DE1667694C

DE1667694C - Verfahren zum Reinigen und Neutralisieren der bei der Phosphor- bzw. Phosphorsäureproduktion anfallenden Rohgase

Info

Publication number: DE1667694C
Authority: DE
Inventors: Ursus Dr. 5030 Hürth; Schmidt Winfried Dipl.-Ing. 5030 Kendenich Thümmler
Original assignee: Ruhrchemie Ag, 4200 Oberhausen-Holten
Publication date: 1971-11-11

Description

ι 2

Die Erfindung betrifft ein neues Anwendungsgebiet Anzahl von in seiner Mittelachse senkrecht überder aus der deutschen Patentschrift 1193 477 bekannten einander angeordneten Sprühdüsen versehenes Fall-Vorrichtung zum Waschen und Naßentstauben von rohr, das von oben nach unten vom staubbeladenen Gasen. Dieser sogenannte »Drallrohrwäschert besteht Rohgas durchströmt wird, vorgesehen, an das sich aus einem senkrecht stehenden Rohr mit einem darin 5 der an sich bekannte, von unteia nach oben durchzentrisch angeordneten, zylindrischen, geschlossenen, strömte Drallrohrwäscher zur Auswaschung und oben und unten spitz zulaufenden, mit schrauben- Neutralisierung des Robgases selbst anschließt Durch förmig angeordneten Leitschaufeln besetzten Einbau- die Sprühdüsen wird die Befeuchtungsflüssigkeit körper sowie mit einem unteren Gaseinlaß und einem im Gleichstrom in das zuströmende Rohgas einoberen Gasauslaß und einer Waschflüssigkeitszufuhr io gedüst. am oberen oder unteren Ende. Staubanbackungen im Bereich zwischen dem Aus-

Die Strömungsgeschwindigkeit der den Drallrohr- tritt des Gases aus der Rohgasleitung und dem Einwäscher von unten nach oben durchströmenden Gase tritt desselben in das Fallrohr werden durch eine wird dabei so bemessen, daß die Waschflüssigkeit in weitere Wasserzugabe, die beispielsweise über einen dem von Einbaukörper und der Rohrinncnwand ge- 15 tangentialen Wassereinlauf, durch Verdösen von bildeten Rjigraum angestaut und im Schwebezustand Wasser oder durch eine Oberlaufkante erfolgen kann, heftig durehwirbelt wird. Als Folge der hierbei erreich- vermieden. Unterhalb des Fallrohres und des Drallbaren hohen Relativgeschwindigkeit zwischen flüssiger rohrwäschers ist ein Ablauf zur Entnahme von und gasförmiger Phase und der hohen Turbulenz wird Serdammwasser vorgesehen.

eine sehr innige Berührung zwischen Gas und Flüssig- ao Eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen keit erreicht, so daß die zu entfernenden Stoffe mit Verfahrens dienende Vorrichtung ist in der Zeichnung einem großen Wirkungsgrad von der Flüssigkeit auf- schematisch im Längsschnitt dargestellt Gemäß dieser genommen werden. Zeichnung wird das staubbeladene Rohgas durch die

Es wurde nun gefunden, daß Verfahren zum Reini- Leitung Il über das Einleitungsrohr mit Spüleingen und Neutralisieren von staub- und fluoihaltigen as richtung 16 dem Fallrohr 1 zugeführt, in dessen Abgasen in Phosphaterzsinteranlagen der elektro- Mittelachse die Sprühdüsen 2 übereinander angeordthermischen Phosphorgewinnung sowie beim nassen net sind. Sie werden durch die Zubringerleitung 8 mit Aufschluß von Phosphaten .:n für die Gewinnung von kalkmilchhaltigem Waschwasser als Befeuchrungs-Phosphorsäure in vorteilhafter Weise durchgeführt flüssigkeit versoigt. Die zugeführte Menge Befouchwerden können, wenn die A./gaswäsche und Naßent- 30 tungsflüssigkeit wird durch eine Meßeinrichtung 6 staubung mit Hilfe des an sich bekannten Drallrohr- (Rotameter) überwacht Zwischen dem Fallrohr 1 Waschprinzips erfolgt, wobei mindestens ein Teil der und dem Drallrohrwäscher 3 ist ein Verbindungsrohr im Ausgangsrohgas mitgeführten Staubanteile durch 15 eingebaut, an dessen tiefster Stelle das anfallende Eindüsen von Befeuchtungsflüssigkeit, der neutrali- Schlammwasser durch der Ablauf 10 abgeführt wird, sierende Stoffe, beispielsweise Kalkmilch, zugesetzt 35 Der Drallrohrwäscher 3 enthält in bekannter Weise worden sind, innerhalb eines dem Drallrohr- den zentrisch eingesetzten Einbaukörper 4, der mit Wäscher vorgeschalteten Fallrohres niedergeschlagen Rücksicht auf die Übersichtlichkeit der schematischen wird. Darstellung ohne Leitschaufeln gezeichnet ist. Ober-

