DE102017108846A1 - Device and method for waste gas scrubbing and urea plant with a waste gas scrubbing - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zur Entfernung einer gasförmigen chemischen Verbindung aus einem Abgas, wobei die gasförmige chemische Verbindung durch Reaktion mit einer Waschlösung (22) in eine wässrige Flüssigphase überführbar ist, mit einem Kanal (5), der einen Waschbereich (12) mit n Waschstufen aufweist, die derart angeordnet sind, dass ein Abgas entlang einer Transportrichtung (T) von einer ersten Waschstufe bis zu einer n-ten Waschstufen führbar ist, wobei n mindestens zwei ist, wobei jede einzelne der n Waschstufen
- eine Oberflächenvergrößerungsstruktur (3), insbesondere eine Schüttung oder eine Packung, und
- eine Sprühvorrichtung (2) zum Besprühen der Oberflächenvergrößerungsstruktur (3) mit einem Lösungsmittel (22),
- einen Abfluss (35) zum Sammeln einer von der Oberflächenvergrößerungsstruktur (3) abgelaufenen Sumpflösung, welche die Waschlösung (22) enthält, und
- eine mit dem Abfluss (35) verbundene Rückführleitung (4) zur Rückführung eines ersten Teilstroms der Sumpflösung zu der Sprühvorrichtung (2) umfasst, und wobei mit Ausnahme des Abflusses (35) der ersten Waschstufe, der Abfluss (35) jeder einzelnen Waschstufe über eine Waschstufen-Verbindungsleitung (7) zur Durchleitung eines zweiten Teilstroms der Sumpflösung mit der Rückführleitung (4) der entgegen der Transportrichtung (T) unmittelbar benachbarten Waschstufe verbunden ist und wobei die n-te Waschstufe einen Zulauf (51) zur Versorgung der Rückführleitung (4) der n-ten Waschstufe mit frischer Waschlösung (22) umfasst.

Figure DE102017108846A1_0000
The present invention relates to a device (1) for removing a gaseous chemical compound from an exhaust gas, wherein the gaseous chemical compound can be converted into an aqueous liquid phase by reaction with a washing solution (22), with a channel (5) having a washing area (5). 12) having n washing stages arranged such that an exhaust gas is feasible along a transport direction (T) from a first washing stage to an nth washing stage, where n is at least two, each one of the n washing stages
a surface enlargement structure (3), in particular a bed or a packing, and
a spraying device (2) for spraying the surface enlarging structure (3) with a solvent (22),
a drain (35) for collecting a sump liquor discharged from said surface enlarging structure (3) containing said washing solution (22), and
- a return line (4) connected to the drain (35) for returning a first partial flow of the sump solution to the spray device (2), and with the exception of the outlet (35) of the first washing step, the drain (35) of each washing step a washing stage connecting line (7) for the passage of a second partial flow of the sump solution with the return line (4) opposite to the transport direction (T) immediately adjacent washing stage is connected and wherein the n-th washing stage an inlet (51) for supplying the return line (4 ) of the nth wash step with fresh wash solution (22).
Figure DE102017108846A1_0000

Description

Technisches Gebiet der ErfindungTechnical field of the invention

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Entfernung einer gasförmigen chemischen Verbindung aus einem Abgas, wobei die gasförmige chemische Verbindung durch Reaktion mit einer Waschlösung in eine wässrige Flüssigphase überführbar ist, mit einem Kanal, der einen Waschbereich mit n Waschstufen aufweist, die derart angeordnet sind, dass ein Abgas entlang einer Transportrichtung von einer ersten Waschstufe bis zu einer n-ten Waschstufen führbar ist, wobei n mindestens zwei ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Entfernung einer gasförmigen chemischen Verbindung aus einem Abgas, wobei die gasförmige chemische Verbindung durch Reaktion mit einer Waschlösung in eine wässrige Flüssigphase überführt wird, wobei das Abgas durch einen Waschbereich eines Kanals entlang einer Transportrichtung von einer ersten Waschstufe bis zu einer n-ten Waschstufe geführt wird, wobei n mindestens zwei ist.The invention relates to a device for removing a gaseous chemical compound from an exhaust gas, wherein the gaseous chemical compound is convertible by reaction with a washing solution in an aqueous liquid phase, with a channel having a washing area with n washing stages, which are arranged such that an exhaust gas along a transport direction from a first washing stage to an n-th washing stages is feasible, where n is at least two. Furthermore, the invention relates to a method for removing a gaseous chemical compound from an exhaust gas, wherein the gaseous chemical compound is converted into an aqueous liquid phase by reaction with a washing solution, wherein the exhaust gas through a washing region of a channel along a transport direction from a first washing step up to an n-th washing stage is performed, where n is at least two.

Stand der TechnikState of the art

Eine derartige Vorrichtung mit mehrere Waschstufen ist aus der US 5,403,568 A bekannt. Die Waschstufen dieser Vorrichtung weisen jeweils eine als Packung ausgebildete Oberflächenvergrößerungsstruktur auf, welche durch eine Sprühvorrichtung mit einer Waschlösung besprüht wird. Die von den Oberflächenvergrößerungsstrukturen der einzelnen Waschstufen ablaufenden Sumpflösungsströme werden vereinigt, mit frischer Waschlösung vermischt und dann zu den Sprühvorrichtungen der einzelnen Waschstufen zurückgeführt. Bei dieser Vorrichtung hat es sich als nachteilig herausgestellt, dass die Konzentration der versprühten Waschlösung in allen Waschstufen identisch ist, so dass der Waschmittelmassestrom, beispielsweise ein Säuremassestrom, in jeder einzelnen Waschstufe ausschließlich über die Sprührate eingestellt werden kann mit welcher das Waschmittel auf die Oberflächenvergrößerungsstruktur gesprüht wird. Hierdurch wird die Effizienz der Vorrichtung eingeschränkt.Such a device with several washing stages is from the US 5,403,568 A known. The washing stages of this apparatus each have a surface-enlarging structure formed as a package, which is sprayed with a washing solution by a spraying device. The bottoms streams flowing from the surface augmentation structures of the individual washing stages are combined, mixed with fresh wash solution, and then returned to the sprayers of the individual washing stages. In this device, it has been found to be disadvantageous that the concentration of sprayed washing solution in all washing stages is identical, so that the detergent mass flow, for example, an acid mass flow, can be set in each washing step exclusively on the spray rate with which sprays the detergent to the surface enlargement structure becomes. This limits the efficiency of the device.

Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Entfernung einer gasförmigen chemischen Verbindung aus einem Abgas bereitzustellen, mit welchem die Effizienz für das Entfernen der chemischen Verbindung, aus dem Abgas gegenüber denen aus dem Stand der Technik verbessert wird.Against this background, it is an object of the present invention to provide an apparatus and a method for removing a gaseous chemical compound from an exhaust gas, with which the efficiency for the removal of the chemical compound, from the exhaust gas over those of the prior art is improved.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Gelöst wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung zur Entfernung einer gasförmigen chemischen Verbindung aus einem Abgas, wobei die gasförmige chemische Verbindung durch Reaktion mit einer Waschlösung in eine wässrige Flüssigphase überführbar ist, mit einem Kanal, der einen Waschbereich mit n Waschstufen aufweist, die derart angeordnet sind, dass ein Abgas entlang einer Transportrichtung von einer ersten Waschstufe bis zu einer n-ten Waschstufen führbar ist, wobei n mindestens zwei ist, wobei jede einzelne der n Waschstufen

