DE1519962B2

DE1519962B2 - Verfahren zur adsorption von so tief 2 oder anderen gas foermigen verunreinigungen aus abgasen

Info

Publication number: DE1519962B2
Application number: DE19651519962
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl.-Phys. Dr. 4640 Wattenscheid; Juntgen. Harald Dipl. Chem. Dr. 4300 Essen-Heisingen Peters
Original assignee: Bergwerksverband GmbH
Current assignee: Bergwerksverband GmbH
Priority date: 1965-10-08
Filing date: 1965-10-08
Publication date: 1971-07-15
Also published as: BE687797A; DE1519962A1; US3405508A; GB1145172A; FR1495695A

Description

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Bekanntlich kann man Schwefeloxide aus den Ab- Staubablagerungen verstopft wird und die staubhal-

gasen von Kesselfeuerungen durch Adsorption an tigen Kesselabgase daher z. B. mittels Elektrofilter

aktiver Kohle entfernen. Für die Regeneration der vor Eintritt in den Adsorber weitgehend vom Staub

beladenen Kohle gibt es dabei zwei Möglichkeiten. befreit werden müssen.

Entweder man desorbiert die in der Kohle gebildete 5 Erfindungsgemäß wird nunmehr unter Anwend-

Schwefelsäure durch Erhitzen der Kohle auf 250 dung der wäßrigen Desorption des beladenen Ad-

bis 350° C oder man wäscht sie mit Wasser oder Sorptionsmaterials die Möglichkeit geschaffen, diese

wäßrigen Lösungen aus, um dann das regenerierte Nachteile zu vermeiden. Dazu arbeitet man auch hier

Adsorptionsmaterial in den Adsorber zurückzu- mit einer Wanderschic'ht, diese endet jedoch nicht

führen. io in einer mechanisch betriebenen Austragschleuse,

Für die erstgenannte Möglichkeit, bei der von sondern in einer Flüssigkeitstauchung, die gleichzeieiner trockenen Regeneration des Adsorptionsmate- tig dadurch als Regenerationsstufe wirkt, daß das rials Gebrauch gemacht wird, ist es bekannt, sich Material in der Desorptionsflüssigkeit zu seinem Auseiner Wanderschicht aus körnigem Adsorptionsmate- gangsort zurückgeführt und daraufhin das regenerial zu bedienen. Da einerseits zur Erzielung eines 15 rierte Adsorptionsmaterial nach Trennung von der möglichst geringen Druckverlustes die Durchströ- Flüssigkeit unmittelbar in die Abgasverunreinigungsmungsgesc'hwindigkeit der Wanderschicht klein ge- stufe zurückgeführt wird. Als Desorptionsflüssigkeit halten werden muß und die Höhe der Schicht nicht kommt insbesondere Wasser in Frage, eventuell unter zu hoch sein darf und da andererseits die zu reini- Zusatz von Stoffen, die die Abgasverunreinigungen genden Abgasmengen in der Regel außerordentlich 20 binden und damit die Desorption begünstigen. So hat groß sind und es wünschenswert ist, in einer Vor- sich für die Auswaschung von adsorbiertem SO₃ ein richtung möglichst viel Abgas zu reinigen, hat es NH_;j-Zusatz zum Wasser als vorteilhaft erwiesen, sich als zweckmäßig erwiesen, diese Wanderschicht Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen ^ quer zu ihrer Bewegungsrichtung vom Abgas durch- Verfahrens liegt in der Möglichkeit, das körnige Adströmen zu lassen. Die bekannten Vorrichtungen ar- 25 sorptionsmaterial mit Hilfe der Desorptionsflüssigkeit beiten daher in der Regel so, daß das Adsorptions- wieder reibungslos zum Kopf der Wanderschicht zumaterial am oberen Ende einer senkrecht oder schräg rückzuführen. Weiterhin kann man zur Verbesserung nach unten gleitenden Wanderschicht aufgegeben, am der Desorptionswirkung die Desorptionslösung im unteren Ende mit Hilfe von Schleusenvorrichtungen Gegenstrom zum Adsorptionsmaterial zur Tauchung ausgetragen und während der Wanderung quer zu 30 führen, also vom Kopf zur Tauchung und außerhalb seiner Bewegungsrichtung vom Abgas durchströmt der Desorptionsstufe im Kreislauf zum Kopf der wird. Die trockene Regeneration erfolgt dann in Wanderschicht zurückführen. Durch Zuführung frieinem eigens dazu errichteten Reaktor durch Be- scher Desorptionslösung und Entnahme verbrauchter handlung des beladenen Adsorptionsmaterials mit Lösung kann man eine verhältnismäßig hohe Konheißen Gasen. 35 zentration an gelösten Abgasverunreinigungen in der

Diese Arbeitsweise hat mehrere Nachteile. Durch Kreislauflösung ansteuern, so daß eine Aufarbeitung das Ausschleusen, die Aufgabe auf einen zweiten der Lösung lohnender wird. Die für die Desorption Reaktor und den Rücktransport zum Kopf der Wan- notwendige Verweilzeit des körnigen Adsorptionsderschicht ergibt sich ein erheblicher Abrieb an dem materials in der Desorptionsflüssigkeit läßt sich auch recht kostbaren Adsorptionsmaterial, der die Wirt- 40 über die Wahl der Größe des Rauminhalts der Beschaftlichkeit des Verfahrens belastet. Außerdem ist hälter oder Rohre, die gemeinsam mit dem Adsorpes schwierig und umständlich, das Adsorptionsmate- tionsmaterial von der Desorptionsflüssigkeit durchrial nach der Regeneration wieder so weit abzuküh- strömt werden, regeln.

len, daß es bei Eintritt in die Wanderschicht die Bei staubhaltigen Abgasen kann bisweilen das ■,& Adsorptionstemperatur wieder erreicht. Zu hohe 45 Problem auftreten, daß sich ein Teil des Staubes Temperaturen können leicht zu Adsorberbränden in der Desorptionsflüssigkeit löst und damit die führen, da die Feuerabgase mitunter Sauerstoff bis Qualität des aus der Desorptionsflüssigkeit zu gewinzu 10 % enthalten. Außerdem ist die thermische nenden Produktes beeinträchtigt. Für diesen Sonder-Regenerierung mit dem Nachteil behaftet, daß durch fall kann man eine Trennung von Adsorptionsmate-Reaktion der gebundenen Schwefelsäure mit dem 50 rial und Staub vor der Tauchung, z. B. durch Sieben Kohlenstoff ein ständiger Abbrand an aktiver Kohle oder Abblasen, vornehmen.

stattfindet, der im ersten Stadium zwar zu einer Er- Das erfindungsgemäße Verfahren sei an Hand von

höhung des Adsorptionsvermögens der Kohle führt, der auf der Zeichnung dargestellten Vorrichtung, die

der aber einen Verlust an Härte und Abriebfestigkeit sich zur Ausführung des Verfahrens besonders be-

zur Folge hat, so daß das Adsorptionsmaterial vor- 55 währt hat, näher erläutert:

zeitig erneuert werden muß. Die Figur zeigt einen Adsorber mit waagerechter

Für die nasse Regeneration ist bisher empfohlen Wanderschicht. Ein endloses, perforiertes Band 1 ist

worden, das Adsorptionsmaterial entweder während über zwei Umlenkrollen 2 gespannt, mit deren Hilfe

der Adsorption ständig mit Wasser zu berieseln oder die Wanderschicht in einem Gehäuse 5 von links

einer besonderen Wäsche nach erfolgter Sättigung 60 nach rechts bewegt wird. Auf dem Band befinden

zu unterwerfen. Da in beiden Fällen das Material sich Mitnehmerstege 3, die einzelne Kammern bil-

nicht bewegt wird, ist das Problem des Abriebs zwar den, in die man das körnige Adsorptionsmaterial 4

gelöst; dafür treten aber andere Nachteile auf, wie einfüllt. Die Schichthöhe des Materials muß auf die

z.B. die sehr langsame Adsorptionsgeschwindigkeit Strömungsgeschwindigkeit des Gases sowie auf die

bei ständiger Wasserberieselung oder die Umstand- 65 Konzentration der Gasverunreinigung vor und hinter

lichkeit der diskontinuierlichen Arbeitsweise. Außer- dem Adsorber abgestimmt sein. Sie wird im allgemei-

dem hat die Adsorption von Abgasverunreinigungen nen einen halben Meter betragen. Die Breite des

an einer Festschicht den Nachteil, daß diese durch Bandes wird im allgemeinen 5 bis 20 Meter betragen.

Die Bandanlage ist von dem Gehäuse 5 so dicht umschlossen, daß das Adsorptionsmaterial von den Mitnehmerstegen praktisch vollständig erfaßt wird. Den oberen Teil der Bandanlage umschließt ein Kasten 6, in den das zu reinigende Abgas senkrecht zur Bildebene über den Einführungsstutzen 7 eingeführt wird. Von 'hier strömt es gleichmäßig durch das perforierte Band 1 und durch die aufliegende Schicht 4 in den Gasaustritt 8, von wo es gereinigt und praktisch unabgekühlt in den Kamin abzieht.

Der untere Teil der Vorrichtung bildet eine Wanne 10, die so weit mit der Desorptionsflüssigkeit gefüllt ist, daß das körnige Adsorptionsmaterial beim Rücktransport im Unterteil des Gehäuses vollständig eintaucht und von den adsorbierten Abgasverunreinigungen befreit wird. Dadurch, daß das Adsorptionsmaterial praktisch schwerelos im Wasser schwebt, wird erreicht, daß es an den Wandungen des Gehäuses nicht unnötig mechanisch beansprucht wird.

Flüssiges Desorptionsmittel kann an der linken Seite der Bandanlage über Leitung 11 in die Wanne eingeführt und an der rechten Seite über Rohrleitung 12 ausgetragen werden, so daß die Waschung des beladenen Adsorptionsmaterials im Gegenstrom erfolgt. Auf diese Weise wird die Regeneration des Adsorptionsmaterials noch verbessert.

Beispiel

Für den Durchsatz von 200 000 NmVh Rauchgas mit 1000 ppm SO., wird bei einer Verweilzeit von 2,5 see und einer Schichtdicke von 1 m eine Gasdurchtrittsfläche von 200 m² benötigt. Die durchströmte Fläche der Vorrichtung gemäß F i g. 1 besitzt daher eine Länge von 40 m und eine Breite von 5 m. Der Apparat enthält somit insgesamt 222 t Adsorptionskoks, der mit einer Geschwindigkeit von 7,2 t/h bewegt wird. Die stündlich eingebrachte Wassermenge beträgt 8,8 t, eine entsprechende Menge an 10 °/oiger Säure wird ständig abgezogen. Die Temperatur des 200° C heißen Rauchgases kühlt sich während der Reinigung im Mittel auf 171⁰C ab, es verläßt den Adsorber mit einem SO₂-Gehalt von

unter 100 ppm.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Adsorption von SO., oder anderen gasförmigen Verunreinigungen aus Abgasen mittels einer aus körnigem Adsorptionsmaterial bestehenden Wanderschicht, die vom Abgas quer zu ihrer Bewegungsrichtung durchströmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß man das mit Abgasverunreinigungen beladene Adsorptionsmaterial in eine aus einer als Desorptionsflüssigkeit dienende Tauchung einmünden läßt, das Material in der Desorptionsflüssigkeit zum Kopf der Wanderschicht zurückführt und nach Trennung von der Desorptionsflüssigkeit erneut als Wanderschicht in die Reinigungsstufe zurückführt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Desorptionsflüssigkeit vom Kopf der Wanderschicht außerhalb der Reinigungsstufe im Gegenstrom durch das Adsorptionsmaterial und außerhalb der Desorptionsstufe im Kreislauf zum Kopf der Wanderschicht zurückführt und hierbei bedarfsgemäß dem Kreislauf verbrauchte Desorptionsflüssigkeit entzieht und durch frische Desorptionsflüssigkeit ersetzt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man vor Eintritt des Adsorptionsmaterials in die Tauchung den Staub vom Adsorptionsmaterial abtrennt.

4. Vorrichtung zur Durchführung der Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, bestehend aus einem über zwei Umlenkrollen (2) waagerecht geführtes, perforiertes, endloses, mit Adsorptionsmaterial beaufschlagtes, in einem praktisch gasdichten Gehäuse (5) untergebrachtes Band (1) mit Mitnehmerstegen (3), dessen oberer Teil von einem mit Gaseinführungs- und Austrittsstutzen (7) und (8) versehenen Kasten (6) umschlossen ist, während der untere Teil des Bandes gemeinsam mit den Umlenkrollen in eine von einer Desorptionsflüssigkeit durchströmte, mit Ein- und Ablaufrohren (11) und (12) versehene Wanne (10) eintaucht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen