split solid finished product as completely as possible from Spaltnasstrom. Thus, little dust enters the scrubbing tower, thereby making it impossible to form the necessary amount of scrubbing solution for exhaust gas dewatering in such a concentration that little HCI is dissolved.
Durch die Einspeisung eines Teils der Frischlösung in den Waschturm und die Zuführung des anderen Teiles auf die außenliegenden Wärmeübertrager, wobei die Teilmengen variierbar sind, liegt im Ergebnis die gosamte Frischlösung im heißen Zustand vor, was sich äußerst vorteilhaft auf die Entsulfatisierung und den Klärprozeß auswirkt. Als weiterer Vorteil ergibt sich beim Kühlkreislauf eine Einsparung an Kühlmedium. Die Zuführung zusätzlicher kalter Lösung in den Waschturm hat die gewollte Wirkung, daß dem Spaltgas eine bestimmte Menge an Wärme zur Aufheizung der Lösung entzogen wird, die dann nicht über die außenliegenden Wärmeübertrager abgeführt werden muß. Als günstig hat sich in der Praxis erwiesen, daß der gemahlene Kalkstein mit Frischlösung in einem der Neutralisation vorgeschalteten Rührreaktor angemaischt wird. Um möglichst geringe Temperaturverluste zuzulassen, ist diese Frischlösung aus dem über die Wärmeübertrager/Rekuperatoren vorgewärmten Teilstrom anzuzweigen. Wird der gemahlene Kalkstein direkt mit der heißen Waschturmlösung in Verbindung gebracht, gibt es ein Abgasproblem dergestalt, daß mit dem entweichenden CO2 aus der Neutralisation HCI und feiner Kalkschaum mitgerissen werden. Der Kalkstaub erschwert die ansonsten einfache und problemlose Abgasbehandlung. Es ist weiterhin günstig, neben Kalkstein auch teilweise MgO- und MgCI2-haltige zerkleinerte Ansätze aus den Reaktoren der thermischen Spaltung einzusetzen. Bei extremen Entwäss.trungsvarianten des Gases bindet man einerseits einen Teil des HCI aus der Waschturmlösung praktisch frei von Wertstoffverlusten, andererseits entsteht bei der Neutralisation mittels MgO-haltigen Feststoffen kein CO2.By feeding a portion of the fresh solution in the scrubbing tower and the supply of the other part to the external heat exchanger, the subsets are variable, the result is the gosamte fresh solution in the hot state, which has a very beneficial effect on the desulphation and the clarification process. As a further advantage results in the cooling circuit a saving of cooling medium. The addition of additional cold solution in the scrubbing tower has the desired effect that the cleavage gas is deprived of a certain amount of heat to heat the solution, which then does not have to be dissipated via the external heat exchanger. As low has been found in practice that the ground limestone is mashed with fresh solution in a neutralization prior to the stirred reactor. In order to allow the lowest possible temperature losses, this fresh solution from the preheated via the heat exchanger / recuperator partial flow is branched. If the ground limestone is directly associated with the hot scrubber solution, there is an exhaust problem such that HCI and fine lime foam are entrained with the escaping CO 2 from the neutralization. The lime dust complicates the otherwise simple and easy exhaust treatment. It is also beneficial, in addition to limestone and partially use MgO and MgCl 2 -containing crushed approaches from the thermal cleavage reactors. In extreme Entwäss.trungsvarianten the gas is on the one hand part of the HCI from the wash tower solution virtually free of waste material, on the other hand arises in the neutralization using MgO-containing solids no CO 2 .
Gleichzeitig erfolgt eine elegante Aufarbeitung der Ansätze, die im Interesse der hohen MgO-Produktreinheit nur in den seltensten Fällen dem Endprodukt beigemischt werden können: Weiterhin hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Neutralisation und die Entsulfatisierung in zwei hintereinandergeschalteten Rührreaktoren durchzuführen. Dies ist insbesondere begründet in der Kinetik der Reaktionen und ihrem vollständigen Umsetzungsgrad, sowohl der Neutralisation als nuch der Fällung einer für dio Klärung und Filtration günstigen CaSO4-SUuktur. Damit ist das erfindungsgemäß vorteilhafte Verfahren im Gegensatz zu denAt the same time there is an elegant workup of the approaches that can be mixed in the interest of high MgO product purity only in the rarest cases the final product: Furthermore, it has proved to be advantageous to carry out the neutralization and desulfurization in two series-connected stirred reactors. This is due in particular to the kinetics of the reactions and their complete degree of conversion, both the neutralization and also the precipitation of a CaSO 4 structure which is favorable for dio clarification and filtration. Thus, the method advantageous according to the invention is in contrast to the
bisher bekannten Verfahren insgesamt gekennzeichnet durch einen hohen Wärmeausnutzungsgrad und gleichzeitig durch ein hohes Entwässerungsvermögen der umgewälzten Waschturmiösung gegenüber dem Abgas der thermischen MgCla-Spaltung. Dadurch geling: es ebenfalls, die Neutralisation und die Entsulfatisierung bei günstigen Temperatur- und Konzentrationsbedingungen durchzuführen und ein CaSO4 mit guten Klär- und Filtereigenschaften zu erzeugen. Infolge der konzipierten Aufheizung der gesamten Frischlösung erzielt man eine entsulfatisierte und geklärte heiße MgCI2-Lösung, die günstig weiterverarbeitet oder direkt dem MgO-Prozeß zugeführt werden kann.Hitherto known methods in total characterized by a high degree of thermal utilization and at the same time by a high dewatering capacity of the circulated Waschturmiösung relative to the exhaust gas of the thermal MgCl a cleavage. Thus, it is also possible to carry out the neutralization and the desulfurization under favorable temperature and concentration conditions and to produce a CaSO 4 with good clarifying and filtering properties. As a result of the designed heating of the entire fresh solution, a desulphated and clarified hot MgCl 2 solution is obtained, which can be conveniently processed further or fed directly to the MgO process.
Es sollen MgO-haltige Ansätze ohne zusätzliche Verarbeitungsstufen mit zur Neutralisation verwendet werden. Bei nur geringem Anfall MgO-haltiger Ansätze wird ein Teil der gereinigten heißen Lösung für externe Zwecke außerhalb des eigentlichen MgO-Prozesses eingesetzt. Dies oder sogar ein gewisser Abstoß der Lösung ist aufgrund der hohen Wirtschaftlichkeit eindeutig vorteilhafter als eine mangelhafte mechanische Abscheidung im MgO-Prozeß vor dem Waschturm.MgO-containing mixtures should be used without additional processing stages for neutralization. With only a slight attack MgO-containing approaches part of the purified hot solution for external purposes outside the actual MgO process is used. This or even a certain repulsion of the solution is clearly more advantageous due to the high efficiency than a deficient mechanical separation in the MgO process before the scrubbing tower.
Ausführungsbeispielembodiment
Figur 1FIG. 1
Die Rohsole I (entsulfatisierte Edelsole) wird anteilig dem Waschturm 1 beziehungsweise dem zur Kühlung der Umwalzlösung VIII dienenden Rekuperator 3 zwecks Vorwärmung aufgegeben.The raw brine I (desulphated noble brine) is proportionally applied to the scrubbing tower 1 or the recuperator 3 used for cooling the circulating solution VIII for the purpose of preheating.
Die Umwälz- beziehungsweise Rezirkulationslösung wird im Bedarfsfalle im Rekuperator 2 mittels Kühlwasser IV weiter heruntergekühlt. Die Rohlösung wird nach Passieren des Rekuperators 3 als v/arme Lösung zu einem geringen Teil dem Rührreaktor 5, in welchen der gemahlene Kalkstein IX angemaischt wird, zugeführt, im Hauptstrom jedoch dem Rührreaktor 6, in welchem die Entsulfatisierung erfolgt. Dies geschieht dadurch, daß die als Überschuß ausgekreiste Waschturmlösung/Ablauflösung VII, welche eine heiße, HCI-haltige MgCI2-Lösung ist, im Rührreaktor 4 mit der warmen Kalksteinsuspension aus Rührreaktor 5 gemischt und neutralisiert wird. Die Überführung in den Rührreaktor 6 erfolgt zur Entsulfatisierung des vorgewärmten Teilstromes der Rohlösung, während die Entsulfatisierung der MgSO4-Anteile der über den Waschturm 1 beziehungsweise über den Rührreaktor 5 geführten Rohlösung bereits unmittelbar bei der Neutralisation (CaCI2-Bildung) im Rührreaktor 4 einsetzt. Im Heißklärer 7 erfolgt die Abtrennung des Klärschlammes Vl, hauptsächlich in Form von CaSO4, während die heiße, geklärte Lösung V dem weiteren Vorarbeitungsprozeß zugeführt wird. Somit ist das heiße, staubhaltige Abgas Il aus der thermischen MgCI2-Spaltung gekühlt, entstaubt und soweit entwässert III, daß es nach Passieren des Waschturmes 1 bei der erfindungsgemäßen Behandlung der Waschturmlösung zur HCI-Absorption geleitet werden kann. Die Vorteile des Verfahrens lassen sich durch folgende Massenstrom- und Konzentrationsverhältnisse am besten charakterisieren: Das Abgas einer zweistufigen thermischen MgCI2-Spaltanlage ist wie folgt charakterisiert:If necessary, the recirculation or recirculation solution is cooled down further in the recuperator 2 by means of cooling water IV. The crude solution is after passing through the recuperator 3 as v / poor solution to a small part of the stirred reactor 5, in which the milled limestone IX is mashed, fed in the main stream but the stirred reactor 6, in which the desulfurization takes place. This is achieved by mixing and neutralizing the wash tower solution / effluent solution VII, which is a hot, HCl-containing MgCl 2 solution, in the stirred reactor 4 with the warm limestone suspension from the stirred reactor 5 and being removed as excess. The conversion into the stirred reactor 6 is carried out for desulfurization of the preheated partial stream of the crude solution, while the desulfurization of MgSO 4 portions of the run on the scrubbing tower 1 or via the stirred reactor 5 crude solution already used directly in the neutralization (CaCl 2 formation) in the stirred reactor 4 , In the hot clarifier 7, the separation of the sewage sludge Vl takes place, mainly in the form of CaSO 4 , while the hot, clarified solution V is supplied to the further preparation process. Thus, the hot, dust-containing exhaust gas Il cooled from the thermal MgCl 2 cleavage, dedusted and dewatered III so that it can be passed after passing through the scrubbing tower 1 in the treatment of the scrubbing tower solution according to the invention for HCI absorption. The advantages of the process can best be characterized by the following mass flow and concentration ratios: The exhaust gas of a two-stage thermal MgCl 2 splitting plant is characterized as follows:
Volumenanteilvolume fraction
H2O 2 525 kg/h 3288m3N/h 28,07H 2 O 2 525 kg / h 3288 m 3 N / h 28.07
HCI 1179kg/h 719m3N/h 6,14HCI 1179kg / h 719m 3 N / h 6.14
InnerteGase 10170kg/h 7705m3N/h 65,79InnertGase 10170kg / h 7705m 3 N / h 65.79
Es soll Salzsäure hergestellt werden in 2 Varianten der Konzentration, abhängig von den Kühlbedingungen für das mehrstufige isotherme Absorptionsverfahren:Hydrochloric acid should be prepared in 2 variants of the concentration, depending on the cooling conditions for the multistage isothermal absorption process:
Sommerbetrieb Variante I t = 30°C c = 26%HCISummer mode variant I t = 30 ° C c = 26% HCI
Winterbetrieb Variante Il t = 2O0C c = 29% HCIWinter operation variant Il t = 2O 0 C c = 29% HCI
c = Massenanteilc = mass fraction
Das Abgas muß vor der Absorption entwässert werden, bei Variante I um 1501 kg H2O/h, bei Variante Il um 2288 kg H2CVh. Mit dem Abgas gelangen je nach Ablagenzustand unterschiedliche Staubmengen in den Waschturm, wobei jedoch die Staubzusammensetzung konstant ist: MgCI2 67,85% C:The exhaust gas must be dewatered before absorption, in variant I by 1501 kg H 2 O / h, in variant II by 2288 kg H 2 CVh. Depending on the storage conditions, different amounts of dust enter the scrubbing tower with the exhaust gas, although the dust composition is constant: MgCl 2 67.85% C:
MgO 12,92% C:MgO 12,92% C:
H2O 19,22% C:H 2 O 19.22% C:
Die Staubmengen innerhalb eines Produktionszyklus zwischen den Stillstandszeiten für Reinigung und Instandhaltung liegen etwa wie folgt:Dust levels within a production cycle between downtime for cleaning and maintenance are approximately as follows:
a) nach Stillstand 310kg/ha) after standstill 310kg / h
b) Mitte Produktionszyklus 403 kg/hb) middle production cycle 403 kg / h
c) Ende Produktionszyklus 550 kg/hc) End production cycle 550 kg / h
Es werden zur Bewältigung der relativ extremen Entwässerungsaufgaben jeweils 90% der für den Gesamtprozeß erforderlichen Mengen an nichtentsulfatisierter Edelsole der ZusammensetzungTo cope with the relatively extreme dewatering tasks, 90% of the total non-sulfated noble brine content of the composition is required for the overall process
MgCI2 31,0% C:MgCl 2 31.0% C:
MgSO4 2,5% C:MgSO 4 2.5% C:
H2O 66,5% C:H 2 O 66.5% C:
in den Waschturm eingeleitet.introduced into the wash tower.