  • - eine Oberflächenvergrößerungsstruktur, insbesondere eine Schüttung oder eine Packung, und
  • - eine Sprühvorrichtung zum Besprühen der Oberflächenvergrößerungsstruktur mit einem Lösungsmittel,
  • - einen Abfluss zum Sammeln einer von der Oberflächenvergrößerungsstruktur abgelaufenen Sumpflösung, welche die Waschlösung enthält, und
  • - eine mit dem Abfluss verbundene Rückführleitung zur Rückführung eines ersten Teilstroms der Sumpflösung zu der Sprühvorrichtung umfasst,
und wobei mit Ausnahme des Abflusses der ersten Waschstufe, der Abfluss jeder einzelnen Waschstufe über eine Waschstufen-Verbindungsleitung zur Durchleitung eines zweiten Teilstroms der Sumpflösung mit der Rückführleitung der entgegen der Transportrichtung unmittelbar benachbarten Waschstufe verbunden ist und wobei die n-te Waschstufe einen Zulauf zur Versorgung der Rückführleitung der n-ten Waschstufe mit frischer Waschlösung umfasst.The object is achieved by a device for removing a gaseous chemical compound from an exhaust gas, wherein the gaseous chemical compound can be converted by reaction with a washing solution in an aqueous liquid phase, with a channel having a washing area with n washing stages, which are arranged in that an exhaust gas along a transport direction from a first washing stage to an n-th washing stages is feasible, where n is at least two, wherein each one of the n washing stages
  • a surface enlargement structure, in particular a bed or a packing, and
  • a spraying device for spraying the surface enlarging structure with a solvent,
  • a drain for collecting a sump liquor discharged from the surface enlargement structure containing the wash solution, and
  • a return line connected to the drain for returning a first partial flow of the sump solution to the spray device,
and wherein, with the exception of the outflow of the first washing stage, the outflow of each individual washing stage is connected via a washing stage connecting line for passing a second partial stream of the sump solution to the return line of the directly adjacent to the transport direction adjacent washing stage and wherein the n-th washing stage an inlet for supply the return line of the n-th washing stage with fresh wash solution.

Gelöst wird die Aufgabe ferner durch ein Verfahren zur Entfernung einer gasförmigen chemischen Verbindung aus einem Abgas, wobei die gasförmige chemische Verbindung durch Reaktion mit einer Waschlösung in eine wässrige Flüssigphase überführt wird, wobei das Abgas durch einen Waschbereich eines Kanals entlang einer Transportrichtung von einer ersten Waschstufe bis zu einer n-ten Waschstufe geführt wird, wobei n mindestens zwei ist, wobei in jeder einzelnen der n Waschstufen jeweils eine Oberflächenvergrößerungsstruktur, insbesondere eine Schüttung oder eine Packung, mittels einer Sprühvorrichtung mit der Waschlösung besprüht wird, eine von der Oberflächenvergrößerungsstruktur ablaufende Sumpflösung gesammelt und ein erster Teilstrom der Sumpflösung über eine Rückführleitung zu der Sprühvorrichtung zurückgeführt wird, wobei mit Ausnahme der ersten Waschstufe, ein zweiter Teilstrom der Sumpflösung jeder einzelnen Waschstufe über eine Verbindungsleitung in die Rückführleitung der entgegen der Transportrichtung unmittelbar benachbarten Waschstufe geleitet wird, und wobei der Rückführleitung der n-ten Waschstufe über einen Zulauf frische Waschlösung zugeführt wird.The object is further achieved by a method for removing a gaseous chemical compound from an exhaust gas, wherein the gaseous chemical compound is converted by reaction with a washing solution into an aqueous liquid phase, wherein the exhaust gas through a washing area of a channel along a transport direction of a first washing stage is conducted to an n-th washing stage, where n is at least two, wherein in each of the n washing stages each a surface enlargement structure, in particular a bed or a pack, is sprayed by means of a spray device with the washing solution, a running from the surface enlargement structure sump solution collected and a first partial flow of the sump solution is returned via a return line to the spray device, wherein, with the exception of the first washing step, a second partial flow of the sump solution of each washing step via a connecting line in the Return line of the counter to the transport direction immediately adjacent washing stage is passed, and wherein the return line of the n-th washing stage is supplied via an inlet fresh washing solution.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung und dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Sumpflösung einer Waschstufe über eine Verbindungsleitung der jeweiligen entgegen der Transportrichtung unmittelbar benachbarten Waschstufe zugeführt. Insofern kann ein Strom der Waschlösung entgegen der Transportrichtung des Abgases ermöglicht werden. Ferner umfasst die n-te Waschstufe einen Zulauf zur Versorgung der Rückführleitung der n-ten Waschstufe mit frischer Waschlösung, so dass die Konzentration der in der n-ten Waschstufe versprühten Waschlösung erhöht wird. In der Vorrichtung kann daher ein Konzentrationsgradient der in den einzelnen Waschstufen versprühten Waschlösung eingestellt werden, derart, dass die Konzentration der Waschlösung in Transportrichtung des Abgases ansteigt. In der n-ten Waschstufe ergibt sich ein Maximum der Konzentration der Waschlösung, wodurch der der Restgehalt an unerwünschten chemischen Verbindungen in dem Abgas auf ein Minimum reduziert werden kann. Es wird eine Vorrichtung und ein Verfahren mit gegenüber dem Stand der Technik verbesserter Effizienz ermöglicht. In the apparatus according to the invention and the method according to the invention, the sump solution is fed to a washing stage via a connecting line of the respective washing stage immediately opposite to the transport direction. In this respect, a flow of the washing solution against the transport direction of the exhaust gas can be made possible. Further, the nth washing step includes an inlet for supplying the return line of the nth washing step with fresh washing solution, so that the concentration of the washing solution sprayed in the nth washing step is increased. In the apparatus, therefore, a concentration gradient of the spray solution sprayed in the individual washing stages can be adjusted, such that the concentration of the washing solution in the transport direction of the exhaust gas increases. In the nth washing stage, a maximum of the concentration of the washing solution results, whereby the residual content of undesired chemical compounds in the exhaust gas can be reduced to a minimum. An apparatus and method is provided with improved efficiency over the prior art.

Bevorzugt umfassen die erste bis (n-1)-te Waschstufe, keinen Zulauf zur Versorgung der Rückführleitung der jeweiligen Waschstufe mit frischer Waschlösung.The first to (n-1) th washing stage preferably does not comprise an inlet for supplying the return line of the respective washing stage with fresh washing solution.

Unter der Konzentration der Waschlösung in einer bestimmten Stufe ist der Stoffmengenanteil in mol% einer Waschmittelkomponente in der Waschlösung in dieser Stufe zu verstehen, d.h. bezüglich der Waschlösung, welche in dieser Stufe versprüht wird. Im Betrieb der Vorrichtung ist der Stoffmengenanteil in mol% der genannten Waschmittelkomponente pro Mol Waschmittel in der n-ten Stufe bevorzugt anderthalbmal oder doppelt oder dreimal oder viermal oder fünfmal so groß wie in der ersten Stufe. Im Betrieb der Anlage nimmt der Stoffmengenanteil in mol% der genannten Waschmittelkomponente pro Mol Waschmittel entgegen der Transportrichtung und beginnend bei der n-ten Stufe und endend bei der ersten Stufe in Abhängigkeit von dem Grad der Überführung der aus dem Gasstrom auszuwaschenden Komponente ab, bevorzugt pro Waschstufe um 4 mol% oder 8 mol% oder 12 mol% oder 16 mol% oder 20 mol% oder 24 mol% oder 28 mol% oder 32 mol% oder 36 mol% oder 40 mol% oder 44 mol% oder 48 mol% oder 52 mol% oder 56 mol% oder 60 mol% ab.By the concentration of the washing solution in a certain stage is meant the mole fraction in mol% of a detergent component in the washing solution in this stage, i. with respect to the washing solution which is sprayed at this stage. In the operation of the device, the mole fraction in mol% of said detergent component per mole of detergent in the n-th stage is preferably one and a half times or twice or three times or four times or five times as large as in the first stage. During operation of the plant, the molar fraction in mol% of said detergent component per mol of detergent decreases in the direction of transport and starting at the nth stage and ending in the first stage depending on the degree of conversion of the component to be washed out of the gas stream, preferably per Washing step by 4 mol% or 8 mol% or 12 mol% or 16 mol% or 20 mol% or 24 mol% or 28 mol% or 32 mol% or 36 mol% or 40 mol% or 44 mol% or 48 mol% or 52 mol% or 56 mol% or 60 mol%.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dazu vorgesehen, gasförmige chemische Verbindungen, welche im Abgas vorhanden sind und durch eine Säure-Base-Reaktion in eine wässrige Flüssigphase integriert werden können, abzuscheiden, um zu verhindern, dass behördlich vorgegebene Schwellwerte im von der Vorrichtung ausgestoßenen Abgas überschritten werden.The device according to the invention is intended to deposit gaseous chemical compounds which are present in the exhaust gas and can be integrated into an aqueous liquid phase by an acid-base reaction, in order to prevent that officially prescribed threshold values in the exhaust gas emitted by the device are exceeded ,

Bevorzugt ist die Waschlösung eine saure Waschlösung. Besonders bevorzugt umfasst die saure Waschlösung Schwefelsäure, Salpetersäure, Salzsäure, Phosphorsäure, oder Mischungen aus Schwefelsäure, Salpetersäure, Salzsäure und/oder Phosphorsäure, oder Mischungen aus Schwefelsäure, Salpetersäure, Salzsäure, Phosphorsäure und/oder Harnstofflösung.Preferably, the wash solution is an acidic wash solution. Particularly preferably, the acidic wash solution comprises sulfuric acid, nitric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, or mixtures of sulfuric acid, nitric acid, hydrochloric acid and / or phosphoric acid, or mixtures of sulfuric acid, nitric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid and / or urea solution.