Bisher hat die Reinigung solcher Abgase, in welchen halb des Einbaukörpers 4 ist das Aufgaberohr 5. der Fluorgehalt in Foim von Fluorwasserstoff und 40 durch welches die Waschflüssigkeit auf den Einbau-Siliciumtetrafluorid vorliegt, größte Schwierigkeiten körper 4 gegeben wird, zentrisch angeordnet. Diese bereitet; eine befriedigende Lösung konnte erst durch Waschflüssigkeit, die wiederum Kalkmilch enthält, das erfindungsgemäße Verfahren gefunden werden. wird dem Aufgaberohr 5 durch die Zubringerleitung 9 Der Fluorgehalt im Ausgangsrohgas kann hierbei bis zugeführt, wobei die Meßeinrichtung 7 (Rotameter) zu 400 mg/m¹ betragen. 45 wieder zur Überwachung der in der Zeiteinheit zu-

Auch der dem Drallrohrwäscher aufgegebenen geführten Menge dient. Die anfallenden Schlamm-Waschflüssigkeit können neutralisierende Stoffe, bei· wassermengen fließen ebenfalls durch Ablauf 10 ab. spielsweise Kalkhydrat Ca(OH), in Form von Kalk- Das neutralisierte Reingas wird nach Passieren des milch, zugesetzt werden. Wasserabscheiders 13 durch die Leitung 12 abgesaugt.

Hierbei wird die Menge der zugegebenen neutrali- 50 In dem Wasserabscheider 13 sich noch ansammelndes sierenden Stoffe so eingestellt, daß im nachgeschalteten Wasser läuft durch Ablauf 14 ab. Abscheider ein pH-Wert von etwa 8 resultiert. Es ent- Mehrere Ausiuhningsbeispiele sollen das erfindungs-

fällt daher die Notwendigkeit, säurefeste Baustoffe gemäße Verfahren näher beschreiben. Zunächst seien zu verwenden, und die Anlage kann in vorteil- die in diesen Beispielen wiedergegebenen Begriffe wie hefter Weise aus {!blichen Kohlenstoffstflhlen gefertigt ss folgt erläutert: sein. Ap bezeichnet die Druckdifferenz, gemessen Ober

Vorteilhafterweise kann die aus dem Drallrohr- das ganze System (Fallrohr und Drallrohrwäscher) in wäscher abgezogene Waschflüssigkeit im Kreislauf der mm WS. Fluorgehalt ist die Summe der Gehalte an Eindüsung im vorgeschalteten Fallrohr zugeführt Fluorionen in Form von Fluorwasserstoff HF und werden. Ebenso kann beispielsweise eine Teilmenge 60 Siliciumtetrafluond SiF₄ im Rohgas, des unterhalb der Anlage abgezogenen Wasch« bzw. Die Gasvolumina in m* bezeichnen die bei den je' Schlammwassers im Kreislauf wieder der VerdÜsung weiligen Drücken und Temperaturen gemessenen zugeführt werden. Durch dies? Maßnahmen wird ins- Gasmengen. Diese Angaben sind wichtig zur Beurbesondere der zur Neutralisation notwendige Kalk' teilung der Durchsatzleistung, wassergehalt besser ausgenützt. 6$ Der im Dralliohrwäscher abgeschiedene, aus der

Bei der erfmdungsgemflßen Vorrichtung zur Durch' Phosphat-Sinteranlage stammende Schlamm hatte führung des Verfahrens ist zur Niederschlagung eines nach dem Trocknen folgende durchschnittliche ZuTeils der Stäube ein senkrecht stehendes, mit einer sammensetzung:

Ps°s - 34,0 Gewichtsprozent (in Form von Ca-Phosphat)

8,5 Gewichtsprozent 1,3 Gewichtsprozent 1,2 Gewichtsprozent

47₅0 Gewichtsprozent

Na₂O 0,6 Gewichtsprozent

K»O 0,4 Gewichtsprozent ίο

F 3,7 Gew ichtsprozent

Die Temperaturen lagen beim Ausgangsrohgas zwischen etwa 90 und 120⁰C, beim abgezogenen Reingas zwischen etwa 50 und 60^c C.

Beispiel 1

Zum Einsatz gelangte ein einflutiger Gegenstromdrallwäscher mit einem Außendurchmesser von 800 mm und einem Innendurchmesser von 500 mm. Der Neigungswinkel der Leitschaufeln betrug 30°, bezogen auf die Horizontale. Die Spaltbreite des Ringspaltes zwischen dem Rand der Leitschaufeln und der Rohrinnenwand lag bei 10 mm. Das vorgeschaltete Fallrohr war mit 5 Düsen ausgerüstet.

Die zugeführte Rohgasmenge betrug 9000 m³/h, während die verwendete Wassermenge im Fallrohr bei 1500 I/h und im Drallrohrwäscher bei 1000 l/h lag.

Δρ hatte den Wert von 190 mm WS.

