DE1769303B2 - Verfahren zur nassentstaubung und zur gleichzeitigen schwefeldioxyd-auswaschung von rauchgasen - Google Patents

Description

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Im übrigen ist es bekannt, Waschwasser von Gaswaschen im Umlauf zu führen und auf dem Umlaufweg zu desorbieren (vgl. »Chemie-Ing.-Techuik«, 1968, Heft 9/10, Seite 433). Auch gehört zum Stand der Technik (vgl. deutsche Patentschrift 891387) die Verdichtung von Desorberbriiden auf Atmosphärendruck unter Zwischenkondensation eines wesentlichen Teils des enthaltenen Wasserdampfes. Ferner ist die Desorption in einer Vakuumkolonne bei einer Temperatur, die nur wenig über der Waschtemperatür liegt, bekannt. Das alles hat zur Verbesserung des eingangs beschriebenen Verfahrens nichts beigetragen.

Der Erfindung liegt dia Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Naßentstaubung von Rauchgasen mit Wasser und gleichzeitigen Schwefeldioxyd-Auswaschung anzugeben, welches bei hohem Wirkungsgrad di_ese Auswaschung mit sehr geringem Energieauf wand ermöglicht.

Ausgehend von dem Verfahren der eingangs ucschnebenen Gattung lost die Erfindung die Aufgabe

c) die Beheizung der Vakuumkolonne sowie as die Erzeugung des erforderlichen Stripp-Dampfes erfolgt durch Expansionsverdampfung des Kühlwassers, welches vor der SO₂-Auswaschung eingesetzt wird.

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Naßentstaubung von Rauchgasen mit Wasser und zur gleichzeitigen Schwefeldioxyd-Auswaschung, wobei die Rauchgase zunächst ohne wesentliche Wärmeabfuhr nach außen durch verdampfendes Wasser auf Gleichgewichtstemperatur gebracht und bei etwa dieser Temperatur entstaubt werden, sowie die Rauchgase danach durch direkten Kontakt mit Wasser auf möglichst niedrige Temperatur gekühlt werden.

Bei einem bekannten Verfahren vergleichbarer Gattung (deutsche Patentschrift 618 517) werden die Rauchgase zunächst in einer ersten Kammer mit zerstäubtem Wasser behandelt und zugleich der katalytischen Einwirkung von Eisen unterworfen. Sodann werden sie unter Umlenkung ihrer Strömungsrichtung durch eine zweite Kammer geleitet, wo eine nochmalige Behandlung mit zerstäubtem Wasser erfolgt, worauf sie unter Wechseln ihrer Strömungsrichtung in Wäschern mit alkalischem Wasser in Berührung gebracht werden. Auch in dieser Stufe könnte mit Wasser gearbeitet werden, wenn auch (vgl. deutsche Auslegeschrift 1030 315) dieses für die Reinigung großer Gasmengen nicht sehr günstig ist. Im Rahmen der bekannten Maßnahmen wird mit immer neuem Waschwasser gearbeitet, wenn auch vorgeschlagen wird, die Waschflüssigkeiten und Waschlaugen auf Schwefelverbindungen, insbesondere Schwefelsäure und Sulfate, zu verarbeiten. In der beschriebenen Weise kann großtechnisch die Naßentstaubung und gleichzeitige Schwefeldioxyd-Auswaschung von Rauchgasen nicht wirtschaftlich durchgeführt werden, darüber hinaus entspricht die erreichbare Reinigungswirkung nicht den modernen Anforderungen.

wendet werden:

a) In einer weiteren Waschstufe wird das im Rauchgas enthaltene Schwefeldioxyd in bekannter Weise durch Wasser ausgewaschen,

_{b) das Wa}sser dieser Waschstufe wird in bekannter _{wdse in einer} vakuumkolonne bei einer Temperatur, die nur wenig über der Waschtemperatür liegt, von Schwefeldioxyd desorbiert,

c) die Beheizung der Vakuumkolonne sowie die Erzeugung des erforderlichen Stripp-Dampfes ^εΓίο18^{ι durch} Expansionsverdampfung des Kühlwassers, welches vor der Schwefeldioxyd-Auswaschung eingesetzt wird.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind darin zu sehen, daß die Entschwefelung durch die vorgeschaltete und in besonderer Weise geführte Entstaubung gleichsam vorbereitet wird, und zwar so, daß die Entschwefelung selbst mit sehr günstigem Wirkungsgrad erfolgt. Außerdem erfolgt die EntSchwefelung bei Betriebsparametern, die zusätzlich eine Restentstaubung bewirken. Im Ergebnis kann auf die Nachschaltung eines Elektrofilters od. dgl. verzichtet werden.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens für Großkessel mit Kohlefeuerung,

Fig.2 eine Abwandlung des Gegenstandes nach F i g. 1 für kleinere Leistungsbereiche.

Das zu behandelnde Rauchgas tritt bei 1 in die Anlage nach Fig. 1 mit etwa 130° C ein und gelangt gereinigt mit etwa 25° C wasserdampfgesättigt in die Atmosphäre. Es ist praktisch frei von Schwefeldioxyd. Zunächst erfolgt im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem Sättiger 2 eine Aufsättigung des Rohgases mit Wasser, wobei sich eine Gleichgewichtstemperatur von etwa 45 bis 50° C einstellt, da keine Wärme abgeführt wird. Ferner wird im Sättiger 2 bereits ein erheblicher Staubanteil aus dem Gas ausgewaschen. Anschließend durchströmt das Gas einen Naßentstauber 3. der im Ausführunes-

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beispiel und nach bevorzugter Ausfühmngsform der schleifen 18, 19 nacheinander den Expansionsverc.,nnaung als Rmgspaltwascher ausgeführt werden dampferstufen 20, 21 zugeführt. Aus der letzten Ver-Kdnn. tiier wird das in der vorbeschriebe;ien Weise dampferstufe 21 läuft das bis auf etwa 3 bis 4° C xonomonierte Gas mit geringem Wasserbedarf bei über der Waschtemperatur rückgekühlte Wasser bameangem iJruckverlust so weitgehend entstaubt, daß 5 rometrisch über das Tauchgefäß 22 ab und wird zur eme ßeemrrachtigung der anschließenden Schwefel- Kühlung auf die Waschtemperatur einem nicht daraioxyawascüe durch mitgeführten Staub vermieden gestellten Kühlturm zugeführt. Zuvor wird das Waswira in einem nachgeschalteten Abscheider 4 wird ser zur Verbesserung der Auswaschung und zur Vereine ι rennung des Wassers vom Rauchgas vollzogen. meidung von Korrosion im Kühlturm durch Zugabe Χ.« t mTÜ- ⁶¹⁰⁶^¹⁸⁶¹PUmPeS den größten TeU io von Sodalösung durch die Dosierpumpe 23 neutraliaes siauonamgen Wassers zur Bedüsung des Sätti- siert. Durch die Entspannungsverdampfung des gersz Dzw. des Rmgspaltwaschers 3. Ein Teilstrom Kühlwassers aus dem Einspritzkühler 7 im Sumpf der des Wassers wira aus der Spitze des Abscheiders 4 Desorptionskolonne wird der notwendige Strippentnommen und kann in bekannter Weise, z. B. Dampf erzeugt und das Wasser im unteren Kolondurcn i<ütration, vom Staub befreit und danach teil- 15 nenteil auf Siedetemperatur gebracht. Die Beheizung weise wieder zum Waschprozeß zurückgeführt wer- der oberen Kolonnenteile erfolgt durch den Entspannen tm nachgeschaltetes Gebläse 6 fördert das ent- nungsbrüden aus den Verdampferstufen,
staubte Rauchgas durch einen Einspritzkühler 7 und Durch die Teilkondensation des Wasseranteils im anscftlieliend einen Wascher 8 in die Atmosphäre. Rauchgas, die im Einspritzkühler 7 vollzogen wird, uer tinspntzkuhler7 hat die Aufgabe, das Rauchgas 20 entsteht ein Wasserüberschuß im Wasch- und Kühl-Dis aut eine Waschtemperatur von 20 bis 25° C ab- kreislauf, der zur Ergänzung des Entstaubungskreis zukunlen wobei das verwendete Kühlwasser mög- laufes mit Wasser und zum Ausschleusen des bei liehst nahe an die Rauchgastemperatur in der Ent- einer nachgeschalteten Neutralisation gebildeten NastauDungsanlage aufgewärmt werden soll. Die Ein- triumsulfats aus dem Wasser verwendet wird. Das spntzung wird entsprechend getührt. Die Auswa- 25 nach dem Verdichter 13 verfügbare hochprozentige scnung des Schwefeldioxyds erfolgt dann in dem Schwefeldioxyd, welches bei 24 austritt, kann in benacngeschalteten Wascher 8, der mit Füllkörpern kannter Weise nach Luftzusatz auch zu Schwefelausgerüstet sein kann. Die Auswaschung erfolgt bei säure verarbeitet werden. Wird bei der Filtration des konstanter Temperatur im Gegenstrom, um eine mög- Teilstromes aus dem Entstaubungskreislauf mit Valichst hohe Beladung des Wassers zu gewährleisten. 