Alternativ bevorzugt ist es, wenn die Waschlösung eine Base ist. Bevorzugt umfasst die Waschlösung eine starke und/oder eine schwache Base. Bevorzugt umfasst die Waschlösung eine starke anorganische und/oder eine schwache anorganische und/oder eine starke organische und/oder eine schwache organische Base. Bevorzugt umfasst die Waschlösung Natriumhydroxid (NaOH), Kaliumhydroxid (KOH), Ammoniaklösungen und/oder Calciumhydroxid (Ca(OH)2).Alternatively, it is preferred if the wash solution is a base. Preferably, the wash solution comprises a strong and / or a weak base. Preferably, the washing solution comprises a strong inorganic and / or a weak inorganic and / or a strong organic and / or a weak organic base. Preferably, the washing solution comprises sodium hydroxide (NaOH), potassium hydroxide (KOH), ammonia solutions and / or calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ).

Bevorzugt umfasst die Waschlösung mono-, bi- und/oder trifunktionale Amine, besonders bevorzugt MDEA (Methyldiethanolamin).The washing solution preferably comprises mono-, bi- and / or trifunctional amines, more preferably MDEA (methyldiethanolamine).

Bevorzugt ist die Oberflächenvergrößerungsstruktur als Einbau in dem Waschbereich des Kanals ausgebildet, welcher zu einer entsprechenden Vergrößerung der Oberfläche führt, dabei jedoch dem in Transportrichtung strömenden Abgas aufgrund des erzeugten Druckverlustes nur geringen Widerstand entgegensetzt. Bevorzugt umfasst die Oberflächenvergrößerungsstruktur regellose Schüttungen und/oder strukturierte Packungen. Bevorzugt umfasst die Oberflächenvergrößerungsstruktur regellose Schüttungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Raschig-Ringen, Sattelkörpern, Spiralen und Kombinationen davon. Bevorzugt umfasst die Oberflächenvergrößerungsstruktur strukturierte Packungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Gewebepackungen, Blechpackungen, Streckmetallpackungen, Kunststoffpackungen, Gridpackungen und Kombinationen davon. Bevorzugt umfasst die Oberflächenvergrößerungsstruktur regellose Schüttungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Raschig-Ringen, Sattelkörpern, Spiralen und Kombinationen davon, und strukturierte Packungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Gewebepackungen, Blechpackungen, Streckmetallpackungen, Kunststoffpackungen, Gridpackungen und Kombinationen davon. Bevorzugt umfasst die Oberflächenvergrößerungsstruktur

  • - regellose Strukturelemente ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Raschig-Ringen, Pall-Ringen, Sattel-Körpern, Feder-typischen Körpern und Kombinationen davon; und/oder
  • - strukturierte Strukturelemente ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Blechen, gewellten Blechen, geformten Blechen und Kombinationen davon; und/oder
  • - Materialien ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Metall, Glas, Kunststoff, Carbonfasern und Kombinationen davon.
Preferably, the surface enlarging structure is designed as an installation in the washing area of the channel, which leads to a corresponding enlargement of the surface, but opposes little resistance to the exhaust gas flowing in the transport direction due to the generated pressure loss. The surface enlarging structure preferably comprises random packings and / or structured packings. Preferably, the surface enlargement structure comprises random beds selected from the group consisting of Raschig rings, saddles, spirals, and combinations thereof. The surface enlargement structure preferably comprises structured packings selected from the group consisting of fabric packs, sheet metal packings, expanded metal packs, plastic packs, grid packings and combinations thereof. Preferably, the surface augmentation structure comprises random beds selected from the group consisting of Raschig rings, calipers, spirals, and combinations thereof, and structured packings selected from the group consisting of fabric packs, sheet metal packings, expanded metal packs, plastic packs, grid packings, and combinations thereof. Preferably, the surface enlargement structure comprises
  • random structure elements selected from the group consisting of Raschig rings, Pall rings, saddle bodies, spring-type bodies and combinations thereof; and or
  • - structured structural elements selected from the group consisting of sheets, corrugated Sheets, shaped sheets and combinations thereof; and or
  • Materials selected from the group consisting of metal, glass, plastic, carbon fibers and combinations thereof.

Bevorzugt ist n gleich zwei - d.h. die Vorrichtung weist genau zwei Waschstufen auf - so dass eine Vorrichtung mit minimalen Investitionskosten erhalten wird. Alternativ kann n drei oder vier oder fünf oder sechs oder sieben oder acht oder neun oder zehn sein.Preferably, n is equal to two - i. the device has exactly two washing stages - so that a device with a minimum investment cost is obtained. Alternatively, n may be three or four or five or six or seven or eight or nine or ten.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass jede einzelne der n Waschstufen eine Fördereinrichtung, insbesondere eine Pumpe, zur Förderung des ersten Teilstroms der Sumpflösung durch die Rückführleitung umfasst. Mittels der Fördereinrichtungen kann die Sprührate in jeder Waschstufe unabhängig von den Sprühraten der anderen Waschstufen eingestellt werden. Hierzu kann eine Mengenregelung, eine Frequenzregelung, eine Spannungsregelung, eine Stromregelung oder die Rückführung eines Teilstroms von einer Druckseite auf eine Saugseite der Fördereinrichtung (Teilrückführung) Verwendung finden.An advantageous embodiment of the invention provides that each one of the n washing stages comprises a conveying device, in particular a pump, for conveying the first partial flow of the sump solution through the return line. By means of the conveyors, the spray rate in each washing stage can be adjusted independently of the spray rates of the other washing stages. For this purpose, a quantity control, a frequency control, a voltage control, a current control or the return of a partial flow from a pressure side to a suction side of the conveyor (partial feedback) can be used.

Bevorzugt ist der Abfluss der ersten Waschstufe über eine Ableitung zur Durchleitung eines zweiten Teilstroms der Sumpflösung mit einer Messeinrichtung zur Bestimmung des pH-Werts des zweiten Teilstroms der Sumpflösung und/oder mit einer Messeinrichtung zur Bestimmung des der Konzentration der Waschlösung in dem zweiten Teilstrom der Sumpflösung verbunden. Anhand des pH-Werts und/oder der Konzentration der Waschlösung kann die der n-ten Waschstufe zuzuführende Menge an frischer Waschlösung ermittelt werden.Preferably, the outflow of the first washing stage via a discharge line for passing a second partial flow of the sump solution with a measuring device for determining the pH of the second partial flow of the sump solution and / or with a measuring device for determining the concentration of the washing solution in the second partial flow of the sump solution connected. Based on the pH and / or the concentration of the washing solution, the amount of fresh washing solution to be supplied to the nth washing stage can be determined.

In diesem Zusammenhang hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Messeinrichtung zur Bestimmung des pH-Werts des zweiten Teilstroms der Sumpflösung und/oder die Messeinrichtung zur Bestimmung des der Konzentration der Waschlösung in dem zweiten Teilstrom der Sumpflösung mit einer Regulierungsvorrichtung zur Regulierung der über den Zulauf zugeführten Menge an frischer Waschlösung verbunden ist. Hierdurch lässt sich bevorzugt ein Regelkreis realisieren, mit dem für das gewünschte Auffrischen der in der n-ten Waschstufe versprühten Waschlösung gesorgt werden kann.In this context, it has been found to be advantageous if the measuring device for determining the pH of the second partial flow of the sump solution and / or the measuring device for determining the concentration of the washing solution in the second partial flow of the sump solution with a regulating device for regulating the above Feed supplied amount of fresh wash solution is connected. As a result, it is possible to implement a control circuit with which the desired replenishment of the washing solution sprayed in the nth washing stage can be provided.

Bevorzugt weisen sämtliche Waschstufen-Verbindungsleitungen eine Regulierungsvorrichtung zum Einstellen der Menge an durchgeleiteter Sumpflösung auf. Bevorzugt sind die Regulierungsvorrichtungen Ventile. Durch die Regulierungsvorrichtung lässt sich in vorteilhafter Weise jeweils die Konzentration der Waschlösung in den beiden über die Waschstufen-Verbindungsleitung verbundenen Waschstufen beeinflussen.Preferably, all the washing stage connecting pipes have a regulating device for adjusting the amount of passed through sump solution. Preferably, the regulation devices are valves. By means of the regulating device, in each case the concentration of the washing solution in the two washing stages connected via the washing stage connecting line can be advantageously influenced in each case.

Bevorzugt umfasst jede einzelne der n Waschstufen eine Messvorrichtung zur Bestimmung des Füllstands der Sumpflösung in einem Sumpf der jeweiligen Waschstufe. Die Messvorrichtung zur Bestimmung des Füllstands der Sumpflösung kann mit einer Regulierungsvorrichtung der jeweiligen Waschstufen-Verbindungsleitung verbunden sein, die mit dem Abfluss der Waschstufe verbunden ist. Bei einer derartigen Ausgestaltung lässt sich in vorteilhafter Weise die Ableitung der Sumpflösung aus einer Waschstufe in Abhängigkeit von dem Füllstand im Sumpf der Waschstufe einstellen.Each of the n washing stages preferably comprises a measuring device for determining the filling level of the sump solution in a sump of the respective washing stage. The measuring device for determining the level of the sump solution may be connected to a regulating device of the respective washing stage connecting line, which is connected to the outlet of the washing stage. In such an embodiment, the discharge of the sump solution from a washing stage can be adjusted in an advantageous manner as a function of the filling level in the bottom of the washing stage.

Bevorzugt umfasst jede einzelne der n Waschstufen eine Barriere zur Verhinderung der Vermischung der Sumpflösung einer Waschstufe mit der Sumpflösung einer der übrigen Waschstufen, insbesondere einer unmittelbar benachbarten Waschstufe. Eine Barriere sorgt dafür, dass sich die Sumpflösung einer Waschstufe nicht mit der Sumpflösung einer anderen Waschstufe, insbesondere einer unmittelbar benachbarten Waschstufe, vermischt.Each of the n washing stages preferably comprises a barrier for preventing the mixing of the sump solution of a washing stage with the sump solution of one of the remaining washing stages, in particular an immediately adjacent washing stage. A barrier ensures that the bottoms solution of one wash step does not mix with the bottoms solution of another wash step, especially an immediately adjacent wash step.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst einen Kanal. Bevorzugt ist der Kanal einwandig. Bevorzugt ist der Kanal mehrwandig. Bevorzugt erfolgt in einer entlang der Transportrichtung des Abgases verlaufenden Richtung eine Querschnittsänderung über einen stufenförmigen oder einen schrägen Verlauf in einer Kanalwand oder mehreren Kanalwänden des Kanals. Bevorzugt ist die Querschnittsänderung an die jeweilige bauraumgegebene Situation einer Harnstoffanlage angepasst. Unter dem Begriff Querschnitt ist die vom Kanal zur Beförderung des Abgases vorgesehene Fläche senkrecht zur Strömungsrichtung zu verstehen.The device according to the invention comprises a channel. Preferably, the channel is single-walled. Preferably, the channel is multi-walled. In a direction along the transport direction of the exhaust gas, a change in cross section preferably takes place via a step-shaped or an oblique course in a channel wall or a plurality of channel walls of the channel. Preferably, the change in cross section is adapted to the respective space given situation of a urea plant. The term cross-section is understood to mean the surface provided by the channel for conveying the exhaust gas, perpendicular to the flow direction.

Bevorzugt ist die Vorrichtung derart ausgestaltet, dass der Kanal im verbauten Zustand der Vorrichtung, insbesondere in einer Harnstoffanlage, im Wesentlichen horizontal verläuft.Preferably, the device is designed such that the channel in the installed state of the device, in particular in a urea plant, extends substantially horizontally.

Bevorzugt umfasst die Sprühvorrichtung eine oder mehrere Sprühdüsen zum Versprühen der Waschlösung.Preferably, the spraying device comprises one or more spray nozzles for spraying the washing solution.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Vorrichtung einen Staubabscheidungsbereich auf, in welchem in dem Abgas vorhandener Staub abscheidbar ist. Der Staubabscheidungsbereich ist bevorzugt in Transportrichtung des Abgases vor dem Waschbereich mit den n Waschstufen angeordnet.According to an advantageous embodiment, the device has a dust removal area in which dust present in the exhaust gas can be deposited. The dust removal area is preferably arranged in the transport direction of the exhaust gas upstream of the washing area with the n washing stages.

Gelöst wird die eingangs genannten Aufgabe ferner durch eine Harnstoffanlage mit einer vorstehend beschriebenen Vorrichtung zur Entfernung einer gasförmigen chemischen Verbindung aus einem Abgas.The object mentioned at the outset is also achieved by a urea plant with a device for removal as described above a gaseous chemical compound from an exhaust gas.

Durch die Vorrichtung kann aus dem Abgas der Harnstoffanlage Ammoniak soweit entfernt werden, dass sein verbleibender Anteil im Abgas unterhalb eines kritischen bzw. behördlich vorgeschriebenen Schwellwerts liegt. Das bedeutet, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung in der Harnstoffanlage gasförmigen Ammoniak durch Integration in die wässrige Flüssigphase entfernt, indem man sich einer Säure bedient, welche durch Reaktion Ammonium bildet und dann entsprechend zur Entfernung von Ammoniak führt.By means of the apparatus, ammonia can be removed from the exhaust gas of the urea plant to such an extent that its remaining proportion in the exhaust gas is below a critical or officially prescribed threshold value. This means that the device according to the invention in the urea plant removes gaseous ammonia by integration into the aqueous liquid phase, by using an acid which forms ammonium by reaction and then leads accordingly to the removal of ammonia.

Bevorzugt wird gasförmiges Ammoniak in die wässrige Flüssigphase integriert und aus der Vorrichtung entfernt. In der Flüssigphase reagiert das Ammoniak instantan mit einer sauren Waschlösung und bildet Ammonium-Ionen. Durch diese Ammonium-Ionen-Bildung ist der Ammoniak-Partialdruck über der Flüssigkeitsphase in etwa null, so dass es möglich ist das Ammoniak aus der Gasphase zu entfernen.Preferably, gaseous ammonia is integrated into the aqueous liquid phase and removed from the device. In the liquid phase, the ammonia reacts instantaneously with an acidic wash solution and forms ammonium ions. As a result of this formation of ammonium ions, the ammonia partial pressure above the liquid phase is approximately zero, so that it is possible to remove the ammonia from the gas phase.

Bevorzugt wird gasförmiger Ammoniak und/oder gasförmiges NO und/oder gasförmiges NO2 und/oder gasförmiges SO2, insbesondere bei Rauchgasentschwefelungen, und/oder gasförmiges CO2, insbesondere bei der CO2-Entfernung aus dem Rauchgas fossil-gefeuerter Kraftwerke, und/oder HF, insbesondere bei der sauren Aufbereitung fluorid-haltiger Erze, beispielsweise Phosphaterze, in die wässrige Flüssigphase integriert und aus der Vorrichtung entfernt.Preference is given to gaseous ammonia and / or gaseous NO and / or gaseous NO 2 and / or gaseous SO 2 , in particular in flue gas desulphurisation, and / or gaseous CO 2 , in particular in the CO 2 removal from the flue gas of fossil-fired power plants, and / or or HF, in particular in the acidic treatment of fluoride-containing ores, for example phosphate ores, into the aqueous liquid phase and removed from the device.

Bevorzugt werden gasförmige reaktive Komponenten, bevorzugt anorganische oder organische reaktive Komponenten, in die wässrige Flüssigphase integriert und aus der Vorrichtung entfernt.Gaseous reactive components, preferably inorganic or organic reactive components, are preferably integrated into the aqueous liquid phase and removed from the apparatus.

Bei Einsatz in einer Harnstoffanlage wird bevorzugt aus dem Abgas Harnstoffstaub in geeigneter, dem Fachmann bekannter Weise abgeschieden, bevor das so vorgereinigte Abgas in den Waschbereich der Vorrichtung eintritt, welche die n Waschstufen aufweist.When used in a urea plant, urea dust is preferably separated off from the exhaust gas in a suitable manner known to the person skilled in the art, before the thus pre-cleaned exhaust gas enters the washing region of the device, which has the n washing steps.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens findet dieses in einer Harnstoffanlage statt.According to an advantageous embodiment of the method according to the invention this takes place in a urea plant.

Bevorzugt wird das Abgas mit einer Geschwindigkeit von weniger als 20 m/s, vorzugsweise weniger als 10 m/s und besonders bevorzugt weniger als 5 m/s durch den Waschbereich (12) geführt.The exhaust gas is preferably passed through the washing area (12) at a speed of less than 20 m / s, preferably less than 10 m / s and particularly preferably less than 5 m / s.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft die Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem erfindungsgemäßen Verfahren.Another aspect of the invention relates to the use of a device according to the invention in a method according to the invention.

Alle im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschriebenen Ausführungsformen gelten analog für deren erfindungsgemäße Verwendung und werden daher an dieser Stelle nicht wiederholt.All embodiments described in connection with the device according to the invention apply analogously to their use according to the invention and are therefore not repeated at this point.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, den Zeichnungen, sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Die Zeichnungen illustrieren dabei lediglich beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung, welche den Erfindungsgedanken nicht einschränken.Further details, features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, the drawings, as well as from the following description of exemplary embodiments with reference to the drawings. The drawings illustrate only exemplary embodiments of the invention, which do not limit the inventive concept.

Figurenlistelist of figures

  • In 1 ist schematisch eine Vorrichtung zur Abgaswäsche gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt.In 1 schematically a device for exhaust gas scrubbing according to a first exemplary embodiment of the present invention is shown.
  • In 2 ist schematisch der Waschbereich der Vorrichtung zur Abgaswäsche gemäß 1 dargestellt.In 2 is schematically the washing area of the device according to the exhaust gas scrubbing 1 shown.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Die 1 zeigt schematisch eine Vorrichtung zur Abgaswäsche gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Insbesondere handelt es sich um eine Vorrichtung 1, die in einer Harnstoffanlage eingebaut ist und mit der der Zweck verfolgt wird, aus dem Abgas Ammoniak soweit zu entfernen, dass sein verbleibender Anteil im Abgas unterhalb eines kritischen bzw. behördlich vorgeschriebenen Schwellwerts liegt. Hierzu wird das Abgas über eine Eingangsöffnung 10 in einen Kanal 5 der Vorrichtung 1 eingeführt und in der Transportrichtung T durch den Kanal geführt.The 1 schematically shows an apparatus for exhaust gas scrubbing according to a first exemplary embodiment of the present invention. In particular, it is a device 1 , which is installed in a urea plant and with the purpose of the exhaust gas to remove ammonia so far that its remaining proportion in the exhaust gas is below a critical or officially prescribed threshold. For this purpose, the exhaust gas via an inlet opening 10 into a canal 5 the device 1 introduced and in the transport direction T guided through the canal.

Die Entfernung von Ammoniak erfolgt stufenweise im Waschbereich 12. Das gereinigte Abgas verlässt die Vorrichtung 1 über die Ausgangsöffnung 20.The removal of ammonia occurs gradually in the wash area 12 , The cleaned exhaust gas leaves the device 1 via the exit opening 20.

In der Transportrichtung T des Abgases vor dem Waschbereich 12 kann optional ein Staubabscheidungsbereich angeordnet sein, in welchem in dem Abgas vorhandener Staub abgeschieden wird.In the transport direction T the exhaust gas before the washing area 12 Optionally, a dust collecting area may be arranged in which dust present in the exhaust gas is separated.

Der in 2 dargestellte Waschbereich 12 umfasst insgesamt drei Waschstufen 41, 42, 43 (d.h. n = 3). Im Folgenden soll die als letzte von dem Abgas durchströmte Waschstufe als primäre Waschstufe 41 bezeichnet werden. Entgegen der Transportrichtung T des Abgases benachbart zu der primären Waschstufe 41 ist eine sekundäre Waschstufe 42 angeordnet. Entgegen der Transportrichtung T des Abgases benachbart zu der sekundären Waschstufe 42 ist eine tertiäre Waschstufe 43angeordnet. Der in 2 gezeigte Waschbereich 12 entspricht dem Waschbereich 12 aus 1.The in 2 illustrated wash area 12 includes a total of three washing stages 41 . 42 . 43 (ie n = 3). In the following, the last of the exhaust gas flowed through the scrubbing stage as the primary washing stage 41 be designated. Contrary to the transport direction T the exhaust gas adjacent to the primary washing stage 41 is a secondary washing step 42 arranged. Contrary to the transport direction T the exhaust gas adjacent to the secondary washing stage 42 is a tertiary washing stage 43 arranged. The in 2 washing area shown 12 corresponds to the washing area 12 out 1 ,

Dabei sind die primäre Waschstufe 41, die sekundäre Waschstufe 42 und die tertiäre Waschstufe 43 entgegen einer durch die Transportrichtung T des Abgases vorgegebenen Richtung hintereinander angeordnet, wobei das Abgas zunächst die tertiäre Waschstufe 43 und anschließend die sekundäre Waschstufe 42 passiert. Die primäre Waschstufe 41 bildet entlang der Transportrichtung T gesehen den Abschluss des Waschbereichs 12.These are the primary washing step 41 , the secondary washing stage 42 and the tertiary wash step 43 against one by the transport direction T the exhaust gas predetermined direction arranged one behind the other, wherein the exhaust gas first, the tertiary washing stage 43 and then the secondary washing step 42 happens. The primary washing stage 41 forms along the transport direction T seen the completion of the wash area 12 ,

Weiterhin ist es vorgesehen, dass die primäre Waschstufe 41, die sekundäre Waschstufe 42 und die tertiäre Waschstufe 43 jeweils einen Abfluss 35 aufweisen, über den eine von einer Oberflächenvergrößerungsstruktur 3 abgelaufene Sumpflösung welche die Waschlösung 22 enthält, aus dem Kanal 5 herausgeführt wird.Furthermore, it is envisaged that the primary washing stage 41 , the secondary washing stage 42 and the tertiary wash step 43 one outflow each 35 over which one of a surface enlargement structure 3 Expired bottoms solution containing the wash solution 22 contains, from the channel 5 is led out.

Zur Wiederverwertung, d. h. zur erneuten Nutzung der in der Sumpflösung enthaltenen Waschlösung 22 beim Besprühen einer Oberflächenvergrößerungsstruktur 3, ist vorgesehen, dass die primäre Waschstufe 41, die sekundäre Waschstufe 42 und die tertiäre Waschstufe 43 jeweils eine Rückführleitung 4 aufweisen, wobei jede Rückführleitung 4 den einzelnen Abfluss 35 mit der Sprühvorrichtung 2 der jeweiligen Waschstufe 41, 42, 43 verbindet.For recycling, ie for reuse of the wash solution contained in the sump solution 22 spraying a surface enlargement structure 3 , is provided that the primary washing stage 41 , the secondary washing stage 42 and the tertiary wash step 43 one return line each 4 have, each return line 4 the single drain 35 with the spray device 2 the respective washing stage 41 . 42 . 43 combines.

Um die von der Oberflächenvergrößerungsstruktur 3 abgelaufene Sumpflösung 22 erneut zu nutzen, ist bevorzugt vorgesehen, dass eine Säurekonzentration der Sumpflösung vor dem erneuten Besprühen der Oberflächenvergrößerungsstruktur 3 wieder erhöht wird. Dadurch wird in vorteilhafter Weise berücksichtigt, dass durch das Entfernen des Ammoniaks aus dem Abgas mittels der Oberflächenvergrößerungsstruktur 3 und des Lösungsmittels 22 die Säurekonzentration abnimmt. Zum Auffrischen der Säurekonzentration ist vorgesehen, dass der die Rückführleitung 4 der primären Waschstufe 41 mit einem Reservoir an frischer Waschlösung über einen Zulauf 51 verbunden ist. Insbesondere umfasst der Zulauf (51) eine weitere Regulierungsvorrichtung 11, mit deren Hilfe sich die Menge der aus dem Reservoir der Rückführleitung 4 in der primären Waschstufe 41 zugeführten Frischsäure steuern lässt.To that of the surface enlargement structure 3 expired bottoms solution 22 it is preferable to reuse that an acid concentration of the sump solution before re-spraying the surface enlargement structure 3 is increased again. This advantageously takes into account that by removing the ammonia from the exhaust gas by means of the surface enlargement structure 3 and the solvent 22 the acid concentration decreases. To refresh the acid concentration is provided that the return line 4 the primary washing stage 41 with a reservoir of fresh wash solution via an inlet 51 connected is. In particular, the feed comprises ( 51 ) another regulation device 11 , with the help of which the amount of from the reservoir of the return line 4 in the primary washing stage 41 controlled supply of fresh acid.

Weiterhin ist vorgesehen, dass der Abfluss 35 der primären Waschstufe 41 und die Rückführleitung 4 der sekundären Waschstufe 42 über eine Waschstufen-Verbindungsleitung 7 miteinander verbunden sind. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass die Sumpflösung, die von der Oberflächenvergrößerungsstruktur 3 in der primären Waschstufe 41 abgelaufen ist, zumindest teilweise über die Waschstufen-Verbindungsleitung 7 in die Rückführleitung 4 der sekundären Waschstufe 42 gelangt, um dort für eine Erhöhung der Säurekonzentration derjenigen Sumpflösung zu sorgen, die von der Oberflächenvergrößerungsstruktur 3 der sekundären Waschstufe 42 abgelaufen ist.Furthermore, it is envisaged that the outflow 35 the primary washing stage 41 and the return line 4 the secondary washing stage 42 via a washing stage connection line 7 connected to each other. It is provided in particular that the sump solution, that of the surface enlargement structure 3 in the primary washing stage 41 has expired, at least partially via the washing stage connection line 7 in the return line 4 the secondary washing stage 42 there to provide there for an increase in the acid concentration of the sump solution, which of the surface enlargement structure 3 the secondary washing stage 42 has expired.

Ferner ist vorgesehen, dass die Rückführleitung 4 der tertiären Waschstufe 43 und der Abfluss 35 der sekundären Waschstufe 42 über eine Waschstufen-Verbindungsleitung 7 miteinander verbunden sind. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass die Sumpflösung die von der Oberflächenvergrößerungsstruktur 3 in der sekundären Waschstufe 42 abgelaufen ist, über die Waschstufen-Verbindungsleitung 7 in die Rückführleitung 4 der tertiären Waschstufe 43 gelangt, um dort für eine Erhöhung der Säurekonzentration derjenigen Sumpflösung zu sorgen, die von der Oberflächenvergrößerungsstruktur 3 in der tertiären Waschstufe 43 abgelaufen ist.It is further provided that the return line 4 the tertiary washing stage 43 and the drain 35 the secondary washing stage 42 via a washing stage connection line 7 connected to each other. It is provided in particular that the sump solution that of the surface enlargement structure 3 in the secondary washing stage 42 has expired, via the washing stage connecting line 7 in the return line 4 the tertiary washing stage 43 there to provide there for an increase in the acid concentration of the sump solution, which of the surface enlargement structure 3 in the tertiary washing stage 43 has expired.

Durch diese kaskadenförmige Wiederbenutzung der Waschlösung 22 lässt sich ein Säurekonzentrationsgefälle zwischen der Waschlösung 22 in der primären Waschstufe 41, in der sekundären Waschstufe 42 und der tertiären Waschstufe 43 einstellen, wobei die Säurekonzentration in der primären Waschstufe 41 am größten und in der tertiären Waschstufe 43 am geringsten ist.Through this cascading reuse of the wash solution 22 can be an acid concentration gradient between the wash solution 22 in the primary washing stage 41 , in the secondary washing stage 42 and the tertiary wash step 43 adjust the acid concentration in the primary wash step 41 largest and in the tertiary washing stage 43 is lowest.

Ferner ist vorgesehen, dass die Waschstufen-Verbindungsleitung 7, welche die primäre Waschstufe 41 und die sekundäre Waschstufe 42 miteinander verbindet und die Waschstufen-Verbindungsleitung 7, welche die sekundäre Waschstufe 42 und die tertiäre Waschstufe 43 miteinander verbindet, jeweils eine Regulierungsvorrichtung 9 aufweisen. Mittels einer solchen Regulierungsvorrichtung 9 lässt sich in vorteilhafter Weise jeweils die zwischen den einzelnen Waschstufen 41, 42, 43 transferierte Menge an Sumpflösung einstellen.It is further provided that the washing stage connecting line 7 which is the primary washing stage 41 and the secondary washing stage 42 connects together and the wash step connection line 7 which is the secondary washing stage 42 and the tertiary wash step 43 each other, each having a regulating device 9 exhibit. By means of such a regulating device 9 can be in each case advantageously between the individual washing stages 41 . 42 . 43 set transferred amount of sump solution.

Die primäre Waschstufe 41, die sekundäre Waschstufe 42 und die tertiäre Waschstufe 43 sind im Kanal 5 jeweils durch eine Barriere 60 bzw. ein Trennelement getrennt. Insbesondere sorgt die Barriere 60 dafür, dass sich im Kanal 5 die Sumpflösung einer Waschstufe nicht mit der Sumpflösung einer der übrigen Waschstufen 41, 42, 43 vermischt.The primary washing stage 41 , the secondary washing stage 42 and the tertiary wash step 43 are in the channel 5 each through a barrier 60 or a separating element separately. In particular, the barrier provides 60 for being in the channel 5 the sump solution of a washing step not with the sump solution of one of the other washing steps 41 . 42 . 43 mixed.

Weiterhin umfassen die primäre Waschstufe 41, die sekundäre Waschstufe 42 und die tertiäre Waschstufe 43 jeweils eine Messvorrichtung 55, mit der sich eine Eigenschaft der Sumpflösung, beispielswiese der Füllstand der Sumpflösung, in der jeweiligen Waschstufe bestimmen lässt. Die Messvorrichtungen 55 regeln die Lösungsmittelfüllstände in den Sümpfen der einzelnen Waschstufen 41, 42 und 43 über eine mit den Abfluss 35 verbundene Regulierungsvorrichtung 9.Furthermore, the primary washing step include 41 , the secondary washing stage 42 and the tertiary wash step 43 one measuring device each 55 with which a property of the sump solution, for example the level of the sump solution, can be determined in the respective washing stage. The measuring devices 55 regulate the solvent levels in the swamps of the individual washing stages 41 . 42 and 43 about one with the drain 35 connected regulation device 9 ,

Mittels der Messeinrichtung 56.1, welche mit dem Abfluss 35 der tertiären Waschstufe verbunden ist, wird ein pH-Wert bestimmt und anhand dieses Werts die Menge an frische Waschlösung, die der Sprühvorrichtung 2 der der primären Waschstufe 41 über die Rückführleitung 4 zugeführt wird, mittels einer weiteren Regulierungsvorrichtung 11 im Zulauf 51 eingestellt. By means of the measuring device 56.1 which with the drain 35 the tertiary washing step, a pH is determined and from this value, the amount of fresh washing solution, that of the spray device 2 that of the primary washing stage 41 via the return line 4 is supplied by means of another regulating device 11 in the inflow 51 set.

Mittels der Messeinrichtung 56.2, welche mit dem Abfluss 35 der tertiären Waschstufe verbunden ist, wird die Konzentration des Waschlösung bestimmt und anhand dieses Werts die Menge an frische Waschlösung, die der Sprühvorrichtung 2 der der primären Waschstufe 41 über die Rückführleitung 4 zugeführt wird, mittels einer weiteren Regulierungsvorrichtung 11 im Zulauf 51 eingestellt.By means of the measuring device 56.2 which with the drain 35 the tertiary washing step, the concentration of the washing solution is determined and based on this value, the amount of fresh washing solution, that of the spray device 2 that of the primary washing stage 41 via the return line 4 is supplied by means of another regulating device 11 in the inflow 51 set.

Mittels der Messeinrichtungen 56.1 und 56.2, welche mit dem Abfluss 35 der tertiären Waschstufe verbunden sind, wird ein pH-Wert und eine Konzentration der Waschlösung bestimmt und anhand dieser Werte die Menge an frische Waschlösung, die der Sprühvorrichtung 2 der der primären Waschstufe 41 über die Rückführleitung 4 zugeführt wird, mittels einer weiteren Regulierungsvorrichtung 11 im Zulauf 51 eingestellt.By means of measuring equipment 56.1 and 56.2 which with the drain 35 are connected to the tertiary washing stage, a pH and a concentration of the washing solution is determined and from these values the amount of fresh washing solution, that of the spray device 2 that of the primary washing stage 41 via the return line 4 is supplied by means of another regulating device 11 in the inflow 51 set.

Weiterhin ist vorgesehen, dass die primäre Waschstufe 41, die sekundäre Waschstufe 42 und die tertiäre Waschstufe 43 jeweils eine als Pumpe ausgestaltete Fördereinrichtung 8 aufweisen. Dadurch lässt sich in vorteilhafter Weise die Sprühraten in der jeweiligen Waschstufe individuell einstellen.Furthermore, it is envisaged that the primary washing stage 41 , the secondary washing stage 42 and the tertiary wash step 43 each designed as a pump conveyor 8th exhibit. As a result, the spray rates in the respective washing stage can be set individually in an advantageous manner.

Weiterhin ist vorgesehen, dass der Kreislauf 4 in der tertiären Waschstufe 43 einen Ablauf 52 umfasst, über den die Sumpflösung der tertiären Waschstufe 43 die Vorrichtung zur Abgasreinigung 1 wieder verlässt.Furthermore, it is provided that the circulation 4 in the tertiary washing stage 43 a process 52 includes, over which the sump solution of the tertiary washing stage 43 the device for exhaust gas purification 1 leaves again.

Ein Fachmann erkennt, dass beim Anfahren der Vorrichtung 1 zunächst die primäre, also (n-te), Waschstufe 41 mit Waschlösung versorgt wird, d.h. sich noch keine Waschlösung in den übrigen Waschstufen 42, 43 befindet. Nach dem Anfahren der Vorrichtung 1 zirkuliert die Wachlösung zunächst in der primären Waschstufe 41 und wird parallel dazu über die Waschstufen-Verbindungsleitung 7 der sekundären, also (n-1)-ten, Waschstufe 42 zugeführt. Sobald die Waschlösung 22 in der sekundären Waschstufe 41 zirkuliert, wird Waschlösung 22 parallel dazu über dessen Waschstufen-Verbindungsleitung 7 der tertiären, also (n-2)-ten oder ersten, Waschstufe zugeführt. Dieser Vorgang wiederholt sich so oft, bis in jeder einzelnen Waschstufe 41, 42, 43 Waschlösung 22 zirkuliert. Sobald Waschlösung 22 in sämtlichen Waschstufen zirkuliert, wird Abgas durch den Kanal 5 geleitet. Dieser Zustand entspricht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, welche sich „im Betrieb“ befindet. Mit anderen Worten: Erfindungsgemäß wird die Waschlösung 22 im Gegenstrom zur gasförmigen chemischen Verbindung, welche durch eine Säure-Base-Reaktion in eine wässrige Flüssigphase integriert werden kann, geführt. Unter Zirkulation in einer Waschstufe ist das Besprühen der Oberflächenvergrößerungsstruktur 3 über die Sprühvorrichtung 2 mit der Waschlösung 22, das Abfließen der an Säure oder Base gegenüber der versprühten Waschlösung reduzierten Sumpflösung über den Abfluss 35, und das Weiterleiten der Sumpflösung (und im Falle der primären, also n-ten, Waschstufe 41 zusätzlich der frischen Waschlösung) über die Rückführleitung 4 zurück zur Sprühvorrichtung 2 zu verstehen.A person skilled in the art recognizes that when starting the device 1 first the primary, ie (nth), washing stage 41 is supplied with washing solution, ie no washing solution in the other washing stages 42 . 43 located. After starting the device 1 The wax solution first circulates in the primary washing stage 41 and is parallel to it via the wash step connection line 7 the secondary, ie (n-1) -th, washing stage 42 fed. Once the wash solution 22 in the secondary washing stage 41 circulates, wash solution 22 parallel to it via its washing stage connection line 7 the tertiary, ie (n-2) -th or first, washing stage fed. This process is repeated until every wash step 41 . 42 . 43 wash solution 22 circulated. Once wash solution 22 circulated in all washing stages, exhaust gas is passed through the duct 5 directed. This state corresponds to a device according to the invention, which is "in operation". In other words, according to the invention, the washing solution 22 in countercurrent to the gaseous chemical compound, which can be integrated into an aqueous liquid phase by an acid-base reaction. By circulation in a washing step, spraying is the surface enlarging structure 3 over the spray device 2 with the washing solution 22 , The drainage of the acid solution or base compared to the sprayed spray solution reduced sump solution over the drain 35 , and the forwarding of the sump solution (and in the case of the primary, ie n-th, washing stage 41 additionally the fresh wash solution) via the return line 4 back to the sprayer 2 to understand.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Vorrichtungcontraption
22
Sprühvorrichtungsprayer
33
Strukturelementstructural element
44
Kreislaufcirculation
55
Kanalchannel
77
Waschstufen-VerbindungsleitungWashing stage connecting line
88th
FördereinrichtungConveyor
99
Regulierungsvorrichtungregulating device
1010
Eingangsöffnungentrance opening
1111
Regulierungsvorrichtungregulating device
1212
Waschbereichwashing area
2222
Lösungsmittelsolvent
3535
Abflussoutflow
4141
primäre Waschstufeprimary washing stage
4242
sekundäre Waschstufesecondary washing stage
4343
tertiäre Waschstufetertiary washing stage
5151
ZulaufIntake
5252
Ablaufprocedure
5555
Messvorrichtungmeasuring device
56.156.1
Messeinrichtung zur Bestimmung des pH-WertsMeasuring device for determining the pH value
56.256.2
Messeinrichtung zur Bestimmung der Konzentration der WaschlösungMeasuring device for determining the concentration of the washing solution
6060
Barrierebarrier
TT
Transportrichtungtransport direction

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Claims (16)

