DD291312A5

DD291312A5 - Verfahren und anordnung zur herstellung von kohlendioxid aus kohlendioxidhaltigen rauchgasen

Info

Publication number: DD291312A5
Application number: DD90336939A
Authority: DD
Inventors: Dietmar Walther; Joerg Schulze; Georg Bell; Martin Dietzel; Klaus Meierott; Christa Suckfiel
Original assignee: Ingenieurbetrieb Der Energieversorgung,De
Priority date: 1990-01-04
Filing date: 1990-01-04
Publication date: 1991-06-27

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Herstellung von Kohlendioxid aus kohlendioxidhaltigen Rauchgasen, um das Kohlendioxid einer weiteren industriellen Verwendung zuzufuehren, insbesondere zur Anreicherung der Gewaechshausluft mit Kohlendioxid. Ziel der Erfindung ist es, mit einfachen Mitteln die Herstellung von Kohlendioxid zu ermoeglichen und wertvolle Energietraeger einzusparen. Die Kohlendioxidbestandteile des Rauchgases werden in Kontakt mit einer Alkalioxidsuspension gebracht. Aus dem hierbei entstehenden Alkalikarbonat wird mit einer Saeure, unter Bildung eines Alkalisalzes, das Kohlendioxid ausgetrieben und aufgefangen. Zur Durchfuehrung des Verfahrens wird die Alkalioxidsuspension in einem Rieselbehaelter ueber einen Diffusor verteilt und im Gegenstrom mit dem Rauchgas in Kontakt gebracht. Das entstehende Alkalikarbonat wird in einem Mischbehaelter mit der Saeure behandelt. Das ausgetriebene Kohlendioxid wird in einem Speicher aufgefangen und das Alkalisalz zur Neutralisation in einen Neutralisationsbehaelter geleitet. Beide Reaktionsprodukte stehen zur weiteren Verwertung zur Verfuegung.{Verfahren; Anordnung; Kohlendioxid; Rauchgas; Diffusor; Alkalioxidsuspension; Saeure; Alkalisalz; Speicher; Rieselbehaelter; Mischbehaelter; Neutralisationsbehaelter; Dosiereinrichtung}

Description

-2- 291312 Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Kohlendioxidbestandteile aus dem Rauchgas herauszulösen, diese einer Nutzung zuzuführen und ein verwertbares Abprodukt herzustellen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe der Erfindung dadurch gelöst, daß das Rauchgas bei einem pH-Wert > 7 mit einer Alkalioxidsuspenslon In Kontakt gebracht wird. Aus dem hierbei entstehenden Alkalikarbonat wird mit Hilfe einer organischen oder anorganischen Säure- unter Bildung eines Alkalisalzes-das Kohlendioxid ausgetrieben und aufgefangen. Das kohlendioxidhaltige Rauchgas wird in einen Rieselbehälter eingeleitet, In dem es Im Gegenstrom bei einem pH-Wert > 7 mit einer Alkalioxidsuspenslon besprüht wird. Ein Teilstrom des dabei gebildeten Alkalikarbonates wird im Kreislauf in den Rieselbehälter zurückgeführt, und der andere Teilstrom des Alkallkarbonates wird in einen Mischbehälter eingeleitet und in diesem mit einer organischen oder anorganischen Säure bei einem pH-Wert <7 behandelt. Das dabei entstehende Kohlendioxid wird in einem Speicherbehälter aufgefangen und einer weiteren Nutzung zugeführt. Die entstehende Alkalisalzlösung wird am unteren Teil des Mischbehälters entnommen, in einen Neutralisationsbehälter eingeleitet, neutralisiert uhd einer weiteren Verwendung zugeführt. Ein Teil der sauren Alkalisalzlösung wird im Säureansatzbehälter zum Verdünnen der Säure genutzt. Die Anordnung zur Durchführung des Verfahrens besteht aus einem Rieselbehälter, einem Mischbehälter, einem Speicher, einem Neutralisationsbehälter, Dosier- und Meßeinrichtungen. In einem Rieselbehälter befindet sich oberhalb des Flüssigkeitsspiegels und unterhalb des Diffusore der Rauchgaseintritt. Oberhalb des Diffusors befindet sich der Austritt des nicht mehr benötigten Rauchgases. Im Rauchgasstrom Ist eine Fördereinrichtung Installiert. Eine Dosierpumpe befördert eine Alkalioxidsuspension fn Abhängigkeit vom Füllstand in den Rieselbehälter. Dort wird die Suspension über einen Diffusor im Gegenstrom zum Rauchgas verteilt. Außerhalb des Rieselbehälters befindet sich am Boden eine Umwälzpumpe, die zwei Funktionen erfüllt.

Erstens wird in Abhängigkeit vom pH-Wert ein Teil des Alkalikarbonats über eine Rückschlagsicherung, ein Dosierventil und den Diffusor in ständigem Kreislauf gehalten.

Zweitens wird ein weiterer Teil der Alkalikarbonatlösung aus dem Kreislauf abgezogen und über eine Rückschlagsicherung und ein Dosierventil dem Mischbehälter bis zur füllstandskontrollierten Abschaltung zugeführt. Im gasdichten Mischbehälter reagiert das Alkalikarbonat mit Säure, die durch eine Dosierpumpe in Abhängigkeit vom pH-Wert im Mischbehälter zugegeben wird zu Alkalisalzen und Wasser. Dabei wird Kohlendioxid frei und in einen. Speicher aufgefangen. Ein Rührwerk unterstütze die chemische Reaktion im Mischbehälter.

Über eine Pumpe wird die Alkallsalzlösung in den Neutralisationsbehälter geleitet, worin in Abhängigkeit vom pH-Wert über eine Dosierpumpe ein Neutralisationsmittel bis zur Neutralisation zugemischt wird. Ein Teil der sauren Alkalisalzlösung wird über ein Ventil in den Säureansatzbehälter geleitet und dort zum Verdünnen der Säure genutzt.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll an einem nachstehenden Ausführungsbeispiel (Fig. 1) beschrieben werden. Das Rauchgas 1 wird mittels Fördereinrichtung 2 in den Rieselbehälter 3 gebracht, dort mit der Kalksuspension 4 im Gegenstromprinzip kontaktiert und anschließend als Abgas 26 gegen die Atmosphäre abgegeben. Die Kalksuspension 4 wird über eine Dosierpumpe 5 im Rieselbehälter 3 durch einen Diffusor 6 versprüht und mittels eirer Umwälzpumpe 7 über eine Rückschlagsicherung 8 und ein Dosierventil 9 in ständigem Kreislauf gehalten. Im Rieselbehälter 3 reagiert das Calciumoxid der Suspension 4 mit dem Kohlendioxid des Rauchgases 1 bei einem pH-Wert > 7 zu Calclumkarbonat.

CaO + CO₂ pH _>7 * CaCO₃

Der pH-Wert 10 und der Füllstand 11 werden ständig überwacht. Hinter der Umwälzpumpe 7 wird ein Teil der Calciumkarbonatlösung aus dem Kreislauf abgezogen und über eine Rückschlagsicherung 12 und ein Dosierventil 13 dem Mischbehälter 14 bis zur Abschaltung durch den Füllstandsmesser 15 zugeführt. Im gasdichten Mischbehälter 14 reagiert das Calciumkarbonat mit im Säureansatzbehälter 31 mit Wasser 30 verdünnter Salpetersäure 16, die durch eine Dosierpumpe 17 in Abhängigkeit vom pH-Wert an der Meßstelle 18 zugemischt wird, zu Calciumnitrat und Wasser. Das bei dieser Reaktion freiwerdende Kohlendioxid wird im Speicher 19 aufgefangen:

CaCO₃ + 2HNO₃ - Ca(NO₃J₂ + H₂O + CO₂ f Das Kohlendioxid steht an der Entnahmestelle 20 zur Verfugung. Die Reaktion verläuft im sauren pH-Bereich. Ein Rührwerk 21

unterstützt die Reaktion. Über eine Pumpe 22 wird die saure Catciumnitratlösung in den Neutralistionsbehälter 23 geleitet.

Hier wird in Abhängigkeit vom pH-Wert 24 über eine Dosierpumpe 2B Kalksuspension 28 bis zum Neutralpunkt zugemischt. Die

so entstandene Salzlösung ist als Düngemittel geeignet und kann zur Gießwasseraufbereitung einer Gärtnerei an der

Entnahmestelle 27 abgeführt werden. Um ein hochwertiges Düngemittel zu erhalten, ist zur Neutralisation die Verwendung von Ammoniak statt Kalksuspension

möglich. Ein Teil der sauren Calciumnitratlösung wird über ein Ventil 29 in den Säureansatzbehälter 31 geleitet, dort gemischtund dem Mischbehälter 14 zugeführt.

Zur Erzeugung von 11 kg CO₂ pro Stunde werden bei vollständiger Stoffumwandlung etwa 14kg CaO, gelöst in mindestens

130kg H₂O, sowie 31 kg HNO₃ und eine Rauchgasmenge von 50m³ mit einem CO₂-Anteil von 12Vol.-% benötigt. Als Abproduktfallen ca. 41 kg Ca(NO₃I₂ und 135kg H₂O an.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Kohlendioxid aus kohlendioxidhaltlgen Rauchgasen durch die Behandlung eines Alkalikarbonates mit einer anorganischen oder organischen Säure, unter Bildung eines Alkalisalzes, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Alkalikarbonat, welches durch den Kontakteines kohlendioxidhaltigen Rauchgases mit einer Alkalioxidsuspension im Gegenstrom bei einem pH-Wert >7 entsteht, nach bekannter Methode bei einem pH-Wert <7 das Kohlendioxid ausgetrieben und aufgefangen, die dabei entstehende Alkalisalzlösung neutralisiert und einer Verwertung zugeführt wird.

2. Anordnung zur Herstellung von Kohlendioxid aus kohlendioxidhaltigen Rauchgasen, bestehend auG einem Rieselbehälter, Dosierpumpen, einer Fördereinrichtung, eintim Mischbehälter, einem Säureansetzbecken, einem Neutralisationsbehälter und einem Speicher, dadurch gekennzeichnet, daß an einem pH-Wert (10) und füllstandsüberwachtem (11) Rieselbehälter (3) ein Rauchgaskanal (32), ein Abgaskanal (26), eine Fördereinrichtung (2), wobei der Rauchgaskanaleintritt in den Rieselbehälter (3) oberhalb des Flüssigkeitsspiegels und unterhalb des im Inneren befindlichen Diffusors (6) und der Abgaskanalaustritt oberhalb des Diffusors (6) und an einer Entnahmestelle am Boden des Rieselbehälters (3) eine Umwälzpumpe (7) und eine Rohrleitung angeordnet sind, von der ein Zweig über eine Rückschlagsicherung (8) und ein Dosierventil (9) gemeinsam mit einer Rohrleitung der Dosierpumpe (5) der Alkalioxidsuspension (4) in dem Diffusor (6), der andere Zweig der Rohrleitung über eine Rückschlagsicherung (12) und ein Dosierventil (13) in einen pH-Wert (18) und füllstandsüberwachten (15) Mischbehälter (14) münden, wobei sich die Eintrittsstellen des Rohrleitungszweiges und der Rohrleitung der Dosierpumpe (17) für die Säure (16) unterhalb des Flüssigkeitsspiegels im Mischbehälter (14) befinden, eine Entnahmestelle am Boden des Mischbehälters (14), in dem ein Rührwerk (21) angeordnet ist, von der über eine Rohrleitung und eine Pumpe (22), von der ein Zweig über ein Ventil (29) zu einem Säureansatzbehälter (31), in dem Zuleitungen für Frischwasser (30) und Säure (16) münden, führt und ein anderer Zweig in einen pH-Wert (24) überwachten, mit einer Entnahmestelle (27) für Alkalisalzlösung sowie einer Zuleitung einer Dosierpumpe (25) eines Neutralisationsmittels (28) ausgestatteten Neutralisationsbehälter (23) geführt wird, eine weitere Entnahmestelle oberhalb des Flüssigkeitsspiegels des Mischbehälters (14) über eine Rohrleitung mit einem Speicher (19) für Kohlendioxid verbunden ist, der mit einer Entnahmestelle (20) für Kohlendioxid ausgestattet ist.

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Herstellung von Kohlendioxid aus kohlendioxidhaltigen Rauchgasen, um technisches Kohlendioxid einer weiteren industriellen Verwertung zuzuführen, insbesondere zur Anreicherung der Gewächshausluft mit Kohlendioxid.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Zur Herstellung von Calciumnitrat ist es bekannt, Salpetersäure auf Kalkstein einwirken zu lassen. Die Behandlung des Kalksteins mit Salpetersäure kenn in offenen Türmen erfolgen. Das gebildete Calciumnitrat sammelt sich am Boden des Turmes, und das entwickelte Kohlendioxid wird aus dem unteren Teil des Turmes entnommen. Gemäß DR-PS 735361 Ist eine Vorrichtung zur Herstellung von Calciumnitrat unter gleichzeitiger Gewinnung von Kohlensäure unter Druck durch Reaktion von Salpetersäure mil Kalkbcein bekannt. Der grobe Kalkstein wird in den geschlossenen Behälter eingeführt und auf einem im unteren Teil des Behälters angeordneten Rost aufgelagert. Die durch eino Pumpe eingeführte Salpetersäure wird auf den Kalkstein aufgesprüht. Unterhalb des Reaktionsraumes ist eine Sammelkammer mit Abführungen für die Nitratlösung, Verunreinigungen und Kohlensäure angeordnet. Die in reinem Zustand und unter Druck anfallende Kohlensäure kann für weitere industrielle Zwecke verwendet werden. Des weiteren ist bekannt, gemahlenen Kalkstein mit einer entsprechenden Menge konzentrierter Salpetersäure in einem mit einer Schnecke versehenen Rohr in Kontakt zu bringen, bei einer Temperatur von 60°C-80°C (DR-PS 648260).

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Anordnung vorzuschlagen, die mit einfachen Mitteln die Herstellung von Kohlendioxid ermöglicht und hilft, Energieträger einzusparen.