Es sind in der Reihenfolge des Staubanfalls (damit der sinkenden MgO-Ausbeute im MgO-Prozeß selbst) die Mengen an nichtentsulfatisierter Edelsole wie folgt 0,63t/h, 6,90t/h und 7,25t/h. In dieser Reihenfolge erhält man für die beiden Entwässerungsvarianten folgende Waschturmlösungen, wobei die Angaben in % Massenanteil vorliegen:It is in the order of the dust accumulation (thus the decreasing MgO yield in the MgO process itself), the amounts of nichtentsulfatisierter noble brine as follows 0.63 t / h, 6.90 t / h and 7.25 t / h. In this order, the following wash tower solutions are obtained for the two types of drainage, the data being given in% by mass:
Diese als Überlauf entstehenden Waschturmlösungen werden, wie in der Erfindung beschrieben, neutralisiert, mit dem restlichen Teil der erforderlichen nichtentsulfatisierten Edelscie gemischt und fast vollständig entsulfatisiert. Zusätzlich werden weitere Mengen Edelsnle zur Entsulfatisierung gebracht und anderen Verwendungszwecken zugeführt, da sonst ein Überschuß an CaCI2 entsteht, sofern man nicht genügend MgO-haltige Ansätze mit zur Neutralisation verwenden kann. Durch Erhöhung der zu entsulfatisierenden Lösungsmenge über den Bedarf im eigentlichen MgO-Prozeß hinaus steigt der Wärmeausnutzungsgrad, wobei gleichzeitig Kühlwasser eingespart wird.These wash tower solutions formed as overflow are neutralized as described in the invention, mixed with the remaining portion of the required non-desulfated noble oil and almost completely desulfated. In addition, additional amounts of noble nails are brought to the desulphation and used for other purposes, otherwise an excess of CaCl 2 is formed, unless you can use enough MgO-containing approaches with for neutralization. By increasing the amount of solution to be desulphated beyond the need in the actual MgO process, the degree of utilization of heat increases, while cooling water is saved at the same time.
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DD89326828A DD280744A1 (en) | 1989-03-23 | 1989-03-23 | METHOD FOR THE COMPLEX UTILIZATION OF ENERGY AND MATERIALS FROM EXHAUST GASES OF THE THERMAL MGC1 DEEP 2-CORE |
Applications Claiming Priority (1)
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DD280744A1 true DD280744A1 (en) | 1990-07-18 |
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ID=5607899
Family Applications (1)
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DD (1) | DD280744A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104229839A (en) * | 2014-08-29 | 2014-12-24 | 东北大学 | Magnesium molten lump waste heat recovery technique and device |
-
1989
- 1989-03-23 DD DD89326828A patent/DD280744A1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN104229839A (en) * | 2014-08-29 | 2014-12-24 | 东北大学 | Magnesium molten lump waste heat recovery technique and device |
CN104229839B (en) * | 2014-08-29 | 2016-01-20 | 东北大学 | A kind of magnesium fusing lump afterheat recovery process and device |
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