Vorrichtung (1) zur Entfernung einer gasförmigen chemischen Verbindung aus einem Abgas, wobei die gasförmige chemische Verbindung durch Reaktion mit einer Waschlösung (22) in eine wässrige Flüssigphase überführbar ist, mit einem Kanal (5), der einen Waschbereich (12) mit n Waschstufen aufweist, die derart angeordnet sind, dass ein Abgas entlang einer Transportrichtung (T) von einer ersten Waschstufe bis zu einer n-ten Waschstufen führbar ist, wobei n mindestens zwei ist, wobei jede einzelne der n Waschstufen - eine Oberflächenvergrößerungsstruktur (3), insbesondere eine Schüttung oder eine Packung, und - eine Sprühvorrichtung (2) zum Besprühen der Oberflächenvergrößerungsstruktur (3) mit einem Lösungsmittel (22), - einen Abfluss (35) zum Sammeln einer von der Oberflächenvergrößerungsstruktur (3) abgelaufenen Sumpflösung, welche die Waschlösung (22) enthält, und - eine mit dem Abfluss (35) verbundene Rückführleitung (4) zur Rückführung eines ersten Teilstroms der Sumpflösung zu der Sprühvorrichtung (2) umfasst, und wobei mit Ausnahme des Abflusses (35) der ersten Waschstufe, der Abfluss (35) jeder einzelnen Waschstufe über eine Waschstufen-Verbindungsleitung (7) zur Durchleitung eines zweiten Teilstroms der Sumpflösung mit der Rückführleitung (4) der entgegen der Transportrichtung (T) unmittelbar benachbarten Waschstufe verbunden ist und wobei die n-te Waschstufe einen Zulauf (51) zur Versorgung der Rückführleitung (4) der n-ten Waschstufe mit frischer Waschlösung (22) umfasst.Device (1) for removing a gaseous chemical compound from an exhaust gas, wherein the gaseous chemical compound can be converted into an aqueous liquid phase by reaction with a washing solution (22), with a channel (5) having a washing area (12) with n washing stages arranged such that an exhaust gas along a transport direction (T) from a first washing stage to an n-th washing stages is feasible, where n is at least two, wherein each one of the n washing stages a surface enlargement structure (3), in particular a bed or a packing, and a spraying device (2) for spraying the surface enlarging structure (3) with a solvent (22), a drain (35) for collecting a sump liquor discharged from said surface enlarging structure (3) containing said washing solution (22), and - a return line (4) connected to the drain (35) for returning a first partial flow of the sump solution to the spray device (2), and with the exception of the outlet (35) of the first washing step, the drain (35) of each washing step a washing stage connecting line (7) for the passage of a second partial flow of the sump solution with the return line (4) opposite to the transport direction (T) immediately adjacent washing stage is connected and wherein the n-th washing stage an inlet (51) for supplying the return line (4 ) of the nth wash step with fresh wash solution (22). Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei n zwei ist.Device according to Claim 1 where n is two. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jede einzelne der n Waschstufen eine Fördereinrichtung (8), insbesondere eine Pumpe, zur Förderung des ersten Teilstroms der Sumpflösung (22) durch die Rückführleitung umfasst.Device according to one of the preceding claims, wherein each one of the n washing stages comprises a conveying device (8), in particular a pump, for conveying the first part-stream of the sump solution (22) through the return line. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Abfluss (35) der ersten Waschstufe über eine Ableitung (52) zur Durchleitung eines zweiten Teilstroms der Sumpflösung mit einer Messeinrichtung zur Bestimmung des pH-Werts (56.1) des zweiten Teilstroms der Sumpflösung und/oder mit einer Messeinrichtung zur Bestimmung des der Konzentration der Waschlösung (56.2) in dem zweiten Teilstrom der Sumpflösung verbunden ist.Device according to one of the preceding claims, wherein the outflow (35) of the first washing stage via a discharge line (52) for passing a second partial flow of the sump solution with a measuring device for determining the pH (56.1) of the second partial flow of the sump solution and / or a measuring device for determining the concentration of the washing solution (56.2) is connected in the second partial flow of the sump solution. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Messeinrichtung zur Bestimmung des pH-Werts (56.1) des zweiten Teilstroms der Sumpflösung und/oder die Messeinrichtung zur Bestimmung des der Konzentration der Waschlösung (56.2) in dem zweiten Teilstrom der Sumpflösung mit einer Regulierungsvorrichtung (11) zur Regulierung der über den Zulauf (51) zugeführten Menge an frischer Waschlösung verbunden ist.Device after Claim 4 wherein the measuring device for determining the pH (56.1) of the second partial stream of the sump solution and / or the measuring device for determining the concentration of the washing solution (56.2) in the second partial stream of the sump solution with a regulating device (11) for regulating the above Feed (51) supplied amount of fresh wash solution is connected. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sämtliche Waschstufen-Verbindungsleitungen (7) eine Regulierungsvorrichtung (9) zum Einstellen der Menge an durchgeleiteter Sumpflösung auf.An apparatus according to any one of the preceding claims, wherein all the washing stage connecting pipes (7) comprise regulating means (9) for adjusting the amount of sump solution passed through. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jede einzelne der n Waschstufen eine Messvorrichtung (55) zur Bestimmung des Füllstands der Sumpflösung in einem Sumpf der jeweiligen Waschstufe umfasst.Device according to one of the preceding claims, wherein each one of the n washing stages comprises a measuring device (55) for determining the level of the sump solution in a sump of the respective washing stage. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jede einzelne der n Waschstufen eine Barriere (60) zur Verhinderung der Vermischung der Sumpflösung einer Waschstufe mit der Sumpflösung einer der übrigen Waschstufen, insbesondere einer unmittelbar benachbarten Waschstufe, umfasst.Device according to one of the preceding claims, wherein each one of the n washing stages comprises a barrier (60) for preventing the mixing of the sump solution of a washing stage with the sump solution of one of the remaining washing stages, in particular an immediately adjacent washing stage. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung derart ausgestaltet ist, dass der Kanal (5) im verbauten Zustand der Vorrichtung (1), bevorzugt integriert in einer Harnstoffanlage, im Wesentlichen horizontal verläuft.Device according to one of the preceding claims, wherein the device is designed such that the channel (5) in the installed state of the device (1), preferably integrated in a urea plant, extends substantially horizontally. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sprühvorrichtung (2) eine oder mehrere Sprühdüsen zum Versprühen der Waschlösung aufweist.Device according to one of the preceding claims, wherein the spraying device (2) comprises one or more spray nozzles for spraying the washing solution. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (1) einen Staubabscheidungsbereich aufweist, in welchem in dem Abgas vorhandener Staub abscheidbar ist, wobei der Staubabscheidungsbereich bevorzugt in Transportrichtung (T) des Abgases vor dem Waschbereich (12) angeordnet ist.Device according to one of the preceding claims, wherein the device (1) has a Staubabscheidungsbereich in which dust present in the exhaust gas can be deposited, wherein the dust removal region is preferably arranged in the transport direction (T) of the exhaust gas in front of the washing area (12). Harnstoffanlage, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zur Entfernung einer gasförmigen chemischen Verbindung aus einem Abgas nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Urea plant, characterized by a device for removing a gaseous chemical compound from an exhaust gas according to one of the preceding claims. Verfahren zur Entfernung einer gasförmigen chemischen Verbindung aus einem Abgas, wobei die gasförmige chemische Verbindung durch Reaktion mit einer Waschlösung (22) in eine wässrige Flüssigphase überführt wird, wobei das Abgas durch einen Waschbereich (12) eines Kanals (5) entlang einer Transportrichtung (T) von einer ersten Waschstufe bis zu einer n-ten Waschstufe geführt wird, wobei n mindestens zwei ist, wobei in jeder einzelnen der n Waschstufen jeweils eine Oberflächenvergrößerungsstruktur (3), insbesondere eine Schüttung oder eine Packung, mittels einer Sprühvorrichtung (2) mit der Waschlösung (22) besprüht wird, eine von der Oberflächenvergrößerungsstruktur (3) ablaufende Sumpflösung gesammelt und ein erster Teilstrom der Sumpflösung über eine Rückführleitung (4) zu der Sprühvorrichtung (2) zurückgeführt wird, wobei mit Ausnahme der ersten Waschstufe, ein zweiter Teilstrom der Sumpflösung jeder einzelnen Waschstufe über eine Verbindungsleitung (7) in die Rückführleitung (4) der entgegen der Transportrichtung (T) unmittelbar benachbarten Waschstufe geleitet wird, und wobei der Rückführleitung (4) der n-ten Waschstufe über einen Zulauf (51) frische Waschlösung zugeführt wird.A method for removing a gaseous chemical compound from an exhaust gas, wherein the gaseous chemical compound is converted into an aqueous liquid phase by reaction with a washing solution (22), wherein the exhaust gas through a washing area (12) of a channel (5) along a transport direction (T ) is conducted from a first washing stage to an n-th washing stage, where n is at least two, wherein in each of the n washing stages in each case a surface enlarging structure (3), in particular a bed or a packing, by means of a spraying device (2) is sprayed with the washing solution (22), collected from the surface enlargement structure (3) sump solution and a first partial stream of the sump solution via a return line (4) to the spray device (2) is returned, with the exception of the first washing stage, a second partial stream the sump solution of each individual washing step is passed via a connecting line (7) into the return line (4) of the immediately adjacent washing step opposite to the transport direction (T), and wherein the return line (4) of the nth washing step via a feed (51) fresh washing solution is supplied. Verfahren gemäß Anspruch 13, welches in einer Harnstoffanlage stattfindet.Method according to Claim 13 , which takes place in a urea plant. Verfahren gemäß Anspruch 13 oder 14, wobei das Abgas mit einer Geschwindigkeit von weniger als 20 m/s, vorzugsweise weniger als 10 m/s und besonders bevorzugt weniger als 5 m/s durch den Waschbereich (12) geführt wird.Method according to Claim 13 or 14 , wherein the exhaust gas at a rate of less than 20 m / s, preferably less than 10 m / s and more preferably less than 5 m / s is passed through the washing area (12). Verwendung einer Vorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 in einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 bis 15.Use of a device (1) according to one of Claims 1 to 12 in a method according to any one of Claims 13 to 15 ,
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