DE19527836A1

DE19527836A1 - Removing sulphur di:oxide from waste gas - by contacting with salt water in absorption tower, to form bi:sulphite which is then oxidised to bi:sulphate which is used to adjust pH of salt water feed

Info

Publication number: DE19527836A1
Application number: DE1995127836
Authority: DE
Inventors: Navid Dr Ing Makkinejad; Mathias Dipl Ing Kueper; Hildemar Dipl Ing Boehm
Original assignee: Gottfried Bischoff Bau Kompl Gasreinigungs und Wasserrueckkehlanlagen GmbH and Co KG
Current assignee: Lentjes Bischoff GmbH
Priority date: 1995-07-29
Filing date: 1995-07-29
Publication date: 1997-01-30
Also published as: SA96170306B1; ZA966117B

Abstract

is removed from waste gas by allowing it to impinge on salt water in an absorption tower. The salt water contains sufficient bicarbonate for the stoichiometric conversion of the SO2 into bisulphite. The sump of the absorption tower is aerated so that bisulphite is converted into bisulphate. This bisulphate is then passed into secondary reaction vessels to form sulphate and to adjust the pH of fresh salt water.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abtrennen von Schwefeldioxid aus Abgas, wobei das Abgas in einem Absorp tionsturm mit Meerwasser beaufschlagt wird und das mit Schwefelverbindungen beladene Meerwasser aus dem Flüssig keitssumpf des Absorptionsturms abgezogen sowie in einem Nachreaktionsbecken mit frischem Meerwasser beaufschlagt wird.The invention relates to a method for separating Sulfur dioxide from exhaust gas, the exhaust gas in an absorber tion tower is charged with sea water and that with Sulfur-laden sea water from the liquid sump of the absorption tower and in one Post-reaction basin charged with fresh sea water becomes.

Gasreinigungsverfahren, bei denen Meerwasser als Absorp tionsflüssigkeit zur Abtrennung von Schwefeldioxid aus einem Abgasstrom eingesetzt wird, ist beispielsweise aus DE-PS 23 22 958 bekannt. Solche Verfahren haben Eingang in die Praxis gefunden und werden heute an einigen Küsten standorten praktiziert. Die Verfahren nutzen die im Meerwasser enthaltenen Bicarbonate für die Umsetzung des absorbierten SO₂ zu unschädlichen Sulfaten.Gas purification processes in which sea water as Absorp tion liquid for the separation of sulfur dioxide an exhaust gas flow is used, for example, from DE-PS 23 22 958 known. Such procedures are included in practice found and are now on some coasts locations practiced. The procedures use the im Contained bicarbonates for the implementation of the sea water absorbed SO₂ to harmless sulfates.

Der Waschwasserbedarf in der Absorptionszone ist durch den Stoffübergang zwischen Gasphase und flüssiger Phase be stimmt. Wird mit Meerwasser als Waschflüssigkeit ge arbeitet, so liegt bei vorgegebenem Waschwasserbedarf auch die zur Verfügung stehende Bicarbonat-Menge fest. Von Ausnahmefällen abgesehen, wenn der SO₂-Gehalt im Abgas extrem niedrig ist und ein Meerwasser mit hohem Bicarbonat-Gehalt zur Verfügung steht, reicht die Bi carbonat-Menge nur zur Bindung eines Bruchteils der absorbierten SO₂-Menge aus, während der größere Teil der SO₂-Menge in freier Form als schwefelige Säure bzw. gelöstes SO₂ aus dem Flüssigkeitssumpf des Absorptions turms abgezogen wird. Der pH-Wert der abgezogenen Wasch flüssigkeit liegt zumeist im Bereich pH 1 bis 3. Die Flüssigkeit ist zudem - wegen des großen CO₂-Partikel druckes des Abgases - CO₂-gesättigt. In dem Nachreaktions becken wird die aus dem Absorptionsturm abgezogene Waschflüssigkeit mit frischem Meerwasser versetzt, dessen Menge so bemessen ist, daß der Bicarbonat-Gehalt zur Neutralisation des abgeschiedenen Schwefeldioxids aus reicht. Der Inhalt des Nachreaktionsbeckens muß zwecks Sulfatbildung einerseits und CO₂-Austreibung andererseits intensiv belüftet werden. Große Luftmengen mit entsprechenden Verdichterkapazitäten sind erforderlich. Zu berücksichtigen ist auch, daß die Oxidationsgeschwindig keit pH-abhängig ist. Bei dem sich im Nachreaktionsbecken einstellenden pH-Wert im Bereich von 5,5 bis 6 ist die Oxidationsgeschwindigkeit signifikant kleiner als in einem stark sauren Bereich. Es muß folglich mit großen Becken gearbeitet werden, um eine für die vollständige Sulfat bildung ausreichende Verweilzeit der Flüssigkeit sicherzu stellen.The wash water requirement in the absorption zone is due to the Mass transfer between gas phase and liquid phase be Right. Is used with sea water as a washing liquid works, so is the given wash water requirement the amount of bicarbonate available. From Exceptional cases, if the SO₂ content in the exhaust gas is extremely low and a sea water with high Bicarbonate content is available, the bi amount of carbonate only for binding a fraction of the absorbed amount of SO₂, while the greater part of SO₂ amount in free form as a sulfurous acid or dissolved SO₂ from the liquid sump of the absorption tower is subtracted. The pH of the removed wash liquid is usually in the range pH 1 to 3. The Liquid is also - because of the large CO₂ particles pressure of the exhaust gas - CO₂-saturated. In the after-reaction basin will be the one withdrawn from the absorption tower Wash liquid mixed with fresh sea water, the The amount is such that the bicarbonate content for Neutralization of the separated sulfur dioxide enough. The content of the after-reaction basin must be Sulphate formation on the one hand and CO₂ emission on the other be intensively ventilated. Large amounts of air with appropriate compressor capacities are required. To also take into account that the oxidation rate pH-dependent. Which is in the post-reaction pool is the adjusting pH in the range of 5.5 to 6 Oxidation rate significantly lower than in one strongly acidic area. It must therefore have large pools to be worked out for complete sulfate sufficient liquid retention time put.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs be schriebene Verfahren so weiter auszubilden, daß mit kleineren Anlagen sowie mit geringeren Luftmengen für die Sulfatbildung gearbeitet werden kann.The invention is based, to be the beginning to further develop the written procedures so that with smaller systems and with lower air volumes for the Sulfate formation can be worked.

Gegenstand der Erfindung und Lösung der Erfindung dieser Aufgabe ist ein Verfahren zum Abtrennen von Schwefeldioxid aus einem Abgas,
wobei das Abgas in einem Absorptionsturm mit Meer wasser beaufschlagt wird, dessen Menge so bemessen ist, daß die im Meerwasser enthaltenen Bicarbonate für einen stöchiometischen Umsatz des absorbierten Schwefeldioxids in Bisulfite ausreicht,
wobei der Flüssigkeitssumpf des Absorptionsturms belüftet und dadurch die Bisulfite in Bisulfate umgewandelt werden und
wobei die Bisulfate enthaltende Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitssumpf des Absorptionsturms abgezogen und zum Zwecke der Sulfatbildung und pH-Einstellung in einem Nachreaktionsbecken mit frischem Meerwasser beaufschlagt wird.The object of the invention and solution of the invention to this object is a method for separating sulfur dioxide from an exhaust gas,
wherein the exhaust gas is charged with sea water in an absorption tower, the amount of which is such that the bicarbonates contained in the sea water are sufficient for a stoichiometric conversion of the absorbed sulfur dioxide into bisulfites,
wherein the liquid sump of the absorption tower is aerated and the bisulfites are thereby converted into bisulfates and
wherein the bisulfate-containing liquid is drawn off from the liquid sump of the absorption tower and fresh sea water is applied in a post-reaction tank for the purpose of sulfate formation and pH adjustment.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt die Oxidation der Entschwefelungsprodukte im Flüssigkeitssumpf des Ab sorptionsturms, wobei zugleich die dem Absorptionsturm zugeführte Meerwassermenge so bemessen wird, daß der Bicarbonat-Gehalt für einen stöchiometrischen Umsatz des absorbierten Schwefeldioxids in Bisulfite ausreicht. Arbeitet man nach der erfindungsgemäßen Lehre, so stellt sich im Flüssigkeitssumpf ein pH-Wert im Bereich von 3,5 bis 5 ein.The oxidation takes place in the method according to the invention of the desulfurization products in the liquid sump of the Ab sorption tower, which at the same time that of the absorption tower amount of sea water supplied is measured so that the Bicarbonate content for a stoichiometric conversion of the absorbed sulfur dioxide in bisulfites is sufficient. If one works according to the teaching according to the invention, it provides there is a pH in the liquid sump in the range of 3.5 to 5 a.

Wie eingangs bereits ausgeführt wurde, ist die für die Absorption von SO₂ erforderliche Waschflüssigkeitsmenge meist so klein, daß bei Verwendung von Meerwasser als Waschwasser die zugeordnete Bicarbonat-Menge zur chemischen Bindung des absorbierten Schwefeldioxids nicht ausreicht. Nach bevorzugter Ausführung der Erfindung wird das Meerwasser daher in Teil strömen dem Absorptionsturm zugeführt, wobei ein erster Teilstrom als Waschflüssigkeit in der Absorptionszone des Turms verwendet wird und wobei ein zweiter Teilstrom zur Bilanzierung des Bicarbonat- Bedarfes für eine stöchiometrische Umsetzung des ab sorbierten Schwefeldioxids in Bisulfite unmittelbar dem Flüssigkeitssumpf zugeführt wird. Das abgeschiedene Schwefeldioxid wird stöchiometrisch in Bisulfite bzw. durch die Sumpfbelüftung in Bisulfate umgesetzt. Bei dem sich im Flüssigkeitssumpf einstellenden pH-Wert, der noch im stark saueren Bereich (pH 3,5 bis 5) liegt, ist eine hohe Oxidationsgeschwindigkeit gewährleistet. Es re sultiert eine katalytisch forcierte Bisulfit-Oxidation in Anwesenheit von Schwermetallionen sowie Magnesium- und Natriumchloriden des Meerwassers. Das erfindungsgemäße Verfahren nutzt ferner aus, daß die dem Absorptionsturm zugeführte Flüssigkeitsmenge wesentlich kleiner ist als die im Nachreaktionsbecken zu bewältigende Flüssigkeits menge und regelmäßig nur etwa 25% bis 30% der als Abwasser aus dem Nachreaktionsbecken abgezogenen Flüssig keitsmenge beträgt. Auch dies trägt zu einer Reduzierung der Verweilzeit in der Anlage bei. Mit der Oxidationsluft wird außerdem die Flüssigkeit im Flüssigkeitssumpf sehr wirkungsvoll von Kohlendioxid befreit. Es erfolgt eine CO₂-Austreibung aus einer nahezu CO₂-gesättigten Lösung. Aus dem Flüssigkeitssumpf des Absorptionsturms wird ein teilneutralisiertes Abwasser mit dem Zwischenprodukt Bilsulfat abgezogen und in dem Nachreaktionsbecken mit frischem Meerwasser zwecks Vervollständigung der Neutrali sation und Sulfatbildung vermischt. Eine Belüftung des Nachreaktionsbeckens ist in der Regel nicht mehr erforder lich, da einerseits die Oxidation der Bisulfite in Bisulfate bereits vollständig im Flüssigkeitssumpf des Waschturms durchgeführt worden ist und da außerdem durch die Belüftung des Flüssigkeitssumpfs bereits größere Mengen CO₂ aus der Waschflüssigkeit ausgetrieben wurden. Im Vergleich zu dem eingangs erläuterten Stand der Technik kann mit einem wesentlich kleineren Nachreaktionsbecken gearbeitet werden. Luftmenge und Energiebedarf für die Verdichtung der Oxidationsluft sind ebenfalls geringer.As already mentioned at the beginning, this is for the Absorption of SO₂ required amount of washing liquid usually so small that when using sea water as Wash water the assigned amount of bicarbonate chemical bond of the absorbed sulfur dioxide is not is sufficient. According to a preferred embodiment of the invention the sea water therefore flow in part to the absorption tower supplied, with a first partial flow as a washing liquid is used in the absorption zone of the tower and where a second partial flow to balance the bicarbonate Need for a stoichiometric implementation of the sorbed sulfur dioxide in bisulfite immediately to that Liquid sump is supplied. The secluded Sulfur dioxide is converted stoichiometrically into bisulfites or converted into bisulfates by the sump aeration. In which the pH in the liquid sump, which is still is in the strongly acidic range (pH 3.5 to 5) high oxidation rate guaranteed. It's right results in a catalytically forced bisulfite oxidation in Presence of heavy metal ions as well as magnesium and Sodium chlorides of sea water. The invention The method also takes advantage of the absorption tower amount of liquid supplied is significantly smaller than the liquid to be managed in the after-reaction tank quantity and regularly only about 25% to 30% of the Waste water withdrawn from the after-reaction tank quantity. This also contributes to a reduction the dwell time in the plant. With the oxidation air the liquid in the liquid sump also becomes very effectively freed from carbon dioxide. There is one Expulsion of CO₂ from an almost CO₂-saturated solution. The liquid swamp of the absorption tower becomes a partially neutralized wastewater with the intermediate Bilsulfat stripped and in the after-reaction basin with fresh sea water to complete the neutralis sation and sulfate formation mixed. A ventilation of the Post-reaction basin is usually no longer required Lich, since on the one hand the oxidation of the bisulfites in Bisulfate already completely in the liquid sump of the Washer tower has been carried out and also by the ventilation of the liquid sump is already larger Quantities of CO₂ were expelled from the washing liquid. In comparison to the prior art explained at the beginning can with a much smaller post-reaction tank be worked. Air volume and energy requirement for the Compression of the oxidation air is also lower.

In Ausnahmefällen kann es vorkommen, daß die für die Gaswäsche erforderliche Flüssigkeitsmenge so groß ist, daß bei Verwendung von Meerwasser als Waschflüssigkeit mit dem Flüssigkeitszulauf zum Absorptionsturm überstöchio metrische Mengen an Bicarbonaten zugeführt werden. Der Sonderfall kann auftreten, wenn die SO₂-Konzentration im Abgasstrom niedrig ist und gleichzeitig ein Meerwasser mit hohem Bicarbonat-Anteil zur Verfügung steht. Für einen solchen Sonderfall lehrt die Erfindung, daß zur Reduzie rung einer überstöchiometrischen Bicarbonat-Menge in der Waschflüssigkeit ein Waschflüssigkeitsteilstrom aus dem Flüssigkeitssumpf in die Absorptionszone des Turms zurückgeführt wird. Durch die Waschflüssigkeitsrückführung sind die im Absorptionsturm zur Verfügung stehende Bicarbonat-Menge und die hydraulische Belastung der Absorptionszone des Turms unabhängig voneinander einstell bar. Durch die Rückführung von Waschflüssigkeit aus dem Flüssigkeitssumpf in die Absorptionszone kann verhindert werden, daß sich im Flüssigkeitssumpf ein zu hoher pH-Wert einstellt. Zweckmäßig wird das Verfahren so geführt, daß im Flüssigkeitssumpf des Absorptionsturms ein pH-Wert im Bereich von 3,5 bis 5 herrscht.In exceptional cases it can happen that the for the Gas washing required amount of liquid is so large that when using sea water as a washing liquid with the Liquid inflow to the absorption tower overstoichio metric amounts of bicarbonates are added. Of the Special case can occur if the SO₂ concentration in Exhaust gas flow is low while using sea water high bicarbonate content is available. For one such a special case, the invention teaches that to reduce tion of an over-stoichiometric amount of bicarbonate in the Washing liquid is a partial washing liquid flow from the Liquid sump in the absorption zone of the tower is returned. Through the washing liquid return are those available in the absorption tower Bicarbonate amount and the hydraulic load on the Set the absorption zone of the tower independently of one another bar. By returning washing liquid from the Liquid sump in the absorption zone can be prevented be that there is too high a pH in the liquid sump sets. The process is advantageously carried out in such a way that a pH value in the liquid sump of the absorption tower Range from 3.5 to 5 prevails.

Eine Belüftung des Nachreaktionsbeckens ist in der Regel nicht erforderlich. Im Rahmen der Erfindung liegt es jedoch, zusätzlich eine Belüftung des Nachreaktionsbeckens vorzunehmen, um den CO₂-Gehalt des aus dem Nachreak tionsbecken abgezogenen Abwasserstroms weiter zu senken und dessem pH-Wert anzuheben.Aeration of the after-reaction basin is usually not mandatory. It is within the scope of the invention however, additional ventilation of the after-reaction tank to make the CO₂ content of the after-freak the waste water flow withdrawn further and raise its pH.

Der zur Belüftung eingesetzte, verdichtete Luftstrom wird zweckmäßig ferner vor Eintritt in den Waschflüssigkeits sumpf des Absorptionsturms bzw. vor Eintritt in das Nach reaktionsbecken durch Wassereindüsung gekühlt.The compressed air flow used for ventilation is expediently also before entering the washing liquid swamp of the absorption tower or before entering the night reaction pool cooled by water injection.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen schematischIn the following, the invention is based on only one Embodiment representing drawing in more detail explained. They show schematically

Fig. 1 ein Anlage zum Abtrennen von Schwefeldioxid aus Abgas, Fig. 1 shows a system for separating sulfur dioxide from waste gas,

Fig. 2 und 3 in der Anlage ablaufende chemische Reaktionen in Abhängigkeit der auf den Abgasstrom bezogene Meerwassermenge. Fig. 2 and 3 running in the system depending on the chemical reactions related to the exhaust gas flow amount of sea water.

Zum grundsätzlichen Aufbau der in Fig. 1 dargestellten Anlage gehören ein Absorptionsturm 1 mit angeschlossenem Abgasleitungssystem 2, eine Meerwasserpumpstation 3, ein Nachreaktionsbecken 4, Meerwasserzuführleitungen 5 zum Absorptionsturm 1 und zum Nachreaktionsbecken 4 sowie eine an den Flüssigkeitssumpf 6 des Absorptionsturm 1 ange schlossene Belüftungseinrichtung 7 mit Luftverdichter 8 und im Flüssigkeitssumpf 6 angeordneten Luftlanzen 9. Der Absorptionsturm 1 ist im Ausführungsbeispiel als Gegen stromwäscher ausgelegt, wobei Meerwasser über eine oder mehrere Düsenebenen der Absorptionszone 10 des Turms zuge führt wird. Der Fig. 1 entnimmt man ferner, daß über eine Leitung 11 zusätzliches Meerwasser direkt in den Flüssig keitssumpf 6 eingespeist wird. Über eine Leitung 12 gelangt Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitssumpf 6 des Absorbtionsturms 1 in das Nachreaktionsbecken 4. Aus dem Nachreaktionsbecken 4 wird behandeltes Abwasser 13 in das Meer zurückgeleitet.The basic structure of the system shown in Fig. 1 includes an absorption tower 1 with an attached exhaust manifold 2, a sea water pumping station 3, a reaction basin 4, Meerwasserzuführleitungen 5 to the absorption tower 1 and the reaction basin 4, as well as attached to the liquid sump 6 of the absorption tower 1 connected aeration device 7 with air compressor 8 and arranged in the liquid sump 6 air lances. 9 The absorption tower 1 is designed in the exemplary embodiment as a counter-current washer, with sea water being supplied to the absorption zone 10 of the tower via one or more nozzle levels. FIG. 1 is further deduces that additional via a line 11 seawater keitssumpf directly into the liquid is fed. 6 Liquid flows from the liquid sump 6 of the absorption tower 1 into the after-reaction basin 4 via a line 12 . Treated wastewater 13 is returned to the sea from the after-reaction basin 4 .

Die Alkalinität von Meerwasser, die als HCO⁻₃ üblicherweise angegeben wird, wird zur Bindung und Neutralisation der aus dem Abgas absorbierten SO₂-Menge ausgenutzt. Standard- Meerwasser mit einer Chlorinität von 19 g/kg beitzt einen HCO⁻₃-Gehalt von 0,14 g/kg. Je nach der Herkunft des Meer wassers kann der Bicarbonat-Gehalt bis zu 0,32 g/kg (arabischer Golf) betragen, wobei die genannten Werte Mittelwerte darstellen, von denen erhebliche örtliche Ab weichungen, zum Beispiel in Meeresbuchten oder in der Nähe von Flußmündungen vorkommen (ULLMANN, Band 24, Seiten 213/214). The alkalinity of sea water, commonly known as HCO⁻₃ is specified, is used for binding and neutralization amount of SO₂ absorbed from the exhaust gas is used. Default- Sea water with a chlorinity of 19 g / kg possesses you HCO⁻₃ content of 0.14 g / kg. Depending on the origin of the sea the bicarbonate content can be up to 0.32 g / kg (Arabian Gulf) amount, the values mentioned Represent mean values, of which considerable local differences gaps, for example in sea bays or nearby of estuaries (ULLMANN, volume 24, pages 213/214).

Das Abgas wird im Absorptionsturm 1 mit Meerwasser be aufschlagt, wobei das im Abgas enthaltene gasförmige Schwefeldioxid in dem als Waschflüssigkeit eingesetzten Meerwasser physikalisch absorbiert wird:The exhaust gas is added to seawater in the absorption tower 1 , the gaseous sulfur dioxide contained in the exhaust gas being physically absorbed in the seawater used as the washing liquid:

Die Meerwassermenge ist so bemessen, daß die im Meerwasser enthaltenen Bicarbonate für einen stöchiometrischen Umsatz des absorbierten Schwefeldioxids in Bisulfite ausreicht. Der Flüssigkeitssumpf 6 des Absorptionsturms 1 wird be lüftet, wodurch die Bisulfite in Bisulfate umgewandelt werden. Im Flüssigkeitssumpf 6 erfolgt eine Teilreaktion und Oxidation, die durch die folgende Summengleichung vereinfacht wiedergegeben ist:The amount of sea water is such that the bicarbonates contained in the sea water are sufficient for a stoichiometric conversion of the absorbed sulfur dioxide into bisulfites. The liquid sump 6 of the absorption tower 1 is vented, whereby the bisulfites are converted into bisulfates. A partial reaction and oxidation takes place in the liquid sump 6 , which is represented in simplified form by the following sum equation:

Die Bisulfate enthaltende Flüssigkeit wird aus dem Flüssigkeitssumpf 67 des Absorptionsturms 1 abgezogen und zum Zwecke der Sulfatbildung und pH-Einstellung in dem Nachreaktionsbecken 4 mit frischem Meerwasser beaufschlagt. Die Sulfatbildung im Nachreaktionsbecken 4 kann vereinfacht durch die folgende Summengleichung wiedergegeben werden:The bisulfate-containing liquid is withdrawn from the liquid sump 67 of the absorption tower 1 and fresh sea water is applied to it in the after-reaction basin 4 for the purpose of sulfate formation and pH adjustment. The sulfate formation in the after-reaction basin 4 can be represented in simplified form by the following equation:

Die in der Anlage ablaufenden chemischen Reaktionen sind in Fig. 2 modellhaft dargestellt. Auf der Abszisse ist die der Anlage zugeführte Meerwassermenge bezogen auf den Abgasvolumenstrom (L/G in l/m³) aufgetragen. Auf der Ordinate sind die Mol-Mengen der Ausgangs- und Reaktions produkte, jeweils bezogen auf die Mol-Menge von SO₂ im Abgas in Mol-% dargestellt. Der Wäscherwirkungsgrad η ist ebenfalls angegeben. Aufgetragen sind
als Kurvenzug OBAC**D** die abgeschiedene SO₂-Menge (SO₂, _Abs./SO₂, _Ein.),
als Kurvenzug OBCD die zudosierte Bicarbonat-Menge (HCO⁻₃, _Ein./SO₂, _Ein.), wobei der Linienzug OBCD₂ die insgesamt umgesetzte Bicarbonat-Menge (HCO⁻_3,reagiert/ SO₂, _Ein.), und der Linienzug OB den im Absorptionsturm allein umgesetzten Anteil wiedergibt,
als Kurvenzug OMA**B** den Anteil an freiem SO₂ in der Lösung (SO_{2, gel}/SO₂, _Ein.), welcher der Differenz zwischen abgeschiedenem SO₂ und reagiertem Bicarbonat entspricht,
als Linienzug C₁D₁ überschüssiges, nicht reagiertes Bi carbonat (HCO⁻_3,Rest/SO₂, _Ein.) im Nachreaktionsbecken,
als Linienzug OBC₁ die Zu- und Abnahme der Bisulfate (HSO⁻₄ / SO_2,Ein.) im Flüssigkeitssumpf des Absorptions turms bzw. im Nachreaktionsbecken,
als Linienzug B**C** die korrespondierende Zunahme der Sulfate (SO⁻₄⁻ / SO₂, _Ein.) im Nachreaktionsbecken, als Linien OA*, A*B*, B*C* der Gehalt an gelöstem CO₂ in der Flüssigkeit (CO_2,gel / SO₂, _Ein.).The chemical reactions taking place in the plant are shown as a model in FIG. 2. On the abscissa, the amount of sea water supplied to the system is plotted based on the exhaust gas volume flow (L / G in l / m³). The ordinate shows the molar amounts of the starting and reaction products, each based on the molar amount of SO₂ in the exhaust gas in mol%. The scrubber efficiency η is also given. Are applied
as curve OBAC ** D ** the separated amount of SO₂ (SO₂, _Abs. / SO₂, _Ein .),
as curve OBCD the metered amount of bicarbonate (HCO⁻₃, _Ein. / SO₂, _Ein .), the line OBCD₂ the total amount of bicarbonate converted (HCO⁻ _{3, reacts} / SO₂, _Ein .), and the line OB represents only the portion converted in the absorption tower,
as a curve OMA ** B ** the proportion of free SO₂ in the solution (SO _{2, gel} / SO₂, _Ein .), which corresponds to the difference between separated SO₂ and reacted bicarbonate,
as a line C₁D₁ excess, unreacted bicarbonate (HCO⁻ _{3, rest} / SO₂, _Ein .) in the post-reaction basin,
as line OBC₁ the increase and decrease of the bisulfates (HSO⁻₄ / SO _{2, Ein.} ) in the liquid sump of the absorption tower or in the post-reaction basin,
as line B ** C ** the corresponding increase in sulfates (SO⁻₄⁻ / SO₂, _Ein .) in the post-reaction basin, as lines OA *, A * B *, B * C * the content of dissolved CO₂ in the liquid ( CO _{2, gel} / SO₂, _a .).

In der Absorptionszone 10 des Absorptionsturmes 1 erfolgt eine CO₂-Sättigung des Meerwassers (Linie OA*). Im Flüssigkeitssumpf wird CO₂ durch Oxidationsluft aus getrieben (Linie A*B*). Durch die Nachreaktion erfolgt im Nachreaktionsbecken 4 wieder eine Anreicherung hinsicht lich gelösten Kohlendioxids im Abwasser (Linie B*C*). Für den pH-Wert des aus dem Nachreaktionsbecken 4 abgezogenen Abwassers 13 sind hauptsächlich die Konzentrationen von freiem CO₂ (Punkt D*) und Überschuß-Bicarbonat (Punkt D₁) maßgebend. Sie können am besten durch Erhöhung der insgesamt eingesetzten Meerwassermenge beeinflußt werden. Daneben ist auch eine begrenzte Beeinflussung durch CO₂-Austreibung in dem Nachreaktionsbecken 4 möglich. Zu diesem Zwecke ist in der in Fig. 1 dargestellten Anlage auch eine Belüftung des Nachreaktionsbeckens 4 vorgesehen.In the absorption zone 10 of the absorption tower 1 there is a CO₂ saturation of the sea water (line OA *). In the liquid sump, CO₂ is driven out by oxidation air (line A * B *). As a result of the after-reaction, the after-reaction basin 4 again accumulates dissolved carbon dioxide in the waste water (line B * C *). The concentrations of free CO₂ (point D *) and excess bicarbonate (point D₁) are decisive for the pH of the wastewater 13 drawn off from the after-reaction basin 4 . They can best be influenced by increasing the total amount of sea water used. In addition, a limited influence by CO₂ expulsion in the after-reaction basin 4 is possible. For this purpose, ventilation of the after-reaction basin 4 is also provided in the system shown in FIG. 1.

Die Fig. 2 bezieht sich auf eine Betriebsweise der Anlage, bei der das Meerwasser in Teil strömen dem Absorptionsturm 1 zugeführt wird. Ein erster Teilstrom wird als Wasch flüssigkeit einer oder mehrerer Düsenebenen der Absorp tionszone 10 des Turmes zugeführt. Die Bicarbonat-Menge des ersten Teilstromes reicht zur vollständigen chemischen Bindung der absorbierten SO₂-Menge nicht aus. Ein zweiter Teilstrom wird daher zur Bilanzierung des Bicarbonat- Bedarfes für eine stöchiometrische Umsetzung des ab sorbierten Schwefeldioxids in Bisulfite mittels der Leitung 11 unmittelbar dem Flüssigkeitssumpf 6 zugeführt. The Fig. 2 refers to an operation of the system in which the seawater in part stream is fed to the absorption tower 1. A first partial flow is fed as washing liquid to one or more nozzle levels of the absorption zone 10 of the tower. The bicarbonate amount of the first partial stream is not sufficient to completely bind the absorbed amount of SO₂. A second partial flow is therefore fed directly to the liquid sump 6 by means of the line 11 in order to balance the bicarbonate requirement for a stoichiometric conversion of the sorbed sulfur dioxide into bisulfites.

In Ausnahmefällen bei hohem Bicarbonat-Gehalt des Meer wassers und niedriger SO₂-Konzentration im Abgas kann mit der in der Absorptionszone 10 verwendeten Waschflüssigkeit eine Überdosierung der Bicarbonate im Absorptionsturm erfolgen. In Fig. 3 sind die chemischen Abläufe in der Anlage für diesen Fall dargestellt. Die Frischwasser dosierung zum Flüssigkeitssumpf 6 des Absorptionsturms 1 entfällt. Die Sulfat-Bildungsreaktion findet, wie aus Fig. 3 ersichtlich, bereits zum Teil im Flüssigkeitssumpf 6 des Absorptionsturms 1 statt. Wenn aufgrund der Bicarbonat- Überdosierung der pH-Wert im Flüssigkeitssumpf 6 zu hoch ansteigt, kann zur Reduzierung der überstöchiometrischen Carbonat-Menge ein Waschflüssigkeitsteilstrom aus dem Flüssigkeitssumpf 6 in die Absorptionszone 10 des Turms zurückgeführt werden. Auf diese Weise 6 ist eine Einstellung des pH-Wertes im Flüssigkeitssumpf 6 des Ab sorptionsturms 1 in dem angestrebten Bereich von 3,5 bis 5 möglich.In exceptional cases with a high bicarbonate content of the sea water and a low SO₂ concentration in the exhaust gas, the washing liquid used in the absorption zone 10 can overdose the bicarbonates in the absorption tower. In Fig. 3 the chemical processes are shown in the system of this case. The fresh water dosage to the liquid sump 6 of the absorption tower 1 is omitted. As can be seen from FIG. 3, the sulfate formation reaction already takes place in part in the liquid sump 6 of the absorption tower 1. If, due to the bicarbonate overdosing, the pH in the liquid sump 6 rises too high, a partial washing liquid flow from the liquid sump 6 can be returned to the absorption zone 10 of the tower to reduce the overstoichiometric amount of carbonate. In this way 6 an adjustment of the pH in the liquid sump 6 of the absorption tower 1 is possible in the desired range from 3.5 to 5.

Zweckmäßig erfolgt eine Kühlung des zur Belüftung einge setzten Luftstroms durch Wassereindüsung. Zu diesem Zweck umfaßt die Belüftungseinrichtung eine Mischkammer 14 für Quenchwasser, wobei als Quenchwasser Meerwasser einsetzbar ist.The air flow used for ventilation is expediently cooled by water injection. For this purpose, the aeration device comprises a mixing chamber 14 for quench water, sea water being usable as quench water.

Claims

1. method for separating sulfur dioxide from exhaust gas,
wherein the exhaust gas is charged with sea water in an absorption tower, the amount of which is such that the bicarbonates contained in the sea water are sufficient for a stoichiometric conversion of the absorbed sulfur dioxide into bisulfites,
wherein the liquid sump of the absorption tower is aerated and the bisulfites are thereby converted into bisulfates and
wherein the bisulfate-containing liquid is drawn off from the liquid sump of the absorption tower and fresh sea water is applied in a post-reaction tank for the purpose of sulfate formation and pH adjustment.

2. The method of claim 1, wherein the sea water in Partial streams is fed to the absorption tower, with a first partial flow as a washing liquid in the Absorption zone of the tower is used and being a second partial flow to balance the bicarbonate requirement for a stoichiometric implementation of the absorbed Sulfur dioxide in bisulfite immediately that Liquid sump is supplied.

3. The method according to claim 1, wherein to reduce a Superstoichiometric amount of bicarbonate in the wash liquid is a partial washing liquid stream from the Liquid sump back into the tower's absorption zone to be led.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein in Liquid sump of the absorption tower has a pH in the Range from 3.5 to 5 is set.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the Post-reaction pool is ventilated.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the Airflow used for ventilation through water injection is cooled.