30 kuumfiltern gearbeitet, so kann die Abluft der dort um- u ^{aSSer die Auswaschun}g führt folglich in erforderlichen Luftpumpen vorteilhaft unter Ausnuternebhcnem Maße Schwefeldioxyd mit und muß de- zung des darin enthaltenen Schwefeldioxyds durch sorbiert werden. Die Desorption des gelösten Schwe- Verbindung des Schwefeldioxyd-Hauptstromes vor feldioxyds aus dem Wasser erfolgt mittels Stripp- einer Kontaktanlage zur Schwefelsäureerzeugung einDampf in einer Vakuumkolonne. Der erforderliche 35 gesetzt werden. Das Restgas der Kontaktanlage kann Stnpp-Dampf wird durch Expansionsverdampfung zweckmäßigerweise dem Einspritzkühler 7 wieder zusowohl aus dem Kühlwasser 9 des Einspritzkühlers 7 geführt werden. Dieses Gas verläßt dann eben! alls und im Ausführungsbeispiel auch aus dem Abwasser praktisch frei von Schwefeldioxyd die Anlage, und der Stnpperkolonne erzeugt. Zunächst wird das Was- zwar zusammen mit dem Rauchgas bei 25.
ser durch Zugabe einer geringen Schwefelsäuremenge 40 Fig. 2 zeigt eine Abwandlung für kleinere Lei-10 durch die Dosierpumpe 11 im pH-Wert soweit ab- stungsbereiche. Die Verdichtung des aus dem Vakugesenkt, daß eine weitgehende Desorption des gelö- umdesorber austretenden Brüden 26 auf Atmosphäsien Schwefeldioxyds erfolgen kann. Danach gelangt rendruck erfolgt hier durch eine zweistuftige Dampfdas angesäuerte Wasser auf den Kopf 12 de·· Desorp- strahlpumpe 27 mit Zwischenkondensatoren 28, 29 tionskolonne. Der entweichende Brüden, der außer 45 und eine anschließende Wasserring-Vakuumpumpe Schwefeldioxyd noch geringe Mengen Kohlendioxyd, 3S. Das zum Betrieb der Zwischenkondensatoren 28, Stickstoff und Sauerstoff enthält, wird durch einen 29 sowie zur Kühlung der Wasserringpumpe 30 ermehrstufigen Verdichter 13 abgesaugt und unter forderliche Wasser wird dem beladenen Wasser-Zwischenkondensation in einem nachgeschalteten Hauptstrom entnommen und nach Auiheizung und Kondensator 14 auf Atmosphärendruck vei dichtet. 50 weitgehender Desorption des enthaltenen Schwefel-Verdichter 13 und Kondensator 14 sind im Ausfüh- dioxyds dem mittleren Teil der Desorptionskolonne rungsbeispiel vereinfacht dargestellt. Das im Kon- zugeführt. Hier wird die aufgenommene Wärmedensator 14 anfallende schwefeldioxydhaltige Brü- menge weitgehend durch Expansionsverdampfung denkondensat 15 wird zur Ansäuerung des Wassers freigemacht und zur Beheizung des oberen Teils der vor Eintritt in den Desorber verwendet und durch 55 Vakuumkolonne ausgenutzt. D^;e Beheizung des mitteine Kreiselpumpe 16 in die Zulaufleitung zum De- leren und unteren Kolonnenteils geschieht in der sorber gefördert. Bei der Desorption durchläuft das gleichen Weise, wie es zu F i g. 1 schon beschrieben Wasser nacheinder die beispielsweise als Füllkör- worden ist. Auch alle weiteren Verfahrensschritte perschüttung ausgebildeten Einbauten 17 der Vaku- stimmen mit der Ausführungsform nach F i g. 1 überumkolonne. Danach wird es durch Rohrleitungs- 60 ein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Naßentstaubung von Rauchgasen mit Wasser und gleichzeitigen Schwefeldioxyd-Auswaschung, wobei die Rauchgase zunächst ohne wesentliche Wärmeabfuhr nach außen durch verdampfendes Wasser auf Gleichgewichtstemperatur gebracht und bei dieser Temperatur entstaubt werden, sowie die Rauchgase danach durch direkten Kontakt mit Wasser auf möglichst niedrige Temperatur gekühlt werden, dadurch gekennzeichnet, daß folgende Maßnahmen gemeinsam angewendet werden:

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   a) in einer weiteren Waschstufe wird das im Rauchgas enthaltene SO₂ in bekannter Weise durch Wasser ausgewaschen,

   b) das Wasser dieser Waschstufe wird in bekannter Weise m einer Vakuumkolonne