Folgende Fluorgehalte Rohgas Reingas

wurden ermittelt 363 mg/m³ 7 mg/m³

Die Staubgehalte

betrugen 2,16 g/m³ 0,09 g/m³

Beispiel 2

Einflutiger Gegenstromdrallwäscher 1000/600 mm Durchmesser, Schaufelneigung 23°, Spaltbreite 15 mm, Fallrohr mit acht Düsen.

a) Rohgasmenge 15 500 bis 17 500 m³/h

Wassermenge

Fallrohr 8 000 l/h

Drallrohrwäscher ... 3 000 l/h

Ap 180 bis 195 mm WS

Fluor- Rohgas Reingas

gehalte . .95 bis 114 mg/m³ 4 bis 6 mg/m³

Staubgehalte .. 0,66 bis 0,90 g/m³ 0,05 bis 0,10 g/m³

b) Rohgasmenge 25 500 bis 27 500 m³/h

Wassermenge

Fallrohr 8 000 l/h

Drallrohfwäschcr ... 1000l/h

Ap 290 bis 330 mm WS

Fluor* Rohgas Reingas

gehalte . .40 bis 92 mg/m³ 5 bis 6 mg/m*

Staubgehalte ». 0,65 bis 0,68 g/m³ 0,07 bis 0.08 g/m³

Beispiel 3

Einflutiger Gegfinstromdrallwäscher 1200/500 mm Durchmesser, Schaufelneigung 30°, Spaltbreite 25 mm, Faltrohr mit acht Düsen.

a) Rohgasmenge 3'J 000 his 43 000 m?/h

Wassermenge

Fallrohr 8 000 l/h

Drallrohrwäscher ... 1 000 l/h

Ap 175 bis 210 mm WS

Fluoi- Rohgas Rcingas

gehalte . .53 bis 59 ing'm³ 2 bis 'S nig'm³

Staubgehalte .. 0,73 bis 0.99 g'm·¹ 0.03 bis 0.05 g/m³

b) Rohgasmenge 36 000 bis 40 000 m³h

Wassermenge

Fallrohr 4 000Mi

Drallrohrwäscher ... 2 0001'h

Ip 180 bis 215ηΐ!ϊΐ WS

Fluor- Rohga·. Rcingas

gehalte . .23 bis 31 mg m³ 2 mg m³
Staub-

gehalte .. 0.68 g'm³ 0.07 ^ m³

c) Rohgasmenge 39 000 bis 43 (KK) in³ h

Wasserrr.enge

Fallrohr 4 0001h

Drallrührwäscher ... 1 000 l/h

\p 185 bis 210 mm WS

Fluor- Rohgas Rcingas

gehalte . .45 bis 68 mg/m³ 2 bis 6 mgm'
Staub-

gehalte .. 0,90 bis 1,10 g/m³ 0,01 bis 0,02 g/m³

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Reinigen und Neutralisieren von staub- und fluorhaltjgen Abgasen in Phosphaterzsinteranlagen der elektrothermischen Phosphorgewinnung sowie beim nassen Aufschluß von Phosphaterzen für die Gewinnung von Phosphorsäure, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgaswäsche und Naßentstaubung mit Hilfe des an sich bekannten Drallrohr-Waschprinzips erfolgt, wobei mindestens ein Teil der im Ausgangsrohgas mitgeführten Staubanteile durch Eindüsen von Befeuchtungsflüssigkeit, der neutralisierende Stoffe, beispielsweise Kalkmilch, zugesetzt worden sind, innerhalb eines dem Drallrohrwäscher vorgeschalteten Fallrohres niedergeschlagen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn-So zeichnet, daß der Fluorgehalt im Ausgangsrohgas bis zu 400 mg/m³ beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß der dem Drallrohrwäscher aufgegebenen Waschflüssigkeit neutralisierende

SS Stoffe, beispielsweise Kalkmilch, zugesetzt werden.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge der zugegebenen neutralisierenden Stoffe so eingeteilt wird, daß im nachgeschalteten Abscheider ein pH-Wert von etwa 8 resultiert.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem Drallrohrwäscher abgezogene Waschflüssigkeit im Kreislauf der Eindüsung im vorgeschalteten

6$ Fallrohr zugeführt wird.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Veifahrens nach den vorhergehenden Ansprüchen, gekennzeichnet durch ein senkrecht stehendes, mit

cinef Anzahl von in seiner Mittelachse senkrecht übereinander angeordneten Sprühdüsen (2) versehenes Fallrohr (1), an das sich der an sich bekannte Dralliohrwäscher (3) anschließt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Bereich zwischen dem Austritt des Gases aus der Rohgasleitung (11) und dem Eintritt desselben in das Fallrohr (1) eine weitere Wasserzugabe, beispielsweise über einen tangentialen Wassereinlauf, durch Verdüsen von Wasser oder durch eine Überlaufkante (16), vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Fallrohres (1) und Drallrohrwäschers (3) ein Ablauf (10) zur Entnahme von Schlammwasser vorgesehen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen